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

Т а б л и ц а 5.2 Распределение испытуемых по группам

эти результаты отнюдь не умаляют необходимости формирования специальных дешифровочных навыков и умений. Мало того, при дальнейших тренировках группы III и IV могут догнать и перегнать своих «конкурентов».

Рис. 5.1. Зависимость вероятности опознания от знания объек­ тов и общего уровня дешифровочных навыков.

П о оси о р д и н а т — отн. ед.; по оси абсцисс — уровень знания и навыков

оператора.

Однако, этот эксперимент позволяет сделать ряд важных выводов: а) при дешифрировании сложных объектов весьма ве­ лика роль специальных знаний об этих объектах, что следует учитывать в процессе обучения, обеспечивая творческое приме­ нение знаний; * б) подготовка операторов-дешифровщиков должна -быть специализированной; в) при распределении специалистов по видам работ необходимо учитывать их узкую специализацию, психофизиологические и психологические свойства.

Исследование дешифровочной деятельности в развитии по­ зволило разработать психологические основы методики обучения дешифрированию.

К основным принципам «дешифровочного» обучения могут быть отнесены:

* Роль знаний, их эволюция, способности применения при решении спе­ циальных задач на разных уровнях развития оперативного мышления хорошо раскрыты в [206] и др.

237

а) поэтапное формирование дешифровочных навыков и уме­ ний с последующей их интеграцией;

б) смысловое обучение «высшим» элементам общего дешифровочного умения;

в) построение методических систем для разных уровней обу­ чения, объединяющих различные способы, приемы и средства

Исходя из структуры дешифровочных умений, к общим дешифровочным навыкам могут быть отнесены: сенсорные (чистозрительные), навыки производства визуальных измерений и стереоизмерительные.

Как показывает передовой отечественный и зарубежный опыт, обучение операторов-дешифровщиков надо начинать с формиро­ вания у них необходимых зрительных качеств: различительной чувствительности, разрешающей способности, стереоскопической пластичности, пропускной способности, устойчивости ясного ви­ дения и т. д. и накопления необходимого сенсорного опыта по извлечению информации из оптических и фотоэлектронных изо­ бражений.

Методика формирования необходимых зрительных качеств у оператора должна опираться на упражнения различной слож­ ности по различению деталей, находящихся на границе разли­ чения; по дифференцировке близких раздражителей: тонов (цве­ тов), форм (текстуры) и размеров объектов применительно к раз­ личным литерным условиям информационных моделей. Для этих целей эффективно использование специальных тренировочных таблиц и шкал [306]. В указанные упражнения включаются и измерительные операции. К сожалению, до настоящего времени не разработана система подобных упражнений, и они явно не­ достаточно используются в процессе подготовки операторовдешифровщиков различного профиля.

Более сложной проблемой является формирование навыков стереоскопических наблюдений и измерений. Здесь могут быть выделены следующие задачи: а) развитие стереоскопической чув­ ствительности путем использования стереоскопических испыта­ тельных таблиц; б) формирование навыков быстрого получения устойчивого стереоэффекта на основе самостоятельной трени­ ровки по стереоскопическому рассматриванию аэроснимков; в) развитие навыков стереоскопических измерений и рисовки рельефа горизонталями; г) формирование стереоглазомерных изме­ рительных навыков. Для решения двух последних задач необ­ ходимо применение определенной системы упражнений.

238

Методика обучения стереоскопическим инструментальным изме­ рениям должна предусматривать упражнения по ориентированию аэроснимков, по совмещению марки с поверхностью стереомо­ дели, по стереоизмерениям на аэроснимках различной местности, с наращиванием их сложности [88 и др. ]. Для выполнения этих упражнений целесообразно использование специального трени­ ровочного оборудования. В этом отношении интересна дифферен­ цированная система подготовки специалистов-фотограмметрис- тов, разработанная в Международном институте аэросъемки и землеведения в Дельфте [314]. Методика предусматривает раз­ дельное обучение фотограмметрической обработке аэроснимков: в топографических целях с применением специальных приборов пониженной точности. Предлагается методическая система, со­ стоящая из четырех подсистем: а) измерения продольных и по­ перечных параллаксов и рисовки рельефа с использованием нового прибора — стереотренера, обеспечивающего контроль и са­ моконтроль действий и результатов работы обучаемых; б) внеш­ него и внутреннего ориентирования аэроснимков с использова­ нием модифицированных мультиплексов с двумя проекторами; в) дешифрирования топографических объектов с использованием специального измерительного стереоскопа-стереоскана; г) карто­

под руководством преподавателя на приборах двойного проекти­ рования.

