CC BY
13
УДК 60.5:681.3+06
ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИССЛЕДОВАНИИ ДЕПОПУЛЯЦИИ В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ: ПОТЕНЦИАЛ И ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ
© 2007 г. И.К. Логвинова
This article is devoted to question of developing of technical possibilities and the beginnings of new technologies in geoinformative investigations by such instru-mental tools as geographic informative systems (GIS). As an example there were used a GIS-analysis of the territorial-household systems of the Rostov Region in-cluding of the demographic factor. As a result of this investigation there was dis-covered an important potential of geoinformative technology while the investiga-tion of complicated and dynamic territorial social - economic phenomenon.
Одним их следствий новых процессов самоорганизации территориально-хозяйственных систем является потребность в новых инструментах его познания и управления. Совершенствование технических возможностей привело к возникновению новых технологий, примером чего служит геоинформатика.
Геоинформатика определяется как «область науки, изучающая принципы, технику и технологию получения, накопления, передачи и обработки пространственной информации и формирования на ее основе новых представлений о реальном мире» [1]. Инструментальным средством геоинформационных исследований являются геоинформационные системы (ГИС) - интерактивные, многокомпонентные, многофункциональные высокоорганизованные системы, реализующие основные задачи геоинформатики [1]. ГИС определяется также как программно-аппаратный комплекс, способный вводить, хранить, обновлять, манипулировать, анализировать и выводить все виды географически привязанной информации [2].
Сегодня существуют разнообразные ГИС, которые могут быть классифицированы по ряду признаков, таких как территориальный охват (общенациональные и региональные), цель (многоцелевые и специализированные), тематическая ориентация (общегеографические, отраслевые) [3]. Выделяются проблемно- и методоориентированные ГИС, первые из которых отличает единство решаемого круга задач, а вторые - единство применяемого в них метода, причем второй тип является обобщением опыта и генетически более поздней формой ГИС. Кроме того, возможно выделение «пространственных» и «непространственных» ГИС [4]. Высшей стадией развития ГИС являются интегрированные ГИС, среди которых - глобальная база данных GRID, система PLDS, система наблюдения за земной поверхностью, программа CORINE.
В наиболее широком понимании ГИС включает в свой состав аппаратные средства (компьютер), программное обеспечение, данные исполнителя и соответствующие методы. Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются: инструменты для ввода и оперирования географической информацией; система управления базой данных (DBMS или СУБД); инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации (отображения);
графический пользовательский интерфейс (GUI или ГИП) для легкого доступа к инструментам.
ГИС, как правило, включает четыре обязательные подсистемы [5] : ввода данных, обеспечивающую ввод и/или обработку пространственных данных, полученных с карт и т.д.; хранения и поиска, позволяющую оперативно получать данные для соответствующего анализа, актуализировать и корректировать их; обработки и анализа, которая дает возможность оценивать параметры, решать расчетно-аналитические задачи; представления (выдачи) данных в различном виде (карты, таблицы, изображения, блок-диаграммы, цифровые модели местности и т. д.).
Именно процедуры ввода, манипулирования, управления, запроса и анализа, визуализации данных обеспечивают реализацию самого широкого круга задач как научного, так и потребительского свойства. Этому способствует тесное взаимодействие ГИС как с упомянутыми выше, так и с иными связанными технологиями. ГИС тесно связана с рядом других типов информационных систем, от которых она в то же время содержательно и функционально дистанцируется: настольными картографическими системами (desktop mapping), системами САПР (CAD), дистанционного зондирования (remote sensing), системами управления базами данных (СУБД или DBMS) и технологиями глобального позиционирования (GPS).
Современные ГИС также тесно интегрированы с глобальной компьютерной сетью Интернет.
Главное преимущество ГИС перед другими информационными системами заключено в возможности объединения разнородных данных на основе географической (пространственной) информации. В силу этого свойства объединения существует явная логическая связь между распространением пространственной информации и Интернет. Симбиоз ГИС и технологий Интернета позволяет объединять в единую информационную систему самые разные данные, причем для пользователя не имеет значения, где находятся источники информации.
Основой структуры ГИС служат базы данных (БД), которые должны обеспечивать территориальную привязку данных. Под БД понимается поименованная совокупность массивов данных в сетевом, иерархическом или табличном виде, представляющих объекты природы и общества, их пространственное размещение, взаимодействие, свойства и изменения во времени. Совокупность БД и системы управления базами данных представляет собой банк данных ГИС.
Математической основой ГИС являются блоки моделирования, в том числе математико-картографичес-кого и визуализации информации.
