نقشه برداری و GIS :سیستم اطلاعات جغرافیایی و دگرگونی نقشه برداری

1. تعاریف
2. علوم پایه
3. تاریخچه مختصری از “کارتوگرافی علمی”
4. رویکردهای علمی در طراحی نقشه
5. استفاده از نقشه ها برای حمایت از تفکر علمی
6. استفاده از نقشه ها برای ارتباط علم

 

1. تعاریف

کارتوگرافی : فرآیند طراحی علائم گرافیکی که یک نقشه را تشکیل می دهند

معرفت‌شناسی : نظریه‌ای درباره اینکه چگونه می‌توانیم چیزی را بشناسیم و مجموعه روش‌هایی را شکل می‌دهد که می‌توان (به طور قابل قبول) در یک حوزه موضوعی استفاده کرد.

نقشه : نمایشی از روابط فضایی

پوزیتیویسم : مجموعه ای از رویکردهای فلسفی، که اغلب با علم مرتبط است، که به دنبال توسعه نظریه ها و قوانینی است که پدیده ها و فرآیندها را از طریق مشاهدات تجربی و استدلال استقرایی توضیح می دهد.

پس از بازنمایی : یک نظریه نقشه برداری که معتقد است بین نقشه و جهان تمایزی وجود ندارد – یعنی نقشه و جهان یکدیگر را می سازند.

پساساختارگرایی : مجموعه‌ای از رویکردهای فلسفی که این پرسش را مطرح می‌کنند که آیا نشانه‌ها و چیزهایی که برای آنها ایستاده‌اند روابط ثابتی با یکدیگر دارند یا خیر.

بازنمایی : یک نظریه نقشه‌کشی که بر این باور است که نمادهای روی نقشه نشان‌دهنده چیزی در جهان هستند

علم : مطالعه سیستماتیک پدیده ها و فرآیندها با استفاده از آزمایش ها، اندازه گیری ها و مشاهدات

نظریه : مجموعه ای از قضایا که چیزی را توضیح می دهد. نظریه های علمی تبیین های مبتنی بر شواهد هستند

 

2. علم

” علم”  هم برای توصیف یک رویکرد کلی و سیستماتیک برای درک جهان و هم برای اشاره به آن رویکرد به عنوان یک پدیده خاص مورد علاقه، به عنوان مثال، “علم اقتصاد” یا “علم اطلاعات جغرافیایی” استفاده می شود. روش‌های خاصی که این رویکردهای سیستماتیک در عمل به کار گرفته می‌شوند در طول زمان تکامل یافته‌اند و بسته به شی (ها) یا پدیده‌های مورد علاقه متفاوت هستند. با تمرکز محدود بر “علوم” معنای کلمه، می توان برخی از زیربناهای فلسفی (هستی شناسی، معرفت شناسی، نظریه ها) را که می توان در همه علوم یافت، بدون توجه به پدیده ای که یک علم خاص بر آن متمرکز شده است، شناسایی کرد.

درک زیربنای فلسفی یک علم از این جهت مهم است که معرفت‌شناسی به سؤالاتی که پرسیده می‌شود و اینکه چگونه محققان و دست اندرکاران آن علم تلاش می‌کنند به این سؤالات پاسخ دهند (یعنی با چه روش‌هایی) شکل می‌دهند. سنت فلسفی که نوعاً با «علم» به معنای رویکرد کلی به درک جهان مرتبط است، پوزیتیویسم است.. یک رویکرد پوزیتیویستی، که با انقلاب کمی در جغرافیا نیز مرتبط است، معتقد است که می‌توان نظریه‌هایی را توسعه داد که پدیده‌ها و فرآیندها را از طریق فرآیند ارائه یک فرضیه توضیح دهند، روشی را برای انجام مشاهدات تجربی که آن فرضیه را آزمایش می‌کنند، و سپس ایجاد کرد. پالایش فرضیه بر اساس مشاهدات تجربی. این فرآیند، که به عنوان روش علمی نیز شناخته می‌شود، در نهایت به نظریه‌ای منتهی می‌شود که توضیحی گسترده و کلی است که آزمایش شده و (هنوز) نادرست بودن آن ثابت نشده است. روش علمی بر هر دو استدلال استقرایی و قیاسی متکی است. اولی برای ایجاد فرضیه و دومی برای آزمایش اعتبار فرضیه ها از طریق آزمایش یا مشاهده بیشتر.

 

3. تاریخچه مختصری از “کارتوگرافی علمی”

^{نقشه کشان} آلمانی از اوایل سال 19 شروع به تفکر در مورد نقشه برداری به عنوان یک علم کردندقرن (جدول 1). اساس این ایده که کارتوگرافی یک علم است این بود که طراحی نقشه موضوعی هم به استنتاج و هم نیاز به استقراء دارد، فرآیندهای فکری که معمولاً با عملکرد علمی مرتبط هستند. به عبارت دیگر نقشه های موضوعی حامل علم هستند. محور این درک از نقشه ها به عنوان محصول تحقیق علمی، مفهوم «منطق نقشه» بود، قوانینی که تصمیمات طراحی شخصی و ذهنی (به طور ضمنی «هنری») را که ممکن است یک نقشه‌نگار اتخاذ کند، محدود می‌کند. یکی از طرفداران در نظر گرفتن نقشه‌کشی به عنوان یک علم خاطرنشان کرد: «امر علم از هرگونه پرواز نامنظم تخیل جلوگیری می‌کند و به‌رغم تمام انگیزه‌های ذهنی، شخصیتی اساساً عینی را به نقشه می‌بخشد» (اکرت، 1908: 347). با این حال،نقشه کشی و هنر ). به عبارت دیگر، “کارتوگرافی علمی” تخیل هنری را به روش هایی محدود می کند که به طور مؤثر محتوای نقشه را از طریق فرآیند ایجاد و پیروی از قوانین یا قوانین طراحی ارتباط برقرار می کند.

