Systemanalys av geografi: Teori, meriter av abstrakt konstruktionsstruktur och beteende
Systemanalys av geografi: Teori, meriter av abstrakt konstruktionsstruktur och beteende!
Systemet har definierats annorlunda av olika forskare.
I James ord kan ett system definieras som "en helhet (en person, en stat, en kultur, ett företag) som fungerar som helhet på grund av dess delmängder". Om vi accepterar denna definition kan det rättvis sägas att geografiker har använt former av systemkoncept sedan ämnets gryning. Fram till andra världskrigets utbrott hade ingen teknik utvecklats för att ge geografin möjlighet att analysera komplexa system.
Geografi behandlar komplexa levnadsförhållanden och icke levande organismer i ett ekosystem. Systemanalys ger en ram för att beskriva hela komplexet och strukturen av aktiviteten. Det är därför speciellt lämpat för geografisk analys eftersom geografi handlar om komplexa multivariata situationer. Det var på grund av denna fördel att Berry och Chorley föreslog systemanalys och allmän systemteori som de grundläggande verktygen för geografisk förståelse. Enligt Chorley (1962), finns det stor betydelse för systemanalys i geografiska studier.
De viktigaste fördelarna med systemanalys är:
1. Det är nödvändigt att studera system snarare än isolerade fenomen.
2. Det är nödvändigt att identifiera de grundläggande principerna för systemen.
3. Det finns värde i att argumentera från analogier med ämnet. och
4. Det finns behov av allmänna principer för att täcka olika system.
Allmän systemteori:
Begreppet allmän systemteori utvecklades av biologer på 1920-talet. Det var Ludwig von Bertalanffy som förklarade att om vi inte studerade en enskild organisme som ett system av multifarious associerade delar skulle vi inte förstå de lagar som styr livet för den organismen. Efter en tid insåg han att denna idé skulle kunna tillämpas på andra icke-biologiska system, och att dessa system hade många gemensamma egenskaper över ett vetenskapsområde. Det var möjligt att utveckla en allmän systemteori som gav samma analytiska ramverk och procedur till alla vetenskaper.
Ett allmänt system är en högre order generalisering av ett flertal system som enskilda vetenskaper har erkänt. Detta är ett sätt att förena vetenskaperna. Detta ledde till tvärvetenskaplig inriktning i forskning. Med andra ord är den allmänna systemteorin en teori om allmänna modeller.
Enligt Mesarevic definierar den allmänna systemteorin inte bara med isomorfism och analogi i systemanalysen utan också med att skapa en allmän teori för vilka egenskaper som olika system kan härledas. Det är alltså oroat för den deduktiva sammansättningen av systemanalytisk koncept.
Den allmänna systemteorin ger en ram för att koppla enskilda system och systemtyper inom en enhetlig hierarkisk struktur. En sådan struktur är användbar genom att den tillåter oss att bättre förstå de relationer som finns mellan olika typer av system; att kategoriskt ange villkoren för vilket ett system approximerar en annan och att identifiera typer av system som kan vara användbara för oss även om vi ännu inte har identifierat riktiga system för att matcha dem.
Den allmänna systemteorin kan förstås i ljuset av ett nytt begrepp matematik och fysik. Detta begrepp är känt som "cybernetics" (från den grekiska kybernete-helsman). Cybernetik kan definieras som en studie av reglerande och självreglerande mekanismer i natur och teknik. Ett regleringssystem följer ett program, en föreskriven handlingsplan som ger en förutbestämd operation. I naturen finns det ett mycket stort antal självreglerande mekanismer, såsom automatisk reglering av kroppstemperatur. Dessa självreglerande mekanismer följer vissa gemensamma lagar och dessa kan beskrivas matematiskt på samma sätt. Även om reglering är mycket exakt i naturen är det defekt i mänskliga samhällen.
Cybernetik lägger tonvikten på interaktionen mellan komponenter istället för att göra skarpa skillnader mellan orsak och effekt. Mellan två komponenter kan kausalmekanismen fungera på båda sätten. En impuls som börjar i en del av systemet kommer att fungera tillbaka till dess ursprung efter att ha transformerats genom en rad partiella processer i andra delar av systemet. Denna cybernetiska teori möjliggör för oss att förstå driften av den allmänna systemteorin.
Systemets abstrakta karaktär betonas när vi inser att ett system, om det ska analyseras, måste vara "stängt". Ett öppet system interagerar och sammankopplar med omgivande system och blir därför svårt att analysera. Alla verkliga system (som landskap) är öppna system. När vi analyserar ett system kan vi bara överväga ett begränsat antal element inom systemet och de ömsesidiga relationerna mellan dem.
