Systemowa analiza geografii: teoria, zalety abstrakcyjnej struktury i zachowania

Systemowa analiza geografii: teoria, zalety abstrakcyjnej struktury i zachowania się!

System został zdefiniowany inaczej przez różnych naukowców.

Według słów Jamesa, system można zdefiniować jako "całość (osoba, państwo, kultura, biznes), która funkcjonuje jako całość ze względu na współzależność jej części". Jeśli przyjmiemy tę definicję, to można śmiało powiedzieć, że geografowie stosowali formy koncepcji systemowych od zarania tematu. Jednak do wybuchu drugiej wojny światowej nie opracowano żadnej techniki umożliwiającej geografom analizowanie złożonych systemów.

Geografia zajmuje się złożonymi związkami żywych i nieożywionych organizmów w ekosystemie. Analiza systemowa stanowi ramy opisujące cały kompleks i strukturę działania. Jest zatem szczególnie odpowiedni do analizy geograficznej, ponieważ geografia zajmuje się złożonymi sytuacjami wielowymiarowymi. Z tego powodu Berry i Chorley zasugerowali analizę systemu i ogólną teorię systemu jako podstawowe narzędzia do zrozumienia geograficznego. W opinii Chorleya (1962) duże znaczenie ma analiza systemowa w badaniach geograficznych.

Główne zalety analizy systemu to:

1. istnieje potrzeba studiowania systemów zamiast izolowanych zjawisk;

2. istnieje potrzeba określenia podstawowych zasad rządzących systemami;

3. warto argumentować z analogii z przedmiotem; i

4. konieczne są ogólne zasady dotyczące różnych systemów.

Ogólna teoria systemu:

Koncepcja ogólnej teorii systemu została opracowana przez biologów w latach 20. XX wieku. To Ludwik von Bertalanffy oświadczył, że dopóki nie przestudiujemy indywidualnego organizmu jako systemu różnorodnych powiązanych części, nie zrozumiemy praw, które rządzą życiem tego organizmu. Po jakimś czasie zdał sobie sprawę, że ten pomysł może być zastosowany do innych systemów niebiologicznych, i że systemy te mają wiele cech wspólnych w różnych naukach. Można opracować ogólną teorię systemu, która dała te same ramy analityczne i procedury wszystkim naukom.

Ogólny system jest uogólnieniem wyższego rzędu wielości systemów, które zostały rozpoznane przez poszczególne nauki. To jest sposób na ujednolicenie nauk. Doprowadziło to do interdyscyplinarnego podejścia do badań. Innymi słowy, ogólna teoria systemu jest teorią ogólnych modeli.

Zgodnie z definicją Mesarevica, ogólna teoria systemu dotyczy nie tylko izomorfizmu i analogii w analizie systemu, ale także ustanowienia pewnej ogólnej teorii, dla której można wywnioskować cechy różnych systemów. Dotyczy zatem dedukcyjnego ujednolicenia koncepcji analitycznej systemu.

Ogólna teoria systemu zapewnia ramy dla powiązania poszczególnych systemów i typów systemów w ramach ujednoliconej struktury hierarchicznej. Taka struktura jest przydatna, ponieważ pozwala nam lepiej zrozumieć relacje istniejące między różnymi typami systemów; należy kategorycznie określić warunki, w których jeden system zbliża się do drugiego, oraz określić rodzaje systemów, które mogą nam się przydać, mimo że nie zidentyfikowaliśmy jeszcze rzeczywistego systemu, który mógłby je dopasować.

Ogólną teorię systemu można zrozumieć w świetle nowej koncepcji matematyki i fizyki. Ta koncepcja znana jest jako "cybernetyka" (od greckiego kybernete-helsman). Cybernetyka może być zdefiniowana jako badanie mechanizmów regulujących i samoregulujących w przyrodzie i technologii. System regulacyjny śledzi program, określony sposób działania, który wytwarza określoną z góry operację. W przyrodzie istnieje bardzo duża liczba mechanizmów samoregulujących, takich jak automatyczna regulacja temperatury ciała. Te samoregulujące mechanizmy podążają za pewnymi wspólnymi prawami i można je opisać matematycznie w ten sam sposób. Chociaż regulacja ma bardzo precyzyjny charakter, w społeczeństwach ludzkich jest ona wadliwa.

