Coğrafi Bilgi Sistemleri Dersi 2. Ünite Özet

Mekânsal Düşünmenin Tanımı

Mekânsal Düşünme: Mekânsal düşünmenin, dünyanın mekânsal özelliklerini ayırt etme ve kodlama ile başladığı söylenebilir. Mekânsal düşünme, üç elemanın yapıcı karışımını temel almaktadır. Bunlar;

• Mekânın konseptleri,
• Temsilin araçları ve
• Düşüncenin sürecidir.

Mekânsal Düşünme Üzerine Öğrenme ve Öğretme

Mekân; 1. Yer, bulunulan yer. 2. Ev, yurt. 3. Eskidil, Astronomi, Uzay, gibi kelimelerle açıklanmaktadır. Sözcük isim olarak Türkçeye Arapçadan girmiştir.

Mekânsal olarak düşünme aşağıdakiler hakkında bilgi sahibi olmayı gerektirir:

• Mekân - örneğin, mesafeyi hesaplamanın farklı yolları (mil, yolculuk süresi, yolculuk maliyeti), koordinat sisteminin temelleri (Kartezyen’e karşı kutupsal koordinatlar) ve mekânın doğası (yönlerin sayısı),
• Temsil - örneğin, görüntüler arasındaki ilişki (bina görünüşlerine karşı planlar, perspektif haritalarına karşı ortogonal), projeksiyonların etkisi (eşit alan harita projeksiyonlarına karşı merkatorlar) ve grafik tasarım prensipleri (görselliğin rolü, görsel zıtlık ve harita ve grafiklerdeki şekil zemin ilişkisinin okunabilirliği),
• Düşünce - örneğin, daha kısa mesafeler hakkında farklı düşünme yolları, dış değerleme ve iç değerleme yeteneği ve karar verme, vb. sıralanabilir.

Mekânsal Okumaya Teşvik

Okuma yazma kültürün üyelerinin bilmesi ve bu kültüre göre yapmaları gerektiği kuralcı bir ifadedir. Uygun seviyelerde mekânsal bilgi ve becerilere sahip olan mekânsal okuma öğrencilerinde;

• Mekânsal düşünmeye ait zihin alışkanlığı var,
• Mekânsal düşünmeyi bilinçli bir yolla deneyimliyorlar,
• Mekânsal düşünmeye ait eleştirel bir tutum benimsiyorlar.

Mekânsal Düşünme ve Kapsam

Bilginin herhangi bir etki alanında, düşünce birden fazla biçimde kullanılır: örneğin bilim, dilsel, hipotetik, matematiksel, mantıksal ve birçok diğer düşünme süreçlerinde kullanılır.

Bir düşünme biçimi olan mekânsal düşünme, bilişsel becerilerin bir koleksiyonudur. Mekânsal düşünme için anahtar; üç elemanın yapıcı karışımıdır:

• Mekânın konseptleri,
• Temsilin araçları,
• Düşüncenin süreci.

Mekânsal olarak düşünme şunlar hakkında bilgi sahibi olmayı gerektirir:

• (1) Mekân,
• (2) Temsil,
• (3) Düşünce

Mekânsal Düşüncenin Doğası

Mekânsal Düşünme İçin Yaklaşımlar

Mekan, aynı zamanda bilginin entegre edilebileceği, ilişkilendirilebileceği ve yapılandırılabileceği bir bütün içinde, kavramsal ve analitik çerçeveyi de sağlar. Temsiller, yapılandırılmış bilginin depolandığı, analiz edildiği, algılandığı ve diğerlerine nakledildiği formları sağlar. Bu ve benzeri akıl yürütme süreçleri, yapılandırılmış bilgilerin işletimi, yorumlanması ve açıklanması anlamına da gelmektedir.

Mekân Üzerine Düşünme Biçimleri

Mekânsal düşünme, henüz matematiksel ya da sözel düşünme kadar iyi tanımlanmış ve iyi biçimlendirilmiş olmamasına rağmen, onun gücü ve yaygınlaşması açısından mekânsal düşünme onlarla aynı düzeydedir.