Дифференцированный подход к обучению с последующей интеграцией навыков позволяет сократить сроки подготовки операторов для работы на стереоприборах (по нашим данным, до 1—3 недель *). По материалам [333], ежедневные тренировки в течение недели повышают точность параллактических измере­ ний примерно на 10%.

Методика обучения стереоглазомерным измерениям также должна быть дифференцированной и опираться на систему упраж­ нений по определению вертикального масштаба стереомодели, по формированию стереоскопических эталонных представлений, по определению на глаз искажений стереомодели, по измерению высоты (глубины) объектов и уклонов местности. Для формиро­ вания у обучаемых пространственных «миллиметровых» этало­ нов, как показывают эксперименты, полезна тренировка на сте­ реоприборах по заранее вычисленным «стереоскопическим» вы­ сотам объектов:

* По данным Хемпениус [313], для перестройки человека к восприятию принципиально новой модели нужно не менее 3 дней.

239-

где APi — разность продольных параллаксов, полученная для данных объектов либо расчетным путем через известные высот­ ные размеры объектов, либо с помощью точных стереофотограмметрических приборов.

Для изучения стереомодели и ее деформации полезно исполь­ зование стереоуклономера (СУП-2ЛА). Для формирования навы­ ков непосредственной стереоглазомерной оценки уклонов боль­ шой эффект дает предварительная тренировка путем определения предвычисленных уклонов различной величины на эталонных аэроснимках, полученных АФА с теми же /к и продольным пере­ крытием, что и у «рабочих» аэроснимков, а также на снимкахмакетах, представляющих собой центральные проекции пирамид, грани которых наклонены на определенный угол [147]. Более подробно методика формирования у оператора стереоизмерительных навыков изложена в [256].

Как видно, успех формирования сенсорных и измерительных навыков зависит от построения определенных, психологически обоснованных методических систем.

5.2.2.Формирование специальных дешифровочных навыков

иумений у операторов применительно

кгеолого-географическому дешифрированию

Кспециальным элементам общего дешифровочного умения, видоизменяющимся в зависимости от вида дешифрирования, относятся опознавательные навыки и вся система частных де­ шифровочных умений.

Методика становления опознавательных навыков, исходя из

их психологических особенностей, включает две основные задачи: а) поэтапное формирование у обучаемых понятий о системе дешифровочных признаков и достаточного запаса многоплановых эталонных образов изображений различных объектов и соответ­

ствующих им образов реальных объектов; б) развитие у обучаемых приемов структурного и индикатор­

ного анализа изображений отдельных объектов.

Главной задачей в области методики становления дешифровоч­ ных умений является формирование алгоритмов структурно­ поисковых и логических действий, эвристических способов реше­ ния перцептивных, диагностических и поисковых дешифровочных задач, приемов оценки ситуаций, изображенных на информацион­ ной модели.

Рассмотрим пути реализации этих задач применительно к обу­ чению геолого-географическому дешифрированию.

Для решения задач по формированию опознавательных на­ выков в области геолого-географического дешифрирования необ­ ходима система упраженний с применением различных видов и средств наглядности (натуральной, объемной, графической,

.240

экранной): а) упражнения в сличении снимков с местностью в процессе как полевого, так и воздушного (с самолета или вер­ толета) дешифрирования; б) упражнения по камеральному де­ шифрированию с использованием различных наглядных посо­ бий.

Эксперименты, проведенные в разных ландшафтно-геологи­ ческих условиях, свидетельствуют о высокой эффективности воз­ душного дешифрирования аэроснимков с вертолета МИ-4 как специфического метода обучения дешифрированию. Однако рас­ сматриваемый способ не всегда может быть реализован.