Cybernetyka kładzie nacisk na interakcję między komponentami, zamiast dokonywać ostrych rozróżnień pomiędzy przyczyną i skutkiem. Między dwoma komponentami mechanizm przyczynowy może działać w obie strony. Impuls, który rozpoczyna się w jednej części systemu, powraca do swojego pierwotnego źródła po przekształceniu w szereg częściowych procesów w innych częściach systemu. Ta cybernetyczna teoria pozwala nam zrozumieć działanie ogólnej teorii systemu.

Abstrakcyjny charakter systemu podkreśla się, gdy zdajemy sobie sprawę, że system, jeśli ma być analizowany, musi być "zamknięty". Otwarty system współdziała i łączy się z sąsiednimi systemami, przez co staje się trudny do analizy. Wszystkie rzeczywiste systemy (takie jak krajobrazy) są systemami otwartymi. Analizując system, możemy wziąć pod uwagę skończoną liczbę elementów w systemie i wzajemne relacje między nimi.

Elementy i połączenia, których nie możemy uwzględnić w takiej analizie, muszą zostać całkowicie pominięte. Musimy założyć, że nie wpływają one na system. W analizie regionu możemy oczywiście wziąć pod uwagę indywidualne wpływy i pojedyncze elementy, które nie są geograficznie zlokalizowane w określonym obszarze lub regionie. System abstrakcyjny pozostaje zamknięty, ponieważ zamykamy te elementy i relacje w naszym modelu koncepcyjnym. System nie jest synonimem modelu, który dla niego stworzyliśmy, reprezentowanego przez elementy i połączenia, które zdecydowaliśmy się zamknąć lub rozważyć.

Innymi słowy, możemy studiować system dopiero po ustaleniu jego granic. Nie stanowi to problemu matematycznego, ponieważ granice rysują się na tyle, na ile niektóre leżą poza nim, chociaż nie jest łatwo wybrać te elementy w praktycznych badaniach geograficznych. Jako przykład, Harvey opisuje firmę, która funkcjonuje w gospodarce na podstawie określonego zestawu okoliczności gospodarczych. Kiedy analizujemy wewnętrzne relacje i elementy wewnątrz firmy jako zamknięty system, musimy traktować te okoliczności jako niezmienne. Rozszerzenie granic systemu w celu uwzględnienia zmieniających się relacji społecznych i politycznych w społeczeństwie, którego częścią jest firma, może zmienić wynik analizy. Tak więc nawet w tym prostym przypadku rysowanie granic stwarza problemy.

Poprzez określenie zestawu elementów, które naszym zdaniem najlepiej opisują rzeczywisty system w celu modelowania rzeczywistej sytuacji. Na przykład w dużej firmie przemysłowej prowadzącej kilka gałęzi działalności centrala i każdy z oddziałów tworzą jej elementy składowe.

Wyrażony matematycznie system składa się z:

A = (a ₁, a ₂, a ₃ ... a _n )

Do tego wyrażenia należy dodać element a _0, który reprezentuje środowisko systemu, w którym działa firma. Możemy wtedy wywnioskować nowy zestaw elementów:

B = (a ₀, a ₁, a ₂ ... a _n )

Obejmuje to wszystkie elementy w systemie oraz dodatkowy element, który reprezentuje środowisko. Możemy następnie zbadać połączenia między tymi elementami. Analizując firmę, widzimy, czy istnieją jakieś powiązania między oddziałami, a jeśli tak, to między którymi oddziałami. Możemy zaobserwować, czy kontakty idą w obie strony i co sugeruje model kontaktu.

Tak więc system składa się z:

(i) Zestaw elementów identyfikowanych za pomocą niektórych zmiennych atrybutów obiektów.

(ii) Zbiór relacji między tymi atrybutami obiektów a środowiskiem.

(iii) Zbiór relacji między tymi atrybutami obiektów a środowiskiem.

Merity of Abstract Construal of a Systems:

Abstrakcyjna konstrukcja systemu ma szereg ważnych zalet, które podano poniżej:

(i) Każdy region geograficzny (krajobraz) ma wiele zjawisk. Analiza systemowa próbuje zredukować tę złożoność do prostszej formy, w której łatwiej ją zrozumieć i które modele można skonstruować.

(ii) Pozwala na przykład na opracowanie abstrakcyjnych systemów teorii, które nie są związane z żadnym konkretnym systemem lub zestawem systemów.

(iii) Teoria ta dostarcza nam wielu informacji o możliwych strukturach, zachowaniach, stanach i wkrótce, które mogą pojawić się.