Mekânsal yetenek, bir insanın sahip olduğu ve bir insanın zihinsel gerçekleştirme yeteneğini, rotasyon, perspektif değişimi ve benzeri gibi, karakterize etmenin bir yolu olan bir süreklilik olarak kabul edilmektedir. Mekânsal yetenek için üç kategori tanımlamaktadır.

• Mekânsal algılama,
• Zihinsel dönüşüm,
• Mekânsal görselleştirme, olarak sıralayabiliriz.

Mekânsal yetenek, mekânsal düşünme sürecine kendi güç, çok yönlülük ve uygulanabilirliğini veren, mekân, temsil ve akıl yürütme arasındaki bağlantıdır. Mekânsal düşünme kendiişlerliğinde çok yönlüdür: sözlü düşünme veya matematiksel düşünme ile ilgili nasıl tek bir reçete yok ise, mekânsal düşünme için de tek bir yol yoktur. Buna karşılık mekânsal düşünme süreci, öğrenilebilir ve öğretilebilir birbirine bağlanan geniş bir takım yeterlilikleri kapsamaktadır.

Sorun Çözmede Mekânsal Düşünme

Mekânsal düşünme, sorun çözme sürecine, boşluğun eşgüdümlü kullanımı, tasvir etme ve akıl yürütme üzerinden yaklaştığı için mekânsal yetiden ve benzer kavramlardan daha geniş bir kavramdır.

Mekânsal düşünme hatırlamamıza, anlamamıza, mantık yürütmemize ve boşlukta tasvir edilen objeler arasındaki ilişkiler ve bu objelerin nitelikleri (bu objeler yaradılıştan mekânsal olmasalar bile) ile ilgili iletişim kurmamıza yardımcı olmak için temsiller kullanır

Objeler maddesel şeyler (Bir şehirdeki yolların ve mahallelerin kavramsal haritalarında olduğu gibi) ya da soyut kavramlar (Shakespeare oyunundaki karakterler arasındaki sevgi-nefret ilişkilerinin çok boyutlu ölçeklenmiş modelinin iki boyutlu grafik planında olduğu) olabilir.

Mekân Kullanımını Anlamak İçin Bir Çerçeve ve Veri Yorumlama İçin Boşluklar

Mekânsal düşünmenin gücüyle ilgili önemli olarak; mekânsal düşünme boşluğu bir algı çerçevesi olacak şekilde kullanabilme yetisidir. Yorumlama süreci veriyle başlar. Bilgi bir amaca hizmet eden ya da bir miktar yorumlama katılmış veriye verilen addır.

Veriden bilgiye geçiş yapabileceğimiz üç mekânsal bağlam vardır: yaşam boşlukları, fiziksel boşluklar ve fikri (zihinsel) boşluklar.

Mekânsal Düşünme İçin Üç Bağlam

İlk bağlam dört boyutlu mekân zamanın olağan ya da fiziki coğrafi dünyasının bağlamıdır. Bu boşlukta idraktir ve içinde yaşadığımız dünya hakkında düşünmeyi içerir.

İkinci bağlam, mekân - zaman’ın dört boyutlu dünyası üzerinde inşa edilmiştir, ancak bu durumda odak mikroskobikten, astronomik ölçeklere kadar değişen görüntünün doğası, yapısı ve işlevinin bilimsel bir şekilde algılanmasındadır. Bu durumu fiziki alanlarımızın coğrafyası şeklinde adlandırabiliriz.

Üçüncü bağlam, düşüncelerimizin odağı olan konumlara ve buna bağlı olarak objelerin boşluktaki düzenlemelere dönüştürülmesidir.

Mekânsal Düşünmenin Üç Fonksiyonu

Mekânsal düşünme üç amaca hizmet eder;

• Tanımlayıcı fonksiyonu; objelerin görünüşlerini ve aralarındaki ilişkileri yakalamak, muhafaza etmek ve nakletmek; analitik görevi
• Objelerin yapısını anlamayı sağlamak ve sonuç olarak çıkarılabilen bir fonksiyon
• Objelerin evrimi ve fonksiyonları ile ilgili sorulara yanıtlar üretmek şeklindedir.

