Universitatea din bucureşTI

3.2.4. Metoda deductivă corespunde drumului invers, de la general la particular. Ea ascunde în sine pericolul forţării realităţi în modele ideatice concepute apriori, şi nu bazate pe generalizări ale realului (de exemplu, ciclul de eroziune al lui Davis, structurat în fazele de tinereţe, maturitate şi bătrâneţe a reliefului, care, de multe ori, nu corespund „realităţii” terenului.. Astfel, un relief deltaic, cel al unei câmpii de bază au aspect „îmbătrânit”, fiind însă teritorii foarte „tinere”). Atunci când deducţia urmează procesul inductiv, ea poate ajuta la dezvoltarea geografiei generale prin constatarea şi explicarea unor abateri de la regulile formulate.

3.2.5. Metoda analizei a stat la baza evoluţiei ştiinţei. Analiza, pentru a fi constructivă, trebuie raportată neîncetat, prin intermediul sintezei, la întreg. Analiza geografică trebuie să fie funcţională, indicând rolul elementelor în structura întregului, statistică (raportând serii de date, pe baza cărora să poată fi formulate ipoteze probabilistice), armonică, arătând serii de variaţii periodice ale componentelor din sistem şi cartografică, redând desfăşurarea spaţială a faptelor.

Analiza obiectului de studiu în geografie este în funcţie de scară, care reglementează ordonarea anumitor principii. O scară mare de analiză, aplicabilă unor suprafeţe restrânse dimensional, urmează în cercetare principiul structurării de jos în sus, de la elemente cu densitate mare spre învelişuri mai puţin dense, şi principiul primarităţii, de la învelişuri primare la cele secundare, ca rezultat al evoluţiei interdependente a primelor. Principiul importanţei şi al influenţei în sistem transcede criteriile anterioare în ordonarea cercetării şi devine principiu coordonator esenţial la scări mici de analiză, care privesc suprafeţe extinse la nivelul Globului.

Pe aceste criterii, analiza geografică pe areale restrânse se va structura de la localizare şi limite, la detalierea aspectelor ce ţin de condiţiile geologice, relief, climă – ca element esenţial care modifică toate celelalte aspecte privind apele, vegetaţia, fauna şi solurile, la probleme privind interacţiunea om-mediu, dar şi a aspectelor ce ţin de aşezări şi comunitatea umană aparţinătoare.

Studiul unor areale vaste la nivel planetar determină o reorientare analitică, pe principiul elementului cu influenţă maximă în sistem. Acesta este la nivel global clima, ca expresie a localizării şi formei Pământului, care implică latitudinal o anumită cantitate de energie solară, reflectată în primul rând în regimul termic. Analiza geografică trece de la elementele de localizare la cele climatice, definitorii pentru un anumit sistem hidrologic şi biopedogeografic actual. Aspectele de relief vor fi tratate ca factori de discontinuitate în regimul climatic latitudinal.

Analiza se referă în principal la compoziţia, forma şi dinamica obiectului de studiu. Ca metode analitice specifice în cercetarea geografică, amintim analiza hărţilor generale şi a celor tematice.
3.2.5.1. Metoda analizei hărţii topografice. Harta topografică este instrumentul fundamental de lucru în geografie pentru că ne „aduce pe birou”, la scară redusă, o suprafaţă reală, pentru a putea fi cuprinsă cu privirea. Acest artificiu este necesar pentru a corecta insuficienţa vederii călătorului, transformând intuiţia directă şi succesivă într-o intuiţie indirectă şi simultană. (…) aproape toate imaginile de care se serveşte astăzi geograful cu privire la continente, oceane, lanţuri de munţi, fluvii etc. n-au fost şi nici nu puteau fi dobândite prin intuiţia directă a naturii, ci sunt împrumutate din hărţi (Mehedinţi, 1994, p.108, citat din Armaş, 2006).
3.2.5.2. Metoda analizei aerofotogramelor. Folosirea fotografiei aeriene vine în completarea analizei hărţii topografice. Aceasta, deoarece harta topografică îşi pierde repede actualitatea, mai ales într-o regiune cu relief tânăr şi cu o dinamică mare (de exemplu, Delta Dunării, luncile marilor râuri, versanţii afectaţi de alunecări active etc.). Totodată, într-un fel apar fenomenele geografice în funcţie de anotimp, ceea ce harta topografică nu poate surprinde.
3.5.2.3. Metoda analizei hărţilor tematice. Hărţile tematice sunt produsul cercetării şi al reprezentărilor geografice. În afara acestora, analiza geografică trebuie să se bazeze şi pe informaţii geologice. Geograful nu face o analiză şi interpretare geologică a hărţii geologice, ci urmăreşte raportul dintre rocă, structură şi forma pe care o îmbracă topografia. Ca procedeu, se interpretează geologia, în cadrul topografic detaliat.

