Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Сербенюк С.Н. Применение математико-статистических моделей для картографирования географических комплексов

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
4.14 Mб
Скачать

Массив а - это матрица размером (m+z)x(m+z) , сос­

тоящая из квадратной матрицы порядка rn+i/в данном случае из коэффициентов нормальных уравнений/, столбца /послед­ него/ свободных членов и рабочей строки /последней/. На­

пример, для полинома

степени т=з обращение

к стандартной

программе будет p io 5 Z (s,4 ,a)

, т .е . в скобках на первом

месте указано число

столбцов,

на втором -

число строк,

исключая рабочую строку. После работы стандартной прог­

раммы матрица не сохраняется. Результат получается на месте столбца свободных членов.

Вместо рассмотренной' стандартной программы можно

использовать любую другую аналогичную ей программу, при­

чем массив а

должен отвечать требованиям используемой '

программы.

 

 

Исходная информация для программы: m,n, nz,x,y,xz.

 

На Печать выводятся вычисленные значения функции

yw

и массив а , на ме&те столбца свободных членов

которого

находятся вычисленные коэффициенты полинома.

 

При использованиипрограмма 6 следует учитывать

следующее:

 

*

I /

в массиве х х не должно быть нулей;

 

2 /

если

исходные данные ищеют большой порядок, то

Их желательно масштабировать, т .е .

при подготовке данных

уменьшать порядок чисел. Порядок а

совсем

не влияет на

результаты,

а для yw порядок нужно увеличить

на столько,

на сколько

ой был уменьшен для у . К этому

приходится

прибегать Потому» что при вычислении полиномов больших

Таблица 2 . Сравнение исходных данных по валовой продукции

промышленности Польши/ за 1949-1970 г г . / и вы­

численных по регрессионным уравнениям, в млрд,

 

злотых

 

 

 

 

 

 

Годы

Исходные

Значения, вычисленные

по регрессионным

данные

2-ой

ѵнавнениям со

степенями

6-й

 

 

3-й

 

4-й

1 5-й

1949

117,9

155,0

123,3

 

121,2

113,4

112

5

I960

149,8

171,6

158,0

 

157,9

161,2

162

I

1951

203 ,.4

190,9

190,9

 

192,0

198,6

199

5

1952

230,7

213,0

222,5

 

224,0

' 229,5

229

7

1953

259,9

237,8

253,3

 

254,7

257,0

256

5

1954

287; 9

265,3

283,6

 

284,7

283,4

282

7

1955

308,8

295,5

314,6

■ 3-14,6

310,6

309

9

1956

336,0

328,5

345,2

 

345,0

339,7

339

3

1957

368,3

364,2

377,3

 

376,6

371,5

371

5

1958

403,8

402,6

410,9

 

409,8

406,2

406

6

1959

439,7

443,7

446,6

 

445,3

444,0

444

7

I960

487,5

487,6

484,7

 

483,4

484,7

485

5

1961

537,8

534,1

• 525,8

'

524,7

528,4

528

9

1962

583,4

583,4

570.3

.

569,8

574,8

574

8

1963

615,4

635,5

618,8

 

618,7

624,0

623

5

1964'

672,6

•690,2

671,6

 

672,1

676,0

675

3

1965

733j 2

744,7

729,3

 

730,4

731,6

730

8

1966

787,5

807,8

792,4

 

793,8

791,5

79Т

I

1967

854,3

870,8

861,2

862,7

857,3

857

5

1968

. 934,5

936,4

936,4

937,4

930,8

931

7

1969

1021,0

1004,7

1018,3

1018,2

1014,9

ТОТ5

8

1970

1108,9

1075,8

1107,5

1105,3

ІИ З ,0

ІІІ2

I

1971

 

1149,6

1204,4

1198,9

1229,4

Т223

2

1972

 

1226,1

1309,5

1299,2

1369,6

1352

0

1973

 

1305,4

1423,2

1406,3

1539,8

1501

5

1974

 

1387,4

1546,2

1520,5

1747,8

1674

6

1975

 

1472,1

1678,7

1641,8

2000 !2

1874

5

1976

 

1559,5

1821,3

1770,4

2313,6

2Т03

9

1977

 

1649,6

1974,6

1906,2

2693,2

2365

4

1978

 

1742,5

2138,8

2049,4

3154,5

2F6T

0

1979

 

1838,0

2314,6

2199,8

3712,2

2992

2

1980

 

1936,4

2502,5

2357,6

4382,9

3359

8

с - 2 гзг

Валовая продукция, млрд. эл .

