книги из ГПНТБ / Рубахин, В. Ф. Психологические основы обработки первичной информации

2. Сбор, систематизация и предварительное изучение мате­ риалов аэрофотосъемки прежних залетов.

3. Камеральное инженерно-геологическое дешифрирование ма­ териалов аэрофотосъемки. Составление предварительной инже­ нерно-геологической картосхемы на район работ. Выбор ключе­ вых участков и контрольных маршрутов.

4. Производство аэровизуальных наблюдений с вертолета или самолета с использованием карт, схем, аэроснимков в ин­ тересах уточнения результатов дешифрирования. Выполнение дополнительной плановой и выборочной перспективной аэрофото­ съемки. Исследование объектов с воздуха с помощью аэрогеофизических способов.

5. Производство ускоренных комплексных наземных иссле­ дований на ключевых участках с помощью бурения, шурфования, методов геофизической разведки (электроразведки, сейсмораз­ ведки) в сочетании с полевым дешифрированием аэроснимков.

6. Анализ, обобщение и оценка всех собранных материалов. Окончательное составление инженерно-геологической документа­ ции.

Как видно, в основу организационной структуры положено рациональное макровзаимодействие человека и технических средств (носитель, аэрофотосъемочная, геофизическая и другая аппаратура) в пределах каждой подсистемы в интересах сокра­ щения объема трудоемких наземных работ, механизации и частич­ ной автоматизации сбора информации и перераспределения функ­ ций оператора в область переработки и оценки информации. Центральное место в этой схеме принадлежит дешифровочным работам (полевое, «воздушное», предварительное и окончатель­ ное камеральное дешифрирование).

Исходя из психологической модели процесса специального дешифрирования, методика производства дешифровочных работ должна предусматривать:

а) использование структурно-ландшафтного принципа, опира­ ющегося на выявление причинно-следственных связей между внешними и внутренними компонентами ландшафта;

б) широкое использование качественной и количественной априорной информации;

в) поэтапное дешифрирование:

—контурное дешифрирование мелкомасштабных фотосхем на изучаемую территорию с выделением макроструктуры ландшафта;

—детальное дешифрирование внешних компонентов ланд­

шафта по аэроснимкам (стереопарам) крупных масштабов;

—индикационное дешифрирование внутренних компонентов ландшафта;

—анализ инженерно-геологических условий;

—инженерная оценка территории в интересах решения кон­

кретной задачи;

217

г) использование комбинаций психологически-рациональных способов и приемов дешифрирования в зависимости от решаемой задачи;

д) широкое использование метода экстраполяции, опирающе­ гося на применение эталонов (мысленных и физических) различ­ ного характера, в зависимости от дальности экстраполяции;

е) применение количественных методов извлечения и обра­ ботки информации и соответствующих технических устройств;

ж) использование сравнительного дешифрирования аэросним­ ков, полученных в разных условиях фотографирования, на раз­ личные аэропленки, имеющие разный «литер»;

з) комплексную обработку информации, полученной различ­ ными техническими средствами;

и) дублирование обработки информации несколькими неза­ висимыми операторами-дешифровщиками.

Психологически важным вопросом научной организации труда дешифровщиков является организация рационального режима их деятельности, ибо интенсивная дешифровочная работа, особенно связанная с использованием оптических и стереоскопических приборов, как было показано выше, вызывает значительное утом­ ление зрительного анализатора и может привести к определенным расстройствам высшей нервной деятельности. Отсюда возникают проблемы нормирования труда дешифровщиков и психологиче­ ской оценки и контроля за их деятельностью и состоянием, а также активизации деятельности. В частности, в [153] экспериментально показана необходимость чередования различных видов дешифровочной деятельности в процессе работы.

Серьезным вопросом научной организации труда операторовдешифровщиков является обеспечение в помещениях фотограм­ метрических лабораторий нормальных условий обитаемости.

