Гранты и программы | Публикации | Конференции, семинары, школы | НИТ в образовании



Владимиров В.Н.
(Алтайский университет, Барнаул)

Пространственный анализ и компьютерное картографирование в изучении социально-экономических процессов в Сибири XIX - начала ХХ в. [1]

У настоящих мощных научных школ есть одна интересная особенность: они действуют подобно источнику излучения, питая не только тех, кто находится рядом и участвует в процессе становления и развития этой школы непосредственно, но и действуя на расстоянии, подчас довольно значительном. Именно так случилось со школой, основателем и вдохновителем которой был академик И.Д.Ковальченко. Сегодня во многих учебных заведениях России и СНГ работают люди, считающие себя его учениками, хотя многие из них учились у выдающегося исследователя и организатора науки не напрямую, а опосредованно, через его работы, влияние которых на отечественную историческую науку трудно переоценить.

Одним из направлений, где можно говорить не только о выдающемся вкладе И.Д.Ковальченко, но и о его роли как творца и первопроходчика, является отрасль исторической науки, связанная с применением математических методов и компьютера. Цель настоящей работы - представить некоторые новые подходы в изучении истории Сибири, связанные с внедрением в историческое исследование компьютерных технологий и апробирующиеся на историческом факультете Алтайского государственного университета. Среди них надо отметить создание баз и банков данных, методы прикладного статистического анализа и некоторые другие. Но в первую очередь мне хотелось бы остановиться на использовании в исторических исследованиях географических информационных систем, позволяющих осуществить практически трудноосуществимые ранее возможности пространственного анализа как на макро-, так и на микроуровне [2]. Это направление получило название исторического компьютерного картографирования. Техника и методика его заимствуется историками из смежных дисциплин и адаптируется к целям и задачам исторического исследования.

Геоинформационные системы - особый вид программного обеспечения, позволяющий создать историческую компьютерную карту в двух ее ипостасях: как иллюстрацию любых выводов и положений и, что самое главное, как исследовательский инструмент, дающий возможность не только большей наглядности, но и аналитической работы с историческими источниками в пространственной форме, включая их создание и представление в различных видах в зависимости от целей исследования, работы, позволяющей извлечь скрытую информацию и получить новое знание. К сожалению, в последнее время интерес к историческим дисциплинам, использующим в той или иной степени пространственные данные, таким, как историческая география или историческая картография, несколько снизился, на мой взгляд, совершенно неоправданно.

Поскольку компьютер хранит в памяти карту не как изображение, а как набор координатных файлов, такая карта обладает структурными характеристиками, важными для анализа: возможностями выводить только часть информации, согласно запросам, комбинировать различные характеристики, соединяться с базами статистических данных и пр. Иными словами, компьютерная карта - это средство моделирования исторических процессов в пространстве и времени.

По существу любая компьютерная карта представляет собой сочетание двух видов данных - географических (слои границ, населенных пунктов, дорог и пр.) и собственно исторических, представляющих собой, как правило, статистические базы данных по интересующим исследователя объектам. Возможность связывания географических и исторических данных представляет собой мощный инструмент познания.

На сегодняшний день пока нет теоретических разработок, связанных с историческим компьютерным картографированием как средством исторического исследования. Здесь важно понять закономерности создания компьютерной карты, которая является посути ни чем иным как заново созданным историческим источником в машиночитаемой форме, определить, является ли компьютерное картографирование простым продолжением "безмашинного" исторического картографирования или компьютер переводит последнее на принципиально иной качественный уровень. Представляется, что процесс исторического анализа с применением компьютерной карты имеет столь специфические особенности, что может сформировать даже особую исследовательскую ментальность.

Пространственный анализ с использованием географических информационных систем подразделяется на несколько основных этапов:

  1. Определение целей исследования.
  2. Поиск и анализ источников.
  3. Создание пространства для анализа в компьютерной форме (оцифровывание карты-основы).
  4. Создание баз данных (преимущественно статистических).
  5. Аналитическое картографирование.
  6. Создание итоговых тематических карт и исторические выводы.