În geomorfologie, această metodă devine utilă atât în explicarea unor procese actuale, cât şi în determinarea vârstelor unor suprafeţe morfologice. De exemplu, dacă o terasă retează mai multe strate cu vârste diferite, ea trebuie să fie mai nouă decât cel mai nou strat retezat, dar mai veche decât depozitul care o parazitează.

3.2.6. Metoda sintezei nu poate exista în lipsa analizei cu care se intercondiţionează. Sinteza reprezintă veriga care reface unitatea întregului, sub două aspecte: ca prezentare unitară a structurii spaţiale a formelor şi ca teorie despre legile proceselor ce dau dinamismul succesiunii formelor. Sinteza trebuie să se regăsească în oricare lucrare geografică, sub forma unui capitol de concluzii. Acesta reface, pe o treaptă superioară de cunoaştere, unitatea obiectului cercetat.
3.2.7. Metoda comparativă constă în evaluarea diverselor fenomene de acelaşi gen, pentru a deprinde deosebirile şi asemănările dintre ele, în vederea evidenţierii unor legături legice. Comparaţia trebuie să fie hologeică, adică formele aceluiaşi fenomen trebuie urmărite în suprafaţă, şi holocronică, comparând fenomenele în timp (Mehedinţi, 1931).

„(…) geografia, voind să ajungă la descrieri tot mai caracteristice, compară grupe tot mai largi de fenomene, adică devine comparativă şi caută pas cu pas să grupeze obiectele geografice în specii, genuri, familii etc., tocmai ca şi alte ştiinţe ale naturii” (Mehedinţi, 1994, p214, citat din Armaş, 2006).

3.2.8. Metoda istorică a fost adoptată de către geografi începând cu secolul al XVIII-lea, odată cu dezvoltarea concepţiei evoluţioniste în ştiinţă. În secolul al XIX-lea, Humboldt scria că „nu trebuia separată total descrierea naturii de istoria naturii. Geognostul nu poate înţelege actualul fără trecut” (Cosmos, 1844, p.4). Metoda istorică a stat atât la baza conturării unei direcţii paleogeografice şi a unei geografii istorice.
3.2.9. Metoda dinamică constă în observarea directă, prin intermediul reţelei de staţii de profil, a schimbărilor actuale ale faptelor geografice sau a observării lor indirecte, prin intermediul unor fotografieri şi cartări periodice (Donisă, 1977).
3.2.10. Metoda experimentală se referă la reproducerea, în condiţii de laborator sau de teren, a unor procese sau fenomene, pentru a putea fi studiate. Caracteristica esenţială a metodei experimentale constă în tendinţa spre coerenţa unui sistem de relaţii, controlate prin experienţă. Experimentul este observaţia provocată şi controlată. Pentru experiment, două aspecte sunt fundamentale (Zlate, 2000): capacitatea de a verifica ipotezele cauzale (cauzalitatea neputând fi verificată decât în condiţii experimentale) şi posibilitatea pe care o oferă de a controla situaţiile experimentale.

Experimentul se bazează pe o ipoteză şi permite în acelaşi timp verificarea altor ipoteze. Ipoteza este răspunsul provizoriu la o problemă de cercetat. Experimentul înseamnă controlul şi manipularea variabilelor independente, pentru a obţine răspunsuri ale variabilelor dependente, în condiţiile reducerii acţiunii altor factori, confirmând sau infirmând ipoteza de lucru.

