Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Изучение социально-географической структуры территории с использованием космической информации (на примере США)

ВАК РФ 11.00.02, Экономическая, социальная и политическая география

Автореферат диссертации по теме "Изучение социально-географической структуры территории с использованием космической информации (на примере США)"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА В. ИЛЕНИНА, Р. Л ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. ЛОМОНОСОВА

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи СКАТЕРЩИКОВА ЕЛЕНА ЕВГЕНЬЕВНА

УДК 528.88:63(73)

ИЗУЧЕНИЕ СОЦИАЛЬНО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕРРИТОРИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (на примере США)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации иа соискание ученой степени кандидата географических наук

Специальность - Н.00.02 - экономическая и социальная география

МОСКВА 1994

Работа выполнена на кафдере экономической и социальной географии зарубежнь стран Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научные руководители • кандидат географических наук,

доцент Л .В. СМИРНЯГИН

член-корреспондент АЕН РФ, доктор географических наук, профессор АЛ. ЛЮТЫЙ Официальные оппоненты- , . доктор географических наук,

А.П.ГОРКИН

кандидат географических наук, старший научный сотрудник Э.М. ЦЫПИНА Ведущая организация • Государственный научно-исследовательский

и производственный центр "Природа" Федеральной службы геодезии и картографии Российской Федерации

Защита состоится 27 февраля 1994 г. в 15 часов на заседании специализированного Совета (Д-053.03.07) в Московском Государственном Университете им. МЛ. Ломоносова по адресу: 199899, Москва, ГСП-3, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, аудитория 1806,18 этаж

С диссертацией можно ознакомитьтся в библиотеке географического факультет МГУ на 21 этаже

Автореферат разослан 27 января 1994 г.

Ученый секретарь специализированного экономико-географического совета в МГУ кандидат географических наук СЛ. Москальков

Введение

Актуальность темы исследования. В настоящее время для фундаментального изучения и решения прикладных задач в области социально-экономической географии особую актуальность приобретает расширение видов используемой информации. В качестве материалов, обеспечивающих современные исследования социально-экономической территориально-дифференцированной информацией, могут выступать и космические фотоснимки, широко применяемые для изучения природных ресурсов.

Использование космических изображений прочно вошло в практику географических исследований физико-географов, но не нашло сколько нибудь широкого применения в общественной географии. Одним из препятствий к использованию дистанционных материалов в социально-экономических исследованиях была атмосфера секретности, вокруг полученной космической информации. Многие материалы проведенных исследований и до сего времени остаются закрытыми для гражданского использования во всех странах, обладающих спутниковой информацией, в том числе и в США. В результате сложилась ситуация, кота накоплен обширный банк космических снимков, а возможность их использования для гражданских исследований практически отсутствует. При этом уровень и глубина применения фотоснимков в изучении отдельных вопросов социальной и экономической географии довольно значительны, хотя и разработаны, главным образом, в замках военных исследований.

В отличие от аэроснимков, используемых в экономико-географических «следованиях в качестве дополнительного источника в силу фрагментарности гнформации, крупномасштабное™ изображений, дороговизны и сложности ее получения, материалы космической съемки еще в меньшей степени освоены для целей экономической [ социальной географии. Между тем, направления и степень использования и станционных материалов в физической географии показывают, что космические ютоматериалы имеют существенное значение не только для решения прикладных задач, они при разработке общетеоретических проблем.

Совершенствование средств дистанционного зондирования и связанное с этим овьппение детальности и обзорности фотоснимков, позволяют использовать материалы гечественных космических съемок для изучения структуры использования земель азличных территорий, в том числе и зарубежных стран.

Поиск территориальных структур в социальной и экономической географии, прежде ¡его связан с разработкой различных методик обработки географизированной статистики, иявляемая при этом территориальная структура искажена и не естественна, поскольку ".следование заведомо построено по исходным статистическим ячейкам. Конкретный ометрический рисунок в большей степени преопределен ячейками административного ления, по которой собирается статистика, и конфигурация ячеек часто не связана с щностью явления, поэтому территориальная структура получает искаженное

отображение на картах. И только космические материалы впервые позволяют объект выявить и изучить социально-географическую структуру территории (СГСГ). Космиче снимкам свойственны особенности, которыми не обладают другие эконоы географические материалы, такие как большая обзорность района изучения в сочетай высокой детальностью его изображения, пространственно-временная однородное! естественная генерализованность содержащейся в снимках информации. Фотосни впервые дали возможность увидеть социально-географическую структуру территории пространственной целостности, взаимосвязанности и взаимообусловленности частей, традиционно в рамках ее административно-территориального устройства. Это сод основу для сплошного изучения территории путем сочетания в едином исследователь« цикле космических изображений различных масштабов и видов, временных диапазс что обеспечивает слежение за реализацией и эффективностью управляющих воздейсти том или ином регионе.

