النماذج المستخدمة في الجغرافيا: الأهمية والحاجات والميزات وتفاصيل أخرى

اقرأ هذه المقالة للتعرف على النماذج المختلفة المستخدمة في الجغرافيا: الأهمية والاحتياجات والمميزات والأنواع والتصنيف العام للنماذج!

في فترة ما بعد الحرب العالمية الثانية ، شهد تعريف الجغرافيا والفكر الجغرافي والمنهجية الجغرافية تحولا كبيرا.

من أجل وضع الموضوع على أساس سليم وقيادة الاحترام في التخصصات الشقيقة ، ركز الجغرافيون بشكل متزايد في العقود القليلة الماضية على موضوع التعميم الجغرافي ، وصياغة النماذج والنظريات والقوانين العامة. يُعرف هذا التعميم الجغرافي أيضًا باسم "بناء النماذج".

تم تعريف مصطلح "نموذج" بشكل مختلف من قبل الجغرافيين المختلفين. في رأي Skilling (1964) ، فإن النموذج هو "إما نظرية أو قانون أو فرضية أو فكرة منظمة. الأهم من ذلك ، من الناحية الجغرافية ، يمكن أن يشمل أيضًا التفكير حول العالم الحقيقي (المشهد الطبيعي والثقافي) عن طريق العلاقة في الفضاء أو الزمان. يمكن أن يكون دورًا أو علاقة أو معادلة ".

ويرى أكوف أن "النموذج يمكن اعتباره عرضًا رسميًا لنظرية أو قانون باستخدام أدوات المنطق والنظرية والرياضيات". ووفقًا لـ Haines-Young و Petch ، فإن "أي جهاز أو آلية تولد التنبؤ هو نموذج". وبالتالي ، فإن النمذجة ، مثل التجارب والملاحظة ، هي ببساطة نشاط يمكّن من اختبار النظريات وفحصها بشكل نقدي.

يمتلك معظم الجغرافيين في فترة ما بعد الحرب العالمية الثانية نماذج مدروسة على نطاق واسع على أنها تمثيل مثالي أو مبسط للواقع (المشهد الجغرافي والعلاقة بين الإنسان والطبيعة).

أهمية النموذج:

الجغرافيا هي تخصص يتناول تفسير العلاقة بين الإنسان والطبيعة. غير أن الأرض - وهي الوثيقة الحقيقية للدراسات الجغرافية - معقدة للغاية ولا يمكن فهمها بسهولة. سطح الأرض لديه تنوع مادي وثقافي كبير.

في الجغرافيا ، ندرس الموقع والتضاريس والمناخ والتربة والنباتات الطبيعية والتوزيع المكاني للمعادن واستخدامها من قبل البشر مما يؤدي إلى تطوير المشهد الثقافي. علاوة على ذلك ، تعد الجغرافيا موضوعًا ديناميكيًا حيث تتغير الظواهر الجغرافية في المكان والزمان.

يمكن دراسة موضوع الجغرافيا ، أي العلاقة المعقدة بين الإنسان والبيئة ودراستها علمياً من خلال فرضيات ونماذج ونظريات. الهدف الأساسي لجميع النماذج هو تبسيط الوضع المعقد وبالتالي جعله أكثر قابلية للتحقيقات. في الواقع ، تعتبر النماذج أدوات تسمح باختبار النظريات. وجهة نظر أكثر تقييدًا من النماذج هي أنها أجهزة تنبؤية.

الحاجة إلى النمذجة في الجغرافيا :

يهتم الجغرافيون بصنع القوانين والنظريات في تخصصاتهم مثل تلك الموجودة في العلوم الطبيعية والبيولوجية والاجتماعية. النموذج هو أداة لفهم نظام التفاعل الواسع الذي يضم البشرية جمعاء وبيئتها الطبيعية على سطح الأرض. هذا بالطبع لا يمكن تحقيقه إلا بطريقة عامة للغاية.

لذلك ، يتم عمل النمذجة في الجغرافيا للأسباب التالية:

1 - غالباً ما يكون النهج القائم على النموذج هو الوسيلة الوحيدة الممكنة للتوصل إلى أي نوع من التقدير الكمي أو القياس الرسمي لظواهر غير ملحوظة أو لا يمكن ملاحظتها. تساعد النماذج في التقديرات والتنبؤات والمحاكاة والاستكمال الداخلي وتوليد البيانات. ويمكن التنبؤ بالنمو المستقبلي وكثافة السكان ، واستخدام الأراضي ، وكثافة المحاصيل ، ونمط الهجرة للسكان ، والتصنيع ، والتحضر ونمو الأحياء الفقيرة بمساعدة هذه النماذج. هذه مفيدة جدا في التنبؤ بالطقس ، وتغير المناخ ، والتغير في مستوى سطح البحر ، والتلوث البيئي ، وتآكل التربة ، ونضوب الغابات وتطور التضاريس.

2. يساعد نموذج في وصف وتحليل وتبسيط نظام جغرافي. يمكن فهم النظريات المحلية للصناعات وتقسيم استخدام الأراضي الزراعية وأنماط الهجرة ومراحل تطور التضاريس بسهولة وتوقعها بمساعدة النماذج.

