Regionálna taxonómia.

Prezentácia na tému: "Regionálna taxonómia."— Prepis prezentácie:

1 Regionálna taxonómia

2 nástup kvantitatívnej revolúcie (od 60. rokov 20. stor.)
prudký rozvoj teoreticko-metodologických základov regionalizácie a regionálnej typizácie dochádza k prenikaniu matematických metód a výpočtovej techniky takmer do všetkých vedných disciplín nevynímajúc RG vzniká osobitná oblasť regionálno-geografickej metodológie, ktorá dostala názov regionálna taxonómia

3 Regionálna taxonómia jej význam v regionálnej analýze
taxonómia – zaradenie do systému (taxonómia rastlín...) regionálna taxonómia súhrnný názov pre sústavu teoretických princípov a matematických procedúr, ktoré sú určené na riešenie rôznych regionalizačných a regionálno-typizačných problémov (úloh)

4 Regionálna taxonómia jej význam v regionálnej analýze
jej cieľom je analyzovať podstatu procesov regionalizácie a regionálnej typizácie, rozvinúť účinné metódy riešenia rôznych regionálno-taxonomických problémov regionalizačných a typizačných úloh, poskytnúť kvantitatívne kritéria, ktoré by umožnili porovnať jednotlivé metódy a zhodnotiť úspešnosť získaných výsledkov

5 Vlastnosti regionálnej taxonómie
RT sa v regionálno-taxonomickom procese vzdáva chápania regiónu ako fenoménu čisto priestorového avšak základné jednotky vstupujúce do RT procesu musia spĺňať určité priestorové podmienky pojmu región (príp. typ regiónu) sa pripisuje rovnaká úloha ako pojmu trieda v ostatných vedách regionalizácia i regionálna typizácia sa potom pokladajú za priestorovú formu všeobecného klasifikačného problému

6 Vlastnosti regionálnej taxonómie
v porovnaní s tradičnými prístupmi k regionalizácii sa RT vyznačuje určitými špecifickými vlastnosťami v prvom rade ide o dôrazné úsilie o logickú konzistentnosť a intersubjektívnu verifikovateľnosť taxonomického procesu presná formulácia RT problémov a aplikácia matematických metód podstatným znakom RT je princíp účelnosti každý RT proces musí sledovať vopred stanovený cieľ uplatňuje viacrozmerný prístup umožňuje spracovať veľký počet charakteristík klasifikovaných objektov RT má skôr exploratívny ako konfirmačný charakter

7 Základný problém RT – východiská
aby sme mohli objekty roztriediť, musíme ich najprv identifikovať v RT sa predpokladá, že skúmané územie je vopred rozčlenené na niekoľko elementárnych častí – základné priestorové jednotky – plnia funkciu klasifikovaných objektov geografický priestor má spojitý (súvislý) charakter => neexistuje žiadny prirodzený a zároveň jednoznačný spôsob členenia takýchto priestorových entít dominuje operatívny prístup k identifikácii ZPJ, rozhodujúcu úlohu v ňom zohrávajú otázky dostupnosti a kvality priestorových dát najmä v HG sa najčastejšie dáva prednosť administratívnym alebo iným územným jednotkám hoci tie len vo výnimočných prípadoch majú vlastnosti systému, ako je celostnosť, relatívna uzavretosť a funkčná organizácia vo FG geotopy, geochóry...

8 Základné priestorové jednotky
identifikované základné priestorové jednotky by mali spĺňať niekoľko základných požiadaviek každá jednotka má byť priestorovo súvislá všetky dohromady majú úplne pokrývať územie, ktoré je objektom klasifikácie žiadne dve sa nemajú prekrývať – sú disjunktné v ideálnom prípade by všetky ZPJ mali mať rovnakú veľkosť, formu i orientáciu treba dodržať aspoň v zmysle hierarchickej úrovne ZPJ každú ZPJ v RT procese považujeme za vnútorne nediferencovaný a ďalej nedeliteľný celok, ktorý však ani po zaradení do niektorej z tried nestráca svoju vlastnú identitu (a vnútornú štruktúru, rozmanitosť)

9 Predikáty ZPJ predikát = skupina pojmov (údajov) vypovedajúcich niečo o nejakej množine predmetov merateľná vlastnosť v RT je to charakteristika, na základe ktorej sa objekt zaradí do určitej triedy v RT sa predpokladá, že jestvuje nejaká množina m-miestnych (m= 1, 2...) predikátov, ktoré charakterizujú skúmané ZPJ jednomiestne predikáty sa nazývajú atribúty a slúžia na vyjadrenie vlastností jednotlivých ZPJ (hustota zaľudnenia, podiel určitej národnosti, pôdny typ, priemerný úhrn zrážok...) dvoj a viacmiestne predikáty charakterizujú rôzne druhy vzťahov medzi ZPJ (pohyb za prácou, dochádzka do škôl...)

