17.5.2019 kurikulum Geochory □ Chorickó jednotka - geochora - představuje poměrně malý PTK, který je složen ze zákonitě uspořádané skupiny, resp. skupin jednotek topické dimenze - geotopů. □ geochory už nejsou kvazi homogenní, jsou prostorovo diferencované geograficky i ekologicky. Můžeme je označit jen za relativně homogenní GEOGRAFICKÉ DIMENZE A METODY MAPOVÁNÍ Měřítko □ Plocha jednotek chorické dimenze se pohybuje v rozpětí od několika hektarů až po několik 1000 km2 □ Mapujeme je do map velkých až středních měřítek -1:25 000, 1:50 000 a ještě menších měřítek měřítek - podle plochy geochory. Opakující se komplexy □ Komplexy chorické a ještě častěji topické dimenze se v krajině často "opakují", □ t.j. v dostatečně velkém území můžeme často lehce identifikovat komplexy prakticky stejného charakteru - t.j. komplexy stejného typu. Inventář □ Při zkoumání geochor je zajímavé zhotovit tzv. inventář, t.j. seznam geotopů a geochor nižšího řádu, resp. typů geotopů a geochor. □ Vytvořený seznam můžeme uspořádat podle zvolených kritérií - např. od "nejsuchších" geotopů, geochor po "nejmokřejší". Anebo od nejúrodnějších po neúrodné atd. Nanochora Krasové jama. 4 závrt 1 17.5.2019 Mezochora krasové planiny Jednotky regionické dimenze □ jednotky regionické dimenze jsou charakterizovány více individuálními znaky. □ To ale neznamená, že jednotky regionické dimenze se nedají typizovat. □ z množství znaků komplexu "vyfiltrujeme" ty, které představují jisté faktory relativní rovnorodosti. Kontinentální dimenze □ Jednotky dimenze je možno mapovat do map malých měřítek. Planetární dimenze obsahuje rozsáhle FG komplexy až po největší možný, t.j. celou FG sféru. Tyto jednotky se znázorňují na mapách velmi malých měřítek a na globusech. □ Hlavní metody jejich poznávání spočívají ve sestavovaní a v studiu modelů a bilanci Paradynamický komplex □ paradynamický komplex jako systém prostorově sousedících kontrastních jednotek spjatých horizontálními vazbami realizovanými tokem látek a energie. □ Osobitým druhem paradynamických systémů jsou paragenetické komplexy. Jsou to systémy navzájem sousedících aktivně vzájemně působících komplexů, které se vyznačují společným vznikem -genezí. □ Typický příklad "živého", recentního, paragenetického komplexu je „výmolovo-kuželový" komplex, kterého členy jsou: úvalina v rámci plošiny, výmol v rámci svahu a náplavový kužel pod svahem, nejčastěji na nivě potoka. 2 17.5.2019 Katéna □ zákonitě uspořádána řada různých prostorových půdních jednotek od vrcholu vyvýšeniny přes její stráň až po přilehlou erozní bází, t.j. po úpatí stráně, resp. po dno doliny. □ (Geo)-ekologická katéna je zákonitě uspořádán sled přírodních prostorových jednotek, přepojených horizontálními vztahy, který probíhá od vrcholu vyvýšeniny přes stráň až k jejímu úpatí. _ fragment inseiberg stredohorskej _rovne_ Vertikální zonálnost □ zobecněný sled vertikálních pedogeografických, resp. geoekologických zón na silikátových (nekarbonátových) horninách a horských svazích alpinske surové pôdy, •.skalné steny i/L*J 4_*J *_* i U i* silikátové horniny alpinske mačinové pody, rankre podzolové pôdy, rankre kambizeme rôznych subtypov Schematické znázornění předhorské zonálnosti ve střední Evropě 2 1 3 FM ČA . 550 mm / rok -* AQ ČM __, 750 mm / rok C Cr t-M - PG ■ :;!.:...: ........ "■ 3 17.5.2019 7. KARTOGRAFICKÉ METODY VE FG GEODETICKÉ MĚŘICKÉ PROSTŘEDKY KOMPLEXNÍ FG MAPOVÁNÍ Pomůcky pro měření výšek □ metoda nivelace - měření relativního převýšení (přenášení výškového horizontu) □ nivelační přístroje (optické, digitální) + nivelační latě □ výsledkem jsou podélné, příčné výškové profily □ totální stanice 4-, J- Měření 3D polohopisu □ Polárnímetoda pomocí totální stanice ze známých bodů □ GNSS přístroje pro GIS a geodézii □ přesnost na cm, mm, mapová kresba v přístroji, výpočty souřadnic □ robotické naváděcí „jednomužné přístroje" htt ps://www.youŤu be.com /watch?v-NlhFr4ZSBi8 hŤŤps://www.youŤu be.com/watchgv-rUdNI5ztO-w 4 17.5.2019 Prostorová geografická synteze □ Za efektivní nástroj komplexního zpracování informací o krajině možno považovat prostorovou geografickou syntézu Geoeokologické mapování Všeobecné GE mapy jsou výstupem základního GE výzkumu. Obsahují informace o charakteru, rozmístění a vzájemných vztazích GE regionů -geokomplexů, geoekosystémů různé hierarchické úrovně, respektive jejich typů. Účelové GE mapy znázorňují prostorovou diferenciaci vybrané vlastnosti krajiny, která vzniká interakcí vícero složek krajiny. Nejčastější jde o vlastnosti významné z hlediska environmentálního manežmentu krajiny a tedy je možné označit je i jako aplikační GE mapy □ Příkladem mohou být mapy ekologické únosnosti, zranitelnosti, citlivosti, ekologické stability, přírodních potenciálů, hrozeb, anebo rizik, environmentálních limitů a pod. Všeobecné zásady GE mapování □ Nejvýznamnější jsou 3 principy: □ komplexnost, □ integrální přístup □ a syntetické hodnocení. Ljlotyp Hydroíy Integrace analytických informací □ Podklady - souřadnicovým sjednocením různorodých mapových podkl. (převedou se do stejného měřítka a stejného kartografického zobrazení), □ obsahovým sjednocením legend a měřících škál, □ kontrolou logické nerozpornosti charakteristik v nakládáním utvořených areálech a odstraněním nalezených rozporů (ověřovacím terénním výzkumem, posouzením míry důvěryhodnosti odporujících si podkladů) ( — sporné charakteristika Obr. 22 Geoefcologické jednotky utvorené metódou vedúceho faktora a obsahovo napĺňané naložením máp 5 17.5.2019 Metoda vedoucího faktoru □ GE profilovaní (metoda krokové sondáže) spočíva ve sledovaní vlastností podstatných pro odlišení GE jednotky od sousedních jednotek (např. hloubka hladiny podzemní vody, tloušťka signifikantních horizontu a vrstev, ä zrnitost půdy a substrátu) na různě nasměrovaných profilech vycházejících z tessery. □ Hranice GE Jednotky je položená tam, kde dochází k nej výraznější změně sledované podstatné vlastnosti Obr. 23- Vyhraničenie geoekologickej jednotky metódou geoekologického profilovania Přípravní etapa podrobného GE □ má charakter kabinetního výzkumu a obsahuje: □ Shromáždění a integraci dostupných podkladů. Realizuje se metodou nakládání map a jejím výsledkem může být předběžná (v terénu neověřená) GE mapa. □ rozpory je vhodné vyjádřitve formě problémové GE mapy, která znázorňuje rozmístění různých typů rozporu (neshod). □ sestavit předběžné geosystémové schéma území, které obsahuje především informace o předpokládaných klíčových procesech, retenčních prostorách a regulátorech v jejich hierarchických vztazích. □ Po koncepční.technická a organizační příprava terénního výzkumu (co, jakými metodami a přístroji, kde a kdy budeme v terénu zkoumat, příprava techniky a materiálu a pod.) Terénní etapa podrobného GE výzkumu a mapování □ Diferenciální analýza je analýza jednotlivých složek krajiny zaměřená na zachycení jejich prostorové diferenciace □ GE profilování (kroková sondáž) se využívá na terénní