Данное исследование основано на отечественных материалах космической съе: территории США. Эта территория выбрана как наиболее репрезентативный полигон отработки методов изучения социально-географической структуры территории, во-пер! в силу значительных размеров ее территории, разнообразия физико-географичес условий, наличия сложившейся эффективной системы землепользования, высокого уро социально-экономического развития страны, богатой природными ресурсами рациональной системой их использования. Во-вторых, практически о любом районе О имеются многочисленные статистические данные, результаты исследований и дру литературные материалы по различным аспектам развития регионов.

Цель исследования - разработка метода выявления и изучения социаль географической структуры территории по материалам космической съемки. В соответсл с этим в диссертации решались следующие взаимосвязанные задачи:

- анализ современного состояния и поиск направлений использования различи видов космической информации в экономико-географических исследованиях;

- разработка подходов и методов исследования СГСГ, а также особенное: урбанизации и развития сельской местности с использованием космической информащп

- разработка методики социально-экономического районирования территории использованием дистанционных материалов;

• ■ - реализация разработанной методики районирования в проведении границ мех сельскохозяйственными зонами (при частном районировании) и между крупны! социально-экономическими районами США (при комплексном районировании).

Использованные материалы. Для решения поставленных задач были использовш космические изображения, полученные с российских аппаратов "Ресурс-ФГ и "Ресурс-С совпадающие по времени съемки с периодом проведения социально-экономическ обследований США.

Дешифрирование осуществлялось методом ситуационно-логического анализа путх визуального-инструментального изучения черно-белых, спектрозональных и цветш

отпечатков (контактных и увеличенных). В качестве основного рабочего масштаба оригинальных космофотоснимков выбран масштаб 1200 ООО.

Экономико-географические исследования основаны на материалах сельскохозяйственной переписи США 1982 года, по графствам пяти штатов, а также на статистических данных "County and City Data book." no 43 показателям для графств и городов США за 1986 год, которые обрабатывались в соответствии с компьютерной программой, созданной на базе имеющихся программ "Atlas graphics" и "Atlas draw", для посгроенния экономико-статистических картограмм.

Научная новизна работы заключается в:

- разработке методики экономико-географических исследований с использованием дистанционных материалов. Метод основан на возврате к визуальному восприятию объекта географического изучения, тогда как долгий период развития экономико-географических исследований во многом связан с изучением представлений об объекте, а не с непосредственно объектом. Космический снимок тоже не объект, но он не условно, а безусловно ставит целью передать объект изучения;

- развитии метода социально-экономической интерпретации космических изображений, базирующегося на дешифрировании территориальных сочетаний и структурных композиций объектов, обусловленных связями и отношениями экономического, технологического и социального порядка; предложены системно-структурные признаки дешифрирования фермерских хозяйств (по их сельскохозяйственной специализации), урбанизированных районов (по функциональным зонам), которые в теории и практике отечественного дешифрирования недостаточно разработаны;

- развитии методов и расширении набора показателей для оценки уровня социально-экономического развития районов США по материалам космических съемок для разных }тункциональных районов - городских, сельских, промышленных и др.;

- разработке комплексной методики проведения границ между крупными социальио-жономическми районами с использованием космических фотоснимков.

Теоретической и методологической основой работы послужили труды течественных и зарубежных физико- и экономико-географов, а также картографов, археологов, занимающихся вопросами дешифрирования космических изображений.

Информационную базу диссертационного исследования создали разнообразные татистические, картографические источники, в том числе многочисленные зарубежные тласы, социально-экономическая и другая литература.

Основные методы исследования, применяемые в диссертации: системный, равнительно-гео графический, географо-сгатистический, социально-экономический, артографический, включая приемы автоматизированного социально-экономического артографирования.

Практическое значение диссертационной работы. Составленные по материалам тсмических съемок картосхемы социально-географической сгруетуры территории США эвышают точность и аналитические возможности экономико-географических

исследований, содержат дополнительную социально-экономическую информацию об изучаемой территории по сравнению с традиционными экономико-географическими картами, составляемыми ж рамках существующего административно-территориального деления страны.

Интегрально-пространственный, территориально-отраслевой и территориально-распределительный подходы в дешифрировании космических снимков и его интерпретация могут оказаться полезными при проведении исследовательских проектных и прикладных работ по вопросам территориального развития хозяйства и расселения.

Методика комплексного социально-экономического районирования может быть использована при проведении границ разных типов и рангов, а также для уточнения спорных границ.

Апробация работы и реализация результатов исследования.

Методика использования космических изображений для изучения социально-географической структуры территории применена при разработке каталога эталонов тематического дешифрирования космических снимков зарубежных стран (М, ГУГК, 1990), учебных пособий для средней школы "Земля из космоса" (М, ГУПС, 1992), а в настоящее время используется при создании учебного пособия "Современные ландшафты Земли из космоса".

Материалы диссертации излагались на конференции молодых ученых и специалистов в государственном научно-исследовательском и производственном центре "Природа" в 1987 г, в докладах на конференции в Академии Педагогических Наук в 1990 г.

Дешифрирование городских и сельских территорий США и его интерпретация, методика социально-экономического районирования используются в курсе лекций "Районы США" и "Экономическая и социальная география США" на кафедре экономической и социальной географии зарубежных стран географического факультета МГУ.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, трех тлав, заключения, списка литературы из 176 наименований, приложений на 3S страницах.