10 Formulácia základného problému RT
predpokladajme, že je daná množina B pozostávajúca z n ZPJ B1, B2, ..., Bn tie sú charakterizované množinou p predikátov A1, A2, ..., Ap úlohou regionálnej taxonómie je nájsť taký rozklad množiny B na k neprázdnych tried R1, R2, ..., Rk, ktorý vyhovuje určitému kritériu kvality definovanému vo vzťahu p predikátov v teórii množín sa pod rozkladom množiny B rozumie akýkoľvek systém neprázdnych podmnožín množiny B, z ktorých každé dve sú navzájom disjunktné a ich zjednotenie tvorí množinu B. platí pritom, že 1 ≤ k ≤ n takto rozložené triedy ZPJ sa nazývajú regionálne triedy alebo regionálne taxóny systém regionálnych taxónov možno nazvať regionálnym systémom

11 Kritérium kvality účelová funkcia, definovaná na množine všetkých možných rozkladov množiny B na určitý počet tried dva základné typy účelových funkcií 1. všíma si vnútrotriednu podobnosť alebo medzitriednu odlišnosť ZPJ štandardný typ účelovej funkcie vo všeobecnej taxonómii pri analýze atribútov 2. sleduje vnútrotriedne alebo medzitriedne väzby medzi ZPJ typ účelovej funkcie špecifický pre regionálnu taxonómiu pri analýze vzťahov

12 Parciálne subproblémy RT
základný problém RT sa skladá z dvoch parciálnych subproblémov: problém (priestorovej) mierky podstatou problému mierky je určenie počtu regionálnych tried, teda výber vhodnej hodnoty k problém (priestorovej) agregácie agregačný problém spočíva v zostrojení adekvátneho rozkladu množiny B na určený počet tried

13 Klasifikácie RT problémov formálne a funkčné
odlíšenie regionalizácie a regionálnej typizácie ak všetky triedy regionálneho systému sú priestorovo súvislé – regióny proces ich identifikácie: regionalizácia ak všetky triedy regionálneho systému nie sú priestorovo súvislé – regionálne typy proces ich identifikácie: regionálna typizácia každá regionálna trieda, kt. má charakter regionálneho typu, môže pozostávať z niekoľkých priestorovo súvislých podtried (regiónov) spoločný názov pre región i regionálny typ: regionálny taxón

14 Výsledky regionálnej typizácie Klasifikácie RT problémov: formálne a funkčné
formálne regionálne typy vzniknú, ak pri charakteristike rozkladanej množiny ZPJ použijeme iba atribúty sú blízke poňatiu homogénnych regiónov v klasickej regionalizácii funkčné regionálne typy vzniknú použitím vzťahov* sú blízke nodálnym** regiónom v klasickej regionalizácii

15 Klasifikácie RT problémov formálne a funkčné
* funkčné regióny alebo regionálne typy spravidla nevykazujú vysokú úroveň vnútrotriednej homogenity, resp. medzitriednej disparity vzhľadom na nejaký množinu atribútov priestorových jednotiek kľúčové je, aby priestorové jednotky istej triedy medzi sebou vzťahmi interagovali viac ako s priestorovými jednotkami iných tried takúto vlastnosť nazývame koherentnosť ** nodálny región je v RT špeciálny prípad funkčného regiónu, v ktorom sa vyskytujú iba väzby orientované na jedinú priestorovú jednotku stotožňovanie pojmov funkčný a nodálny taxón (región) je časté, ale nesprávne

16 Klasifikácie RT problémov nehierarchické a hierarchické
nehierarchická regionálna taxonómia jediný rozklad množiny B na určitý počet regionálnych taxónov (tried), ktorý z požadovaného hľadiska možno považovať za optimálny hierarchická regionálna taxonómia hierarchicky usporiadaná postupnosť P(1), P(2), P(3), ..., P(h) rozkladov (r) množiny B (h ≤ n) pritom pre každé r = 1, 2, ..., h-1 platí, že rozklad množiny P(r) je zjemnením rozkladu P(r+1) (rozklad nižšej hierarchickej úrovne je zjemnením rozkladu vyššej hierarchickej úrovne) rozklad P(1) tak reprezentuje jednu triedu tvorenú celou množinou B ZPJ a rozklad P(h = n) je systémom jednoprvkových tried, z ktorých každá obsahuje práve jednu ZPJ stúpenci ruskej regionalizačnej školy nazývajú nehierarchické problémy jednostupňovými a hierarchické viacstupňovými