Большое значение имеют рационально организованные каме­ ральные упражнения по дешифрированию аэроснимков и других информационных моделей. Для этих целей необходима разработка системы наглядных пособий, включающих аннотированные изо­ бражения. Эти изображения получили в нашей литературе на­ звание «эталонов», в американской — «ключей». В настоящее время фотоэталоны для производственных и учебных целей доста­

Проблема построения и использования эталонов весьма сложна, в том число и в психологическом отношении. Процесс аэрофотографического этало­ нирования включает: половое изучение типовых (ключевых) участков мест­ ности; анализ их аэрофотоизображепий; отбор и проверку эталонных изображений и их кодирование. Для фиксации информации, механизации про­ цесса поиска эталонов сейчас применяются перфокартные системы кодирова­ ния. Есть попытки использовать машинные способы кодирования информа­ ции [47 и др.]. При наличии унифицированных классификаций природных объектов и машинных поисковых программ перфокартные системы могут быть использованы непосредственно для целей дешифрирования. Существует много классификаций эталонов по разным основаниям. Наиболее полно они рассмотрены в [56]. По содержанию эталоны разделены на специальные (однородных компонентов ландшафта) и комплексные (типов ландшафта и их морфологических элементов); по форме — на простые (отдельных контуров)

исложные (сочетания контуров); по дальности экстраполяции — па локаль­ ные, региональные и зональные и т. д. Во многих работах подчеркивается не­ обходимость ландшафтного подхода при создании эталонов, предназначенных для целей специального дешифрирования, например в [62]. Построению и использованию аэрофотографических эталонов (ключей) много внимания уделяется за рубежом, особенно в США. В [306] «фотоиптерпротациондые» ключи классифицируются по содержанию, уровню использования и методу сопоставления с дешифрируемым контуром. В последнем случае ключи де­ лятся на: селективные, основанные па подборе аналогичных фотоизображений,

иэлиминативные, основанные на сопоставлении совокупностей фотоизобра­ жений и исключении непохожих (дисковые и дихотомические). В США создана огромная фильмотека ключей для различных целей. Одпако следует сказать, что наборы этих ключей недостаточно опираются на ландшафтные принципы

ичасто имеют эмпирический характер.

В области эталонирования много нерешенных I вопросов. В частности, до сих пор не разработаны: оптимальная структура эталонов различного вида и назначения; рациональная методика

применения эталонов («ввода» в эталон); вопросы построения

ииспользования тренировочных эталонов и др.

Всоответствии с выполненным анализом процесса дешифри­

рования и закономерностей его развития предложена специаль­ ная система эталонов для инженерно-геологического дешифриро­ вания. Эта система состоит из частных и комплексных эталонов. Первые представляют собой фрагменты аэроснимков с избиратель­ ным показом характерных фотоизображений индикаторов элемен­ тов инженерно-геологической обстановки, снабженные тексто­ выми пояснениями, количественными, в том числе статистическими, характеристиками. Вторые в общем виде включают: мелкомасш­ табные фотосхемы на типичные участки местности, перспектив­ ные аэроснимки с изображением общего вида местности, плано­ вые аннотированные аэроснимки (стереопары), ландшафтные про­ фили, аэрофото-блокдиаграммы, дешифровочные таблицы, содер­ жащие «программированное» описание дешифровочных признаков, внешних и внутренних элементов приборной обстановки [42, 45, 150]. Аэроснимки, входящие в комплексный эталон, могут быть разных масштабов, разных сезонов и получены с различных аэро­ пленок в зависимости от их конкретного целевого назначения. Набор элементов, входящих в комплексный эталон, и их характер может варьировать в зависимости от степени сложности природ­ ных условий изучаемого района и поставленной задачи. Комплекс­ ные эталоны комплектуются по определенным районам, образуя связанные между собой системы. Основой для их систематиза­ ции могут служить мелкомасштабные ландшафтно-индикацион­ ные карты и карты инженерно-геологического районирования. Методика работы с эталонами должна предусматривать избира­ тельное сопоставление фотоизображений с учетом всей имею­ щейся априорной информации. Разработанная система эталонов была апробирована при проведении экспериментальных иссле­ дований в различных ландшафтно-геологических условиях и полу­ чила положительную оценку.

Тренировочные эталоны, на наш взгляд, с одной стороны, должны давать всестороннюю характеристику дешифрируемым объектам и их индикаторам, а с другой — помочь обучаемому преодолеть условность планового изображения и обеспечить пере­ ход от восприятия снимка к натуре. В качестве тренировочных эталонов могут быть использованы комплексные эталоны, допол­ ненные наземными фотографиями, крупномасштабными перспек­ тивными снимками и развернутыми методическими указаниями.

Интересен опыт создания справочных руководств и «экстраполяционных эталонов» для геолого-географического дешифрирования мелкомасштабных аэроснимков [278 и др. ]. Руководства состоят из описания частных и ком­ плексных (ландшафтных) индикаторов инженерно-геологических условий на изученную территорию и методических рекомендаций. Текстовой материал иллюстрирован частными и комплексными фотоэталонами, а также опреде­ лителями, составленными по дихотомическому принципу. Указанные сира-

242

ночные руководства могут быть использованы для производства работ па тер­ ритории изученного региона, для целей экстраполяционного дешифрирования -на недоступную территорию, а также для обучения.