В первой главе диссертации проанализирован опыт применения дистанционных материалов, в экономико-географических исследованиях; оценены виды, параметры, особенности и пригодность космических снимков для данных исследований. Особое внимание уделено подходам в дешифрировании территории по космическим снимкам и его интерпретации для целей экономико-географического исследования США.

Во второй главе рассматривается понятие социально-географической структуры территории и роль космических изображений в ее изучении. Приведена картосхема СГСГ, составленная по материалам снимков. Предложена методика изучения СГСГ на основании информации, полученной с космических снимков. Рассмотрены возможности использования фотоснимков для изучения особенности урбанизации в США.

В третьей главе на основе разработанной методики социально-экономического районирования территории с использованием фотоснимков выполнено отраслевое и комплексное районирование ряда регионов США.

В заключении сформулированы выводы, вытекающие из проделанной работы и намечены направления исследований на перспективу.

Приложение содержит серию компьютерных картограмм, построенных по материалам переписи сельского хозяйства США, а также фотомонтаж космических снимков, по которым проводилось социально-экономическое районирование. L КОСМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ В ЭКОНОМИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ: НАКОПЛЕННЫЙ ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Развитие средств дистанционного зондирования Земли и их информационные возможности для целей экономико-географических исследований анализируются на примере материалов, полученных с основных искусственных спутников земли (ИСЗ): Пандсат (США), СПОТ (Франция), Ресурс-Ф (Россия). При этом, Россия сосредоточила усилия на создании высококачественных фотографических систем, а США и Франция - на ххздании сканирующих систем, сбрасывающих информацию по радиоканалам.

Сравнение технических параметров систем зондирования между собой показывает, гто каждая из них имеет определенные достоинства и недостатки для целей экономико-географических исследований. Так ИСЗ "СПОТ" имеет определенные преимущества по равнению с ИСЗ "Ландсат": более высокую разрешающую способность космических иображений, возможность получения стереоскопических изображений земной юверхности, более высокую частоту съемки и более гибкое управление процессом ее юлучения. Однако эти дистанционные материалы не могут полностью заменить осмические изображения с ИСЗ "Ландсат' при проведении комплексных экономико-еографических исследований больших территорий, например, при их районировании, лавным образом, из-за малой полосы обзора - 60 хм, в то время как она составляет в и схемах "Ландсат" и "Ресурс" -180 км.

Параметры отечественных дистанционных материалов (Ресурс-Ф): высокая етальность и обзорность изображений, совершенный процесс синтезирования снимков до олучения цветов, приближенных к естественным, в настоящее время в наибольшей гепени удовлетворяют требованиям для проведения как частных, так и комплексных юномико-гео графических исследований.

Однако применение космической информации в экономико-географических исследованиях идет значительно медленее, чем в физико-географических исследованиях, что во многом связано с приверженностью экономико-географов к традиционным экономико-статистическим методам исследования.

Дистанционные материалы в экономико-географических исследованиях в основном эименяли для детального изучения структуры использования земель путем выявления шбольшего числа ее элементов. Космические изображения используются при изучении, .к структуры землепользования в целом, так и отдельных видов использования земель, в im числе городских территорий, систем расселения, районов сельского и лесного зяйства, транспортной инфраструктуры территории и других специфических

особенностей местности. При этом, в основном их применяют для изучения и оценю использования различных категорий земель, в как основу при сосгавлешн разномасштабных тематических карт. Опыт использования дистанционных материале! показывает, что несмотря на то, что значительное число географических работ посвящение методике изучения видов использования земель по материалам фотосъемки, методы комплексных исследований территории на основе космических изображений недостаточна разработаны.

Для экономико-географических исследований существенное значение имеют как высокая детальность отображения на космических снимках элементов территориальной структуры района, так и возможность оценки общей тенденции его развития и определения его места в системе экономических и социально-географических взаимосвязей. Поэтому интерпретация результатов дешифрирования предполагает, как изучение отдельных элементов СГСТ, так и их территориальных сочетаний на космических снимках и имеет целью выявление особенностей и взаимосвязей элементов СГСТ, а также определение влияния этого взаимодействия на уровень социально-экономического развития данной территориии.

Дешифрирование космических снимков и его интерпретация заключается в выявлении и изучении по ним территориальных сочетаний форм проявления антропогенной деятельности, их концентрации, дифференциации и композиции. Степень антропогенного воздействия на территорию и разнообразие форм проявления человеческой деятельности видны на снимках по специфической совокупности социально. экономических объектов на изучаемой территории (территориальным сочетаниям). Они определенным образом отражаются в структуре, текстуре, форме, цвете и размере объектов на фотоснимках.

В зависимости от целей экономико-географического анализа используются следующие подходы в дешифрировании территориальных сочетаний элементов СГСГ, как интегрально-пространственный (для изучения границ территорий различных типов), территориально-отраслевой (для изучения центров и ареалов по размеру и отраслевому составу), территориально-распределительный (для изучения инфраструктурных линий различной мощности и разных видов транспорта).