Prin variabilă se înţelege o anumită caracteristică (atribut), care indică proprietatea fenomenelor de a se schimba şi de a lua valori diferite, ce urmează a fi măsurate. Variabilele dependente sunt cele care fac obiectul observaţiei şi a căror variaţie este evaluată în experiment. Ele se numesc „dependente”, deoarece valorile pe care le vor înregistra în cursul experimentului se vor modifica în funcţie de condiţiile manipulate de experimentator. Variabila dependentă trebuie să satisfacă o serie de condiţii: să fie sensibilă la variaţiile celei independente, să fie bine definită şi uşor de măsurat, pentru a putea fi investigată şi ulterior, astfel încât, repetând experimentul, efectele să fie aceleaşi.

Variabilele independente sunt cele care produc variaţia celor dependente, iar modalităţile lor nu depind de nici o altă variabilă.

Justificarea necesităţii experimentului, ca urmare a costurilor ridicate pe care le implică, se decide în funcţie de scopul şi valoarea ştiinţifică a cercetării, prin gradul de reprezentativitate şi transferabilitate a rezultatelor obţinute (Armaş, 1998). Limitele experimentului geografic ţin de dimensiunea spaţială şi temporală a fenomenelor de investigat şi sunt de natură epistemologică. Intervenind în desfăşurarea evenimentelor, experimentul le constrânge, uneori chiar le transformă.

În cazul experimentului de laborator, metoda experimentală este greu de implementat în geografie, prin natura complexă şi dimensiunea obiectului de studiu, care ridică probleme majore de reducere la scară.

Gradul de control asupra condiţiilor de experimentare este un factor decisiv, în funcţie de care Slaymaker (1980) menţiona în geografia fizică, pentru geomorfologie, trei categorii de experiment:

• 
  prin intervenţie deliberată asupra condiţiilor naturale pentru a facilita simularea dezvoltării formelor de relief dorite;
  
• 
  prin selectarea unei anumite forme de relief existente şi monitorizarea ei sub aspectul schimbărilor în timp, datorate acţiunii unuia sau a mai multor agenţi exogeni (experiment natural). Este metoda cea mai simplă şi, în consecinţă, şi cea mai frecvent utilizată, deoarece nu necesită intervenţia antropică în morfogeneză sau o bază materială costisitoare;
  
• 
  stratificarea arealului test pe mai multe „areale de studiu”, în funcţie de un anumit criteriu şi înregistrarea în timp a schimbărilor pe diferite „niveluri” de analiză, datorate intervenţiei unuia sau a mai multor agenţi modelatori. Este metoda cea mai apropiată de spiritul cercetării geografice, prin includerea elementului spaţio-temporal în studiul diferenţierii areale a parametrilor proceselor actuale, reflectabili în bilanţul de masă. Criteriile delimitării pot fi de natură litologică, ţinând de utilizarea terenurilor, cu valoare geomorfologică (Schumm, 1973), climatică (Rapp, 1974), pe bazine hidrografice, pe baza „sistemelor teritoriale” (Conacher, Darlymple, 1977) sau a etajării parametrilor climatici (Bovis, 1978, citat de Armaş, 1998).
  

Demersurile întreprinse de cercetător în aplicarea metodei experimentale se referă, în principal, la următoarele aspecte:

• 
  Formularea problemei de cercetat, ca întrebare care decurge logic din observarea obiectului de studiu;
  
• 
  Generarea surselor de variaţie, respectiv, stabilirea variabilei dependente ce urmează a fi investigată;
  
• 
  Formularea paradigmei experimentale, stabilirea condiţiilor specifice în care va fi studiată variabila dependentă şi modul de tratare experimentală se creează un cuplu, numit paradigmă experimentală;
  
• 
  Emiterea şi testarea ipotezei cercetării. Ipoteza cercetării este răspunsul provizoriu la problema dată, care urmează a fi verificat experimental. Pentru ca o idee să fie generatoarea unui demers experimental, este necesară satisfacerea unei serii de condiţii: să fie bine definită variabila dependentă, să se stabilească una sau mai m,ulte variabile independente, care vor reprezenta surse de variaţie, să existe predicţia unui efect, respectiv, a felului în care sursa de variaţie va afecta variabila dependentă.
  
• 
  Manipularea experimentală propriu-zisă, într-o expresie generică, se rfră la stabilirea a cel puţin două stări ale variabilei independente.
  