منبع کلیدی که این منطق نقشه را توسعه داد، یک بررسی تجربی گسترده از عملکرد نقشه برداری بود، یک جلد 1500 صفحه ای دو جلدی با عنوان Die Kartenwissenschaft (1921، 1925)، که ممکن است به عنوان “علم نقشه” ترجمه شود یا شاید دقیق تر، “دانش نقشه.” هدف آن ترسیم یک نظریه نقشه‌کشی بود که می‌توان از آن برای هدایت عمل استفاده کرد. این نظریه از تجزیه و تحلیل استقرایی مطالب تجربی ارائه شده در مجلدات به دست آمده است. پاپای (2018) پیشنهاد می‌کند که این نظریه تأثیر عملی کمی داشته است، زیرا سایر نظریه‌های عمومی‌تر (مانند نشانه‌شناسی، نظریه اطلاعات، نظریه ارتباطات) که می‌توانستند این ترکیب تجربی را زمینه‌ای کنند، در آن زمان به اندازه کافی توسعه نیافته بودند.

جنگ جهانی دوم برای نقشه کشی بسیار مهم بود. این کار نقشه نگاران آلمانی را که برای توسعه نظریه نقشه برداری علمی کار می کردند، قطع کرد. همچنین به شدت تجربیات برخی از نقشه‌برداران آمریکای شمالی را که جنگ را صرف ساختن نقشه‌های OSS کرده بودند، شکل داد. نقشه‌برداران متوجه شدند که چگونه مبلغان ویژگی‌های بصری نقشه‌ها را برای ارائه دیدگاه‌های تحریف‌شده و مغرضانه اطلاعاتی طراحی می‌کنند، و برخی معتقد بودند که قوانین طراحی می‌تواند برای برجسته کردن این دستکاری‌ها و همچنین کمک به نقشه‌نگاران برای ساختن نقشه‌های موضوعی در مقیاس کوچک موثر مورد استفاده قرار گیرد (رابینسون، 1952). ؛ مونتلو، 2002؛ ادنی، 2005؛ کرامپتون، 2010؛ کنت، 2018).

این منجر به یک نظریه کارکردگرایانه از نقشه برداری علمی شد که در آن هدف درک عملکرد یک ویژگی بصری معین از نقشه در انتقال اطلاعات به نقشه خوان است. برای بررسی این کارکردها، نقشه‌برداران روش علمی را به کار می‌برند: «کارتوگراف نه یک علم تجربی است به این معنا که شیمی یا فیزیک در جستجوی حقیقت به روش علوم اجتماعی است. با این حال، روش علمی را در قالب عقل و منطق به کار می گیرد.» (رابینسون 1953: 11). مفهوم کارکردگرایانه منطق از مفهوم قبلی منطق نقشه، که مستقیماً در نگاه نقشه‌ها ، اولین نمایش نقشه‌نگاری علمی کارکردگرا ، مورد انتقاد قرار گرفت، متمایز است. (رابینسون، 1952: 12)، جایی که نویسنده اشاره کرد که قاعده منطق نقشه “قهوه ای بهترین رنگ برای زمین، خطوط، و نمایش زمین است” صرفاً یک قرارداد بود که اعتبار آن باید از طریق بررسی عینی ثابت شود. منطق نقشه کارکردگرا از طریق مطالعه سیستماتیک و تجربی کاربران نقشه و نقشه های آنها به جای مطالعه تجربی نقشه ها به تنهایی ایجاد می شود، در نتیجه شواهد “عینی” از کارآمدی یک قانون طراحی ارائه می شود.

در راستای این رویکرد جدید تأثیرگذار و پوزیتیویستی به تحقیقات نقشه برداری، دانشگاهیان نظریه ای را برای توضیح نحوه خواندن نقشه ها ایجاد کردند. این نظریه که معمولاً به عنوان مدل ارتباط نقشه شناخته می شود، بر اساس نظریه ارتباطات اطلاعاتی (شانون، 1948) و دیدگاه جغرافیای کمی از نقشه ها به عنوان مدل پایه گذاری شد. هدف مدل ارتباطی نقشه انتقال مدل ذهنی نقشه‌نگار به مدل ذهنی نقشه‌خوان بود در حالی که اطلاعات کمتری را از دست می‌داد، در واقع طراحی نقشه‌کشی را به یک مشکل مهندسی نقشه تبدیل می‌کرد (شکل 1). نظریه ارتباطات اطلاعاتی پیشنهاد می‌کند که اطلاعات قابل تغییر هستند (یعنی می‌توان آن را بین یک شکل به شکل دیگر تبدیل کرد – در مورد نقشه‌برداری از یک مدل ذهنی به یک نقشه).