Прежде всего необходимо рациональное оборудование поме­ щений с оптимальным размещением аппаратуры и принадлежно­ стей, а также рабочих мест дешифровщиков в соответствии с тре­ бованиями инженерной психологии [132 и др. ].

Кроме этого, необходимо обеспечение благоприятных сани­ тарно-гигиенических условий: освещенности, микроклимата (тем­ пературы и влажности), газового состава воздуха и т. д.

В первую очередь необходим определенный зрительный ком­ форт. Дешифровочные операции, связанные с обнаружением, различением и опознанием весьма малых объектов, зачастую порядка 0.1 мм и менее, имеющих к тому же ослабленный конт­ раст, относятся к особо точным работам по нормативам, принятым в физиологии труда. Поэтому в помещениях должен быть обеспе­ чен световой режим с освещенностью порядка 1000 люкс. При работе с аэрофотоизображениями лучше пользоваться естествен­ ным рассеянным светом. При искусственном освещении источники света должны быть справа и несколько впереди; ориентирование

218

аэроснимков надо производить так, чтобы направление теней совпадало с освещением. Должны быть исключены слепящие источники света, вызывающие дезадаптацию глаз и т. и.

При выполнении аэровизуальных наблюдений оператору-де- шифровщику приходится выполнять функции воздушного наб­ людателя. К основным из них относятся следующие операции: ориентирование в полете; опознание искомых объектов; определе­ ние размеров объектов, расстояний до них и их привязка. Эти функции осуществляются в сложных условиях восприятия. Как показали исследования А. В. Садова [150], к ним относятся: зависимость восприятия и опознания объектов от высоты наблю­ дения (при воздушных наблюдениях опознаются объекты, линей­ ные размеры которых превышают 0.001 высоты); ухудшение стерео­ скопического восприятия объектов и различимости их цветовых характеристик с высоты более 2000 м; дефицитные условия вос­ приятия за счет угловой скорости; трудности документации и привязки объектов; быстрая утомляемость в полете (после 4 час. наблюдений результаты заметно ухудшаются). Эффективность аэровизуальных наблюдений во многом зависит от остроты зре­ ния, скорости зрительного сканирования, пропускной способно­ сти зрительного анализатора наблюдателя, умения производить глазомерные оценки. Необходима специальная тренировка наблю­ дателей и рациональная организация их труда [42]. При долж­ ной организации труда и квалификации исполнителей аэрови­ зуальные наблюдения могут дать достаточно большой объем инженерно-геологической информации, ибо они обладают рядом преимуществ, связанных с восприятием цветовых характеристик объектов, наблюдением их в различных ракурсах и т. д.

Аэрогеофизические и наземные инженерно-геологические ис­ следования (скоростное бурение, шурфование, сейсмо- и электро­ разведка) выполняются специалистами, деятельность которых носит иной, более алгоритмизированный характер, хотя интерпре­ тация геофизических данных требует большой активности пер­ цептивно-опознавательных, информационных и логических про­ цессов.

Экспериментальная проверка рассмотренной организации труда в интересах рекогносцировочных инженерно-геологических иссле­ дований с применением аэрометодов была осуществлена в 1961—- 1965 гг. в европейской части СССР. Работы проводились в раз­ личных ландшафтно-геологических условиях, включая тундровую, лесную и степную зоны, в областях развития мощных четвертич­ ных ледниковых и лессовых отложений.

Экспериментальные работы проводились в три этапа. На первом этапе была осуществлена практическая отработка мето­ дики исследований; на втором — проверена эффективность ее ис­ пользования и выявлены возможности ее зональной экстраполяции в пределах одной географической зоны; на третьем были оценены

219

возможности ее интерзональной экстраполяции в другие зоны

[150 и др.].

