PEDAGOOGILISE KÕRGHARIDUSE MEETODITE PROBLEEMID
V. G. Kapustin
GIS-TEHNOLOOGIA KUI INNOVATIIVNE VAHEND VENEMAA GEOGRAAFILISE HARIDUSE ARENDAMISEKS
MÄRKSÕNAD: geoinformaatika; geoinfosüsteem (GIS); GIS-tehnoloogiad; digitaalsed kaardid; teabe geokompleks; kooli geograafiline infosüsteem.
MÄRKUS. Analüüsitakse GIS-tehnoloogiate kasutamise probleemi hetkeseisu geograafiaõpetaja ettevalmistusprotsessis ja geograafiaõppes gümnaasiumis.
GIS-TECHNOLOGIES KUI VENEMAA GEOGRAAFILISE HARIDUSE ARENDAMISE INNOVATIIVSED VAHENDID
MÄRKSÕNAD: Geoinformaatika; Geograafiline infosüsteem (GIS); GIS-tehnoloogiad; digitaalsed kaardid; teabe geokompleks; koolide geoinfosüsteem.
ABSTRAKTNE. Analüüs GIS-tehnoloogia kasutamise kaasaegseid seisukohti ja probleeme õpetaja geograafiateks ettevalmistamisel ja geograafiate uurimisel keskkoolis.
Kaasaegseid üldharidus- ja kõrgkoole iseloomustab aktiivne üleminek uute infotehnoloogiate kasutamisele. Haridusprotsessis viiakse ellu informatiseerimisprogramme, arendatakse elektroonilisi õpikuid, arendatakse kaugõppetehnoloogiaid ning on loodud Venemaa ühtne digitaalsete õpperessursside kogu. 3. Haridus-
3 Ühtne kogu loodi projekti „Haridussüsteemi informatiseerimine“ käigus, mida Vene Föderatsiooni Haridus- ja Teadusministeeriumi tellimusel viis ellu Riiklik Personalikoolituse Fond. Praegu toimub kollektsiooni täiendamine ja arendamine föderaalse hariduse arendamise sihtprogrammi raames.
õppematerjalid Kogumikud suunavad õpetajaid kaasaegsete info- ja kommunikatsioonitehnoloogiate kasutamisel põhinevate õppemeetodite juurutamisel. See sisaldas digiressursside komplekte kõikidele koolierialadele, erinevaid temaatilisi ja ainekogusid, aga ka muid haridus-, kultuuri-, haridus- ja õppematerjale. Kogumik sisaldab vastavalt erinevaid geograafiateemalisi materjale, sealhulgas kooli geoinfosüsteemi (SHIS). Lisaks tutvustatakse kogumikus ka uuenduslikke haridus- ja metoodilisi arendusi, mis motiveerivad õpetajaid kasutama haridustehnoloogiaid, mis muudavad hariduskeskkonda põhjalikult, muutes selle infotehnoloogia nõuetele vastavaks.
ühiskonda. Kõigi vene koolide ühendamine Internetti prioriteetse riikliku projekti “Haridus” raames tagas kogumisressursside kättesaadavuse kõikidele õppeasutustele.
Oluline on rõhutada, et uued tehnoloogiad avavad uusi võimalusi isikliku potentsiaali arendamiseks ja kõrgkooli või kooli lõpetaja edu tagamiseks.
Teise põlvkonna föderaalne haridusstandard – ja see on selle põhimõtteline erinevus varasematest arengutest – seab esiplaanile hariduse isiklikud tulemused. Kaasaegsed haridustehnoloogiad võimaldavad lahendada arendava hariduse ja hariduse individualiseerimise probleeme maksimaalselt.
Infotehnoloogia aktiivset rakendamist hariduses takistavad aga mitmed keerulised probleemid. Kehtivad pedagoogilise kõrghariduse haridusstandardid ei taga täielikult spetsialistide ettevalmistust elektrooniliste õpperessurssidega töötamiseks. Ka õpetajate (ja pedagoogikaülikoolide õpetajate) ümber- ja täiendõppe süsteem ei võta piisavalt arvesse töötavate õpetajate elulist vajadust infotehnoloogia vallas. Seni domineerivad selliste tehnoloogiate arendamisel eneseharimisprotsessid.
Paljude elektrooniliste ressursside kvaliteet jätab soovida. Geograafia ühtse kogu materjalid on mitmekesised nii sisult kui ka teostustasemelt. Osa materjale on meie hinnangul aga vähekasulikud või kõlbmatud koolis kasutamiseks. Ilmselt on selliste heterogeensete ja mitmetasandiliste materjalide kuhjumise periood vältimatu ning tulevikus tehakse juhtivate metoodiliste keskuste sihipärase töö tulemusel valik materjale, mis vastavad tõeliselt tänapäevastele teabe- ja teabenõuetele. hariduskeskkond.
Eelnev viitab tõsise vastuolu olemasolule, mille on ühelt poolt põhjustanud hariduspraktika intensiivselt arenevad informatiseerimise protsessid, teiselt poolt nende protsesside spontaanne, halvasti kontrollitud olemus siseriiklikus süsteemis.
rahvusgeograafiline haridus nii üldhariduse kui ka kõrghariduse tasemel. Arutame selle probleemi mõningaid aspekte. Esimene neist on seotud kaasaegse geograafilise teabe esitamise viiside analüüsiga.
Geograafiline teave. Märkimisväärne osa teabest, millega inimene tegeleb, on ruumiline või geograafiline.
Ruumiteabe edastamiseks kasutatakse peamiselt väikesemahulisi üldgeograafilisi ja temaatilisi kaarte ja atlaseid, topograafilisi kaarte, kosmosepilte, plaane ja diagramme, objektide asukohtade aadresse, liiklusteid ja muud teavet.
Kõlalause “Kaart on geograafia alfa ja oomega” täitub aga kaasaegses ühiskonnas uue sisuga. Lisaks traditsioonilisele paberkaardile tungib inimese ellu elektrooniline kaart, mis kannab endas mitmesugust geograafilist ruumiteavet.
Geograafiline kaart muutub dünaamiliseks ja interaktiivseks. Kaardi saab kombineerida satelliidipildiga – kogu Maa või eraldi küla pildiga, kuna need on kosmosest nähtavad. Satelliidipilt peegeldab tegelikku olukorda teatud ajahetkel antud piirkonnas.
Tänapäeval on Internetis tavapäraseks muutunud kaardid ja satelliidipildid pilvisusest, tsüklonitest, maastikest jne. Vene Föderatsioonis on föderaalse sihtprogrammi “Elektrooniline Venemaa” raames välja töötatud Venemaa ruumiandmete moodustamise kontseptsioon. infrastruktuuri kui riiklike teaberessursside elementi arendatakse.
Sisuliselt uurib, analüüsib ja vaatab inimene nüüdisajal ruumiandmete töötlemise tulemusi geograafilistes infosüsteemides.
Geograafilised infosüsteemid (GIS) ja geograafilised infotehnoloogiad (GIS-tehnoloogiad) on tänapäeval maailmas laialdaselt kasutusel. GIS-i kasutatakse aktiivselt teaduslike ja praktiliste probleemide lahendamiseks kohalikul, piirkondlikul, föderaalsel ja globaalsel tasandil. GIS-tehnoloogiaid kasutatakse loodusliku ja majandusliku potentsiaali põhjalikuks uurimiseks
suurte piirkondade tiib, loodusvarade inventuur, transporditeede kujundamine, inimeste turvalisuse tagamine jne.
Ühiskonna praegune olukord, selle infrastruktuuri märkimisväärne keerukus nõuab uutelt põlvkondadelt uute ruumiandmete töötlemise ja analüüsimise vahendite ja meetodite valdamist, meetodite kiireks lahendamiseks muutuvate protsesside juhtimise, hindamise ja kontrollimise probleeme. Geoinfotehnoloogiad pakuvad uusi teabetöötlusmeetodeid ja -vahendeid, mis tagavad heterogeense teabe kuvamise suure nähtavuse ja juurdepääsetavad vahendid reaalsuse analüüsimiseks. GIS-il on tohutu potentsiaal teabe analüüsimiseks sotsiaal-majandusliku sfääri juhtimisotsuste tegemiseks.
Kuid kogu ühiskonnale iseloomulikud protsessid määravad vajaduse juurutada õppeprotsessi uuenduslikud geograafilised infotehnoloogiad mitte ainult kõrghariduse, vaid ka keskkoolide tasemel. GIS-i tohutu potentsiaali realiseerimiseks on vajalik geograafiliste infosüsteemide kasutajate ulatuslik koolitus. Tehnoloogiatest, mis peaksid geograafiaõpetaja ettevalmistuses olema kesksel kohal, tõstame eriti esile GIS-tehnoloogiad (geograafiliste infosüsteemide tehnoloogiad, GIS-tehnoloogiad).
GIS-tehnoloogiate olemus ja nende haridusvõimalused. Lühidalt öeldes on GIS defineeritud kui infosüsteemid, mis pakuvad andmete kogumist, säilitamist, töötlemist, kuvamist ja levitamist, samuti nende põhjal uue teabe ja teadmiste hankimist ruumiliselt koordineeritud nähtuste kohta. Rõhutada tuleb nende võimet salvestada ja töödelda ruumilisi ehk geograafilisi andmeid, mis eristab GIS-i teistest infosüsteemidest. GIS-tehnoloogiate tähtsuse geograafilise hariduse jaoks määrab nende funktsionaalsus, mis on täielikult kooskõlas traditsiooniliste ümbritseva ruumi geograafilise uurimise meetoditega, pealegi on see märgatav.
laiendada neid ja viia täiesti teisele, kvalitatiivselt uuele tasemele.
GIS-i instrumentaalsed võimalused hõlmavad lihtsamaid kartomeetrilisi operatsioone, sealhulgas objektide vahekauguste, objektide pindalade, absoluutkõrguste arvutamist; morfomeetriliste toimingute tegemine; ülekatteoperatsioonid, mis tuvastavad geograafiliste objektide ja protsesside vahelisi seoseid; ruumianalüüs; ruumiline modelleerimine. GIS-tehnoloogiad võimaldavad lähte-, tuletatud või lõplike andmete visualiseerimist ja töötlemistulemusi temaatiliste geograafiliste kaartide kujul.
GIS-tehnoloogiad annavad kasutajatele võimaluse rasterandmeid luua, kuvada ja analüüsida. Rasterandmed ehk ruudustikuandmed on eriti kasulikud ruumis pidevate geograafiliste nähtuste kuvamiseks, nagu topograafia, sademed, temperatuur, rahvastikutihedus ja muud andmed, mida saab esitada statistiliste pindadena. Võrguandmeid kasutatakse ka erinevat tüüpi pinnavoogude, näiteks pinnavee äravoolu, ja geograafiliste nähtuste muutuste analüüsimiseks aja jooksul. GIS toetab ruumianalüüsi funktsioone: lähedusanalüüsi, ülekatteanalüüsi ja ruumioperatsioone. Geograafidele on saadaval palju keerukaid 3D- ja perspektiivkuvamise, pinna modelleerimise ja analüüsi funktsioone. Eelkõige sisaldab GIS võimalust luua trianguleeritud ebaregulaarseid võrke (TIN) ja nendega töötada. TIN on spetsiifiline vektortopoloogiline andmemudel, mis sobib kõige paremini pindade kuvamiseks ja modelleerimiseks, 3-D maastikumudelite loomiseks.
GIS-tehnoloogiad võimaldavad tööd kaugseireandmetega, mis on tänapäeval üheks peamiseks allikaks ruumiliste andmebaaside täiendamisel uue teabega geograafilistes infosüsteemides ja geograafias üldiselt.
Eeltoodu rõhutab GIS-tehnoloogiate suurt hariduspotentsiaali. Metoodiliste tingimuste loomine selle rakendamiseks õppeprotsessis
võimaldab rääkida geoinfoharidusest.
Geoinfoalane kõrgharidus. Geoinformaatika, uus teaduse, tehnoloogia ja tootmise haru, areneb kiiresti kogu maailmas. Geograafilise infotehnoloogia (GIS) tehnoloogiad koguvad meie riigis üha enam populaarsust ja ametlikku tunnustust. Viimase 10-15 aasta jooksul on Venemaal loodud suuri geoinfo teadus- ja tootmiskeskusi (sh Uralgeoinform Jekaterinburgis). Mitmed ülikoolid on avanud geoinformaatika, GIS-i, geoinfo kaardistamise jne osakonnad. Kursus “Geoinformaatika” on sisse viidud Venemaa ülikoolide (Sverdlovski oblasti ülikoolides - Uurali kaevanduses) spetsialistide koolitamise eriala- ja haridusprogrammidesse. ja Geoloogiaülikool, Uurali Metsaülikool, Uurali Riiklik Ülikool ja mõned teised). Ilmub monograafiaid ja teadusajakirju, peetakse sadu teaduskongresse ja konverentse. Arendatakse kodumaiseid õpikuid ja õppevahendeid, õppe-GIS-i. On spetsialiste, kes on saanud kõrghariduse GIS-i loomise ja kasutamise alal. Roskartograafias on geoinformaatika üks peamisi tegevusvaldkondi. Geoinformaatika on kantud Kõrgema Atesteerimiskomisjoni erialade loetellu akadeemiliste kraadide andmise õigusega geograafia-, geoloogia-, tehnika- ja matemaatikateadustes.
Erialase kõrghariduse erialade hulgast me geoinformaatikat aga ei leia. See on endiselt osa "rakenduslikust arvutiteadusest". Kuid geoinformaatika pole tänapäeval mitte ainult "rakendusteadus geograafias", vaid ka geoloogias, geodeesias, geofüüsikas, okeanoloogias, planetoloogias - ühesõnaga kõigis maateadustes ja nendega seotud sotsiaal-majanduslikes teadmisteharudes (majandusgeograafia, demograafia, etnograafia, arheoloogia ja paljud teised). Geoinformaatika on kõigi maateaduste alusteadus, nende ühine keel ja meetod, mis paikneb matemaatika, füüsika, informaatika ja küberneetika kõrval.
Geoinformaatika eriala puudumine toob geoinfohariduse vallas kaasa mitmeid probleeme.
Üks neist on personal: meie riigis ei ole selgelt piisavalt geograafiliste infosüsteemidega töötamiseks koolitatud kvalifitseeritud töötajaid. See väitekiri koostati tegelikult umbes 10 aastat tagasi. Siiski on see aktuaalne ka tänapäeval. Riist- ja tarkvara on endiselt problemaatilised nende kõrge hinna tõttu. Nagu varemgi, napib häid geoinformaatika õpikuid, mis võtaksid arvesse erinevate erialade, eelkõige geograafia koolituse sisu.
Pedagoogiline kõrgharidus praktiliselt ei koolita geoinformaatika valdkonna spetsialiste. Eriala “Informaatika” riiklikus haridusstandardis sellist distsipliini ei ole. Mõned ülikoolid on võtnud geoinformaatika õpetamise kasutusele “valikainete” või valikainete ploki osana.
Riiklik geograafiaalase pedagoogilise kõrghariduse haridusstandard piirdub ühe fraasiga kursusel “Kartograafia topograafia alustega”, mis eeldab vaid seda, et tulevased geograafiaõpetajad on tuttavad mitme geoinformaatika mõistega. Sama kehtib ka selle kursuse õpikute kohta, mille sisus on 2-3 lehekülge teksti eraldatud geograafilistele infosüsteemidele. Vaevalt saab seda olukorda pidada õigeks ja geograafilise infotehnoloogia tänapäevasele tasemele ja olulisusele vastavaks.