 

شکل 1. یک تصویر شماتیک از اجزای مشترک مدل های ارتباطی نقشه و روابط عملکردی آنها با یکدیگر. بسیاری از مدل‌های ارتباطی مختلف نقشه‌کشی توسط نویسندگان مختلف در تلاش برای توصیف فرآیند ارسال اطلاعات از نقشه‌ساز به نقشه‌خوان پیشنهاد شده‌اند. برخی از نمونه‌های تأثیرگذار عبارتند از نمونه‌هایی که توسط بورد (1967)، کولاچینی (1969)، راتاجسکی (1973)، و رابینسون و پتچنیک (1976) توسعه یافتند. همه شامل برخی از عناصر مشترک، مانند واقعیت (“جهان”)، یک نقشه، و مدل ذهنی کسی که میان واقعیت و نقشه است. آنچه در بین مدل ها رایج بود این ایده بود که یک نقشه “خوب” نتیجه افزایش شباهت بین مدل های ذهنی نقشه نگار و نقشه خوان جهان است. و اینکه محصول ارتباط کارتوگرافی یک مدل ذهنی از واقعیت در ذهن نقشه خوان است. منبع: نویسنده

 

نقشه‌برداران تلاش کردند تا نظریه ارتباطات را با شناسایی گرامرهای نقشه‌کشی که می‌توان برای هدایت تصمیم‌های طراحی نقشه مورد استفاده قرار داد، عملیاتی‌سازی کنند (به نمادسازی و متغیرهای بصری مراجعه کنید.). برخی از اینها، مانند نشانه‌شناسی گرافیکی (برتین، 1967)، توسط محققان خارج از نقشه‌برداری پیشنهاد شده‌اند و به‌طور شهودی به‌جای مطالعات تجربی با کاربران نقشه‌ها استخراج شده‌اند. نشانه شناسی گرافیکی یک نظریه کلی از گرافیک اطلاعاتی (شامل نقشه ها) ارائه کرد که ویژگی های اطلاعاتی را با ویژگی های گرافیکی مطابقت داد. نویسندگان دیگر دستور زبان‌هایی را پیشنهاد کردند که ویژگی‌های گرافیکی را در برابر وظایف نقشه‌خوانی با شواهد پشتیبان ارائه‌شده توسط مطالعات روان‌فیزیکی آرایه می‌کردند (موریسون 1974، 1977). در نهایت منطقی آن، مدل ارتباطی باید قادر به ایجاد سیستم‌های خبره‌ای باشد که می‌تواند تولید «نقشه بهینه» را خودکار کند – نقشه‌ای که بیشترین اطلاعات را منتقل می‌کند – با کلیک یک دکمه (فارست، 1993).

حتی زمانی که مدل ارتباطی مد بود، انتقاداتی از کاربرد آن شروع شد. برخی از محققان هدف آن را برای تولید “نقشه بهینه” زیر سوال بردند، و پیشنهاد کردند که راه حل های تک نقشه از هر دو سوگیری آشکار و پنهان رنج می برند که ممکن است طراحی آنها را رنگ آمیزی کند (Monmonier، 1991). با توجه به اینکه برخی از نقشه ها پیام از پیش تعیین شده ای ندارند، دیگر محققان از تمرکز مدل ارتباطی بر انتقال اطلاعات انتقاد کردند. مثلاً «پیام» یک نقشه راه غیر از اینکه «این چیزها اینجاست» چیست؟ در بسیاری از تحقیقات انجام شده در پارادایم ارتباطی، درک ادراک نقشه بر شناخت نقشه اولویت داشت. این شاید به این دلیل است که مدل ارتباطی به جای درک آن به عنوان چیزی که از طریق فرآیند خواندن نقشه ساخته می‌شود، فرض می‌کرد که دانش وجود دارد. تئوری ساخت‌گرای نقشه‌برداری علمی نشان می‌دهد که نقشه‌های موفق وسیله‌ای برای معناسازی (یعنی ساختن دانش) درباره یک پدیده هستند. برخی از اولین بحث‌های این نظریه ادعا می‌کردند که عمدتاً نقشه‌نگار، از طریق درک او از پدیده جغرافیایی که نقشه‌برداری می‌شود، بود که به نقشه معنا افزود (گوئلکه، 1976). برخی دیگر استدلال کردند که معناسازی به نقشه‌نگاران محدود نمی‌شود. این نویسندگان پیشنهاد کردند که هر تعامل با یک نقشه منجر به ساختن معنا نمی شود و حتی اصطلاحی به نام «دریافت کننده» را ابداع کردند تا کسانی را که تعاملشان با نقشه منجر به ایجاد معنا می شود از «نقشه خوان ها» یا «کاربران نقشه» عابر پیاده تر متمایز کند. (رابینسون و پتچنیک، 1976: 20). ه.، ساختن دانش) درباره یک پدیده. برخی از اولین بحث‌های این نظریه ادعا می‌کردند که عمدتاً نقشه‌نگار، از طریق درک او از پدیده جغرافیایی که نقشه‌برداری می‌شود، بود که به نقشه معنا افزود (گوئلکه، 1976). برخی دیگر استدلال کردند که معناسازی به نقشه‌نگاران محدود نمی‌شود. این نویسندگان پیشنهاد کردند که هر تعامل با یک نقشه منجر به ساختن معنا نمی شود و حتی اصطلاحی به نام «دریافت کننده» را ابداع کردند تا کسانی را که تعاملشان با نقشه منجر به ایجاد معنا می شود از «نقشه خوان ها» یا «کاربران نقشه» عابر پیاده تر متمایز کند. (رابینسون و پتچنیک، 1976: 20). ه.، ساختن دانش) درباره یک پدیده. برخی از اولین بحث‌های این نظریه ادعا می‌کردند که عمدتاً نقشه‌نگار، از طریق درک او از پدیده جغرافیایی که نقشه‌برداری می‌شود، بود که به نقشه معنا افزود (گوئلکه، 1976). برخی دیگر استدلال کردند که معناسازی به نقشه‌نگاران محدود نمی‌شود. این نویسندگان پیشنهاد کردند که هر تعامل با یک نقشه منجر به ساختن معنا نمی شود و حتی اصطلاحی به نام «دریافت کننده» را ابداع کردند تا کسانی را که تعاملشان با نقشه منجر به ایجاد معنا می شود از «نقشه خوان ها» یا «کاربران نقشه» عابر پیاده تر متمایز کند. (رابینسون و پتچنیک، 1976: 20). که به نقشه معنی اضافه کرد (گوئلکه، 1976). برخی دیگر استدلال کردند که معناسازی به نقشه‌نگاران محدود نمی‌شود. این نویسندگان پیشنهاد کردند که هر تعامل با یک نقشه منجر به ساختن معنا نمی شود و حتی اصطلاحی به نام «دریافت کننده» را ابداع کردند تا کسانی را که تعاملشان با نقشه منجر به ایجاد معنا می شود از «نقشه خوان ها» یا «کاربران نقشه» عابر پیاده تر متمایز کند. (رابینسون و پتچنیک، 1976: 20). که به نقشه معنی اضافه کرد (گوئلکه، 1976). برخی دیگر استدلال کردند که معناسازی به نقشه‌نگاران محدود نمی‌شود. این نویسندگان پیشنهاد کردند که هر تعامل با یک نقشه منجر به ساختن معنی نمی‌شود و حتی اصطلاحی به نام «دریافت کننده» را ابداع کردند تا کسانی را که تعاملشان با نقشه منجر به ایجاد معنا می‌شود از «نقشه‌خوان‌ها» یا «کاربران نقشه» بیشتر پیاده‌روی متمایز کند. (رابینسون و پتچنیک، 1976: 20).

