Systemanalyse af Geografi: Teori, Fordele af Abstrakt Konstruktionsstruktur og Adfærd
Systemanalyse af Geografi: Teori, Fordele ved Abstrakt Konstruktionsstruktur og Adfærd!
Systemet er defineret forskelligt af forskellige forskere.
I James 'ord kan et system defineres som "en helhed (en person, en stat, en kultur, en virksomhed), som fungerer som helhed på grund af indbyrdes afhængighed af dens dele". Hvis vi accepterer denne definition, kan det ganske vist siges, at geografer har brugt former for systemkoncepter siden begyndelsen af emnet. Men indtil udbruddet af anden verdenskrig var der ikke udviklet nogen teknik, der gjorde det muligt for geografer at analysere komplekse systemer.
Geografi beskæftiger sig med komplekse leveforhold og ikke-levende organismer i et økosystem. Systemanalyse giver en ramme for at beskrive hele komplekset og strukturen af aktiviteten. Det er derfor særdeles velegnet til geografisk analyse, da geografi beskæftiger sig med komplekse multivariate situationer. Det var på grund af denne fordel, at Berry og Chorley foreslog systemanalyse og generel systemteori som de grundlæggende redskaber til geografisk forståelse. Ifølge Chorley (1962) er der stor betydning for systemanalyse i geografiske studier.
De vigtigste fordele ved systemanalyse er:
1. Der er behov for at studere systemer snarere end isolerede fænomener.
2. Der er behov for at identificere de grundlæggende principper for systemer.
3. der er værdi i at argumentere fra analogier med emne og
4. Der er behov for generelle principper for at dække forskellige systemer.
Generel systemteori:
Begrebet generel systemteori blev udviklet af biologer i 1920'erne. Det var Ludwig von Bertalanffy, der erklærede, at medmindre vi studerede en individuel organisme som et system af mangfoldige tilknyttede dele, ville vi ikke rigtig forstå de love, der styrer organismens liv. Efter en tid indså han, at denne ide kunne anvendes til andre ikke-biologiske systemer, og at disse systemer havde mange fælles egenskaber over en række videnskaber. Det var muligt at udvikle en generel systemteori, der gav samme analytiske ramme og procedure til alle videnskaber.
Et generelt system er en højere ordens generalisering af en lang række systemer, som de enkelte videnskaber har anerkendt. Dette er en måde at forene videnskaberne på. Dette førte til tværfaglig tilgang i forskning. Med andre ord er den generelle systemteori en teori om generelle modeller.
Ifølge Mesarevic's definition bekymrer den generelle systemteori ikke kun om isomorfisme og analogi i systemanalyse, men også med opstilling af en generel teori for hvilke karakteristika forskellige systemer kan udledes. Det er således bekymret for den deduktive forening af systemanalytisk koncept.
Den generelle systemteori giver en ramme for at forbinde individuelle systemer og typer af systemer inden for en samlet hierarkisk struktur. En sådan struktur er nyttig, fordi den giver os mulighed for bedre at forstå de forhold, der eksisterer mellem forskellige typer systemer; at kategorisere betingelserne under hvilke et system tilnærmelsesvis en anden og for at identificere typer af systemer, der kan være nyttige for os, selv om vi endnu ikke har identificeret det rigtige system til at matche dem.
Den generelle systemteori kan forstås i lyset af et nyt koncept af matematik og fysik. Dette begreb er kendt som "cybernetik" (fra den græske kybernet-helsman). Cybernetik kan defineres som undersøgelsen af regulerende og selvregulerende mekanismer i natur og teknologi. Et reguleringssystem følger et program, et foreskrevet handlingsforløb, der frembringer en forudbestemt operation. I naturen er der et meget stort antal selvregulerende mekanismer, såsom automatisk regulering af kropstemperaturen. Disse selvregulerende mekanismer følger visse fælles love, og disse kan beskrives matematisk på samme måde. Selv om reguleringen er meget præcis i naturen, er det mangelfuld i menneskelige samfund.