3. البيانات الجغرافية هائلة ومع مرور كل يوم ، تصبح هذه البيانات أكثر فأكثر صعوبة في الفهم. يتم إجراء النمذجة لهيكلة واستكشاف وتنظيم وتحليل البيانات الهائلة التي تم الحصول عليها من خلال نمط التمييز والارتباط.

4. يمكن استخدام النماذج البديلة كـ "مختبرات" للمراقبة البديلة للأنظمة ذات الأهمية والتي لا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر ، ولتجريب وتقدير آثار وعواقب التغييرات المحتملة في مكونات معينة ، وكذلك لتوليد سيناريو التطور المستقبلي والحالات النهائية. نظام الاهتمام.

5. تساعد النماذج في تحسين فهم الآلية السببية والعلاقات بين الخصائص الجزئية والكليّة للنظام والبيئة.

6. تقدم النماذج إطارًا يمكن من خلاله تمثيل البيانات النظرية رسمًا رسميًا ، ثم وضع صحتها التجريبية تحت الفحص.

7. النمذجة يوفر الاقتصاد اللغوي للجغرافيين وعلماء الاجتماع الذين يفهمون لغتهم.

8. النماذج تساعد في بناء النظريات والقوانين العامة والخاصة.

ميزات النموذج:

الملامح الرئيسية للنموذج هي على النحو التالي:

1. إن الواقع الجغرافي لعلاقة سطح الأرض والرجل والبيئة معقد للغاية. النماذج هي الصور المختارة للعالم أو جزء منه. بمعنى آخر ، لا يتضمن النموذج جميع السمات المادية والثقافية لمنطقة ماكرو أو ميكروية. في الواقع ، النموذج هو موقف انتقائي للغاية للمعلومات.

2. نماذج تعطي أهمية أكبر لبعض الميزات وإخفاء وتشويه البعض الآخر.

3. نماذج تحتوي على اقتراحات للتعميم. كما ذكر أعلاه ، يمكن إجراء توقعات حول العالم الحقيقي بمساعدة النماذج.

4. النماذج هي المقارنات لأنها مختلفة عن العالم الحقيقي. بمعنى آخر ، تختلف النماذج عن الواقع.

5. نماذج تشجعنا على صياغة الفرضية ومساعدتنا في التعميم وبناء النظرية.

6. تظهر النماذج بعض ملامح العالم الحقيقي في شكل أكثر مألوفة ، مبسطة ، يمكن ملاحظتها ، يسهل الوصول إليها ، سهلة التكوين أو يمكن السيطرة عليها ، والتي يمكن استخلاص الاستنتاجات منها.

7. توفر النماذج إطارًا يمكن فيه تعريف المعلومات وجمعها وترتيبها.

8. تساعد النماذج في الضغط على الحد الأقصى لمقدار المعلومات من البيانات المتوفرة.

9. النماذج تساعد على تفسير كيف تنشأ ظاهرة معينة.

10. تساعدنا النماذج أيضًا على مقارنة بعض الظواهر مع الظواهر الأكثر شيوعًا.

11- تتسبب النماذج في تصور مجموعة من الظواهر وتفهمها لا يمكن فهمها بسبب حجمها أو تعقيدها.

12. نماذج تشكل خطوات إلى بناء النظريات والقوانين.

أنواع النماذج:

كما تم وصفه سابقًا ، تم استخدام مصطلح "نموذج" في مجموعة كبيرة ومتنوعة من السياقات. بسبب التنوع الكبير ، من الصعب تحديد حتى أنواع واسعة من النماذج دون غموض. قسم واحد هو بين الوصفية والمعيارية. يتعلّق النموذج الوصفي ببعض الوصف الأسلوبي للواقع ، في حين يتناول النموذج المعياري ما يمكن توقع حدوثه في ظل ظروف معينة محددة أو مفترضة. قد تكون النماذج الوصفية معنية بتنظيم المعلومات التجريبية ، وتوصف بأنها بيانات ، أو تصنيفية (تصنيفية) ، أو نماذج تصميم تجريبية. وعلى العكس من ذلك ، تنطوي النماذج المعيارية على استخدام وضع أكثر دراية كنموذج لواحد أقل دراية ، إما في وقت (تاريخي) أو بمعنى مكاني (جغرافي) ولها دلالة تنبؤية قوية.

على أساس الأشياء (البيانات) التي يتم إنتاجها منها ، يمكن أيضًا تصنيف النماذج إلى أجهزة أو نماذج فيزيائية أو تجريبية. قد يكون النموذج المادي أو التجريبي مبدعًا (على شكل المعبود) حيث يتم عرض الخصائص ذات الصلة للعالم الحقيقي بنفس الخصائص مع تغيير في الحجم فقط. على سبيل المثال ، الخرائط والكرات الأرضية والنماذج الجيولوجية هي نماذج مادية أو تجريبية. قد تكون النماذج تمثيلية (محاكاة) لها خصائص العالم الحقيقي ممثلة بخصائص مختلفة. تهتم نماذج التماثلية أو المحاكاة مع التأكيد الرمزي من النوع اللفظي أو الرياضي من الناحية المنطقية.

التصنيف العام للنماذج:

وكما هو مذكور في البداية ، فإن تعقيد المناظر الطبيعية الجغرافية والحالات الجغرافية لهو أهمية خاصة في دراسة النماذج الجغرافية. تم تصميم عدد كبير من النماذج واعتمادها وتطبيقها من قبل الجغرافيين.