تئوری توسعه یافته تری از نقشه ها به عنوان ابزاری برای ایجاد دانش جدید را می توان در رویکرد شناختی- نشانه شناختی برای درک “نحوه کار نقشه ها” یافت، همانطور که در متن نقشه برداری اصلی با آن عنوان توضیح داده شده است (MacEachren، 1995). بر اساس این دیدگاه هستی‌شناختی که نقشه‌ها بازنمایی جهان هستند، نه خود جهان، رویکرد شناختی- نشانه‌شناختی تلاش می‌کند هم چگونگی «معنا از نقشه‌ها و هم اینکه نقشه‌ها با معنا آغشته شده‌اند» را توصیف کند. (همان، ص vi). به عنوان نمایندگی، نقشه ها انتزاعی از جهان هستند و علائم روی نقشه نشان دهنده چیزی در جهان است. طراحی نقشه خاص یکی از نمایش های ممکن جهان است و برخی از نمایش ها برای برخی اهداف بهتر از سایرین کار می کنند. دانش جدید (یعنی معنا) هم با ساختن و هم با استفاده از نقشه ها ایجاد می شود، و این پارادایم از رویکردهای واژگانی، عملکردی و شناختی برای درک نحوه عملکرد نقشه ها در زمینه های مختلف نقشه برداری و استفاده از نقشه استفاده می کند (شکل 2). در دسترس بودن گسترده فناوری‌های رایانه‌ای که ساختن نقشه‌ها را بسیار آسان‌تر و سریع‌تر می‌کرد، فرصت‌های جدیدی را برای طراحی نمایش‌های نقشه‌نگاری متعدد برای پشتیبانی از تفکر ایجاد کرد.

 