GIS-tehnoloogiad Uurali Riiklikus Pedagoogikaülikoolis. Uurali Riikliku Pedagoogikaülikooli geograafide ja ökoloogide õppekavadesse on rahvuslik-regionaalse komponendi raames sisse viidud kursus “Geograafilised infosüsteemid” 80 tööjõumahukuse tunni ulatuses. Kursuse peamine hariduslik eesmärk: GIS-tehnoloogiate valdamine kasutaja tasemel, mis võimaldaks lõpetajatel ja spetsialistidel kasutada neid tehnoloogiaid kui võimsat uuenduslikku vahendit geograafia õpetamisel keskkoolides.
Metoodilise toe pakkumiseks kursuse “Geograafilised infosüsteemid” õppimise protsessis töötas autor välja
See on GIS-projektide sari või täpsemalt nende projektide alus. Nende hulgas: GIS “Sverdlovski piirkond”, GIS “Jekaterinburg”, GIS “Kalinovski metsapark”, GIS “Topograafiline kaart”, GIS “UrSPU üliõpilaslinnak” ja teised. Geograafia-bioloogiateaduskonnas saadaolevad GIS-materjalid võimaldavad neid tehnoloogiaid tutvustada erialase "geograafia" erialase haridusprogrammi põhidistsipliinidesse: Füüsiline
Venemaa geograafia, Mandrite füüsiline geograafia, Välisriikide majandusgeograafia, Venemaa majandusgeograafia, Sverdlovski oblasti geograafia, Regionaalökoloogia ja paljud teised.
Õppekursuse “Geograafilised infosüsteemid” metoodilise toe süsteemi prioriteetseks projektiks on GIS “Sverdlovski piirkond”. See on suunatud üliõpilaste igakülgsele oma piirkonna õppimisele kõrghariduse rahvuslik-regionaalse komponendi raames.
Topograafiliste ja väikesemahuliste kaartide rasterpiltide põhjal loodi peamised GIS-teemad (kihid): reljeef kontuurjoontes, jõed, järved ja veehoidlad, teed, taimestik jm. Andmebaase luuakse üksikute kihtide jaoks. Eelkõige Sverdlovski oblasti haldusrajoonide kohta on atribuutide tabelisse lisatud statistilised andmed rahvastiku (arv, sündimus, suremus), keskkonnaolukorra (saasteainete heitkogused atmosfääri, pinnavee reostus) ja muu kohta.
Piirkonna omaduste sotsiaal-majanduslikud aspektid põhinevad riikliku statistika piirkondliku komitee materjalidel. Need on andmed piirkonna rahvaarvu, keskkonnaseisundi, majanduse kohta, mille põhjal on võimalik koostada teemakaartide seeria. Piirkonna looduslike iseärasuste uurimine algstaadiumis põhineb paljudel looduslike komponentide temaatilistel kaartidel. Kaugseire materjale saab kasutada üksikute teemade sisu kohandamiseks ja uute materjalide väljatöötamiseks. Selle GIS-projekti arendamine võimaldas kursuse "Sverdlovski piirkonna geograafia" õpikut küllastada kartograafiliste materjalidega.
GIS "Denezhkin Kamen Reserve" on kohalik projekt, mis sisaldab mitmesuguseid materjale ja andmebaase. Projekti raames on võimalik territooriumi maastiku detailne ruumiline analüüs, mis hõlmab kontuuridega kihi muutmist rastervormingusse ja ruudustiku teemadeks, ruudustiku teemade analüüsi, rasteranalüüsi, reljeefikaartide koostamist kasutades hillshading meetod, nõlvade nurkade kaartide koostamine, nõlvade eksponaadid, topograafiliste triangulatsioonipindade (TIN kiht) ehitamine, põikprofiilide ehitamine, 3-D mudelite konstrueerimine.
Taimkatte andmed sisaldavad iga lõigu üksikasjalikke omadusi, mis puudutavad puistu koostist, vanust, terviklikkust, puistu kvaliteeti ja pinnakatte iseloomu, st üksikasjalikke maksustamismaterjale. See võimaldab saada üksikasjalikku kirjeldust kogu kaitseala ja selle üksikute osade taimestikust, kasutades ArcView GIS meetodeid. Projekti raames on võimalik analüüsida fenoloogiliste uuringute andmeid (lumikatte paksuse kaardi koostamine, peamiste fenoloogiliste nähtuste alguse ajastuse kaardid jm).
Projekt "Topograafiline kaart". Projekt sisaldab pilte paljudest reaalsetest topograafilistest kaartidest mõõtkavas 1: 100 000 Sverdlovski oblasti territooriumi kohta, samuti hariduskaarti mõõtkavas 1: 50 000 “U-34-37-V Snov”. Kaartidele viidatakse reaalsete ristkülikukujuliste koordinaatide süsteemis, mis tehakse Rectify programmi abil. Vastavalt sellele salvestatakse baaskaartide alusel välja töötatud andmeallika failid (ArcView teemad) projitseeritult (Gauss-Krugeri projektsioonis).
Kohalikel projektidel “Jekaterinburgi linn”, “Kütlõmi keskmäed”, “Kalinovski metsapark”, “Ülikool”, “Minu kool” on hariduslik ja võrdlusväärtus. Nende peamine erinevus suurtest regionaalsetest projektidest on võimalus kasutada neis projektides lisaks Arc-View GIS programmi põhivõimalustele ka ruumianalüüsi meetodeid, topograafiliste pindade konstrueerimist, profileerimist ja 3-dimensioonilist modelleerimist.
GIS "Ülikool" esitleb projekti, mida saab sarnaselt koolides ellu viia (GIS "Native School",
GIS “Minu mikrorajoon”) ja äratab kahtlemata suurt huvi kooliõpilaste seas. Sellise projekti raames koostatakse saidi kaartide (plaanide) seeria, mille jaoks on võimalik luua andmebaase kõigi sellisel saidil asuvate objektide kohta: erinevad hooned, rajatised, taimestik, teed jne. tulevikus saab objektide vaatluste põhjal andmeid saada ja andmebaasi sisestada õhusaaste andmed, andmed
taimestiku olemuse, pinnaskatte jms kohta. Kooli ja külgneva mikrorajooni kolmemõõtmelised mudelid, millel on kujutatud üksikuid objekte, toovad sellistesse projektidesse uudsuse ja ebatavalisuse elemente ning äratavad kooliõpilastes erilist huvi. Kõik see annab ainulaadsed võimalused GIS-tehnoloogiatel põhineva otsiva, loova iseloomuga kooliõpilastele iseseisva töö korraldamiseks.
GIS-tehnoloogiad hariduskoolis. Geograafia üldkeskhariduse riiklik standard nõuab, et selle aine õppimine koolis oleks suunatud maastikul liikumise oskuse omandamisele; ühe rahvusvahelise suhtluse "keele" kasutamine - geograafilise kaardi, statistiliste materjalide, kaasaegsete geograafiliste infotehnoloogiate kasutamine erinevate geograafiliste andmete otsimiseks, tõlgendamiseks ja demonstreerimiseks.
Praegu on paljudes maailma riikides (eelkõige USA-s, Suurbritannias, Austrias jne) koolide geograafilises õppes laialdaselt kasutusel digitaalsed õppematerjalid ja geograafilised infosüsteemid. Geoinfotehnoloogiate juurutamise vajadusest Venemaa üldharidussüsteemi räägiti 10 aastat tagasi. Geograafiliste infosüsteemide praktilise kasutamise ja kujundamise probleem keskkoolides pole aga veel lahendatud. GIS-i kasutatakse seni vaid üksikute katsete raames. Haruldased teadusuuringud on käimas haridusgeograafiliste infosüsteemide loomise ja kasutamise õpetamise metoodilise süsteemi põhjendamiseks ja praktiliseks rakendamiseks erinevatel keskkoolikursustel.
Erilist tähelepanu väärib kooli GIS “Living Geography” (keerulise struktuuri teabeallikas), mille on välja töötanud ZAO KB “Panorama” ja RTC “ScanEx”. GIS-i “Elav geograafia” kasutamise kogemus on olemas Moskva ja teiste Venemaa piirkondade koolides. Digitaalsete õpperessursside ühtse kogu veebisaidil on kasutajatele saadaval georuumiliste andmetega töötamiseks mõeldud tarkvara kest (tööriist), maailma ja Venemaa digitaalsete kaartide komplekt ning kosmosepiltide kogu.
Kooli GIS tõstab õppeprotsessi efektiivsust läbi GIS-tehnoloogiate kasutamise erinevate traditsiooniliste ja uute geograafiatundides lahendatavate geograafiliste probleemide lahendamisel. Selliste ülesannete hulka kuulub kaardil saadaoleva geograafilise teabe otsimine ja analüüs; kauguste, suundade, punktide kõrguste määramine kaardilt; geograafiliste objektide geograafilised koordinaadid, asukoht, ulatus ja pindala; geograafiliste objektide omaduste kirjeldus. Sama territooriumi erineva sisuga kaartide võrdlemine ja nendega seotud analüüs, et tuvastada seoseid näiteks kliima ja reljeefi, kliima ja taimestiku jne vahel. Selliseid ülesandeid on traditsiooniliste kaartide kasutamisel keeruline täita, kuna need põhinevad mitme kaardi vaimse katmise toimingud, mõnikord erineva mõõtkavaga. GIS-tehnoloogiad lahendavad selle probleemi kiiresti ja aitavad õpilasel läbi viia sellist intellektuaalseid tööoskusi arendavat seotud analüüsi.
Kaardilt reljeefi lugemise õppeülesanded on keerulised. Nende lahendamisel tuleb koolilastel ette kujutada tasapinnal kujutatud territooriumi kolmemõõtmelisena. Geograafilised infotehnoloogiad pakuvad olulist abi selle probleemi lahendamisel, mis põhinevad territooriumi kolmemõõtmeliste mudelite visualiseerimisel, mis kahtlemata arendab õpilaste ruumilist kujutlusvõimet.
GIS-tehnoloogiatele tuginedes saavad kooliõpilased olemasolevate temaatiliste kihtide põhjal luua oma digikaarte, toimetada digitaalseid kontuurkaarte ning koostada kaarte avaldamiseks (küljenduskaardid).
Lisaks võimaldavad GIS-tehnoloogiad erinevalt traditsioonilistest “paber” kaartidest koolinoorte endi poolt õpetaja juhendamisel pidevalt uuendada statistilisi materjale ja digikaarte. Seega on kaasaegsel õpetajal võimalus õpetada geograafiat, kasutades uusimaid asjakohaseid geograafilisi andmeid looduse, rahvastiku ja majanduse ning nende suhete kohta, arvestades geograafilise ruumi erinevatel tasanditel.
Kohalike projektide arendamine, andmebaaside laiendamine, uute kartograafiliste materjalide kaasamine, kaugseire materjalid on koolilastele üsna kättesaadavad ning neid saab kasutada koolis õppe- ja klassivälises protsessis.
Seega täiustavad GIS-tehnoloogiad oluliselt õppimise aktiivsusaspekti. Õpilased omandavad iseseisvalt "uusi teadmisi", omandades samal ajal uusi töövõtteid, mis annavad edasi geograafiliste teadmiste kaasaegsete teaduslike meetodite tunnuseid. Nad saavad esmase väljaõppe ja praktilise kogemuse kaasaegse tehnoloogia abil. GIS aitab kaasa teise põlvkonna föderaalse osariigi haridusstandardiga seatud olulise eesmärgi - hariduse isikliku tulemuse saavutamisele.
GIS programmid. Kaasaegsete GIS-tarkvaratoodete nimekiri on üsna mitmekesine ja ulatuslik. See sisaldab üle kahe tosina professionaalse või töölaua GIS-iga seotud programmi. Levinumate hulgas: GIS MapInfo Pro, Arc/INFO, ArcView GIS, GeoMedia, WinGIS, GeoGraph/ GeoDraw, GIS “Panorama” ja mõned teised.
Nende programmide funktsionaalsus on üldiselt sarnane, eriti hariduslikel eesmärkidel GIS-tehnoloogiate geograafilise hariduse süsteemi juurutamise probleemi raames. GIS-programmides on tööriistad digitaalsete vektor- ja rasterkaartide koostamiseks ja redigeerimiseks, kauguste ja pindalade mõõtmiste ja arvutuste tegemiseks, katteoperatsioonide tegemiseks, 3D-mudelite ehitamiseks, rasterandmete (näiteks kaugseire andmete) töötlemiseks.
teadmised, eelkõige digitaalsed satelliidipildid), vahendid temaatiliseks kaardistamiseks, kaartide ettevalmistamine avaldamiseks, tööriistad andmebaasidega töötamiseks. Samas lähtutakse ülikoolis õppeprotsessis kasutatavate programmide valikul endiselt õppejõu subjektiivsest hinnangust. Ja hinnang sõltub suuresti tarkvaratooteid tootvate juhtivate ettevõtete poliitikast nende turule toomiseks.
Vastavalt ESRI (Arc/INFO ja ArcView GIS-i arendaja) strateegiale on õppeasutustel ja raamatukogudel võimalik soetada selle ettevõtte poolt levitatavaid tarkvaratooteid soodushinnaga. Lisaks viivad ESRI ja selle edasimüüjad (DATA+) ellu pikaajalist GIS-hariduse arendamisele suunatud õppeasutuste toetamise programmi. Selle programmi kohaselt saavad õppeasutused, kes korraldavad nende baasil koolitusi ja võtavad õppekavasse GIS-i kursusi, saada konkursi korras ArcGIS-i perekonna vajalikud tarkvaratooted praktiliselt tasuta (ainult kohaletoimetamise kulud, toll sertifitseeritud koolituskeskustes hangitud toodetega töötamise koolituse kulud).
Venemaal varustas DATA+ selle strateegia järkjärgulise rakendamise osana koos Vene Föderatsiooni Haridusministeeriumi ning Riikliku Infotehnoloogia ja Telekommunikatsiooni Uurimisinstituudi Informatikaga enam kui 100 klassiruumi GIS-toodetega erinevates piirkondades. Venemaalt ja teistest naaberriikidest.
CJSC KB "Panorama" järgib sarnast poliitikat, rakendades programmi GIS-tehnoloogiaid õppeprotsessis kasutavate kõrgkoolide toetamiseks. 48 Venemaa ülikooli, millest 11 klassikalist ülikooli ja 1 pedagoogikaülikool (Voroneži Riiklik Pedagoogikaülikool) kasutavad GIS-i "Panorama" ("GIS Map-2008", "Panorama Editor" ja muid rakendusi). Neid tarkvaratooteid kasutab 19 ülikooli Ukrainas, 3 Valgevenes ja üks Süüria Araabia Vabariigis.
Nagu ülal näidatud, on KB "Panorama" välja töötanud kooli GIS-i "Elav geograafia", mida katsetatakse
koolid Moskvas ja mõnes teises piirkonnas. Kahjuks on selle programmi kasutamise kogemus paljudele ülikoolide geograafiaõpetajatele ja geograafiaõpetajatele peaaegu tundmatu. Viimase 5 aasta jooksul on ajakirjas “Geography at School” ilmunud vaid üks artikkel vaadeldava probleemi kohta.
Meie hinnangul on Kooli GIS-il koos paljude positiivsete omadustega ja eelkõige funktsionaalsusega oluline puudus, mis tuleneb algse GIS “Panorama” sisust. Kooli GIS-is sisalduvad maailma ja Venemaa digitaalsed geograafilised kaardid ei ole kohandatud koolihariduse ülesannetega.
