Методы прогнозирования. К настоящему времени накопилось множество методов прогнозирования и, как отмечают некоторые специалисты в этой области

К настоящему времени накопилось множество методов прогнозирования и, как отмечают некоторые специалисты в этой области, нет даже их классификации[4]. В самом деле, просмотр информации в Гугле дал немногое, а то, что дал весьма противоречиво. Поэтому приводимая ниже версия только одна из возможных, а из множества методов упомянуты лишь те, которые чаще применяются в прогнозировании географических систем.

Итак, всю совокупность методов можно разделить на две большие группы

1. Качественные (интуитивные) методы.
2. Количественные методы.

В свою очередь первая группа подразделяется на:

1.1. Индивидуальные.

1.2. Коллективные

Индивидуальные прогнозымогут делаться как отдельными квалифицированными специалистами, так и едиными группами, работающими как одно целое по общей программе.

В состав индивидуальных методов входят:

• метод «интервью», при котором осуществляется непосредственный контакт эксперта со специалистом по схеме «вопрос – ответ»;
• аналитический метод, при котором осуществляется логический анализ какой-либо прогнозируемой ситуации. При этом могут составляться структурно-логические схемы, из которых видны взаимосвязи между частями системы. Например, схема пищевых взаимодействий в биоценозе позволяет дать прогноз как скажется изъятие из цепи какого-либо звена;
• сценарный метод, который основан на определении логики процесса или явления во времени при различных условиях. В этом случае рассматриваются цепочки последствий совершаемых действий. Например, при устройстве дорожной насыпи перекрыли ложбину стока, следовательно, вода начнёт застаиваться. Далее логично предсказывается отмирание тех видов растений, которые не переносят повышенной влажности и развитие глеевого процесса в почве. Далее идёт смена растительности на гидрофильную, поселение на отмерших деревьях ксилофитных грибов и насекомых, накопление травянистых остатков и начало торфообразовательного процесса. Если нужен более долгосрочный прогноз, то цепочку выводов можно продолжить;
• метод аналогов. Метод построен на подборе объектов, аналогичных изучаемому, но которые уже прошли тот путь развития, который ещё предстоит изучаемому. Например, если на реке создаётся водохранилище, то можно подобрать его аналог - другое водохранилище, которое ранее было создано в подобных природных условиях. Тогда те изменения, которые произошли вокруг ранее созданного, скорее всего произойдут и вокруг проектируемого.

· морфологический анализ. Простой и эффективный способ генерирования альтернатив. Он состоит в выделении всех независимых переменных системы, перечислении возможных значений этих переменных и генерировании альтернатив перебором всех возможных сочетаний этих значений (пример из техники см. Приложение А). В географическом прогнозе применим только для несложных систем, для которых возможны явно выраженные альтернативные состояния переменных, что встречается нечасто. Большинство переменных здесь непрерывные, например, изменение температуры, осадков, содержания гумуса в почве и т. п. Может использоваться на стадии проработки вариантов строительства тех или иных объектов или решения каких-то проблем. Прогноз изменения географической ситуации в этом случае будет даваться под каждый из вариантов.

Коллективные прогнозы как видно из названия даются группой экспертов, которые работают более или менее индивидуально. Как показывает практика коллективные методы эффективнее индивидуальных благодаря тому, что они позволяют предсказать больше вариантов развития, в т.ч. и неожиданных, которые большинству в голову не приходят. В то же время их сложнее организовать и согласовать между собой противоречивые прогнозы разных экспертов. Работа прогнозистов и организаторов процедуры в этом случае при прочих равных условиях более длительная и дорогостоящая.

Основными из этих методов считаются:

Метод «лицом к лицу» состоит в опросе экспертов, который проводится в группе численностью от 10 до 30 экспертов. Организатор лишь следит за тем, чтобы каждый эксперт предлагал свои оценки. Это наиболее простой метод, но из-за ограниченного времени анализируется не вся информация, а наиболее авторитетные участники обсуждения давят своим авторитетом.

Метод комиссийотличается от предыдущего тем, что группа экспертов многократно собирается для обсуждения одного и того же вопроса, поэтому число участников не превышает 12. При использовании метода комиссий предварительно разрабатывается программа обсуждения. Метод комиссий выгодно отличается от метода лицом к лицу тем, что эксперты используют больший объем исходной информации.

