Η ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΛΥΔΙΑΣΤΑΤΗΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ ΣΤΗΝ ΚΟΙΝΩΝΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ Μαρκοπούλου, Διονυσία 1,* 1 Περιβαλλοντολόγος Χαρτογράφος, Email: markopoulou.d@gmail.com Περίληψη Σκοπός της εργασίας αυτής είναι να παρουσιάσει την μεθοδολογία που αναπτύχθηκε στον δειγματοληπτικό σχεδιασμό της μεθόδου έρευνας Πολυσταδιακή τυχαία δειγματοληψία (Multistage random sampling), κάνοντας χρήση των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών. Η μέθοδος αυτή βασίζεται σε γεωγραφικές μονάδες και όχι σε άτομα και είναι αποτελεσματική για μεγάλα δείγματα πληθυσμού (Κυριαζή, 1999). Η εφαρμογή σύγχρονων μεθόδων χωρικής ανάλυσης και χαρτογράφησης, βοήθησε ουσιαστικά στην αυτοματοποίηση των διαδικασιών για την επιλογή των νοικοκυριών που συμμετείχαν στην ποσοτική έρευνα. Η εφαρμογή κατάλληλου σχεδίου δειγματοληψίας με την χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, εξασφάλισε την αντιπροσωπευτικότητα του δείγματος, καθώς και την δυνατότητα γενίκευσης των αποτελεσμάτων για τη συγκεκριμένη έρευνα. Λέξεις Κλειδιά: Πολυσταδιακή τυχαία δειγματοληψία, Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών, Χωρική Ανάλυση THE USE OF MULTISTAGE RANDOM SAMPLING IN SOCIAL RESEARCH Markopoulou, Dionysia 1,* 1 Environmental cartographer, Email: markopoulou.d@gmail.com Abstract The aim of this paper is the presentation of the methodology that was generated in sampling design of the «Multistage random sampling» method, using Geographical Information Systems (GIS). This method is based on geographical units rather than individuals, and it is very efficient for large samples of population (Kiriazi, 1999). The application of contemporary methods of spatial analysis and cartography substantially helped in process automation for the selection of the households that would participate in the quantitative research. The application of an appropriate sampling scheme using GIS ensured the representativity of the sample, as well as the generalization of the results, within the context of this social research. Key words: Multistage random sampling, Geographic Information System (GIS), Spatial analysis 1. Εισαγωγή Στο χώρο των κοινωνικών επιστημών, το μεγαλύτερο ποσοστό των ερευνητικών προσπαθειών επιδιώκει την συλλογή και ανάλυση πληροφοριών για όλα τα στοιχεία που ερευνούν. Το σύνολο των στοιχείων αυτών αποτελούν τον πληθυσμό της εκάστοτε έρευνας. Στις περισσότερες όμως περιπτώσεις είναι πρακτικά αδύνατο να γίνει συλλογή στοιχείων από ολόκληρο τον πληθυσμό