По сравнению с другими технологиями исторического исследования здесь есть моменты, совпадающие полностью (I) или частично (II, VI), заимствованные из других технологий (IV), принципиально новые (III, V). Так, определяя репрезентативность источников для создания географического файла, необходимо иметь в виду такие вещи, как соответствие поставленным целям масштаба исходной карты-источника, ее проекции и содержания. Совершенно новым моментом является создание координатных файлов, а также связывание географического файла с базами данных. Эти процедуры заимствованы из собственно географического компьютерного анализа, как и сам процесс исследования с помощью компьютерной карты. Наконец, создание тематических карт для нужд историков известно достаточно давно и историческая наука СССР и России накопила здесь очень большой и полезный опыт [3]. Именно этот момент совмещает в себе в наиболее полной степени исследовательские и иллюстративные функции, являясь и процессом, и результа- том исследования.

Конечно, можно выделить некоторые приоритетные для использования географических информационных систем направления исторических исследований. К ним можно отнести те, которые связаны с изучением исторических закономерностей в пространственной форме: движение населения (завоевания, переселения, миграции), история инфраструктуры, динамические изменения и т.п. Следует отметить, что в отличие от дальнего зарубежья, где историки давно и активно используют возможности компьютерного картографирования 4], в странах СНГ эти работы только начинаются [5].

Историческое компьютерное картографирование является, с одной стороны, новой технологией исторического исследования, с другой, является логическим продолжением такой специальной исторической дисциплины, как историческая картография, под которой обычно понимается "...научная дисциплина, задачей которой является составление исторических карт и атласов, разработка методики их создания... Содержанием исторических карт является пространственное отображение исторических явлений, процессов и событий, характеризующих определенный период истории, а также показ географической обстановки, современной событиям" [6]. Это определение хорошо сопрягается с общим определением картографии как науки "...об отображении и исследовании пространственного размещения, сочетаний и взаимосвязей явлений природы и общества (и их изменений во времени) посредством особых образно-знаковых моделей - картографических изображений" [7].

В задачи исторической картографии входит также собственно картографическое источниковедение, включающее в себя разработку классификации и методики изучения картографических материалов [8].

Таким образом историческая картография призвана, в частности, выявить закономерности перенесения пространственной стороны исторического процесса на карту. По мнению некоторых историков, историческая картография и сейчас остается главным элементом в соприкосновении истории и географии [9].

Новое звучание некоторые специальные исторические дисциплины приобретают в связи с появлением технических средств, существенно расширяющих границы познания. В ряде случаев эти средства становятся "двигателем сознания" гуманитариев, а иногда могут являться даже причиной изменения концептуальной основы исследования. В нашем случае таким преобразующим "двигателем" становится историческое компьютерное картографирование. Создание исторических компьютерных карт принципиально изменяет подход к историческому исследованию, базирующемуся на привлечении картографического материала. Так историческая картография обретает новые варианты своего дальнейшего развития и начинает занимать принципиально новое место в исторических исследованиях, во-первых, и формировать значительно более богатые возможности пространственного моделирования прошлого, во-вторых.

Поворотный пункт здесь находится в форме представления исторических явлений в геопространственной структуре. Если карта до сих пор рассматривалась в первую очередь как способ иллюстративного предоставления информации, то компьютерное картографирование открыло перед исследователями принципиально новый и очень перспективный путь обработки информации с точки зрения историко-пространственного анализа с возможностями динамического подхода. Эти исторические карты в их компьютерном представлении являются аналитическими, исследовательскими. Таким образом происходит переход от карты-иллюстрации к карте - аналитическому инструменту.

Так, при пространственно-историческом анализе исторического процесса неизбежно применение такого метода, как картографический. Он имеет междисциплинарный характер, что, однако, не умаляет его роли в историческом исследовании [10] и является средством предоставления информации о конкретном пространстве.

В основе данного метода лежит как математическая основа (отражение чисто геометрического принципа), так и возможность более глубокого отражения связи пространства со временем - исторический аспект. Таким образом карта "... описывает не только пространственное положение объектов, все большее место на ней занимают связи явлений, динамика их развития" [11]. Но если при обычном картографировании "...картографическое изображение возникает естественно, одновременно и параллельно с другими формами творчества историка на основе взаимодействия и взаимопроникновения исторической, географической и картографической методик" [12], то компьютерное картографирование и есть сам по себе синтез этих методик и синтетическая форма творчества историка.