• 
  Elaborarea planului experimental, principala problemă fiind testarea existenţei unui efect paradigmatic, folosindu-se de o situaţie de „control” sau a unor planuri de tipul „înainte” şi „după”.
  

3.2.11. Metoda modelării a cunoscut o aplicabilitate mai mare odată cu introducerea modelării matematice în geografie, pe principiile teoriei generale a sistemelor. Metoda porneşte de la cuantificarea relaţiilor dintre componentele unui sistem, a schimburilor de masă şi energie etc. Rezultatul modelării, modelul, se doreşte o copie simplificată a realităţii, putând fi de ordin material (harta în relief, macheta, globul) sau ideal (mintal), când se foloseşte de limbaj, simboluri, grafică, modele matematice.

Ca să ajungă la model, trebuie întotdeauna să existe mai multe obiecte din aceeaşi clasă (în funcţie de scară: alunecări, văi, dealuri, depresiuni etc.), pentru a se putea extrage media proprietăţilor, care să stea la baza modelului. Aceste proprietăţi se referă la caracteristici structurale şi de mărime (volum, suprafeţe, altitudini etc.), la alte caracteristici cantitative (pante, expunere în cazul reliefului, de exemplu) sau dinamice (procese actuale).

În procesul modelării, trebuie extinsă cercetarea în teren, avându-se în vedere:

• 
  definirea raportului observaţie-experiment-credibilitate;
  
• 
  posibilitatea de introducere „elastică” a modificărilor în reprezentările grafice – ca sisteme de comunicare pentru verificare;
  
• 
  identificarea unor criterii de extindere a limitelor impuse de aria de observare şi, respectiv, de reprezentare a modelului (scop, scară, adresabilitate etc.);
  
• 
  stabilirea concretă a raporturilor de determinare, întindere, apartenenţă propriu-zisă, derivare – privind fenomenul/procesul analizat;
  
• 
  stabilirea (în mod etapizat) a limitelor de abordare, extindere, reprezentare a relaţiilor dintre punctual/punctiform şi vectorial, a liniarităţi şi, respectiv, a sensului evoluţiei procesului sau a neliniarităţii lui.
  

Insuficienţa observaţiilor făcute poate duce la elaborarea unui model criticabil şi, oricum, neelocvent. La un acelaşi rezultat poate trimite şi adresabilitatea în faţa unui auditoriu neatenţionat şi nefamiliarizat cu întreaga gamă metodologică (de observare, de interpretare) folosită.
3.2.12. Metode informaţional-geografice. În raport cu prelucrarea analogică a datelor – bazată pe interpretarea vizuală – cea digitală are o sferă de cuprindere mult mai largă pentru analiza, stocarea, modelarea şi reprezentarea unor imagini şi procese naturale. Avantajul utilizării unui număr foarte mare şi variat de date, indiferent de scara de analiză, mijloacele expresive de vizualizare, cât şi introducerea cu uşurinţă a datelor şi observaţiilor de teren, au făcut în ultimul timp din Sistemele Informaţionale Geografice (SIG) o metodă complexă de cercetare, cu o largă aplicabilitate în geoştiinţe. Un SIG este folosit când sunt necesare operaţii spaţiale asupra datelor.

Sistemele Informaţionale Geografice sunt mai mult decât o simplă metodă, ele reprezintă o metodologie în sine, constituită din ansamblul de persoane, echipamente, metode (algoritmi), norme, având drept scop culegerea, validarea, stocarea, analiza, prelucrarea şi vizualizarea aspectelor mediului geografic.

În acest sens, datele, reprezintă observaţii brute (un semn, un număr, un şir de caractere care pot fi reprezentate pe un suport oarecare), lipsite de structură şi context, şi fără posibilitate de interpretare (de exemplu, un nume, o valoare altimetrică etc.).

O colecţie de date pentru care s-a definit un anumit mod de ordonare a elementelor componente se numeşte structură de date (database). Acestor relaţii de ordine a structurii le corespunde un mecanism specific de selecţie şi identificare a fiecărei componente. O dată căreia i s-a atribuit o anumită semnificaţie se numeşte informaţie, adică reprezintă un atribut, o caracteristică a unei entităţi oarecare. Informaţiile stau în date prelucrate, astfel încât să comunice cunoştinţe.