μιας μελέτης. Σε αυτές τις περιπτώσεις «οι ερευνητές προσπαθούν να συλλέξουν πληροφορίες από μια μικρότερη ομάδα ή υποσύνολο του πληθυσμού, κατά τρόπο ώστε η γνώση που αποκομίζουν να είναι αντιπροσωπευτική του συνολικού μελετώμενου πληθυσμού» (Cohen and Manion, 1994, σελ.127). Αυτό το υποσύνολο του πληθυσμού αποτελεί το δείγμα της μελέτης καθιστώντας την έρευνα δειγματοληπτική. Η δειγματοληπτική έρευνα αποτελεί την πλέον καθιερωμένη μέθοδο για τη μελέτη των κοινωνικών φαινομένων λόγω του ότι «η τυποποίηση των στοιχείων που συλλέγονται, η δυνατότητα προσέγγισης μεγάλου μέρους του πληθυσμού, η επιδεκτικότητα των στοιχείων σε στατιστικές μεθόδους ανάλυσης για την ανάδειξη γενικών τάσεων και ομοιομορφιών, καθώς και η συγκριτικά μικρότερη επένδυση χρόνου που χρειάζεται από τον ερευνητή» (Κυριαζή, 1999, σελ. 99) αποτελούν σημαντικά πλεονεκτήματα. 1
Το άρθρο αυτό εστιάζεται στην παρουσίαση της έρευνας με τη μέθοδο της πολυσταδιακής τυχαίας δειγματοληψίας, κάνοντας χρήση των χαρτών που προέκυψαν από την εκτέλεση αλγορίθμων χωρικής ανάλυσης. Η μέθοδος δεν στηρίζεται σε συγκεκριμένα άτομα που είναι καταγεγραμμένα σε κατάλογο αλλά σε μέλη συγκεκριμένων νοικοκυριών. Η λογική που διέπει την εν λόγω μεθοδολογία είναι ότι παρόλο που οι άνθρωποι μπορούν να αλλάζουν κατοικία, οι μονάδες κατοικίας παραμένουν σταθερές και συνεπώς μπορούν να αποτελέσουν τη βάση για την επιλογή του δείγματος (Κυριαζή, 1999). Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να διερευνήσει τη σχέση που υπάρχει ανάμεσα στις μεγάλες τουριστικές επενδύσεις, το περιβάλλον και την τοπική ανάπτυξη, εξετάζοντας τη γνώμη της τοπικής κοινωνίας μέσω δειγματοληπτικής έρευνας με ερωτηματολόγια. Η περιοχή μελέτης που πραγματοποιήθηκε η έρευνα είναι η ευρύτερη περιοχή της Πύλου Μεσσηνίας. Η συλλογή των απαραίτητων ερωτηματολογίων πραγματοποιήθηκε κατά το χρονικό διάστημα 05/4/2010 11/4/2010. Συγκεκριμένα, η έρευνα πεδίου πραγματοποιήθηκε σε κατοίκους της ευρύτερης περιοχής που χωροθετείται η Περιοχή Ολοκληρωμένης Τουριστικής Ανάπτυξης (Π.Ο.Τ.Α.) Ρωμανού. Κύριοι στόχοι της έρευνας πεδίου ήταν να διερευνηθούν: η γνώση της τοπικής κοινωνίας σχετικά με τη μεγάλη αυτή επένδυση, οι απόψεις των πολιτών για το περιβάλλον και την προστατευόμενη περιοχή Natura 2000, καθώς και οι απόψεις της τοπικής κοινωνίας για τη δημιουργία της Π.Ο.Τ.Α. Μεσσηνίας που χωροθετείται στην περιοχή τους και συγκεκριμένα για την Π.Ο.Τ.Α. Ρωμανού η οποία είναι η πρώτη που λειτουργεί. Στα επόμενα κεφάλαια παρουσιάζεται αναλυτικά η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε στο παρόν άρθρο. Ακολουθεί η συζήτηση των συμπερασμάτων. 