جغرافیای محاسباتی (کتاب الکترونیک)

68,000 تومان

مباحث آماری غیر مکانی و مکانی در جغرافیا

 

مقدمه

در این بخش از کتاب با دو دیدگاه به محاسبات آماری توجه می­شود. این بخش از کتاب شامل هفت فصل می­باشد. در فصل یک به تعریف جغرافیا و اهداف آن پرداخته شده و نقش آمار و ریاضی در جغرافیا در این فصل مطرح شده است. در فصل دوم به ماهیت داده در بخش الف با دیدگاه غیر مکانی و در بخش دوم با دیدگاه مکانی پرداخته شده است. در فصل سوم به نمونه­برداری و روش­های رایج آن در بخش الف به دیدگاه غیر مکانی و در بخش ب به دیدگاه مکانی پرداخته شده است. برخی از این روش­ها در هر دو روش مشاهده می­شود. در فصل چهارم به طبقه­بندی داده­ها به روش آماری (غیر مکانی) در بخش الف پرداخته شده است. در قسمت ب به یکی از روش­های طبقه­بندی مکانی، یعنی درونیابی که از مهمترین روش­های زمین آمار (تحلیل فضایی) است پرداخته شده است. در فصل پنجم به توصیف داده­ها به کمک شاخص­های آماری از دیدگاه غیر مکانی و مکانی پرداخته شده است که به ترتیب در بخش الف و ب این فصل قرار گرفته است. در بخش ششم به نمودارهای کاربردی غیرمکانی و مکانی پرداخته شده است. در فصل آخر این بخش، به موضوعاتی مهمی چون همبستگی و رگرسیون پرداخته شده و دیدگاه مکانی آن­ها با عنوان خودهمبستگی و رگرسیون موزون جغرافیایی در این فصل قرار گرفته است. .

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

 

علم جغرافیا

1-1 مقدمه

علم به معنای آگاهی و دانایی و به معنای عام کلمه تلاش انسان برای رسیدن به دانایی و آگاهی می­باشد. جیمز[1] (1977)، فرآیند “علم” را به عنوان تلاش انسان براي كشف حقيقت و نظم جهان آفرينش تعريف کرده است. به عبارت دیگر، علم مجموعه­ای فراگیر از فعالیت­های علمی، آزمایش­های مختلف و پروژه­هایی است که به انسان کمک می­کنند تا در شگفتی­های جهان پیرامون خود کندوکاو کند. حس کنجکاوی، انسان را بر آن می­دارد تا همواره به دنبال کشف علت پدیده­ها و یافتن رابطۀ موجود میان آن­ها باشد (دلاور، 1387). این تفکر در آغاز در مورد توضیح علل پدیده­های طبیعی بود. برای نمونه پیدایش شب و روز، علت صاعقه، وجود جنگل­ها، تولید مثل در بین موجودات زنده و … ولی کم­کم وارد مسائلی شد که به طور مستقیم بر زندگی روزمره و بقای او اثر داشت برای نمونه درمان بیماری، مقابله با خشکسالی، کاهش ترافیک، تولید محصولات داخلی و …

از آن جا که موضوع هر كدام از شاخه هاي علم تبیین قسمتي و یا جنبه­ای از جهان آفرينش است. جغرافيا نيز به عنوان يكي از شاخه­هاي علم سعي دارد پراكندگي پديده­ها و ویژگی­ها را بر روي زمین تحلیل كند. در این فصل به اختصار به موضوع علم جغرافیا و اهداف آن اشاره می­شود.

1-2 تعاریفی از جغرافیا

همان طور که گفته شد، موضوع هر كدام از شاخه­هاي علم تبیین قسمتي و یا جنبه­ای از جهان آفرينش است. برای نمونه، علم فيزيك حركت را مطالعه مي­كند. و يا مطالعه ساختار ماده موضوع علم شيمي است. جغرافيا نيز به عنوان يكي از شاخه­هاي علم سعي دارد پراكندگي پديده­ها و ویژگی­ها را بر روي زمین تحلیل كند (هاگت[2]، 2001). آراتستون حدود 2400 سال قبل جغرافيا را علم مطالعه زمين به عنوان محل زندگي انسان تعریف کرده است (شكويي، 1375). کانت فیلسوف آلمانی (1724-1803) با تقسیم علم به سه مقولۀ اصلی، جایگاه علم جغرافیا را محکم نمود. به نظر ایشان حقیقت سه نوع است: زمان، مکان و پدیده. ایشان در سخنرانی­های خود در دانشگاه کوینسبرگ آلمان ضمن تعیین جایگاهی محکم برای جغرافیا آن را به عنوان علم مطالعه مکان یا فضا[3] معرفی نمود.

مطالعه مکان یا فضا در ابتدا عمدتاً سیاهه­برداری از ویژگی­های مکان و به عبارت دیگر تهیه فرهنگ مکان­ها بود (الیوت[4]، 2000) این نوع تفکر و نگرش تا زمان هامبولدت (1769-1859) ادامه داشت. اما هامبولدت با مطرح کردن رابطۀ بین پراکندگی­ها از مرحله سیاهه­برداری یک قدم بالاتر رفت و جغرافیای تبیینی را پایه­گذاری نمود. در واقع تحلیل جغرافیایی مکان با هامبولدت آغاز شد. هدف از تحلیل[5] شرح[6] و تبیین[7] یا توجیه یک پدیده می­باشد. هامبولدت معتقد بود که پراکندگی پدیده­ها بر روی مکان در عین نمایش تنوع ظاهری از یک وحدت درونی برخوردار است و جغرافیا سعی دارد این وحدت درونی یا همان نظام فضایی[8] را آشکار نماید. هامبولدت با مطرح نمودن این وحدت درونی و تعیین تحلیل فضایی[9] به عنوان وظیفه جفرافیا علاوه بر تعمیق علم جغرافیا پایه فلسفی محمکی هم برای این علم ایجاد نمود.