Как показывают эксперименты, занятия по полевому дешифри­ рованию, а также упражнения со специальными макетами, заме­ няющими реальные объекты, и с тренировочными эталонами вполне обеспечивают переход от восприятия необычных изобра­ жений к объектам в натуре и резко повышают эффективность камерального дешифрирования. Так, в одном из экспериментов специально организованное кратковременное полевое обучение повысило результаты последующего камерального дешифрирова­ ния топографических объектов у обучаемых не менее чем на 20% по сравнению с контрольной группой, не имевгйей полевой прак­ тики.

Рациональное использование различных эталонных снимков в процессе обучения требует большого мастерства от преподава­ теля. Так, например, для формирования гибких «дешифровочньтх» образов весьма важна вариация снимков на один и тот же объект. В этих же целях полезно проведение упражнений на мысленное «восстановление» различных проекций объектов на основе пла­ нового изображения. Для формирования «чувства масштаба», «масштабных» эталонных образов необходимо использование «шкаловых» масштабных пособий и т. д., и т. п.

Все это дает определенный эффект, но особенно значимы упражнения по полевому дешифрированию.

Методика обучения дешифрированию в процессе использова­ ния эталонов и других учебных пособий должна предусматривать

•специальное развитие у обучаемых приемов дифференцирован­ ного структурного и индикационного анализа с использованием различных признаков в зависимости от поставленной задачи, требующей различной степени категоричности извлекаемой инфор­ мации; формирование опознавательных эталонных программ на основе применения «алгоритмических предписаний». Для обуче­ ния статистическому анализу эффективно использование рас­ смотренных выше «гистограммных» приемов.

В целях интенсификации и ускорения подготовки операто- ров-дешифровщиков перспективным является использование спо­ собов и средств программированного (управляемого) обучения. В нашем понимании программированное обучение представляет собой строго организованный и управляемый процесс формиро­ вания у обучаемых понятий, представлений, навыков в соответст­ вии с заранее созданной оптимальной моделью этого процесса. Управление процессом обучения может быть достигнуто путем программирования на всех этапах обучения и повышения конт­ роля обучаемых. Проведенные психолого-педагогические иссле­ дования [89] свидетельствуют о большой роли при программи­ ровании учебного процесса структурных логических схем, обес-

16* 243

Г л а в а 6

НЕКОТОРЫЕ ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ *

В настоящее время процесс дешифрирования первичных ин­ формационных моделей имеет субъективный характер, лишь с частичным использованием измерительных и инструментальных способов — фотограмметрических и фотометрических. Для по­ вышения надежности и эффективности извлечения информации из моделей необходимо более широкое внедрение в практику объективных методов, в том числе автоматизации операций де­ шифрирования. Последнее чрезвычайно актуально, ибо, например, по американским данным, дешифрирование информации, полу­ ченной за один час функционирования спутника, требует не­ сколько тысяч человеко-часов работы. При обработке комплексной информации эти затраты увеличиваются во много раз. При этом следует учитывать ограничения человека по быстродействию, точности, утомляемости. Его работоспособность зависит от эмо­ ционального состояния, напряженности и целого ряда других факторов.

Однако автоматизация дешифрирования — дело очень слож­ ное. Трудности автоматизации связаны: с влиянием огромного количества случайных причин, не всегда поддающихся учету, на формирование моделей; с информационными особенностями воспринимаемых моделей, как правило, имеющих разрушенную структуру; с недостаточной изученностью корреляционных зави­ симостей между элементами природной обстановки; со сложностью алгоритмизации дешифровочного процесса, имеющего явно выра­ женную интеллектуальную природу и т. п. Более подробно ана­ лиз этих вопросов дан в [244].

Не случайно созданные за рубежом автоматические опознаю­

с точно очерченными параметрами.

Каковы же пути внедрения автоматизации в дешифровочный процесс? Существуют различные способы машинной обработки первичной информации. Условно их можно объединить в две

35^,* Глава написана совместно с В. П. Клевцовым и Ю. И. Фейгиным.

Принятие

решения

Извлечение

информации

Схема 6.1. Варианты способов решения перцептивно-опознавательных задач.