Cybernetik lægger vægt på samspillet mellem komponenter i stedet for at skelne mellem årsag og virkning. Mellem to komponenter kan kausal mekanisme arbejde begge veje. En impuls, der starter i en del af systemet, vil fungere tilbage til sin oprindelse efter at være blevet transformeret gennem en række partielle processer i andre dele af systemet. Denne cybernetiske teori gør det muligt for os at forstå driften af den generelle systemteori.
Et systems abstrakte karakter understreges, når vi indser, at et system, hvis det skal analyseres, skal være 'lukket'. Et åbent system interagerer og forbindes med de omgivende systemer og bliver derfor vanskeligt at analysere. Alle virkelige systemer (som landskaber) er åbne systemer. Når vi analyserer et system, kan vi kun overveje et begrænset antal elementer inden for systemet og de gensidige forhold mellem dem.
De elementer og forbindelser, som vi ikke kan overveje i en sådan analyse, skal udelukkes fuldstændigt. Vi må antage, at de ikke påvirker systemet. I analysen af en region kan vi selvfølgelig tage hensyn til individuelle påvirkninger og enkeltelementer, der ikke er geografisk placeret inden for det forudbestemte område eller område. Det abstrakte system forbliver lukket, det samme fordi vi vedlægger disse elementer og relationer i vores konceptuelle model. Systemet er ikke synonymt med den model, vi har lavet til det, repræsenteret af de elementer og forbindelser, vi har valgt at vedlægge eller overveje.
Med andre ord kan vi kun studere et system efter at vi har fastlagt sine grænser. Dette giver ikke noget matematisk problem, da grænserne tegner sig i det omfang nogle ligger udenfor det, selv om det ikke er så nemt at vælge disse elementer i praktisk geografisk forskning. Som et eksempel beskriver Harvey et firma, der fungerer inden for en økonomi på grundlag af et bestemt sæt økonomiske forhold. Når vi analyserer de interne relationer og elementer i virksomheden som et lukket system, må vi betragte disse omstændigheder som uforanderlige. For at udvide systemets grænser for at inddrage det skiftende sociale og politiske forhold i det samfund, som firmaet er en del af, kan det godt ændre analysens resultat. Så selv i dette simple tilfælde skaber grænseregningen problemer.
Ved at identificere det sæt af elementer, som vi mener bedst beskriver det reelle system for at kunne modellere en reel situation. For eksempel udgør hovedkontoret og hver af filialerne i et stort industriselskab, der beskæftiger sig med flere aktivitetsgrener, dets bestanddele.
Matematisk udtrykt består systemet af:
A = (a 1, a 2, a 3 ... a n )
Til dette udtryk skal der tilføjes et element a 0, som repræsenterer miljøet i det system, hvori virksomheden opererer. Vi kan derefter udlede et nyt sæt elementer:
B = (a 0, a 1, a 2 ... a n )
Dette omfatter alle elementerne i systemet plus et ekstra element, der repræsenterer miljøet. Vi kan derefter undersøge forbindelserne mellem disse elementer. Analyserer virksomheden vi kan se om der er forbindelser mellem filialerne, og i bekræftende fald mellem hvilke filialer. Vi kan observere om kontakterne går begge veje og hvad kontaktmodellen indebærer.
Således består et system af:
(i) Et sæt elementer identificeret med nogle variable attributter af objekter.
(ii) Et sæt forhold mellem disse attributter af objekter og miljøet.
(iii) Et sæt forhold mellem disse attributter af objekter og miljøet.
Fortjeneste af abstrakt konstruktion af et system:
Den abstrakte konstruktion af et system har en række vigtige fordele, som er angivet nedenfor:
(i) Enhver geografisk region (landskab) har en række fænomener. Systemanalyse forsøger at reducere denne kompleksitet til en enklere form, hvor den kan blive lettere forstået og hvilke modeller der kan konstrueres.
(ii) Det tillader for eksempel udviklingen af et abstrakt teori system, der ikke er bundet til et bestemt system eller et sæt systemer.