Дешифровочные признаки описываются на основе анализа серии отечественных фотоматериалов ("Ресурс-Ф)", выполненных для ряда штатов США (Огайо, Северная и Южная Дакоты, Канзас, Оклахома, Колорадо, Калифорния, Вашингтон, Флорида, Нью-Йорк, Пенсильвания, Массачусетс), и характеризуют в основном функциональные особенности элементов СГСТ США важные для понимания социально-экономических процессов протекающих в регионе. При этом, главное внимание в исследовании сосредоточено не на непосредственном описании дешифровочных признаков отдельных социально-экономических объектов, а на интерпретации места и роли дешифрируемых территориальных сочетаний объектов для социально-экономического развития региона. На решение этой задачи направлен метод интерпретации космической информации,

основанный на сравнении космических снимков и социально-экономической статистики. Статистические материалы (картограммы составленные по графствам для штатов Северная Дакота, Канзас в мастшабе 1500000) во многом способствуют пониманию и объяснению социально-экономических процессов, протекающих на заданной территории, которая запечатлена иа фотосхеме. Метод проверялся на показателях, характеризующих уровень социально-экономического развили сельского хозяйства. Неравномерность социально-экономического развития разных специализированных типов хозяйств и сельскохозяйственных районов в значительной мере обусловили разнообразие социально-производственных типов ферм и районов, которые в определенной мере читаются по космическим снимкам. Исследование позволило выявить, что размещение животнооводческих ферм, специализирухяцихся на производстве продукции мясного скотоводства при пасгбищно-стойловом содержании скота характерно на западе шт. Северная Дакота, юго-западе шт. Южная Дакота. Как видно на снимках, основная доля площади такой фермы приходится на пастбища, обрабатываемые земли вытянута в виде небольших полосок, при этом сенокосы служат как бы продолжением пашни.

Откормочные животноводческие фермы в исследуемых районах традиционно размещены в Кукурузном поясе, а также располагаются в поясе "мясного скотоводства" на востоке штата Канзас. Для них характерна невысокая доля естественных и окультуренных пастбищ, значительные посевы кормовых зерновых с преобладанием кукурузы и сои, в структуре усадеб преобладает мелкая нарезка полей, свидетельствующая о значительной трудоемкости возделываемых культур. Посевы, в которых кукуруза чередуется с посевами трав, размещаются полосами в соответвествии с почвозащитными севооборотами. .

Растениеводческие фермы опознаются по мозаике пахотных площадей, а их специализация может определяться по составу выращиваемых культур.

На основе изучения космических снимков штата Южная Дакота позволили определен сдвиги в размещении фермерских хозяйств. На снимке ясно опознаются новые фермы, специализирующиеся на продукции мясного скотоводства в графстве Пеннингтон и Кастер на юго-западе штата Южная Дакота, а также выявить и измерить социально-экономические показатели, учет которых важен при решении частных экономико-географических задач, например, при сельскохозяйственном районировании.

Л. КОСМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ В ИССЛЕДОВАНИИ СОЦИАЛЬНО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕРРИТОРИИ

В исследовании структуры использования земель по космическим снимкам в кономической и социальной географии сложились два подхода. Первый -непосредственное изучение и картографирование территории по видам использования шеяь путем дешифрирования структуры земельных угодий и составления картосхем спользования земель» другой - изучение социально-экономической освоенности

территории - с помощью дешифрирования и картографирования структуры хозяйства, систем расселения, инфраструктуры.

В данном исследовании разрабатывались подходы в изучении социально-географической структуры территории (СГСТ). СГСТ - это изображение на космическом снимке сложившихся форм взаимодействия естественной и антропогенной деятельности на данной территория в процессе ее развития под воздействием природных, исторических, социально-экономических факторов. Бе изучение связано с целостным анализом системы землепользования на данной территории.

При исследовании СГСТ с использованием материалов космических съемок рассматривается каркас района. Ш&Баранский описывает его, как результат гносеологической генерализации объектов, абстрагирования от второстепенных черт и параметров с целью выделения особенностей района, что, по его мнению, возможно посредством анализа этого каркаса. Анализ космических изображений позволяет выявить и исследовать существующий каркас и изучить этапы формирования и развития СГСГ.

Для социально-географических исследований СГСТ наибольшее значение имеет возможность изучения по снимкам эффективности и оптимальности функционирования различных систем землепользования для социально-экономического развития изучаемого региона, характеризуемого как уровень организации территории.

Исследование СГСГ по снимкам позволяет составить единый, зрительный, целостный образ реальной территории, наглядно представить происходящие на вей процессы взаимодействия общества и природы, а также оценить степень использования изучаемого района с точки зрения удовлетворения социально-экономических потребностей общества, тл. определить уровень органиазции территории. Выявление этого уровня по космическим снимкам, предполагает, в первую очередь, выявление форм антропогенной деятельности и исследование отображения ее степени и характера (позитивного или негативного) на природную среду.

Значительное разнообразие форм проявления антропогенной деятельности в структуре землепользования, опознаваемых на фотоснимках, их тесная взаимосвязь свидетельствуют о высоком уровне организации территории. Если в структуре землепользования существует большая доля городских поселений, промышленных зон с развитой транспортной сетью, то в таком регионе он, как правило, выше.