identifikaci hranic GE jednotek Záverečná etapa □ Základní zpracovánívýsledků terénní etapy pozůstává ze systematické kontroly, uloženív prostorové databáze a v statistickém, grafickém, či tabulkovém zpracovánív terénu získaných dat. □ Sestavení definitivního geosystémového schématu území. □ Upřesnění rozsahu geoekologických jednotek (dělení, spájení, anebo modifikace průběhu hranic předběžně vyčleněných geoekologických jednotek na základě výsledku terénního výzkumu). □ Ověřovací terénní výzkum (v případě, že při zpracování dat, utváření definitivního geosystémového schématu, či upřesňování rozsahu geoekologických jednotek byli objevené skryté rozpory, které se nedají kabinetné řešit). Závěrečná etapa □ Napĺňanie GE jednotiek odvodenými charakteristikami - tieto sa získavajú v procese GE modelovania. □ Regionalizácia a typizácia GE jednotiek. □ Konštrukcia finálnej GE mapy (utvorenie legendy, príprava koncepcie a realizácia grafického vyjadrenia). 6 17.5.2019 U 'gramotnost <4-.„ -nméntálníto kurikulum ■ ^ J —r* "^c^.r— O)' VEDECKÁ PRACE Logické dedukce Axiómy a premisy Empirické indukce Pozorovania experiment paradigma Spekulace: Vedecky nepodložené (neverifikovatelné/nefalzifikovatelné) vysvětlení jevu Hypotéza: Vědecky podložené ale zatím neverífíkované/nefalzífíkovanévysvětleníjevu Poznatek: Výsledek vědeckého pozorovaní, experimentu, anebo logický závěr parciální vědecké dedukce Teorie: Zobecnění souboru vědeckých poznatků do všeobecně vědeckým společenstvím akceptovaného vysvětlení zkoumaného jevu Paradigma: Soubor axióm, teorií, metod výzkumu a výzkumných problémů, které v daném období pokládá vědecké společenství za správné. 8. VĚDECKÁ PRÁCE A MODELY VE FG Mgr. Monika Šulc, PhD. et PhD. VO SVETOVEJ FYZICKEJ GEOGRAFII JE PERMANENTNE PŘÍTOMNY (NEO)POZITIVIZMUS „... the next generation of physical geographers will be trained as physical scientists with advanced skills In the basic sciences, mathematics,statistics and spatial analytical techniques,such as GIS and remote sensing. Withouth such training , physical geographers will truly languish and research by physical geographers will fall to garner recognition from other natural scientists — a primary audience for this research." B.L. Rhoads (2004): Whiter Physical Geography, Annals of the As. Of Am. Geographers, 94(4), p, 752 (Fyzická) Geografie jako věda Exaktná veda je schopná robiť presné závery a prognózy, čo výrazne ovplyvňuje jej SI spoločenský status Exaktnost' je priamo úměrná sfupňu vyvinutosti vedy a nepr/omo úměrná komplexitě skúmaného objektu Pozorovanie/Opis tíiogtaňcké vedy Všeobecné metodologické prístupy prírodných vied Experiment Indukcia Expbnácia Experimentálna vedy Nomoteticlté vedy Dělat vědu znamená měřit a počítat Odkud Kam věda pro vědu věda pro prax dedukce indukce struktury procesy popis měření klasitikace modelování mapování GIS přehledová měřítka detailní měřítka • Obecné měřící techniky: DPZ, UAV, DMR, — GIS, DTM •Speciální měřící nástroje: hydroklimatické, biologické, půdně-litologické, geochronologické •Statistická analýza jako hlavní nástroj (vícerozměrná statistika, geostatistika) •Matematická analýza (tvorba modelu) •(Geo)systémová analýza Dle Minor J. (2011) 7 Snímek 58 Šl Šulc; 17.4.2019 17.5.2019 Metodické zaměření fyzických geografů \ experimentátoři observátoři Modelů a modelovaní není třeba se bát aneb 6 mýtů o matematickém modelovaní R.L. Brasl, G.E. Tucker, V Těles (2003): Six Myths About Mathematical Modeling in Geomorphology, Prediction in Geomorphology, Geophysical Monogragh Series \fcilume 135 (2 p.1/4), pp. 63-79. 