Таким образом мы можем констатировать две основные формы исторической карты: карта-символ (иллюстративная карта) и карта-модель (аналитическая карта). Разумеется, граница между ними является подвижной: так, иллюстративная карта может быть основой для анализа, а любое представление аналитической карты есть определенная иллюстрация. Однако думается, что в полном виде аналитическая карта-модель может быть представлена только в компьютерной форме, представляя собой сочетание географических файлов с базами данных, т.е. своеобразную систему машиночитаемых данных. Карта-символ же как правило не дает полной характеристики тех или иных сторон развития прошлого. В данном случае основой является не аналитическая компонента, а иллюстративное представление явления, важен сам момент визуализации, а не анализа.

И это не удивительно, поскольку обработка огромного количества содержательной информации, связанная еще и с представлением этой информации в пространственных координатах, возможна без компьютера лишь в единичных случаях. Таким образом карта-модель как целостная структура наилучшим образом представляется исторической компьютерной картой. В данном случае модель по известным свойствам аналогична основным параметрам и внутренней структуре изучаемого явления.

* * *

Проиллюстрируем возможности исторического компьютерного картографирования, используемые нами при изучении процессов заселения территории Алтайского края. Проблема колонизации новых территорий всегда остается актуальной в исторической науке. Заселение Алтая происходило в условиях, отличных от большинства территорий Сибири: оно началось только в XVIII столетии; на процесс освоения большое влияние оказали такие факторы, как пограничное положение, наличие здесь богатых возможностей для развития горно-металлургической промышленности и складывание кабинетского землевладения на Алтае.

Из всех многочисленных аспектов проиллюстрируем только один - распределение населенных пунктов по времени их образования. Для этого нами была создана база данных, в которую включены все существующие на сегодня и нашедшие отражение на общегеографических картах населенные пункты. Выявление даты образования того или иного населенного пункта представляет собой порой весьма трудную задачу, процесс этот идет постоянно, поэтому постоянно пополняется и наша база данных. На данный момент она насчитывает 1336 населенных пунктов, из которых для 1268 достоверно известна дата основания [13].

База данных связывается с географическим файлом карты современной территории Алтайского края, оцифрованной нами с помощью дигитайзера. В результате мы можем выводить на карту населенные пункты, основанные в любой интересующий нас промежуток времени, что дает возможность проследить пространственные закономерности процесса заселения региона. К сожалению, используемая нами географическая информационная система Atlas*GIS не позволяет оперировать кириллицей, поэтому все названия даны латиницей, в англоязычном варианте.

Так, даже беглый взгляд на общую картину образования населенных пунктов Алтайского края по векам (рис.1) позволяет выявить некоторые тенденции. Хорошо заметно, что в XVIII столетии населенные пункты (обозначенные кружками) образовывались почти исключительно по течению крупнейшей водной артерии Алтая - Оби - и ее притокам (Алею, Чарышу, Чумышу). Поэтому и основная масса мест поселения приходится на северную, центральную, а также южную часть края, где в середине века происходит становление горно-металлургической промышленности.

Наиболее заметной тенденцией для XIX в. является распространение населенных пунктов "вширь" по сравнению с предыдущим столетием. Так, хорошо видно, что наиболее интенсивно осваивалась юго-западная часть края и особенно - территория северных предгорий Алтайских гор, что объясняется последовавшим в самом начале XIX в. разрешением крестьянам переселяться за укрепленную линию.

Что касается XX столетия, то здесь территория края заселялась в целом довольно равномерно, но особенно обращает на себя внимание образование населенных пунктов на западе Алтайского края, в Кулундинской степи и на прилегающих к ней землях, где до этого крестьяне предпочитали не селиться из-за природных условий, не очень благоприятствующих развитию сельского хозяйства.