Mekânsal düşünmenin gücü, bir yapı ve fonksiyon anlayışı yaratma kapasitesinde yatar.

Mekânsal temsilin prototip örneği kartografik haritalardır, ve harita okuma ve yorumlamada mekânsal düşünmenin üç fonksiyonunu da işler halde görebiliriz. En fazla yaygın olan harita şekli, bir yol haritası, dünyanın bir parçasının, yerleri ve onları bağlayan yolları tasvir ederek, iki boyutlu bir resmini sunar.

Mekânsal Düşünmenin Temeli Olarak Boşluk

Mekânsal yapı fikri, primitif takımlar ve onlardan türetilebilecek kavramlar şeklinde anlaşılabilir.

Mekânsal düşünce dört fikri anlamamızı sağlayacak yeteneklere ayrıştırılabilir:

• (1) Bir grup primitifle başlayabiliriz,
• (2) Daha sonra buna boşluğun dilini katabiliriz,
• (3) Bundan mekânsal kavramlar üretebiliriz,
• (4) Ve bunlar üzerinde işlem uygulayabileceğimiz bir temel üzerine olur.

Mekânsal Düşünme Süreci

Mekânsal düşünme yapı ve işlem olarak birimsel değildir. Bazısı bir işe bazısı diğerine uygun olmak üzere, birçok tat ve çeşitte ortaya çıkabilir. Örneğin şekli zeminden ayırmak, kalabalıkta bir yüz bulmak ile ilgilenirken, zihinsel devir, bir başkasının bakış açısından görüldüğü gibi dünyayı tanımlama ile ilgilenir.

Mekânsal düşünmenin, dünyanın mekânsal özelliklerini ayırt etme ve kodlama ile başladığı söylenebilir. Kodlama süreçleri kendi içlerinde atomistik değildir; önceki bilgi işlemeleri sonucundan doğarlar ve karşılık olarak, daha karmaşık mekânsal yargıların ve çıkarımların parçaları olarak değerlendirilir. Kodlama süreci şunları içerir:

• Zeminden şekilleri ayırt etmek;
• Dokuların, ana hat şekilleri ve içsel yapısal düzenlemelerin ikisinin de, farkına varmak;
• Boyutu değerlendirmek;
• Dokuyu ayırt etmek;
• Rengin farkına varmak ve
• Diğer özellikleri tespit etmek vb. sıralanabilir

Gösterimler: Durağan Varlıklar Arasındaki İlişkiler

Bir varlığın bir referansa dair ilişkisine ya da iki varlığın karşılaştırılmasına dayanan önemli mekânsal değerlendirmeler ve karşılaştırmalar:

• Yönelim belirleme
• Yerinin belirlenmesi
• Mesafe değerlendirmesi
• Boyut karşılaştırması
• Renk karşılaştırması
• Doku karşılaştırması
• Yer karşılaştırması
• Yön karşılaştırması
• Diğer özellikleri karşılaştırma

Gösterimler: Dinamik Varlıklar Arasındaki İlişkiler

Dinamik varlıkların karakteristiklerini değerlendirmek diğer varlıklar ya da bir referans çerçevesine göre yapılır. Değerlendirilebilir dinamik özellikler şunları içermektedir:

• Hareketin yönü
• Hareketin tarzı
• Hız ya da ivme
• Kesişme ya da çarpışma

İnsanların uygulayabileceği mekânsal dönüşümlerin bazıları şunları içermektedir.

• Perspektif değişimi (referans çerçevesi)
• Yönelim değişimi (zihinsel rotasyon)
• Şekillerin dönüşümü
• Büyüklük değişimi
• Bütünün hareketi
• Parçaları yeniden yapılandırma
• Yaklaşma ya da uzaklaşma
• Karar verme
• Çevrinme

Çoğu bilimsel ve mühendislik içerikleri için diyagramlar sadece bir sistemin strüktürü değil ayrıca onun davranışı ya da parçasının nedensel zinciri ya da yönetim fonksiyonunu ifade etmek içindir. Mekânsal düşünme güçlü bir araçtır. Çeşitli bağlamlarda problem çözümü için temeldir;

• Yaşam alanları,
• Fiziksel mekânlar ve
• Entelektüel alanlarda.