Aluskaardina kasutatakse Venemaa digitaalse kaardi kihte, mis oma detaili ja sisu poolest vastavad kaardile mõõtkavas 1: 1 000 000 (maailmakaartide puhul - 1: 5 000 000). Tuletame meelde, et Venemaa ja maailma atlase kaartidel on mõõtkava
1: 25 000 000 ja 1: 80 000 000. Kooli GIS-i aluskaartide selline detailsus on absoluutselt ebavajalik ja pealegi segab see erinevate õppeainete üldistatud kaartide koostamist. Kuigi kaartide üldistamise protsessi pakuvad programmi autorid. Ka kooli GIS-il on meie arvates üsna keeruline liides. Nendest kommentaaridest hoolimata saame aga ainult tervitada seda olulist katset tuua GIS-tehnoloogia kooliharidusse. See on esimene tõeline samm uue uuendusliku tehnoloogia juurutamiseks geograafilises hariduses.
Järeldused. GIS-tehnoloogiate kasutamise vajadus kodumaise geograafilise hariduse süsteemis on ilmne. Samuti on ilmne, et GIS-i tuleb pidada üheks oluliseks uuenduslikuks ressursiks kodumaise geograafilise hariduse süsteemi edasiarendamisel. Selle potentsiaali realiseerimiseks on aga Vene Föderatsiooni Haridus- ja Teadusministeeriumilt vaja teatud organisatsioonilisi otsuseid, et optimeerida üleminekut üksikute entusiastlike õpetajate tegevuselt GIS-tehnoloogia sihipärasele rakendamisele.
BIBLIOGRAAFIA
gy ülikoolide ja koolide haridusprotsessis. GIS-hariduse valdkonnas on vajalik kõigi tegevuste mõistlik standardimine: alates geograafiaõpetajate koolitamisest kuni tehnoloogia juurutamiseni kooli geograafilisse õppesse.
GIS-hariduse valdkonna prioriteetseks tegevussuunaks peaks olema haridusliku ja metoodilise toe arendamine, GIS-tehnoloogiate valdkonna spetsialistide - geograafiaõpetajate koolituse struktuuri ja sisu arendamine. Haridusliku ja metoodilise toe struktuuri väljatöötamisel tuleks arvesse võtta juhtivate kodumaiste pedagoogikaülikoolide saavutusi. Meie arvates on soovitav GIS-tehnoloogiate juhtiv tarkvara välja selgitada konkursi korras geograafide, pedagoogikaülikoolide õppejõudude ja geograafiaõpetajate osalusel.
Koos spetsialistide koolitamisega on vaja ümber- ja koolitada geograafiaõpetajaid GIS-hariduse valdkonnas. See on kõige olulisem ja keerulisem ülesanne mitmel põhjusel: arvutikursusi pakkuvate spetsialistide puudumine või nappus, probleemid tarkvaratoodete hankimisel, praeguste geograafiaõpetajate üldine ebapiisav arvutioskuse tase jm.
Seetõttu on oluline tuvastada juhtiv kooliharidusele kohandatud GIS-tarkvara, võimaldada sellele tasuta juurdepääs (Vene Föderatsiooni Haridus- ja Teadusministeeriumi digitaalsete ressursside ühtse kogu veebisaidil) või määrata soodusostutingimused. tarnijatega. Selle tingimuse täitmine võimaldab korduvalt intensiivistada GIS-tehnoloogiate juurutamist koolihariduses.
Õpetajate koolitust saab läbi viia Interneti kaudu, veebisaidile postitatakse õppematerjalid ja nende koolihariduses kasutamise meetodid. Materjalide kättesaadavus Internetis suurendab oluliselt koolitatud geograafiaõpetajate arvu võrreldes traditsioonilise täiendõppe meetodiga.
1. BERLYANT, A. M. Geograafilised infosüsteemid maateadustes / A. M. Berlyant // Sorose haridusajakiri. - 1999. - nr 5.
2. BERLYANT, A. M. Elektrooniline kaardistamine Venemaal / A. M. Berlyant // Sorose haridusajakiri. - 2000. - T. 6, nr 1.
3. BERLANT, A. M. UMO klassikalisest ülikooliharidusest Venemaal. Kartograafia ja geoinformaatika sektsioon / A. M. Berlyant // “Geoprofi”, M., 2003. - nr 4.
4. GIS aitab kaasa koolihariduse arendamisele. ArcNewsi artikli järgi talv 2001-2002. - Juurdepääsurežiim: http://www.dataplus.ru/ARCREV/Number_21/ 3_Scool2. html (juurdepääsu kuupäev: 15. märts 2008).
5. Riiklik kutsekõrghariduse haridusstandard erialal “032500 Geograafia”. - M., 2005.
6. GOKHMAN, V. Maailma mõistmine GIS-i kaudu / V. Gokhman. - Juurdepääsurežiim: http://www.dataplus. ru/Industries/15Study/1_world. htm (juurdepääsu kuupäev: 03.15.08).
7. GUTOROVA, L. E. Geoinformaatika õpetamine ülikoolis / L. E. Gutorova // Pedagoogiline informaatika. - 2003. - nr 2.
8. GUTOROVA, L. E. Geoinformaatika ja geoinfotehnoloogiate alused: elektrooniline õpik pedagoogikaülikoolide üliõpilastele kursuse “Geoinformaatika ja GIT alused” jaoks / L. E. Gutorova; NTGSPA. - Nižni Tagil, 2004.
9. ÜKS digitaalsete õpperessursside kogu. - Juurdepääsurežiim: http://school-collection.edu.ru/ (juurdepääsu kuupäev: 20.02.09).
10. ZHELEZNYAKOV, A. V. Teabegeokompleks, mis on mõeldud kasutamiseks geograafia õpetamise protsessis keskkoolides ja sisaldab tarkvaratööriista digitaalsete geograafiliste kaartidega töötamiseks, digitaalsete geograafiliste kaartide komplekti ja Maa tehissatelliitidelt saadud kujutisi: kasutusjuhend / A. V. Železnjakov, O. V. Grigorjev, D. V. Novenko [jt]. - M., 2007.
11. KONDAKOV, A. M. Uued infotehnoloogiad ja teise põlvkonna standard. Föderaalse osariigi haridusstandard. Föderaalse osariigi haridusstandardite väljaanded /A. M. Kondakov. - Juurdepääsurežiim: http://standart.edu.ru/doc.aspx? DocId=761 (juurdepääsu kuupäev: 08.02.09).
12. NOVENKO, D. V. Geoinfotehnoloogiate kasutamine kooli geograafilises hariduses / D. V. Novenko // Geograafia koolis. - 2007. - nr 7.
13. NOVENKO, D. V. Keerulise struktuuri infoallikas “Kooli GIS (Living Geography) kasutamine”: meetod. geograafiaõpetajate käsiraamat / D. V. Novenko, N. N. Petrova, A. V. Simonov, E. V. Smirnova. - M., 2008.
14. NOVENKO, D. V. Keerulise struktuuri infoallikas “Kooli GIS (Living Geography) kasutamine”: õppemeetod. käsiraamat õpilastele / D. V. Novenko, N. N. Petrova, A. V. Simonov, E. V. Smirnova - M., 2008.
15. Geoinformaatika ALUSED: 2 raamatus. : õpik käsiraamat ülikooli üliõpilastele / E. G. Kapralov, A. V. Koškarev, V. S. Tikunov [jt.]; toimetanud V. S. Tikunova. - M.: Kirjastus. Keskus "Akadeemia", 2004.
16. PROLETKIN, IV GIS ja keskkool. - Juurdepääsurežiim: http://vana. sgu.ru/ogis/gis_otd/publ8. htm (juurdepääsu kuupäev: 23.01.2009).
17. SIMONOV, A. V. Geoinfoharidus Venemaal: probleemid, suunad ja arenguvõimalused / A. V. Simonov. - Juurdepääsurežiim: http: //cnit.pgu.serpukhov.su/WIN/gisobrru.htm (juurdepääsu kuupäev: 23.01.2009).
18. KHASANSHINA, N. Z. Haridusgeograafiliste infosüsteemide kasutamise teooria ja metoodika koolinoorte erikoolituses: dis. ...kann. ped. Teadused / N. Z. Khasanshina. - Toljatti, 2004.
19. SHAITURA, S. V. Ühtse kooli geograafilise teabe hüpersüsteemi loomise ja kasutamise kontseptsioon. Internet. Ühiskond. Isiksus – IOL-2000. Sektsioon: F. Telekommunikatsioon ja Internet keskhariduses / S. V. Shaitura. - Juurdepääsurežiim: http://www.ict.edu.ru/vconf/index. php?a=vconf&c=getForm&r=thesisDesc&d=light&id_sec=139&id_thesis=5408 (juurdepääsu kuupäev: 23.01.09).
Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi
Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.
Föderaalne haridusagentuur
Riiklik erialane kõrgharidusasutus
"Peterburi Riiklik Polütehniline Ülikool"
JUHTMIS- JA INFOTEHNOLOOGIA INSTITUUT
(filiaal) Peterburi Riikliku Polütehnilise Ülikooli Tšerepovetsis
(IMIT SPbSPU)
Distsipliin: "informaatika"
Teema: “Geoinfosüsteemid ökoloogias ja keskkonnajuhtimises”
Lõpetanud rühma z.481 õpilane Jekaterina Aleksandrovna Barskaja
Valik nr 5 Hinneraamat nr з4080105
Juhataja Nikolai Sergejevitš Matvejev
Tšerepovets
Sissejuhatus
Infosüsteemid
GIS tarkvara
Geograafilised infosüsteemid ökoloogias
MEMOS projekt
Bibliograafia
Sissejuhatus
Infotehnoloogia eesmärk on eelkõige säästa ressursse, otsides ja kasutades teavet inimtegevuse tõhustamiseks. Praegu tehakse keskkonnakaitsealaseid uuringuid kõikides teaduse ja tehnoloogia valdkondades erinevate organisatsioonide poolt ja erinevatel tasanditel, sealhulgas riigi tasandil. Nendest uuringutest saadud teave on aga väga hajutatud.
Suured kogused keskkonnateavet, pikaajalisi vaatlusandmeid ja uusimaid arenguid on erinevates infobaasides laiali või koguni paberkandjal arhiivides, mis mitte ainult ei raskenda nende otsimist ja kasutamist, vaid tekitab ka kahtlusi andmete usaldusväärsuses. ning eelarvest, välisvahenditest või äristruktuuridest keskkonnale eraldatud vahendite efektiivne kasutamine.
Teine punkt, mis määrab informatiseerimise vajaduse, on keskkonna tegeliku seisundi pidev jälgimine, maksude tasumine ja keskkonnameetmete rakendamine. Vajadus kontrolli järele tekkis saastetasude kehtestamisega juba 1992. aastal, kui avastati sellised probleemid nagu inflatsioonist tingitud maksete ümberindekseerimine, õhusaaste eest maksmata jätmine ja keskkonnamaksetest kõrvalehoidmine, mille põhjuseks oli saastetasude puudumine. vajalik tehniline baas seaduste täitmise õigeaegseks jälgimiseks.
Tänu automatiseeritud seiresüsteemidele muutub kontroll keskkonnategevuse üle tõhusamaks, kuna pidev seire võimaldab mitte ainult jälgida seaduse nõuetekohast rakendamist, vaid ka teha selles muudatusi vastavalt tegelikele keskkonna- ja sotsiaalmajanduslikele tingimustele. .
Kahe aastatuhande vahetusel teravnes inimühiskonna ja keskkonna suhete probleem. Viimastel aastakümnetel on suurenenud inimeste põhjustatud ja looduse kaitsvast reaktsioonist tulenevate suurte keskkonnakatastroofide oht.
Looduslikel ja inimtegevusest tingitud keskkonnakatastroofidel on ajalooline aspekt. Meie planeedi ajaloo jooksul on esinenud mitmesuguseid looduskatastroofe, nagu üleujutused ja metsatulekahjud. Kaasaegse tsivilisatsiooni arenguga on aga tekkinud uut tüüpi katastroofid, sealhulgas kõrbestumine, maaressursside degradeerumine, tolmutormid, maailmamere reostus jne. 21. sajandi alguses on kiireloomuline ülesanne hinnata katastroofide ohtu. keskkonnakatastroofe ja meetmete võtmist nende ärahoidmiseks. Teisisõnu on keskkonnakatastroofide ohjamise ülesanne muutunud kiireloomuliseks. Ja see on võimalik, kui on olemas vajalik infotugi keskkonnaobjektide, sealhulgas looduslike, tehislike ja inimtekkeliste süsteemide mineviku, hetke ja tuleviku kohta.
Infosüsteemid
Kaasaegsed infotehnoloogiad on mõeldud suurte andmemahtude otsimiseks, töötlemiseks ja levitamiseks, erinevate andmebaase ning andme- ja teadmistepanku sisaldavate infosüsteemide loomiseks ja käitamiseks.
Infosüsteem sõna laiemas tähenduses on süsteem, mille osad elemendid on infoobjektid (tekstid, graafika, valemid, veebilehed, programmid jne) ning seosed on informatsioonilise iseloomuga.
Infosüsteem kitsamas tähenduses on teabe salvestamiseks spetsiaalselt organiseeritud kujul loodud süsteem, mis on varustatud tööriistadega teabe sisestamise, paigutamise, töötlemise, otsimise ja kasutaja nõudmisel väljastamise protseduuride läbiviimiseks.
Automatiseeritud infosüsteemide olulisemateks alamsüsteemideks on andmebaasid ja andmepangad, samuti tehisintellektisüsteemide klassi kuuluvad ekspertsüsteemid. Eraldi tuleks geograafilisi infosüsteeme pidada praegu üheks ökoloogias enim arenenud globaalseks AISiks.