بعد از آن تعريف­هاي متعددي براي جغرافيا بيان شده است. هارتشورن[10] (1959)، بیان می­دارد که “جغرافیا توصیف و تفسیر دقیق، مرتب، و مستدل از ویژگی متغیر سطح زمین ارایه می­نماید”. آبلر[11] و همکارانش (1992) با کلماتی دیگر کانون اصلی جغرافیا را بررسی ویژگی­های طبیعی و انسانی مکان­ها و ناحیه­ها و تعامل­های فضایی بین آن­ها می­داند. هاگت (2001) در مقدمه­ای که منجر به طرح سه نگرش می­شود، اشاره می­کند که اولاً جغرافیدانان سطح زمین را به عنوان محیط انسانی مطالعه می­کنند و ثانیاً در چهارچوب روابط اکولوژیکی جوامع انسانی با محیط طبیعی تأثیرات متقابل آن­ها را بررسی می­کنند. با این مقدمه ایشان سه نگرش فضایی، اکولوژیکی و ناحیه­ای را برای جغرافیا مطرح می­کند. متیو و هربرت[12] (2004) در کتابی تحت عنوان جغرافیای واحد، برای جغرافیا سه مفهوم بنیادی فضا، مکان و محیط را مطرح می­کنند و پس از بحث دربارۀ اهمیت این مفاهیم فضا را به عنوان هسته اصلی جغرافیا تلقی می­کنند و با کمک از نظرات افراد دیگری مانند کنت[13]  (2003) و تریفت[14] (2003) بیان می­دارند که توصیف و تبیین جغرافیایی عمدتاً درباره توزیع فضایی، تغییرات فضایی، سازمان فضایی، و روابط فضایی است. به سخن ساده­تر از نظر آن­ها جغرافیا عبارت است از تحلیل فضایی. چون همه مفاهیم بالا در مفهوم تحلیل فضایی جمع هستند.

مقايسه همۀ تعریف­ها نشان مي­دهد كه هركس براساس برداشت خودش و بر اساس نیازهای روز موضوع آن را در جملات و عباراتي خاص بيان نموده است و در مجموع همۀ آن­ها به نوعي تعريف آراتستون را تداعي كرده معتقدند كه جغرافيا زمين را مطالعه مي­كند. برداشت جغرافيا از زمين با برداشت علوم ديگر مثلاً زمين شناسي فرق دارد. زمين مورد مطالعه جغرافيا شامل خود زمين و تمام عوارض و پديده­هاي موجود در آن مانند درختان، جانوران، شهرها، مزارع و… مي­باشد. از نظر جغرافيدانان زمين بدون عارضه­ها مفهوم و معني ندارد. هركدام از عوارض بر روي زمين جايي معين دارد يا اينكه بعضي از قسـمت­هاي زمين مكان فعاليـت پديده­هاي خاصي است كه با قسمت­هاي مجاور فرق دارد. چنين پهنه­هاي ويژه از نظر جغرافيا ناحيه ناميده مي­شود. بنابراين جغرافيا از مفاهيمي چون مكان و ناحيه بحث مي­كند. از طرف ديگر عوارض و پديده­هاي مورد مطالعه جغرافيا در مكان در جهت عمودي نيز گسترش دارند مانند شهرها، درختان و يا پديده­هاي اقليمي و…  . بنابراين مـكان جغرافيايـي يك مكان سه بـعدي است كه اصطلاحاً فضا[15] ناميده مي­شود. عوارض بوسيله موقعيت[16] آن­ها بر روي زمين شناسایی مي­شوند. از این نظر هر عارضه جغرافیایی با سه مختصات عرض و طول و ارتفاع تعریف می­شود. علاوه بر عوارض پراکندگی ویژگی­ها هم برای جغرافیا مهم است. پراکندگی دما یا بارش به اندازه پراکندگی درختان و روستاها مهم است. پراکنش هر عارضه و یا ویژگی بر روی مکان آرایش خاصی را ایجاد می­کند که به آن الگو[17] گویند. مفاهيمي چون فضا، مكان، ناحيه، محیط، و الگوی فضایی[18] از مفاهيم بنيادي جغرافيا هستند. مفهوم مكان در تحليل جغرافيايي اهميت بسزايي دارد و توجه زياد به اين مساله سبب ايجاد نظريه مكان و یا تحلیل مکانی شد (هاگت، 1966). هاگت در این کتاب سعی کرده است تمام ویژگی­های مکان را با استفاده از مدل­های کمی و ریاضی و آماری توصیف و تبیین کند. بر اساس نظريه تئوری مکان، جغرافيدان سعي دارد كه براي تعيين مكان استقرار هر نوع فعاليت انساني جايي را انتخاب نمايد كه همه ناخواسته­ها به كمترين برسند.

