Основы знакового языка в Региональной Инженерной Геологии

Системный подход позволяет наиболее корректным образом на основе субъективного отбора и сознательною синтеза информации формировать предметную область инженерно- геологических исследований. В научных исследованиях с предметом обращаются как с реальностью, но в особой знаковой форме, образующую сложную коммуникативную многоуровен- ную систему.

Эмпирический анализ любой многопарамсгрической системы не может раскрыть полностью её истинной структуры, ибо ни одна связь между параметрами-свойствами в такой системе не может быть выделена в чистом виде. Любая взаимозависимость двух компонентов в рамках такой структуры в гой или иной мере интегрирует в себе влияние всех остальных. Таким образом, изучаемая структура закрыта но принципу «чёрного ящика».

Для одной и гой же структуры можно представить несколько частных объяснительных моделей, отражающих механизмы связей между любыми компонентами, причём каждая модель является частным функциональным аналогом всей структуры. Это обстоятельство заставляет переходить к поискам синтетической модели, которая бы содержала новые элементы и связи и одновременно объясняла зафиксированные эмпирические зависимости. Теоретическая конструкция предмета в силу внутренней логики развития обособляется от изображения механизмов связи и начинает самостоятельное существование как особая знаковая система знаний об объекте исследований [36].

Таким образом, для своего функционирования познавательные конструкции всегда требуют разработки специальною иерархически построенного знакового языка. Именно в этом видится основная проблема общей теории Инженерной Геологии.

Отметим, что теоретическая база любой конкретной науки должна включать в себя:

  • 1) комплекс методов, обработки, систематизации и классификации первичной информации;
  • 2) знаковые системы - графические, символические и другие средства для описания и обобщений;
  • 3) комплекс теоретических обобщений в виде системы всех теорий и гипотез;
  • 4) методологическую надстройку - систему общих принципов построения и усовершенствования методов первичного обобщения, правил использования знакового языка, теорий и с пособов их проверки.

Недостаточно словесно и однозначно определить предмет науки, необходимо ещё разработать синтетическую модель, которая бы отражала структуру объекта в процессе познания. Это отражение объекта в логическом пространстве должно одновременно указывать и на результат, и на средства познания. Усложнение представлений о предмете исследований в ходе развития науки неизбежно и вполне согласуется с современными критериями эффективности научного знания.

Структура синтетической модели предмета может быть представлена в виде системы связей между весьма разнородными компонентами, которую можно зафиксировать в виде много- иарамегрических таблиц, при этом связи, образующие структуру предмета, являются сами но себе объектами особого рода и существуют только в объяснительных моделях.

В инженерной геологии дело осложняется ещё тем, что знаковый язык, на котором происходит описание отдельных компонентов и их связей, чрезвычайно разнороден, т. е. представлен единицами различной физической природы и размерности. Очевидно, этот язык имеет многоуровневый характер и категориальный базис для каждого уровня (рис. 2). Ниже на ква- зистатическом уровне знакового языка будут рассмотрены территории разного тина как вну тренние (организменные) системы. Эго по сути дела объяснительные модели инженерногеологической обстановки, вытекающие из всестороннего историко-генетического анализа, фиксирующего повсеместную ступенчатость и блоковость земной поверхности. В основу динамического уровня (на рис. 2 условно обозначен (D), (Е), (F)) могут быть положены интерпретации различного рода взаимодействий, в том числе основанные на гипотетических предположениях о стационарности и эргодичности геологических признаков в пространстве, о многомерной корреляции признаков. На этих гипотезах фактически базируется решение всех задач идентификации геологических тел с применением статистического анализа (тренд-анализ, дискриминантный, факторный, метод главных компонент и т. д.). Очевидно, что эти гипотезы одновременно не только обслуживают операции со знаковым языком второго уровня, но и являются основой процедур соотнесения статического и динамического уровней используемого языка.

Верхний, наиболее удалённый от объекта уровень знакового языка (на рис. 2 условно обозначен (J), (К), (L)) связан с представлением об «идеальном объекте», т. е. о гаком знаковом изображении, которое передаёт опосредованные данные об объекте на основе теоретических представлений соответствующих разделов науки. В физике, например, были предложены гак называемые «идеальные предметы»: тяжёлая точка, идеальный рычаг, абсолютно упругое тело, математический маятник и др. В геологических науках роль «идеального объекта» следует отнести к геологической карге. Язык картографии обладает весьма специфическими свойствами и требует специального рассмотрения с точки зрения максимальной его эффективности. В условиях ограниченного развития формализованных средств познания карту можно рассматривать как наиболее конструктивный результат системного подхода. Картографический язык, единственный в своём роде, позволяет осуществить синтез любых абстрактных категорий с конкретным пространством и таким образом выйти на новое качество [16].