Особенности территорий с высоким уровнем организации изучаются на примере городских территорий. Анализ процесса урбанизации на территории США по фотоматериалам позволил увидеть особый характер расселения в зоне контакта пригородов и сельской местности.

Интегрально-пространственный подход в дешифрировании урбанизированных ареалов по космическим снимкам позволил выделить в СГСГ США некоторые типы структур городских территорий. При этом выявлено, что рисунок расселения здесь

отличается от европейских городов тем, что отсутствует высокая концентрация поселений вокруг ядра города или вдоль основных транспортных магистралей.

Дня первого типа характерна довольно компактная застройка, вдоль транспортных осей, например, агломерация Питтсбурга. Для второго типа характерно наличие большой доли жилых массивов с низкой плотностью застройки и полицентричность урбанизированного ареала (агломерации Чикаго, Сиэтгл, Вашингтон, Лос-Анджелес). Для третьего типа агломераций характерно скачкообразное распространение застройки, когда участки застраиваются выборочно и перемежаются пустырями (агломерация Даллас-Форт Уэрт).

Городские районы с более высоким уровнем организации территории отличаются по статистике высокой стоимостью жилья и уровнем благосостояния населения. Они выделяются на фотоснимке по четкой структуре изображения, многоэтажной застройке, высокой транспортной обеспеченности территории, значительной доле зеленых насаждений.

Использование космической информации в изучении СГСГ территории США позволяет выделить ряд функциональных особенностей промышленных территорий:

• в высокоурбанизированных промышленных районах (в шт. Калифорния, Техас) отмечаются зоны индустриальных парков, например, в Лос-Анжделесе. Размещение промышлености здесь имеет децентрализованный характер, что связано с потребностью в значительных площадях для функционирования ее отраслей. Анализ по дистанционным материалам современных промышленных зон в Лос-Анджелесской агломерации свидетельствует, что степень децентрализации в размещении отраслей промышленности все более нарастает. По космическому снимку четко определяется размер, структура портовых зон, отчасти их специализация.

-значительные промышленные зоны в городах, например, Питгсбург, с разбросанными зонами промышленной застройки, привязанной к центру города;

•очаговые промышленные зоны в районых невысокой социально-экономической освоенности территории, например, разработки бурых углей для металлургической промышленности в шт. Северная Дакота.

Анализ структуры землепользования американских городов с использованием дистанционных материалов позволяет выполнить экономико-географические описания таких функциональных зон, как центральный деловой район, жилые массивы различных типов, промышленные кварталы вдоль основных транспортных магистралей и мест их пересечения, а также значительные по площади зоны торговли в пригородах с развитой сетью автомагистралей.

III. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОМ РАЙОНИРОВАНИИ ТЕРРИТОРИИ

Отраслевое (частное) районирование в диссертации осуществлено по разработанной вами методике и по ней исследованы сельскохозяйственные районы, в СГСТ которых доминируют сельскохозяйственные площади со сложившимися системами землепользования. Для исследования были выбраны районы, отличающиеся высоким уровнем развития и относительно стабильной структурой сельскохозяйственного производства, но различающиеся по социально-экономическому составу и специализации. Методика основана на интерпретации космической информации на основе сравнительного анализа экономико-статистических данных, характеризующих типы сельскохозяйственных районов по таким критерям, как уровень социально-экономического развития (определяемый из анализа таких показателей, как стоимость товарной продукции ферм, стоимость фермерской земли и строений, площадь фермерских хозяйств); интенсивность ведения хозяйства (стоимость товарной продукции сельского хозяйства на единицу площади, доля земель с использованием химических удобрений; затраты на минеральные удобрения на единицу площади); специализация хозяйств (доля в стоимости товарной продукции сельского хозяйства отдельных его отраслей, состав посевов, структура использования земель), и материалов деишфрированил космических снимков на исследуемые районы.

Сравнительный анализ статистических картограмм, составленных по 34 показателям переписи сельского хозяства США и детальное изучение структуры и текстуры космических снимков позволило выявить сельскохозяйственные зоны с разной интенсивностью сельского и определить их границы. Существенно, что размеры полей, особенности севооборота, состав выращиваемых культур, а также их положение в СГСТ создают определенный рисунок фотоизображения, что позволило определять тип сельскохозяйственной зоны, характеризуя не только ее специализацию, во степень интенсивности сельского хозяйства.

По рисунку изображения с более четким геометрическими формами и небольшими размерами элементов СГСТ, с многочисленными проявленениями элементов антропогенной деятельности на снимках выделяются территории высокоинтенсивного производства со специализацией на продукции садоводства, овощеводства и животноводства в штате Флорида и со специализацией на мясном животноводстве и зерновом хозяйстве на западе штата Огайо. Статистический анализ картограмм показывает, что в таких районах выше показатели душевого дохода и доля собственников, проживающих в своих домах, быстрее растет жилищное строительство и др. Высокая доля стоимости растениеводческой продукции в графствах Палм Бич, Мартин (штат Флорида) объясняется в основном высокоинтенсивными методами выращивания сельскохозяйственной продукции и составом культур: цитрусовые, овощи. На фотоснимке хозяйства, специализирующиеся на выращивании многолетних плодовых культур и

овощей, опознаются на снимках по изображению четких и правильных геометрических форм сельскохозяйственных объектов, что способсгвет выявлению зон с большей интенсивностью сельскохозяйственного использования территории.