تم إعطاء تصنيف أكثر بساطة للنماذج الموضحة مع أمثلة على النحو التالي:

نماذج مصغرة:

ربما تكون نماذج المقاييس ، التي تسمى أيضًا نماذج الأجهزة ، هي أسهل أنواع التقدير لأنها نسخ مباشرة ، وعادة ما تكون على نطاق أصغر من الواقع. قد تكون نماذج القياس إما ثابتة ، مثل نموذج سطح أرضي لنموذج جيولوجي ، أو ديناميكي ، مثل خزان موجة أو مجرى نهر. ربما تكون النماذج الديناميكية أكثر إثارة للاهتمام ومفيدة في العمل الجغرافي. الميزة الكبرى التي يتمتع بها النموذج الديناميكي على الواقع هي أنه يمكن التحكم في العمليات الجراحية. وهذا يسمح بدراسة كل متغير على حدة.

في الخزان الموجي ، يمكن قياس تأثير حجم المواد ، وطول الموجة ، وشدة الموجة على منحدر الشاطئ بدقة تامة إذا تم الحفاظ على متغيرين ثابتين بينما يتغير الشكل الثالث. إذا تم رسم زاوية ميل الشاطئ الناتجة لكل متغير في المقابل ، فإن النقاط التي يتم الحصول عليها في كل حالة قد تقع في خط مستقيم تقريباً مما يشير إلى علاقة مهمة ، أو في مبعثر منتشر مما يوحي بوجود علاقة ضئيلة أو معدومة. قد لا تظهر العلاقات الوثيقة التي يكشف عنها النموذج على الشاطئ الطبيعي حيث لا يمكن التحكم في متغيرات الموجة.

ومع ذلك ، هناك صعوبات في تطبيق نتائج الدراسات النموذجية من هذا النوع على الوضع الطبيعي. واحدة من هذه هي مشكلة الحجم. إذا تم قياس حجم الموجة وحجم المادة بنفس النسبة ، فإن رمال هذا النموذج ستصبح كبيرة الحجم في الطبيعة - ولا تتفاعل هاتان المادتان بالمثل مع الموجات. مرة أخرى إذا تم تقليص الرمل في الطبيعة إلى حجم النموذج ، فسيكون الطمي أو الطين الذي يستجيب بشكل مختلف عن الرمال تحت إجراء الموجة.

على الرغم من هذه الصعوبات ، إلا أن نماذج المقاييس قد أسفرت عن نتائج مفيدة للغاية في العديد من مجالات التحقيق. إن حقيقة أن المهندسين يصنعون نموذجاً قياسياً قبل الشروع في أي مشروع كبير مثل تحسين النهر ، أو إنشاء السدود ، أو حفر القناة ، أو الانهيارات الأرضية ، أو ارتفاع المد والجزر ، أو التنبؤ بالفيضانات ، أو مخطط أعمال الميناء ، يدل على قيمة هذا النوع من الطراز.

غالباً ما يتم استخدام نماذج المقياس من قبل الجغرافيين الطبيعيين وخاصة من قبل الجيومورفولوجيين. في الواقع ، قام علماء الجيومورفولوجيا ببحوث أساسية باستخدام نماذج القياس من أجل التحقق من العمليات التي يصعب مراقبتها في الظروف الطبيعية ، مثل نشاط النهر ، والحركة الجليدية ، وتعرية الرياح ، والعمليات البحرية ، وتآكل المياه الجوفية.

خرائط:

الخرائط هي النماذج الأكثر شيوعًا لدى الجغرافيين. وهي نوع خاص من نموذج المقياس الذي أصبح أكثر تجريدًا حيث يصبح المقياس أصغر. في أحد طرفي الطيف ، تكون الصورة الرأسية الهوائية العمودية ستيريو التي توفر نموذجًا حقيقيًا فعليًا للعالم الحقيقي. ومع ذلك ، فهو ثابت ولا يمثل سوى المساحة المعروضة في وقت واحد. تفقد صورة الهواء العمودية البسيطة انطباعًا بارزًا ، ولكنها لا تزال تعرض جميع العناصر المرئية في المشهد تقريبًا إلى الحجم الفعلي.

تفقد الخريطة واسعة النطاق الكثير من تفاصيل المشهد على الرغم من أنها يمكن أن تعرض المباني والطرق والميزات الأخرى بهذا الحجم بدقة. ومع انخفاض المقياس تصبح المعلومات أكثر رمزية ولم يعد من الممكن إظهارها بحجمها الحقيقي ؛ يجب حذف المزيد من التفاصيل. ومع ذلك ، يمكن للخريطة أن تعطي مؤشرا على الارتياح عن طريق الكفافات ، التظليل على التلال والظواهر ؛ هذا مفقود من الصورة الجوية العمودية البسيطة. ميزة أخرى لها خرائط على الواقع هي أنها تظهر مساحة كبيرة جدًا في وقت واحد ، بحيث يمكن تقدير العلاقات الفضائية المتبادلة بسهولة ومقارنة أكثر مما يمكن على الأرض.

تستخدم العديد من الخرائط رموزًا لإظهار ميزات أو توزيعات معينة مثل الكثافة السكانية ؛ هذه هي أكثر تجريدية وإزالتها من الواقع الذي تمثله. يمكن الحصول على نظرة جديدة إلى منطقة مألوفة من خلال رسم خريطة بيانية حيث يكون المقياس غير صحيح لمنطقة ما ، ولكن يتم تعديله لإظهار عدد السكان أو متغير آخر لتغيير الحجم.