مکان و یا فضاي جغرافيايي به همراه محتواي آن ارزش دارد. جغرافيا علم فضا است. يعني ويژگي­ها و هندسه فضا را تحليل مي­كند؛ محل ، فاصله و شکل عارضه­ها را اندازه مي­گيرد. بدين جهت بررسي­هاي مهندسي مكان اولين و مهمترين قسمت جغرافيا است. بويژه اندازه­گيري­هاي طول، عرض و ارتفاع و هندسه اقليدسي (هاروی[19]، 1976). البته علم هندسه امروز خيلي فراتر از اين مفاهيم است ولي اين مفاهيم در تحليل فضايي جغرافيا كه از دهۀ 1960 آغاز شده است بسيار اهميت دارد. جغرافيا سعي دارد آرایش عارضه­ها و ویژگی­ها را اعم از طبيعي يا انساني بر روي زمين بررسي نموده و الگوهاي موجود را شناسايي كرده و فرآيند­هاي[20] مسؤل آن­ها را هم تبیین كند. يعني اينكه جغرافيا الگوها و فرآيندهاي فضايي را تحلیل مي­كند. در بيشتر موارد محدوده مطالعه جغرافيا در روي زمين براساس سليقه جغرافيدان و يا عوامل طبیعی اولیه تعيين مي­شود. براي نمونه جغرافيدان مي­تواند كل ايران را به عنوان منطقه مطالعه انتخاب كند يا فقط شهر تهران يا دّره­اي كوچك در دامنه جنوبي البرز را. در هر مقياس مطالعه، جغرافيدان سعي دارد الگوهاي خاص پراكندگي فضايي عوارض و یا ویژگی­های آن­ها را شناسايي كند. مثلاً نقشه پراكندگي بارش ايران به صورت فصلي يا توزيع مكاني آلودگي تهران در يك روز معين هر كدام يك الگو محسوب مي­شوند. بنابراين مي­توان انتظار داشت كه الگوي توزيع آلودگي تهران در روزهاي مختلف سال فرق داشته باشد. مثلاً يك روز شرق تهران آلوده­تر باشد و روز ديگر مركز تهران. مسلماً تفاوت اين الگو­ها بر اثر عوامل يا فرآيندهاي حاكم است. بر اثر وزش بادهاي غربي آلاينده­ها به شرق تهران حركت كرده در آنجا متمركز شده­اند و يا در روز آرام آنتي سيكلوني آلاينده­ها در محل توليد باقي مانده مركز تهران آلوده­تر شده است. پس از روي الگوها مي­توان فرآيندهاي بوجود آورنده مانند باد و يا آنتي سيكلون را شناسايي كرد. الگوي توزيع جمعيت فعلي ايران شهرهاي پرجمعيت و روستاهاي كم جمعيت فراوان دارد. براي اينكه فرآيند مهاجرت در شرايط فعلي از روستاها به شهرهاي كوچك و از آن­ها به شهرهاي بزرگ است. یعنی از روی الگوی فضایی جمعیت می توان به فرآیند موجد آن پی برد. با توجه به بحث­های بالا می­توان جغرافیا را به عنوان علم مطالعه پراکندگی پدیده­ها و ویژگی­ها بر روی زمین تعریف کرد. پس موضوع اصلی جغرافیا مطالعه پراکندگی ها است (علیجانی، 1390).

1-3 اهداف جغرافیا

هدف جغرافيا به عنوان شاخه­اي از علوم جدا از ساير شاخه­هاي علم نيست. هدف علم به معني عام كلمه شناخت حقیقت آفرینش است. انسان با شناخت حقیقت­های آفرینش اولاً حس کنجکاوی خود را ارضا می­کند و ثانیاً زمینه­های زندگی درست و منطقی خود را از طریق مطابقت و هماهنگی با طبیعت فراهم می­کند. البته شناخت ناصحیح علم تلقی نمی­شود. داشتن آگاهی درست از آفرینش برای انسان یک مزیت بزرگی می­باشد و جمله معروف “بالاترین فضیلت همانا معرفت است” را تداعی می­کند. شناخت مراحل متعددی دارد. برای نمونه زمانی که دمای روزانه شهر تهران را برای چند روز متوالی مطالعه می­کنیم به وضعیت دمای شهر تهران آگاه می­شویم. اما این شناخت هیچ کمکی به ما نمی­کند. در ذهن ما آگاهی تازه­ای که بتوان براساس آن اقدامی کرد ایجاد نشده است. این نوع آگاهی شنیدن جزئیات می­باشد و خردی ایجاد نمی­کند. شناخت درست و جامع زمانی است که ما بر اساس این مشاهدات جزئی چند ساله به یک مفهوم جامع و ساده­ای از دمای شهر تهران برسیم. اگر ما بتوانیم بگوییم که هوای تهران در تابستانها گرم و در زمستان ها سرد است، به یک شناخت عملی و قابل فهم رسیده­ایم. چنین جمله­ای بیان یک ویژگی نسبتاً دایمی است که می­توان به نظم موجود تعبیر کرد. به عبارت دیگر شناخت عبارت از شناسایی نظام و قانونمندی موجود در یک مکان و یا سیستم است. شرح جزئیات نمی­تواند شناخت جامع باشد بلکه تعمیم آن­ها به صورت گزارهای ساده و جامع شناخت کامل را فراهم می­کند. چنین گزاره­های ساده و جامع معمولاً تحت عنوان نظریه و یا قانون بیان می­شوند. بنابراین هدف جغرافیا شناخت پراکندگی­ها و بیان ساختار آن­ها با زبانی بسیار ساده و جامع. یعنی شناخت نظام و هماهنگی­های موجود در پراکندگی­ها. البته این شناخت کامل نیست. شناخت کامل علاوه بیان نظام ساختاری پراکندگی­ها تبیین این ساختار نظام­وار را هم شامل می­شود. یعنی اینکه جغرافیا علاوه بر شناخت نظام موجود در پراکندگی یک پدیده دلایل و علل ایجاد این الگوی پراکندگی را هم شناسایی می­کند. به عبارت دیگر هدف جغرافیا تحلیل پراکندگی­ها است. اول ساختار پراکندگی را با استفاده از نظام و هماهگی موجود شرح می­دهد و الگوهای پراکندگی را شناسایی می­کند و سپس با شناسایی دلایل و عوامل مؤثر بر این پراکندگی آن را تبیین می­کند. پس هدف جغرافیا به دو مؤلفه تقسیم می­شود که شامل شناسایی نظم فضایی پراکندگی­ها شناسایی عوامل و یا فرآیند­های موجد و مولد این پراکندگی­ها است. به عبارت دیگر هدف جغرافیا پاسخ دو سوال چگونه و چرا می­باشد.