شکل 2. رویکردهای واژگانی برای بازنمایی نقشه تلاش می کنند به این سوال پاسخ دهند که نمادها ممکن است به طور مشروع چه معنایی داشته باشند. این در بین نمادها متفاوت است. مجموعه ای از نمادهای دلخواه یا هندسی ممکن است دامنه وسیع تری از معانی احتمالی نسبت به نمادهای تصویری داشته باشند. بسته به مکان مورد نقشه برداری و سازمان یا نقشه نگاری که نقشه برداری را انجام می دهد، نماد سمت چپ می تواند دو نوع ساختمان متفاوت را نشان دهد: بیمارستان (مانند نماد نقشه ایالات متحده) یا هتل (مانند بسیاری از نقشه های ژاپنی). . رویکرد واژگانی نشان می دهد که چگونه معنای نمادها حداقل تا حدی می تواند از نظر اجتماعی و فرهنگی تعیین شود. رویکردهای کارکردی به بازنمایی سؤالاتی را در مورد چگونگی ارائه معنا در سطح نمادهای فردی و مجموعه نمادها مطرح می کند. مثلا، روش رایجی که در آن نمادها نشان می‌دهند که آنها چیزی را نشان می‌دهند، نمادها هستند – شبیه به پدیده‌ای که نشان می‌دهند. نمونه نمادی که در بسیاری از کشورها برای نشان دادن هتل ها استفاده می شود، شبیه فردی است که در یک تخت خوابیده است، فعالیتی که معمولاً در هتل ها انجام می شود. رویکردهای شناختی نشان می‌دهد که چگونه آنچه نقشه‌خوان از قبل می‌داند با تصمیم‌های نمادسازی نقشه تعامل می‌کند تا معنایی را که خواننده از خواندن نقشه می‌سازد، شکل دهد. یک تازه کار ممکن است با یک نماد تصویری یا نمادین بهتر عمل کند، مانند نماد معمولی که برای فرودگاه ها در نقشه های توریستی استفاده می شود. از سوی دیگر، یک متخصص ممکن است بتواند به راحتی یک فرودگاه را از روی نمادی که جهت معمولی دو باند را نشان می دهد، تشخیص دهد. منبع: نویسنده نمونه نمادی که در بسیاری از کشورها برای نشان دادن هتل ها استفاده می شود، شبیه فردی است که در یک تخت خوابیده است، فعالیتی که معمولاً در هتل ها انجام می شود. رویکردهای شناختی نشان می‌دهد که چگونه آنچه نقشه‌خوان از قبل می‌داند با تصمیم‌های نمادسازی نقشه تعامل می‌کند تا معنایی را که خواننده از خواندن نقشه می‌سازد، شکل دهد. یک تازه کار ممکن است با یک نماد تصویری یا نمادین بهتر عمل کند، مانند نماد معمولی که برای فرودگاه ها در نقشه های توریستی استفاده می شود. از سوی دیگر، یک متخصص ممکن است بتواند به راحتی یک فرودگاه را از روی نمادی که جهت معمولی دو باند را نشان می دهد، تشخیص دهد. منبع: نویسنده نمونه نمادی که در بسیاری از کشورها برای نشان دادن هتل ها استفاده می شود، شبیه فردی است که در یک تخت خوابیده است، فعالیتی که معمولاً در هتل ها انجام می شود. رویکردهای شناختی نشان می‌دهد که چگونه آنچه نقشه‌خوان از قبل می‌داند با تصمیم‌های نمادسازی نقشه تعامل می‌کند تا معنایی را که خواننده از خواندن نقشه می‌سازد، شکل دهد. یک تازه کار ممکن است با یک نماد تصویری یا نمادین بهتر عمل کند، مانند نماد معمولی که برای فرودگاه ها در نقشه های توریستی استفاده می شود. از سوی دیگر، یک متخصص ممکن است بتواند به راحتی یک فرودگاه را از روی نمادی که جهت معمولی دو باند را نشان می دهد، تشخیص دهد. منبع: نویسنده رویکردهای شناختی نشان می‌دهد که چگونه آنچه نقشه‌خوان از قبل می‌داند با تصمیم‌های نمادسازی نقشه تعامل می‌کند تا معنایی را که خواننده از خواندن نقشه می‌سازد، شکل دهد. یک تازه کار ممکن است با یک نماد تصویری یا نمادین بهتر عمل کند، مانند نماد معمولی که برای فرودگاه ها در نقشه های توریستی استفاده می شود. از سوی دیگر، یک متخصص ممکن است بتواند به راحتی یک فرودگاه را از روی نمادی که جهت معمولی دو باند را نشان می دهد، تشخیص دهد. منبع: نویسنده رویکردهای شناختی نشان می‌دهد که چگونه آنچه نقشه‌خوان از قبل می‌داند با تصمیم‌های نمادسازی نقشه تعامل می‌کند تا معنایی را که خواننده از خواندن نقشه می‌سازد، شکل دهد. یک تازه کار ممکن است با یک نماد تصویری یا نمادین بهتر عمل کند، مانند نماد معمولی که برای فرودگاه ها در نقشه های توریستی استفاده می شود. از سوی دیگر، یک متخصص ممکن است بتواند به راحتی یک فرودگاه را از روی نمادی که جهت معمولی دو باند را نشان می دهد، تشخیص دهد. منبع: نویسنده 

 

نظریه‌های انتقادی نقشه‌برداری برخی از ویژگی‌های مشترک و حتی برخی روش‌شناسی را با مؤلفه نشانه‌شناختی رویکرد شناختی- نشانه‌شناختی مشترکند، اگرچه در نحوه درک مقاصد نقشه‌نگاران متفاوت هستند. چارچوب‌های نظری انتقادی به دنبال این هستند که نشان دهند چگونه روابط قدرت در معانی حمل شده توسط نمادهای نقشه منعکس می‌شود (نگاه کنید به نقشه‌برداری و قدرت) در حالی که رویکرد شناختی- نشانه شناختی پیشنهاد می کند که همین معانی نمادها غیرعمدی هستند. هر دو رویکرد انتقادی و شناختی – نشانه‌شناختی، نقشه‌ها را به‌عنوان بازنمایی از جهان می‌بینند، اگرچه بسیاری از نظریه‌های انتقادی اجازه می‌دهند تا معانی مشروع کمتری از مجموعه معینی از نمادهای نقشه‌ها نسبت به رویکرد شناختی- نشانه‌شناختی ناشی شود. همانطور که کرمپتون (2010: 9) می نویسد، “نقشه ها دانش را به روش های خاص و با دسته بندی های خاص تولید می کنند که سپس اثراتی دارند (یعنی قدرت را به کار می برند).

در حدود اوایل هزاره، برخی از نظریه پردازان نقشه کشی شروع به زیر سوال بردن جدایی بین نقشه و جهان کردند و این تصور را که نقشه ها بازنمایی هستند به چالش کشیدند. این تفکر به نقشه‌کشی پسا بازنمودی شهرت یافته و گسست از رویکردهای فلسفی علمی و پوزیتیویستی به نقشه‌کشی است. در بعد از نمایندگیتئوری نقشه‌کشی، تمرکز بر نحوه عملکرد نقشه‌ها در جهان است نه بر روی خود نقشه یا کاربر نقشه. این پیشنهاد می کند که نقشه و جهان با هم ترکیب می شوند – یعنی نقشه ها به طور همزمان توسط جهان ایجاد می شوند و برای ایجاد جهان عمل می کنند. این دیدگاه خود نقشه را فعال، سیال و بدون معانی ثابت می بیند، بلکه معانی دارد که از طریق استفاده از آنها مذاکره می شود. بنابراین، نظریه پردازان پسا بازنمایی معتقدند که درک کارتوگرافی نیازمند تمرکز علمی بر فرآیندهای نقشه برداری به جای محصول نقشه است (Kitchin & Dodge, 2007; Kitchin et al., 2013).