(iii) Denne teori giver os en god information om de mulige strukturer, adfærd, stater og snart, der måske kan forestilles.
iv) Det giver os det nødvendige tekniske apparat til at håndtere interaktioner inden for komplekse strukturer.
(v) Systemteori er forbundet med et abstrakt matematisk sprog, der snarere kan lide geometri og sandsynlighedsteori, kan bruges til at diskutere empiriske problemer.
Struktur af et system:
En definition af "system" er givet i ovenstående par. I betragtning af definitionen af et system er det muligt at udarbejde sin 'struktur'.
Et system består hovedsageligt af tre komponenter:
1. et sæt elementer
2. et sæt af links; og
3. Et sæt af forbindelser mellem systemet og dets omgivelser.
Elementer af et system:
Elementer er de grundlæggende aspekter af hvert system, struktur, funktion, udvikling. Fra det matematiske synspunkt er et element et primitivt udtryk, der ikke har nogen definition, som begrebet punkt i geometri. Ikke desto mindre er strukturen i et system summen af elementerne og forbindelserne mellem dem. Funktionen vedrører strømmen (udvekslingsforhold), der besætter forbindelserne. Udvikling præsenterer ændringer i både struktur og funktion, som kan finde sted over tid.
Definitionen af et element afhænger af den skala, hvor vi opfatter systemet. For eksempel kan det internationale monetære system konceptualiseres som at indeholde lande som elementer; en økonomi kan anses for at bestå af firmaer og organisationer; organisationer selv kan betragtes som et system bestående af afdelinger; en afdeling kan ses som et system lavet af enkeltpersoner; hver person kan betragtes som et biologisk system; og så videre. På samme måde kan en bil være et element i trafiksystemet, men kan også betragtes som et system. Det fremgår klart af disse eksempler, at definitionen af et element afhænger af den skala, hvor vi opfatter systemet.
Begrebet element som komponent enhed i et system er blevet tegnet af Blalock og Blalock, som er blevet vist i Figur 10.3. Denne figur viser to forskellige synspunkter på interaktion. Det øverste diagram viser System A og System B interagerer som enheder, med mindre systeminteraktioner påbegyndt inden for hvert system. Nederste diagram viser System A og B interagerer på lavere niveauer.
Når det er blevet bestemt, hvilken skala der skal bruges, er et andet problem i systemopbygningen, hvordan man identificerer elementerne. Identifikation i særligt vanskeligt, når vi beskæftiger os med fænomener, der har kontinuerlig fordeling, fx når nedbør udgør et element i systemet. Identifikation er nemmest med elementer, som er klart adskilt, som f.eks. Gårde. Men ud fra et matematisk systemteori er et element en variabel.
Det følger derfor, at når man søger en oversættelse af det matematiske element i geografisk sammenhæng, må vi fortolke elementet som en egenskab for nogle definerede personer snarere end som individet selv.
Links eller Forhold :
Den anden komponent i et system er links (relationer). Linkene i et system, der forbinder de forskellige elementer i det, er vist i figur 10.4.
Disse er som følger:
(i) Serieforhold.
(ii) Parallel relation.
(iii) Feedback forhold.
(iv) Enkel sammensat relation.
(v) Kompleks sammensat relation.
Tre grundlæggende former for relationer kan defineres som under:
(i) Serieforhold:
Dette er det enkleste og er karakteristisk for elementer forbundet med et irreversibelt link. Således ai-aj danner en seriel relation, og det kan bemærkes, at dette er den karakteristiske årsag og virkning relation med hvilken traditionel videnskab har behandlet. Dette forhold kan forklares ved at tage et eksempel fra Indien. Produktiviteten af ris i Punjab afhænger af irrigation til rådighed, eller dyrkning af safran i Kashmir-dalen skyldes Karewa-jordbunden.