2. Μεθοδολογία Για την επιλογή του δείγματος εφαρμόστηκε η μέθοδος τυχαίας δειγματοληψίας. Επειδή δεν υπήρχε πλήρης κατάλογος με καταγραφή όλων των ατόμων που περιλαμβάνονται στον υπό έρευνα πληθυσμό, επιλέχθηκε μια εναλλακτική μέθοδος τυχαίας δειγματοληψίας - η μέθοδος κατά δεσμίδες / πολυσταδιακή τυχαία μέθοδος (multistage random sampling). Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή (η οποία βασίζεται σε γεωγραφικές μονάδες), ο γεωγραφικός χώρος υποδιαιρείται αρχικά σε περιοχές και σταδιακά εφαρμόζονται διαδοχικές δειγματοληψίες σε όλο και μικρότερης έκτασης γεωγραφικά τμήματα ώστε να καταλήξουμε στα νοικοκυριά που θα συμμετέχουν στο δείγμα. Έτσι, δεν επιλέγουμε άτομα καταγεγραμμένα σε καταλόγους, αλλά μέλη συγκεκριμένων νοικοκυριών. Στο άρθρο αυτό η σταδιακή διαδικασία επιλογής του δείγματος, δεν έγινε αναλογικά πάνω σε φύλλα χάρτη μεγαλύτερης κλίμακας αλλά δυναμικά με τη χρήση των GIS. Δημιουργήσαμε έναν κάναβο με κελί 10 τετραγωνικών χιλιομέτρων για όλη την επικράτεια και στην συνέχεια με τυχαία επιλογή κάποιων τετραγώνων στην περιοχή μελέτης, πραγματοποιήθηκαν επιπλέον υποδιαιρέσεις. Η επιλογή των γεωγραφικών τμημάτων κανάβων πραγματοποιήθηκε με την εφαρμογή ενός αλγορίθμου χωρικής ανάλυσης τυχαίας επιλογής και όχι όπως συνηθίζεται με τη μέθοδο «ένα ναι ένα όχι». Για τις ανάγκες αυτές, χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό της ESRI, ArcGIS έκδοση 9.3.1. Στη συνέχεια παραθέτουμε ως παράδειγμα εφαρμογής αυτής της μεθοδολογίας, τον σχεδιασμό της δειγματοληψίας για την πόλη της Πύλου. Στον Χάρτη 1, απεικονίζεται η ευρύτερη περιοχή μελέτης της Π.Ο.Τ.Α. Ρωμανού. Σύμφωνα με τον διαχωρισμό Καποδίστρια που ίσχυε μέχρι το 2010, βρισκόταν στις περιοχές των Δήμων Γαργαλιάνων, Νέστορος, Πύλου. Ενώ όπως παρατηρούμε από τον παρακάτω χάρτη, με τον πρόσφατο διαχωρισμό Καλλικράτη, τοποθετείται στους δήμους Τριφυλίας και Πύλου Νέστορος. 2
Χάρτης 1: Περιοχή μελέτης της Π.Ο.Τ.Α. Ρωμανού και η τοποθέτηση της σύμφωνα με τον Καποδιστριακό και Καλλικρατικό διαχωρισμό Αρχικά για την περιοχή μελέτης δημιουργήσαμε έναν κάναβο που χωρίζει την περιοχή σε κελιά των 10 τετραγωνικών χιλιομέτρων, ο οποίος απεικονίζεται με κόκκινο χρώμα στον Χάρτη 2. Κάθε κάναβος έχει και έναν κωδικό ο οποίος προέρχεται από την γεωγραφική θέση του κάτω αριστερά σημείου του κάθε κελιού. Για τους κωδικούς αυτούς χρησιμοποιήσαμε τις αρχικές τιμές των καρτεσιανών συντεταγμένων Χ και Ψ, σύμφωνα με το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς 1987 (ΕΓΣΑ 87). Τα δύο πρώτα ψηφία είναι τα πρώτα ψηφία που αντιστοιχούν στις Χ καρτεσιανές συντεταγμένες και τα επόμενα τρία είναι των Υ συντεταγμένων (π.χ. 29/409), με αποτέλεσμα το κάθε κελί να έχει ένα μοναδικό αριθμό (Χάρτης 2). 3