هناك حاجة أيضا إلى تعديلات في المساحة والمسافة والاتجاه في الخرائط التي تغطي العالم أو أجزاء كبيرة منه. لا يمكن إعادة إنتاج السطح المنحني بشكل صحيح على سطح مستوٍ أو قطعة ورق مسطحة. في الواقع ، من المستحيل عرض أرض ثلاثية الأبعاد على مستوى ثنائي الأبعاد أو ورقة. قد تكون الأرض ممثلة حقًا على الكرة الأرضية ، ولكن الكرات الأرضية لها فائدة ضئيلة جدًا في الدراسات الجغرافية.

نماذج المحاكاة والنماذج العشوائية:

المحاكاة تعني تقليد سلوك بعض المواقف أو العمليات عن طريق وضع أو جهاز مماثل مناسب ، خاصة لغرض الدراسة أو التدريب الشخصي. تعني الإحصائية العشوائية: تحدد عشوائياً أو ما يتبع بعض التوزيع الاحتمالي العشوائي أو النمط ، بحيث يمكن تحليل سلوكه إحصائياً ولكن لا يمكن التنبؤ به بدقة.

تم تطوير نماذج محاكاة ونماذج عشوائية للتعامل مع المواقف الديناميكية بدلاً من حالة ثابتة تظهر على الخريطة. يحاكي هذا النوع من النماذج عمليات معينة عن طريق الخيارات العشوائية ، ومن هنا يأتي مصطلح "مؤشر ستوكاستيك" ، وهو مصطلح مرتبط بالصدفة. يمكن أن يتضح من خلال تطبيقه على تنمية الصرف الصحي.

بدءاً بنمط مربعات الشبكة يفترض أن مصدر تيار موجود في وسط مربعات معينة تم اختيارها عشوائياً. يتم استخدام الأرقام العشوائية مرة أخرى لتحديد أي من الاتجاهات الأربعة المحتملة ، سوف يتدفق كل تيار ويتم رسم خط لتمثيل مساره بقدر مركز الساحة المجاورة.

من خلال تكرار العملية (مع بعض التحفظات التي تقترب من الواقع) ، تظهر شبكة صرف كاملة تظهر العديد من أوجه الشبه بأنماط الصرف الطبيعية. وهكذا يمكن التوصل إلى نتيجة مفادها أن نمط الصرف الطبيعي لديه بعض عناصر الصدفة في تركيبته.

كما يمكن استخدام نماذج المحاكاة كوسيلة لتحليل عدد كبير من المتغيرات ، وهي مشكلة متكررة في الجغرافيا. على سبيل المثال ، يمكن إظهار تطوير البصاق الساحلي اعتمادًا على عدد من العمليات أو أنواع الموجات المتميزة. يمكن دمج هذه العمليات المختلفة في نموذج بحيث يتم تخصيص نطاق محدد من الأرقام العشوائية لكل منها. كل رقم عشوائي ينتج عنه تشغيل العملية المناسبة. وبهذه الطريقة ، يمكن بناء البصاق عن طريق إجراء العمليات المختلفة بترتيب عشوائي ، ولكن بنسب محددة. إذا كانت البصاق المحاكية تشبه البصاق الحقيقي ، فيمكن للمرء أن يخلص إلى أن العمليات ربما تعمل بالنسبة المحددة في النموذج. وبمجرد العثور على نموذج واقعي يمكن استخدامه للتنبؤ بالتطور المستقبلي للبصاق بشرط أن تستمر العمليات في العمل بنسب مماثلة.

كما استخدمت نماذج محاكاة العشوائية بنجاح في مجال الجغرافيا البشرية لدراسة الانتشار المكاني لمجموعة متنوعة من الظواهر ، بما في ذلك انتشار الأمراض السكانية مثل الملاريا ، والجدري ، والحمى والإيدز أو ابتكارات مثل استخدام قطعة معينة من الآلات والجرارات والأسمدة الكيماوية والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب. يتم جعل المحاكاة واقعية من خلال فرض الحواجز التي يمكن عبورها مع درجة متفاوتة من الصعوبة. تستخدم الأرقام العشوائية لتحديد اتجاه الانتشار ويمكن بعد ذلك تقييم تأثير الحواجز.

يستخدم مصطلح "مونتي كارلو" لوصف بعض النماذج العشوائية ، التي تحدد فيها المصادفة وحدها نتائج كل حركة ضمن شروط النموذج.

يمكن مقارنة نموذج مونت كارلو بنموذج ماركوف الذي يتم فيه تحديد كل تحرك جزئي بواسطة الخطوة السابقة.

تتجلى سلسلة ماركوف في نموذج تطوير الصرف العشوائي الذي تم وصفه أعلاه. تم تطبيق كلا النوعين في العديد من مجالات البحث الجغرافي.

النماذج الرياضية:

تعتبر النماذج الرياضية أكثر موثوقية ولكنها صعبة الإنشاء. إنهم يحجبون الكثير من القيم الإنسانية ، والأسئلة والمواقف المعيارية. ومع ذلك ، لديهم تأكيدات رمزية من النوع اللفظي أو الرياضي من الناحية المنطقية.