Север и центр Великих равнин • район экстенсивного производства со специализацией на зерновом хозяйстве и мясном скотоводстве с высокой долей сельскохозяйственных угодий в СГСТ. Для пояса яровой пшеницы США характерена высокая доля пашни, уверенно опознаваемая на фотоснимке по высокому уровню распашки в СГСТ, на которую здесь приходится и от 2/3 до 9/10 площади графств; крупные по размеру фермерские хозяйства (площадью более 200 га) со специализацией на выращивании пшеницы (желтые и фиолетовые поля); паро-зерновая система земледелия (на пары приходится от 2/5 до 1/3 площади графств), а также значительна доля пастбищ.

Комплексный метод социально-экономического районирования территории США (рис.1) с использованием космических снимков включает дешифрирование снимков с целью предварительного выявления уровня организации территории. Затем на основе традиционных экономико-географических методов выполняется экономико-географическое изучение территории, для выявления уровня развития хозяйства исследуемого района. Завершается исследование сопоставлением данных дешифрирования снимков и экономико-географических исследований с целью выявления объективно существующих различий и проведением границ между территориями с различным уровнем развития хозяйства.

Для исследований выбраны три участка на границах между крупными социально-экономическими регионами США: Средним Западом, Горным Западом и Югом. В соответствии с разработанной методикой было выполнено социально-экономическое дешифрирование территории и определена граница между регионами на основе сложившихся систем землепользования. Полученная граница была сопоставлена с уже имеющимися вариантами социально-экономических границ, проведенными по данным других исследований (рис.2), и осуществлено уточнение границы между социально-экономическими районами (рисЗ).

На схеме (рисЗ) рассматривается участок границы между крупными социально-экономическими регионами - Горным Западом, в территориальной структуре хозяйства которого доминирует пастбищное скотоводство и оазисное поливное земледелие, а в укдаде жизни населения доминирует культура животноводов, и Средним Западом, с характерным богарным земледелием в зоне Ярового пшеничного пояса. В этом районе граница, прослеживающаяся по снимку, сравнивалась с границей, проведенной по теоретическому показателю границ. Положение последней определялось по широкому спектру показателей:

- плотность населения;

- доля лиц с высоким уровнем образования (18 лет и более);

- рост жилищного строительства за период 1980-1986;

- доля собственников жилищ;

- доля фермерских хозяйств по площади: до 80 га, 80-200 га, 200-400 га, более 400 га;

СХЕМА ПРОВЕДЕНИЯ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ГРАНИЦ

ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИИ

СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ

фотоснимки

карты и статистика

ИСТОРИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УРОВНЯ РАЗВИТИЯ, ХОЗЯЙСТВА, РАССЕЛЕНИЯ, СОЦИОКУЛЬТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ

МЕТОДЫ:

АНАЛИЗ СЕРИИ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ КОМПЬЮТЕРНЫХ КАРТОГРАММ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИИ И ЗНАЧЕНИЙ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ГРАНИЦ

МЕТОДЫ:.

ИЗУЧЕНИЕ СГСТ В РЕЗУЛЬТАТЕ ДЕШИФРИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ

МЕТОДЫ:

СИСТЕМНЫЙ

СРАВНИТЕЛЬНО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

СИТУАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИЙ СРАВНИТЕЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ КАРТОГРАФИЧЕСКИЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ

СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ СИТУАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИЙ СРАВНИТЕЛЬНО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ

ПРОВЕДЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ГРАНИЦЫ

ПРОВЕДЕНИЕ ГРАНИЦЫ ' ПО КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ

АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ГРАНИЦ •

Рис.1.

ПРОВЕДЕНИЕ ОБЪЕКТИВНОЙ ГРАНИЦЫ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ РАЙОНОВ НА КАРТОСХЕМЕ СГСТ .

В< В> Э В< В В' ЕЕК Ш'Ш5

' Условные обозначения: Границы: между социально-экономическими регионами (Горным Западом и Северо-Западом США): 1 -по теоретическому показателю границ, 2 - по исследованиям Л Л. Смирняпша,3 - по космическому снимку; 4 -графств, 5 - штатов, б - государственная; 7 - значениния теоретического показателя границ; 8 - социально-экономические районы: I - Северо-Запад, П - Горный Запад, I-П - переходная зона; 9 - район отработки методики, отображенный на Рис. 15. Рис.2.- Социально-экономическое районирование территории США (шт. Северная . Дакота, фрагмент)

• доля фермерских земель в площади графства;

• доля пашни, пастбищ, орошаемых земель в площади графства;

> дифференциация дохода на душу населения;

• интенсивность фермерских хозяйств (стоимость товарной продукция ва единицу площади);

- стоимость фермерской земли и строений;

• уровень индустриализации (отношение стоимости промышленной продукции к стоимости сельскохозяйственной продукции);

-динамика площади фермерской земли (за 1980-1982 годы).