Günlük Yaşamda, İşte Ve Bilimde Mekânsal Düşünme

İnsanlar hayatlarının her alanında problemleri çözmek için mekânsal bilgilerini, düşünce ve davranışın mekânsal yollarının repertuarlarını ve mekânsal yeteneklerini kullanırlar.

İşte Mekânsal Düşünme

İşte mekânsal düşünme, çalışmadan önce, gidiş-dönüşün günlük mücadelesi sırasında başlar. İnsanlar belirli öneme sahip noktalara daha fazla dikkat ederler ve bu landmarkları güzergâh boyunca diğer yerlerden daha iyi hatırlarlar.

Nörofizyolojik bulgular kapsamlı mekânsal deneyimin beyinde mekânsal düşünmeyi daha fazla artırabilecek fiziksel değişimlere yol açacağını öne sürmektedir. Deneyimli taksi sürücüleri hizmet verdikleri alanlara dair, sıradan kullanıcıların sahip olduğundan daha kapsamlı ve detaylı zihinsel haritalara sahiptir.

Binalar ve araçlar üç boyutlu strüktürlerdir. Mimarlar ve ürün tasarımcıları üç boyutlu düşünme mücadelesi ile yüzleşirler. Kesitler altyapının, örneğin sıhhi tesisat ısıtma-soğutma sistemlerinin, strüktür ile nasıl bağlantı sağlayacağını gösterir. Mimarların fikirleri daha fazla arınmış olduğunda, skeçler daha fazla kendine özgü olmaktadır.

Bilimde Mekânsal Düşünme

Modern bilimde büyük keşiflerin her biri mekânsal düşünmenin rolünü tanımlar. Crick ve Watson’ın biyokimyadaki DNA strüktür modeli. Burada dört örnek olay çalışması sunulmaktadır:

• İlki, astronomiden, uzun vadelidir.
• İkincisi, jeolojiden, mekânsal düşünmeyi iki perspektiften karşılaştırır.
• Üçüncü ve dördüncü çalışmalar mekânsal düşünmenin gücünü örnekleme çalışmaları olan iki bilim adamına odaklanır. Üçüncü çalışma çığır açan deniz tabanını haritalarını meydana getiren Marie Tharp’ın, deniz jeolojisti, çalışmasını tanımlar.
• Son çalışma merkezi yer teorisini geliştiren Walter Christaller’ın çalışmasını analiz eder.

Astronomide Mekânsal Düşünme

Gökyüzünün herhangi bir pozisyonunda, belirli bir zaman ve konumda, gözlemciye gelen enerji miktarını dalga boyunun bir fonksiyonu olarak ölçebiliriz. Birçok temel zaman ölçütlerimizin -günler, haftalar ve yıllargökyüzünü gözlemlemeye bağlı olduğunu ve eski zamanlardan yirminci yüzyılın sonlarına kadar astronomların (gökbilimcilerin) temel görevinin zaman tutmak ve ölçmek olduğunu, not etmek anlamlı olabilir.

Yer Bilimlerinde Mekânsal Düşünme

Her karmaşık bilimsel pratikte olduğu gibi, bileşen işlemleri tanımlamak çok zordur ve içinde uygulandıkları tek bir dizilişi belirlemek imkânsızdır. Yer bilimcilerin deneyleri temel alındığında, komite yer bilim yapma süreci içinde uygulanan mekânsal düşünce işlemlerinin tanımlayıcı bir kataloğunu sunar.