تلاش برای کشف نظام و هماهنگی موجود در پراکندگی یک پدیده بیانـگر این است که پراکندگی­های جغرافیایی تصادفی نیستند و دلیلی یا عاملی سبب ایجاد آن­ها شده است. شناسایی عوامل ایجاد کننده یک پراکندگی تبیین و یا استدلال نامیده می­شود. تبیین جغرافیایی بر اساس روابط فضایی یا تحلیل فضایی انجام می­گیرد. این گزاره یکی از اصول بنیادی جغرافیا است. برای تبیین پراکندگی باران در ایران از پراکندگی­های دیگری مانند پراکندگی بادهای مرطوب و یا پراکندگی ارتفاع استفاده می­شود.

مجموع دو فرآیند تشریح[21] و تبیین[22] پراکندگی­ها تحلیل[23] نامیده می­شود. چون این تحلیل بر روی مکان یا فضا انجام می­شود می­توان گفت که هدف جغرافیا تحلیل فضایی[24] پراکندگی­ها است. کشف این نظام و قانونمندی موجود در چگونگی و چرایی پراکندگی­ها کشف همان وحدت درونی است که وان هامبولدت در اولين سخنراني خود در انجمن جغرافيدانان آلمان مطرح كرد (جیمز[25]، 1977). به نظر هامبولدت جهان در عين تنوع ظاهري از وحدت دروني برخوردار است و جغرافيا دنبال كشف اين وحدت دروني است. براي مثال در نگاه اول وضعيت رفت و آمد وسايل نقليه در شهر تهران بسيار بي­نظم و شلوغ به نظر مي­رسد. در صورتي كه از نظر جغرافيدان اين الگوهاي ترافيك تهران از يك نظم كافي برخوردار است كه در صورت كشف آن مشكل ترافيك را هم مي­توان حل كرد.

نظم مکانی مورد نظر جغرافیا عبارت است از شناسایی نقاط کمینه و بیشینه، شناسایی شیب موجود بین این نقاط بیشینه و کمینه و در مجموع شناسایی وضعیت تغییر بر روی مکان و در نهایت شناسایی نواحی متمایز. عامل و یا فرآیند مؤثر در الگوی پراکندگی موجود از طریق روابط فضایی و به معنی اخص هماهنگی­های فضایی تعیین می­شود (علیجانی، 1390).

1-4 روش کار جغرافیا

همه علوم به دنبال کشف حقیقت و رابطه بین پدیده­ها هستند. جغرافیا نیز به عنوان شاخه­ای از علم همین هدف را دنبال می­کند. همه علوم برای رسیدن به حقیقت و پیدا کردن پاسخ برای سؤالات خود از روش علمی استفاده می­کنند. این روش مشتمل بر سه رکن اصلی جمع­آوری داده، پردازش داده و تصمیم­گیری است. برای انجام یک تحقیق علاوه بر این سه رکن، مراحل مقدماتی مانند بیان مسئله، تعریف فرضیه و … نیاز است. پس لازمست همه این مراحل برای انجام یک کار تحقیقی انجام شود. همه این مراحل روش علمی را تشکیل می­دهند. به سخن کوتاه، جغرافيدانان داده­هاي مورد نياز را از طريق مشاهده جمع­آوري مي­كنند، آن­ها را پردازش می­کنند، و بر اساس نتیجۀ پردازش به آگاهی تازه می­رسند.

1-4-1 جمع­آوری داده­ها

مشاهده یک روش جمع­آوری داده­ها در آمار فضایی است. عکس­های هوایی، سالنامه­های آماری، تصاویر ماهواره­ای، کتب مرجع و … مشاهده تلقی می­شود. پژوهشگر در مشاهده به دنبال این هدف است که اولاً بتواند گزارش دقیق موقعیت مکانی (طول، عرض، ارتفاع) تهیه کند و ثانیاً ویژگی­های عوارض (مانند بارش، دما، تعداد بیماری­ها و …) را ثبت کند (فیشر[26] و همکاران، 2016).

در بیشتر موارد جمعیت یا منطقه مورد مطالعه بسیار بزرگ است و مشاهده همه جمعیت نیاز به نیرو، زمان و سرمایه زیاد دارد. در این موارد واحدهای مشاهده از طریق نمونه­برداری تعیین می­شود و اندازه­گیری یا شمارش آن در واحدهای انتخاب شده انجام می­گیرد. به قسمی که می­توان از نمونه، استنباط­هایی درباره کل جامعه به دست آورد (عمیدی، 1384).

1-4-2 پردازش داده­ها

مشخص کردن مکان یک پدیده و یا ویژگی­ها بر اساس مؤلفه­های طول، عرض و ارتفاع، اصطلاحاً زمین مرجع کرده نامیده می­شود. گام اول در پردازش داده­های آمار فضایی اینست که بتوان داده­ها را بر روی مکان نمایش دارد. گام دوم تحلیل داده­ها است. منظور از تحلیل شرح وضعیت پراکندگی (چگونگی) و استدلال یا تبین الگوی پراکندگی (چرایی) موجود است. تبین پراکندگی­ها به این معنی است که چه عواملی یا دلایلی سبب شده­اند که الگوی بخصوص پراکندگی به وجود آمده­اند. برای نمونه:

چگونگی: موقعيت قرارگيري روستاها در مناطق کويري در امتداد قنات­ها مي­باشد.