Некоторая ограниченность изложенного подхода к процессу заселения Алтая лежит, что называется, на поверхности. Ясно, что необходим значительно более детальный анализ тех социально- экономических процессов, которые привели к складыванию современной карты Алтайского края. Для этого нами создана другая карта, показывающая Алтайский округ в начале XX в. На ее основе будут изучаться особенности переселения в Алтайский округ, интенсивность которого в начале нынешнего столетия была весьма высокой.

При создании этой карты мы столкнулись с серьезными трудностями, связанными с тем, что карта, на которой отражено волостное деление, по своим физическим характеристикам не могла быть использована для оцифровывания [14].

Для этого пришлось взять другую карту, которая устраивала нас всем, кроме одного: на ней не были обозначены волостные границы [15]. Поскольку по размерам и масштабу обе карты были совершенно идентичны, мы использовали методику перенесения границ с одной карты на другую путем предварительного перевода их на прозрачную пленку, обозначая имеющиеся на обоих картах опорные точки. В результате удалось добиться желаемого результата.

Затем в электронных таблицах Excel создавалась база данных, включающая в себя поволостные сведения о переселенцах за разные годы, относящиеся к рубежу XIX-XX вв.: количество переселившихся, количество удобных и неудобных земель, число приписанных и неприписанных домохозяев и пр. [16]. База данных связывалась с географическим файлом, в результате чего появилась возможность создания тематических карт. Одна из них приведена на рис.2. Хорошо видно, что наибольшее количество переселенцев внедрялось в волости Барнаульского уезда и северной части Бийского. На врезке представлен район центра Алтайского округа - Барнаула. Незакрашенными остались волости, по которым данные отсутствуют, их, к сожалению, довольно много. Кроме того восточная и юго-восточная части округа были заняты коренными народами и не имели волостного деления.

При дальнейшем анализе мы располагаем рядом возможностей, существенно расширяющих границы пространственного исследования. Мы можем, в частности, дробить интервалы и объединять их (см. легенду в правом нижнем углу карты); можем вводить не только абсолютные, но и относительные величины (например, вывести на карту не абсолютное число переселенцев в каждой волости, а относительное, приходящееся на единицу общей площади или удобной земли); существует возможность проследить динамические изменения, скажем, вывести на карту разницу в населении волостей за определенный период и определить таким образом волости с положительным и отрицательным приростом населения и т.д. Можно осторожно заметить, что возможности практически неограниченны. Практически каждый исследователь может найти свой, не рассмотренный до сих пор, аспект изучения тех или иных процессов.

Разумеется, нет смысла каким-то образом абсолютизировать историческое компьютерное картографирование, впрочем, как и любую другую компьютерную технологию, применяемую в истории. Все они только помогают приоткрыть тот занавес, который находится между нами и историческим прошлым.

И все же обращение историков к компьютерному картографированию является признанием того, что история при изучении пространственных комплексов остается без него только частично понимаемой и иллюстрируемой [17].

1. Работа поддержана грантами: ИНТАС 93-1182; РФФИ 96-06- 80081.

2. Владимиров В.Н. История, карта, компьютер... О возможностях исторического компьютерного картографирования // Круг идей: модели и технологии исторической информатики. М., 1996. С.297- 305; Белова Е.Б. и др. Историческая информатика / Под ред. Л.И.Бородкина, И.М.Гарсковой. М., 1996. С.319-326; Пиотух Н.В. Arcview: Некоторые возможности и новая версия // Информацион- ный Бюллетень Ассоциации "История и Компьютер". 1996. N 16. С.45-49.

3. См. например: Атлас Азиатской России. Спб., 1914; Кудряшев К.В. Русский исторический атлас. Л., 1928 и многое другое. Обращает, однако, на себя внимание, что в последние десятилетия таких изданий очень мало или нет совсем. Обзор исторических атласов и карт, изданных до середины 1950-х гг. см.: Караваева З.Ф. Некоторые вопросы создания исторических карт. М., 1956. 69 с.