Χάρτης 2: Περιοχή μελέτης χωρισμένη με κάναβο με κελί 10 τετρ. χιλιομέτρων (κόκκινος κάναβος) και ο μοναδικός αριθμός του κάθε κελιού προερχόμενος από τις καρτεσιανές συντεταγμένες κατά ΕΓΣΑ 87. Στην συνέχεια ο κάναβος με κελί 10 τετραγωνικών χιλιομέτρων υποδιαιρέθηκε σε μικρότερα τμήματα με κελί 2 τετραγωνικών χιλιομέτρων, ο οποίος απεικονίζεται με γκρι χρώμα στον παρακάτω χάρτη (Χάρτης 3). Τα μαύρα διαγραμμισμένα πολύγωνα, αποτελούν τα ψηφιοποιημένα όρια των οικισμών που συμμετείχαν στη ποσοτική έρευνα, όπως αποτυπώθηκαν από δορυφορικές εικόνες. Από τον γκρι κάναβο των 2 τετρ. χιλιομέτρων, επιλέγαμε κάθε φορά το τετράγωνο ή τετράγωνα που συμπεριλαμβάνουν το χωρίο ή την πόλη που θα πραγματοποιηθεί η ποσοτική ερευνά. Στην περίπτωση μελέτης, η πόλη της Πύλου βρίσκεται σε ένα κελί των 2 τετραγωνικών χιλιομέτρων (Χάρτης 3). 4
Κόκκινος κάναβος με κελί 10 τετρ. χλμ. Γκρι κάναβος με κελί 2 τετρ. χλμ. Το κελί των 2 τετρ. χλμ. που περιλαμβάνει την πόλη της Πύλου. Χάρτης 3: Περιοχή μελέτης χωρισμένη με κάναβο με κελί 10 τετρ. χιλιομέτρων (κόκκινος κάναβος) και με κελί 2 τετρ. χιλιομέτρων (γκρι κάναβος). Στο παράδειγμα αυτό, που η πόλη της Πύλου δεν έχει μεγάλη έκταση, επιλέξαμε το συγκεκριμένο κελί των 2 τετραγωνικών χιλιόμετρων που περιλαμβάνει τα όρια της. Σε μεγαλύτερης έκτασης πόλεις, θα μπορούσε να επιλεγεί τυχαία κάποιο ή κάποια από τα κελιά των 2 τετραγωνικών χιλιομέτρων που θα κάλυπταν την επιφάνειά της. Στην συνέχεια δημιουργήσαμε έναν τελευταίο κάναβο με μέγεθος κελιού 20 τετραγωνικά μέτρα όπου απεικονίζεται σε δύο χάρτες με διαφορετικό υπόβαθρο, σε τοπογραφικό (Χάρτης 4), καθώς και σε δορυφορικό (Χάρτης 5). Στο σημείο αυτό είναι σκόπιμο να αναφέρουμε την αρωγή των σύγχρονων δορυφορικών εικόνων σε τέτοιου είδους έρευνες, όπου λόγω της υψηλής ανάλυσης που παρέχουν, απεικονίζουν με μεγάλη ακρίβεια τα σπίτια που θα συμμετάσχουν στην τυχαία δειγματοληψία. 5
Χάρτης 4: Χαρτογραφικό υπόβαθρο της Πύλου με κελί κανάβου 20 τετραγωνικών μέτρων από Map Service της εταιρείας TERRA ΕΠΕ. Χάρτης 5: Δορυφορική απεικόνιση της Πύλου Πύλου με κελί κανάβου 20 τετραγωνικών μέτρων από Microsoft Bing Maps. Από τον καινούργιο κάναβο με μέγεθος κελιού 20 τετραγωνικών μέτρων, επιλέχθηκαν τα κελιά που συμπίπτουν με τα όρια της πόλης της Πύλου. Έτσι, ο καινούργιος κάναβος αποτελούταν από 1774 κελιά. Σε αυτά τα κελιά εφαρμόσαμε αλγόριθμο χωρικής ανάλυσης τυχαίας 1 επιλογής ώστε να μας υποδείξει που θα γίνει η δειγματοληψία. Για