Метод дельфи. За рубежом это один из основных коллективных, у нас используется редко. Проводится в заочной форме. Работает группа экспертов до 20 человек. Организационная группа ставит проблему и экспертам рассылается вопрос и предлагается его разбить на подвопросы. Организационная группа отбирает наиболее часто встречающиеся. Появляется общий опросник, который ещё раз рассылается экспертам. Их спрашивают - можно ли добавить ещё что-то; достаточно ли информации; есть ли дополнительная информация по вопросу? На основе этого составляется следующий опросник. Улучшенный опросник вновь рассылается экспертам, которым теперь надо дать свой вариант решения, а также рассмотреть наиболее крайние точки зрения, высказанные другими экспертами. Таким образом, выявляются преобладающие суждения экспертов, сближаются их точки зрения. Всех экспертов знакомят с доводами тех, чьи суждения сильно выбиваются из общего русла. После этого все эксперты могут менять мнение, а процедура повторяется. Операции повторяются, пока не будет достигнута согласованность между экспертами, или не будет установлено отсутствие единого мнения по проблеме. Изучение причин расхождений в оценках экспертов позволяет выявить незамеченные ранее аспекты проблемы и зафиксировать внимание на вероятных последствиях развития анализируемой проблемы или ситуации. В соответствии с этим и вырабатывается окончательная оценка и практические рекомендации.

Метод мозгового штурма. Начинается как обычно с отбора участников 10-12 человек. При большем количестве будет неконтролируемый базар, т.к. всё проходит в очной форме. Процедура начинается с постановки проблемы. Основная задача это генерация идей по её решению. В отличие от ранее рассмотренных методов здесь не только допускаются, но и приветствуются необычные и даже абсурдные идеи. На первом этапе не допускается их обсуждение ни критика, ни одобрение. После того как все идеи иссякли, происходит группировка и оценка идей с отбором наиболее значимых. Мне однажды довелось поучаствовать в таком мероприятии - очень увлекательно.

В целом результативность всех методов, основанных на экспертных оценках, сильно зависит от квалификации экспертов. Интересный результат дал опрос крупных учёных, не связанных с освоением космоса, в СССР, сделанный за три года до запуска первого спутника Земли. Большинство из них предсказывало такой запуск через несколько десятков лет. Хотя специалисты тоже иногда попадают пальцем в небо. Физики-атомщики в начале 60-х гг. 20 в. большинстве своём пророчили, что электростанции на термоядерном синтезе появятся в 80-е гг. того же века. Их нет до сих пор.

Количественные методы пригодны для прогнозирования тех процессов, для которых возможно количественное представление и имеется хоть какая-то теория, которая позволяет моделировать их протекание. В случае субглобальных и более сложных прогнозов эти методы менее затратны. Вероятность их осуществления зависит от степени изученности моделируемых объектов. Краткосрочные метеопрогнозы, например, оправдываются с более, чем 90% вероятностью, а климатические прогнозы больше похожи на гадание на кофейной гуще.

Среди количественных методов можно, в свою очередь, выделить:

2.1. Статистические

2.2. Имитационные

2.3. Натурное моделирование.

Большинство статистических методовпостроены на анализе временных рядов и являются экстраполяцией прошлого в будущее. Корректное применение экстраполяции требует однородности анализируемого ряда данных, иными словами, отсутствие в них скачков и революционных изменений. Кроме того, ряд должен быть достаточно длинным. В географических прогнозах эта продолжительность зависит от характерного времени процесса, но в любом случае желательно, чтобы ряд состоял хотя бы из 20 наблюдений, соответствующих скорости протекания процесса (в каких-то случаях их надо проводить через день, а в каких-то и через сотни лет).

Выполнить требования однородности и протяженности ряда одновременно получается не всегда. Отсюда ошибки в прогнозах. Например, предсказываемая 50 лет назад численность населения Земли на 2000 г. оказалась преувеличенной, потому что не учли скорость демографического перехода к современному типу воспроизводства населения.

Имитационное моделирование основано на разработке математических моделей поведения сложных систем. Здесь особенно важно знание характера связей и взаимодействий между входными переменными и переменными внутри системы. Если они отражены адекватно, то результаты получаются хорошие. Например, разработанные сейчас модели поведения воздушного потока во многих случаях позволяют отказываться от использования дорогостоящих аэродинамических труб при испытании образцов автомобилей и самолётов. Если хорошей теории нет, то используют стохастические модели, основанные на многократном проигрывании ситуации с разной заданной вероятностью реализации тех или иных событий с последующим выявлением наиболее вероятного итогового поведения системы.

Натурное моделирование используется там, где возможно создание уменьшенной копии природного или техногенного объекта. Например, может быть сделана натурная модель фрагмента речной долины с последующим проигрыванием на ней последствий строительства плотины, дамбы или иного вмешательства в её естественное состояние. Для этого меняется расход воды с имитацией, например, катастрофического наводнения или моделируется прорыв плотины и изучаются его последствия. Сейчас натурные модели из-за их дороговизны всё чаще заменяются имитационными математическими моделями, но окончательно своего значения не потеряли.