Informaţia conţinută în baza de date este structurată pe două categorii: informaţie spaţială (care să comunice localizarea, forma şi relaţiile spaţiale dintre elemente) şi informaţie descriptivă, textuală sau tabulară. Un SIG lucrează cu două tipuri fundamentale de modele geografice: modelul raster, în care teritoriul este divizat într-o serie de celule şi modelul vector, cel mai utilizat, unde orice element poate fi de tipul unui punct, linie sau poligon, informaţia fiind codificată şi stocată ca o colecţie de coordonate x, y (fig. 3).

Fig. 3. Structura unui SIG (după Benea, din Armaş, Damina, 2001)
În analizele SIG se foloseşte termenul de model, făcându-se distincţia clară între suprafaţa terestră reală şi reprezentarea ei digitală, deoarece atât modelul raster, cât şi cel vectorial nu pot reda cu fidelitate terenul. Pentru acelaşi teritoriu pot fi folosite mai multe modele, alegerea unuia dintre ele făcându-se după criterii precum: scopul cercetării, acurateţea surselor de date utilizate, volumul datelor existente etc.

Etapele elaborării uni SIG se structurează astfel: identificarea problemei, achiziţia datelor, integrarea datelor în sistemul SIG (presupunând proiectarea bazei de date, asocierea atributelor nonspaţiale datelor vectoriale; adăugarea straturilor tematice şi actualizarea permanentă), analiza datelor şi evaluarea problemelor cercetării, prezentarea rezultatelor şi propunerea soluţiilor optime pentru diferite scenarii posibile.

Sursele de date pentru obţinerea informaţiei digitale sunt foarte bogate, dar încă la un nivel destul de mare de subiectivitate şi erori. Achiziţia datelor spaţiale se face prin scanarea, digitizarea şi corectarea geometrică a planurilor existente, a imaginilor satelitare şi aeriene, informaţii completate de observaţii şi cartări de pe diferite hărţi tematice şi din teren. Achiziţia datelor textuale se face prin introducerea de la tastatură (date statistice etc.), urmată de specificarea caracteristicilor atributelor, completarea tabelelor de atribute şi verificarea erorilor. Prelucrarea datelor spaţiale prezintă mai multe faze, care se structurează în verificarea şi înlăturarea erorilor mari de digitizare, construirea topologiei, respectiv, a modelului digital de teren, identificarea şi corectarea eventualelor erori.

Reproducerea formei/topografiei terenului sub forma unei „suprafeţe” în spaţiu prin interpolarea curbelor de nivel, fiecărui element de suprafaţă fiindu-i atribuite coordonatele georeferenţiale x, y şi z (longitudine, latitudine, altitudine), constituie modelul digital al terenului (MTD), (fig. 4).

Există un număr foarte mare de metode de interpolare, fiecare prezentând avantaje şi dezavantaje mai mari sau mai mici. Triangulaţia este una din metodele cele mai des utilizate în modelarea suprafeţelor continui şi reprezentarea formelor de relief, având avantajul de a se adapta foarte bine la marea varietate topografică.

Fig. 4. Exemplu de MDT pe limita estică a bazinului montan al Prahovei (Oprea, 2005)
Principalul dezavantaj în crearea MDT-ului din interpolarea curbelor de nivel este tendinţa de uniformizare a suprafeţei terestre între două curbe, prin înglobarea unor detalii, „netezindu-se” în acest fel terenul. Acest lucru este cu atât mai dezavantajos în zonele joase, cu diferenţe mici de nivel, unde absenţa informaţiei duce la crearea unor triunghiuri mari, care înglobează particularitatea locală.

Astfel, alegerea metodei de interpolare se face în funcţie de tipul de suprafaţă care urmează a fi generată. Metodele de interpolare pot fi clasificate în metode globale sau locale şi, de asemenea, în metode exacte şi inexacte. Un interpolator „global” generează o suprafaţă folosind tot setul de date dintr-o dată, spre deosebire de un interpolator „local”, care utilizează, pentru calcularea noilor valori, doar punctele cele mai apropiate şi de valori cunoscute, păstrând în acest fel particularitatea locală. Metodele de interpolare exactă reţin valorile originale ale sursei de date, iar cele inexacte pot genera noi valori punctelor din sursa de date.

