1. Nejprve v nejobecnější rovině, co je součástí
výzkumu
Výzkumník musí být schopen pozorovat a zaznamenávat, co vidí.
Pozorování zahrnuje uvědomění, proč se danou věcí zabýváme.
Pozorování obvykle předchází studium problému v literatuře:
- získáme předpoklad, co uvidíme
- posoudíme, zda to co vidíme, odpovídá předpokladu
- zdůvodníme pozorované skutečnosti
Záznam pozorovaného musí být přímočarý a promyšlený.
Záznam sestává z:
toho, co jsme viděli
naší interpretace pozorovaného jevu
úvahy o důsledcích/významu viděného
Není nerozumné strávit až 20 % celkového času výzkumu
plánováním.
Dobře sestavený plán výzkumu
• maximalizuje množství použitelných informací, které
získáme
• minimalizuje promarněné úsilí (ušetří čas v terénu) a
neužitečná data
PLÁNOVACÍ KROKY:
• Nastol si otázku (nebo řadu otázek)
• Vyber si metody výzkumu
• Sesbírej potřebné informace
• Analyzuj tyto informace
• Odpověz na otázku
2. Jaká je moje výzkumná otázka?
Nejobtížnější krok v projektu, obvykle nejvíce zanedbávaný.
Efektivita jakéhokoliv geografického výzkumu závisí mnohem
méně na výběru metod, než na kvalitě výzkumné otázky, kterou si
položíme.
NEJDŘÍVE ZJISTI K ČEMU TVŮJ VÝZKUM MÁ SLOUŽIT, PAK METODAMI NECH SE
SOUŽIT.
Úplně první otázka by ovšem mohla znít:
Je tento výzkum potřeba?
Co předchází tomu, než si zformulujeme výzkumnou
otázku?
• Co bude zkoumaným objektem?
– Jakou věc (objekt) budu zkoumat?
NAPŘÍKLAD: max/min průtoky, křivolakost koryta, břehové nátrže, pobytové stopy
bobra, říční dřevo, …
– V jakém prostorovém měřítku?
– K čemu hodlám použít výsledky?
• Jaké budou cíle výzkumu?
– Je třeba je jasně formulovat
– Mají odrážet povahu a rozsah řešeného problému
– Musí být uskutečnitelé s dostupnými zdroji (čas, rozpočet)
JE ŘEKA ZNEČIŠTĚNÁ? Jedná se o specifickou a kvantitativní otázku?
Jedná se o specifickou, nikoliv ale kvantitativní otázku. Otázku je třeba dále
vydefinovat (specifikovat) a vtisknout jí testovatelnou formu.
Je řeka znečištěná?
Definuj znečištění
Změř konkrétní polutant
Informace / data
Informace / data
Obecná otázka
Specifikace
Kvantitativní otázka
• Formulace výzkumné otázky v obecné rovině.
JE ŘEKA ZNEČIŠTĚNÁ?
• Konkretizace, zpřesnění otázky
Přípravná fáze projektu
V této fázi nám nejasné obrysy výzkumu vykrystalizují do
specifické, přesné výzkumné otázky.
Co proto můžeme udělat?
• prohlédneme si mapy, letecké snímky, fotografie
• vymezíme studované území, volíme místa pro sběr dat
• navštívíme území (rekognoskace)
• naplánujeme čas pro terénní práce
• prostudujeme literaturu
– literatura o objektu, který zkoumáme
– literatura o metodách, kterými se tento objekt studuje
3. Výběr vhodných metod řešení
Metody mohou zahrnovat:
• techniky sběru dat
• způsoby statistického vyhodnocení
• numerické modely
Zvážíme výhody a nevýhody dostupných metod v závislosti na:
dostupném vybavení; času, který máme k dispozici; našim zkušenostem;
počtu lidí, kteří nám pomůžou
Ujasníme si: --- co budeme měřit, --- kdy a jak to budeme měřit, ---- jak
budeme analyzovat data
Ve chvíli, kdy máme, předpokládejme, rozumnou otázku
• volíme pracovní metody (+ související techniky)
• uvažujeme o potenciálních zdrojích dat
CO BUDEME MĚŘIT?
Zvolíme si proměnné (parametry), které budeme v terénu
mapovat/měřit
Typ a množství sbíraných dat vyplývají z:
• cílů výzkumu
• požadované podrobnosti výzkumu
• výše rozpočtu
KDY A JAK TO BUDEME MĚŘIT?
• jednorázový sběr dat
• monitorovací studie (až několik let)
Sestavíme si předběžný plán sběru dat v terénu
JAKÝ JE POŽADOVANÝ POČET MĚŘENÍ/VZORKŮ?