(ii) Parallel relation:
Dette forhold opstår, når to eller flere elementer påvirker et tredje element, eller omvendt, når et element påvirker to eller flere andre. Det kan bemærkes fra figur 10.4, at ai og aj er påvirket af et andet element ak. F.eks. Påvirker udfældnings- og temperaturvariablerne vegetation og vegetation på sin side indflydelse på mængden af modtaget regn og de generelle temperaturforhold.
(iii) Feedbackrelation:
Et feedback-forhold er den slags link, der er blevet introduceret nyligt i analytiske strukturer. Det beskriver en situation, hvor et element påvirker sig selv. For eksempel får de bælgfrugter, der er sået i et felt, beriget kvælstof i jorden og dermed får afgrøderne sig berørt (figur 10.4.3). Feedback-forholdet kan være direkte, positivt, negativt eller intet feedback. Et eksempel på den direkte feedback er: En indflydelse B, som igen påvirker A, eller det kan være indirekte, med impulsen fra A, der vender tilbage til den via en kæde af andre variabler. Med negativ feedback opretholdes systemet i en stabil tilstand ved selvregulerende processer betegnet som homostatisk eller morphostatisk.
Et klassisk eksempel er tilvejebragt af konkurrenceprocessen i rummet, hvilket fører til en progressiv reduktion i overskydende overskud, indtil rumlig er i ligevægt. Men med positiv feedback karakteriseres systemet som morfogenetisk og ændrer dets egenskaber, da effekten af B på C fører til yderligere ændringer i B via D. Det er muligt at kombinere disse relationer på en række måder (figur 10.4.4 ), så to elementer kan forbindes på forskellige måder samtidigt. Forbindelserne udgør således en slags "ledningssystem", der forbinder elementerne på forskellige måder (figur 10.4.4-5).
Adfærd af et system:
Opførsel af et system betyder sammenhæng mellem elementerne, deres gensidige virkning på hinanden. Opførsel skal derfor med strømme, stimuli og reaktioner, input og output og lignende. Vi kan undersøge både systemets interne adfærd og dets transaktioner med miljøet. En undersøgelse af førstnævnte udgør en undersøgelse af funktionelle love, som forbinder adfærd i forskellige dele af systemet. Overvej et system, der har et eller flere af dets elementer relateret til miljøets aspekter. Antag, at miljøet ændrer sig. Derefter påvirkes mindst et element i systemet.
Effekten af disse berørte elementer overføres i hele systemet, indtil alle tilsluttede elementer i systemet er påvirket. Dette udgør et simpelt stimulusrespons eller input-output system uden tilbagemelding til miljøet:
Opførelsen er beskrevet af ligningerne (deterministisk eller possibilistisk) forbinder indgangen med udgangen.
Geografisk system:
Et system, hvor en eller flere af de funktionelt vigtige variabler er rumlige kan beskrives som et geografisk system. Geografer er primært interesserede i at studere systemer, hvis vigtigste funktionelle variabler er rumlige forhold, såsom placering, afstand, udstrækning, sprawl, tæthed pr. Areal enhed mv.
I de sidste par årtier har systemanvendelsen trukket geografiske opmærksomhed. Chorley forsøgte at formulere tænkning i geomorfologi med hensyn til åbent system; Leopold og Langbein brugte entropi og steady state i undersøgelsen af fluvialsystemer; og Berry forsøgte at skabe grundlag for undersøgelsen af "byer som systemer inden for byer" ved brug af to begreber om organisation og information i rumlig form. For nylig har Wolderberg og Berry brugt systemkoncept til at analysere central- og flodmønstre, mens Curry har forsøgt at analysere afviklingssteder i systemrammer. De geografer, der fokuserer på rumlig organisation, påberåber altid systemer som Hadgetts redegørelse for lokalanalyse i menneskets geografi.
I geografi kan statiske eller adaptive systemer let konstrueres. Det er svært at gøre et geografisk system dynamisk, for det skal vi kombinere tid og rum i samme model. Rummet kan udtrykkes i to dimensioner ved hjælp af kartografisk abstraktion. Vi kan muligvis præsentere en tilfredsstillende forklaring på et sådant system, men det er meget vanskeligt at håndtere og analysere det. Lund har analyseret disse problemer i sin tidsrumsmodel.