17 Klasifikácie RT problémov neprekrývajúce sa a prekrývajúce sa taxóny
v niektorých prípadoch je vhodné formulovať RT problém všeobecnejšie v tom zmysle, že jednotlivé taxóny nemusia byť disjunktné cieľom potom nie je rozklad množiny B základných priestorových jednotiek, ale pokrytie množiny B jej podmnožinami rozklad a pokrytie sú v RT rovnocenné pojmy, ktoré možno spoločne označiť pojmom triedenie RT problémy s prekrývajúcimi sa taxónmi – ak aspoň 1 ZPJ spadá do aspoň dvoch taxónov pravidlo, že ZPJ musia byť disjunktné musí platiť aj v prípade RT problémov s prekrývajúcimi sa taxónmi

18 Klasifikácie RT problémov úplné a neúplné
úplné: každá ZPJ patrí aspoň do jedného regionálneho taxónu neúplné: ak sa pripúšťa, že niektoré ZPJ nemusia patriť do žiadneho taxónu

19 Klasifikácie RT problémov
regionalizácia vs. regionálna typizácia formálna vs. funkčná taxonómia hierarchická vs. nehierarchická taxonómia neprekrývajúce vs. prekrývajúce taxóny úplná vs. neúplná taxonómia celkovo 25, teda 32 rôznych základných regionálnotaxonomických problémov pri riešení každej RT úlohy je možné hľadať optimálne rozloženie cez 32 rôznych prístupov – matematická náročnosť

20 Vybrané metódy riešenia RT problémov
riešením RT problému nazývame taký rozklad (pokrytie) množiny B, ktorý vyhovuje určitému kritériu kvality kritérium kvality vyjadruje účelová funkcia definovaná na množine všetkých možných rozkladov množiny B na určený počet tried, pomocou ktorej môžeme porovnávať rôzne rozklady optimálny rozklad – keď pri určitom rozklade množiny B na k taxónov nadobúda účelová funkcia extrémnu (max. alebo min.) hodnotu metóda úplnej enumerácie jediný spoľahlivý spôsob, ako nájsť optimálny rozklad B na k taxónov spočíva v postupnom preskúmaní a zhodnotení všetkých možných rozkladov danej množiny na určený počet tried možné riešiť len pri malom počte ZPJ a tried pri veľkých množinách ju nie je možné uplatniť ani pri použití výkonnejšej IKT

21 Vybrané metódy riešenia RT problémov
metóda úplnej enumerácie ak je vopred známy počet tried, celkový počet rozkladov sa vypočíta ako tzv. Sterlingovo číslo druhého rádu: 𝑆(𝑛,𝑘)= 1 𝑘! 𝑖=0 𝑘 (−1) 𝑘−𝑖 𝑘 𝑖 𝑖 𝑛 ak počet tried nie je vopred známy, celkový počet rozkladov = 𝑘=1 𝑛 𝑆(𝑛,𝑘) pr. 12 okresov chceme rozdeliť do 4 tried...? riešenie tkvie v redukcii znakov pomocou viacrozmerných rozptylových analýz, diskriminačnej analýzy, analýzy hlavných komponentov, faktorovej analýzy, korelačnej analýzy a pod.

22 Vybrané metódy riešenia RT problémov
metóda úplnej enumerácie ak je vopred známy počet tried, celkový počet rozkladov sa vypočíta ako tzv. Sterlingovo číslo druhého rádu: 𝑆(𝑛,𝑘)= 1 𝑘! 𝑖=0 𝑘 (−1) 𝑘−𝑖 𝑘 𝑖 𝑖 𝑛 ak počet tried nie je vopred známy, celkový počet rozkladov = 𝑘=1 𝑛 𝑆(𝑛,𝑘) pr. 12 okresov chceme rozdeliť do 4 tried...? možností, možností ak nepoznáme počet tried riešenie tkvie v redukcii možností pomocou viacrozmerných rozptylových analýz, diskriminačnej analýzy, analýzy hlavných komponentov, faktorovej analýzy, korelačnej analýzy, prijatia podmienky susedstva ZPJ a pod.

23 Základné fázy riešenia RT problémov
1. formulácia problému a cieľa 2. identifikácia ZPJ a diferenciačných predikátov, zber príslušných dát, ich primárne spracovanie, harmonizáciu, štandardizáciu a redukciu 3. voľba mier podobnosti, resp. nepodobnosti v príp. formálnej RT výber transformačnej procedúry v prípade funkčnej RT 4. voľba adekvátnej RT metódy a vlastného taxonomického procesu 5. zhodnotenie RT výsledkov v prípade funkčnej regionalizácie možno 4. a 5. krok opakovať – tzv. iterácia z uvedeného vyplýva, regionálne systémy vymedzené metódami RT nie sú nezávislé od zvolenej metodológie, ktorá sa použila na ich identifikáciu. Výsledky RT procesu sú teda subjektívne, ale objektívne verifikovateľné

24 Koniec