• Je třeba zajistit dostatečný počet měření či odebraných vzorků, aby
bylo dosaženo cílů studie
• Nadměrný počet měření/vzorků → ztráta času, plýtvání prostředky
JAK DATA STATISTICKY VYHODNOTÍME?
Analýza na zkoušku → vychytání problémů se statickou analýzou
(pomůže vyjasnit předpoklady a omezení plánovaných
statistických metod)
Plán terénních prací by měl obsahovat:
• přehledovou mapu s polohou výzkumných lokalit
• seznam měřených/mapovaných charakteristik
• časový harmonogram terénních prací
• počet měření/vzorků, které musíme získat
Předtím, než se pustíte do úplně nového výzkumného tématu, je
dobré prozkoumat půdu pod nohama:
• Literatura k věci
• PILOTNÍ STUDIE v terénu
– ověřujeme funkčnost metodiky, kterou jsme si navrhli
– během pilotní studie se v terénu ukážou problémy praktické povahy
– během pilotního výjezdu se seznámíme s terénním vybavením a
osvojíme si terénní metody, které budeme používat
Při pilotní studii můžeme zjistit, že ve stávající podobě je
výzkum neproveditelný a musíme ho přeplánovat
4. Sběr informací, pilotní studie
• Během plánování je dobré si navrhnout postup, jak z
naměřených dat získat výsledky
– opatříme si statistický sw a seznámíme se s ním
• Popřemýšlíme o grafických výstupech pro znázornění trendů v
datech a shrnutí výsledků
• Zvolíme si vhodný formát pro prezentaci dat
– Bude to studentská kvalifikační práce, článek v časopise, výzkumná
zpráva pro státní organizaci, expertíza, … ?
5. Analýza a prezentace výsledků
špatně navržený způsob
vzorkování
ledabylé měření
špatně zkalibrované
přístroje
nevhodně vybrané lokality
měření
7. Chyby a nepřesnosti, přesnost a správnost
MOŽNÉ PŘÍČINY CHYB
Chyby ovlivní, do jaké míry se výsledky z našeho vzorkovacího výběru
přibližují skutečným hodnotám základního souboru.
Chyba v odhadu parametrů základního souboru – říká, jak se liší odhadovaná hodnota
statistické veličiny od skutečné hodnoty základního souboru (např. odhadovaný průměr
od skutečného průměru)
Chyba odhadu může být vyjádřena pomocí intervalů spolehlivosti.
Chyba měření – rozdíl mezi námi změřenou hodnotou a skutečnou hodnotou
Chyby (nejistoty) jsou dvojího druhu:
- náhodné
vyvolány časovými změnami přístrojů, chemikálií,
operátora (tebe!)
- systematické („bias“)
vyvolány hlubšími příčinami, často se jedná o vadu
přístroje, obtížně detekovatelné
Výsledky pozorování nebo experimentu jsou
ovlivněny experimentem samotným.
Při získávání dat je třeba posoudit jejich přesnost a správnost.
Přesnost = reprodukovatelnost údajů při opakovaných měřeních
Správnost = míra přiblížení měřených údajů k reálným hodnotám
Kvantifikace chyb – pokud známe velikost chyby (průměr ± směrodatná odchylka) je třeba
ji zahrnout do dalších výpočtů (sčítání, násobení, umocňování).
Chyby z měření
Vzorkování (sampling) = výběr části základního souboru (populace) ve
zkoumaném území, která bude reprezentovat celý soubor (populaci)
Důležitá otázka:
Reprezentuje můj výběr (vzorek) charakteristické rysy základního
souboru, který zkoumám?
Replikace
Randomizace
Vzorkovací strategie se vybírá podle: - měřené veličiny, - souvisejících
nákladů, - času k dispozici, - vzdálenosti mezi lokalitami, - statistické
efektivity, - měřících technik
8. Způsob sběru dat v terénu (vzorkovací strategie)
Přehled základních vzorkovacích strategií
• Jednoduchý náhodný výběr
– Každý prvek souboru má stejnou šanci být vybrán, žádný prvek není
zařazen do výběru dvakrát.
• Stratifikovaný náhodný výběr
– Pokud náš měřený parametr vykazuje zřetelný vzor (pattern), tak se
soubor se rozdělí do několika podsouborů (vrstev).
– Vrstvy se výrazně liší, ale uvnitř jsou homogenní.
– Variantou je proporcionální náhodný výběr.
• Shlukový výběr
– Shluky se moc neliší, ale uvnitř jsou výrazně heterogenní.
– Každý shluk by měl být reprezentativní z hlediska variability celé populace.
