Авторизация

Логин:
Пароль:
Восстановить пароль
Регистрация
  • Форум
  • Блоги
  • Контакты
  • Новости
  • Продукты
  • Отрасли
  • Обучение
  • Поддержка
  • События
  • О компании
  • 3 (22) | 2002 Геоинформатика и образование: учебные программы на географическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова

    И.К. Лурье, Московский государственный университет,
    географический факультет, кафедра картографии и геоинформатики

    Геоинформатика как научное направление продолжает интенсивно развиваться, активно взаимодействуя с новыми сферами деятельности и профессиональных знаний - науки, техники, образования, управления, маркетинга и многих других. Ее развитие способствовало становлению новой отрасли картографии - геоинформационного картографирования (ГК). Карты продолжают оставаться наиболее удобной формой наглядного отображения реальности и выдачи пространственной информации потребителю. В сферах деятельности, которые опираются на пространственно определенную информацию и ее картографическое представление, возрастает востребованность специалистов в области ГИС и ГК.

    Такие тенденции не могут не сказаться на фундаментальной подготовке кадров с высшим картографическим образованием. Становление и развитие ГИС-образования, разработка его концепции, формирование геоинформатики и ГК как учебных дисциплин уже более десяти лет являются приоритетными направлениями в деятельности кафедры картографии и геоинформатики. В основу концепции положена модель ГИС-образования, основанная на широком взаимодействии с науками о Земле и смежными с ними социально-экономическими науками. Она подразумевает теоретическое и практическое овладение геоинформационными технологиями, методами создания и использования ГИС, геоинформационными методами географических исследований и картографирования, основами дистанционного зондирования. Подготовка специалистов-картографов базируется на сочетании традиционных и компьютерных технологий создания и использования карт. На кафедре создан учебно-научный Центр геоинформационных технологий.

    При подготовке специалистов в области картографии и ГИС используются разные формы обучения: базовая университетская (очная дневная), дополнительного образования по специальности “ДЗ и ГИС” (1 год), краткосрочные курсы (до 7 дней), магистратура, аспирантура, докторантура, стажировки преподавателей и научных сотрудников.

    В рамках базового образования наряду с курсами “Проектирование и составление карт”, “Оформление карт”, “Картографический метод исследования”, студенты изучают следующие курсы:

    • Высшая математика и основы программирования
    • Основы геоинформационного картографирования
    • Цифровое картографирование и цифровая фотограмметрия
    • Базы данных
    • Автоматизированное дешифрирование снимков
    • Математико-картографическое моделирование
    • Геоинформатика

    Наибольший объем часов приходится на курсы "Основы геоинформационного картографирования" (86 час.) и " Геоинформатика" (92 час.). Содержание курсов постоянно совершенствуются, отражая прогресс в этих научных направлениях.

    Программа курса “Основы геоинформационного картографирования” рассчитана на два семестра и включает 5 основных разделов:

    • Основные положения и задачи геоинформационного картографиро- вания
    • Получение и представление данных в системах ГК
    • Методы геоинформационного картографирования
    • Методы компьютерной обработки снимков для создания тематических карт
    • Использование коммерческих ГИС-пакетов в ГК

    В курсе рассматриваются наиболее приоритетные направления и перспективы ГК в связке: решаемые задачи - пространственно-определенная информация - моделирование и создание карт - программные и технические средства. Особое внимание уделяется проблеме пространственной локализации информации - ее точности (позиционной и атрибутивной), а также понятиям качества данных, распространения погрешностей в измерениях координат, способам контроля ошибок цифрования и представления данных.

    Большая часть курса отводится изучению методов геоинформационного картографирования, основным процессам проектирования и создания карты. Рассматриваются такие методы и функции ГИС как: преобразования систем координат, масштабов, проекций векторных и растровых изображений; создания и отображения карт рельефа и ЦМР, “геометрической” (для позиционных данных) и “содержательной” (для атрибутивных данных) генерализации; формализации процесса картографирования, воспроизводства картографического изображения с использованием принципов картографического оформления.

    Отдельный раздел посвящен программному и техническому обеспечению в области использования данных дистанционного зондирования для ГК и ГИС, особенно для оперативного и динамического картографирования. Рассматриваются алгоритмы улучшения яркостных и геометрических свойств снимков, компонентного анализа, контролируемой и неконтролируемой классификации, а также методы построения карт динамики объектов по картам и снимкам.

