Способ подачи информации в географических текстах во многом аналогичен тому, как излагается материал в текстах по истории. Более того, географическая информация в основном фактографична. Поэтому для ее передачи ЭВМ используются все те приемы, которые подробно описаны выше (с. 120-136).
ЭВМ в географии используются: в обучении; для математической обработки географической информации; для автоматического картографирования; географического прогнозирования.
Рассматривая детально вопрос о машинном обучении географии, отметим, что при этом возможны все те принципы использования ЭВМ, которые описаны выше для истории. В то же время здесь возможна постановка задач, близких к задачам физики, т. е. задаются некоторые исходные данные и требуется определить, каков будет результат, если одно или несколько данных изменяется.
Пусть, например, дано следующее определение*: "Экватор - это воображаемая линия, проходящая вокруг земного шара и делящая земной шар на полушария. Запомните, что экватор :- это только воображаемая линия, в действительности на земле не существующая".
* (Пример взят из кн.: Студенцов Н. Н. Пособие по методике программированного обучения географии в средней школе.-: Саратов: Изд-во СГУ, 1973.- С. 20.)
Далее, для закрепления этого определения предлагаются два текста, в которых пропущено слово "экватор".
Текст 1: "Земля имеет форму шара и можно представить, что он разделен на две равные части линией, проходящей вокруг него, называемой..."
Текст 2: "...- это воображаемая линия, разделяющая земной шар на два полушария".
Здесь легко строится алгоритм обучения понятию "экватор" (рис. 25).
Следующая группа географических задач, обучение которым можно поручить ЭВМ, не требует от учащихся словесных ответов.
Например, учащийся должен усвоить вопрос: "Откуда берет начало Волга?"
В качестве ответа предлагаются три предложения:
На Средне-Русской возвышенности.
На Валдайской возвышенности.
Из озера Селигер.
Для ответа на вопрос ученику достаточно набрать на клавиатуре дисплея одну из цифр: 1, 2 или 3.
Другая задача этого типа формулируется так*:
"Ниже перечислены океаны, моря, заливы, проливы и каналы при кругосветном путешествии, начатом от Красного моря на Запад. Перечислены они, однако, без всякого порядка:
Красное море.
Индийский океан.
Суэцкий канал.
Гибралтарский пролив.
Средиземное море.
Атлантический океан.
Тихий океан.
Панамский канал.
* (Студенцов Н. Н. Указ. соч.- С. 24.)
Перечислите номера этих географических названий в должной последовательности, а затем проверьте себя по карте".
При правильном ответе машине учащийся должен вывести на экран дисплея следующий ряд цифр: 13 5 4 6 8 7 2.
По этому же принципу с помощью электронных машин усваиваются и более сложные вопросы. Например, желательно изучить, какие признаки характерны для арктического, субарктического, умеренного и субтропического климата. Естественно, что учащийся должен, прежде всего, знать весь набор признаков, который описывает климат вообще. Пусть это будут такие признаки*:
Количество суммарной и поглощенной радиации остается наибольшим на территории СССР.
Лето жаркое, зима теплая, средние январские температуры выше О °С.
Теплое лето (средняя температура от + 12 °С до + 14 °С на севере до +28 °С на юге). Сочетается с холодной зимой (температура января ниже 0°С).
В течение всего года господствует арктический воздух.
Более 150 суток продолжается полярный день.
Избыточное увлажнение местности несмотря на небольшое годовое количество осадков.
Продолжительное время в году господствуют тропические воздушные массы, зимой иногда приходит умеренный воздух.
Наименьшее количество годовой суммарной радиации.
В течение года преобладает воздух умеренных широт, однако, часто приходят арктические воздушные массы.
Коротким летом господствуют умеренные воздушные массы, а зимой - арктические.
В климатическом поясе часто образуются атмосферные фронты, происходят циклональные и антициклональные процессы.
Средние температуры июля не выше +10°- 12 °С, а зимой температуры могут быть от -15° до -50 °С.
* (55 Студенцов Н. Н. Указ. соч.- С. 70.)
Рис. 25
Отвечая на поставленные вопросы об особенностях климата, обучаемый должен для характеристики каждого климата вывести на экран дисплея соответствующие цифры, показывающие номера специфических признаков из 12-ти приведенных:
Арктический - 4, 5, 8.
Субарктический - 6, 10, 12.
Умеренный - 3, 9, И.
Субтропический - 1, 2, 7.
Весьма эффективны для обучения с помощью ЭВМ и задания, где вместо неверных слов необходимо вставить верные слова. Например, при изучении темы "Население и трудовые ресурсы СССР" можно представить на экране дисплея схему* с местами, неверно заполненными прямоугольниками (рис. 26). Учащиеся должны заполнить указанные места нужными словами.