چرایی: چرا روستاهاي مناطق کويري در امتداد قنات­ها سوگيري دارند؟

1-4-3 تصمیم­گیری یا رسیدن به نتایج تازه

این مرحله آخرین مرحله روش علمی است. نتایج حاصل از پردازش زمانی که به طریقی منطقی معنی­داری آن­ها تأیید شود به عنوان نتایج جدید محسوب می­شوند. بنابراین با استدلال علمی می­توان مرزهای دانش را گسترش و جایگاه یافته جدید در دانش را مشخص کرد. آزمون­های آماری یکی از متداول­ترین روش استدلال آماری است. روش مقایسه یافته­های خود با یافته­ها و نظریات دیگران روش دیگری برای استدلال است. با این مقایسه به پایه­های علمی و ارتباط منطقی یافته خود، می­توان پی برد (جوی­زاده، 1396).

1-5 نقش آمار و ریاضی در جغرافیا

پس از جنگ جهانی دوم جغرافیا به عنوان یک رشته صرفاً توصیفی و ناتوان از تبیین و توجیه منطقی و علمی الگوهای پراکندگی­ها تلقی می­شد. اکثر دانشمندان هنوز نمی­توانستند جایگاه مشخصی برای جغرافیا در جامعه علمی تعریف کنند. و عمدتاً آن را به صورت یک رشته آموزشی می­دانستند تا یک زمینه پژوهشی برای حل مسایل جامعه. نگرش غالب جغرافیا یعنی نگرش ناحیه­ای فقط به شرح نواحی می­پرداخت و هر ناحیه به عنوان یک واحد متمایز شناسایی می­شد. بدین ترتیب راه برای تعمیم و قانون­سازی بسته شده بود. بطوری که فریمن[27] (1961) مطالعات ناحیه­ای را در سطح پایین ارزیابی کرده و ادامه آن را به ضرر دانش جغرافیا تلقی کرد. شیفر[28] (1953) هم با حمله به جغرافیای ناحیه­ای گفت که با ادامه این نگرش جغرافیا نمی­تواند به کشف قوانین و نظام پراکندگی­ها برسد و از مطالعات علمی جهان دانش عقب می­ماند. از طرف دیگر به جهت اینکه جغرافیا در اکثر دانشگاه­ها با گروه زمین شناسی یک گروه دانشگاهی را تشکیل می­داد، همیشه جغرافیدانان به عنوان زمین شناسان درجه دوم تلقی می­ شدند. تمام این مسایل باعث شد که جغرافیدانان به فکر تحدید و تبیین توانایی علم جغرافیا بیافتند. در اولین مرحله از گروه­های زمین­شناسی جدا شدند. در این زمان در جامعه بعد از جنگ به تکنیک اهمیت بیشتری داده می­شد و اکثر رشته های علمی سعی می­کردند به سوی یک رشته قانون­مدار و قانون آفرین بروند. جغرافیا نیز از این تغییر مسیر مستثنی نبود. در نتیجه نگرش یا رویکرد توصیفی جغرافیای ناحیه­ای در آمریکا بتدریج به سوی جغرافیای علمی­تر و قانون ساز­تر هدایت شد که نتیجه آن روی آوردن به روش­های کمی و تکنیک شد که نهایتاً به انقلاب کمی معروف گردید.

توسعه انقلاب کمی در آمریکا توسط جغرافیدانان معروفی در چهار دانشگاه عملی شد. شیفر در دانشگاه آیوا، رابینسون و برایسون در دانشگاه ویسکانسین، گاریسون و اولمن و بانگه و دیگران در دانشگاه واشنگتن در سیاتل، و استوارت در دانشگاه پرینستون افرادی بودند که با کاربرد روش های ریاضی و آمار راه را برای جغرافیا به عنوان علم تحلیل فضایی هموار کردند. اکرمن[29] (1958) در یک بیان خیلی جدی اصرار داشت که جغرافیا همانند علوم دیگر باید قوانین و تعمیم­های دقیق ارایه نماید. چنین کاری عملی نیست مگر با استفاده از ریاضیات و آمار.

با توجه به اینکه کار جغرافیا خلاصه و ساده­سازی داده­های زمین به منظور کشف قوانین و نظم نهفته در آن­ها می­باشد، عمدتاً از روش­های آماری و مدل­های ریاضی استفاده می­کند. برای پیدا کردن رابطه فضایی بین دو پراکندگی از ضریب همبستگی فضایی استفاده می­کند. برای پیش­بینی آینده توسعه شهر باید از ساده­ترین مدل رگرسیون استفاده شود. همانطور که در پیش گفته شد، جغرافیا برای مطالعه جمعیت در اکثر موارد از نمونه استفاده می­کند. در چنین مواردی برای برآورد پارامتر­های جمعیت از روی آماره­های نمونه باید از روش­های آماری استفاده شود. خلاصه­سازی داده­ها، تنظیم داده­ها، اثبات نظریه، برآورد جمعیت از روی نمونه، تعیین اندازه مناسب نمونه، مطالعه رابطه فضایی بین پراکندگی­ها و پیش­بینی آینده، انجام ناحیه­بندی جغرافیایی و صد­ها کار دیگر جغرافیایی همه به روش­های آماری و ریاضی نیاز دارند. بدون آشنایی و کاربرد روش­های آماری و ریاضی نمی­توان در جغرافیا کار علمی انجام داد مگر اینکه فقط بخواهیم با کلمات بازی کنیم. برای استفاده از کامپیوتر و ایجاد ارتباط با آن باید زبان ریاضی بدانیم. برای اینکه یافته­های ما را حتی جغرافیدانان دیگر و یا دانشمندان رشته­های دیگر بفهمند باید به زبان ریاضی بنویسیم.