• Dvoustupňový výběr
– Varianta předchozích postupů, provádí se opětovně vzorkování z odebraného
vzorku.
• Systematický výběr
– Vzorkování probíhá s jednotným krokem.
• Sekvenční výběr
– Vzorkování probíhá dokud nedosáhneme požadované přesnosti.
Počet měření/vzorků si stanovujeme na základě poznání variability zkoumané veličiny
(např. po studiu literatury n. pilotní studii) a požadované přesnosti.
Při náhodném výběru vzorků (předpokládáme normální rozdělení dat) lze použít vzorec:
𝑛𝑛 = 𝑐𝑐
𝑠𝑠
𝑥𝑥̅
2
𝑛𝑛 = počet členů výběrového souboru (počet měření/vzorků)
𝑠𝑠 = směrodatná odchylka
𝑥𝑥̅ = průměr
𝑐𝑐 = koeficient
Koeficient 𝑐𝑐 lze vyjádřit vztahem (předpoklad: nekonečný základní soubor, dostatečně velký
výběrový soubor, 95 % míra spolehlivosti na odhad průměru):
𝑐𝑐 =
4
𝜀𝜀2
𝜀𝜀 = procentuální chyba průměru vyjádřená v desetinné podobě
Koeficient 𝑐𝑐 bude kolísat od 4 pro odhad průměru v intervalu ±100 % do 1600 pro ±5 %.
Pokud jsou směrodatná odchylka a průměr shodné (tj. V = 1) je počet vzorků roven 𝑐𝑐 →
pro dosažení chyby ±5 % je třeba 1600 vzorků
ABAYCHOM SE VYHNULI SBĚRU OHROMNÉHO MNOŽSTVÍ VZORKŮ, MUSÍME SI ZVOLIT
REALISTICKÝ INTRVAL SPOLEHLIVOSTI. Přijatelná může být hranice ±40 % a více.
9. Velikost vzorku
Jak zvolit počet měření?
Počet měření/vzorků bude kompromisem mezi:
• požadovanou přesností
• rozpočtem
• počet vzorků na jednotlivých úrovních
– počet lokalit + počet měření na lokalitě
Obvykle určíme max. počet vzorků podle času, počtu pracovníků a
dostupných financí, potom hodnotíme, zda takový počet vzorků
zabezpečí požadovanou přesnost.
OBECNĚ:
• Na lokalitě vzorkujeme velkým počtem malých vzorků, raději než
malým počtem velkých vzorků.
• Raději navštívíme více lokalit, v rámci kterých nebudeme ale
vzorkovat tak nahusto.
• Odebereme více vzorků z vrstvy, která je větší nebo má větší vnitřní
variabilitu v datech.
• Korigujeme nároky na odběr vzorků z velkého počtu míst podle
cestovních nákladů.
10. Co může náš výzkum překazit?
Faktory, které ovlivňují výsledek výzkumu:
• institucionální
• politické
• terénní podmínky (počasí, vodní stavy na řekách, přístupnost
lokality, …)
• chování a přirozená variabilita zkoumaného jevu
• statistické faktory
11. Bezpečnost a ochrana zdraví při práci
Při práci v laboratoři, v terénu, v jídelně se mohou přihodit nehody (úrazy).
Legislativní rámce
262/2006 Sb. zákoník práce
309/2006 Sb. zákon o zajištění dalších podmínek bezpečnosti a ochrany zdraví při práci
251/2005 Sb. zákon o inspekci práce (ve změnách 230/2006 Sb. a 213/2007 Sb.)
48/82 Sb. (vyhláška) základní požadavky k zajištění bezpečnosti práce (změna v r. 2005)
Hodnocení rizika – archivuje se záznam o provedeném hodnocení
Hazard = potenciál pro vznik škody, který je přítomný v každém druhu činnosti
Riziko = pravděpodobnost s jakou se tento potenciál projeví
Nakládání s nebezpečnými látkami a přípravky – je třeba zajistit bezpečnou manipulaci,
používání, skladování a následnou likvidaci odpadů
http://www.sci.muni.cz/bezpecnost/chm_web/index.htm
Odlišnosti bezpečnostních opatření v laboratoři a v terénu
Laboratoř: je třeba zajistit bezpečnou manipulaci a práci s chemickými látkami a zařízením
laboratoře, bezpečnostní pokyny jsou závislé na povaze laboratoře
Terén: formy nebezpečí jsou závislé na povaze místa, použitých pomůckách,
nepředvídatelnosti počasí a dalších neočekávaných okolnostech
- vhodné oblečení a obuv
- další vybavení: lékárnička, mobil, mapa, GPS, kompas, baterka, píšťalka, hodinky