* (Проверка знаний и умений учащихся по географии: Пособие для учителей /Г. П. Аксакалова, Н. В. Андреев, Т. П. Герасимова и др.- М.: Просвещение, 1978.- 143 с.)
Большие возможности обучения географии с по-мощью ЭВМ возникают при использовании контурных карт. Современные языки общения с ЭВМ позволяют воспроизвести на экране дисплея ЭВМ контуры материков, стран, республик, областей, районов, городов с указанием самых различных географических объектов: городов, рек, морей, озер, мест добычи различных ископаемых, гор, дорог и т. д. Любой указанный обучаемым на дисплее географический объект контурной карты может быть легко опознан машиной. Она сможет даже оценить, с какой точностью указан на контурной карте соответствующий объект.
Рис. 26
Второй путь использования ЭВМ в географии связан с определенными математическими вычислениями различных географических характеристик. Например, созданы библиотеки программ для обеспечения обработки океанографических данных (температуры воды, солености ее, плотности, скорости звука в воде и т. п.), результатов работы научно-исследовательских судов (например, "Академик Курчатов", "Дмитрий Менделеев" и др.) и т. д. Этот путь использования ЭВМ требует от географа хороших математических знаний.
Широкое применение в последние годы находит ЭВМ в картографии. Известно, насколько сложной является задача создания различных географических карт. Сейчас эту задачу с успехом решают автоматизированные картографические системы (АКС). В упрощенном виде схема этой системы* представлена на рисунке 27.
* (Сербенюк С. Н., Тикунов В. С. Автоматизация в тематической картографии.- М.: МГУ, 1984.- С. 18)
Вся исходная информация, предназначенная для составления карт, подвергается специальному кодированию (цифрованию) на Цифрователе. Правильность кодирования проверяется на Видеоэкране. Эти устройства позволяют с помощью светового пера стирать или добавлять к проектируемому изображению новые линии, точки, изменять конфигурацию линий и т. п. (Это делается с помощью специальных программ, заложенных в память ЭВМ.) Когда исходная информация закодирована верно, она используется для построения на Графопостроителе необходимых карт. В разных странах мира, в том числе и в СССР, имеются различные типы АКС, ориентированных на создание метеорологических, топографических, морских и других карт. Есть АКС и общегеографические*.
(Подробнее см.: Сербенюк С. Н., Тикунов В. С. Указ. соч.- С. 17-19.)
Рис. 27
Наконец, большое государственное значение приобретает сейчас методика использования ЭВМ для географического прогнозирования, целью которого является оценка ожидаемых изменений окружающей среды для оптимизации выбора способов ее использования при данном состоянии производительных сил и производственных отношений. Иногда результаты такого прогнозирования приводят к перемещению намечаемого строительства в другое место (так было, например, с Большим Каракумским каналом), к отсрочке реализации проектов строительства на период более полного хозяйственного развития территории (так было с проектом строительства канала Аму - Дарья - Каспий по Узбою) или вообще к отказу от реализации проекта (например, не стали строить Нижне-Обскую ГЭС)*.
* (Рабочая книга по прогнозированию.- М.: Наука, 1982.- С. 312-314.)
Важное значение для народного хозяйства приобретает точный прогноз явлений, последствия которых могут приобретать характер стихийных бедствий: землетрясений, наводнений, засух, лавин и т. д.
Для создания надежных географических прогнозов с помощью ЭВМ строятся различные математические модели протекающих географических процессов. Затем, меняя отдельные параметры этих моделей, анализируют, как будет вести себя прогнозируемая географическая система или ее часть. Например, с помощью ЭВМ построена климатическая модель мира и проанализировано, как изменится климат, если начнется ядерная война*. Смоделированы машиной такие процессы, как мощные грозовые разряды в атмосфере, цунами и паводковые воды, снежные лавины, вторжение космических тел в атмосферу (и в частности, падение Тунгусского космического тела), воздействие солнечных вспышек на околоземное пространство**, развитие речного бассейна, рост населения определенного района, развитие сети железных дорог*** и т. д.
* (Пархоменко В. П., Стенчиков Г. Л. Математическое моделирование климата.- М.: Знание.- 1986.- № 4.- 32 с.)
** (Коробейников В. П. Математическое моделирование катастрофических явлений природы.- М.: Знание.- 1986.- № 1.- 47 с.)
*** (Коул Дж. М., Матэр П. М. Вычисления в режиме диалога с ЭВМ в географических исследованиях и как средство обучения // Современные тенденции и методы в географии: Материалы советско-британского симпозиума.- М.: Прогресс, 1980.- С. 77-109.)