رویکردهای فرآیندی برای درک نقشه ها همچنان در حال تکامل هستند. Edney (2019) اخیراً اعلام کرد که “کارتوگرافی” یک مفهوم تخیلی است که به طور غیرضروری دانش نقشه را با این دلالت بر اینکه نقشه برداری یک فرآیند جهانی است محدود می کند. در عوض، او قویاً برای تمرکز بر شرایط خاص و متفاوتی که در آن نقشه‌ها تولید، پخش و مصرف می‌شوند، بحث کرد. مانند کار محققانی که یک چارچوب نظری انتقادی را به کار می‌برند، کار ادنی نشان می‌دهد که همه «کار» انجام‌شده توسط نقشه‌ها را نمی‌توان از طریق ابزارهای نظری روش علمی مطالعه کرد.

 

جدول 1: چارچوب های نظری نقشه برداری عمده. چارچوب‌هایی که به رنگ ارغوانی رنگ شده‌اند، آن‌هایی هستند که می‌توان آن‌ها را به‌عنوان رویکردی علمی طبقه‌بندی کرد، به معنای علم به‌عنوان رویکردی نظام‌مند که شامل چرخه‌ای تکراری از تولید و آزمایش فرضیه است. چارچوب منطق نقشه، در حالی که سیستماتیک است، شامل آزمون فرضیه ها نمی شود. چارچوب‌های انتقادی و پسا بازنمایی عمدتاً متکی به روش‌هایی هستند که بیشتر در علوم انسانی استفاده می‌شوند: نقد و تفسیر. 

 

4. رویکردهای علمی برای طراحی نقشه

رویکردهای علمی برای طراحی نقشه بر درک نقشه‌ها، ساختن نقشه و استفاده از نقشه با هدف ایجاد پیشرفت‌ها (هرچند که اندازه‌گیری می‌شوند) در طراحی و استفاده از نقشه تمرکز دارند (مونتلو، 2002). این مجموعه تحقیقاتی گاهی مستقیماً روش علمی را با استفاده از آزمایش‌های کنترل‌شده برای آزمایش فرضیه‌ای درباره نحوه خواندن، استفاده یا درک نقشه‌های یک نوع یا طرح خاص اجرا می‌کنند (مثلاً MacEachren و همکاران، 2012؛ هگارتی و همکاران، 2010). ). سایر پروژه‌های تحقیقاتی به دنبال ایجاد شواهد تجربی از شیوه‌های ساخت نقشه یا استفاده از نقشه هستند تا به توسعه بیشتر فرضیه‌هایی در مورد ماهیت نقشه‌ها یا استفاده از نقشه‌ها که بعداً می‌توانند به‌طور تجربی آزمایش شوند (مثلاً Perkins & Gardiner, 2003; موریسون و همکاران، 2011؛ ​​شونینگ و همکاران، 2014). نوع سوم تحقیق، رویکرد طراحی کاربر محور را به تحقیق اقدام مشارکتی پیوند می‌دهد و به دنبال حل مشترک مشکلات عملی و طراحی نقشه‌هایی است که برای جوامع کار می‌کنند (لوید و دایکز، 2011؛ ​​هنیگ و ووگلر، 2016). مهمتر از همه، هدف هر یک از این نوع تحقیقات ایجاد دانش در مورد نقشه ها، ساختن نقشه و استفاده از نقشه است که قابل تعمیم یا انتقال به زمینه های دیگر باشد. مفهوم انتقال پذیری، در حالی که در زمینه روش های کیفی به خوبی توسعه یافته است، اخیراً پیشنهاد شده است که پتانسیل بهبود ظرفیت پیش بینی یافته های تحقیقات طراحی نقشه علمی را در هنگام اعمال نقشه برداری در عمل داشته باشد (گریفین و همکاران، 2017). مهمتر از همه، هدف هر یک از این نوع تحقیقات ایجاد دانش در مورد نقشه ها، ساختن نقشه و استفاده از نقشه است که قابل تعمیم یا انتقال به زمینه های دیگر باشد. مفهوم انتقال پذیری، در حالی که در زمینه روش های کیفی به خوبی توسعه یافته است، اخیراً پیشنهاد شده است که پتانسیل بهبود ظرفیت پیش بینی یافته های تحقیقات طراحی نقشه علمی را در هنگام اعمال نقشه برداری در عمل داشته باشد (گریفین و همکاران، 2017). مهمتر از همه، هدف هر یک از این نوع تحقیقات ایجاد دانش در مورد نقشه ها، ساختن نقشه و استفاده از نقشه است که قابل تعمیم یا انتقال به زمینه های دیگر باشد. مفهوم انتقال پذیری، در حالی که در زمینه روش های کیفی به خوبی توسعه یافته است، اخیراً پیشنهاد شده است که پتانسیل بهبود ظرفیت پیش بینی یافته های تحقیقات طراحی نقشه علمی را در هنگام اعمال نقشه برداری در عمل داشته باشد (گریفین و همکاران، 2017).