على سبيل المثال ، افترض أنني أقدم الوسيطات التالية:

(1) A أكبر من B ، و (2) B أكبر من C.

الآن بحكم (1) و (2) معا ، أقدم النظرية أو الاستنتاج التالي: (3) لذلك ، A أكبر من C.

لن تتغير الصلاحية المنطقية لهذا الاستنتاج مع التغيير في الوقت. منطقيا ، كان يجب أن يكون صحيحا في 3000 قبل الميلاد ، 2000 قبل الميلاد ، 1000 ميلادي ، وسوف يكون صحيحا في عام 2025 م ، 3000 م ، 4000 م وهكذا ، فإن صحة الاستنتاج لا تعتمد على فترة تاريخية محددة. إنها تاريخية.

بنفس الطريقة ، فإن الصلاحية المنطقية للنظرية هي أيضا مكانية. إذا كانت النظرية صحيحة من الناحية المنطقية ، فيجب أن تكون صالحة محليًا في الولايات المتحدة وألمانيا وروسيا وفرنسا وكذلك في الهند وباكستان والصين واليابان.

يمكن تصنيف النماذج الرياضية تبعاً لدرجة الاحتمالية المرتبطة بتنبؤاتها إلى الحتمية والافتراضية.

تمثل النماذج الرياضية معادلة عمليات محددة بواسطة معادلات رياضية تربط العملية المنطوقة بالوضع الناتج. ومع ذلك ، فمن الضروري أن يكون لدينا معرفة سليمة بالعمليات الفيزيائية المعنية ، وبالتالي ، فإن هذا النوع من بناء النماذج كان بشكل أساسي عمل الفيزيائيين. على سبيل المثال ، تم إنشاء نموذج رياضي ديناميكي لتدفق الأنهار الجليدية بواسطة JF Nye. يبسط الافتراضات الأساسية بقدر الإمكان لجعل المعادلات بسيطة بما يكفي لحلها.

وهكذا ، يُفترض أن يكون للنهر الجليدي صورة عرضية مستطيلة (وادي على شكل حرف U) ذات حجم موحد وخشونة محددة. يفترض أن يكون الثلج بلاستيكًا تمامًا في استجابته للضغوط. ثم ، في ضوء ضغوط معينة ، يمكن حساب استجابة الجليد عن طريق المعادلات التفاضلية. هذه يمكن التنبؤ أنماط تدفق محددة وملفات الجليد لقيم معينة من الشروط المفترضة.

يمكن للجيومورفستولوجي أن يلعب دوره عن طريق قياس أنماط التدفق والأبعاد الجليدية في الحقل. التقارب الذي تقارب به القيم المحسوبة هو مقياس لنجاح النموذج الرياضي. إذا كان نمط التدفق المرصود يوافق بشكل وثيق مع نمط التدفق المتوقع ، فيمكن استخدام النموذج مع بعض الثقة لتوفير قيم للتدفق في أجزاء من النهر الجليدي لا يمكن قياسه بسهولة في الحقل ، ولكنها مهمة جدًا في دراسة تأثير الأنهار الجليدية على المناظر الطبيعية.

سرعة التدفق القاعدي مهمة في هذا السياق. كما تقدمت النماذج الرياضية بمعرفتنا لكيفية تحريك الأنهار لحملها وتعديل أسرتهم ، وكيف تعمل الأمواج على الساحل. عادة ما تكون هذه النماذج في شكل معادلات تفاضلية تعتمد بشكل كبير على علاقة فيزيائية معروفة ، ومن الضروري اختبار نتائجها العددية ضد الملاحظات التي تتم في ظل الظروف الطبيعية أو في نموذج أجهزة القياس. النماذج ناجحة فقط مثل الافتراضات والتبسيط التي تستند إليها صحيحة وصالحة. وهي توفر حالة مبسطة للغاية ، ولكنها يمكن التعبير عنها من الناحية العددية بدقة ومن ثم فهي قادرة على التلاعب الرياضي المناسب. لهذا السبب ، تعتبر هذه النماذج أكثر ملاءمةً للمشاكل في الجغرافيا الطبيعية.

ومع ذلك ، كان هناك تطور مختلف نوعًا ما للنموذج الرياضي في الجغرافيا البشرية. هذه هي أكثر في طبيعة العلاقات التجريبية التي يمكن التعبير عنها من الناحية الرياضية. مثال على ذلك هو علاقة الترتيب. توضح هذه العلاقة أنه في أي فئة من الأحداث توجد عادة عناصر قليلة كبيرة والعديد من العناصر الصغيرة مع توزيع منتظم إلى حد ما بينهما.

وقد تم تطبيقه على المدن في أجزاء كثيرة من العالم. هناك عدد قليل من البلدات الكبيرة ، لكن العديد من المدن الصغيرة ، وبين المدينتين ، عدد معتدل من المدن المتوسطة. العلاقة هي تقريبا خطية على نطاق لوغاريتمي مزدوج. كما تم تطوير نماذج رياضية في الجغرافيا الاقتصادية ، والتي هي أكثر عرضة لصياغة الكمية من فروع أخرى من الجغرافيا البشرية. وغالبا ما تكون هذه النماذج غير ديناميكية بنفس الطريقة مثل المعادلات التفاضلية في الجغرافيا الطبيعية ، على الرغم من أن البعض يتناول تدفق البضائع ، وما إلى ذلك ، من منطقة إلى أخرى.

