Метод геоинформационных систем в географической науке

Таблица 1. Основные демографические показатели Калужской, Брянской и Орловской областей по данным Всероссийских переписей населения 1959–2002 гг.

Демографическое старение – явление динамичное, которое измеряется долей лиц критериального возраста 60 лет и старше (сегмент 60+) среди населения. Поэтому при моделировании рассматривались 2 процесса: первый – динамика численности населения, второй – демографическое старение.

На основе анализа в качестве признаков-индикаторов, характеризующих явление, приняты непрерывные среднегодовые темпы прироста: численности населения r и доли лиц критериального возраста 60 лет и старше r60+. Данные индикаторы рассчитывались по формулам:

,                                                  (1)

                                       (2)

при соотношениях:

и ,

где ln – натуральный логарифм; P0 и Pt  – численность населения, соответственно в начале и конце периода t; и – доля лиц в возрасте от 60 лет и старше соответственно в начале и конце периода.

Приведение темпа прироста r60+ к общей численности населения P выполнялось по формуле:

.                       (3)

Для вычисления значений признаков-индикаторов старения были построены эмпирические модели взаимосвязи и параметров возрастной структуры населения, которые наблюдаются и имеются в региональных фондах Роскомстата. В частности, в работе использовалась модель взаимосвязи , где СТВ – лица старше трудоспособного возраста.

Уравнение регрессии получено по сопряженным рядам и СТВ (n = 87) и имеет вид:

%.                                           (4)

Полученные по уравнению (4) расчетные и фактические данные характеризуются хорошей сходимостью и коэффициентом корреляции R = 0,992 для области изменения функции 16,6–33,3% (рис. 18).

Рис. 18. К построению модели взаимосвязи демографического старения и возрастной структуры:

а) схема к построению модели взаимосвязи;

б) оценка погрешности результатов моделирования;

Подготовленные и расчетные данные позволили сформировать информационный массив по признакам-индикаторам демографического явления и произвести тематическое информационное наполнение ячеек пространственной модели. Для каждой территориальной единицы была сформирована вектор-строка, которая в общем виде может быть записана как [х1, х2, х3,…, хm], а для всех n единиц вместе – как матрица Х. После выполнения вычислений и преобразований матрица Х была свернута и представлена признаками-индикаторами демографического явления r и r60+ [8–12]:

.                                 (5)

Исходными данными для расчетов послужили сведения, представленные региональными органами Роскомстата в Калужской, Брянской и Орловской областях за 1996–2004 гг. [3, 13–17]. В вычислениях использовался стандартный пакет программного обеспечения MS Eхсel-97.

Приложение 2. Статья.

БО: Greenman С. Turning a Map Into a Layer Cake of Information: Linking Geography and Data Can Help Fight Crime, Find Customers and Protect Nature / С. Greenman // The New York Times. – 2000. – 20 January.  – P. 12-13.

Turning a Map Into a Layer Cake of Information.

Linking Geography and Data Can Help Fight Crime, Find Customers and Protect Nature.

By CATHERINE GREENMAN.

Сompanies use them to plan store locations, watchdog groups to track discrimination and law enforcement agencies to fight crime.

Geographic information systems, as they are called, are increasingly ubiquitous computerized mapping programs that help corporations, private groups and governments make decisions.

These G.I.S. programs work by connecting information stored in a computer database to points on a map. Information is displayed in layers, with each succeeding layer laid over the preceding ones, like transparent sheets on an overhead projector. The resulting maps often reveal trends or patterns that might be missed if the same information was presented in a spreadsheet.

A series of slashings in a Brooklyn neighborhood several years ago, for example, first appeared to police investigators to have little in common with one another. But when their locations were displayed on a map with other data, like known sites where gang members gather, connections were made. A local gang, it turned out, had been conducting initiations, and part of the initiation process had involved slashing attacks. A local gang, it turned out, had been conducting initiations, and part of the initiation process had involved slashing attacks.

Although such programs bring hidden truths to light within countless industries, the technology itself is little known to those who do not work with it. Developed in the early 1960's by Roger Tomlinson, who owns a consulting firm called Tomlinson Associates in Ottawa, it was originally used under a contract with the Canadian government for analyzing data for natural resource preservation.