De element och anslutningar som vi inte kan överväga i en sådan analys måste helt och hållet ignoreras. Vi måste anta att de inte påverkar systemet. I analysen av en region kan vi naturligtvis ta hänsyn till individuella influenser och enskilda element som inte är geografiskt placerade inom det förutbestämda området eller regionen. Det abstrakta systemet förblir helt och hållet stängt eftersom vi bifogar dessa element och relationer i vår konceptmodell. Systemet är inte synonymt med modellen vi har gjort för den, representerad av de element och anslutningar som vi har valt att bifoga eller överväga.
Med andra ord kan vi bara studera ett system efter att vi har bestämt sina gränser. Detta presenterar inget matematiskt problem eftersom gränserna ritar sig så länge som vissa ligger utanför det, även om det inte är så lätt att välja dessa element i praktisk geografisk forskning. Som exempel beskriver Harvey ett företag som fungerar inom en ekonomi på grundval av en viss uppsättning ekonomiska förhållanden. När vi analyserar de interna relationerna och elementen inom företaget som ett slutet system, måste vi betrakta dessa omständigheter som oföränderliga. För att förlänga systemets gränser för att inkludera det förändrade sociala och politiska förhållandet i det samhälle som företaget är en del av kan förändra resultatet av analysen. Så även i det här enkla fallet skapar gränsritningen problem.
Genom att identifiera den uppsättning element som vi tror bäst beskriver det verkliga systemet för att modellera en verklig situation. I ett stort industriselskap som bedriver flera verksamhetsgrenar utgör till exempel huvudkontoret och var och en av filialerna dess beståndsdelar.
Matematiskt uttryckt består systemet:
A = (a 1, a 2, a 3 ... a n )
Till detta uttryck bör läggas ett element a 0 som representerar miljön i det system inom vilket företaget arbetar. Vi kan sedan dra nytta av en ny uppsättning av element:
B = (a 0, a 1, a 2 ... a n )
Detta inkluderar alla element i systemet plus ett extra element som representerar miljön. Vi kan sedan undersöka sambandet mellan dessa element. Analysera företaget kan vi se om det finns några kopplingar mellan filialerna, och i så fall mellan vilka grenar. Vi kan observera om kontakterna går båda sidor och vad kontaktmodellen innebär.
Således består ett system av:
(i) En uppsättning element identifierade med vissa variabla attribut av objekt.
(ii) En uppsättning relationer mellan dessa attribut av objekt och miljö.
(iii) En uppsättning relationer mellan dessa attribut av objekt och miljö.
Meriter av abstrakt konstruktion av ett system:
Den abstrakta konstruktionen av ett system har ett antal viktiga fördelar som anges nedan:
(i) Varje geografisk region (landskap) har ett antal fenomen. Systemanalys försöker minska denna komplexitet till en enklare form, där den lättare kan förstås och vilka modeller som kan konstrueras.
(ii) Det möjliggör till exempel utvecklingen av abstrakta teorisystem som inte är bundna till något speciellt system eller systemuppsättning.
(iii) Denna teori ger oss en hel del information om de möjliga strukturerna, beteendena, staterna, och snart, det kan tänkas uppstå.
(iv) Det ger oss den nödvändiga tekniska apparaten för att hantera interaktioner inom komplexa strukturer.
(v) Systemteori är associerad med ett abstrakt matematiskt språk, som snarare kan likna geometri och sannolikhetsteori, kan användas för att diskutera empiriska problem.
Struktur av ett system:
En definition av "system" har givits i ovanstående punkter. Med tanke på definitionen av ett system är det möjligt att utarbeta sin "struktur".
Ett system består huvudsakligen av tre komponenter:
1. en uppsättning element
2. en uppsättning länkar; och
3. En uppsättning kopplingar mellan systemet och dess miljö.
Element av ett system:
Elements är de grundläggande aspekterna av varje system, struktur, funktion, utveckling. Ur matematisk synvinkel är ett element en primitiv term som inte har någon definition, som begreppet geometrisk punkt. Ändå är strukturen i ett system summan av elementen och förbindelserna mellan dem. Funktionen berör flödena (utbytesrelationer) som upptar anslutningarna. Utveckling presenterar förändringar i både struktur och funktion som kan ske över tiden.
Definitionen av ett element beror på den skala som vi tänker på systemet. Till exempel kan det internationella monetära systemet bli konceptualiserat som att innehålla länder som element; En ekonomi kan anses vara uppbyggd av företag och organisationer. organisationer själva kan anses vara ett system som består av avdelningar; en avdelning kan ses som ett system av enskilda personer; varje person kan betraktas som ett biologiskt system; och så vidare. På samma sätt kan en bil vara ett element i trafiksystemet, men kan också betraktas som ett system. Det framgår tydligt av dessa exempel att definitionen av ett element beror på omfattningen som vi tänker på systemet.