Geograafilise infosüsteemi (GIS) kontseptsioon
Geograafiline infosüsteem (GIS) on tarkvara- ja riistvarakompleks, mis lahendab ülesandeid territoriaalobjektide ruumi- ja atribuuditeabe salvestamiseks, kuvamiseks, värskendamiseks ja analüüsimiseks. GIS-i üks põhifunktsioone on arvuti (elektrooniliste) kaartide, atlaste ja muude kartograafiliste tööde loomine ja kasutamine. Berlyant A.M. Kartograafia: õpik ülikoolidele. - M.: Aspect Press, 2001. - 336 lk. Iga infosüsteemi aluseks on andmed. Andmed GIS-is jagunevad ruumilisteks, semantilisteks ja metaandmeteks. Ruumiandmed on andmed, mis kirjeldavad objekti asukohta ruumis. Näiteks hoone nurgapunktide koordinaadid, mis on esindatud kohalikus või mõnes muus koordinaatsüsteemis. Semantilised (atribuudi) andmed - andmed objekti omaduste kohta. Näiteks aadress, katastrinumber, korruste arv ja muud hoone tunnused. Metaandmed on andmed andmete kohta. Näiteks info selle kohta, kes, millal ja millist lähtematerjali kasutades hoone süsteemi sisestati. Esimesed GIS-id loodi Kanadas, USA-s ja Rootsis loodusvarade uurimiseks 1960. aastate keskel ning nüüdseks on tööstusriikides kasutusel tuhandeid GIS-e, mida kasutatakse majanduses, poliitikas, ökoloogias, loodusvarade majandamises ja kaitses, katastris, teaduses, haridus jne. Need integreerivad kartograafilise teabe, kaugseire ja keskkonnaseire andmeid, statistikat ja loendusi, hüdrometeoroloogilisi vaatlusi, ekspeditsioonimaterjale, puurimistulemusi jne. Struktuuriliselt on munitsipaal-GIS ruumiobjektide tsentraliseeritud andmebaas ja tööriist, mis pakub talletus-, analüüsi- ja töötlemisvõimalusi. mis tahes konkreetse GIS-objektiga seotud teabe jaoks, mis lihtsustab oluliselt linnapiirkonna objektide teabe kasutamist huvitatud teenuste ja üksikisikute poolt. Tähelepanu väärib ka see, et GIS-i saab (ja peakski) integreerima mis tahes teise omavalitsuse infosüsteemiga, mis kasutab andmeid linnapiirkonna objektide kohta. Näiteks vallavara haldamise komisjoni tegevuse automatiseerimise süsteem peaks oma töös kasutama valla GIS-i aadressiplaani ja maatükkide kaarti. GIS-i saab salvestada ka tsoone, mis sisaldavad üürimäära koefitsiente, mida saab kasutada üüri arvutamisel. Linnas tsentraliseeritud munitsipaal-GIS-i kasutamisel on kõigil kohalike omavalitsusorganite ja linnateenistuste töötajatel võimalus saada reguleeritud juurdepääs ajakohastele GIS-andmetele, kulutades samal ajal palju vähem aega otsimisele, analüüsimisele ja kokkuvõtete tegemisele. neid. GIS on mõeldud keskkonna inventeerimise, analüüsi, hindamise, prognoosimise ja juhtimise ning ühiskonna territoriaalse korralduse teaduslike ja rakenduslike probleemide lahendamiseks. GIS-i aluseks on automatiseeritud kaardistussüsteemid ning peamisteks infoallikateks on erinevad geopildid. Geoinformaatika – teadus-, tehnoloogia- ja tööstustegevused:
Geograafiliste infosüsteemide teaduslikest alustest, kujundamisest, loomisest, toimimisest ja kasutamisest;
Geograafiliste infotehnoloogiate arengust;
GIS-i rakenduslike aspektide või rakenduste kohta praktilistel või geoteaduslikel eesmärkidel. Djatšenko N.V. GIS-tehnoloogiate kasutamine
GIS tarkvara
GIS-tarkvara on jagatud viide kasutatavasse põhiklassi. Esimene funktsionaalselt terviklikum tarkvaraklass on instrumentaalne GIS. Neid saab kavandada väga erinevate ülesannete jaoks: teabe (nii kartograafilise kui ka atribuudi) sisestamise korraldamiseks, selle salvestamiseks (sh hajutatud, võrgutööd toetav), keeruliste teabepäringute töötlemiseks, ruumianalüüsi probleemide lahendamiseks (koridorid, keskkonnad, võrk). ülesanded jne), tuletiskaartide ja diagrammide koostamine (ülekatteoperatsioonid) ning lõpuks valmistuda kartograafiliste ja skemaatiliste toodete originaalpaigutuste väljastamiseks kõvale kandjale. Reeglina toetab instrumentaalne GIS nii raster- kui ka vektorkujutistega töötamist, omab sisseehitatud andmebaasi digitaalse alus- ja atribuuditeabe jaoks või toetab üht levinumat andmebaasi atribuutideabe salvestamiseks: Paradox, Access, Oracle jne. arendatud toodetel on tööaja süsteemid, mis võimaldavad optimeerida konkreetse ülesande jaoks vajalikku funktsionaalsust ja vähendada nende abiga loodud abisüsteemide replikatsiooni kulusid. Teine oluline klass on nn GIS-vaaturid ehk tarkvaratooted, mis võimaldavad kasutada instrumentaalset GIS-i kasutades loodud andmebaase. Reeglina pakuvad GIS-vaaturid kasutajale (kui üldse) äärmiselt piiratud võimalusi andmebaaside täiendamiseks. Kõik GIS-vaaturid sisaldavad tööriistu andmebaaside päringute tegemiseks, mis teostavad kartograafiliste kujutiste positsioneerimise ja suumimise toiminguid. Loomulikult on vaatajad alati keskmiste ja suurte projektide lahutamatu osa, mis võimaldab teil säästa kulusid mõne töökoha loomisel, millel pole andmebaasi täiendamise õigust. Kolmas klass on võrdluskartograafilised süsteemid (RSS). Need ühendavad ruumiliselt jaotatud teabe salvestamise ja enamiku võimalike visualiseerimistüüpide, sisaldavad kartograafilise ja atribuuditeabe päringumehhanisme, kuid piiravad samal ajal oluliselt kasutaja võimalusi sisseehitatud andmebaase täiendada. Nende värskendamine (värskendamine) on tsükliline ja tavaliselt viib selle läbi SCS-i tarnija lisatasu eest. Neljas tarkvaraklass on ruumilise modelleerimise tööriistad. Nende ülesandeks on modelleerida erinevate parameetrite ruumilist jaotust (reljeef, keskkonnasaastetsoonid, tammide ehitamise ajal esinevad üleujutusalad jm). Nad tuginevad maatriksandmetega töötamiseks mõeldud tööriistadele ja on varustatud täiustatud visualiseerimistööriistadega. Tüüpiliselt on olemas tööriistad, mis võimaldavad teha mitmesuguseid ruumiandmete arvutusi (liitmine, korrutamine, tuletiste arvutamine ja muud operatsioonid).
Viies klass, millele tasub keskenduda, on spetsiaalsed vahendid maamõõtmisandmete töötlemiseks ja dešifreerimiseks. See hõlmab pilditöötluspakette, mis on olenevalt hinnast varustatud erinevate matemaatiliste tööriistadega, mis võimaldavad toiminguid maapinna skaneeritud või digitaalselt salvestatud kujutistega. See on üsna lai valik toiminguid, alustades igat tüüpi parandustest (optilistest, geomeetrilistest) piltide georefereerimisest kuni stereopaaride töötlemiseni koos tulemuse väljundiga värskendatud topoplaani kujul. Lisaks mainitud klassidele on olemas ka erinevad tarkvaratööriistad, mis ruumiinfoga manipuleerivad. Need on tooted nagu väligeodeetiliste vaatluste töötlemise tööriistad (paketid, mis pakuvad interaktsiooni GPS-vastuvõtjatega, elektroonilised tahhomeetrid, lood ja muud automatiseeritud geodeetilised seadmed), navigatsioonivahendid ja tarkvara veelgi kitsamate teemaprobleemide lahendamiseks (uuringud, ökoloogia, hüdrogeoloogia jne). . ). Loomulikult on võimalikud ka teised tarkvara klassifitseerimise põhimõtted: rakendusala, maksumuse, teatud tüüpi (või tüüpide) operatsioonisüsteemide toe, arvutusplatvormide (arvutid, Unixi tööjaamad) jne järgi. GIS-tehnoloogiate tarbijate arvu varasematel aegadel, detsentraliseerides eelarvevahendite kulu ja tutvustades neile üha uusi ja uusi kasutusvaldkondi. Kui kuni 90ndate keskpaigani seostati turu peamist kasvu vaid suurte projektidega föderaaltasandil, siis tänapäeval liigub põhipotentsiaal massituru poole. See on ülemaailmne trend: uuringufirma Daratech (USA) andmetel on personaalarvutite globaalne GIS-turg praegu 121,5 korda kiirem kui GIS-lahenduste turu üldine kasv. Turu massiivsus ja tekkiv konkurents toovad kaasa selle, et tarbijatele pakutakse järjest kvaliteetsemat kaupa sama või madalama hinnaga. Seega on juhtivate instrumentaal-GIS-i tarnijate jaoks saanud reegliks tarnida koos süsteemiga ka digitaalse kartograafilise baasi piirkonna jaoks, kus kaupu turustatakse. Ja ülaltoodud tarkvara klassifikatsioon ise on muutunud reaalsuseks. Veel kaks-kolm aastat tagasi sai automatiseeritud vektoriseerimise ja abisüsteemide funktsioone rakendada vaid arendatud ja kallite instrumentaalsete GIS-ide (Arc/Info, Intergraph) abil. Järk-järgult areneb süsteemide modulariseerimine, mis võimaldab optimeerida konkreetse projekti kulusid. Tänapäeval saab isegi konkreetset tehnoloogilist etappi teenindavaid pakette, näiteks vektoreid, osta nii täielikus kui ka vähendatud komplektis mooduleid, sümboliteeke jne. Mitmete kodumaiste arenduste sisenemine “turu” tasemele. Sellistel toodetel nagu GeoDraw / GeoGraph, Sinteks / Tri, GeoCAD, EasyTrace pole mitte ainult märkimisväärne arv kasutajaid, vaid neil on juba ka kõik turukujunduse ja toe atribuudid. Venemaa geoinformaatikas on teatud kriitiline arv töötavaid installatsioone - viiskümmend. Kui olete selle saavutanud, on edasi ainult kaks teed: kas järsult ülespoole, teie kasutajate arvu suurendamine või turult lahkumine, kuna te ei suuda oma tootele vajalikku tuge ja arendust pakkuda. Huvitav on see, et kõik mainitud programmid teenindavad hinnaspektri alumist otsa; teisisõnu, nad on leidnud optimaalse tasakaalu hinna ja funktsionaalsuse taseme vahel just Venemaa turu jaoks.
Geograafilised infosüsteemid ökoloogias ja keskkonnajuhtimises
Geograafilised infosüsteemid (GIS) tekkisid 1960. aastatel kui vahendid Maa ja selle pinnal asuvate objektide geograafia kuvamiseks. Nüüd on GIS keerulised ja multifunktsionaalsed tööriistad Maa andmetega töötamiseks.
GIS-i kasutajale pakutavad funktsioonid:
kaardiga töötamine (objektide teisaldamine ja skaleerimine, kustutamine ja lisamine);
territooriumi mis tahes objektide trükkimine etteantud kujul;
teatud klassi objektide kuvamine ekraanil;
objekti atribuuditeabe kuvamine;
teabe töötlemine statistiliste meetodite abil ja sellise analüüsi tulemuste kuvamine otse kaardil
Nii saavad spetsialistid GIS-i abil kiiresti ennustada võimalikke torujuhtme purunemiste asukohti, jälgida kaardil saaste levikut ja hinnata tõenäolist looduskeskkonna kahjustamist ning arvutada õnnetuse tagajärgede likvideerimiseks vajalike vahendite summa. . GIS-i abil saab valida kahjulikke aineid eraldavaid tööstusettevõtteid, eksponeerida ümbruskonna tuuleroosi ja põhjavett ning modelleerida heitmete jaotust keskkonnas.
2004. aastal Venemaa Teaduste Akadeemia presiidium otsustas teha tööd programmi “Electronic Earth” raames, mille sisuks on luua meie planeeti iseloomustav multidistsiplinaarne geograafiline infosüsteem, praktiliselt Maa digitaalmudel.
Programmi Electronic Earth välismaised analoogid võib jagada lokaalseteks (tsentraliseeritud, andmed salvestatakse ühte serverisse) ja hajutatuteks (andmeid salvestavad ja levitavad erinevad organisatsioonid erinevatel tingimustel).
Kohalike andmebaaside loomisel on vaieldamatu liider ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc., USA) ArcAtlase “Our Earth” server sisaldab enam kui 40 temaatilist katvust, mida kasutatakse laialdaselt üle maailma. Peaaegu kõik kartograafilised projektid mõõtkavas 1:10 000 000 ja väiksemad on selle abil loodud.
Kõige tõsisem projekt hajutatud andmebaasi loomiseks on Digital Earth. Selle projekti pakkus välja USA asepresident Gore 1998. aastal ja selle peamiseks teostajaks on NASA. Projektis osalevad USA valitsuse ministeeriumid ja osakonnad, ülikoolid, eraorganisatsioonid, Kanada, Hiina, Iisrael ja Euroopa Liit. Kõik hajutatud andmebaasiprojektid seisavad silmitsi oluliste väljakutsetega seoses metaandmete standardimise ja koostalitlusvõimega üksikute GIS-ide ja erinevate organisatsioonide poolt erinevat tarkvara kasutades loodud projektide vahel.
Inimtegevus on pidevalt seotud keskkonnaalase teabe kogumise, selle valiku ja säilitamisega. Infosüsteemid, mille põhieesmärk on anda kasutajale teavet ehk anda talle vajalikku teavet konkreetse probleemi või probleemi kohta, aitavad inimesel probleeme kiiremini ja paremini lahendada. Pealegi saab samu andmeid kasutada erinevate probleemide lahendamiseks ja vastupidi. Iga infosüsteem on loodud teatud klassi probleemide lahendamiseks ja sisaldab nii andmeladu kui ka tööriistu erinevate protseduuride realiseerimiseks.
Keskkonnauuringute teabetoetust rakendatakse peamiselt kahe teabevoo kaudu:
keskkonnauuringute käigus tekkiv teave;
teaduslik ja tehniline teave maailma kogemuste kohta keskkonnaprobleemide arendamisel erinevates valdkondades.
Keskkonnauuringute teabetoetuse üldeesmärk on uurida infovoogusid ja valmistada materjale otsuste tegemiseks kõigil juhtimistasanditel keskkonnauuringute läbiviimise, üksikute uurimisprojektide põhjendatuse ja rahastuse jaotuse kohta.
Kuna kirjelduse ja uurimise objektiks on planeet Maa ning keskkonnateabel on ühiseid jooni geoloogilise informatsiooniga, siis on perspektiivne ehitada geograafilised infosüsteemid faktilise ja kartograafilise teabe kogumiseks, säilitamiseks ja töötlemiseks:
loodusliku ja tehisliku päritoluga keskkonnahäiringute olemuse ja ulatuse kohta;
üldistest looduslikust ja tehisliku päritoluga keskkonnahäiringutest;
üldiste keskkonnaalaste rikkumiste kohta teatud inimtegevuse valdkonnas;
aluspinnase kasutamise kohta;
teatud territooriumi majandusjuhtimise kohta.
Geograafilised infosüsteemid on reeglina mõeldud suure hulga automatiseeritud tööjaamade paigaldamiseks ja ühendamiseks, millel on oma andmebaasid ja vahendid tulemuste väljastamiseks. Ruumiliselt viidatud teabe põhjal saavad ökoloogid automatiseeritud töökohal lahendada erineva spektriga probleeme:
keskkonnamuutuste analüüs looduslike ja tehislike tegurite mõjul;
vee-, maa-, atmosfääri-, maavara- ja energiaressursside ratsionaalne kasutamine ja kaitse;
kahjude vähendamine ja inimtegevusest tingitud katastroofide ennetamine;
inimeste turvalise elamise tagamine ja nende tervise kaitsmine.