(iv) Dostarcza nam niezbędnych urządzeń technicznych do radzenia sobie z interakcjami w złożonych strukturach.

(v) Teoria systemu wiąże się z abstrakcyjnym językiem matematycznym, który, podobnie jak geometria i teoria prawdopodobieństwa, może być używany do omawiania problemów empirycznych.

Struktura systemu:

Definicja "systemu" została podana w powyższych paragrafach. Biorąc pod uwagę definicję systemu, możliwe jest opracowanie jego "struktury".

System składa się zasadniczo z trzech komponentów:

1. zestaw elementów;

2. zestaw linków; i

3. zestaw powiązań między systemem a jego otoczeniem.

Elementy systemu:

Elementy są podstawowymi aspektami każdego systemu, struktury, funkcji, rozwoju. Z matematycznego punktu widzenia element jest prymitywnym terminem, który nie ma definicji, podobnie jak pojęcie punktu w geometrii. Niemniej jednak struktura systemu jest sumą elementów i powiązań między nimi. Funkcja dotyczy przepływów (relacji wymiany), które zajmują połączenia. Rozwój przedstawia zmiany zarówno w strukturze, jak i funkcji, które mogą następować w czasie.

Definicja elementu zależy od skali, w jakiej pojmujemy system. Na przykład, międzynarodowy system monetarny może być konceptualizowany jako zawierający kraje jako elementy; gospodarka może być uważana za złożoną z firm i organizacji; same organizacje mogą być uważane za system składający się z departamentów; departament może być postrzegany jako system złożony z pojedynczych osób; każda osoba może być uważana za system biologiczny; i tak dalej. Podobnie, samochód może być elementem systemu ruchu, ale można go również uznać za system. Z tych przykładów jasno wynika, że ​​definicja elementu zależy od skali, w jakiej pojmujemy system.

Koncepcja elementu jako jednostki składowej systemu została wykreślona przez Blalocka i Blalocka, co pokazano na rysunku 10.3. Ta figura pokazuje dwa różne widoki interakcji. Górny diagram pokazuje, że System A i System B oddziałują jako jednostki, przy mniejszych interakcjach systemowych zachodzących w każdym systemie. Dolny wykres pokazuje, że systemy A i B oddziałują na niższych poziomach.

Po podjęciu decyzji, której skali użyć, kolejnym problemem w budowaniu systemu jest sposób identyfikacji elementów. Identyfikacja jest szczególnie trudna, gdy mamy do czynienia ze zjawiskami, które mają ciągły rozkład, np. Kiedy opady tworzą element w systemie. Identyfikacja jest najłatwiejsza w przypadku wyraźnie rozdzielonych elementów, takich jak gospodarstwa rolne. Ale z punktu widzenia teorii układów matematycznych element jest zmienną.

Wynika stąd, że poszukując tłumaczenia elementu matematycznego w kontekście geograficznym, musimy interpretować ten element jako atrybut określonej jednostki, a nie samej jednostki.

Linki lub relacje :

Drugim elementem systemu są linki (relacje). Łącza w systemie łączącym różne elementy zostały pokazane na rysunku 10.4.

Są to następujące:

(i) Relacja szeregowa.

(ii) Związek równoległy.

(iii) Relacja zwrotna.

(iv) Prosta relacja złożona.

(v) Złożona relacja złożona.

Trzy podstawowe formy relacji można zdefiniować jako:

(i) Relacje szeregowe:

Jest to najprostsze i charakterystyczne dla elementów połączonych nieodwracalnym łączem. Tak więc ai-aj tworzy relację szeregową i można zauważyć, że jest to charakterystyczna przyczynowo-skutkowa relacja, z którą radziła sobie tradycyjna nauka. Związek ten można wyjaśnić, biorąc przykład z Indii. Wydajność ryżu w Pendżabie zależy od dostępnych nawadniania lub uprawa szafranu w dolinie Kaszmiru jest spowodowana ziemią Karewa.

(ii) Związek równoległy:

Ta zależność występuje, gdy dwa lub więcej elementów wpływa na trzeci element, lub odwrotnie, gdy jeden element wpływa na dwa lub więcej innych. Z rysunku 10.4 można zauważyć, że ai i aj są dotknięte przez inny element ak. Na przykład, zmienne opadów i temperatury wpływają na roślinność i roślinność, z kolei wpływa na ilość otrzymanych opadów i ogólne warunki temperaturowe.