Говоря о потенциале ГИС в исследовании территориально-хозяйственных систем, следует выделить парадигмальный и потребительский взгляды на геоинформатику: с одной стороны, она обеспечивает познавательно-информационные потребности географии, освобождает от 95 % рутинной деятельности в процессе создания карт, с другой - способствует генерированию и изучению целостных образов географических комплексов.
Наиболее продуктивным здесь представляется не технологическое взаимодействие, а взаимодополняющее теоретико-методологическое развитие геоинформатики и географии, которое возможно на основе разграничения сфер интересов двух наук. Последнее достижимо путем очерчивания объективно складывающихся предметных границ геоинформатики, решения вопросов адекватности ее методов, установления правил композиции/декомпозиции всех тех пространственных и пространственно-временных структур, которые приходится отображать в ГИС-системах; это своеобразное ограничение степеней свободы, которое должно служить тому, чтобы движение в избранных направлениях было более продуктивным и рациональным, а также чтобы была преодолена диспропорция между темпами развития ГИС-технологий и геоинформатикой - наукой об их устоях.
Эта задача может решаться, в том числе на основе обобщения опыта разнообразных современных ГИС, возникновение которых обусловлено необходимостью решения коммерческий задач в различных отраслях и сферах экономики и иных задач, обширный круг которых описан в специализированных изданиях.
Особым аспектом геоинформационного анализа территориально-хозяйственных систем служит взаимоадаптация потенциала ГИС-технологий и интересов управления территориальными социально-экономическими системами регионального уровня, включая и их демографическую составляющую.
Демографические процессы, выступая значимой составляющей территориальной организации общества, отражают пространственную дифференциацию историко-культурных, социально-экономических, природ-но-экологических условий географической среды, а также определяют стратегические направления и задачи: социальные, экономические и политические на макро- и мезорегиональном уровнях. В связи с этим актуализируется изучение такого явления, как депопуляция, являющегося главной особенностью демографической ситуации последних десятилетий в России, а также факторов, его обусловливающих.
Территориальные различия природных, социально-экономических и экологических условий делают изучение данного явления особо актуальным для ста-роосвоенных, экономически развитых регионов с традиционно высоким уровнем техногенного «давления» на природные экосистемы, таких, к примеру, как Ростовская область.
Проведенный геоинформационный анализ и картографирование депопуляции на территории Ростовской области позволил идентифицировать её ареалы, выявить их типолигию, а также территориальную дифференциацию приоритетных факторов депопуляции и зависимость динамики численности населения от позиционирования территории в системе центр-периферия. Как свидетельствуют результаты ГИС-анализа, Ростовской области присуща крайняя неравномерность хозяйственного освоения территории и поляризованность системы расселения. Естественный прирост в области сменился на убыль уже в 1990 г., однако вследствие миграционной привлекательности (существенно видоизменяющей демографическую структуру, прежде всего этническую и половозрастную) депопуляционная динамика стала фактом функционирования региональной социально-экономической системы лишь с 1995 г., когда инициированная геополитическими и геоэкономическими трансформациями 1990-х гг. миграционная «волна» начала постепенно иссякать.
В Ростовской области, как и в современной России в целом, неблагоприятные демографические тенденции 90-х гг. корреспондируют со снижением «экологично-сти» экономики, ростом удельного ресурсопотребления, общей консервацией экологической деструкции, а по ряду аспектов (деградация почв, накопление промышленных и бытовых отходов, загрязнение водоёмов и атмосферы в крупнейших городах и др.) - с дальнейшей негативной динамикой в природно-хозяйственной системе, что инициирует постановку вопроса о гипотетической взаимозависимости складывающейся в конкретном территориально-локализованном контексте экологической ситуации и депопуляции.
Влияние эколого-географического фактора на динамику населения фиксируется как непосредственно через ухудшение медико-географических параметров территориальной общности, так и косвенно через де-териорацию основных компонент природных комплексов и соответствующее ухудшение базовых условий общественного производства, инициирующее отток населения.
Оценка взаимозависимости депопуляционных процессов и территориальной дифференциации экологической ситуации в ТСЭС Ростовской области базируется как на учёте в рамках применяемых ГИС-технологий параметров устойчивости природно-территориальных комплексов, демографической освоенности территории и масштаба антропогенной нагрузки (его итогом явилось экологическое зонирование, обособление четырёх основных эколого-географических зон), так и на последующей типологии городов и сельских административных районов по ведущим факторам сокращения численности населения (социально-экономическому, демографическому, включая структурно-возрастной и миграционный, этническому, экологическому) с обособлением девяти специфических ареалов с характерным сочетанием базовых факторов депопуляции (рисунок).