Kõik potentsiaalselt keskkonnaohtlikud objektid ja teave nende kohta, kahjulike ainete kontsentratsioon, lubatud normid jne. kaasas geograafiline, geomorfoloogiline, maastikugeokeemiline, hüdrogeoloogiline ja muud tüüpi teave. Ökoloogiaalaste teaberessursside hajuvus ja puudumine pani aluse IGEM RAS-i poolt Vene Föderatsiooni territooriumil ökoloogia ja keskkonnakaitse valdkonna projektide jaoks välja töötatud analüütiliste võrdlusinfosüsteemide (ASIS) loomisele ASIS "EcoPro", samuti Moskva piirkonna automatiseeritud süsteemi väljatöötamine, mis on loodud selle keskkonnaseire rakendamiseks. Mõlema projekti eesmärkide erinevust ei määra mitte ainult territoriaalsed piirid (esimesel juhul on see kogu riigi territoorium ja teisel juhul otse Moskva piirkond), vaid ka teabe rakendusalad. EcoPro süsteem on mõeldud välisraha eest Vene Föderatsiooni rakendus- ja teadusliku iseloomuga keskkonnaprojektide andmete kogumiseks, töötlemiseks ja analüüsimiseks. Moskva piirkonna seiresüsteem on loodud teabeallikaks keskkonna saastamise allikate ja tegeliku saastamise, katastroofide ennetamise, keskkonnakaitsealaste keskkonnameetmete, piirkonna ettevõtete majandusjuhtimise eesmärgil tehtavate maksete kohta. ja valitsusasutuste kontrolli. Kuna informatsioon on oma olemuselt paindlik, siis võib öelda, et mõlemat IGEM RACi poolt välja töötatud süsteemi saab kasutada nii uurimistööks kui ka juhtimiseks. See tähendab, et kahe süsteemi ülesanded võivad muutuda üksteiseks.
Konkreetsema näitena keskkonnakaitsealast teavet talletavast andmebaasist võib tuua O.S. Bryukhovetsky ja I.P. Ganina "Kivimasside kohaliku tehnogeense reostuse kõrvaldamise meetodite andmebaasi kavandamine." Selles käsitletakse sellise andmebaasi koostamise metoodikat ja iseloomustatakse selle optimaalseid kasutustingimusi.
Hädaolukordade hindamisel võtab info ettevalmistamine 30-60% ajast ning infosüsteemid suudavad kiiresti infot anda ja tagada tõhusate lahendusmeetodite leidmise. Hädaolukorras ei saa otsuseid selgesõnaliselt modelleerida, kuid nende vastuvõtmise aluseks võib olla suur hulk mitmekesist teavet, mida andmebaasi talletab ja edastab. Esitatud tulemuste põhjal teevad juhtivtöötajad oma kogemusest ja intuitsioonist lähtudes konkreetseid otsuseid.
Otsustusprotsesside modelleerimine on saamas keskseks suunaks otsustaja (DM) tegevuse automatiseerimisel. Otsustajate ülesannete hulka kuulub otsuste tegemine geograafilises infosüsteemis. Kaasaegset geograafilist infosüsteemi võib defineerida kui riist- ja tarkvara, geograafiliste ja semantiliste andmete kogumit, mis on loodud ruumiliselt hajutatud teabe vastuvõtmiseks, salvestamiseks, töötlemiseks, analüüsimiseks ja visualiseerimiseks. Keskkonnageograafilised infosüsteemid võimaldavad töötada erinevate keskkonnakihtide kaartidega ja konstrueerida automaatselt antud keemilisele elemendile anomaalse tsooni. See on üsna mugav, kuna keskkonnaekspert ei pea anomaalseid tsoone käsitsi arvutama ja neid ehitama. Keskkonnaolukorra täielikuks analüüsiks peab aga keskkonnaekspert iga keemilise elemendi kohta välja printima kõigi ökoloogiliste kihtide kaardid ja anomaalsete tsoonide kaardid. Bershtein L.S., Tselykh A.N. Arvutusmooduliga hübriidne ekspertsüsteem keskkonnaolukordade prognoosimiseks. Rahvusvahelise sümpoosioni “Intelligent Systems - InSys - 96” toimetised, Moskva, 1996. Geograafilises infosüsteemis ehitati anomaalsed tsoonid kolmekümne nelja keemilise elemendi jaoks. Esiteks peab ta hankima kokkuvõtliku kaardi mulla saastumise kohta keemiliste elementidega. Selleks, kopeerides järjestikku kõikidelt kaartidelt jälituspaberile, koostatakse V.A. Alekseenko keemiliste elementidega pinnase saastumise kaart. Maastiku geokeemia ja keskkond. - M.: Nedra, 1990. -142 lk.: ill.. Seejärel võrreldakse saadud kaarti samamoodi hüdroloogia, geoloogia, geokeemiliste maastike, savide kaartidega. Võrdluse põhjal konstrueeritakse keskkonna ohtlikkuse inimesele kvalitatiivse hinnangu kaart. Sel viisil teostatakse keskkonnaseiret. See protsess nõuab olukorra täpseks ja objektiivseks hindamiseks palju aega ja kõrgelt kvalifitseeritud eksperte. Kui nii suur hulk teavet samaaegselt pommitab eksperti, võib tekkida vigu. Seetõttu tekkis vajadus otsustusprotsessi automatiseerida. Selleks täiendati olemasolevat geograafilist infosüsteemi otsuste tegemise allsüsteemiga. Arendatud allsüsteemi eripäraks on see, et üks osa andmetest, millega programm töötab, esitatakse kaartidena. Ülejäänud osa andmetest töödeldakse ja selle alusele ehitatakse kaart, mis seejärel samuti töötlemisele allub. Otsustussüsteemi rakendamiseks valiti hägusate hulgateooria aparaat. See on tingitud asjaolust, et hägusate hulkade abil on võimalik luua meetodeid ja algoritme, mis on võimelised modelleerima inimese otsustustehnikaid erinevate probleemide lahendamisel. Hägusad juhtimisalgoritmid toimivad nõrgalt formaliseeritud probleemide matemaatilise mudelina, mis võimaldab saada ligikaudse lahenduse, kuid mitte halvem kui täpsete meetodite kasutamisel. Hägujuhtimisalgoritmi all peame silmas hägusate käskude järjestatud jada (võivad olla ka eraldi selged käsud), mis tagab teatud objekti või protsessi toimimise. Hägusate hulgateooria meetodid võimaldavad esiteks arvesse võtta subjekti ja kontrolliprotsesside poolt tekitatud erinevat tüüpi ebamäärasusi ja ebatäpsusi ning vormistada isiku verbaalset teavet ülesande kohta; teiseks, et oluliselt vähendada juhtimisprotsessi mudeli algelementide arvu ja ammutada kasulikku informatsiooni juhtimisalgoritmi koostamiseks. Sõnastame hägusalgoritmide koostamise põhiprintsiibid. Hägusalgoritmides kasutatavad hägused juhised kujunevad kas spetsialisti kogemuse üldistuse alusel vaadeldava probleemi lahendamisel või selle põhjaliku uurimise ja sisuka analüüsi põhjal. Hägusalgoritmide koostamisel võetakse arvesse kõiki piiranguid ja kriteeriume, mis tulenevad probleemi mõtestatud käsitlemisest, kuid mitte kõiki tekkivaid hägusaid juhiseid ei kasutata: tuvastatakse neist olulisemad, kõrvaldatakse võimalikud vastuolud ja järjekord. nende täitmine on kindlaks tehtud, mis viib probleemi lahenduseni. Võttes arvesse nõrgalt formaliseeritud probleeme, on algsete häguste andmete saamiseks kaks võimalust - otsene ja selgete andmete töötlemise tulemusena. Mõlemad meetodid põhinevad hägusate hulkade kuuluvusfunktsioonide subjektiivse hindamise vajadusel.
Mullaproovide andmete loogiline töötlemine ja pinnase keemiliste elementidega saastumise koondkaardi koostamine.
Programm oli „TagEco“ programmi juba olemasoleva versiooni edasiarendus, mis täiendab olemasolevat programmi uute funktsioonidega. Uute funktsioonide töötamiseks on vaja programmi eelmises versioonis sisalduvaid andmeid. Selle põhjuseks on programmi eelmises versioonis välja töötatud andmetele juurdepääsu meetodite kasutamine. Funktsiooni kasutatakse andmebaasi salvestatud teabe hankimiseks. See on vajalik iga andmebaasi salvestatud proovipunkti koordinaatide saamiseks. Funktsiooni kasutatakse ka keemilise elemendi anomaalse sisalduse väärtuse arvutamiseks maastikul. Seega suhtleb eelmine programm nende andmete ja funktsioonide kaudu otsuste tegemise allsüsteemiga. Kui andmebaasis on näidise väärtuse või näidise koordinaatide muutus, võetakse see otsuste tegemise allsüsteemis automaatselt arvesse. Tuleb märkida, et programmeerimine kasutab dünaamilist mälujaotuse stiili ja andmed salvestatakse üksikult või topeltlingitud loenditena. See on tingitud asjaolust, et proovide arv või pindalade arv, milleks kaart jagatakse, pole eelnevalt teada.
Keskkonnamõju inimesele kvalitatiivse hindamise kaardi koostamine.
Kaart koostatakse ülalkirjeldatud algoritmi järgi. Kasutaja märgib huvipakkuva piirkonna ja kaartide analüüsimise etapi. Enne andmetöötluse algust loetakse WMF-failidest infot ja genereeritakse loendid, mille elemendid on viidad hulknurkadele. Igal kaardil on oma nimekiri. Seejärel koostatakse pärast prügilate nimekirjade koostamist kaart pinnase saastumise kohta keemiliste elementidega. Pärast kõigi kaartide moodustamist ja lähteandmete sisestamist genereeritakse nende punktide koordinaadid, kus kaarte analüüsitakse. Uuringufunktsioonide poolt vastuvõetud andmed sisestatakse spetsiaalsesse struktuuri. Pärast struktuuri moodustamist klassifitseerib programm selle. Iga uuringuruudustiku punkt saab võrdlusolukorra numbri. See number, mis näitab punkti numbrit, sisestatakse topeltlingitud loendisse, et hiljem saaks kaarti graafiliselt koostada. Spetsiaalne funktsioon analüüsib seda topeltlingitud loendit ja loob samade kpunktide ümber isoliinide graafilise konstruktsiooni. See loeb loendist punkti ja analüüsib selle olukorra numbri väärtust naaberpunktide arvudega ning kui on sobivus, siis ühendab külgnevad punktid tsoonideks. Programmi tulemusena kogu linna territoorium.
Taganrog on värvitud ühes kolmest värvist. Iga värv iseloomustab kvalitatiivset hinnangut keskkonnaseisundile linnas. Seega tähistab punane „eriti ohtlikke alasid“, kollane „ohtlikke alasid“ ja roheline „ohutuid piirkondi“. Seega esitatakse teave kasutajale kättesaadaval ja kergesti mõistetaval kujul. Bershtein L.S., Tselykh A.N. Arvutusmooduliga hübriidne ekspertsüsteem keskkonnaolukordade prognoosimiseks. Rahvusvahelise sümpoosioni “Intelligentsed süsteemid - InSys - 96” materjalid, Moskva, 1996.
MEMOS projekt
Riigi tasandil tekkis vajadus korraldada terviklik süsteem, mis ühendaks keskkonnaparameetrid ja rahvatervise näitajad, analüüsiks ja esitaks juhtkonna otsustajatele süsteemi parendamise võimalusi. Sellise keeruka süsteemi eesmärk on ilmne ja lihtne – see on inimeste tervise parandamine, vähendades negatiivsete keskkonnategurite mõju. Sellist seiresüsteemi juurutatakse nüüd Venemaa Föderatsioonis piirkondlikul tasandil. See on sotsiaalse ja hügieenilise järelevalve süsteem. Geograafiliste infosüsteemide (GIS) funktsionaalsus ja nende majanduslik efektiivsus võimaldavad kombineerida mõningaid sotsiaalse ja hügieenilise seiresüsteemi plokke. See näib olevat süsteemi kõige “ökonoomsem” ja samas ka efektiivseim ja rakendatav versioon, kasutades näiteks keskkonna ühe komponendi (atmosfääri) isoleerimist. Selle nimi on meditsiiniline ja epidemioloogiline keskkonnaseiresüsteem (MEMOS).
Projekti eesmärk: põhineb pidevalt kogutaval infol keskkonna- ja tervisetegurite kohta, tervikliku andmete esitamise ja terviseriskide hindamise süsteemi väljatöötamine ja juurutamine, selle majanduslik põhjendatus ja investeeringute juhtimine, võimaldades toetada säästvat majandusarengut, mis põhineb meditsiini- ja keskkonnaheaolul. .
MEMOSe eesmärgid:
keskkonna- ja sotsiaalhügieenilise monitooringu kujundamine;
juhtivatest keskkonnateguritest tuleneva rahvatervise riski arvutamine;
elanikkonna tervisliku seisundi prognoosimine tulevikuks;
rahvastiku tervise juhtivate (määravate) tegurite valiku põhjendus;
rahvatervise juhtimise organisatsiooniliste, metoodiliste ja õigussüsteemide loomine;
majanduslike mehhanismide kujundamine piirkonna säästva arengu säilitamiseks, lähtudes meditsiinilisest ja keskkonnaalasest heaolust.
MEMOS-süsteemil on mitmeid olulisi eeliseid. See võimaldab otsustajatel:
hinnata konkreetse teguri negatiivse tervisemõjuga seotud tervishoiukulude maksumust;
koostab ühe või mitme teguri mõjuga seotud valitsuse tervishoiukulude prognoosi;
põhjendama kodanike materiaalset nõuet keskkonnategurite kahjuliku mõjuga seotud tervisekahjustuste kohta;
olemasoleva õigussüsteemi raames luua võimalused kodanike majanduslikuks kaitseks seoses keskkonnamõjuga.
Joonis 1. MEMOS süsteemi plokkskeem
MEMOS-süsteemi sihtfunktsiooniks on riiklike ja valitsusväliste tervishoiuasutuste ja ettevõtete tegevuse kohandamise otsuste tegemine, võttes arvesse väljaselgitatud keskkonnas ebasoodsaid tsoone, kus on suurenenud risk nende piirkondade elanike tervisele. MEMOSe rakendamine ja rakendamine tervishoiuvaldkonnas on eelistatavam ja realistlikum võrreldes sotsiaalse ja hügieenilise monitooringu arendamisega. Selle peamiseks põhjenduseks on ühe ühtse ja samal ajal antud tööstusharu jaoks “kohandatud” tarkvaratoote kasutamine, mis põhineb kaasaegsetel GIS-tehnoloogiatel. See tundub sotsiaalse ja hügieenilise seiresüsteemi rakendamisega võrreldes majanduslikult tulusam rakendus, sest MEMOS kasutab minimaalselt tehnilisi ja inimressursse ning on sihipärane süsteem, mis on loodud konkreetsete meditsiini- ja keskkonnaandmete töötlemise, esitamise ja analüüsimise probleemide lahendamiseks. GIS-i funktsionaalsus ja nende majanduslik efektiivsus võimaldavad kombineerida mõningaid sotsiaalse ja hügieenilise seiresüsteemi plokke. GIS MEMOS võimaldab saada tulemusi võimalikult lühikese aja jooksul kasutajasõbralikul viisil, mis viib asjaomaste isikute poolt tõhusate otsuste vastuvõtmiseni suurte ebakindluste tingimustes, mis on seotud keeruliste uurimisobjektidega (rahvastikuga, keskkonnakomponendid). , ühest küljest. Teisest küljest on tulemuseks usaldusväärsete tulemuste saamine ja nende juurdepääsetav, arusaadav esitamine hilisemate otsuste tegemiseks rangelt piiratud finants- ja ajakeskkonnas. MEMOS-süsteem on loodud ka selleks, et ühendada erinevate valitsusasutuste erineva profiiliga spetsialistide jõupingutused, kellel on mitmekülgne teave (keskkonna-, meditsiini-, sotsiaal-), et viia ellu põhiülesanne - keskkonna parandamine ja suurlinnade elanike tervise ennetamine. www.gisa.ru GIS-il põhineva keskkonna meditsiinilise ja keskkonnaseire süsteemi projekt. DR. Strukov. 10.03.2005
GIS rakendab ülesannet inimeste tervise ja keskkonna ohutuse diagnoosimise ja tagamise eesmärgil.