Yer bilimciler ve öğrencileri tarafından yapılan mekânsal düşünme, birçok şeyin yanında şunları içerir;

• Bir objenin şeklini kesin ve açık bir biçimde tanımlamak,
• Bir objeyi şeklinden dolayı tanımlamak ve sınıflandırmak,
• Doğal bir objenin şekline anlam atfetmek,
• Bir şekli ya da dokuyu karmaşık ve dağınık bir arka plan içinden ayırt etmek,
• Bir ya da iki boyutta toplanan gözlemleri inceleyerek, gözünde üç boyutlu bir obje, bir yapı ya da süreç canlandırmak
• Gerçek hayatta karşılaştığımız objelerin yönünü ve konumunu, Dünya’yı dayanak noktası alan kavramsal bir koordinat sistemine bağlı olarak, tanımlamak,
• Daha önce görülen öğelerin yönünü ve görünüşünü hatırlamak,
• Üç boyutta, boşluk içinde, objelerin ve materyallerin hareketini kafada canlandırmak,
• Objelerin sayesinde şekil değiştirdikleri süreçleri kafada canlandırmak,
• Zaman hakkında düşünmek için mekânsal düşünmeyi kullanmak,
• Eksenlerin uzaklık olmadığı, iki, üç ve dört boyutlu sistemleri dikkate almak

Coğrafyada Mekânsal Düşünme ve Walter Christaller’ın Merkezi Boşluk Teorisi: Konum Teorisinde Alman Geleneği,

19. yüzyıl boyunca ve 20. yüzyılın ilk yarısında, Almanya coğrafi bilginin merkezlerinden (belki de tek merkezi idi) biriydi. Bir kol konum teorisi üzerine odaklanmıştı. En basit olarak, konum teorisi şu soruyu sormuştu; Neden “şey”ler oldukları yerde konumlanmışlardır? 1933’de, Walter Christaller (1893-1969) konum teorisine başka bir kol katan ve kendi merkezi yer teorisi ile yerleşim şekillerini göz önünde bulunduran bir doktora tezi yayınlamıştır. Bugün, bu dikkate değer keşfin etkileri, coğrafyada, sosyolojide ve planlamada hala büyük bir rol oynamaktadır. Alanın bütün bilim insanları için, merkezi yer teorisi coğrafyada mekânsal düşüncenin gücünün bir örneklenmesidir.

Merkezi Yer Teorisinin Ortaya Çıkışı

Christaller insan coğrafyasında uzun zamandır var olan bir sorunu çözmeye baş koymuştu: yerleşimlerin temel özelliklerini (büyüklük, sayı ve konum) açıklamak. Coğrafyaya mekânsal analiz açısından yapılan yaklaşımın köşe taşlarından biri olmuştur.

Mekânsal düşüncede, yaş ve deneyimin fonksiyonları olarak, farklı seviyede işlemler ve yine mekânsal düşüncede, farklı bağlamlarda farklı işlem biçimleri vardır. Ayakkabı bağını bağlamayı öğrenen bir çocuk, henüz bir kravatı bağlamada yetkin olmamış olabilir.

Gündelik hayatta, iş hayatında ve bilimde, mekânsal düşünmenin rolü ile ilgili üç mesaj vardır:

• Birincisi, mekânsal düşünme sürecinin her tarafa nüfuz etmesi, gücü ve esnekliğidir.
• İkincisi, süreçlerin nasıl ve ne kadar iyi işlendiği konusunda kayda değer varyasyonların olduğu kapsamındadır.
• Üçüncü ise mekânsal düşünmede, örgün eğitim sorunu ile karşılaşmanın önemidir

Ulusal Eğitim Standartlarında Mekânsal Düşünme

Matematik ve Fen Standartlarında Mekânsal Düşünmenin Önemi

İçinde bulunduğumuz zamandaki eğitim ortamını düşünecek olursak, farklı disiplinler için eğitim standartları, mekânsal düşünmeye dikkat çekmeyi sağlayacak önemli bir yerdir.