Begreppet element som komponent i ett system har ritats av Blalock och Blalock som har visats i Figur 10.3. Denna figur visar två olika synpunkter på interaktion. Det övre diagrammet visar system A och system B interagerar som enheter, med mindre systemväxlingar pågår inom varje system. Nedre diagrammet visar system A och B interagerar på lägre nivåer.
När det har bestämts vilken skala som ska användas, är ett annat problem i systemuppbyggnad hur man identifierar elementen. Identifiering i särskilt svårt när vi hanterar fenomen som har kontinuerlig distribution, t.ex. när nederbörd bildar ett element i systemet. Identifiering är lättast med element som är tydligt åtskilda, till exempel gårdar. Men, med utgångspunkt från matematisk systemteori är ett element en variabel.
Det följer därför att i att söka en översättning av det matematiska elementet i geografiskt sammanhang måste vi tolka elementet som ett attribut för en viss definierad individ snarare än som individen själv.
Länkar eller Förhållanden :
Den andra delen av ett system är länkar (relationer). Länkarna i ett system som förbinder de olika elementen i det har visats i Figur 10.4.
Dessa är följande:
(i) Serieförhållande.
(ii) Parallell relation.
(iii) Feedback relation.
(iv) Enkel förening relation.
(v) Komplex sambandsrelation.
Tre grundläggande former av relationer kan definieras som under:
(i) Serieförhållande:
Detta är det enklaste och är karakteristiskt för element som är kopplade till en irreversibel länk. Ai-aj bildar sålunda ett serieförhållande och det kan observeras att detta är den karakteristiska orsaken och effektrelationen med vilken traditionell vetenskap har behandlats. Detta förhållande kan förklaras med ett exempel från Indien. Produktiviteten av ris i Punjab beror på bevattning som finns eller odling av saffran i Kashmirdalen beror på Karewajorden.
(ii) Parallell relation:
Detta förhållande uppstår när två eller flera element påverkar ett tredje element, eller omvänt när ett element påverkar två eller flera andra. Det kan noteras från figur 10.4 att ai och aj påverkas av något annat element ak. Exempelvis påverkar utfällningen och temperaturvariablerna växtlighet och vegetation, vilket påverkar mängden regnatfall och de allmänna temperaturförhållandena.
(iii) Feedbackrelation:
Ett återkopplingsrelation är den typ av länk som nyligen har introducerats i analytiska strukturer. Det beskriver en situation där ett element påverkar sig. Till exempel, de bäckväxter som sådd i ett fält berikar kväve i jorden och därmed får grödorna sig drabbade (fig 10.4.3). Feedbackrelationen kan vara direkt, positiv, negativ eller ingen feedback. Ett exempel på den direkta återkopplingen är: En influenser B som i sin tur påverkar A, eller det kan vara indirekt, med impulsen från A som återvänder till den via en kedja av andra variabler. Med negativ återkoppling upprätthålls systemet i stadigt tillstånd genom självreglerande processer betecknade som homostatiska eller morfostatiska.
Ett klassiskt exempel ges av konkurrensprocessen i rymden, vilket leder till en progressiv minskning av överskjutande vinster tills det rumsliga är i jämvikt. Men med positiv feedback karaktäriseras systemet som morfogenetiskt och ändrar dess egenskaper eftersom effekten av B på C leder till ytterligare förändringar i B via D. Det är möjligt att kombinera dessa relationer på ett antal sätt (figur 10.4.4 ) så att två element kan anslutas på olika sätt samtidigt. Länkarna utgör sålunda ett slags "ledningssystem" som förbinder elementen på olika sätt (bild 10.4.4-5).
Beteende för ett system:
Beteende av ett system betyder relationer mellan elementen, deras ömsesidiga effekt på varandra. Beteende måste därför göra med flöden, stimuli och svar, ingångar och utgångar och liknande. Vi kan undersöka både ett internt beteende hos ett system och dess transaktioner med miljön. En studie av den förstnämnda utgör en studie av funktionella lagar som kopplar upp beteende i olika delar av systemet. Tänk på ett system som har ett eller flera av dess element relaterade till miljöaspekten. Antag att miljön förändras. Då påverkas åtminstone ett element i systemet.
Effekten av dessa drabbade element överförs i hela systemet tills alla anslutna element i systemet påverkas. Detta utgör ett enkelt stimulanssvar, eller inmatningssystem utan återkoppling till miljön:
Beteendet beskrivs av ekvationerna (deterministiska eller möjliga) kopplar inmatningen med utgången.
Geografiskt system:
Ett system där en eller flera av de funktionellt viktiga variablerna är rumsliga kan beskrivas som ett geografiskt system. Geografer är främst intresserade av att studera system vars viktigaste funktionella variabler är rumsliga omständigheter, såsom plats, distans, utsträckning, sprawl, densitet per areal enhet etc.