Экспериментальные работы первого этапа были проведены в средней полосе европейской части СССР на трех опорных марш­ рутах общей протяженностью около 150 км. Природные особен­ ности территории экспериментальных работ определяются ее положением в области развития среднечетвертичных ледниковых отложений и зоне смешанных лесов с умеренно-континентальным климатом. В процессе экспериментов были решены следующие основные задачи: а) осуществлена отработка общей организацион­ ной структуры исследований и методики отдельных видов работ; б) выявлена система дешифровочных признаков внешних и внут­ ренних компонентов ландшафта с оценкой инженерно-геологи­ ческих условий и разработаны дешифровочные таблицы, набор комплексных и частных эталонов; в) апробирована методика обучения инженерно-геологическому дешифрированию и осущест­ влена подготовка инженерно-технического состава по специально разработанной программе, составленной на основе психологиче­ ского анализа процесса дешифрирования (см. гл. V).

Экспериментальные работы второго этапа по оценке эффектив­ ности разработанной методики и организации работ в целом проводились на контрольных участках, расположенных в непо­ средственной близости (в 40 км) от рассмотренных выше опорных маршрутов в условиях внутриландшафтной экстраполяции, и в Прибалтике в условиях дальней экстраполяции, на удалении до 1000 км.

Первые контрольные экспериментальные работы выполнялись на двух маршрутах протяженностью около 100 км. К работам была привлечена группа (10 человек) специально подготовленных дешифровщиков инженерно-геологического профиля. В процессе дешифрирования использовались ранее разработанные таблицы дешифровочных признаков и эталоны.

Сопоставление камеральных и контрольных материалов поз­ воляет сделать следующие выводы:

1. Разработанная методика в условиях внутриландшафтной экстраполяции является весьма эффективной. Аэрометоды при должной организации труда позволяют в основном правильно выделить районы распространения геолого-генетических комплек­ сов четвертичных отложений; сделать общий (недифференцирован­ ный) прогноз инженерно-геологических условий внутри выделен­ ных районов в отношении разреза отложений, глубины залегания грунтовых вод с Р =0.65—0.75.

2. Ошибки дешифрирования укладываются в две основные группы: перцептивных и логических. К первым из них относятся ошибки, связанные с неправильным опознанием внешних компо­

220

индикационных отношений и их интерпретацией. К последним могут быть отнесены ошибки апперцепции — предвзятой установки на поиск объектов, в соответствии с выработанной гипотезой на основе априорной информации и общего характера информа­ ционной модели.*

3. Для увеличения объема извлекаемой информации необхо­ димо обязательное сочетание аэрометодов с наземными исследо­ ваниями.

Контрольные экспериментальные работы в Прибалтике выпол­ нялись на двух маршрутах общей протяженностью 100 км в дру­ гих ландшафтно-геологических условиях, характерных для тер­ ритории более молодого верхнечетвертичного оледенения. Тер­ ритория хорошо освоена в хозяйственном отношении, большая часть ее распахана. Здесь появляются новые комплексы отложе­ ний; «старые» комплексы заметно отличаются по своим инженерно­ геологическим и ландшафтным характеристикам от аналогичных отложений на территории работ первого этапа. Работы в Прибал­ тике полностью моделировали разработанную методику. Выпол­ нялись они в основном теми же специалистами. В процессе работы использовались уточненные дешифровочные таблицы и эталоны. Контроль окончательно составленной карты осуществлялся с по­ мощью наземных маршрутов и небольшого объема глубокого бурения.

Результаты экспериментов свидетельствуют о следующем.

1.Разработанная методика обладает достаточной эффектив­ ностью и в условиях дальней экстраполяции, несмотря на изве­ стные трудности дешифрирования. Аэрометоды позволяют в пер­ вом приближении определить границы между инженерно-геологи­ ческими районами и осуществить прогноз инженерно-геологи­ ческих условий. Предварительный прогноз литологического со­ става отложений без дифференцировки разнородных отложений был сделан на глубину до 15—20 м с Р =0.6. Мощность отложе­ ний определялась весьма приближенно. Ошибки в прогнозе глу­ бины залегания грунтовых вод не имели постоянного знака и колебались в основном в пределах +1—4 м.