    Курс “Геоинформатика” является итоговым и включает следующие основные разделы:

    • Геоинформатика и ГИС: сущность, структура, функции
    • Концепция географической информации: модели данных и представление реальности
    • Хранение и обновление данных в ГИС
    • Географический анализ и пространственное моделирование
    • Методы тематического согласования слоев информации в ГИС
    • Экспертные подсистемы, структура подсистемы поддержки принятия решений в ГИС
    • Интерфейс пользователя в ГИС
    • Создание и применение ГИС, примеры проблемно-ориентированных ГИС
    • Основные коммерческие ГИС-пакеты: структура и особенности функционирования

    В курсе рассматриваются два взгляда на геоинформатику как научную дисциплину: научно-познавательный, при котором внимание сосредотачивается на исследовании и отображении геосистем путем создания их цифровой информационной модели посредством ГИС; инженерно-технологический, при котором делается упор на разработку методов создания и эксплуатации ГИС.

    Определяются структура информационного обеспечения ГИС и особенности интеграции разнотипных данных с оценкой их надежности. Главные вопросы при выполнении географического анализа и пространственного моделирования в ГИС - изучение и кодирование взаимосвязей и взаимозависимости географических объектов и явлений, представленных точками, линиями, полигонами или ячейками сетки (пикселами) и определяющими их признаками, на основе таких функций ГИС как оверлей, буферизация и построение пространственных запросов к базам данных. Создание и применение блока моделирования в ГИС рассматривается на примере использования ЦМР для решения морфометрических и гидрологических задач (анализ форм рельефа поверхности, построение линий стока и водосборных бассейнов).

    Особое внимание уделяется задаче пространственного и тематического согласования информации. Рассматривается применение для ее решения различных ГИС методов: оверлея и буферизации, логических и математических процедур, классификации и восстановления данных, методов “нечетких” множеств. Возможности ГИС для поддержки принятия решений раскрываются на примерах преобразования исходных данных с использованием формализованных экспертных знаний и положений нечетких множеств в новую информацию, пригодную для формирования правдоподобных решений и предоставляемую для окончательного анализа человеку.

    В разделах курсов рассматривается современное техническое и программное обеспечение ГИС, дается сопоставление распространенных ГИС-пакетов. Для обеспечения практических работ по курсам ГК и геоинформатики разработан компьютерный ГИС-практикум - набор типовых географических задач и рекомендуемых ГИС-технологий для их решения без жесткой привязки к конкретному ГИС-пакету, а также учебная ГИС для территории учебно-научного полигона МГУ - ГИС "Сатино”. Практические работы выполняются с применением собственных (MAG) и лицензионных программных пакетов: ArcView, MapInfo Professional, Idrisi, ERDAS IMAGINE, MapViewer, Surfer. Так, на примере ArcView изучаются технологии создания картографических слоев на основе картографических и табличных баз данных и компоновки карты. Решение задачи “Исследование состояния экосистемы на основе использования космических снимков и ГИС-технологий” (на примере района Мончегорска) выполняется в пакетах Idrisi и Erdas. Цифровые модели строятся в пакетах MAG и Surfer. Новейшие разработки фирм ESRI и Erdas студенты осваивают на базе Центра геоинформационных технологий. Здесь же с 1999 г. осуществляется подготовка магистров географии по программе “ДЗ&ГИС”, которая разработана в рамках международного сотрудничества университетов (REAP), руководимого Британским Советом.

    Цель открытой на факультете платной программы дополнительного образования “Дистанционное зондирование и географические информационные системы” - освоение слушателями современных методов картографии, аэрокосмических исследований, компьютерной обработки изображений и ГИС-технологий для использования в исследованиях в области управления и охраны окружающей среды, геоэкологии, рационального природопользования. На курс могут поступать специалисты с высшим образованием, желающие получить новую специализацию или повысить свою квалификацию. Программа дисциплины состоит из трех частей:

    Блок I. Базовые курсы по картографии, геоинформатике и дистанционному зондированию:

    1. Основы картографии и картографического метода исследования.
    2. Тематическое картографирование.
    3. Основы геоинформатики.
    4. Основы дистанционного зондирования.
    5. Тематическое дешифрирование снимков.

    Блок II. Методы и технологии дистанционного зондирования и ГИС:

    1. Теория и практика цифровой обработки изображений.
    2. ГИС-технологии и создание ГИС.
    3. Основы спутникового позиционирования.
    4. Геоиконика и геоинформационное картографирование.
    5. Компьютерные сети.

    Блок III. Применение ГИС и ДЗ в географии, геоэкологии и рациональном природопользовании.

    Лекции будут читать ведущие профессора и доценты кафедры и факультета. Практические занятия на базе Центра геоинформационных технологий будут вести сертифицированные преподаватели программных продуктов ESRI и ERDAS. По окончании курса слушатели получат диплом Московского университета о дополнительном образовании.

    В рамках деятельности Центра его сотрудники и преподаватели кафедры уже несколько лет ведут на коммерческой основе краткосрочные курсы “Введение в ArcView GIS“, Введение в Arcinfo“, Введение в ERDAS IMAGINE“ с лекциями по основам ГИС, картографии и цифровой обработки изображений. В настоящее время Центр предлагает новый курс “Введение в ArcGIS 8”.




    Версия для печати