(iii) Informacja zwrotna:

Relacja zwrotna to rodzaj powiązania, który został niedawno wprowadzony do struktur analitycznych. Opisuje sytuację, w której jeden element wpływa na siebie. Na przykład rośliny strączkowe zasiane w polu wzbogacają azot w glebie, a tym samym wpływają na uprawy (rys. 10.4.3). Relacja zwrotna może być bezpośrednia, pozytywna, negatywna lub brak sprzężenia zwrotnego. Przykład bezpośredniego sprzężenia zwrotnego to: A wpływa B, który z kolei wpływa na A, lub może być pośredni, z impulsem od A powracającym do niego poprzez łańcuch innych zmiennych. Przy ujemnym sprzężeniu zwrotnym układ utrzymuje się w stanie ustalonym przez samoregulujące procesy określane jako homostatyczne lub morfostatyczne.

Klasycznym przykładem jest proces rywalizacji w kosmosie, który prowadzi do stopniowego zmniejszania nadwyżki zysków do czasu, aż przestrzeń stanie w równowadze. Ale z pozytywnym sprzężeniem system jest scharakteryzowany jako morfogenetyczny, zmieniając jego charakterystykę, ponieważ efekt B na C prowadzi do dalszych zmian w B przez D. Możliwe jest łączenie tych zależności na wiele sposobów (Rys. 10.4.4). ), aby dwa elementy mogły być połączone na różne sposoby jednocześnie. Łącza tworzą zatem rodzaj "układu przewodów" łączącego elementy na różne sposoby (rys. 10.4.4-5).

Zachowanie systemu:

Zachowanie się systemu oznacza wzajemne powiązania elementów, ich wzajemny wpływ na siebie. Zachowanie musi więc wykonywać z przepływami, bodźcami i reakcjami, danymi wejściowymi i wyjściowymi i tym podobnymi. Możemy zbadać zarówno wewnętrzne zachowanie systemu, jak i jego transakcje z otoczeniem. Badanie tego pierwszego sprowadza się do badania praw funkcjonalnych, które łączą zachowanie w różnych częściach systemu. Rozważmy system, który ma jeden lub więcej elementów związanych z aspektem środowiska. Załóżmy, że środowisko ulega zmianie. Następnie wpływa na co najmniej jeden element systemu.

Efekt działania tych elementów jest przesyłany w całym systemie, dopóki nie zostaną zakłócone wszystkie połączone elementy systemu. Stanowi to prostą odpowiedź bodźca lub system wejścia-wyjścia bez sprzężenia zwrotnego dla środowiska:

Zachowanie opisywane jest przez równania (deterministyczne lub possibilistic) łączące wejście z wyjściem.

System geograficzny:

System, w którym jedna lub więcej zmiennych funkcjonalnie ważnych jest przestrzennych, można opisać jako system geograficzny. Geografowie są przede wszystkim zainteresowani badaniem systemów, których najważniejszymi zmiennymi funkcjonalnymi są warunki przestrzenne, takie jak lokalizacja, odległość, zasięg, rozmycie, gęstość na jednostkę powierzchni, itp.

W ciągu ostatnich kilku dekad podejście systemowe zwróciło uwagę geografów. Chorley próbował sformułować myślenie w geomorfologii w kategoriach systemu otwartego; Leopold i Langbein wykorzystali entropię i stan ustalony w badaniach systemów fluwialnych; a Berry usiłował stworzyć podstawę do badania "miast jako systemów w systemach miast" za pomocą dwóch koncepcji organizacji i informacji w formie przestrzennej. Niedawno Wolderberg i Berry wykorzystali koncepcję systemów do analizy wzorców centralnych i rzek, podczas gdy Curry próbował analizować lokalizacje osad w ramach systemów. Geografowie, którzy zwracają uwagę na organizację przestrzenną, niezmiennie odwołują się do systemów, jak pokazuje analiza Hadgetta dotycząca analizy lokalizacji w geografii człowieka.

W geografii można łatwo skonstruować systemy statyczne lub adaptacyjne. Trudno jest stworzyć dynamiczny system geograficzny, ponieważ musimy połączyć czas i przestrzeń w tym samym modelu. Przestrzeń może być wyrażona w dwóch wymiarach przez abstrakcję kartograficzną. Możemy być w stanie przedstawić zadowalające wyjaśnienie takiego systemu, ale bardzo trudno jest go obsłużyć i przeanalizować. Lund przeanalizował te problemy w swoim modelu czasoprzestrzennym.