Факторы в тредах
ф Социально-экономический и структурно-возрастной ф Социально-экономический и миграционный ^ Социально-экономический, структурно-возрастной и миграционный Факторы в сельских административных районах: |==5 Социально-экономический и структувно-возрастной ГГП Социально-экономический и миграционный ¡"иГШ Социально-экономический и этнический
; ; ; | Социально-экономический, структурно-возрастной и миграционный :;:;:;! Социально-экономический, структурно-возрастной и этнический КЗ Социально-экономический, миграционный и этнический Миграционный и этнический Этнический
Перечень сельских административных районов
1 Верхнедонской 1Е I Краснотал и н£йий 31 Мартыновский
2 Ш ол оховский 17 Константин о вс кий 32 Багаевский
3 Чертковский 18 Усть-Донецкий 33 Веселовский
4 Б око векий Р Родионово-Несветайский 34 Азовский
5 Кашарский 20 Куй5 ышевский 35 Пролетарский
6 Милл ероеский 21 Октябрьский 36 Орловский
7 Советский 22 Дубовский 37 Кагэльницкий
8 Мил ют и не кий 23 Матвеево-Курганский 38 Зерноградский
Э Об л иве кий 24 Семикаракормский 33 Сал ьский
10 Тарасовский 25 Б ол го дон ской 40 Целинский
11 Бел окал иге е некий 26 Неклиновский 41 Ремонтненский
12 Каменский 27 Заветинский 42 Егорл ыкский
13 Тацинский 28 Мясниковский 43 Песчанокопский
14 Морозовский 29 Аксайский
15 Коасносулинский 30 Зимовниковский
Территориальная дифференциация приоритетных факторов динамики численности населения в городах и сельских административных районах Ростовской области
Детерминантой территориальной дифференциации депопуляционных процессов в Ростовской области является формирующаяся центро-периферийная структура ТСЭС, существенно влияющая на пространственные особенности природно-хозяйствен-ного взаимодействия, геоэкологическую ситуацию.
На основании анализа динамики численности населения в городах и районах области в 1991-2005 гг., продолжительности процесса депопуляции (для большинства районов и городов области характерна убыль населения в 6-9-летнем диапазоне), места того или иного субрегиона в центро-периферийной структуре ТСЭС, идентифицированной в процессе анализа
территории по основным параметрам хозяйственной активности и инвестиционной привлекательности, а также ведущего фактора депопуляционной динамики было выделено 5 типологических групп территориальных таксонов, включая:
- периферию с интенсивной и продолжительной по времени депопуляцией при доминанте её социально-экономического и миграционного факторов;
- периферию с незначительным приростом либо стабилизацией численности населения и продолжительностью депопуляции менее среднеобластной при доминирующем социально-экономическом и структурно-возрастном факторах;
- полупериферию с минимальной интенсивностью и ниже среднеобластной продолжительностью депопуляции при доминирующем социально-экономическом и миграционном факторах;
- полупериферию с приростом населения либо минимальной продолжительностью депопуляции и доминантой социально-экономического и структурно-возрастного фактора;
- центр ТСЭС, характеризуемый преимущественным отсутствием депопуляционных процессов.
Выявленные типологические группировки отражают не только территориальную дифференциацию депопуляции в Ростовской области, но и реальное сочетание различных обусловливающих ее факторов, которые в различной мере соотносятся с развитием природно-хозяйственной системы региона и экологической ситуацией. Основополагающим фактором географии депопу-ляционных процессов выступает при этом расслоение ТСЭС на центр, полупериферию и периферию, в основном соответствующее пространственной дифференциа-
ции уровня техногенной нагрузки, её преимущественной локализации на юго-западе региона.
Данные выводы основываются на материалах геоинформационной аналитики с применением технологии Arc View GIS 3.2. и иллюстрируют существенный потенциал геоинформационных технологий в исследовании сложных и динамичных территориальных социально-экономических феноменов.
Литература
1. Семенов В.И., Солнцева О.И., Тикунов В.С. // Геодезия и картография. 1991. № 5. С. 35-37.
2. ГИС и картография* // ArcReview.
3. Кошварев А.В., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы. М., 1987.
4. McLaughlin J.P., Nicolas S.F. // Surv. and Mapp. 1987. Vol. 47. № 1.
5. ГИС и картография // ГИС-обозрение.
Ростовский государственный университет путей сообщения
17 апреля 2007 г.