در استفاده از روش­های آماری و ریاضیات باید به دو نکته زیر توجه کرد:

1- استفاده از روش­های آماری و ریاضیات فقط در ساده­کردن داده­ها و بیان یافته­های ما به صورتی ساده و تفهیم آن­ها برای دانشمندان رشته­های دیگر کمک می­کند و هیچ دخالتی در تصمیم­گیری علمی ما ندارند. در مرحله تصمیم­گیری معلومات جغرافیدان است که نقش اصلی و عمده دارد. برای نمونه اگر با استفاده از روش آماری در طبقه­بندی اقلیمی ایران شهر گنبد کاوس با خرم آباد یکی شد باید محقق باسواد و آشنا به منطقه بداند که این کار منطقی و طبیعی نیست و حتماً اشکالی وجود دارد. یعنی اینکه فرد قاضی و متخصص در استفاده از روش­های آماری و سنجش دقت نتایج آن­ها توان علمی خود جغرافیدان است.

2- در اکثر موارد برای تشخیص رابطه بین دو پراکندگی از روش آماری مانند ضریب همبستگی استفاده می­شود. برای نمونه اگر ضریب همبستگی بین پراکندگی باران و ارتفاع   باشد و در سطح بحرانی  هم معنی دار باشد، از نظر آماری می­توانیم بگوییم که در منطقه مورد مطالعه بین بارندگی و ارتفاع رابطه مثبت وجود دارد. اما هنوز استدلال علمی مانده است. سوالی که از جغرافیدان پرسیده می­شود اینست که چرا بین بارندگی و ارتفاع رابطه دارد. باید ایشان با استفاده از معلومات خود به این سوال جواب دهد. و به طریق علمی این یافته آماری را اثبات و تحلیل کند. در بیشتر موارد محققین اثبات آماری را پایان کار می­دانند. در صورتی که همانطور که بیان شد روش­های آماری کار را ساده­تر و آماده می­کنند. با روش آماری فهمیدیم که بین این دو رابطه وجود دارد یافته­ای که ما به صورت دستی نمی­توانستیم بدست بیاوریم. حالا که فهمیدیم رابطه وجود دارد و از نظر آماری هم معنی دار است باید از نظر علمی اثبات کنیم تا به عنوان یک یافته علمی پذیرفته شود (علیجانی، 1390).

1-6 جغرافیا در آمار کلاسیک و آمار فضایی

در آمار کلاسیک (غیر مکانی) فرض بر این است که مشاهدات جغرافیایی در شرایط یکسان و به صورت مستقل از هم جمع­آوری شده­اند. به عبارتی هر آزمایش از آزمایش­های قبلی و بعدی مستقل است. استقلال يک فرض راحت و مناسب است و بسياري از تئوري­هاي آماري – رياضي را قابل فهم مي­کند (بهبودیان، 1384). فرض استقلال کمک زیادی به تسهیل مبانی نظری می­کند؛ اما در عمل ممکن است این فرض ما را از واقعیت دور کرده و موجب از بین رفتن اطلاعات زیادی شود. با اين وجود مدل­هايی که وابستگی آماری را شامل می­شوند، اغلب واقعی­تر هستند.

آمار فضایی شاخه­ای از آمار است که درباره پدیده­های وابسته به مکان بحث می­کند. در آمار فضایی معمولاً انتظار می­رود بین پدیده­های مجاور رابطه نسبتاً قابل توجهی وجود داشته باشد (مارتينز[30] و همکاران، 2016). این شاخه از آمار می­کوشد تا بین مقادیر مختلف یک متغیر، فاصله و جهت­گیري آن­ها ارتباط برقرار کند. این ارتباط فضایی، ساختار فضایی[31] نام دارد. موقعیت مکانی، تأثیرپذیری مکانی و به کارگیری نقشه از موضوعات مهم در آمار فضایی محسوب می­شود. در فصل-های بعدی این بخش کتاب، مباحث مهم مطرح شده جغرافیا از دید کلاسیک (غیر مکانی) و فضایی (مکانی) مورد بررسی قرار گرفته­اند. مقایسه بین آمار کلاسیک و آمار فضایی در جدول 1-2 نشان داده شده است.

 

 

در حقیقت فکر جغرافیایی، توانایی شناخت علل این نظم و وابستگی چهره­های طبیعی و انسانی به یکدیگر و دریافت نتایج حاصل از آن است.

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 1-2: مقايسه کلي آمار کلاسيک و آمار فضايي

آمار کلاسیک آمار فضایی
– متداول دانستن موقعیت مکانی داده­ها ضروری نیست؛

– فرض بر این است که مشاهدات مستقل از یکدیگرند؛

– برای عارضه مورد بررسی یک برآورد نقطه­ای نشان می­دهد.

 

 

 

– موقعیت مکانی (مختصات جغرافیایی) داده­ها اهمیت دارد؛

– با توجه به وضعیت قرار گرفتن عارضه­ در فضا، داده­ها دارای وابستگی هستند (وابستگی داده­ها تابعی از فاصله قرارگیری آن­ها از یکدیگر است).

– سطح مورد مطالعه شبکه­بندی شده و سلول به سلول عارضه موردنظر مورد بررسی قرار می­گیرد و برای هر سلول یک برآورد جداگانه محاسبه می­شود.

– سعی می­شود بین مقادیر مختلف یک متغیر، از نظر فاصله و جهت قرار گرفتن آن­ها نسبت به هم، ارتباط برقرار شود.

– بررسی ویژگی عارضه مورد نظر و موقعیت آن بر روی نقشه و پیدا کردن دید چشمی بهتر و انجام تصمیمات با دقت علمی بیشتر، از ویژگی­های آمار فضایی محسوب می­شود.