Р и с .2 . Сравнение исходных данных по валовой продукции

промышленности Польши с вычисленными по

регрессионному уравнению 3-й степени

Валовая

продукция, млрд. зл .

1970

 

. 1975

1980

Годы .

Рис. 3

Прогноз динамики валовой продукции промышлен­

 

ности

Польши в 1970-1980 г .

 

 

Цифры на

схеме

указывают псоядок регрессионных

уравнений,

степеней может быть переполнение ячеек ЭВМ.

В качестве примера приведем результаты вычисления валовой продукции промышленности Полыни по данным за 22-летний период и прогнозную экстраполяцию на 10-летний

период уравнениями различных степеней. Эти расчеты пред­ ставлены в таблице 2 . Анализ этой таблицы показывает боль­ шую адекватность исходных данных и вычисленных значений. Наглядным подтверждением этого служит р и с .2 , на котором сопоставляются исходные данные с вычисленными по регрес­ сионному уравнению 3-й степени.

Для прогнозного периода результаты расчетов значи­ тельно различаются между собой. При этом наблюдается тенденция.постепенного увеличения этих различий, что можно видеть на рис. 3.

Р А З Д Е Л

П

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ МАТтТИКО-КАРТОГРАФІТЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ НА ПРИМЕРЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РАЗВИТИЯ ПОЛЬШИ

Создание математико-картографических моделей вклю­ чает два основных процесса: разработку математико-ста­ тистических моделей и разработку карт. Принципы постро­ ения математико-статистических моделей Йнализйрбчались в первом разделе.работы, поэтому в данном разделе будут рассмотрены.лишь методы и приемы подготовки исходных данных для математико-статистического моделирования и анализа результатов математических расчетов.

Наиболее значительное место в изложении будет уделе­ но хзрактеристике картографического метода исследования исходных материалов, результатов их статистической обра­ ботки и 'анализа результатов моделирования. Картографи­ ческий метод исследования - один из основных методов на­ учного познания, применяемых в географических последовал ниях. К настоящему времени разработаны различные виды и приемы картографического анализа как простые, базирую­ щиеся на визуальном, графическом и картометрическом ана­ лизе картографируемых явлений, так и более сложные, включающие приемы математико-статистического анализа, математического моделирования и теории информации /К.А. Салищев, А.М.Берлянт, 1973/.

Необходимость применения разных способов картогра­

фического анализа объясняется не только различиями в характере решаемых задач, но и видом исходных материа­

лов для математико-картографического моделирования. В этом плане следует подчеркнуть существенные различия

методики исследования природных и экономических явле­

ний, которые определяются как принципиальными отличи­ ями самих объектов исследования, так и оложившимиоя

различиями методик их географического изучения и осо­ бенностями отображения результатов этих исследований.

Карты природы характеризуют распространение и раз­

витие различных природных явлений и процессов, вскры­ вают преимущественно качественные, реже количественные отличительные свойства этих объектов картографирования, Ядя различных природных явлений и процессов применяются свои собственные единицы картографирования, поэтому на картах разной тематики о^ни и те же природные комплек­ сы и их элементы будут характеризоваться в различных площадях их распространения и развития, применяться

I совершенно

разные критерии характеристики свойств

и взаимосвязей.

Это делает принципиально невозможным

правильное, объективное построение пространственной ма­ тематико-статистической модели природных комплексов без тщательного изучения моделируемых явлений и процессов

спомощью карты.

