Вычислительная география как новая рамка для синтеза географических дисциплин

В мае в Европейском университете в Санкт-Петербурге состоялась конференция по вычислительным социальным наукам. Ученые факультета географии и геоинформационных технологий НИУ ВШЭ обратили внимание на фундаментальное обновление всей дисциплины. Главная новация заключается в том, что вычислительная география перерастает из набора прикладных методов в новую общую теоретическую рамку для всего географического знания, сопоставимую по масштабу с количественной революцией середины XX века. Кроме того, специалисты ФГГТ продемонстрировали практические инновации: они показали, как с помощью городской морфологии и искусственного интеллекта можно создавать альтернативную внутригородскую статистику, которая объясняет социально-экономические различия районов без сбора традиционных данных.

Секция вычислительной географии собрала участников из НИУ ВШЭ, Европейского университета, МГУ, СПбГУ и других вузов и научных организаций. Доклады представляли во многом традиционные для географии темы, такие как расселение, границы, природные риски и доступность инфраструктуры, — через призму сетевого анализа, эконометрического моделирования, машинного обучения и использования языковых моделей. На открытии секции выступил декан факультета географии и геоинформационных технологий НИУ ВШЭ Николай Куричев. В своем выступлении он обратил внимание как на перспективы, так и на риски развития отрасли.

Куричев Николай Константинович

декан факультета географии и геоинформационных технологий НИУ ВШЭ

«Вычислительная география сегодня постепенно перестает быть просто набором методов пространственного анализа и превращается в один из возможных кандидатов на новую общую рамку географического знания. В этом смысле она уже не сводится к очередному направлению в ряду политической, социальной, экономической или культурной географии. Скорее речь идет о сквозной трансформации дисциплины, сопоставимой по масштабу с количественной революцией середины XX века».

Декан факультета географии НИУ ВШЭ отметил, что современное положение принципиально отличается от ситуации середины XX века. Невероятный рост объемов пространственных данных, собранных из самых разных источников: от спутниковой съемки до социальных сетей. Также Николай Куричев обратил внимание на рост вычислительных мощностей и одновременно появление принципиально новых инструментов геоИИ.

Новые возможности создают и новые риски, среди которых декан факультета географии НИУ ВШЭ отметил опасность потерять комплексный взгляд географии, фокусируясь лишь на тех пространствах, которые легче и проще оцифровать, и угрозу превратиться в инженерную разновидность науки о данных.

Развитие вычислительной географии еще более актуализирует вопрос о теоретическом осмыслении пространственных феноменов и появлении новых теоретических концептов, которые позволяют описывать сложные гибридные территориальные системы — экосистемы, ландшафты, города и пр., в которых одновременно взаимодействуют природные, социальные и технологические процессы. Создание таких макротеорий, умение ставить принципиально новые вопросы и способность давать на них ответы может стать сильной и амбициозной программой развития вычислительной географии, в противовес подходу, который ориентирован на точечное решение старых задач. По мере роста вычислительных возможностей будет возрастать значение тех аспектов территориальности, которые, напротив, не сводимы к данным и алгоритмам.

О том, как новая вычислительная парадигма помогает по-другому смотреть на традиционный для географии вопрос о соотношении городской формы и функции на конференции рассказал Александр Шелудков, доцент факультета географии НИУ ВШЭ и академический наставник магистратуры «Пространственные данные и прикладная геоаналитика».

Городская форма — это геометрические и топологические свойства зданий и улиц, а также производные характеристики связности, плотности и разнообразия городской среды. Согласно теориям городского развития, эти характеристики тесно связаны с формированием внутригородских потоков, плотностью социальной и экономической активности.

Александр Шелудков презентовал проект научно-учебной группы факультета географии НИУ ВШЭ «Сравнительный анализ пространственной структуры российских городов с использованием методов городской морфологии и пространственной статистики».

Цель проекта — создание альтернативной внутригородской статистики, которая опирается на детальные пространственные данные о морфологии городов. Одновременно она помогает понять, как функционируют города: почему одни районы богаче, безопаснее, более деловые или, напротив, более тихие.

Шелудков Александр Владимирович

доцент, академический наставник магистратуры «Пространственные данные и прикладная геоаналитика».

«Собирать такую информацию напрямую всегда сложно. Использование косвенных данных из морфологии помогает закрыть огромный пробел в городских исследованиях. Некоторые из показателей, которыми оперирует современная морфометрия, например, фрактальность улично-дорожной сети или разные виды центральности ее сегментов, заимствованы из теории информации или сетевого анализа и сами по себе трудно интерпретируемы. Однако в комплексе с другими метриками и на больших выборках они позволяют увидеть в городском пространстве сложные структуры и нелинейные зависимости». 

В качестве примера Александр рассказал о том, как топологические характеристики улично-дорожной сети раскрывают разные модели размещения объектов услуг в Ярославле, одном из трех пилотных городов проекта. Исследование взаимоотношений факторов городского развития сегодня во многом переходит в контекст количественных исследований с опорой на открытые данные и новые вычислительные инструменты. Такой подход позволяет реализовывать масштабные проекты, которые охватывают множество городов.