Regionálna taxonómia

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

Regionálna taxonómiajej 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)

Regionálna taxonómiajej 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

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

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

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...

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

podmienka disjunkcie sa vo výnimočných prípadoch môže ignorovať

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

Predikáty ZPJ

predikát = skupina pojmov 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 určitejnárodnosti, pôdny typ, priemerný úhrn zrážok...)

dvoj a viacmiestne predikáty charakterizujú rôzne druhy vzťahovmedzi ZPJ (pohyb za prácou, dochádzka do škôl...)

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

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 analyse vzťahov

Parciálne subproblémy RT základný problém RT sa skladá z dvoch parciálnych subproblémov:

problém (priestorovej) mierky

problém (priestorovej) agregácie

podstatou problému mierky je určenie počtu regionálnych tried,

teda výber vhodnej hodnoty k

agregačný problém spočíva v zostrojení adekvátneho rozkladu

množiny B na určený počet tried

Klasifikácie RT problémovformálne 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

Výsledky regionálnej typizácieKlasifikácie 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

Klasifikácie RT problémovformálne 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 interagovali viac ako

s priestorovými jednotkami iných tried

takúto vlastnosť nazývame koherentnosť

** nodálny región je v RT špeciálny prípad funkčného regiónu,

v ktorom dominujú väzby orientované na jedinú priestorovú jednotku

stotožňovanie pojmov funkčný a nodálny taxon (region) je časté, ale nesprávne

Klasifikácie RT problémovnehierarchické 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

množiny B (h ≤ n)

pritom pre každé t = 1, 2, ..., h-1 platí, že rozklad množiny P(t) je zjemnením rozkladu

P(t+1)

(rozklad nižšej hierarchickej úrovne je zjemnením rozkladu vyššej hierarchickej úrovne)

rozklad P(h) tak reprezentuje jednu triedu tvorenú celou množinou B ZPJ a rozklad P(1) je

systémom jednoprvkových tried, z ktorých každá obsahuje práve jednu ZPJ

stúpenci ruskej regionalizačnej školy nazývajú nehierarchické problémy

jednostupňovými a hierarchické viacstupňovými

Klasifikácie RT problémovneprekrývajúce 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!

Klasifikácie RT problémovúplné a neúplné

úplné: každá ZPJ patrí aspoň do jedného regionálneho taxónu

neúplné: ak sa pripúšťa, že niektoré ZPJ nemusia patriť do žiadneho

taxónu

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

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 rozklady – 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

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−𝑖𝑘

𝑖𝑖𝑛

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.

Vybrané metódy riešenia RT problémov

metóda úplne 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−𝑖𝑘

𝑖𝑖𝑛

ak počet tried nie je vopred známy, celkový počet rozkladov =

𝑘=1

𝑛

𝑆(𝑛, 𝑘)

pr. 12 okresov chceme rozdeliť do 4 tried...?

611 501 možností, 4 213 597 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.

Základné fázy riešenia RT problémov 1. formulácia problému a cieľa

2. identifikácia ZPJ a diferenciačných predikátov, zber príslušných dát, ich

primárne spracovanie, štandardizáciu, normalizáciu 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

Koniec