Niektóre z tych problemów można rozwiązać, opracowując modele geograficzne, które można sklasyfikować jako "systemy kontrolowane" (omówione powyżej). Systemy kontrolowane są szczególnie przydatne w sytuacjach planowania, gdy cel jest znany, a dane wejściowe w systemie gospodarki geograficznej zostały zdefiniowane. W większości przypadków możemy kontrolować niektóre z danych wejściowych, ale inne są albo niemożliwe, albo zbyt drogie do manipulowania. Na przykład, jeśli chcemy zmaksymalizować produkcję rolną, możemy być w stanie kontrolować wkład sztucznych nawozów, ale nie możemy kontrolować klimatu.

Częściowo kontrolowane systemy są zatem bardzo interesujące. Nasza zwiększona wiedza na temat warunków środowiskowych pozwala nam docenić zakres potrzeby rozwoju systemów planowania i sterowania. Wielu naukowców zaangażowanych w badania nad możliwymi przyszłymi warunkami obawia się, że pozytywny mechanizm sprzężenia zwrotnego w postaci rozwoju technologicznego i kontroli, który doprowadził do gwałtownego wzrostu liczby ludności, produkcji przemysłowej itp., Na dłuższą metę spowoduje dramatyczny kryzys zanieczyszczenia, głodu i niedoboru zasobów. Jedną z przyczyn takiego kryzysu byłoby długotrwałe tłumienie mechanizmu naturalnego negatywnego sprzężenia zwrotnego.

Analiza systemowa może dostarczyć użytecznej systematyzacji naszych modeli, teorii uporządkowanych pomysłów, ale nie ma potrzeby odwoływania się do analizy systemu i jej matematycznych implikacji podczas przeprowadzania praktycznych badań. Na przykład mapa świata produkcji i handlu rudą żelaza może być opisana w sposób systematyczny: elementy to centra produkcji i konsumpcji, powiązania lub relacje są liniami handlowymi, ilość żelaza transportowanego wzdłuż różnych linii przedstawia funkcję, oraz mapy pokazujące te sytuacje w określonych odstępach czasu opisują rozwój systemu. Co więcej, podejście systemowe było technicznie znacznie bardziej wymagające i być może z tego powodu przyciągnęło mniej aktywnych naukowców.

Zarówno analiza systemu, jak i ogólna teoria systemu zostały skrytykowane z tego względu, że są one powiązane z pozytywizmem, tzn. Nie uwzględniają wartości normatywnych (wartości estetyczne, przekonania, postawy, pragnienia, nadzieje i lęki), a zatem nie daje prawdziwy obraz osobowości geograficznej.

Rozwój badań geograficznych omówiono w powyższych punktach. Przeszedł przez trzy różne fazy rozwoju. Rozwój nauki obejmuje trzy główne etapy: (i) opisowy, (ii) analityczny i (iii) przewidujący. Opis jest pierwszym krokiem i najprostszym; dotyczy opisu i mapowania zjawisk. Geografia od starożytności do połowy XVIII wieku znajdowała się w tej fazie. Etap analityczny idzie o krok dalej, szukając wyjaśnień i poszukując praw, które stoją za tym, co zaobserwowano.

Okres Aleksandra von Humboldta przypada na tę fazę. W tym okresie rozpoczęła się analiza przestrzennego rozkładu zjawisk. Trzecim etapem rozwoju nauki jest etap predykcyjny. Do czasu, gdy został osiągnięty etap przewidywania, prawa zostały tak dokładnie zbadane, że możemy użyć modeli do przewidywania zdarzeń. Ten etap został częściowo osiągnięty wraz z nadejściem geomorfologii i klimatologii w ostatnich dekadach XIX wieku.

Ale prawdziwy wstrząs w dziedzinie geografii ludzkiej jest zjawiskiem po II wojnie światowej. Opracowano wiele teorii lokalizacyjnych, które mają charakter predykcyjny, a zatem można powiedzieć, że geografia weszła w trzecią fazę swojego rozwoju. Geografowie próbują opracować modele kontrolowanych systemów, które mogą być wykorzystane do kierowania rozwojem w przyszłości. Z powyższej dyskusji jasno wynika, że ​​geografowie przechodzą teraz do etapu przewidywania.