نموذج رياضي آخر هو البرمجة الخطية ، التي لها علاقة بالعديد من المواقف في الجغرافيا الاقتصادية. إنها طريقة لإيجاد الحل الأمثل لمشكلة يجب أن تتحقق فيها عدة شروط. سوف يكون لدى المصنع متطلبات معينة من العمالة والمواد الخام والنقل والوصول إلى الأسواق ويحدد كل منها الشروط التي يمكن التعبير عنها كمعادلات رياضية ويتم تمثيلها بيانياً على الخطوط المستقيمة. عندما تم رسم جميع المعادلات ، فإنها تكشف عن نقطة القيمة المثلى من حيث الموقع. يوفر الإجراء حلاً محددًا يستند إلى القيم المعينة إلى المعادلات. إذا كانت القيم دقيقة ، فسيتم الحصول على الحل الأمثل.

نماذج التماثلية:

تختلف النماذج التناظرية عن تلك النماذج التي تم وصفها بالفعل. في النماذج التماثلية ، بدلاً من استخدام قيود من الرموز الأصلية أو الرموز لتمثيلها ، تتم مقارنة الميزة التي تتم دراستها ببعض السمات المختلفة تمامًا عن طريق القياس. يستخدم النموذج التماثلي حالة أو عملية معروفة بشكل أفضل لدراسة واحدة أقل شهرة. تعتمد قيمته على قدرة الباحث على التعرف على العنصر المشترك في حالتين. هذه العناصر تشكل القياس الإيجابي؛ يتم تجاهل القياس غير المتشابه أو السلبي والتشبيه غير ذي الصلة أو المحايد.

لطالما كان التفكير من التناظر جزءًا من الدراسة الجغرافية. أدرك جيمس هوتون في عمله الرئيسي المنشور في عام 1795 ، التشابه بين دوران الدم في الجسم وتداول المادة في نمو وتآكل المناظر الطبيعية.

كما يمكن رؤية دورة مماثلة في الدورة الهيدرولوجية. إن مفهوم ديفيس "لدورة التآكل العادية" ومفهوم "الدولة ككائن حي" من قبل راتزيل هما مثالان مهمان تم فيهما مقارنة التضاريس والدولة بالكائنات الحية. كل من هذه المفاهيم هي بالتالي مقارنات. يجب فهم القياس المستخدم لزيادة المعرفة الجغرافية بشكل أفضل من الميزة قيد البحث.

تمت دراسة سلوك المعادن تحت الإجهاد بشكل مكثف ، وهذا سمح بتكوين مقارنات مفيدة بين المعادن والجليد. يمكن في كثير من الأحيان نقل طرق التعامل مع مشكلة واحدة قياسا على حالة مختلفة تماما. تم تطبيق دراسة الموجات الحركية على حركة المركبات على الطرق المزدحمة ، وحركة الحجارة وموجات الفيضان في الأنهار ، وتشكيل العواصف عند خطم نهر جليدي. هذه المشاكل غير المتشابهة جداً لها حقيقة شائعة أنها ظواهر تدفق أحادية البعد ومن هذه الناحية يمكن معالجتها بنفس الأسلوب.

كما ثبت أن المقارنات كانت مثمرة في دراسة المشاكل في الجغرافيا البشرية. على سبيل المثال ، تلك التي تعتمد على بعض العلاقات الراسخة في الفيزياء. نموذج الجاذبية هو مثال جيد على هذا النوع. ويستند إلى الملاحظة الفيزيائية بأن القوة الجذابة بين جسمين تتناسب مع ناتج كتلتها مقسوما على مربع المسافة بينهما. غالبًا ما تربيع قيمة المسافة في النموذج لتقريب أقرب إلى قوة الجاذبية كما هو ملاحظ في الفيزياء.

يمكن اعتبار القوة الجذابة من حيث المعاملات بين مكانين. من المرجح أن يزداد عدد المعاملات مع زيادة حجم الأماكن ، التي تقاس غالبًا من حيث عدد السكان ، مع انخفاض المسافة بينهما. يفترض هذا النموذج أنه لا توجد قوة أخرى ضالعة للحد من المعاملة ، مثل حاجز دولي أو حاجز لغوي. وتشمل العلاقات الفيزيائية المختلفة المستخدمة كنماذج تناظرية أنماط الحقل المغناطيسي والقانون الثاني للديناميكا الحرارية

النماذج النظرية:

يمكن تقسيم النماذج النظرية إلى فئتين. تقدم النماذج المفاهيمية النظرة النظرية لمشكلة معينة تسمح بمطابقة الاستنتاجات من النظرية مع الوضع الحقيقي. ويمكن أن يتجلى هذا من خلال النظر النظري لتأثير ارتفاع منسوب سطح البحر وانخفاضه على المنطقة الساحلية في حالة استيفاء بعض الشروط المحددة. من المفترض أن تآكل الموجة هو العملية الوحيدة التي تعمل ، وأن الموجات يمكنها فقط تآكل الصخور إلى r. عمق معين من أجل حوالي 13 مترا (40 قدما) وأن الأمواج تضعف منصة قطع الموجة إلى تدرج معين أدناه والتي لا يمكن أن تعمل بشكل فعال. ومن المفترض أيضا أن المنحدر الساحلي الأولي أكثر حدة من هذا الانحدار.