Stabilirea rezoluţiei MDT este, de regulă, un compromis între fidelitatea reprezentării topografice şi respectarea limitelor practice ale surselor de date. Determinarea rezoluţiei care să se potrivească cu informaţia conţinută în sursele de date este importantă, pentru că influenţează direct stocarea eficientă a informaţiei.

Din cadrul unui MDT se pot obţine date privind:

• 
  topografia văilor, torenţilor, versanţilor etc., pante ale elementelor suprafeţelor (ale versanţilor, văilor, albiilor etc.);
  
• 
  direcţia de scurgere a apelor pluviale;
  
• 
  direcţia şi zonele de acumulare ale apelor pluviale;
  
• 
  formarea torenţilor, a afluenţilor, precum şi delimitarea bazinelor hidrografice, cu identificarea conexiunilor (confluenţe, bifurcaţii);
  
• 
  profile longitudinale şi transversale ale râului şi afluenţilor, pante, distanţe, harta zonelor inundate;
  
• 
  hărţile arealelor cu anumite potenţialităţi, pretabilităţi, vulnerabilităţi sau supuse anumitor pericole.
  

3.2.13. Metoda desenului ştiinţific după natură şi procedee de realizare. Observaţia, informaţia primară, analiza pe teren şi aprecierea mentală a raportărilor geometrice spaţiale în relaţie de timp, reprezintă ceea ce „simte”, măsoară, probează, urmăreşte specialistul pe teren. El caută să identifice sursele, să imagineze un model de desfăşurare, care să-l conducă în momentul observaţiei, la un efect de stop cadru. El trebuie să descrie grafic şi să recreeze prin modelare evoluţia fenomenului/procesului pentru a da soluţiile cerute.

Operaţiunea de cartare se efectuează pe teren şi, complementar, în birou, pe hărţi, material grafic, aerofotograme etc., de către un specialist sau o echipă interdisciplinară de specialişti.

O modalitate eficientă în identificarea problematicii pe teren o reprezintă desenul ştiinţific după natură. Acesta poate completa mult mai elocvent decât o fotografie produsul cartografic final, atunci când se transmit informaţii genetice, relaţionale, mai ales în perspective de ansamblu. Fotografia redă fidel individualul sau pitorescul, dar prin neselectarea informaţiei, ea devine dificil de interpretat în cazul imaginilor panoramice, cu trimitere directă în susţinerea unei succesiuni de interrelaţii.

Dacă desenul după natură nu îndeplineşte cerinţele estetice, el poate servi doar muncii de identificare a problematicii pe teren, produsul cartografic final fiind completat prin fotografii, în care să fie puse în evidenţă (prin haşuri, îngroşarea conturului, săgeţi etc.) obiectele şi relaţiile de interes(fig. 5).

Fig. 5. Exemplu de punere în evidenţă pe o fotografie a unor elemete morfologice şi antropice
Desenarea obiectelor cât mai veridic, cu determinarea corectă a direcţiei liniilor şi cu înfăţişarea proporţională a suprafeţelor, presupune observarea nepărtinitoare, obiectivă a realităţii. Este vorba despre un proces mintal, complex şi individual, având la bază conduita unui autodidact care, pe calea introspecţiei, prin observarea, cunoaşterea şi perfecţionarea propriei persoane, urmăreşte dezvoltarea nivelului de sensibilitate perceptuală a realităţii.

Alături de acest proces, care ţine de individualitatea fiecăruia, există câteva repere metodologice care permit observaţia ştiinţifică şi metodologia reprezentărilor grafice.

Între schiţa de hartă şi desenul ştiinţific după natură (fig. 6) există diferenţe de abordare, metodologie, complexitate şi funcţionalitate. Schiţa de hartă redă în plan realitatea de teren, la scară foarte mare (1:500, 1:200), prin semne convenţionale standardizate sau noi, concepute în funcţie de cerinţele concrete pe care le ridică studiul. Desenul după natură este o reconstituire interpretată ştiinţific a realităţii tridimensionale, cu o larghă adresabilitate şi un înalt impact vizual.