При отборе показателей большее значение имела их "^территориальность", та наличие определенного влияния (или зависимости) показателя ва СГСТ. В результате, круг показателей был расширен до 43 за счет показателей структуры землепользования, размеров фермерских хозяйств, сельскохозяйственной специализации, рассчитанных по материалам переписи сельского хозяйства США (1982 год).

По выбранным показателям составлены картограммы, которые использовались для сравнительного анализа с космическими изображениями исследуемой территорию! с целью определения социально-экономической границы.

В результате анализа 43 картограмм для 25 трафств шт. Северная Дакота составлена' картосхема теоретического показателя границы (рисЗ). Расчет его значений проводился путем попарного сопоставления значений по каждой картограмме для всех исследуемых графств. Теоретический показатель хоаниц рассчитывался по следующим формулам:

„ :<•„-Гт +|2Гу2 +

Гт • теоретический показатель границы;

Гу1 - условный показатель границы при разнице в значении социально-экономического показателя между пограничными трафегами в структуре легенды на две ступени;

Гу2 - условный показатель границ при разнице в значении социально-экономического показателя между пограничными графствами в структуре легенды ва три ступени;

ГуЗ - условный показатель границ при разнице ж значении социально-экономического показателя между пограничными графствами в структуре легенды на четыре ступени;

п - число социально-экономических показателей.

Условный показатель границы считался равным 1, если на картограммах двух соседних трафств, разница в значении социально-экономических показателей составляла не более двух ступеней (одну строку). Если расхождения между пограничными графствами доходили до 3 или 4 ступеней, условный показатель границ удваивался с целью более четкого выделения границ. За теоретический показатель границ была принята сумма значений условного показателя, после анализа всех 43

• Е®Зи В4 ЕЕЗ" В,н ГьТ!» Р^Я« Г^П^

Условные обозначения :1- Городские территории:! - мелкие населенные пункты (до 10 тыс. жителей), 2 - средние населенные пункты (до 10-25 тыс. жителей); II- Сельскохозяйственные территории: 3 - преимущественно растениеводства (зерновое хозяйство, пояс яровой пшеницы, с высокой долей паров и крупными товарными фермами), 4 - преимущественно животноводства (мясного скотоводства на естественных и окультуренных пастбищах с посевами кормовых зерновых и трав), 5 - животноводческо-расгениеводческие (мясного скотоводства на окультуренных пастбищах и зернового хозяйства с посевами яровой пшеницы), 6 -малопригодные для сельскохозяйственного использования. III- Промышленные территории: / -горнодобывающей промышленности ( в т. ч. карьеры угольных разработок), 8 -обрабатывающей промышленности, 9 - нового промышленного строительства. 10 - ГЭС.1У-Трапспортные пути: 11 - автомагистрали, 12 - шоссе. У- Границы: 13- графств. 14 - социально-экономических районов.У1- Социально-экономические районы: 15 - Средний Запад, 16 - Горный Запад, 17 • переходная зона. У11- Прочие обозначения: 18 - реки й каналы, 19 - озера и водохранилища.

Ряс. 3. Социально-экономические районы (шт. Северная Дакота, масштаб 1200 000,1986,фрагмент).

На картосхеме распределения теоретического показателя границ, явно выделяется зоны с наиболее высокими значениями этого показателя, которые и определяют теоретически место прохождения социально-экономической границы. Если значение теоретического показателя границ превышало 6, эта граница считалась существующей. В случае одинаковых значений теоретического показателя границ между несколькими графствами, предпочтение отдавалось социально-экономическому показателю, характеризующему уровень развития территории (например, доход на душу населения в сравнении с показателем динамики фермерских земель).

Сравнение границ социально-экономических районов, проведенных на основании дешифрирования фотоснимков, с аналогичными границами, выделенными по теоретическому показателю, позволяет сделать вывод, что различия в системах землепользования, читаемые по снимкам, соответствуют линии теоретического показателя границ и больше соответствует действительности, чем ломаная прямая линия, проведенная по административным границам графств.

Выполненное комплексное районирование показало, что применение методики выявления границ на основе использования космической информации позволяет избежать сложных аналитических построений. Границы, определяеме по фотоизображениям, оказываются более детальными и достоверными, чем проведенные по теоретическим рассчетным показателям. Так как в США административные границы обычно проходят по транспортным магистралям или другим линейным объектам, которые очень четко дешифрируются по фотоснимкам, есть возможность использовать космические снимки в дополнение к традиционной социально-экономической информации и уточнить с их помощью ранее проведенные границы.

ВЫВОДЫ

Выполненное исследование дает основание сформулировать следующие выводы:

1. Анализ использования космических изображений в социально-экономических исследованиях показал, что пока оно носит преимущественно экспериментальный характер, а уровень практического применения космической информации в работе экономикогеографов недостаточно высок.