طیف وسیعی از رویکردهای روش‌شناختی مختلف، از جمله روش‌های کمی و کیفی، در این انواع مختلف تحقیقات طراحی نقشه استفاده می‌شود. اغلب، چندین روش در یک تحقیق معین ترکیب می شوند. در آزمایش‌های کنترل‌شده، طرح‌های مطالعه رفتاری اغلب برای اندازه‌گیری اینکه آیا نقشه‌خوان‌ها استنتاج درستی می‌گیرند یا اطلاعات مربوطه را از نقشه یا تجسم با یک یا چند پیاده‌سازی طراحی استخراج می‌کنند، استفاده می‌شود. اطلاعات دیگری که اغلب در چنین مطالعاتی اندازه‌گیری می‌شوند شامل زمان صرف شده برای تکمیل یک کار، جایی که خواننده از طریق اندازه‌گیری نگاه چشم، آنچه روی آن کلیک می‌شود (برای نقشه‌های تعاملی و دیجیتال)، و ترجیحات ذهنی یا سطح رضایت خواننده را بررسی می‌کند، است. با طراحی مشخص سایر مطالعات تجربی که از کنترل تجربی کمتری استفاده می‌کنند ممکن است از رویکردهایی مانند تحلیل محتوای کیفی برای کدگذاری نمونه‌ای از نقشه‌ها، مشاهده (ضبط شده یا درجا) نقشه‌خوان‌هایی که با نقشه کار می‌کنند، یا پروتکل‌های شفاهی استفاده کنند که از نقشه‌خوان‌ها می‌خواهد افکار خود را به صورت کلامی بیان کنند. در حین کار با نقشه رویکردهای طراحی کاربر محور از طیف گسترده‌تری از روش‌ها، از جمله مشاهده شرکت‌کنندگان قوم‌نگاری، مصاحبه، مرتب‌سازی کارت، تولید سناریو، طراحی و نمونه‌سازی استفاده می‌کنند. طیف گسترده ای از روش های مورد استفاده در تحقیقات طراحی نقشه به تفصیل در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است رویکردهای طراحی کاربر محور از طیف گسترده‌تری از روش‌ها، از جمله مشاهده شرکت‌کنندگان قوم‌نگاری، مصاحبه، مرتب‌سازی کارت، تولید سناریو، طراحی و نمونه‌سازی استفاده می‌کنند. طیف گسترده ای از روش های مورد استفاده در تحقیقات طراحی نقشه به تفصیل در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است رویکردهای طراحی کاربر محور از طیف گسترده‌تری از روش‌ها، از جمله مشاهده شرکت‌کنندگان قوم‌نگاری، مصاحبه، مرتب‌سازی کارت، تولید سناریو، طراحی و نمونه‌سازی استفاده می‌کنند. طیف گسترده ای از روش های مورد استفاده در تحقیقات طراحی نقشه به تفصیل در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است مهندسی و ارزیابی کاربردپذیری ، و راث و همکاران. (2017) ترسیم اخیر برخی از چالش های روش شناختی تحقیق طراحی نقشه را ارائه می دهد.

 

5. استفاده از نقشه ها برای حمایت از تفکر علمی

تاریخ اندیشه علمی مملو از نمونه هایی از استفاده از گرافیک از انواع مختلف برای حمایت از تفکر و ایجاد بینش های جدید است (به عنوان مثال، میلر، 1986، 2000). تصور می‌شود که گرافیک‌های خوب طراحی شده توانایی‌های شناختی انسان را از راه‌های مختلفی تقویت می‌کنند: با بارگذاری نیاز به نگه‌داشتن اطلاعات (لارکین و سیمون، 1987) یا تجسم داخلی (هگارتی 2004) در حافظه، زیرا می‌توان آن را به راحتی در حافظه دریافت و تشخیص داد. تجسم؛ در محدود کردن انواع استنباط هایی که می توان در مورد یک مشکل انجام داد. و در بازسازی مشکل برای آسان کردن انواع خاصی از تفکر (اسکایف و راجرز، 1996). نقشه‌های خاص گاهی اوقات در ایجاد نظریه‌های علمی جدید مؤثر بوده‌اند، به عنوان مثال، نظریه آلفرد وگنر در مورد رانش قاره‌ای است.

ورود کامپیوتر به شدت نحوه استفاده از نقشه ها را برای تجسم اطلاعات جغرافیایی در حمایت از تفکر علمی تغییر داد. به طور خاص، رایانه‌ها ساختن نقشه‌ها را در حین پرواز آسان‌تر می‌کنند تا به سؤالات سریع پاسخ دهند تا سرعت تفکر تقریبی شود (جلوگیری از وقفه در فرآیند تفکر نقشه‌خوان)، و در پاسخ به سؤالات و اهداف نقشه‌خوان. این اهداف ممکن است شامل کاوش مجموعه داده‌ها برای ایجاد فرضیه‌های جدید باشد (مثلاً مانند رویکردهای تجسم جغرافیایی مانند آنچه در MacEachren، 1995 توضیح داده شد؛ به Geovisualization مراجعه کنید )، و همچنین استفاده از ابزارهای بصری برای تأیید (یا رد) اعتبار یک فرضیه. نقشه‌ها و دیگر تجسم‌ها ابزارهای ضروری‌تر برای درک داده‌ها در محیط فعلی داده‌های بزرگ هستند (نگاه کنید بهتجسم داده‌های بزرگ ، اغلب روش‌های بصری در ارتباط با روش‌های محاسباتی که هدفشان پشتیبانی از استدلال تحلیلی است، استفاده می‌شود (به تحلیل ژئوویژوال مراجعه کنید).). این جفت‌سازی تجسم و محاسبه آماری ممکن است در آینده پذیرش نظریه‌های مبتنی بر نقشه را تسریع کند که تفکر متعارف در مورد یک پدیده را متحول می‌کند، مانند نظریه رانش قاره‌ای وگنر. در نهایت، رویکردهای داستان سرایی انتقادی برای هدایت کاوش مجموعه‌های داده جغرافیایی بزرگ، با استفاده از تکنیک‌های تجسم برای شناسایی داستان‌ها و ایجاد بینش‌های جدید در مورد پدیده‌های پیچیده با محرک‌هایی که در مقیاس‌های مکانی و زمانی مختلف رخ می‌دهند، استفاده می‌شوند (مور و همکاران، 2018). سهم نقشه نگاران انتقادی در درک اینکه چگونه می توان از نقشه ها برای حمایت از تفکر علمی استفاده کرد، در افزایش آگاهی است که وقتی نقشه ها برای ایجاد حس و ساخت دانش استفاده می شود، دانشی که این فعالیت ها تولید می کنند هم از نظر تاریخی ممکن و هم جزئی هستند (کرمپتون، 2004).