إن النظر في العمل المطول للأمواج المتآكلة في ظل هذه الظروف ، مع ارتفاع مستوى سطح البحر وهبوطه ، يؤدي إلى استنتاج مفاده أنه فقط مع ارتفاع مستوى سطح البحر ببطء ، يمكن إنتاج منصة ذات قطع متعرج ذات عرض كبير. يمكن إنشاء الأشكال النظرية للمنطقة الساحلية تحت مختلف الظروف المحددة ثم مقارنة مع المناطق الساحلية الفعلية. تم تطوير نماذج نظرية أكثر تفصيلاً لهذا النوع المفاهيمي في دراسة تطور ملامح المنحدرات. وتستند هذه إلى التأثير المعروف أو المفترض لعمليات الميل المختلفة.

يمكن اشتقاق سلسلة طويلة من مراحل التعديل من هذا النوع من النموذج النظري ، ويمكن أن تتطابق هذه المراحل مع المنحدرات الفعلية.

يرتبط النوع الثاني من النموذج النظري بكلمة "نظرية" ، عندما يستخدم هذا للدلالة على الإطار العام للانضباط الكامل. يجب ألا يكون إطار العمل جامدًا جدًا أو أنه سيصعّد الحواف المتزايدة للموضوع ، حيث يجري العمل الأكثر إثارة. والمثل الأعلى هو إطار مرن يمكن أن يحتوي على مجموعة واسعة من المساعي الجغرافية ومع ذلك يمنحه تماسكًا وغرضًا. تعتبر النماذج ذات قيمة خاصة في هذا السياق لأنها غالباً ما تكون مشتركة بين جميع فروع الموضوع وتساعد على منحها الوحدة.

قد يساعد القياس على توضيح الطريقة التي يتم بها تنظيم الكمية الهائلة والمتنامية من البيانات الجغرافية ضمن إطار نظري. يمكن مقارنة الجغرافيا بمبنى مكون من خمسة طوابق ، كل طابق يدعمه الواحد أدناه ويدعم الواحد أعلاه (الشكل 11.1):

(1) أقل الطوابق هي التي تستوعب البيانات ، وهي المادة الخام للدراسة الجغرافية.

(2) البيانات تؤدي إلى مستوى النموذج حيث يتم تنظيمها بطريقة مناسبة للتحليل.

(3) تعتمد تقنيات التحليل ، القائمة على الطابق التالي ، على النموذج المعتمد للدراسة.

(4) تحليل يؤدي إلى الطابق التالي ، يهتم بتطور النظريات.

(5) تؤدي النظريات بدورها إلى صياغة الميول والقوانين. توجد هذه في الأعلى لأنها الهدف النهائي للمنهجية الجغرافية.

المشاهدات الحرجة:

لفهم وشرح الظواهر الجغرافية المعقدة ، تعتبر النماذج ذات أهمية كبيرة. ومع ذلك ، تم انتقاد النمذجة على العديد من التهم. تختلف وجهات النظر الحاسمة حول النمذجة عن تلك التي تقبل النمذجة ولكنها تنتقد الطريقة التي يتم بها وضع النماذج لأولئك الذين يرفضون النمذجة كنشاط جدير بالاهتمام في الجغرافيا.

أولئك الذين يتفقون مع النمذجة في الجغرافيا ولكن لا نتفق مع الطريقة التي يتم بها إعداد النماذج ونرى أن معظم النماذج معدّة بشكل سيء. الهدف الأساسي من modeller هو تمثيل التعقيد بشيء أبسط. في ممارسة النمذجة ، قد يبسط الطراز الصغير تعقيدات الحقائق الجغرافية أكثر من اللازم أو القليل جدا. قد يؤدي تضخيم التبسيط إلى تضليل الطلاب وتوليد سوء فهم قد يؤدي في النهاية إلى تنبؤ سيء. في ظل التبسيط هو قليل الاستخدام في التدريس لأنه لا يفسر الواقع ويعطي أساسا غير كاف للتنبؤ.

الاعتراض الثاني على النمذجة هو أن النماذج قد تركز على الأشياء الخاطئة. في بعض الأحيان قد تتجاهل النماذج للوفاء بالمعيار الأساسي للتبسيط. يذهبون لتحليل المكون الرئيسي ، الانحدار التدريجي والتحليل Q. هذه التقنيات غالباً ما تنتج نماذج أكثر تعقيداً من البيانات الأصلية. علاوة على ذلك ، قد تتضمن النماذج بعض النقاط البارزة وتحذف الآخرين.

هناك علماء لا يشككون في ملاءمة النمذجة كاستراتيجية قابلة للتطبيق بشكل عام في الجغرافيا. هناك مجموعة من الجغرافيين الذين يعتبرون النمذجة نشاطًا جديرًا بالاهتمام ولكنهم يرون أن الجغرافيين لا يجب إجبارهم على تطبيق تقنيات النمذجة على كل شيء. وفقا لها ، النمذجة ليست مناسبة في بعض فروع الجغرافيا ، وخاصة في الجغرافيا البشرية ، والجغرافيا الإقليمية ، والجغرافيا الثقافية والجغرافيا التاريخية. في مختلف فروع الجغرافيا الإقليمية والثقافية والتاريخية ، شوّهت استراتيجيات النمذجة الموضوع عن طريق وضع التركيز المفرط على بعض المواضيع وتحت التركيز على مواضيع أخرى. من خلال هذه الاستراتيجية ، تم التعميم على أساس عدد قليل من الحالات وكثير من الوقت على حساب حالات محددة.