να κάνουμε αυτό εφαρμόσαμε ένα αλγόριθμο για τυχαία επιλογή κελιών από τα πρόσθετα εργαλεία Hawths Tools που ενσωματώνεται στο περιβάλλον του λογισμικού ArcGIS (ESRI, 2006). Ο αλγόριθμος αυτός βρίσκεται στο μενού Sampling Tools, Create Radom Selection (Beyer, 2004). Στο εργαλείο αυτό μπορούμε να ορίσουμε είτε τον συγκεκριμένο αριθμό κελιών που θέλουμε να επιλεγούν, είτε το ποσοστό επί του συνόλου των κελιών. Επειδή τα όρια της πόλης της Πύλου περιλαμβάνουν και περιοχές που δεν έχουν οικοδομικά τετράγωνα, δηλώσαμε έναν μεγαλύτερο ποσοστό απ όσα επιλεγμένα κελιά πραγματικά χρειαζόμασταν. Στο παράδειγμα αυτό, ορίσαμε να κάνει τυχαία επιλογή του 15% των συνολικών κελιών. Ο λόγος που επιλέχθηκε μεγαλύτερο ποσοστό του αριθμού των επιλεγμένων κελιών είναι διότι αρκετά κελιά θα είναι εκτός δείγματος εφόσον η πόλη δεν εκτείνεται σε όλο το μέγεθος του κελιού των 2 τετραγωνικών χιλιομέτρων. Το αποτέλεσμα της τυχαίας επιλογής κελιών απεικονίζεται στον παρακάτω χάρτη (Χάρτης 6) με φούξια χρωματική παλέτα. Τα κελιά αυτά μας απεικονίζουν τα οικοδομικά τετράγωνα που επρόκειτο να διεξαχθεί η ποσοτική έρευνα στην πόλη της Πύλου. Αυτά που δεν συνέπεσαν με κάποιο οικοδομικό τετράγωνο εξαιρεθήκαν από την ανάλυση. 1 Η μαθηματική δειγματοληψία στηρίζεται στη θεωρία των πιθανοτήτων και τη στατιστική. Και στους δύο αυτούς κλάδους των μαθηματικών η έννοια του «τυχαίου» είναι βασική και αυστηρά ορισμένη. Επειδή, όπως θα δούμε, το αντιπροσωπευτικό υποσύνολο, το δείγμα, δεν είναι παρά ένα «τυχαίο υποσύνολο» του πληθυσμού, πρέπει να διευκρινίσουμε πως το «τυχαίο» δε συμπίπτει μ αυτό που στη καθημερινή ζωή λέμε «στην τύχη». Μόνο οι πίνακες τυχαίων αριθμών, αν χρησιμοποιηθούν σωστά, εγγυώνται την «τυχαιότητα» της επιλογής γιατί είναι φτιαγμένοι ακριβώς ώστε ν ανταποκρίνονται στο μαθηματικό ορισμό του τυχαίου. Αντίθετα δηλαδή απ το ότι θα περίμενε κανείς, η επίτευξη του τυχαίου απαιτεί την πραγματοποίηση μιας πολύ συστηματικής διαδικασίας (πηγή: http://www.ekke.gr/estia/grenved/seminar3.htm). 6
Χάρτης 6: Τα επιλεγμένα κελιά (φούξια χρώμα) απεικονίζουν τα οικοδομικά τετράγωνα που πραγματοποιήθηκε η ποσοτική έρευνα στην πόλη της Πύλου. Αντίστοιχη ανάλυση έγινε για όλους τους οικισμούς της περιοχής μελέτης, αλλά τελικά ήταν εφικτή μόνο στις μεγάλες πόλεις (γεγονός που συμφωνεί με την επισκόπηση της βιβλιογραφίας) και συγκεκριμένα στην Πύλο, στην Χώρα, στους Γαργαλιάνους και στη Μαραθόπολη. Παρά τις αρχικές προθέσεις, σε οικισμούς με μικρό πληθυσμό, συναντήσαμε πολλά νοικοκυριά που δεν κατοικούνταν ή που αρνιόντουσαν να συμμετάσχουν στην έρευνα, με αποτέλεσμα να μην