 

خلاصه فصل اول

– علم مجموعه­ای فراگیر از فعالیت­های علمی، آزمایش­های مختلف و پروژه­هایی است که به انسان کمک می­کنند تا در شگفتی­های جهان پیرامون خود کندوکاو کند.

– کانت فیلسوف آلمانی (1724-1803 ) با تقسیم علم به سه مقوله اصلی، جایگاه علم جغرافیا را محکم نمود. به نظر ایشان حقیقت سه نوع است: زمان، مکان و پدیده.

– آراتستون حدود 2400 سال قبل جغرافيا را علم مطالعه زمين به عنوان محل زندگي انسان تعریف کرده است.

– هارتشورن (1959)، بیان می­دارد که “جغرافیا توصیف و تفسیر دقیق، مرتب، و مستدل از ویژگی متغیر سطح زمین ارایه می­نماید”.

– آبلر و همکارانش (1992) با کلماتی دیگر کانون اصلی جغرافیا را بررسی ویژگی­های طبیعی و انسانی مکان­ها و ناحیه­ها و تعامل­های فضایی بین آن­ها می­داند.

– موضوع اصلی جغرافیا مطالعه پراکندگی ها است.

– پراکنش هر عارضه و یا ویژگی بر روی مکان آرایش خاصی را ایجاد می­کند که به آن الگو گویند.

– جغرافيا سعي دارد آرایش عارضه­ها و ویژگی­ها را اعم از طبيعي يا انساني بر روي زمين بررسي نموده و الگوهاي موجود را شناسايي كرده و فرآیند­هاي مسؤل آن­ها را هم تبیین كند. يعني اينكه جغرافيا الگوها و فرآيندهاي فضايي را تحلیل مي­كند.

– هدف جغرافیا به دو مؤلفه تقسیم می­شود که شامل شناسایی نظم فضایی پراکندگی­ها شناسایی عوامل و یا فرآیند­های موجد و مولد این پراکندگی­ها است.

– هدف جغرافیا پاسخ دو سوال چگونه و چرا می­باشد.

[1] James

[2] Hagget

[3] space

[4] Elliot

[5] Analysis

[6] Description

[7] Explanation

[8] Spatial Organization

[9] Spatial Analysis

[10] Hartshorne

[11] Abler

[12] Mathews and Herbert

[13] Kent

[14] Thrift

[15] Space

[16] Location

[17] pattern

[18] spatial pattern

[19] Harvey

[20] processes

[21] Description

[22] Explanation

[23] Analysis

[24] Spatial Analysis

[25] James

[26] Fisher

[27] Freeman

[28] Schaefer

[29] Ackerman

[30] Martinez

[31] Spatial Structure

                                           فهرست مطالب

بخش یک.

فصل اول

1-1 مقدمه. 1

1-2 تعاریفی از جغرافیا 2

1-3 اهداف جغرافیا 5

1-4 روش کار جغرافیا 6

1-4-1 جمع­آوری داده­ها 7

1-4-2 پردازش داده­ها 7

1-4-3 تصمیم­گیری یا رسیدن به نتایج تازه 7

1-5 نقش آمار و ریاضی در جغرافیا 8

1-6 جغرافیا در آمار کلاسیک و آمار فضایی.. 10

فصل دوم

2-1 مقدمه. 13

2-2 تفاوت داده و اطلاعات.. 13

2-3 الف) فرم داده­های غیر مکانی (توصیفی) 17

2-3-1 جداول توصیفی.. 17

2-4 ساختارهای داده­های غیر مکانی (توصیفی) 18

2-5 ب) فرم داده­های مکانی. 21

2-5-1 مدل­های برداری.. 22

2-5-2 ساختار مدل رستری.. 24

2-5-3 پیچیدگی­های جهان واقعی و مدلسازی.. 28

فصل سوم

3-1 مقدمه. 31

3-2 الف) رایجترین روش­های نمونه­برداری غیر مکانی. 31

3-2-1 نمونه­برداری تصادفی.. 32

3-2-2 نمونه­برداری سیستماتیک… 32

3-2-3 نمونه­برداری طبقه­بندی شده 34

3-2-4 نمونه­برداری خوشه اي.. 35

3-3 ب) رایجترین روش­های نمونه­برداری مکانی. 37

3-3-1 نمونه­برداری تصادفی در مکان. 37

3-3-2 نمونه­برداری سیستماتیک در مکان. 39

3-3-3 نمونه­برداری طبقه­بندی منظم و غیر مستقیم در مکان. 41

3-3-4 روش­هایی از نمونه­برداری مکانی در دو بعد. 41

3-3-4-1 نمونه­برداری سیستماتیک… 41

3-3-4-2 روش مربع لاتین. 45

3-3-4-3 روش فازی کی مینز. 46

3-3-4-5 روش چاردرخت.. 48

 

 