4. Владимиров В.Н. Проблемы и перспективы исторического компьютерного картографирования: международный семинар АНС // Информационный Бюллетень Ассоциации "История и Компьютер". 1995. © 13. С.20-24; Доорн П. Географическое положение, модели взаимодействия и реконструкция исторических поселений и комму- никаций (на примере Этолии, исторической области Центральной Греции) // История и компьютер: Новые информационные техноло- гии в исторических исследованиях и образовании. St.Katharinen, 1993. С.105-139; Пиотух Н.В. Географические информационные системы на XI международной конференции Ассоциации "History and computing" // Информационный Бюллетень Ассоциации "История и Компьютер". 1996. © 19. С.28-32; Coordinates for Historical Maps. St.Katharinen, 1994. 200 p. и т.д. Статьи с использо- ванием методов пространственного анализа регулярно появляются также на страницах журнала "History and Computing". См. например: Young Cr. Computer-Assisted Mapping of the Credit Fields of Nineteenth-Century Rural Tradesman in Scotland // History & Computing. 1989. Vol.1. © 2. P.105-111; Southall H. and Oliver Ed. Drawing Maps with a Computer... or Without? // History & Computing. 1990. Vol.2. © 2. P.146-154; Graham D. The Use of a Geographical Information System in Historical Demography // History & Computing. 1995. Vol.7. © 1. P.50-63.

5. Пиотух Н.В. О возможностях компьютерного картографирования при работе с данными писцовых книг начала XVII в. и материалами генерального межевания второй половины XVIII в. // Круг идей: модели и технологии исторической информатики. М., 1996. С.306-327; Она же. Хозяйственная деятельность крестьянства XVII- XVIII веков с точки зрения пространственного статистического анализа // Источник. Метод. Компьютер. Барнаул, 1996. С.190-213; Владимиров В.Н., Колдаков Д.В., Силина И.Г. К созданию компьютерного атласа истории России начала ХХ в. // Там же. С.214-222. Кроме того во время последней ежегодной конференции АНС в Москве на секции "Моделирование пространственных исторических данных были представлены три доклада российских участников. См.: Data Modelling. Modelling History. Abstracts. Moscow, 1996. P.93- 100.

6. Советская историческая энциклопедия. Т.6. М., 1965. С.517.

7. Салищев К.А. Картоведение. М., 1976. С.15.

8. Гольденберг Л.А. К вопросу о картографическом источнико- ведении // Историческая картография России. XII - начало ХХ в. М., 1975. С.217-233; Критский Ю.М. Русская историческая картография (XVIII - начало XX в.) // Вспомогательные исторические дисциплины. Х. Л., 1978. С.104-127 и др.

9. Люблинская А.Д. Источники в смежных с историей науках (по материалам зарубежной медиевистики) // Проблемы источникове- дения западноевропейского средневековья. Л., 1979. С.11. 10. Галкович Б.Г. К вопросу о применении картографического метода в исторических исследованиях // История СССР. 1974. ©3. С.132-141; Салищев К.А. Картоведение. С.285-319; Жекулин В.С. Историческая география: предмет и методы. Л., 1982. С.87 и сл.; Постников А.В. Развитие картографии и вопросы использования старых карт. М., 1985. С.12 и сл. и др.

11. Колеватов В.А. Функции карты в научном познании и методологические проблемы географии. Новосибирск. 1972. С.20.

12. Галкович Б.Г. К вопросу об историко-картографическом методе исследования // Кавказ и Византия. Вып.2. Ереван, 1980. С.66.

13. База создана на основе материалов доцента кафедры отечественной истории Алтайского университета Ю.С.Булыгина, за что выражаю ему свою искреннюю благодарность.

14. Государственный архив Алтайского края (ГААК), ф. 50, св.4, оп. 12, ед. хр. 20.

15. ГААК, ф. 50, св.4, оп. 12, ед. хр. 21.

16. ГААК, ф. 4, оп.1, т.1, ед. хр. 2214, 2261, 2524 и др.

17. Turner M. Towards an Agricultural Atlas of Ireland - 1850- 1914. The Genesis of a Computer Cartographic Project // Coordinates for Historical Maps. P.41-42.



Из истории кафедры | Состав кафедры | Компьютерный класс | Учебно-методическая работа | Научная работа