2.Наземные работы позволяют уточнить границы инженерно­ геологических районов, прогноз инженерно-геологических усло­

вий и обеспечивают более надежную экстраполяцию.

* Эти ошибки иллюстрирует следующий пример. На основании изуче­ ния справочных и картографических материалов было установлено, что в од­ ном из районов развиты лессовые отложения, подстилаемые известняками или мергелями. В связи с этим дешифровщиками все формы эрозионного рельефа с обнажениями светлого тона были отдешифрированы, как выходы известняков. И это было ошибкой. В данном районе лёссовые суглинки под­ стилаются песками. Эта ошибка была связана с неправильной установкой и недостаточным учетом дешифровочных признаков, в том числе самих форм рельефа.

221

3. Разработанная методика при правильной, психологически обоснованной организации труда обеспечивает высокое быстро­ действие, что весьма важно для скоростных исследований. Так, по данным хронометража, на весь комплекс работ по проведению инженерно-геологических исследований на площади около 150 км2 в масштабе 1 : 20 000 группой специалистов в 6 человек было затрачено 4 рабочих дня. Дешифрирование выполнялось парал­ лельно по 3 участкам с дублированием. На дешифрирование 60 стереопар и составление предварительной картосхемы был затрачен 1 день, на аэровизуальные наблюдения с 2 посадками — примерно 3 часа. В течение одного рабочего дня геофизические и буровые работы выполнялись на 2—3 ключевых участках. Дешифрирование аэроснимков в течение рабочего дня произво­ дилось не равномерно за счет влияния процессов врабатываемости, утомления и различной сложности сюжетов. На дешифрирование одной стереопары затрачивалось от 10 до 30 мин.

Экспериментальные работы третьего этапа по оценке эффектив­ ности методики и организации работ проводились на трех опытных участках общей площадью 1200 км2, расположенных на северовостоке европейской части СССР, в условиях дальней интерзо­ нальной экстраполяции, на удалении более 1500 км от района работ первого этапа. Природные условия этой территории имеют свои особенности, которые определяются ее положением в двух географических зонах: северной тайге и лесотундре, с резко континентальным климатом. На северных участках развита веч­ ная мерзлота. Территория сплошь заселена и сильно заболочена. На территории работ были выделены инженерно-геологические районы, весьма -отличные от рассмотренных ранее. Эксперимен­ тальные работы третьего этапа также полностью воспроизводили разработанную методику, причем камеральное дешифрирование производилось по фотосхемам, составленным из аэроснимков прошлых лет масштаба 1 : 25 000, на основе изучения литератур­ ных, фондовых и мелкомасштабных картографических материалов и самых общих представлений о дешифровочных признаках данных инженерно-геологических условий, так как предвари­ тельные дешифровочные таблицы на район работ отсутствовали. Тем не менее были получены достаточно кондиционные мате­ риалы. Проверка полученной карты инженерно-геологического районирования территории в масштабе 1 : 100 000 производилась путем сопоставления ее с картой, составленной по обычной ме­ тодике с использованием некоторого объема горнобуровых работ. По результатам эксперимента, эти карты имеют сходимость ин­ женерно-геологических контуров с Р =0.7.

Результаты экспериментальных работ третьего этапа подтвер­ дили значительную эффективность разработанной методики и предложенной организации труда для предварительной инже­

222

Г л а в а 5

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБУЧЕНИЯ ОБРАБОТКЕ ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ

В настоящей главе рассматривается развитие профессиональ­ ного мастерства дешифровщиков с последующим анализом пси­ хологических основ методики обучения. По сути дела, речь идет о «проектировании» внутренних средств деншфровочной деятель­ ности.