فصل چهارم

4-1 مقدمه. 53

4-2 الف) طبقه­بندی داده­ها با روش آماری (غیر مکانی) 53

4-2-1 مفهوم فراوانی (مطلق) و روش تنظیم جدول فراوانی.. 57

4-2-2 فراوانی نسبی.. 58

4-2-3 فراوانی تجمعی.. 58

4-2-4 طبقه­بندی دو متغیر. 59

4-3 ب) طبقه­بندی مکانی.. 61

4-3-1 مفهوم درونيابي.. 61

4-3-2 روش­هاي درونيابي.. 63

4-3-2-1 روش­های ترسیمی.. 63

4-3-2-2 روش­هاي جبري (يا قطعي) 66

4-3-2-2-1 روش درونيابي چندجمله­اي (يا تابع روند) 67

4-3-2-2-2 روش درونيابي اسپلاين. 70

4-3-2-2-3 روش درونيابي معکوس فاصله وزني . 72

4-3-3 روش­هاي زمين آماري.. 74

4-3-3-1 روش کريجينگ… 77

4-3-3-1-1 مراحل درونيابي به روش کريجينگ… 77

فصل پنجم

5-1 مقدمه. 92

5-2 الف) توصیف داده­ها با مهمترین شاخص­هاي آماری (غیر مکانی) 92

5-2-1 ميانگين حسابي.. 93

5-2-2 میانگین وزنی.. 94

5-2-3 میانگین متحرک.. 96

5-2-4 ميانه. 98

5-2-5 مد (نما) 98

5-2-6 شاخص­هاي پراکندگي.. 99

5-2-7 واریانس جامعه. 100

5-2-8 انحراف معيار جامعه. 101

5-2-9 دامنۀ میان چارکی.. 101

5-2-10 دامنه تعييرات.. 101

5-2-10 شاخص پراکندگی چارکی.. 102

5-2-11 ضريب تغييرپذيري.. 102

5-3 ب) توصیف داده­ها با شاخص­های آماری مکانی. 102

5-3-1 ميانگين مکاني.. 103

5-3-2 میانگین وزنی مکانی.. 106

5-3-3 میانه مکاني.. 108

5-3-4 عارضه مرکزي.. 111

5-3-5 مفهوم پراکندگی فضایی (تغییرات فضایی) 112

5-3-6 فاصله استاندارد مطلق (انحراف معیار فضایی) 113

5-3-7 فاصله استاندارد نسبي.. 116

5-3-8 توزيع جهت­دار 118

5-3-9 ميانگين جهت­دار 121

5-3-9-1 مفهوم واریانس دایره­ای در میانگین جهت­دار 123

فصل ششم

6-1 مقدمه. 126

6-2 الف) مهمترین نمودارهای کاربردی.. 126

6-2-1 نمودار جعبه­ای.. 127

6-2-2 نمودار پراکنش… 128

6-2-3 نمودار هیستوگرام. 130

6-2-4 نمودار فراوانی تجمعی.. 131

6-2-5 نمودار میله­ای.. 133

6-2-6 نمودار چندبر فراوانی.. 134

6-2-7 نمودارهای احتمال نرمال  و لوگ نرمال. 134

6-2-8 نمودار دایره­ای.. 136

6-2-9 نمودار ساقه و برگ.. 137

6-3 ب) نمودارهای کاربردی در مکان.. 137

6-3-1 نمودار – پراکنش… 137

6-3-2 نمودار هماهنگی خطوط موازی.. 140

فصل هفتم

7-1 مقدمه. 143

7-2 الف) همبستگی و انواع آن در مباحث غیر مکانی. 144

7-2-1 همبستگی پیرسون. 144

7-2-2 همبستگی اسپیرمن. 146

7-2-3 ضریب همبستگی رتبه‌ای کندال. 148

7-3 الف) مفهوم رگرسیون در مباحث غیر مکانی. 150

7-3-1 مفهوم خطای رگرسیون. 152

7-3-2 رسم خط رگرسیون. 154

7-3-3 فرضیات رگرسیون. 156

7-3-4 بررسی فرضیات رگرسیون. 157

7-3-5 بررسی نیکویی مدل رگرسیون. 161

7-3-6 مفهوم همخطی در رگرسیون. 162

7-3-7 رگرسیون حداقل مربعات معمولی (   163

7-4 ب) خودهمبستگی فضایی در مباحث مکانی.. 164

7-5 ب) رگرسیون موزون جغرافیایی در مباحث مکانی.. 164

7-5-1 تعیین محدوده در رگرسیون موزون جغرافیایی.. 167

7-5-1-1 تخمین تراکم کرنل. 168

7-5-1-2 نحوه تعیین باند بهینه در روش تراکم کرنل. 171

7-5-1-3 روش تابع تراکم کرنل در رگرسیون موزون جغرافیایی.. 172

بخش دو

فصل هشتم

8-1 مقدمه. 180

8-2 تعریف و تعیین فضای جستجو. 181

8-3 کفایت تعداد نمونه­های واقع در همسایگی محل تخمین.. 182

8-4 ازدیاد نمونه­های واقع در همسایگی محل تخمین.. 183

8-5 زائد بودن برخی نمونه­های واقع در فضای جستجو. 185

8-6 فضای جستجو چهارگوش… 185

8-7 مرتبط بودن نمونه­های واقع در فضای جستجو و مدل ایستایی.. 188

فصل نهم

9-1 مقدمه. 191

9-2 مفهوم الگوی فضایی. 192

9-3 آماره میانگین نزدیکترین فواصل همسایگی. 194

9-4 آماره چارک فضايي. 199

9-4-1 روش غيرشرطي.. 199

9-4-2 روش شرطي.. 201

9-5 آماره   موران. 203

9-6 آماره   جییری.. 205

9-7 آماره عمومي گتيس و اُرد 208

9-8 آماره   اُدن. 210

9-9 آماره تانگو 213

9-10 آماره کاي اسکوئر فضايي. 215

9-11 تحلیل خوشه­ای فضایی چندفاصله­ای.. 215

فصل دهم

10-1 مقدمه. 220

10-2 آماره موران محلي. 220

10-3 آماره . 226

10-4 آماره  تانگو 228

10-5 آماره  گتيس… 230

10-6 آماره استون. 232

10-7 آماره چارک محلی و مقدمه­ای بر آزمون چندگانه (چند آزمون) از طریق ام-تست.. 233

منابع و مآخذ. 237

 

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “جغرافیای محاسباتی (کتاب الکترونیک)”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

9 + 4 =

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “جغرافیای محاسباتی (کتاب الکترونیک)”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

11 − چهار =