Всложившейся практике моделирования природных процессов при работе с картой применяют наиболее прос­ тые методы и приемы, не требующие преобразования /пере­ работки/ картографического изображения. Но для доста-

точно полного и детального изучения природных комплексов могут применяться и более сложные приемы, обеспечивающие согласование характеристик природных явлений и процес­ сов. Они могут заключаться, например, в получении про­ изводных карт, специально предназначенных и удобных для анализа или в разложении картографического изображения на составляющие для выявления нормальной и аномальной компоненты в размещении явлений /К.А.Салищев, А.М.Берлянт, 1973; А.М.Берлянт, 1971/. Такие приемы позволяют более точно и объективно подойти к отбору единиц карто­ графирования, выделению общих границ контуров, согласо­ ванию и увязке всех показателей.

При исследовании экономических явлений картографичес­ кий анализ имеетосновныезадачи, отличные от задач иссле­ дования природных комплексов. Это объясняется, в частнос­ ти, тем, что экономические объекты исследования весьма изменчивы, динамичны. В качестве единиц картографирова­ ния для них используются административные или другие хозяйственные единицы, экономические пункты, предприя­ тия и т .д . Характеристика экономических явлений обычно дается на основании более или менее согласованных и -вза­ имоувязанных данных статистики - материалах переписи, текущего статистического учета и т .п . Поэтому во многих случаях отпадает необходимость согласования границ, эко­ номических показателей, принципов их картографирования.

Особая ситуация возникает при комплексном изучении природных и экономических явлений, например, при иссле­ довании производительных сил,когда анализируются природ­ ные и экономические условия и ресурсы. В этом случае

приходится согласовывать и увязывать характеристику различи ных явлений и процессов, размещение, развитие и взаимосвя­ зи которых имеют различные источники и законы формирова­ ния.

Обзорность • картографических образов и другие преи­

мущества'' картографического метода позволяют использовать его при выборе вида математико-картографической модели, наметки общей схемы изучения явлений и процессов. Это делается на стадии предварительного картографического анализа, предшествующей математико-статистической обра­ ботке данных. При географическом изучении закономерностей размещения, формирования и развитий явлений картографичес­ кий анализ начинается с определения наиболее оптимальных единиц-моделирования,.Дробность единиц картографирования оказывает существенное влияние на все Последующее матема­

тико-картографическое моделирование

При анализе природных^явлений в качестве единиц кар­

тографирования выступают различные природные контура, отображаемые на картах природы. Так как для проведения математико-статистического моделирования требуется ис­

пользовать данные ряда

карт, получать необходимый комп-

к

то

при анализе этик контуров требу­

леке показателей,

ется их тщательное

согласование. Наилучшим вариантом яв­

ляется использование карт комплексных атласов, где все

природные контура

обычно согласованы, едины по принципам

и методам их выделения, достоверности и современности по­ ложенных в их основу исходных материалов. Здесь в качест­ ве природных контуров применяются, как правило, контура

ландшафтов, границы которых и целесообразно использовать при проведении математико-картографического моделирова­ ния. Гораздо сложнее проводить исследования по группам или сериям карт разного масштаба, разных авторов и лет издания. Такие карты обычно бывают несогласованными, так как в их основу кладутся различные приемы и методы соз­ дания.

При изучении экономических' явлений в качестве ис­ ходных материалов часто используют не только карты, но и различные статистические источники. Очень часто карты привлекаются лишь для общегеографического изучения тер­ ритории, если их масштаб, содержание и принципы состав­ ления не отвечают задачам исследования. В этом случае приходится специально создавать карты по материалам ста­ тистики, используя заранее выбранные единые единицы кар­ тографирования, согласованные показатели и способы изо­ бражения.

Если в качестве единиц картографирования выступают локализованные объекты - экономические пункты, предпри­ ятия и т .п ., а .также мелкие единицы административнохозяйственногоделения, то картографический анализ включает в число основных задач проведение предваритель­ ной группировки картографируемых объектов по общности определенных свойств или отношений. Их выделение возмож­ но путем простого картографического анализа или’при ис­ пользовании методов переработки исходной статистической информации: графической или математико-статистической. Такие группировки позволяют упростить методику проведе­ ния последующего математико-статистического анализа» nö-

7-2332

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