§5.1. Структура и динамика развития дешифровочных навыков и умений

Для успешного дешифрирования зашумленных информацион­ ных моделей операторы-дешифровщики должны обладать спе­ циальными знаниями, целым рядом навыков и профессионально важных качеств. Вот почему возможность оператора правильно и быстро обрабатывать первичную информацию в определенных целях, возникающую в процессе обучения и практики, следует рассматривать как своеобразное умение интеллектуального ха­ рактера. Под умением понимается приобретенная человеком спо­ собность целеустремленно и творчески пользоваться своими зна­ ниями и навыками в практической деятельности. Что касается навыка, то он представляет собой автоматизированно выполняе­ мое действие, являющееся составной частью сознательной дея­ тельности человека [111, 177]. Степень автоматизации навыка может быть разной. Интересная алгоритмическая трактовка на­ выка дается в [163], где подчеркивается, что навык является высшей стадией развития алгоритмического процесса.

Анализ струкутры дешифровочных знаний, навыков и умений и динамики их развития опирается на рассмотренные выше иссле­ дования процесса решения дешифровочных задач оператором.

Исследования свидетельствуют о том, что общее умение де­ шифрирования имеет сложную структуру. Эта структура скла­ дывается из определенных знаний, дешифровочных навыков и частных умений. Каждый из названных элементов в свою оче­ редь имеет сложное строение (схема 5.1). Дешифровочные зна­ ния можно разделить на: общие (топографические, геологические, геоботанические и др.) и специальные (знания классификации, признаков конкретных объектов, взаимосвязей между ними и

224

сл

Схема 5.1. Структурная схема общего дешифровочного умения

т. д.). Дешифровочные навыки включают: а) чисто зрительные; б) измерительные, в том числе стереоизмерительные, и в) опозна­ вательные. Эти навыки тесно связаны друг с другом, взаимо­ проникают друг в друга. Частные дешифровочные умения обра­ зуют определенную иерархию. К ним относятся умения: а) планирования дешифровочных операций; б) ориентирования в пер­ цептивном поле; в) структурно-поискового анализа; г) решения графо-расчетных задач при подготовке снимка к дешифрированию и в процессе дешифрирования; д) оценки ситуации. Очевидно, что рассмотренные умения достаточно сложны и опираются на определенные навыки. Число их может быть увеличено. В извест­ ной мере они связаны с определенными этапами дешифрирования.

Следует подчеркнуть, что структура общего дешифровочного умения весьма динамична. Элементы общего дешифровочного уме­ ния, соотношения между ними могут изменяться в зависимости от специализации и уровня функционирования оператора.

Профессиональное мастерство оператора-дешифровщика опи­ рается на дешифровочные знания, навыки и умения, но не исчер­ пывается ими. Мастерство оператора-дешифровщика, как было показано выше, связано с формированием у него профессио­ нально важных психофизиологических и психологических свойств: чисто зрительных, первичных информационных, интеллектуаль­ ных и личностных.

Развитие общего дешифровочного умения проходит ряд ка­ чественно своеобразных ступеней, каждая из которых характе­ ризуется различным соотношением психических процессов, раз­ ной степенью алгоритмизации поисково-опознавательных опе­ раций, своей динамикой дешифрирования.

В общем виде могут быть выделены ступени: а) нерасчлененного восприятия; б) развернутых перцептивных действий; в) раз­ вернутых логических действий; г) профессионального мастерства.

Переход от одной ступени к другой сопровождается сокраще­ нием и видоизменением дешифровочных этапов и операций на различных уровнях психологической модели дешифровочного процесса. Постепенно увеличивается «удельный вес» этапов и операций, связанных с информационно-логической переработкой и оценкой дешифровочной информации. Для каждой ступени характерен свой уровень дешифровочных знаний, навыков и умений. Переход от низших ступеней к высшим сопровождается углублением общих знаний, ростом автоматизации дешифровоч­ ных навыков и усилением эвристических компонентов частных дешифровочных умений.

Важнейшими и специфическими элементами общего дешифро­ вочного умения являются опознавательные и измерительные навыки, связанные с определением простых объектов на снимке, и умение структурно-поискового анализа сложных объектов или их совокупности. Для исследования этих элементов общего де-

226