 

شکل 3. در حالی که وگنر اولین کسی نبود که این مشاهدات را انجام داد، متوجه تشابه شکل بین خطوط ساحلی آفریقا و آمریکای جنوبی شد، به اصطلاح اره منبت کاری اره مویی مناسب، و فرض کرد که آنها با هم یک قاره بزرگتر را تشکیل می دادند. وگنر با کنجکاوی او به دلیل نقشه، به دنبال شواهدی برای توسعه بیشتر نظریه خود شد و مقاله علمی را کشف کرد که نشان می داد فسیل های مشابهی در دو طرف اقیانوس وجود دارد. بررسی‌های بیشتر نشان داد که این یک حادثه مجزا نبود، اما نمونه‌های زیادی از این دست وجود داشت – آن‌قدر زیاد که نمی‌توان با یک پل زمینی به‌طور منطقی توضیح داد. او همچنین دریافت که سایر الگوهای فضایی شواهد هنگام نقشه برداری در سراسر قاره های دوردست مانند زمین شناسی (نشان داده شده در نقشه بالا)، تکتونیک، و نهشته های یخبندان «صفحه می شوند» که از نظریه او حمایت بیشتری می کند. منبع: Wegener 1929، مالکیت عمومی. 

 

شکل 4. وگنر همچنین از نقشه‌هایی برای ارتباط با نظریه علمی خود در مورد رانش قاره‌ها استفاده کرد، که نشان می‌دهد مکان‌هایی که او پیشنهاد کرد قاره‌های مختلف را در دوره‌های مختلف زمین‌شناسی می‌توان یافت. اگرچه مکانیسم زمین‌شناسی که وگنر برای توضیح رانش قاره‌ای پیشنهاد کرد، در نهایت نادرست بودن آن ثابت شد، تحقیقات بعدی که پیشنهاد اصلی او جرقه زد، منجر به نظریه مدرن زمین ساخت صفحه‌ای شد. کتابی که نظریه او را توصیف می‌کند به دلیل استفاده گسترده از نقشه‌ها برای تحریک تفکر علمی و سپس انتقال نظریه او در مورد رانش قاره‌ای قابل توجه است. منبع: Wegener، 1929، مالکیت عمومی.

6. استفاده از نقشه ها برای ارتباط علم

هنگامی که تفکر علمی به اندازه کافی توسعه یافته است تا آن را به دیگران منتقل کند، نقشه ها اغلب در ارتباطات آن برجسته هستند. به عبارت دیگر، از این نقشه ها برای نزدیک کردن مدل ذهنی نقشه خوان از پدیده به دانشمند استفاده می شود (شکل 1 را مجدداً مشاهده کنید). این ارتباط ممکن است برای عموم مردم یا سایر مخاطبان متخصص مانند سیاست گذاران باشد. اساساً، ارتباطات علمی به دنبال ایجاد «نقشه‌هایی است که اهمیت دارند» – نقشه‌هایی که به‌عنوان رابینسون و همکارانش. (2017، ص 32) آنها را اینگونه تعریف می کنند: “علاقه برانگیزاننده، به طور ضمنی قابل درک هستند و با جامعه ما مرتبط هستند.” با این حال، تعدادی از اهداف ارتباطی متفاوت و خاص‌تر در ارتباطات علمی وجود دارد که از جستجوی اطلاع‌رسانی به سیاست، ایجاد جرقه تغییرات رفتاری، یا افزایش درک عمومی و حمایت از تحقیقات علمی را شامل می‌شود.

دانشمندان می‌دانند که همه اندازه‌گیری‌ها در معرض خطاهایی از انواع مختلف هستند: اندازه‌گیری، مفهوم‌سازی، و مدل‌سازی و انتخاب‌های روش‌شناختی. بسیاری از دانشمندان درک دقیقی از عدم قطعیت های ناشی از این خطاها و نحوه در نظر گرفتن آنها هنگام تفسیر نتایج کار خود دارند. اما سیاستگذاران و اعضای جامعه اغلب تجربه کمتری در محاسبه عدم قطعیت علمی دارند. در میان وسایل ارتباطی، نقشه ها اغلب عینی و خنثی تلقی می شوند (Kitchin & Dodge, 2007). این اقتدار درک شده به این دلیل است که مردم تمایل دارند به جای سوال کردن نقشه ها اعتماد کنند. بنابراین، یک چالش مربوط به انتقال این عدم قطعیت علمی و نحوه تأثیر آن بر نتایجی است که خواننده باید از نقشه بگیرد، خواه خواننده یک سیاستگذار باشد یا عضوی از عموم.

هنگامی که هدف تحریک رفتار یا تغییر نگرش است، طراحان نقشه با درگیر کردن خواننده با استدلال هایی برای ارتباط شخصی و فوریت موضوع، خواننده را متقاعد به انجام این یا آن عمل می کنند، هرچند مراقب باشند از متقاعدسازی اخلاقی استفاده کنند که اغراق آمیز نباشد. داده ها به روش های علمی غیر قابل قبول (مونمونیر، 1991؛ شپرد، 2005). این امر مستلزم انتقال صادقانه سطح اعتمادی است که نقشه خوان باید به داده ها داشته باشد، با توجه به عدم قطعیت آن. این یک حوزه تحقیقاتی فعال در کارتوگرافی است، با بسیاری از محققین که با چه مقدار و چه نوع اطلاعات عدم قطعیت و همچنین نحوه نمایش بصری آن دست و پنجه نرم می کنند (شکل 5 و نمایش عدم قطعیت را ببینید).