Infotehnoloogia mõju inimesele ja keskkonnale on kahesuunaline. Ühest küljest on infotehnoloogia üks lootustandvamaid vahendeid andmete kogumiseks ja teaduslike teadmiste saamiseks, sealhulgas meditsiinis ja ökoloogias. Teisest küljest on see oluline tegur, mis mõjutab inimeste tervist ja keskkonda.
Vaatamata nendele takistustele on infotehnoloogia meditsiini ja ökoloogia valdkonnas üha laiemalt levinud. Hetkel on välja töötatud globaalsete infosüsteemide üldpõhimõtted ja struktuurid, mis lahendavad inimeste tervise ja keskkonna kaitse probleeme. Selle valdkonna potentsiaal ületab aga kaugelt meie võimalused.
Tuleb otsustada, kellel on selliste süsteemide rakendamiseks piisavad haldus- ja rahalised vahendid. Venemaa Teaduste Akadeemial on välismaiste organisatsioonide ees mitmeid eeliseid tänu selle tsentraliseerimisele, mis aitab probleeme lahendada algstaadiumis (teabe standardimine ja struktureerimine). Kuid see on ainult algeelis. Varsti pärast algust hakkab määravat rolli mängima finants- ja projektijuhtimine ning need pole meie tugevaimad küljed.
Bibliograafia:
1) Berlyant A.M. Kartograafia: õpik ülikoolidele. - M.: Aspect Press, 2001. - 336 lk.
2) www.gisa.ru GIS-il põhineva keskkonna meditsiinilise ja keskkonnaseire süsteemi projekt. DR. Strukov.
3) Bershtein L.S., Tselykh A.N. Arvutusmooduliga hübriidne ekspertsüsteem keskkonnaolukordade prognoosimiseks. Rahvusvahelise sümpoosioni “Intelligentsed süsteemid - InSys - 96” materjalid, Moskva, 1996.
4) Alekseenko V.A. Maastiku geokeemia ja keskkond. - M.: Nedra, 1990. -142 lk.: ill.
5) http://www. gis. su
6) Djatšenko N.V. GIS-tehnoloogiate kasutamine
Sarnased dokumendid
Geograafilised infotehnoloogiad (GIS) kui tarkvara ja tehnoloogiliste tööriistade kogum ümbritseva maailma kohta uut tüüpi teabe saamiseks. GIS-i kasutamise territoriaalsed tasemed Venemaal. Moskva linnakeskkonna seiresüsteemi eesmärk, selle tasemed.
abstraktne, lisatud 25.04.2010
Geograafiliste infosüsteemide kasutamine tervishoius. GIS-tehnoloogia loomine Venemaa rahvaste genofondis toimuvate geneetiliste protsesside uurimiseks. Mobiilse geograafilise infosüsteemi "ArcPad" omadused ja infoturve.
kursusetöö, lisatud 03.04.2014
Peamiste põllumajandustootmise juhtimise tarkvaravahendite analüüs (GPS-navigatsioon, projekt ARIS, geograafilised infosüsteemid). GIS-tehnoloogiatel põhineva automatiseeritud juhtimissüsteemi omadused, sellega lahendatavad ülesanded ja võimalused.
test, lisatud 12.01.2008
Geograafilise infosüsteemi mõiste, seos teadusharude ja tehnoloogiatega. GIS-i põhisuunad ja kasutus tänapäeva ühiskonnas. Ruumiandmete raster- ja vektormudelid. Vektorobjektide topoloogiline esitus.
kursusetöö, lisatud 26.04.2015
Infosüsteemi üldkontseptsioon, selle arenguetappide tunnused. Süsteemi riist- ja tarkvaraosad. Info sisestamine, töötlemine ja väljastamine. Teave, organisatsiooniline, tarkvaraline, juriidiline, tehniline ja matemaatiline tugi.
loeng, lisatud 14.10.2013
Kaasaegse personaalarvuti põhikomponendid ja nende otstarve. Geograafilised infosüsteemid ja nende kasutamise võimalused maanteetranspordis. Navigatsioonisüsteemide ehitamise põhimõtted. Mobiilsidesüsteemid. Kohalikud arvutivõrgud.
test, lisatud 21.02.2012
Põhitarkvara tootmise automatiseerimiseks. Finants- ja sidesüsteemid. Planeerimis- ja juhtimissüsteemid. Tekstiredaktorid ja arvutustabeliprotsessorid. Finantstarkvara. Fonditehnoloogiad dokumentides.
petuleht, lisatud 16.08.2010
Multimeedia tehnoloogiad kui võimalus integreerida erinevaid info (tegelane, heli, video) tüüpe ja kasutusviise. Tarkvaratööriistad, mis rakendavad multimeediumitooteid. Tehisintellektil põhinevad infosüsteemid.
esitlus, lisatud 17.11.2013
Kontseptsioon ja tööpõhimõtted, sisemine struktuur ja elemendid, otsingumootori "Rambler" kujunemise ja arengu ajalugu. Uuringud ja analüüsid, samuti selle otsingumootori tõhususe hindamine Internetist majandusteabe otsimisel.
kursusetöö, lisatud 10.05.2015
Infootsingu keel ja sõnastik. Otsinguprotseduuri järjekord. Fakti-, dokumentaal- ja geograafilised teabesüsteemid. Õigusalane viitesüsteem "Consultant Plus", "Garant". Infotoodete struktuur ja koostis "Kood".
Inimkonna mõtlematute tegude tagajärjel tekib tohutu hulk looduskatastroofe. Turbapõlengute põhjuseks on Ida-Euroopa tasandiku soode kuivendamine turba kaevandamiseks ning üleujutused Kaug-Idas tõid kaasa võimsad hävitavad tagajärjed. Inimkonna kaasaegne majanduslik areng ei tohiks lubada muutusi loodussfääris ja elu hävimist. Kaasaegse keskkonnahariduse raames muutub väga aktuaalseks infotehnoloogiate kasutamine, mille hulgast tuleks eelkõige esile tõsta geograafilisi infotehnoloogiaid ja Maa kaugseiret (ERS). Need võimaldavad visuaalselt hinnata olukorda õnnetuspaiga ümbruses, arvutada üleujutusvööndit, tulerinde edenemist ning keemilise või radioaktiivse saaste levikut. Nende abiga saate automaatselt arvutada kahjustatud piirkondade pindala, hinnata keemiliste ja radioaktiivsete sademete mahtu ning tuvastada asustatud alasid ja muid ohtlikus piirkonnas asuvaid objekte. Kosmosepildisüsteemidest saadud teavet kasutatakse keskkonnaseire probleemide lahendamiseks. Satelliidipiltide materjalide kasutamist peetakse piirkondliku GIS-i "Hädaolukordade riskijuhtimine Sverdlovski piirkonnas" moodustamisel ja toimimisel vajalikuks elemendiks. Selgub, et keskkonnaharidus peab olema orienteeritud geograafiliste infotehnoloogiate võimaluste maksimaalsele ärakasutamisele keskkonnaprobleemide käsitlemisel.
keskkonnaharidus
geograafilised infotehnoloogiad (GIS)
Maa kaugseire (ERS) tähendab
Le Chatelier’ põhimõte
1. Kobernichenko V.G., Ivanov O.Yu., Zraenko S.M. Maa kaugseirel põhinev loodusõnnetuste piirkondlik seire // Ökoloogia ja keskkonnajuhtimine / Peterburi Riiklik Mäeinstituut (Tehnikaülikool). Peterburi, 2005. – T. 166. – Lk 110–112.
2. Kobernitšenko V.G. Kosmoseseiresüsteemide andmete kasutamine hädaolukordade jälgimiseks ja prognoosimiseks piirkondlikul tasandil // USTU-UPI bülletään. Teaduse ja inseneriloovuse esirinnas. Jekaterinburg, Riiklik kutsekõrgkool USTU-UPI, 2004. – nr 15 (45). – lk 105–107.
3. Põhinõuded kivimassi digitaalse geoloogilise mudeli konstrueerimiseks / M.A. Žuravkov, O.L. Konovalov, A.V. Krupoderov, S.S. Khvesenya // Izv. ülikoolid Mäeajakiri, 2014. – nr 2. – Lk 56–62.
4. RIA Novosti. Looduslikke tulekahjusid on Venemaal tänavu olnud ligi 40% vähem. Juurdepääsurežiim http://ria.ru/danger/20110912/435863836.html.
5. RIA Novosti. Kaug-Ida üleujutuste kogukahju võib ületada 30 miljardit rubla. Juurdepääsurežiim http://ria.ru/society/20130827/958867045.html.
6. Solntsev L.A. Geograafilised infosüsteemid kui tõhus vahend keskkonnauuringute toetamiseks. Elektrooniline haridusjuhend. Nižni Novgorod: Nižni Novgorodi Riiklik Ülikool, 2012. – 54 lk.
7. Khorošavin L.B., Medvedev O.A., Beljakov V.A. Turvas: turbapõleng, turbarabade kustutamine, turbakomposiidid / Venemaa eriolukordade ministeerium. M.: FGBU VNII GOChS (FC), 2013. – 256 lk.
8. Ökoloogia: õpik. Ed. 2., muudetud ja täiendav / V.N. Bolšakov, V.V. Kachak, V.G. Kobernichenko ja teised; toimetanud G.V. Tjagunova, Yu.G. Jarošenko. M.: Logos, 2010. – 504 lk.
9. Geoinfoharidus Venemaal (elektrooniline ressurss). Juurdepääsurežiim http://kartaplus.ru/gis3.
Keskkonnaprobleemide katastroofiline kasv Maal on majandusarengu kõrvalsaadus. Kui eelmisel sajandil pigistasid nad keskkonnareostuse ees silmad kinni, siis tänaseks on maailma üldsus jõudnud järeldusele, et terve ühiskond ja terve majandus on ebasoodsas elukeskkonnas võimatud. Keskkonnaseire küsimus on eriti terav Venemaa kaevandus- ja tööstuspiirkondades. Mäe-, metallurgia-, keemia-tehnoloogilise ja masinatööstuse kiire areng põhjustab loodusele tohutut kahju inimtegevusest tulenevate kahjulike jäätmete näol. Majandusareng peab peatama keskkonna hävitamise, et säästa inimkonda keskkonnakatastroofidest ning vältida nii inimestele kui ka muudele eluvormidele kahjulikke muutusi loodussfääris. Sellega seoses muutub keskkonnaharidus aktuaalseks ja nõudlikuks. Tänapäeval ei peaks ükski tööstusettevõte hakkama saama ilma pädeva ökoloogita.
Praegu on paljud maailma arenenud riigid mõistnud elanikkonna keskkonnahariduse vajadust, et tagada riikide sotsiaalpoliitiline ja keskkonnaalane stabiilsus ning nende riiklik julgeolek. Keskkonnaharidus on võrdväärne emakeeleoskusega, infotehnoloogia ja majanduse algõpetusega ning on tööturul nõutud.
Majanduslikult arenenud riikides on keskkonnaharidusel küllaltki pikk ajalugu ja kogemus, seda toetavad riiklikud seadused, garanteeritud rahastus ning toimiv riiklike ja avalike organisatsioonide infrastruktuur. Nii võeti USA-s 1990. aastal vastu riiklik keskkonnahariduse seadus. See määratleb eesmärgid ja poliitikad; juhtimisosakond; peamised sisuvaldkonnad; rahastamine; personali koolitus; nõukogude, komisjonide, fondide struktuur, nende volitused; julgustamine keskkonnaharidussüsteemis.
Vene keskkonnaharidus hakkas arenema 20. sajandi 70ndatel, siis algas üleminek keskkonnaprobleemide valdkonna hariduselt keskkonnategevusele. Keskkonnaprobleemide lahendamise üheks prioriteetseks valdkonnaks on seatud keskkonnaharidus, valgustus ja elanikkonna harimine. 2007. aastal töötas Sisu- ja Õppemeetodite Instituudi keskkonnahariduse laboris välja säästva arengu üldkeskkonnahariduse kontseptsiooni.
Kontseptsiooni seisukohalt tuleks erilist tähelepanu pöörata Le Chatelier’ põhimõttele: „igasugune muutus keskkonnas (aine, energia, informatsioon, ökosüsteemide dünaamilised omadused) viib paratamatult loomulike ahelreaktsioonide arenguni, mis suunduvad muutuse neutraliseerimisele või uute looduslike süsteemide teke, mis võib keskkonna oluliste muutuste korral muutuda pöördumatuks. Toome põhimõtte tõestuseks näite tulekahjudest Venemaal 2010. aasta suvel. Nende tulekahjude põhjuseks on Ida-Euroopa tasandiku soode kuivendamine turba kaevandamiseks. Pärast NSV Liidu lagunemist sood maha jäeti ja olukorda ei analüüsitud, ebaharilikult kuuma suve tingimustes allesjäänud turvas põhjustas tulekahjusid, milles sai kannatada 19 liidumaa 199 asulat, põles 3,2 tuhat maja ja inimesi. suri. Kogukahju ulatus üle 12 miljardi rubla.
Tulekahjude ja üleujutuste kahjude koondtabel
|
Materiaalne kahju |
||||
|
(Kõik tulekahjud) |
500 tuhat hektarit. |
53 inimest leekidest 55800 teisestest teguritest |
15 miljardit rubla |
Juuli August |
|
Keskföderaalringkond (Peamiselt turbapõlengud) |
Suremuse kasv Moskvas 1000 inimese võrra päevas |
Kahju uute elamute ehitamiseks ja tulekahjuohvrite hüvitamiseks 6,5 miljardit rubla. |
Juuli August |
|
|
Üleujutused |
||||
|
Krasnodari piirkond |
520 tuhat ruutmeetrit. m. |
172 inimest |
20 miljardit rubla |
|
|
Kaug-Ida |
8 miljonit ruutmeetrit. km. |
40 miljardit rubla |
august-november 2013 |
|
Venemaal on umbes 5 miljonit hektarit kuivendatud soosid, millest suurem osa asub Euroopa-Venemaa tiheasustusaladel. Kõige ohtlikumaks peetakse turbapõlengut, mis paiskab õhku rohkem süsihappegaasi, vääveldioksiidi ja suitsu kui metsatulekahju või rohupõletuse korral.
2013. aastal tekitas Venemaale tohutut kahju veel üks katastroof – üleujutus Kaug-Idas. Katastroofi ootamatus oli riigi jaoks tõeline üllatus, Amuuri oblastis, Juudi autonoomses piirkonnas ja Habarovski territooriumil hävis üle 190 asunduse. Üleujutuse all oli umbes 8 tuhat elamut, kus elab 36 339 inimest (neist üle 10 tuhande lapsed).
Tööstusettevõtete läheduses aset leidvad loodusõnnetused tekitavad inimese põhjustatud hädaolukordade ohu, mille tagajärgedega võitlemine on palju kulukam kui nende õigeaegne ennetamine.
Looduse, ühiskonna ja biosfääri suhete kohta kogunenud fundamentaalteadmiste hulk, empiirilised andmed “inimese ja keskkonna” probleemi kohta ei anna kaasaegse teadusliku maailmapildi kujunemiseks vajalikku taset. Neid teadmisi on vaja mitte ainult teada, vaid ka osata kasutada looduskaitseprobleemidele lahenduste leidmisel ning looduse ja ühiskonna säästva arengu tagamisel.