Nogle af disse problemer kan løses ved at udvikle geografiske modeller, der kan klassificeres som "styrede systemer" (diskuteret ovenfor). Kontrollerede systemer er særligt nyttige i planlægningssituationer, når målet er kendt, og inputen i det økonomiske geografiske system er blevet defineret. I de fleste tilfælde kan vi styre nogle af inputene, men andre er enten umulige eller for dyre at manipulere. Hvis vi for eksempel ønsker at maksimere landbrugsproduktionen, kan vi muligvis styre indgangen til kunstgødning, men vi kan ikke styre klimaet.
Delvist styrede systemer er derfor af stor interesse. Vores øgede viden om miljøforhold giver os mulighed for at sætte pris på omfanget af behovet for udvikling af planlægnings- og kontrolsystemer. Mange af de forskere, der beskæftiger sig med forskning i mulige fremtidige forhold, frygter, at den positive feedbackmekanisme i form af teknologisk udvikling og kontrol, som har ført til en eksponentiel stigning i befolkningen, industriel produktion mv. På lang sigt vil resultere i en dramatisk forureningskrise, sult og mangel på ressourcer. En af årsagerne til en sådan krise ville være den langsigtede undertrykkelse af den naturlige negative tilbagemekanisme.
Systemanalyse kan give en nyttig systematisering af vores modeller, teorier om strukturerede ideer, men det er ikke nødvendigt at henvise til systemanalyse og dens matematiske implikationer, når vi laver praktisk forskning. For eksempel kan et verdenskort over jernmalmproduktion og handel beskrives systematisk: elementerne er de producerende og forbrugne centre, forbindelserne eller relationerne er handelslinjerne, mængden af jern, der transporteres på forskellige linjer, viser funktionen, og Kort, der viser disse situationer ved bestemte tidsintervaller, ville beskrive systemets udvikling. Desuden var systemtilgangen teknisk mere krævende og tiltrak måske af den grund færre aktive forskere.
Både systemanalyse og generel systemteori er blevet kritiseret med den begrundelse, at de er indirekte forbundet med positivisme, dvs. de tager ikke hensyn til de normative værdier (æstetiske værdier, overbevisninger, holdninger, ønsker, håb og frygt) og gør således ikke give et ægte billede af en geografisk personlighed.
Udviklingen af geografisk forskning er blevet diskuteret i de foregående paras. Det har passeret gennem tre forskellige udviklingsfaser. Udviklingen af en videnskab dækker tre brede faser: (i) beskrivende, (ii) analytisk og (iii) prædiktiv. Beskrivelse er det første skridt og det enkleste; Det handler om beskrivelse og kortlægning af fænomener. Geografi fra antikken til midten af det 18. århundrede var i denne fase. Analytisk fase går et skridt videre ved at lede efter forklaring og søge de love, der ligger bag det, der er blevet observeret.
Alexander von Humboldts periode falder i denne fase. Det var i denne periode, at analysen af den rumlige fordeling af fænomener startede. Den tredje fase i udviklingen af en videnskab er det prædiktive stadium. På det tidspunkt, hvor forudsigelsesfasen er nået, er lovene blevet undersøgt så grundigt, at vi kan bruge modeller til at forudsige forekomster. Denne fase blev delvis nået med fremkomsten af geomorfologi og klimatologi i de sidste årtier af det 19. århundrede.
Men den reelle omveltning inden for human geografi er et fænomen efter anden verdenskrig. Mange lokaliseringsteorier er formuleret, som er prædiktive i naturen, og dermed kan vi sige, at geografi er kommet ind i tredje fase af dens udvikling. Geografer forsøger at udvikle modeller til styrede systemer, som kan bruges til at guide udviklingen i fremtiden. Det fremgår af ovenstående diskussion, at geografer nu bevæger sig ind i det prædiktive stadium.