είναι λειτουργική η παραπάνω μέθοδος. Σε αυτούς τους οικισμούς εφαρμόσαμε τη μέθοδο πόρτα - πόρτα. Κατά τη διεξαγωγή της έρευνας στους μεγάλους οικισμούς, χρησιμοποιήσαμε ως οδηγό τους χάρτες που παράχθηκαν από το ArcGIS για κάθε μια περιοχή που μας ενδιέφερε. Εφόσον εντοπίζαμε κάθε φορά τα επιλεγμένα τετράγωνα, κατευθυνόμασταν στα εκεί οικοδομικά τετράγωνα και ξεκινούσαμε την έρευνα στην οικία που βρισκόταν δυτικά του τετραγώνου. Όταν στο νοικοκυριό αυτό απουσίαζαν τα άτομα γινόταν αντικατάσταση πηγαίνοντας στο επόμενο νοικοκυριό κ.ο.κ. Στις περιπτώσεις κατηγορηματικής άρνησης του ατόμου σε κάποιο νοικοκυριό να συμμετάσχει στην έρευνα, θεωρούσαμε το νοικοκυριό τυπικά εκτός δείγματος (missing cases) και δεν προχωρούσαμε σε αντικατάσταση του συγκεκριμένου νοικοκυριού. Μετά την ολοκλήρωση της συλλογής των δεδομένων, ακολούθησε η κωδικοποίηση όλων των απαντήσεων προκειμένου να ακολουθήσει η επεξεργασία των δεδομένων. Η στατιστική ανάλυση καθώς και η διαγραμματική παρουσίαση των αποτελεσμάτων έγινε με το στατιστικό πακέτο SPSS έκδοση 17.0. 7
3. Συμπεράσματα Στο άρθρο αυτό έγινε μια παρουσίαση σύγχρονων μεθόδων χωρικής ανάλυσης και χαρτογραφίας στην υπηρεσία της κοινωνιολογικής έρευνας. Η εφαρμογή των σύγχρονων μεθόδων χωρικής ανάλυσης, φάνηκε ιδιαίτερα χρήσιμη και αποτελεσματική στην αυτοματοποίηση των διαδικασιών για την επιλογή των νοικοκυριών που θα συμμετείχαν στην έρευνα. Με την εργασία αυτή, κρίνουμε ουσιαστικό και σκόπιμο για την επιστήμη της ανθρωπογεωγραφίας, να εντάξει στην έρευνα πεδίου αντίστοιχες μεθόδους χωρικής ανάλυσης με την βοήθεια των Σ.Γ.Π., για την επιλογή του δείγματος με την μέθοδο πολυσταδιακή τυχαία μέθοδος. Επίσης η αντιπαράθεση των δημογραφικών στοιχείων του πληθυσμού της ΕΛ.ΣΤΑΤ. μας επιβεβαιώνει για την αντιπροσωπευτικότητα του δείγματος μας. Η συμβολή των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στην πολυσταδιακή τυχαία μέθοδο δειγματοληψίας, λειτούργησε ουσιαστικά και αμερόληπτα στη διασφάλιση της αντιπροσωπευτικότητας του δείγματος, καθώς και στην δυνατότητα γενίκευσης των αποτελεσμάτων 4. Βιβλιογραφία Ελληνική Cohen, L., Manion, L., 1994, Μεθοδολογία εκπαιδευτικής έρευνας, Μεταίχμιο, Αθήνα. ΕΚΚΕ, 2010, Ποσοτικές έρευνες http://www.ekke.gr/estia/grenved/seminar3.htm τελευταία προσπέλαση 1.9.2010. Κυριαζή, Ν., 1999, Κοινωνιολογική έρευνα. Κριτική επισκόπηση των μεθόδων και των Τεχνικών, Ελληνικά Γράμματα, Αθήνα. Διεθνής Beyer HL, 2004, Hawth s analysis tools for ArcGIS http://www.spatialecology.com/htools. ESRI, 2006, Using ArcGIS Desktop, Redlands, CA: Environmental Systems Research Institute Inc 8