Сопоставление параметров и характеристик космических снимков, полученных с разных типов носителей, как зарубежных, так и отечественных, позволяет заключить, что лучшие возможности для использования в социально-экономических исследованиях имеют космические снимки, получаемые с аппаратов "Ландсат-7* (США), "Слот" (Франция), "Ресурс-Ф" (Россия), в масштабе 1200 ООО.

Ценность данных типов снимков определяется тем, что по ним с достаточной степенью надежности можно отдешифрировать функции конкретных элементов СГСГ и характер их взаимодействия, например, определить зоны тяготения отдельных центров, а в

ряде случаев и возможные направления развития территории; выявить разного рода границы, а также решать актуальные экологические задачи.

2. Разработанные принципы определения общего уровня социально-экономической освоенности территории на основании выявления основных элементов СГСГ позволили осуществить дешифрирование, основанное на изучении взаимодействия элементов СГСГ США с точки зрения их территориальной концентрации, дифференциации и композиции.

3. Сформулированны дешифровочные признаки для определения социально-географической структуры территории как следствия социально-экономических и природно-исторических условий ее развития.

4. Являясь важным источником информации для оценки уровня социально-экономической освоенности территории, дистанционные материалы способствуют установлению уровня организации территории, выявляемого по регулярности (геометризованности) рисунка изображения. Исследование показало, что уровень организации территории тем выше, чем четче, сложнее регулярный узор и геометрически более правильные формы имеют элементы СГСГ, опознаваемые на фотоснимке. И, наоборот, он ниже для территорий с расплывчатыми, слабоопределяемыми границами социально-экономических объектов.

5. Установлено, что размещение мелких ферм значительно коррелирует с районами высокого уровня сельскохозяйственного производства. Разработаны дешифровочные признаки для определения специализации фермерских хозяйств.

Выявлен ряд статистических показателей, учет которых важен при проведении границ сельскохозяйственных районов. Так, граница территории, где по статистическим данным доля ферм площадью 200-400 га составляет более 30%, совпадает на космической фотокарте с границей распространения ферм с растениеводческой специализацией и четко • очерчивает зону зерновых хозяйств экстенсивного типа.

Сравнительный анализ видов сельскохозяйственного использования земель в структуре земельных угодий района и их отображение в СГСГ на фотоснимке показывает, что если доля вида использования земель составляет более 30% площади в структуре гемлепользования сельсхозяйственного района, то космическое изображение четко фиксирует в СГСГ ее сельскохозяйственную специализацию.

6. Космические снимки являются объективным средством анализа степени грбанизированности территории и важной основой для делимитации урбанизированных феалов и городских агломераций.

7. Положения разработанной методики проведения границ социально-кономичесхих районов, базирующейся на выявлении по космическим снимкам уровня рганизации территории, основаны на сочетании методов ситуационно-логического аучения СГСТ по фотоизображениям и экономико-географического анализа гатистических показателей, характеризующих уровень развития данной территории и ключаюп

- выявление СГCT по космическим фотоизбражениям путем реализации интегрально-пространственного, территориально-отраслевого и территориально-распределительного подходов в дешифрировании ее элементов с целью определения уровня организации территории;

• определение уровня развития территории на основе анализа основных показателей социально-экономического развития, представленных в виде серии картограмм по отдельным графствам США;

- проведение границы социально-экономических районов по космиесхим фотоматериалам после выполнения районирования территории на основе данных о социально-экономическом развитии данной территории, картограммы теоретического показателя границ, а также географических границ, ранее проведенных исследователями. & Перспективы использования материалов дистанционного зондирования для целей социально-экономических исследований во многом связаны с развитием и созданием геоинформационных систем, способных осуществлять тесное взаимодействие баз данных о природных и социально-экономических особенностях территории с космическими изображениями.

Основные положение диссертации изложены в публикациях:

L Использование космической информации в оценочном и прогнозном картографировании в СССР и зарубежом//ОНТИ ЦНИИГАИк, Москва, 1986, 59 с. Соавторы: Ворожейхин АЛ, Схатерщиков СВ.

Z Некоторые направления использования космической информации при создании оценочных и прогнозных карт социально-экономической тематики//Известия АН СССР, Серия Географическая, N 4,1988, с. 89-95.

3. Использование космической информации в социально-экономическом изучении сельскохозяйственных районов (на примере США)//Весгеик Московского университета, N4,1993,14 с. Деп. ВИНИТИ N 747 от 29Л3.93.

4. Проведение границ социально-экономических районов с использованием космической информации (на примере США)//Вестник Московского университета, N 5,1993,12 с. Деп. ВИНИТИ N1518 от 07.067.93.

5Лспсшьзование космической информации при создании оценочных и прогнозных карт социально-экономической тематики. Сб. трудов СМУиС Госцентра "Природа"//ОНТИ ЦНИИГАИК, Москва, 1987, С26-27.

6. Космос для целей мелиорации//ГУГК, 1989,57 с. Соавторы: Восгокова ЕА, Иванова Л А.

7. Изучение социально-географической структуры территории с использованием космической информации (на примере США) (Принята в редакцию 15Л353 "Известия РАН, серия Географическая").