Säästva arengu kontseptsiooni saab realiseerida ainult siis, kui järgitakse üheksat fundamentaalset lähenemisviisi. Neist esimene on võitlus ebasoodsa inimtegevuse põhjuste, mitte tagajärgede vastu ning kaheksas keskkonnamõtlemise kujundamine, keskkonnahariduse arendamine, mis tagab ühiskonna keskkonnakultuuri tõusu.
- keskkonnaprobleemide sotsiaalsete aspektide prioriteetsus;
- loodus- ja tehiskeskkonna analüüs;
- säästva arengu seaduste tundmise ja tundmise nõue;
- interdistsiplinaarsus;
- oskuste, hoiakute, väärtushinnangute ja soovi osaleda keskkonnakvaliteedi parandamisele suunatud otsuste tegemisel.
Need põhimõtted sisaldavad keskkonnahariduse tulemusena arendamist vajavate keskkonnapädevuste sisu.
Kaasaegne keskkonnaharidus on tihedalt seotud infotehnoloogiate kasutamisega, millest eelkõige tuleks esile tõsta geograafilist infotehnoloogiat ja Maa kaugseiret (ERS). Need võimaldavad visuaalselt hinnata olukorda õnnetuspaiga ümbruses, arvutada üleujutusvööndit, tulerinde edenemist ning keemilise või radioaktiivse saaste levikut. Nende abiga saate automaatselt arvutada kahjustatud piirkondade pindala, hinnata keemiliste ja radioaktiivsete sademete mahtu ning tuvastada asustatud alasid ja muid ohtlikus piirkonnas asuvaid objekte.
Geograafiliste infosüsteemide (GIS) kasutamine võimaldab nõudmisel kiiresti teavet hankida ja kaardipõhiselt kuvada, hinnata ökosüsteemi seisundit ja prognoosida selle arengut.
Satelliidipiltide materjalide kasutamist peetakse piirkondliku GIS-i "Hädaolukordade riskijuhtimine Sverdlovski piirkonnas" moodustamisel ja toimimisel vajalikuks elemendiks. Sverdlovski oblasti jaoks on kõige olulisemad ülesanded metsatulekahjude avastamine, üleujutuste piiride (üleujutusvete) määramine, räbupuistangute ja tööstuslike prügilate seisukorra teabe ajakohastamine.
Sverdlovski oblasti eriolukordade ministeeriumi andmetel on üleujutusohus enam kui 20 piirkonda, kevadist keerulist üleujutust täheldatakse Iseti, Ufa, Tagila, Sylva, Pyshma ja Tura jõgede vesikondades. Jalutusrihma olukorra ruumiseire projekt viidi läbi Uurali föderaalülikooli kosmoseseirekeskuses, mis sai nime Venemaa esimese presidendi B.N. Jeltsin. Töömaterjalid anti Sverdlovski oblasti seire- ja hädaolukordadele reageerimise territoriaalsele keskusele, mille spetsialistid hindasid positiivselt satelliidipiltide võimekust veekogude seisundi analüüsimisel ja üleujutatud alade tuvastamisel.
Oluliseks teabeallikaks keskkonnaseisundi ja loodusvarade kohta on kaugseire andmed optoelektrooniliste multispektri- ja radarseiresüsteemide abil. Satelliitpildisüsteemidest saadud infot kasutatakse metsanduse keskkonnaseire (metsatulekahjude avastamine, põlenud alade, surnud puidu tuvastamine, raiutud alade ja metsade seisundi hindamine), veemajanduse (heljumi, õli tuvastamine) probleemide lahendamiseks. lekked ja pilsiveed sadamate ja rannikualade vetes) nafta- ja gaasikompleks (pinnase saastumise tuvastamine naftasaaduste raskete fraktsioonidega) linnaväliste territooriumide maakataster jne.
Looduslike ja inimtegevusest tingitud hädaolukordade riskide maandamise ülesandeid saab kiiresti lahendada vaid spetsiaalsete infotehnoloogiate kasutamisel. Paljud osakonnad ja organisatsioonid on aga üha enam sunnitud tunnistama, et neil puudub kvalifitseeritud personal, kes oskaks kasutada GIS-tehnoloogiaid, ei ole kaasaegseid riist- ja tarkvaratööriistu digitaalsete georuumiliste andmetega töötamiseks ning ei tea, kuidas tõhusalt toetada või arhiivige need. Loodusteadlaste ebapiisav pädevus toob kaasa keskkonnakatastroofide seire madala kvaliteedi.
Föderaalse osariigi kõrghariduse standardis koolituse valdkonnas 022000 “Ökoloogia ja keskkonnajuhtimine” (bakalaureusekraad) on üldkultuuriliste pädevuste loetelus kirjas, et lõpetaja peab valdama põhilisi meetodeid, meetodeid ja vahendeid. informatsiooni hankimine, säilitamine, töötlemine, omama oskusi töötada arvutiga kui infohaldusvahendiga (OK -13). Kutsepädevuste loetelus ei ole aga ökoloogi tööks vajalike kaasaegsete infotehnoloogiate erialaste teadmistega seotud pädevusi.
Uurali Riiklikus Kaevandusülikoolis kinnitatud õppekavas on koolituse suunal 022000 - "Ökoloogia ja keskkonnajuhtimine" teabedistsipliinidest ainult "informaatika" 144 tunni ulatuses. Sellest mahust ilmselgelt ei piisa tänapäevaste info-GIS-tehnoloogiate valdamiseks ja keskkonnaprobleemide lahendamise oskuste omandamiseks. Lisaks ei ole Geoökoloogia lõpetava osakonna laborid varustatud seadmetega, mis võimaldavad neil õppida GIS-tehnoloogiaid. Väljapääsu sellest keerulisest olukorrast nähakse ülikoolidevahelises koostöös Uurali Riikliku Kaevandusülikooli ja Uurali Föderaalülikooli Kosmoseseirekeskuse vahel, mis on nimetatud Venemaa esimese presidendi B. N. järgi. Jeltsin.
Selgub, et keskkonnaharidus peab olema orienteeritud geograafiliste infotehnoloogiate võimaluste maksimaalsele ärakasutamisele keskkonnaprobleemide käsitlemisel. Kosmosepiltide ja kaasaegsete geoinfotehnoloogiate kättesaadavus pilditöötluseks võib saada võimsaks vahendiks inimtegevuse kõige erinevamate aspektide kontrolli korraldamisel.
Arvustajad:
Khoroshavin L.B., tehnikateaduste doktor, professor, Rahvusvahelise Ökoloogia, Inimohutuse ja Looduse Teaduste Akadeemia akadeemik, Tehnoloogiateaduste Akadeemia Uurali osakonna juhtivteadur, föderaalse riigieelarvelise õppeasutuse ülevenemaalise teadusasutuse teadur Venemaa eriolukordade ministeeriumi tsiviilkaitse ja hädaolukordade instituut (FC), Jekaterinburg ;
Melchakov Yu.L., geograafiadoktor, geograafia ja geograafilise hariduse meetodite osakonna professor, Uurali Riikliku Pedagoogikaülikooli dotsent, Jekaterinburg.
Töö saabus toimetusse 07.08.2014.
Bibliograafiline link
Papulovskaya N.V., Badyina T.A., Badyin I.D. GEOINFOTEHNOLOOGIA ROLL KAASAEGSES KESKKONNAHARIDUSES // Fundamentaaluuringud. – 2014. – nr 9-8. – S. 1849-1853;URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35154 (juurdepääsu kuupäev: 01.02.2020). Toome teie tähelepanu kirjastuse "Loodusteaduste Akadeemia" poolt välja antud ajakirjad
Sarnased dokumendid
Keskkonnauuringute infotugi. Ekspertsüsteemi struktuur ja omadused. Geograafiliste infosüsteemide eelised. Mudelid "matemaatilises ökoloogias". Andmehõivesüsteemid. Erinevate infotehnoloogiate kombineerimine.
abstraktne, lisatud 11.12.2014
Ökoloogia definitsioon. Peamised sektsioonid. Ökoloogia seadused. Organism ja keskkond. Ökoloogia praktiline tähendus. Põllumajanduslike ja looduslike ökosüsteemide koosmõju, kultuur- ja loodusmaastike kombinatsioonid.
abstraktne, lisatud 25.10.2006
Ökoloogia kui teaduse teke ja areng. Charles Darwini vaated olelusvõitlusele. Ökoloogia vormistamine iseseisvaks teadmiste haruks. "Elusaine" omadused vastavalt V. I. õpetustele. Vernadski. Ökoloogia muutmine terviklikuks teaduseks.
abstraktne, lisatud 21.12.2009
Kaasaegse ökoloogia kui teaduse struktuur. Elupaiga mõiste ja keskkonnategurid. Tulekahjude ökoloogiline tähtsus. Biosfäär on üks Maa geosfääre. Commoneri ökoloogiaseaduste olemus. Saasteainete (saasteainete) ja nende liikide ohtlikkus.
test, lisatud 22.06.2012
Keskkonnaarengu ajalugu. Ökoloogia kui teaduse kujunemine. Ökoloogia muutmine keerukaks teaduseks, sealhulgas loodus- ja inimkeskkonna kaitse teadusteks. Esimesed keskkonnaaktid Venemaal. Keller Boriss Aleksandrovitši elulugu.
abstraktne, lisatud 28.05.2012
Süsteemide tüübid ökoloogias. Süsteemi tuvastamise uurimiseesmärgid ja piirid ajas ja ruumis. Süsteemi terviklikkus, tekkimise põhimõte. Edasi- ja tagasiühendused maapealses ökosüsteemis. Süsteemide tuvastamise kontseptuaalsete põhimõtete tunnused.
esitlus, lisatud 03.04.2013
Inimökoloogia alused: mõisted ja terminid. Inimese ökoloogia ja terviseprobleemide seos. Ökoloogia peamised aksioomid. Keskkonna stabiilsuse ja ebastabiilsuse tsooni mõiste. Olulisemad kaasaegsed inimtekkelised ökosüsteemid, nende omadused.
abstraktne, lisatud 24.12.2014
Globaalsed keskkonnaprobleemid. Interdistsiplinaarne lähenemine keskkonnaprobleemide uurimisele. Ökoloogia kui bioloogia fundamentaalse alajaotuse sisu. Elusolendite organiseerituse tasemed bioloogia, ökoloogia, füüsilise geograafia uurimisobjektidena.
abstraktne, lisatud 10.05.2010
Ökoloogia kui teaduse tekkelugu ja kujunemise etappid, ökoloogia kujunemine iseseisvaks teadmusharuks, ökoloogia muutumine kompleksteaduseks. Uute teadusvaldkondade tekkimine: biotsenoloogia, geobotaanika, populatsiooniökoloogia.
abstraktne, lisatud 06.06.2010
Sotsiaalökoloogia teoreetilised probleemid. Informatsioon, matemaatilised ja normatiiv-tehnoloogilised meetodid, nende mustrid, spetsiifilisus ja objektiivne ühtsuse vajadus. Sotsiaalökoloogia põhiseadused, nende olemus, sisu ja tähendus.
tahm, raskmetallid - saasteainete ümberjaotumise mustri selgitamiseks avatud ja metsaga kaetud aladel, kuna lumikate võimaldab tuvastada saasteainete ruumilise ümberjaotumise mõju saasteallikast erinevatel kaugustel.
Tulemused ja selle arutelu. Saadud tulemused viitavad saasteainete kuhjumisele lumikattes, mille maht väheneb võrdeliselt kokkupuuteallika kaugusega. Selline paigutus kinnitab raudteeribade lumekaitserolli (60-100 m kaugusel kokkupuuteallikast) - saasteainete sisaldus metsasel alal on keskmiselt 60% madalam kui sarnasel lagedal alal.
Järeldus, järeldused.
Katseandmete põhjal saab teha järgmised järeldused. Töö käigus katsetati traditsioonilist saasteainete sisalduse lumikatte valimise meetodit. Lisaks võimaldab selline tehnika tuvastada lineaarsete objektide ääres asuvate kaitsvate metsaistutuste süsteemi lumekaitsefunktsiooni tõhusust. Tuleb märkida, et raudteeäärses lumikattes on positiivne suundumus saasteainete sisalduse vähenemise suunas võrreldes lageda alaga.
Kirjandus:
1. Linnakeskkonna seisundi aerotehnogeenne seire lumikatte saastatuse osas (Voroneži linna näitel) / T. I. Prozhorina [et al.] // Volgogradi Riikliku Ülikooli bülletään. Sari 11. Loodusteadused. - 2014. - nr 3(9). - Lk 28-34.
2. Bezuglaya E. Yu. Atmosfäärisaaste seisundi jälgimine linnades. - L.: Gidrometeoizdat, 1986. - 284 lk.
3. Vasilenko V. N., Nazarov I. M. Lumikatte reostuse seire. - L.: Gidrometeoizdat, 1985. - 312 lk.
4. Juhised lumetõrjeks Venemaa Föderatsiooni raudteedel. - M.: Transport, 2000. - 95 lk.
5. Matveeva A. A. Lumikate indikaatorina
keskkonnareostus // Regionaalarengu ökoloogilised ja majanduslikud hinnangud: ümarlaua materjalid, Volgograd, 30. märts 2009, Riiklik kutsekõrgkool "VolGU" / vastutav. toimetanud S. N. Kirillov. - Volgograd: VolSU
2009. - lk 59-63.
6. Matveeva A. A. Raudteeäärsete kaitsemetsaistutuste seisund ja ökoloogiline roll: abstraktne. diss. ... põllumajandusteaduste kandidaat - Volgograd, 2009. - 22 lk.
7. Matyakin G.I., Pryakhin V.D., Prokhorova Z.A. Lumekaitse metsaribad. - M.: NTI RSFSR autotranspordi ja maanteede ministeerium, 1962. - 79 lk.
8. Atmosfääri õhu tolmuga saastatuse hindamine lumeuuringu andmete põhjal sadenemisväljade rekonstrueerimisel / A. F. Shcherbatov [et al.] // Terviseriskide analüüs. - 2014. - nr 2. - Lk 42-47.
9. Prokacheva V. G., Usachev V. F. Lumikate kui kumulatiivse reostuse näitaja linnade ja teede mõjusfääris // Meteoroloogia ja hüdroloogia. - 2013. - nr 3. - Lk 94-106.
10. Rööbastee majandamine: raudteeülikoolide õpik. transport / Toim. I. B. Lekhno. - M.: Transport, 1990. - 472 lk.
11. Sazhin A. N., Kulik K. N., Vasiliev Yu. I. Ilm ja kliima Volgogradi oblastis. - Volgograd: VNIALMI,
12. Sergeeva A. G., Kuimova N. G. Lumikate kui atmosfääriõhu seisundi indikaator sanitaar- ja keskkonnaseire süsteemis // Hingamisfüsioloogia ja -patoloogia bülletään. - 2011. - Väljaanne. 40. - lk 100-104.
13. Lumi: Käsiraamat / Toim. D. M. Gray ja D. H. Mail. - L.: Gidrometeoizdat, 1986. - 751 lk.
14. Shumilova M. A., Zhideleva T. G. Lumikatte reostuse tunnused Iževski suurte maanteede lähedal // Udmurdi Ülikooli bülletään. - 2010. - Väljaanne. 2. - lk 90-97.