Business use is one of the fastest-growing areas of geographic information system software, said Scottie Barnes, editor of Geo Info Systems, a trade publication based in Eugene, Ore.

Sears, Roebuck & Company department stores use software from Environmental Systems Research Institute to pinpoint the best places to open new stores. The company pulls up neighborhood maps and uses its customer database to look for areas with large percentages of homeowners, for example, who are likely to spend more on home-improvement items, like those sold at Sears, than renters. "But unless you have good underlying data, it's really nothing more than a fancy map," said Greg Kurfoote, director of store location research and planning.

Conservation groups use the software to assess the potential hazards caused by environmental changes. "As a tool for integrating data across borders and helping to bring people together to problem solve, it's proving very useful," said Dr. Richard Wright, chairman of the education committee at the University Consortium for Geographic Information Science, a nonprofit organization in San Diego.

Newer generations of the software, by companies like the Environmental Systems Research Institute in Redlands, Calif., Intergraph in Huntsville, Ala., and the MapInfo Corporation of Troy, N.Y., are designed to run on personal computers and cost from several hundred dollars to $15,000, depending upon the application. All told, according to Daratech, a market research company in Cambridge, Mass., the geographic information systems software industry will have sales of $700 million this year.

Что касается карты в слоях информационного пирога.

Связь географии и данных может помочь в борьбе с преступностью, поиске клиентов и охране природы.

КЭТРИН ГРИНМАН.

Компании используют их для планирования размещения магазинов, правозащитные организации для отслеживания дискриминации и правоохранительные органы для борьбы с преступностью.

Географические информационные системы, так их называют, все чаще повсеместно компьютеризируют  картографические программы, которые помогают корпорациям, частным группам и правительствам принимать решения.

Эти ГИС-программы работают, связывая информацию, которая хранится в компьютерной базе данных, с точками на карте. Информация отображается в слоях, каждый последующий слой накладывается на предыдущий,  как прозрачные листы на проектор. Полученные карты зачастую выявляют тенденции или модели, которые могут быть упущены, если эта же информация будет представлена в таблице.

Например, вначале полицейским-дознавателям казалось, что серии разборок в районе Бруклина несколько лет назад, имели мало общего друг с другом. Но когда места их дислокации были вынесены на карту с другими данными, такими, как известные сайты, где собирались члены банды, связи были установлены. Выяснилось, что местная банда проводила посвящения и частью этого процесса были нападения с использованием ножей.

Хотя такие программы проливают свет на скрытые истины многочисленных отраслей промышленности, технология сама по себе мало известна тем, кто не работает с ней.

Применение в бизнесе является одной из наиболее быстро растущих областей программного обеспечения системы географической информации, сказал Скотти Барнс, редактор Geo Info Systems, отраслевое издание которого располагается в городе Юджин, штат Орегон.

Фирменное отделение магазина Sears, Roebuck & Company используют программное обеспечение научно-исследовательский института экологических систем, чтобы точно указать лучшие места для открытия новых магазинов. Компания останавливается на картах окрестностей и использует ее клиентскую базу, чтобы просмотреть участки с большим процентом домовладельцев, например, которые, вероятно, больше потратят на дом и ремонт, которые продаются в Sears, чем арендаторов. "Но если у вас есть хорошие исходные данные, это действительно не более чем фантазии карты", говорит Грег Kурфут, директор магазина местного исследования  и планирования.

Группы охраны окружающей среды используют программное обеспечение для оценки потенциальных опасностей, связанных с изменениями окружающей среды. "Как инструмент для интеграции данных через границы и помощи для объединения людей, чтобы решить проблемы, оказывается, что это очень полезно", сказал д-р Ричард Райт, председатель комитета по образованию в Университете Консорциум для Географических Информационных Наук, некоммерческой организации в Сан- Диего.

Новые поколения программного обеспечения, таких компаний, как научно-исследовательский институт экологических систем в Редлендс, Калифорния, Intergraph в Хантсвилле, штат Алабама, и MapInfo корпорации Трой, штат Нью-Йорк, предназначены для использования на персональных компьютерах и стоят от нескольких сотен долларов до $ 15000, в зависимости от применения. Говорят, что в согласно Daratech, компании маркетинговых исследований в Кембридже, штат Массачусетс,  программное обеспечение отрасли географических информационных систем будет иметь объем продаж в $ 700 млн. в этом году.

73