يقول أولئك الذين يرفضون بشكل صحيح النمذجة في الجغرافيا أن الجغرافيا ليست علمًا طبيعيًا خالصًا ، بل إنها تشتمل على مكون قوي جدًا من البشر والنماذج قد لا تتكيف بشكل صحيح وتفسر الأسئلة المعيارية مثل المعتقدات والقيم والعواطف والمواقف والرغبات والطموحات آمال ، ومخاوف ، وبالتالي ، لا يمكن اعتبار النماذج كأدوات يمكن الاعتماد عليها لشرح الواقع الجغرافي بشكل صحيح.

قد يستند نقد النمذجة أيضًا على الاعتراضات على التعميم الذي تتضمنه عادة النماذج. قد يُعتبر من غير المجدي بناء نماذج عامة لتطبيقها على الأحداث الجغرافية ، وخاصة عندما يتعلق الأمر بالإجراءات الإنسانية (الإقليمية) الفقهية والإرادة الحرة. أو ربما يكون غرض الجغرافي الجغرافي هو التنبؤ بأحداث أو مواقف معينة أو فهمها ، وقد تكون اهتماماته في حالة فريدة (محددة ، إقليمية) يعتقد أن نموذجًا عامًا غير ذي صلة بها.

كما تم انتقاد العديد من النماذج في الجغرافيا على أساس تطبيق أدوات وتقنيات رياضية وإحصائية متطورة. على الرغم من الثورة الكمية ، لا يشعر سوى عدد قليل من الجغرافيين بالارتياح للرمزية والأفكار الرياضية ، وهم بالتالي غير واعين إلى حد كبير بالعمومية والوضوح والأناقة التي يقدرها نماذج الرياضيات في نموذج جيد. قد يجد الجغرافيون ، حتى الطلاب ، وصانعي السياسات ، والعملاء ، والجمهور بوجه عام ، نماذج رياضية صعبة الفهم.

انتقاد آخر هو أنه لا يوجد نموذج كافٍ بحد ذاته. يجب أن يخضع أي نموذج باستمرار لإعادة التقييم والتعديل والاستبدال. في كلمات Feyerabend (1975):

المعرفة ... هي محيط يتزايد باستمرار من بدائل غير متساوقة (وربما غير قابلة للاستبدال) ، كل نظرية واحدة ، كل حكاية خرافية ، كل أسطورة هي جزء من المجموعة التي تجبر الأخرى إلى مزيد من التعبير وكلهم يساهمون ، عبر هذه العملية من التنافس على تطوير الوعي. لم يتم تسوية أي شيء على الإطلاق ، ولا يمكن إغفال أي عرض من حساب شامل.

في الواقع ، لا يمثل نمو المعرفة الخاضع للمساءلة نشاطًا منظمًا بشكل جيد حيث يبني كل جيل تلقائيًا على النتائج التي حققها العمال السابقون. إنها عملية متفاوتة التوتر حيث يتم فصل فترات هادئة تتميز بتراكم مستمر للمعرفة بالأزمات التي يمكن أن تؤدي إلى اضطرابات في الموضوعات والتخصصات واختراق الاستمرارية.

يتطلب بناء النماذج أيضا بيانات موثوقة كبيرة. نادراً ما يمكن الحصول على هذه البيانات الموثوقة في البلدان النامية والمتخلفة. في واقع الأمر ، فإن أي مجموعة من البيانات التي يتم جمعها في البلدان النامية بها الكثير من العثرات والعيوب. أي نموذج أو نظرية أو قانون تم تطويره على أساس بيانات ضعيفة وغير جديرة بالثقة لا يعطي سوى صورة مشوهة وخاطئة للواقع الجغرافي. وقد وجد أيضًا أن التعميمات التي تتم بمساعدة النماذج والأفكار المنظمة تؤدي إلى نتائج مبالغ فيها تؤدي إلى تنبؤات خاطئة.

وقد تم تطوير معظم النماذج في البلدان المتقدمة في أوروبا وأمريكا ، وتم بناء النظريات والنماذج في هذه البلدان على أساس البيانات التي تم جمعها هناك. هناك بالتأكيد خطر أن النماذج المتقدمة في أوروبا وأمريكا قد ترتفع إلى الحقيقة العامة ، وبالنظر إلى وضع النماذج العالمية. في الواقع ، ليس لدينا جغرافيا بشرية وثقافية وصناعية وزراعية وجغرافية عالمية. هناك عمليات اجتماعية وثقافية وصناعات زراعية مختلفة ، تعمل في أجزاء مختلفة من العالم ، مما يؤدي إلى مناظر ثقافية مختلفة. بسبب هذه القيود ، قد تكون التعميمات التي تتم على أساس النماذج مضللة وخاطئة.

علاوة على ذلك ، فإن البيانات المستخدمة من قبل الخبراء الغربيين ترتبط بفترة حوالي مائة عام. إذا طُبقت هذه النماذج ، التي وضعت على أساس بيانات البلدان المتقدمة ، في البلدان النامية ، فقد تكون النتائج والتنبؤات كارثية.