TUULEMURDE KESKKONNALINE ROLL ISTUTATUD
RAUDTEED MÖÖDA LUMIkatte SAASTUSE VÄHENDAMISEKS
Matvejeva A. A., PhD Sci. Agr. [e-postiga kaitstud], [e-postiga kaitstud] Volgogradi Riiklik Ülikool, Volgograd, Venemaa
Töös käsitletakse lumikatte sorptsiooniomadusi, mis määravad lineaarsete rajatiste, sealhulgas raudteetranspordi inimtekkelise mõju taseme; näitab raudtee Volgogradi haru territooriumi analüüsi - nii varjatud kui ka varjamata.
Märksõnad: kaitsemetsad, raudtee, piirkond, lumikate, reostus
UDC 528:634.958
GEOINFOSÜSTEEMID ÖKOLOOGIAS JA LOODUSJUHTIMISEKS
K. B. Mushaeva, Ph.D. n., [e-postiga kaitstud]- Kalmyk NIAGLOS - Venemaa Teaduste Akadeemia Föderaalse Agroökoloogia Teaduskeskuse filiaal, Elista, Venemaa
Käsitletakse geoinformaatika kasutamise küsimusi kartograafiliste materjalide loomisel.
süsteemid (GIS). Koostatud elektrooniline Märksõnad: geograafilised infosüsteemid
Kalmõkkia mullakaart. Näidatud on lisatasud, ökoloogia, keskkonnajuhtimine, elektroonika
Quantum GIS programmi kaartide kasutamise omadus.
Praegu ei saa peaaegu ühtki keskkonnajuhtimise probleemi lahendada ilma üht või teist geoinfotehnoloogiat kasutamata. Tänapäeval on vabast tarkvarast saanud innovatsiooni ja progressi sümbol. Geograafilise teabe meetodeid ja süsteeme kasutatakse keskkonnajuhtimises ja keskkonnakaitses laialdaselt, kuna need võimaldavad:
luua territooriumi keskkonnaseisundit kajastavaid elektroonilisi kaarte;
teostada keskkonnas toimuvate nähtuste geo- ja simulatsioonimodelleerimist, arvestades inimtekkelise koormuse taset ja juhtimisotsuste tulemuslikkust;
koguda, salvestada ja küsida teavet keskkonnaparameetrite suundumuste kohta
ajavahemik;
hinnata territooriumide ja rajatiste (ettevõtete) keskkonnariske, et juhtida ohutust inimtegevusest tingitud keskkonnamõjude korral.
GIS-i kasutamiseks konkreetses teemavaldkonnas on vaja ennekõike sõnastada probleem, mida tuleks GIS-i vahendite abil lahendada.
Iga projekt on unikaalne, seetõttu arvestatakse selle elluviimisel olemasolevaid tehnilisi vahendeid ja õppeaine struktuuri, milles GIS-projekti ellu viiakse.
GIS-i võime integreerida erinevatest allikatest pärinevat teavet ruumilises kontekstis muudab need sobivaks
tööriistad otsustusprotseduuride toetamiseks, otsuste tegemise mudelite loomine näiteks keskkonnajuhtimises, mida tuleb üles ehitada paljusid tegureid arvesse võttes.
Sellised mudelid kasutavad georefereeritud teavet, mida mõõdetakse mitme parameetriga, et teha kindlaks, millised ruumilised interaktsioonid on optimaalsed või eelistatavad.
Märkimisväärne osa keskkonnajuhtimise valdkonna teabest on geograafiliselt viidatud ja seetõttu ruumiliselt koordineeritud. Iga selle valdkonna spetsialist on sunnitud kasutama GIS-i oma töös nii andmete visualiseerimiseks ehk elektrooniliste kaartide koostamiseks kui ka erinevat tüüpi ruumiandmete analüüside tegemiseks, esmase informatsiooni salvestamiseks, ekspertiisi läbiviimiseks ja juhtimisotsuste koostamiseks.
GIS võib sisaldada teavet ja mõõteplokke. Sel juhul on võimalik pideva keskkonnaseire tulemusi reaalajas visualiseerida.
GIS võib olla andmeallikaks ka saasteainete keskkonnas leviku arvutimudelite ja ökoloogiliste süsteemide toimimise mudelite jaoks.
Arvutimodelleerimise tulemusi saab esitada ka elektroonilistel GIS-kaartidel. Elektrooniliste kaartide üks eeliseid paberkaartide ees on laialdased võimalused olemasolevate põhjal uute ruumiobjektide loomiseks, pärides “põhiliste” objektide semantika.
Uuringute tegemisel on sageli vaja kaardile paigutada proovivõtu-, mõõtmis- jms kohad väliuuringuteks vastavalt nende koordinaatidele. Levinud on ka keskkonnateabe visualiseerimine või analüüsimine relatsioonitabelite linkimise või ühendamise teel.
Geoökoloogilise uurimistöö tüüpiline ülesanne on väliuuringute tulemuste ruumiline interpoleerimine ja sellest tulenevate ruumiväljade analüüs.
Uurimistulemuste paremaks esitlemiseks võib kasuks tulla diagrammide kasutamine, mille loomine on võimalik ka GIS-keskkonnas.
Väga sageli tekib geoökoloogia ja keskkonnakorralduse valdkonna uurimisel vajadus georeferentseerida rasterkiht - paberkaardi skaneeritud kujutis või satelliidipilt.
Keskkonna GIS on keerulised infosüsteemid, mis hõlmavad:
operatsioonisüsteem;
kasutajaliides;
süsteemid andmebaaside pidamiseks ja keskkonnateabe kuvamiseks.
Tarkvara ja selle lähtekoodi tasuta kasutamine, muutmine ja levitamine on tagatud kasutajate ja arendajate vahelise vaba mõttevahetuse toetamisega. Tänapäeval saab eristada järgmisi populaarseid avatud GIS-e: ROHU GIS; ILWIS; MapWindowGIS; SAGA; Quantum GIS; gvSIG et al.
Loetletud programmide hulgas kaartide esmaseks digiteerimiseks ja nende loomiseks kasutatakse Quantum GIS (QGIS) - tasuta platvormiülene
uus geoinfosüsteem.
QGIS on saadaval enamikele kaasaegsetele platvormidele (Windows, Mac OS X, Linux) ja ühendab endas vektor- ja rasterandmete toe ning on võimeline töötama ka erinevate veebikaardiserverite ja paljude levinud ruumiandmebaaside andmetega. QGIS-il on avatud GIS-keskkonnas üks arenenumaid online-kogukondi, mille arendajate arv kasvab pidevalt, abiks on arendusprotsessi hea dokumentatsioon ja kasutajasõbralik arhitektuur. QGIS programmil on lai valik funktsioone DEM-ide loomiseks ja kaartide genereerimiseks.
Kaardi koostamise aluseks oli arhiiv Venemaa digitaalse mullakaardiga mõõtkavas 1:2 500 000 shapefile formaadis ja mullakaardi legendiga Exceli tabelivormingus, mis sisaldab mulla indeksit ja nimetust.
Mullakaardikihi lisamine QGIS-ile. Kiht – Lisa kiht – Lisa vektorkiht või nupp vasakpoolsel tööriistaribal. Määrake allika tüüp Fail, UTF-8 kodeering. Klõpsake nuppu Sirvi ja valige fail soil_map_ M2_5-1.0.shp.
Avage dialoogiboksis OGR-iga ühilduv vektorkiht, mis asub paremal real File name vastas, seal on ESRI kujufailide filter (*.shp *.SHP) (joonis 1).
Lisatud kiht kuvatakse laius- ja pikkuskraadides, WGS-84 geograafilises koordinaatsüsteemis. Lisage projektile Open Street Mapi fail boundary-polygon.shp. Lõime selle faili varem statistiliste andmete kaardistamiseks. Suurendame pildi katvust selle piirideni. Pange tähele, et kihtide piirid on ruumiliselt veidi erinevad. Seda seletatakse lähteandmete erineva ulatusega. Selle parandamiseks tehke analüütiline operatsioon "Kärbi" - Menüüvektor - Geotöötlus - Kärbi.
Märgime lähtekihi - mis ära lõigatakse -
0. t V-O Ga--Th ¡411 ■■ T N ■"" " -:■
11 B i-R SB-Ii I
Viimased projektid
© . í , ä,„......
Joonis 1 – OGR-iga ühilduva vektorkihi avamise dialoogiboks
aga - fail soil_map_M2_5-1.0.shp.
Lõikekihina – mida kasutatakse lõikekujuna – määrame faili boundary-polygon.shp.
Nimetame kärpimise tulemuse Kalmõkkia Vabariigi muldadeks ja salvestame selle samasse kausta, kus asub allalaaditud mullakaart. Sel juhul märgime failitüübiks SHP-failid (*^р). Kodeerimine - SHG-8 (joonis 2).
Logi parameetrid
piir-hulknurk
osa sisendkihi tunnustest, mis langeb
funktsioone muudetakse süvendamisega.
Minu arvuti Ü soi_map_MZ_5-L0
Joonis 2 – Vastuvõetud faili salvestamise aken
Käivitage tööriist (joonis 3). Lisame projektile kärpimise tulemusel kettale salvestatud Kalmy-kiya^r pinnaste faili, unustamata määrata kodeeringut ШГ-8.
Muudame projekti koordinaatide süsteemi geograafilisest WGS-84-st ristkülikukujuliseks koordinaatsüsteemiks WGS 84 / UTM 44N (Universal Transverse Mercator). Selle tulemusena omandab kaart tuttavama välimuse.
partiirežiimis.
Esialgne jääk |pinnase_kaart_M2_5-l.Q [
Kärpimiskiht
I piir-hulknurk
Kärbimise tulemus
| P:/Soil/soil_map_M2._5-i.O/rio4Bbi Altai Territory,5bр 0 Ava väljundfail pärast algoritmi täitmist
See algoritm sukeldab vektorikihi, kasutades täiendava hulknurkade kihi hulknurki Ainult need sisendkihi tunnuste osad, mis jäävad kastmiskihi hulknurkadesse, lisatakse tulemuseks olevale kihile
Funktsioonide atribuute ei muudeta, kuigi atribuute, nagu objektide pindala või pikkus, muudetakse (muudab dipoing-operatsioon. Kui sellised atribuudid salvestatakse atribuutidena, tuleb neid atribuute käsitsi värskendada,
Joonis 3 – faili kärpimise tööriista käivitamise aken
Lisame projekti pinnasekaardi legendi EXCEL faili. Kiht - Lisa kiht - Lisa vektor
kiht. Allika tüüp Fail. Kodeerimine SHG-8. Vaata üle – vali fail soil_map_M2_5Jegend-L0.xls (joonis 4).
Lisage vektorkiht
Allika tüüp
® Fail kataloogide kodeerimissüsteemi kohta
Andmebaasi kohta
~ "N - Cha I
Andmekogum
]|| Arvustage I
Avage OGR-iga ühilduv vektorkiht
ifF1 Admin (k504-n02 Videos ¿Ts Documents Ts^. Allalaadimised
Pildid jb Music Lh Desktop
U SOi kaart M2 5-1.0 28.0B.2017 18:40 Pakett failidega
IIsoi _m a p_M2_5_l eg en d -1.0.xts 28.03.2017 17:59 Microsoft Ex sheet... 82 KB
LID soi _map_M2_5-10.zip 03.28.201717:58 Tihendatud ZIP-kaust 54192 KB
I ketas SKRIPKO (GO stud t\\10,0.28,2s.
Faili nimi:
soil_map_M2_5_legend-1.0.xls V I Kõik failid Г) Г.") ^ I
Joonis 4 - Mullakaardi legendi EXCEL-faili avamine
Kalmõkkia mullad KOKKU
Pruun solonets ja solonets (automorfne) I I Pruun solonets ja solonets
I M Vesi "-"
I I Kastan ^^
I I Kastan solonetsiline ja solonchakous
I -I Kastan solonets ja solontšako ja solonetsid (automorfsed) "-"
OM Niidu-soo solontšakoline ja solonetsiline ^^
I I Niidu-kastan
I I Heinamaa-soolonets- ja solontšakoos I I Niidu-soolonets- ja solontšakoosne I I Soosool ja solonetsik |L Liivad
I I Luhaniit C Luhaniit
Heleda kastaniga
Hele kastan solonetsiline ja solonchakous
Heledad kastanid, solonetsid ja solontšakoid ning solonetsid (automorfsed)
Solonetsid (automorfsed)
Solonetsid (automorfsed) ja pruunid solonetsid
Solonetsid (automorfsed) ja kastanid, solonetsid ja solontšakoid
Solonetsid (automorfsed) ja hele kastanist solonetsid ja solontšakoid
Niidu solonetsid (poolhüdromorfsed)
Niidu solonetsid (hüdromorfsed)
Niidu solontšakad
Tüüpilised solontšakid
Tüüpilised solontšakid ja heinamaa solonetsid (hüdromorfsed) Tume kastan
Tume kastan solonetsiline ja solonchakous
Lõuna- ja tavalised mütseparaat-karbonaattšernozemid (sügavad karbonaatsed tšernozemid)
Joonis 5 – Kalmõkkia mullakaart
Sellise töö tulemuseks (Venemaa digitaalse mullakaardi näitel mõõtkavas 1:2500 O00) oli Kalmõkkia mullakaart (joonis 5).
Infotehnoloogiatel põhineva infokäsitluse (geograafilise teabe ja ekspertsüsteemid) kasutamine võimaldab mitte ainult kvantitatiivselt kirjeldada keerulistes ökosüsteemides ja geosüsteemides toimuvaid protsesse, vaid modelleerides nende protsesside mehhanisme, ka teaduslikult põhjendada hindamismeetodeid. looduskeskkonna erinevate komponentide seisund.
Quantum GIS-il on hea kaardi koostaja. Kaardi koostaja pakub laialdasi võimalusi kaardipaigutuse koostamiseks ja printimiseks. See võimaldab lisada järgmisi elemente: QGIS-i kaart, legend, mastaabiriba, pildid, kujundid, nooled ja tekstiplokid. Paigutuse loomisel saate iga elemendi suurust muuta, rühmitada, joondada ja asukohta muuta, samuti konfigureerida nende atribuute. Valmis küljendust saab printida või eksportida rasterpildi, Postscripti, PDF-i või SVG-vormingusse. Niisiis
Seega võime teha järgmise järelduse, et programmi Quantum GIS kasutamine hõlbustab erinevatel eesmärkidel kartograafiliste materjalide loomise protsessi. Selles töös kirjeldati selle programmi eeliseid.
Kirjandus:
1. Akasheva A.A. Ruumiandmete analüüs ajalooteadustes. Geograafiliste infotehnoloogiate rakendamine. Haridus- ja metoodiline käsiraamat / A.A. Akaševa. - Nižni Novgorod: Nižni Novgorodi Riiklik Ülikool, 2011. - 79 lk.
2. Elektrooniline õpik Quantum GIS http://wiki.gis-lab.info/w/%D0%A3%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BD 0/oD0°/oB80/oD0°/ oBA_Quantum_GIS
3. Kvant-GIS. Kasutusjuhend.
GEOGRAAFILISED INFOSÜSTEEMID ÖKOLOOGIAS JA
KESKKONNAJUHTIMINE Mushayeva K.B., PhD Sci. Agr., [e-postiga kaitstud]- Kalmyk NIAGLOS - FSC of Agroecology RAS filiaal, Elista, Venemaa
Artiklis käsitletakse geograafiliste infosüsteemide (GIS) kasutamist. Välja on töötatud Kalmõkkia Vabariigi pinnase e-kaart. Selguvad programmi Quantum GIS rakenduse eelised kaartide koostamisel.
Märksõnad: geograafilised infosüsteemid, ökoloogia, looduskorraldus, e-kaardid.