Bu disiplin bazlı standartlar, 1990’ların ortasında ve son zamanlarında geliştirilmiş ve K-12 öğrencilerinin bilmesi, anlaması ve yapabilmesi gereken ifadeleri sağlamıştır. Komite iki takım standartlar üzerine yoğunlaşmıştır:

1. Okul Matematiği için Prensipler ve Standartlar, 2000’de Matematik Öğretmenleri Ulusal Konseyi tarafından hazırlanmıştır.
2. Ulusal Fen Eğitimi Standartları, 1996’da Ulusal Araştırma Konseyi tarafından hazırlanmıştır

K-12 K12 (kindergarten through twelfth grade) Amerika Birleşik Devletleri, Kanada, gibi batı ülkelerinde ve muhtemelen diğer ülkelerde de, eğitim ve eğitim teknolojisi için öncelikle kamu destekli ilk ve ortaokul eğitimi için kullanılan bir terimdir. [K12 (kindergarten through twelfth grade)] kısa bir şeklidir. Bir dersi ya da bir konuyu bütün öğretim yöntemleri-olanaklar dikkate alınarak; internetintranetokul ve ev ortamının verimli anlayışına dayalı olarak, öğrencinin öğretmen yardımıyla veya kendi kendine en mükemmel şekilde dersleri mükemmel öğrenmesi amacıyla batıda uygulanan bir öğretim programıdır. Bu durum internet üzerinde okul ve evde etkileşimli bir şekilde uygulanır. Hâlihazırda ilk ve ortaöğretime yöneliktir. Dr. William J. Bennett ve K12 ekibi, yüksek standartlarda bir program geliştirmiştir. Bu çok yönlü program; bölgesel ve ulusal eğitim standartlarını aşacak şekilde daha üstün tasarlanmıştır. Amaç, en başarılı eğitim veren; devlet ve özel okullarıyla karşılaştırılabilir veya daha üstün bir eğitim vermeyi sağlamaktır.

Mekânsal Düşünme ve Ulusal Fen Eğitimi Standartları

Fen standartlarının, mekânsal düşünmenin temel konseptleri ile ilişkisi, hiç bir şekilde, matematik standartları ile olduğu gibi açık değildir. (NRC, 1996). Matematik standartları prensiplerdeki konuların birçoğunu ele alırken, fen standartlarında, öğretme, değerlendirme, öğretmen hazırlığı ve içerik standartları vardır.

Mekânsal düşünme, başarılı düşüncenin ve problem çözmenin başlangıcıdır. Mekânsal düşüncede becerili olma, K-12 eğitim müfredatında hâkim kılınmıştır, ancak formel ve sistematik olarak hiçbir yerde öğretilmemektedir.

Merkezi Sistemlerde Destek Sistemlerine Olan İhtiyaç

Mekânsal düşünme için destek sistemleri iki nedenden dolayı önemlidir:

1. Mekânsal düşünce karmaşık ve sorunlu bir kavramdır.
2. Mekânsal düşünme güçlü bir süreçtir.

Mekânsal düşünmenin alabileceği farklı formlar ve farklı alanlardaki bağlamlara olan uygulanabilirliği, göz önüne alındığında, mekânsal düşünmeye evrensel bir destek sistemi oluşturabilecek tek bir sistem yoktur.

Mekânsal Düşünmeyi Desteklemede İleri Teknoloji

Coğrafi mekânsal bağlamda, sekiz takım araç vardır:

• Coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ve uzaktan algılama analiz sistemleri;
• Yer bilim analitik sistemleri;
• CAD sistemleri;
• Matematiksel ve istatistiki analiz sistemleri;
• Üretim grafik ortamları;
• Animasyon ortamları;
• Enformasyon görselleştirme sistemleri ve
• Kavram haritalama araçları.

CBS (Coğrafi Bilgi Sistemleri (GIS), Geographic Information System): Coğrafi verilerin odağı yeryüzünün hemen üstünde ya da hemen altındaki yerler hakkında bilgi olarak tanımlanabilir.

Coğrafi veri bağlantısı üç unsur içermektedir. Bunlar; Yer, Zaman ve Özellikleri . Örneğin, bir bildirimde düşünün ki; 05 Temmuz 2010 tarihinde enlem 33 derece 62 dakika kuzey, boylamı 39 derece 20 dakika doğu, öğle saatlerinde 28 °C sıcaklığında idi, gibi örneklenebilir.

Tahmini hesaplar göstermektedir ki, CBS ürünlerinde mevcut olan fonksiyonlar, birçok profesyonel CBS kullanıcısının bile yazılımlarının fonksiyonelliğinin sadece %10’una erişebileceği kadar geniş kapsamlıdır.