Under de senaste decennierna har systeminriktningen dragit upp geografiska uppmärksamhet. Chorley försökte formulera tänkande inom geomorfologi när det gäller öppet system; Leopold och Langbein använde entropi och steady state i studien av fluvialsystem; och Berry försökte ge en grund för studien av "städer som system inom städerna" genom att använda två begrepp för organisation och information i rumslig form. Nyligen har Wolderberg och Berry använt systemkoncept för att analysera centrala och flodmönster, medan Curry har försökt att analysera avvecklingsplatser i systemramen. De geografiker som fokuserar på rumslig organisation påminner alltid system som Hadgetts berättelse om lokalanalys i mänsklig geografi visar.
I geografi kan statiska eller adaptiva system enkelt byggas. Det är svårt att göra ett geografiskt system dynamiskt, för att vi måste kombinera tid och rymd i samma modell. Utrymmet kan uttryckas i två dimensioner genom kartografisk abstraktion. Vi kan kanske presentera en tillfredsställande förklaring till ett sådant system men det är väldigt svårt att hantera och analysera det. Lund har analyserat dessa problem i sin tidsrymdsmodell.
Några av dessa problem kan lösas genom att utveckla geografiska modeller som kan klassificeras som "styrda system" (diskuteras ovan). Kontrollerade system är särskilt användbara i planeringssituationer när målet är känt och ingången i det ekonomiska geografiska systemet har definierats. I de flesta fall kan vi styra några av ingångarna, men andra är antingen omöjliga eller för dyra att manipulera. Om vi till exempel vill maximera jordbruksproduktionen kan vi kanske styra inmatningen av konstgjorda gödningsmedel, men vi kan inte styra klimatet.
Delvis styrda system är därför av stort intresse. Vår ökade kunskap om miljöförhållanden leder oss till att uppskatta omfattningen av behovet av utveckling av planerings- och kontrollsystem. Många forskare som bedriver forskning om möjliga framtida förhållanden är rädda för att den positiva återkopplingsmekanismen i form av teknisk utveckling och kontroll som har lett till en exponentiell ökning av befolkningen, industriproduktionen etc. kommer på sikt resultera i en dramatisk kris av förorening, hungersnöd och brist på resurser. En av orsakerna till en sådan kris skulle vara den långsiktiga undertryckningen av den naturliga negativa återkopplingsmekanismen.
Systemanalys kan ge en användbar systematisering av våra modeller, teorier om strukturerade idéer, men det är inte nödvändigt att hänvisa till systemanalyser och dess matematiska konsekvenser när vi gör praktisk forskning. Exempelvis kan en världskarta över produktion och handel med järnmalm beskrivas systematiskt: elementen är de producerande och konsumtiva centra, länkarna eller relationerna är handelslinjerna, mängden järn som transporteras längs olika linjer visar funktionen, och kartor som visar dessa situationer vid specifika tidsintervaller skulle beskriva systemets utveckling. Dessutom var systeminriktningen tekniskt mycket mer krävande, och kanske av den anledningen lockade färre aktiva forskare.
Både systemanalys och generell systemteori har kritiserats på grund av att de instinktivt är förknippade med positivismen, det vill säga dessa tar inte hänsyn till de normativa värdena (estetiska värden, övertygelser, attityder, önskningar, hopp och rädsla) och därmed göra ge inte en riktig bild av en geografisk personlighet.
Utvecklingen av geografisk forskning har diskuterats i ovanstående punkter. Det har gått igenom tre olika utvecklingsfaser. Utvecklingen av en vetenskap omfattar tre stora steg: (i) beskrivande, (ii) analytisk och (iii) prediktiv. Beskrivning är det första steget och det enklaste; Det handlar om beskrivning och kartläggning av fenomen. Geografi från antiken till mitten av 18th century var i denna fas. Analytisk scen flyttar ett steg längre genom att leta efter förklaring och söka de lagar som ligger bakom vad som har observerats.
Alexander von Humboldts period faller i denna fas. Det var under denna period att analys av fenomenens rumsfördelning startade. Den tredje etappen i utvecklingen av en vetenskap är det prediktiva steget. När den tidpunkt som förutsägelsen har uppnåtts har lagen blivit så omfattande att vi kan använda modeller för att förutsäga händelser. Detta stadium uppnåddes delvis med adventen av geomorfologi och klimatologi under de senaste decennierna av 1800-talet.
Men den verkliga omvälvningen inom human geografi är ett fenomen efter andra världskriget. Många lokaliseringsteorier har formulerats som är prediktiva i naturen, och därmed kan vi säga att geografi har gått in i tredje etappen av dess utveckling. Geografer försöker utveckla modeller för kontrollerade system som kan användas för att styra utvecklingen i framtiden. Det framgår av ovanstående diskussion att geografiker nu flyttar in i prediktionsstadiet.