1. Za každým dobrým modelem [e řešení diferenciálních rovnic - „fyzikální" modely a fyzikální veličiny versus heuristické „rule-based" modely. 2. Model je verifikovaný, když dobře predikuje vlastnosti krajiny - versus počáteční a okrajové podmínky, časoprostorové měřítka a míra konfirmace. 3. Model má podávat kvantitativní předpověď chování se krajiny - netestovatelnost versus organizace vědeckého myšlení a observace, eliminace špatných předpokladů a konceptů, virtuální laboratórium. 4. Odmítnutý model představuje neúspěšný experiment— versus Inspirace, směrovník, či pohyb po spirále. 5. Komplexní model musí přinést komplexní výsledek - anebo může vyústit do jednoduché výslední struktury? (forma jako Indikátor komplexu procesů). 6. Výsledky komplexního matematického modelu by měli souhlasit s paradigmatem - versus model jako katalyzátor „vědecké revoluce". Hydrologické modely □ a) účelu a způsobu aplikace □ b) simulovaného hydrologického procesu a míry komplexnosti □ c) hloubky a komplikovanosti vazeb simulovaného procesu □ d) požadovaného rozsahu časové a prostorové diskretizace □ e) kontinuity výpočtů Dělení modelů □ modely sněhové □ modely srážko-odtokového procesu □ - modely půdní vlhkosti □ - jednotkový hydrogram □ modely nádrží □ modely simulující pohyby vody v korytě □ - hydrologické modely □ - hydraulické modely □ komplexní systémy řešící komplex hydrologických procesů v povodí (systému) Základní kritéria rozdělení hydrologických Základní rozdělení: IT10d©IU A) aspekt počtu dimenzí (X, Y, Z): > 1D - ustálené/neustálené proudění v korytech toků (HEC-RAS, MIKE 11 ) > 2D - povrchový odtok a odtok v korytech toků (HEC-HMS, MIKE SHE, SIMWE, TOPMODEL, MIKE 21c) > 3D - podzemní odtok v nasycené zóně (MIKE SHE, MODFLOW, FEFLOW) B) aspekt distribuce jednotlivých prvků modelu: > cQlistvé (angl. lumped models) > semidistribuované (angl. semidistributed models) > distribuované (angl distributed models) C) aspekt určitosti / náhodnosti: > deterministické - ve vstupních datech nejsou zohledněny prvky náhodnosti, zanedbává prostorová závislost veličin a uvažuje se pouze časová závislost > stochastické - neurčitost hydrologického jevu, vyznačují se absenci vazebnosti mezi příčinou a následkem hydrologického jevu, fuzzy modelování atd. Toto rozděleni je pouze orientační, protože konkrétni modely (ve smyslu SW) splňuji vice kritérií a kategorií (např. model MIKE SHE 1D-3D, semidistribuovaný až distribuovaný apod.). Unuckg (201 3): kurz Environmentálni modelování 8 17.5.2019 Srážko-odtokové modely □ Modely pouze pro řešení přímého odtoku □ CN křivky (SCS CN method) □ Modely využívající nádrží pro simulaci pohybu vody v půdě Rainfall-Runoff Modely • Phi-lndex • Horton Equation • SCS Curve Number • SAC-SMA Určení CN Rozdělení půd do hydrologických skupin A, B, C a D. □ A - velká infiltrační schopnost i při velké vlhkosti a nízký potenciální odtok. □ B - ještě dobré infiltrační vlastnosti za vlhka. □ C - za vlhka pomalá infiltrace. □ D - velmi malá infiltrace - velký potenciál tvorby rychlého odtoku. Fyzikální modelování versus matematické modelování □ https://www.YOutube.com /watch?v=9yKPoWo0sGa Téma a cíle vědecké práce Téma definuje problém, který práce řeší. Základním požadavkem na vědeckou práci je její originalita, proto by téma měla definovat originální otázku a výsledek - výstup. --- struktura Bc. práce 9