Схема структуры знакового языка в Инженерной Геологии (модифицировано из представлений Г. П. Щедровицкого)

Рис. 2. Схема структуры знакового языка в Инженерной Геологии (модифицировано из представлений Г. П. Щедровицкого)

Предметная область региональных исследований часто сводится к понятию об инженерно-геологических условиях. Под этим термином понимают совокупность природных и техногенных факторов, определяющих условия строительства различных сооружений, ведения инженерных работ и хозяйственного использования территории. Это понятие как бы оторвано от материального носителя - территории, и обычно сводится к текстуальному описанию разнообразных факторов и иллюстрируется различными специальными картами, разрезами, схемами, таблицами.

Проблему целостности и полноты информации каждый исследователь решает в зависимости от того, как он представляет соответствие между эмпирическим пространством предмета и его логическим отображением в средствах познания. В конечном снеге, в такой ситуации создаётся «ускользающая реальность», за которой нет чётких представлений о пространственно-временных отношениях элементов внутри инвариантной структуры.

Самостоятельность и успешность любой региональной дисциплины, в том числе Региональной Инженерной Геологии, с точки зрения построения научного объяснения фактов, упирается в разработку собственной схемы структуризации изучаемого пространства и его инвариантности в рамках принятых историко-генетических механизмов, в результате которых формируются геологические тела разных рангов, будь то литологические формации, или инженерно-геологические комплексы, или структурно-формационные ярусы.

В инженерной геологии в силу разнообразия расчётных задач в области взаимодействия сооружений с основанием или средой, сложенными горными породами, всегда будут востребованы различные схемы структуризации, основанные на разных критериях неотличимости составляющих элементов. Возникающий при этом модельный ряд структуризации неизбежно сталкивается с большим разнообразием знаковых представлений структуры любой целостной системы, например, начиная от обзорной геологической карты местности (общая инженерногеологическая модель) и кончая расчётной схемой устойчивости бетонной плотины на скальном основании, расположенной на одном из створов в пределах исследованной территории (рис. 3). Важно, чтобы региональные модели, закреплённые в картофа- фических изображениях особым знаковым языком, обеспечивали наиболее эффективный и достоверный переход к любого рода расчётной модели. При этом именно карта претендует на роль универсальной структурной модели местности в силу специфики картографического языка [16].

Различные виды инженерно-геологического моделирования [37]

Рис. 3. Различные виды инженерно-геологического моделирования [37]

Проблемы знакового языка возникают прежде всего на уровне разработки концептуальной модели, которая должна отражать базовые пространственно-временные отношения, лежащие в основе научного объяснения.

В научном отношении разработка пространственно- временных отношений в Инженерной Геологии должна возлагаться на соответствующий раздел, который был назван Общей Инженерной Геологией (см. главу 1), а в Региональной Инженерной Геологии необходимо создать систему получения первичной информации и верификации любых теоретических обобщений. Региональные исследования обычно охватывают столь широкий круг вопросов, что решение этой проблемы не представляет существенных трудностей поскольку это комплексное геологическое исследование, обычно осуществляемое от общего к частному и выходящее на прак тику освоения территории. В этом процессе постоянно возникают новые факты, сомнения и предположения, позволяющие критически рассматривать любые общепринятые догмы.

От научной разработки пространственно-временных отношений мы в нраве ожидать, прежде всего, получение концепции организации изучаемого геопространства, т. е. такой объяснительной модели, которая бы связала воедино на базе исторического и системного подходов все частные объяснительные модели: современного рельефа поверхности, распространения различных комплексов пород, их вещественного состава, физического состояния и свойств, распространения и условий залегания подземных вод, развития определённых иарагенезов или иарасгерезов геологических процессов. В эту модель должна быть включена и существующая хозяйственная инфраструктура (техносфера), которая исторически возникла на изучаемой территории. Только в этом случае мы можем конкретно говорить о рациональном (или нерациональном) использовании Геологической среды и строить прогнозы дальнейшего развития строительства и землепользования.

В такой модели автоматически должны проявиться риски, связанные с природными и техногенными опасностями.

Только на такой теоретической основе могут возникнуть наиболее интересные гсоинформационные системы (ТИС), позволяющие многочисленным пользователям решать различные хозяйственные вопросы, принимать управленческие решения и моделировать природные и техногенные опасности (наводнения, оползни, сели, лавины и т. д.).

Такие ТИС будут включать в себя базы данных, редакторы растровой и векторной графики, а также отраслевые аналитические средства по геологии, метеорологии, землеустройству, экологии, мунициггальному управлению, транспорту, экономике и т. д. Наггример, система «Сочи ГИС-ЗО», разработанная в 2009-2012 годах, обеспечивает:

  • • работу всех пользователей в едином геоинформа- ционном пространстве;
  • • работу с отраслевыми информационными базами данных;
  • • работу с трёхмерными картами и моделями в широком диаггазоне картографических масштабов;
  • • производство тематического ситуационного моделирования и выдачу рекомендаций для принятия управленческих решений;
  • • доступ потребителей к информационным ресурсам VEI3;
  • • работу пользователей в единой электронной системе документооборота; контроль доступа к данным и защиту информации.

Закон - устойчивая повторяющаяся связь между явлениями, процессами и состояниями тел.

Википедия

Чем менее общо утверждение, тем более оно фактоподобно, чем более общо - тем более законоподобно.

Р. Л. Аккоф

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >