Використання геоінформаційної системи в екології. Геоінформаційні системи в екології Геоінформаційні системи в екології
ПРОБЛЕМИ МЕТОДИКИ ВИЩОЇ ПЕДАГОГІЧНОЇ ОСВІТИ
В. Г. Капустін
ГІС-ТЕХНОЛОГІЇ ЯК ІННОВАЦІЙНИЙ ЗАСІБ РОЗВИТКУ ГЕОГРАФІЧНОЇ ОСВІТИ В РОСІЇ
Ключові слова: геоінформатика; географічна інформаційна система (ГІС); ГІС-технології; цифрові карти; інформаційний геокомплекс; шкільна географічна інформаційна система
АННОТАЦІЯ. Аналізується сучасний стан проблеми використання ГІС-технологій у процесі підготовки вчителя географії та вивчення географії в середній школі.
GIS-TECHNOLOGIES AS INNOVATIVE MEANS OF DEVELOPMENT OF GEOGRAPHICAL EDUCATION IN RUSSIA
KEY WORDS: Geoinformatics; Geographic Information System (GIS); GISтехнології; digital maps; information geocomplex; школи географічної інформації системи.
ABSTRACT. Analysis modern with-standings and problems of use GIStechnology in process of preparation teacher to geographies and in study of geographies in secondary school.
Сучасну загальноосвітню та вищу школу характеризує активний перехід до використання нових інформаційних технологій. У навчальному процесі реалізуються програми інформатизації, розроблено електронні підручники, розвиваються дистанційні технології здобуття освіти, створено Російську Єдину Колекцію цифрових освітніх ресурсів 3. Навчально-
3 Єдину Колекцію було створено в ході проекту «Інформатизація системи освіти», що реалізується Національним фондомпідготовки кадрів за дорученням Міністерства освіти та науки Російської Федерації. В даний час поповнення та розвиток Колекції здійснюється в рамках Федеральної цільової програми розвитку освіти.
методичні матеріали Колекції орієнтують вчителі використання сучасних методівнавчання, що ґрунтуються на використанні інформаційно-комунікаційних технологій. До її складу увійшли набори цифрових ресурсів з усіх шкільних дисциплін, різноманітні тематичні та предметні колекції, а також інші навчальні, культурно-просвітницькі та пізнавальні матеріали. Колекція містить, відповідно, різні матеріали з географії, у тому числі представлена шкільна геоінформаційна система (ШДІС). Крім того, в Колекції представлені й інноваційні навчально-методичні розробки, що мотивують вчителя до використання освітніх технологій, що принципово змінюють освітнє середовище, роблять його адекватним вимогам інформаційно-
ного суспільства. Підключення всіх шкіл Росії до Інтернету у межах пріоритетного національного проекту «Освіта» забезпечило доступність ресурсів колекції всім освітніх установ.
Важливо наголосити, що нові технології відкривають нові можливості щодо формування особистісного потенціалу та забезпечення успішності випускника вищого навчального закладу чи школи.
ФГОС другого покоління - і в цьому його принципова відмінність від попередніх розробок - на чільне місце ставить особистісний результат освіти. Сучасні освітні технологіїдозволяють максимально вирішувати завдання навчання, індивідуалізації освіти.
Проте активному впровадженню інформаційних технологій у освіту заважають кілька складних проблем. Діючі освітні стандарти вищої педагогічної освітине повною мірою забезпечують підготовку спеціалістів до роботи з електронними освітніми ресурсами. Система перепідготовки та підвищення кваліфікації вчителів (і викладачів педагогічних вишів) також недостатньо враховує життєву необхідність освоєння інформаційних технологій працюючими вчителями. Поки що у освоєнні таких технологій переважають процеси самоосвіти.
Якість багатьох електронних ресурсів бажають кращого. Матеріали Єдиної Колекції з географії різноманітні як за змістом, і за рівнем виконання. Однак, частина матеріалів, на наш погляд, є малопридатною або непридатною для використання в школі. Мабуть, період накопичення таких різнорідних та різнорівневих матеріалів неминучий і надалі, внаслідок цілеспрямованої роботи провідних методичних центрів, буде проведено відбір матеріалів, які дійсно відповідають сучасним вимогамінформаційно-освітнього середовища.
Викладене свідчить про існування серйозного протиріччя, обумовленого з одного боку процесами інформатизації освітньої практики, що інтенсивно розвиваються, з іншого боку - стихійним, слабокерованим характером цих процесів у системі отече-
географічної освіти як на рівні загальноосвітньої, так і вищої школи. Обговоримо деякі аспекти цієї проблеми. Перший пов'язані з аналізом способів подання сучасної географічної інформації.
Географічна інформація. Значна частка інформації, з якою має справу людина, є просторовою чи географічною.
Просторова інформація передається в основному за допомогою дрібномасштабних загальногеографічних та тематичних карт та атласів, топографічних карт, аерокосмічних знімків, планів та схем, адрес розміщення об'єктів, маршрутів руху та інших відомостей.
Однак крилата фраза «Карта – альфа та омега географії» наповнюється в сучасному суспільстві новим змістом. Крім традиційної паперової карти в життя людини вривається електронна карта, яка несе різноманітну географічну просторову інформацію.
Географічна карта стає динамічною, інтерактивною. Карту можна поєднати з космічним знімком – із зображенням усієї Землі чи окремого села, як вони видно з космосу. Космічний знімок відбиває реальний стан справ у певний час у цій місцевості.
Сьогодні в Інтернеті стали звичними карти та космічні знімки хмарності, циклонів, ландшафтів тощо. У Росії в рамках Федеральної цільової програми «Електронна Росія» розробляється Концепція формування Російської інфраструктури просторових даних як елемента загальнодержавних інформаційних ресурсів.
Фактично, в сучасний періодлюдина вивчає, аналізує, переглядає результати опрацювання просторових даних у географічних інформаційних системах.
Геоінформаційні системи (ГІС) та гео інформаційні технології(ГІС-технології) отримали сьогодні у світі найширше застосування. ГІС активно використовуються для вирішення наукових та практичних завдань на локальному, регіональному, федеральному та глобальному рівнях. ГІС-технології застосовують для комплексного вивчення природно-економічного потенціалу.
циала великих регіонів, інвентаризації природних ресурсів, проектування транспортних магістралей, забезпечення безпеки людини тощо.
Сучасний стан суспільства, значне ускладнення його інфраструктури вимагають від нових поколінь оволодіння новими засобами та методами обробки та аналізу просторової інформації, методами оперативного вирішення завдань управління, оцінки та контролю змінних процесів. Геоінформаційні технології надають такі нові методи та засоби обробки інформації, які забезпечують високу наочність відображення різнорідної інформації та доступний інструментарій для аналізу реальності. ГІС мають величезний потенціал для аналізу інформації з метою прийняття управлінських рішень у соціально-економічній сфері.
Але процеси, властиві всьому суспільству, визначають необхідність впровадження інноваційних геоінформаційних технологій у процес навчання лише на рівні вищої професійної освіти, а й у рівні загальноосвітньої школи. Задля реалізації величезного потенціалу ГІС необхідно проводити широку підготовку користувачів географічними інформаційними системами. Серед технологій, які мають зайняти центральне місце у підготовці вчителя географії, особливо виділимо технології ГІС (технології географічних інформаційних систем, ГІС-технології).
Сутність ГІС технологій та їх освітні можливості. Коротко ГІС визначаються як інформаційні системи, що забезпечують збирання, зберігання, обробку, відображення та розповсюдження даних, а також отримання на їх основі нової інформації та знань про просторово-координовані явища. Необхідно підкреслити їхню здатність зберігати та обробляти просторові, або географічні дані, що й відрізняє ГІС від інших інформаційних систем. Важливість ГІС-технологій для географічної освіти визначається їх функціональними можливостями, що повністю відповідають традиційним методам географічного вивчення навколишнього простору, більш того, помітно
розширюють їх і виводять на зовсім інший, якісно новий рівень.
Інструментальні можливості ГІС включають найпростіші картометричні операції, зокрема обчислення відстаней між об'єктами, площ об'єктів, абсолютних висот; виконання морфометричних операцій; операції свердління з виявленням взаємозв'язків між географічними об'єктами та процесами; просторовий аналіз; просторове моделювання. ГІС-технології забезпечують візуалізацію вихідних, похідних або підсумкових даних та результатів обробки у вигляді тематичних географічних карт.
ГІС-технології надають користувачам можливості створення, відображення та аналізу растрових даних. Растрові дані, або грід-дані, особливо зручні для відображення безперервних географічних явищ в просторі, таких як рельєф, опади, температура, щільність населення та інших даних, які можна представити у вигляді статистичних поверхонь. Грід-дані використовуються також для аналізу різноманітних потоків по поверхні, наприклад, поверхневого стоку, а також змін географічних явищ у часі. ГІС підтримують функції просторового аналізу: аналіз близькості, оверлейний аналіз та просторові операції. Стають доступними для географів багато складних функцій тривимірного та перспективного відображення, моделювання та аналізу поверхонь. Зокрема, ГІС включають можливості створення та роботи з тріангуляційними нерегулярними мережами (TIN). TIN - це специфічна векторна топологічна модель даних, що найбільше підходить для відображення та моделювання поверхонь, створення 3-D моделей рельєфу.
ГІС-технології забезпечують роботу з даними дистанційного зондування, які сьогодні є одним із головних джерел поповнення новою інформацією просторових баз даних у геоінформаційних системах та географії в цілому.
Сказане вище наголошує на високому освітньому потенціалі ГІС технологій. створіння методичних умовдля його реалізації в освітньому процесі
дозволяє говорити про геоінформаційну освіту.
Вища геоінформаційна освіта. У всьому світі швидко прогресує геоінформатика – нова галузь науки, техніки та виробництва. Геоінформаційні (ГІС) технології завойовують все більшу популярність і офіційне визнання в нашій країні. За останні 10-15 років у Росії створені великі гео-інформаційні науково-виробничі центри (у тому числі «Уралгеоінформ» в Єкатеринбурзі). У низці університетів відкрито кафедри геоінформатики, ГІС, геоінформаційного картографування тощо. У навчальні професійно-освітні програми підготовки фахівців в університетах Росії запроваджено курс «Геоінформатика» (у вузах Свердловській області- В Уральському гірничо-геологічному університеті, Уральському лісотехнічному університеті, Уральському державному університеті та деяких інших). Видаються монографії, наукові журнали, проведено сотні наукових з'їздів та конференцій. Розробляються вітчизняні підручники та навчальні посібники, навчальні ГІС. З'явилися фахівці, які здобули вищу освіту в галузі створення та використання ГІС. У Роскарто-графії геоінформатика - один із основних напрямів діяльності. Геоінформатика входить до переліку спеціальностей ВАК з правом присудження вчених ступенів з географічних, геологічних, технічних та математичних наук.
Однак серед спеціальностей вищої професійної освіти ми не знайдемо геоінформатики. Вона все ще залишається частиною прикладної інформатики. Але геоінформатика сьогодні – не тільки « прикладна наукав географії», а й у геології, геодезії, геофізиці, океанології, планетології - словом, у всіх науках про Землю та пов'язаних з ними соціально-економічних галузях знання (економічної географії, демографії, етнографії, археології та багатьох інших). Геоінформатика - базова наука для всіх наук про Землю, їх спільну мовуі метод, що стоїть в одному ряду з математикою, фізикою, інформатикою та кібернетикою.
Відсутність спеціальності «геоінформатика» призводить до цілої низки проблем у галузі геоінформаційної освіти.
Одна з них - кадрова: кваліфікованих кадрів, підготовлених до роботи з геоінформаційними системами нашій країні, явно недостатньо. Ця теза фактично була сформульована близько 10 років тому. Однак він залишається актуальним і зараз. Як і раніше залишається проблемним технічне та програмне забезпечення через їхню дорожнечу. Як і раніше не вистачає добрих підручниківз геоінформатики, які враховують зміст підготовки з різних спеціальностей, зокрема з географії.
Вища педагогічна освіта практично не займається підготовкою спеціалістів у галузі геоінформатики. У Державному освітньому стандарті за спеціальністю «Інформатика» такої дисципліни немає. В окремих вишах запроваджено викладання геоінформатики в рамках блоку «дисциплін на вибір» або факультативів.
Державний освітній стандартвищої педагогічної освіти з географії обмежується однією фразою в рамках курсу "Картографії з основами топографії", яка передбачає лише знайомство майбутніх вчителів географії з кількома поняттями з геоінформатики. Те саме стосується і підручників з даного курсу, у змісті яких на географічні інформаційні системи відведено 2-3 сторінки тексту. Такий стан справ навряд чи можна визнати правильним і таким, що відповідає сучасному рівню і значущості геоінформаційних технологій.
ГІС-технології в Уральському державному педагогічному університеті. У учбові планигеографів та екологів Уральського державного педагогічного університету в рамках національно-регіонального компонента запроваджено курс «Географічні інформаційні системи» обсягом 80 годин загальної трудомісткості. Основна освітня мета курсу: оволодіння ГІС-технологіями на рівні користувача, що дозволило б випускникам, спеціалістам використовувати ці технології як потужний інноваційний засіб навчання географії у загальноосвітній школі.
Для методичного забезпечення процесу вивчення курсу «Географічні інформаційні системи» автором розроблено
тана серія ГІС-проектів, точніше – основа цих проектів. Серед них: ДВС «Свердловська область», ДВС «Єкатеринбург», ДВС «Калинівський лісопарк», ДВС «Топографічна карта», ДВС «Студентське містечко УрДПУ» та інші. Матеріали ГІС, наявні на географо-біологічному факультеті, дозволяють впроваджувати ці технології до основних дисциплін професійно-освітньої програми за спеціальністю «географія»: Фізична
географія Росії, Фізична географія материків, Економічна географія зарубіжних країн, Економічна географія Росії, Географія Свердловської області, Регіональна екологія та багато інших.
Пріоритетним проектом у системі методичного забезпечення навчального курсу «Географічні інформаційні системи» виступає ДВС «Свердловська область». Він має на меті різнобічне вивчення студентами свого регіону в рамках національно-регіонального компоненту вищої освіти.
На основі растрових зображень топографічних та дрібномасштабних карт створено основні теми (шари) ГІС: рельєф у горизонталях, річки, озера та водосховища, дороги, рослинність та інші. Виробляється формування баз даних окремих шарів. Зокрема для адміністративних районівСвердловській області в атрибутивну таблицю внесено статистичні дані щодо населення (чисельність, народжуваність, смертність), екологічної ситуації (обсяг викидів забруднюючих речовин в атмосферу, забруднення поверхневих вод) та інші.
Соціально-економічні аспекти показників регіону базуються на матеріалах Обласного комітету державної статистики. Це дані щодо населення області, за станом довкілля, з економіки, на основі яких можливе складання серії тематичних карт. Вивчення природних особливостей регіону на початковому етапі спирається на низку тематичних карток природних компонентів. Матеріали дистанційного зондування можуть бути використані для коригування змісту окремих тем та розробки нових матеріалів. Розробка цього ГІС-проекту дозволило наситити картографічними матеріалами навчальний посібник з курсу «Географія Свердловської області».
ГІС «Заповідник Деніжкін Камінь» - локальний проект, що містить різноманітні матеріали та бази даних із заповідника. У рамках проекту можливий детальний просторовий аналіз рельєфу території, який включає перетворення шару з горизонталями в растровий формат і в grid-теми, аналіз grid-тем, аналіз растру, побудова карт рельєфу методом відмивання, побудова карт кутів нахилу, експозиції схилів, побудова топографічної тріангуля поверхні (TIN-шару), побудова поперечних профілів, побудова 3-D моделей.
Дані рослинності містять докладні характеристики кожного виділу за складом, віком, повнотою, бонітетом деревостою, характером наземного покриву, тобто докладні таксаційні матеріали. Це дозволяє отримати детальну характеристику рослинності всього заповідника та окремих його частин методами ArcView GIS. У межах проекту можливий аналіз даних фенологічних досліджень (побудова карти потужності снігового покриву, карти термінів наступу основних фенологічних явищ та інші).
Проект «Топографічна карта». Проект містить зображення ряду реальних топографічних карт масштабу 1:100000 на територію Свердловської області, а також навчальну карту масштабу 1:50 000 «У-34-37-В Снов». Карти мають прив'язку у системі реальних прямокутних координат, яка виконана за допомогою програми Rectify. Відповідно розроблені на основі карт-підкладок файли-джерела даних (теми ArcView) зберігаються спроектованими (у проекції Гаусса-Крюгера).
Локальні проекти «Місто Єкатеринбург», «Китлимські середньогір'я», «Калинівський лісопарк», «Університет», «Моя школа» мають навчальне та довідкове значення. Головна їхня відмінність від великих регіональних проектів полягає у можливості застосування в цих проектах, крім основних можливостей програми Arc-View GIS, методів просторового аналізу, побудови топографічних поверхонь, профілювання та 3-мірного моделювання.
ГІС «Університет» представляє проект, який може бути за аналогією реалізований у школах (ГІС « Рідна школа»,
ГІС «Мій мікрорайон») і викличе, безперечно, великий інтерес у школярів. У рамках такого проекту виконується серія карт (планів) ділянки, для яких можна сформувати бази даних по всіх об'єктах, розташованих на такій ділянці: різні будівлі, споруди, рослинність, стежки тощо. Надалі на основі спостережень за об'єктами можуть бути отримані та внесені до баз даних про забруднення атмосферного повітря, дані
про характер рослинності, про ґрунтовий покрив і т. д. Тривимірні моделі школи та прилеглого мікрорайону з показом окремих об'єктів привнесуть у такі проекти елементи новизни та незвичайності, викличуть особливий інтерес у школярів. Усе це надає унікальні змогу організації самостійної роботи школярів пошукового, творчого характеру, заснованої на ГІС технологіях.
ГІС технології в освітній школі. Державний стандарт загальної середньої освіти з географії вимагає, щоб вивчення даного предметау шкільництві було спрямовано оволодіння вміннями орієнтуватися біля; використання однієї з «мов» міжнародного спілкування – географічної карти, статистичних матеріалів, сучасних геоінформаційних технологій для пошуку, інтерпретації та демонстрації різних географічних даних.
Нині у низці країн світу (зокрема, США, Великобританії, Австрії та інших.) цифрові освітні ресурси та географічні інформаційні системи широко застосовують у шкільному географічному освіті. Про необхідність впровадження геоінформаційних технологій у систему загальної освітиРосії говорили ще 10 років тому. Проте проблема використання та проектування геоінформаційних систем у середній школі на практичному рівні досі не вирішена. Застосування ГІС відбувається поки що лише в рамках окремих експериментів. Проводяться рідкісні наукові дослідженняз метою обґрунтування та практичної реалізації методичної системи навчання створенню та використанню навчальних геоінформаційних систем у різних курсах середньої школи.
На особливу увагу заслуговує Шкільна ГІС «Жива географія» (Інформаційне джерело складної структури), розроблена ЗАТ КБ «Панорама» та ІТЦ «СканЕкс». Є досвід застосування ГІС «Жива Географія» у школах Москви та інших регіонів Росії. Програмна оболонка (інструмент) для роботи з геопросторовими даними, комплект цифрових карт світу та Росії, а також колекція космічних знімків доступні для користувачів на сайті Єдиної колекції цифрових освітніх ресурсів.
Шкільна ГІС підвищує ефективність навчального процесу за рахунок використання ГІС технологій у вирішенні різноманітних традиційних та нових географічних завдань, які вирішуються на уроках географії. Серед таких завдань пошук та аналіз географічної інформації, що є на карті; визначення по карті відстаней, напрямків, висот точок; географічних координат, розташування, протяжності та площі географічних об'єктів; опис властивостей географічних об'єктів Зіставлення та пов'язаний аналіз карт різного змісту на ту саму територію метою виявлення взаємозв'язків, наприклад, між кліматом і рельєфом, кліматом і рослинністю тощо. , Іноді мають різні масштаби. ГІС-технології вирішують це завдання швидко та допомагають провести учневі такий сполучений аналіз, що розвиває навички інтелектуальної праці.
Складністю відрізняються навчальні завдання читання рельєфу картою. При вирішенні школярам необхідно уявити територію, зображену на площині в тривимірному вигляді. Геоінформаційні технології надають суттєву допомогу у вирішенні цього завдання на основі візуалізації тривимірних моделей території, що, безперечно, розвиває просторову уяву учнів.
На основі ГІС-технологій школярам стають доступним створення власних цифрових карток на базі наявних тематичних шарів, редагування цифрових карток контурних карт, підготовка карток до видання (виконання компонування карток).
Крім того, ГІС-технології забезпечують можливість постійного оновлення статистичних матеріалів та цифрових карток силами самих школярів під керівництвом вчителя, на відміну від традиційних «паперових» карток. Таким чином, у сучасного вчителя з'являється можливість навчати географії, використовуючи останні актуальні географічні дані про природу, населення і господарство та їх взаємозв'язки, що розглядаються на різних рівнях організації географічного простору.
Розробка локальних проектів, розширення баз даних, залучення нових картографічних матеріалів, матеріалів дистанційного зондування цілком доступні для школярів і можуть бути використані в навчальному та позанавчальному процесі в школі.
Отже, технології ГІС значно посилюють діяльнісний аспект навчання. Учні самостійно здобувають «нові знання», одночасно засвоюючи нові прийоми роботи, що транслюють особливості сучасних наукових методівгеографічне пізнання. Вони отримують початкову підготовку та досвід практичної діяльності з використанням сучасних технологій. ГІС сприяють досягненню важливої мети, закладеної ФГОС другого покоління, - особистісного результатуосвіти.
Програми ГІС. Перелік сучасних програмних продуктів ГІС досить різноманітний та широкий. У ньому можна нарахувати понад два десятки програм, що належать до професійних або до настільних ГІС. Серед найбільш поширених: ГІС MapInfo Pro, Arc/INFO, ArcView GIS, GeoMedia, WinGIS, GeoGraph/GeoDraw, ГІС "Панорама" та деякі інші.
Функціональні можливості цих програм, за великим рахунком, близькі, особливо для навчальних цілей у рамках розглянутої проблеми впровадження ГІС технологій у систему географічної освіти. Програми ГІС мають засоби створення та редагування цифрових векторних та растрових карт, виконання вимірювань та розрахунків відстаней та площ, оверлейних операцій, побудови 3D-моделей, обробки растрових даних, (наприклад, даних дистанційного зондиро-
вання, зокрема цифрових космічних знімків), засоби тематичного картографування, підготовки карт до видання, інструментальні засобидо роботи з базами даних. Водночас вибір програм для використання у навчальному процесі у вузі поки спирається на суб'єктивну оцінку викладача. А оцінка залежить багато в чому від політики провідних фірм виробників програмних продуктів просування їх ринку.
Відповідно до стратегії ESRI (розробник Arc/INFO та ArcView GIS), навчальні заклади та бібліотеки можуть придбати програмні продукти, що розповсюджуються цією компанією, за пільговими цінами. Крім того, ESRI та дистриб'ютори цієї компанії (ДАТА+) реалізують довгострокову програму підтримки навчальних закладів, спрямовану на розвиток ГІС освіти Відповідно до цієї програми навчальні заклади, які організують на своїй базі навчальні класи та включили ГІС-курси до навчального розкладу, можуть на конкурсній основі отримати необхідні програмні продукти сімейства ArcGIS практично безкоштовно (оплачуються лише витрати за доставку, митне очищення та пільгову вартість навчання роботі з продуктами в сертифікованих навчальних центрах).
У Росії в рамках поетапної реалізації цієї стратегії DATA+ спільно з Міністерством освіти Російської Федерації та Державним НДІ інформаційних технологій та телекомунікацій «Інформатика» оснастили ГІС-продуктами понад 100 навчальних класів у різних районах Росії та інших країн ближнього зарубіжжя.
ЗАТ КБ "Панорама" проводить аналогічну політику, реалізуючи програму підтримки вищих навчальних закладів, які використовують ГІС технології у навчальному процесі. 48 вузів Росії, з них 11 класичних університетів та 1 педагогічний вуз (Воронезький ГПУ) використовують ГІС «Панорама» («ГІС Карта-2008», «Панорама редактор» та інші додатки). Ці програмні продукти застосовують 19 вузів України, 3 – Білорусії, один – Сирійської Арабської Республіки.
Як було показано вище, КБ «Панорама» розробило Шкільну ГІС «Жива географія», яка проходить апробацію в
школах Москви та в деяких інших регіонах. На жаль, досвід використання цієї програми майже не відомий широкому колу викладачів географічних спеціальностей вишів та вчителів географії. У журналі «Географія в школі» за останні 5 років з'явилася лише одна стаття з цієї проблеми .
За нашою оцінкою Шкільна ГІС поряд з багатьма позитивними якостями, і насамперед функціональними можливостями, має істотний недолік, який випливає зі змісту вихідної ГІС «Панорама». Цифрові географічні карти світу та Росії, включені до Шкільної ГІС, не адаптовані до завдань шкільної освіти.
Як базову карту використовуються шари цифрової карти Росії, що відповідають за своєю подробицею та змістом карті масштабу 1: 1 000 000 (для карт світу - 1: 5 000 000). Нагадаємо, що карти атласів Росії та світу мають масштаби
1: 25 000 000 та 1: 80 000 000. Така детальність базових карт Шкільної ГІС абсолютно не потрібна і більше того, вона заважає побудові узагальнених карт різної тематики. Хоча процес генералізації карток авторами програми передбачено. Шкільна ГІС, на наш погляд, також має досить складний інтерфейс. Однак, незважаючи на ці зауваження, можна лише вітати цю важливу спробу донесення ГІС технологій до шкільної освіти. Це перший реальний крок щодо впровадження нової інноваційної технологіїу географічну освіту.
Висновки. Необхідність використання ГІС технологій у системі вітчизняної географічної освіти очевидна. Очевидно і те, що ГІС необхідно розглядати як один із важливих інноваційних ресурсів подальшого розвитку системи вітчизняної географічної освіти. Однак для реалізації цього потенціалу потрібні певні організаційні рішення Міністерства освіти і науки Російської Федерації для оптимізації переходу від діяльності окремих викладачів-ентузіастів до цілеспрямованого впровадження ДВС техноло-
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
гій в навчальний процесвузів та шкіл. Необхідна розумна стандартизація всієї діяльності у галузі ГІС-освіти: від підготовки вчителів географії до впровадження технологій у шкільну географічну освіту.
Пріоритетним напрямомдіяльності у галузі ГІС-освіти має стати розвиток навчально-методичного забезпечення, розробка структури та змісту підготовки фахівців – вчителів географії у галузі ГІС технологій. Розробка структури навчально-методичного забезпечення має враховувати досягнення провідних вітчизняних педагогічних вишів. Доцільно, на наш погляд, визначення провідного програмного забезпечення ГІС технологій на конкурсній основі за участю географів, викладачів педагогічних вишів та вчителів географії.
Поряд з підготовкою фахівців необхідно здійснювати перепідготовку та підготовку вчителів географії в галузі ГІС-освіти. Це найважливіше і складніше завдання з низки причин: відсутність чи недолік фахівців, які забезпечують проведення курсів ПК, проблеми з придбанням програмних продуктів, загальний недостатній рівенькомп'ютерної грамотності чинних вчителів географії та інші.
Саме тому важливо визначити адаптоване до шкільної освіти провідне програмне забезпечення ГІС, забезпечити вільний доступ до нього (на сайті Єдиної колекції цифрових ресурсів Міністерства освіти і науки РФ) або пільгові умови придбання з постачальниками. Виконання цієї умови дозволить багаторазово активізувати процес впровадження ГІС технологій у шкільну освіту.
Підвищення кваліфікації вчителів може здійснюватись через Інтернет, з розміщенням на сайті навчальних матеріалівта методик їх використання для шкільної освіти Доступність матеріалів у мережі Інтернет дозволить суттєво розширити кількість підготовлених вчителів географії порівняно з традиційним способом підвищення кваліфікації.
1. БЕРЛЯНТ, А. М. Географічні інформаційні системи у науках про Землю / А. М. Берлянт // Соросівський освітній журнал. – 1999. – №5.
2. БЕРЛЯНТ, А. М. Електронне картографування у Росії / А. М. Берлянт // Соросівський освітній журнал. – 2000. – Т. 6, №1.
3. БЕРЛЯНТ, А. М. УМО з класичної університетської освіти Росії. Секція картографії та геоінформатики / А. М. Берлянт // «Геопрофі», М., 2003. – №4.
4. ГІС сприяє розвитку шкільної освіти. За статтею в ArcNews, зима 2001-2002 років. - Режим доступу: http://www.dataplus.ru/ARCREV/Number_21/3_Scool2. html (дата звернення: 15. 03.2008).
5. ДЕРЖАВНИЙ освітній стандарт вищої професійної освіти за спеціальністю "032500 Географія". - М., 2005.
6. ГОХМАН, В. Пізнання світу через ГІС/В. Гохман. - Режим доступу: http://www.dataplus. ru/Industries/15Study/1_world. htm (дата звернення: 15.03.08).
7. ГУТОРОВА, Л. Є. Викладання геоінформатики у вузі / Л. Є. Гуторова // Педагогічна інформатика. – 2003. – №2.
8. ГУТОРОВА, Л. Є. Основи геоінформатики та геоінформаційних технологій: електронний підручник з курсу «Основи геоінформатики та ГІТ» для студентів педагогічних вузів / Л. Є. Гуторова; НТГСПА. - Нижній Тагіл, 2004.
9. Єдина колекція цифрових освітніх ресурсів. - Режим доступу: http://school-collection.edu.ru/ (дата звернення: 20.02.09).
10. ЖЕЛЕЗНЯКОВ, А. В. Інформаційний геокомплекс, призначений для використання в процесі навчання географії в загальноосвітній школі та включає програмний інструмент для роботи з цифровими географічними картами, комплект цифрових географічних карт та знімків, отриманих зі штучних супутників Землі: керівництво користувача / А. В. Железняков, О. В. Григор'єв, Д. В. Новенко [та ін.]. – М., 2007.
11. КОНДАКОВ, А. М. Нові інформаційні технології та стандарт другого покоління. Федеральний державний освітній стандарт ФГОС Публікації/А. М. Кондаков. - Режим доступу: http://standart.edu.ru/doc.aspx? DocId=761 (дата звернення: 08.02.09).
12. НОВЕНКО, Д. В. Використання геоінформаційних технологій у шкільній географічній освіті / Д. В. Новенко // Географія у школі. – 2007. – №7.
13. НОВЕНКО, Д. В. Інформаційне джерело складної структури "Використання шкільної ГІС (Жива Географія)": метод. посібник для вчителя географії / Д. В. Новенко, Н. Н. Петрова, А. В. Симонов, Є. В. Смирнова.- М., 2008.
14. НОВЕНКО, Д. В. Інформаційне джерело складної структури «Використання шкільної ГІС (Жива Географія)»: Навчальний метод. посібник для учнів / Д. В. Новенко, Н. Н. Петрова, А. В. Симонов, Є. В. Смирнова – М., 2008.
15. ОСНОВИ геоінформатики: у 2 кн. : навч. посібник для студентів вузів / О. Г. Капралов, А. В. Кошкарьов, В. С. Тикунов [та ін.]; за ред. В. С. Тікунова. - М.: Вид. центр "Академія", 2004.
16. ПРОЛЕТКІН, І. В. ГІС та Середня школа. - Режим доступу: http://old. sgu.ru/ogis/gis_otd/publ8. htm (дата звернення: 23.01.09).
17. СИМОНОВ, А. В. Геоінформаційна освіта в Росії: проблеми, напрями та можливості розвитку / А. В. Симонов. - Режим доступу: http://cnit.pgu.serpukhov.su/WIN/gisobrru.htm (дата звернення: 23.01.09).
18. ХАСАНШИНА, Н. З. Теорія та методика використання навчальних геоінформаційних систем у профільної підготовкишколярів: дис. ... канд. пед. наук/Н. З. Хасаншина. – Тольятті, 2004.
19. ШАЙТУРА, С. В. Концепція створення та використання єдиної шкільної геоінформаційної гіперсистеми. Інтернет. Суспільство. Особистість - ІОЛ-2000. Секція: F. Телекомунікації та Інтернет у середній освіті / С. В. Шайтура. - Режим доступу: http://www.ict.edu.ru/vconf/index. php?a=vconf&c=getForm&r=thesisDesc&d=light&id_sec=139&id_thesis=5408 (дата звернення: 23.01.09).
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Подібні документи
Історія створення географічних інформаційних систем, їх класифікація та функції. Сутність геохімічної оцінки техногенних аномалій. Застосування геоінформаційної системи ArcView 9 з метою оцінки забруднення важкими металами атмосферного повітря м. Ялти.
дипломна робота , доданий 19.12.2012
Інформаційне забезпечення екологічних досліджень. Структура та особливості експертної системи. Переваги геоінформаційних систем. Моделі у "математичній екології". Системи одержання даних. Об'єднання різноманітних інформаційних технологій.
реферат, доданий 11.12.2014
Особливості екології району: основні проблеми Челябінської області у сфері екології, вплив промислових підприємств на екологію, шляхи та методи вирішення екологічних проблем. Удосконалення технологій очищення природного середовища від відходів.
доповідь, доданий 15.07.2008
Основні види хроматографії. Застосування хроматографічних методів у екологічному моніторингу. Застосування хроматографії в аналізі об'єктів довкілля. Сучасне апаратурне оздоблення. Методи прояву хроматограм та робота хроматографа.
курсова робота , доданий 08.01.2010
Використання геоінформаційних систем для створення карт основних параметрів навколишнього середовища в нафтогазовій галузі з метою виявлення масштабів та темпів деградації флори та фауни. Базові основи системи моніторингу та комплексної оцінки природного середовища.
курсова робота , доданий 27.02.2011
Поняття моніторингу забруднення шкідливими речовинами, його цілі та завдання, класифікація. Інститути регіонального моніторингу екології. Побудова системи регіонального спостереження Республіка Білорусь. Деякі результати стаціонарних спостережень.
реферат, доданий 30.05.2015
презентація , доданий 27.11.2015
Загальна характеристиказабруднень природного та антропогенного походження, фізичні, хімічні та біологічні забруднення природного середовища. Наслідки забруднення та несприятлива зміна нашого оточення, контроль та ліквідація відходів.
сажі, важких металів – для з'ясування закономірності перерозподілу забруднювачів на території відкритої та залісненої, оскільки сніговий покрив дозволяє виявити лісомеліоративний ефект у просторовому перерозподілі забруднювачів на різній відстані від джерела забруднення.
Результати та їх обговорення. Отримані результати свідчать про акумуляцію забруднюючих речовин сніговим покривом, обсяг яких зменшується пропорційно відстані від джерела впливу. Таким обрахом, підтверджується снігозахисна роль залізничних смуг (на відстані 60-100 м від джерела впливу) - вміст забруднюючих речовин на облесеній ділянці в середньому нижче на 60%, ніж на аналогічній відкритій території.
Висновок, висновки.
Виходячи з експериментальних даних, можна зробити такі висновки. У процесі роботи було апробовано традиційну методику відбору снігового покриву на утримання в ньому полю-тантів. Крім того, подібна методика дозволяє виявити ефективність виконання снігозахисної функції системою захисних лісових насаджень уздовж лінійних об'єктів. Слід зазначити позитивну тенденцію щодо зменшення вмісту забруднюючих речовин у сніговому покриві у залізничній смузі порівняно з відкритою територією.
Література:
1. Аеротехногенний моніторинг стану міського середовища щодо забруднення снігового покриву (на прикладі міста Воронежа) / Т. І. Прожорина [та ін.] // Вісник Волгоградського державного університету. Серія 11. Природничі науки. – 2014. – № 3(9). – С. 28-34.
2. Безугла Е. Ю. Моніторинг стану забруднення атмосфери у містах. - Л.: Гідрометеоздат, 1986. - 284 с.
3. Василенко В. Н., Назаров І. М. Моніторинг забруднення сніжного покриву. - Л.: Гідрометеоздат, 1985. - 312 с.
4. Інструкція по снігоборотьбі на залізницьах Російської Федерації. – М.: Транспорт, 2000. – 95 с.
5. Матвєєва А. А. Сніговий покрив як індикатор
забруднення навколишнього середовища // Еколого-економічні оцінки регіонального розвитку: матеріали Круглого столу, м. Волгоград, 30 березня 2009 р., ГОУ ВПО «ВолДУ» / Відп. ред С. Н. Кирилів. - Волгоград: ВолДУ
2009. – С. 59-63.
6. Матвєєва А. А. Стан та екологічна роль захисних лісових насаджень уздовж залізниць: ав-тореф. дис. ... к. с.-г. н. – Волгоград, 2009. – 22 с.
7. Матякін Г. І., Пряхін В. Д., Прохорова З. А. Снігозахисні лісові смуги. - М.: НТІ Мін-ва автомобільного транспорту та шосейних доріг РРФСР, 1962. - 79 с.
8. Оцінка забруднення атмосферного повітря пилом за даними снігозйомки на основі реконструкції полів випадань / А. Ф. Щербатов [та ін] // Аналіз ризику здоров'ю. – 2014. – № 2. – С. 42-47.
9. Прокачева В. Г., Усачов В. Ф. Сніговий покрив як індикатор кумулятивного забруднення у сфері впливу міст та доріг // Метеорологія та гідрологія. – 2013. – № 3. – С. 94-106.
10. Шляхове господарство: підручник для вузів ж.-д. транспорту / За ред. І. Б. Лехно. - М: Транспорт, 1990. - 472 с.
11. Сажин А. Н., Кулик К. Н., Васильєв Ю. І. Погода та клімат Волгоградській області. - Волгоград: ВНІАЛМІ,
12. Сергєєва А. Г., Куїмова Н. Г. Сніговий покрив як індикатор стану атмосферного повітря в системі санітарно- екологічного моніторингу// Бюлетень фізіології та патології дихання. – 2011. – Вип. 40. – С. 100-104.
13. Сніг: Довідник/За ред. Д. М. Грея та Д. Х. Мейла. - Л.: Гідрометеоздат, 1986. - 751 с.
14. Шумілова М. А., Жиделєва Т Г. Особливості забруднення снігового покриву поблизу великих автомагістралей м. Іжевська // Вісник університету Удмурта. - 2010. -Вип. 2. – С. 90-97.
ENVIRONMENTAL ROLE OF WINDBREAKS PLANTED
ALONG THE RAILWAYS FOR REDUCTION OF SNOW COVER POLLUTION
Матвєєва А. А., PhD Sci. Agr. [email protected], [email protected] Volgograd State University, Volgograd, Росія
Папір розглядає sortiment properties of snow cover which define the level of anthropogenic impact of linear facilities, including railway transport; Проаналізують аналітику територій Вольгоградської вежі на ході дорожнього руху - човни, шельтеровані і шельфовані.
Keywords: protective forestations, railway, region, snow cover, pollution
УДК 528:634.958
ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ В ЕКОЛОГІЇ І ПРИРОДОКОРИСТАННІ
К. Б. Мушаєва, к. с.-г. н., [email protected]- Калмицька НІАГЛОС -філія ФНЦ агроекології РАН, Еліста, Росія
Розглянуто питання застосування геоінформації при створенні картографічних матеріалів.
маційних систем (ГІС). Складено електрон- Ключові слова: геоінформаційні системи
ня ґрунтова карта Калмикії. Показано преми, екологія, природокористування, електрон-
майна застосування програми Quantum GIS ні карти.
В даний час практично жодне завдання природокористування не вирішується без використання тієї чи іншої геоінформаційної технології. У наш час вільне програмне забезпечення стало символом інновацій та прогресу. Геоінформаційні методи та системи знаходять широке застосування в природокористуванні та охороні навколишнього середовища, оскільки дозволяють:
створювати електронні карти, що відображають стан довкілля території;
проводити гео- та імітаційне моделювання явищ, що відбуваються в навколишньому середовищі, з урахуванням рівнів антропогенного навантаження та ефективності прийнятих управлінських рішень;
накопичувати, зберігати та запитувати інформацію щодо трендів параметрів навколишнього середовища за
проміжок часу;
оцінювати екологічні ризики територій та об'єктів (підприємств) для управління безпекою при техногенних впливах на довкілля.
Для того щоб використовувати ГІС у певній тематичній галузі, необхідно, перш за все, сформулювати завдання, яке має вирішуватися засобами ГІС.
Кожен проект є унікальним, тому при його реалізації враховуються доступні технічні коштита структура суб'єкта, в якому ГІС-проект реалізується.
Можливості ГІС для інтеграції інформації, отриманої з різних джерел, у просторовому контексті роблять їх придатними як-
ти засобів підтримки процедур прийняття рішень, побудови моделей для прийняття рішення, наприклад, у природокористуванні, які мають будуватися з урахуванням безлічі факторів.
Такі моделі використовують географічно прив'язану інформацію, виміряну по безлічі параметрів, для визначення просторових взаємодій, що є оптимальними або кращими.
Значна частина інформації у сфері природокористування має географічну прив'язку і тому є просторово-координованою. Будь-який фахівець у цій галузі змушений застосовувати у своїй роботі ГІС як візуалізації даних, т. е. створення електронних карт, так виконання різних видів просторового аналізу даних, зберігання первинної інформації, проведення експертиз і підготовки прийняття управлінських рішень.
ГІС можуть містити інформаційно-вимірювальні блоки. У цьому випадку можлива візуалізація результатів постійного моніторингу довкілля у реальному часі.
Також ГІС можуть бути джерелом даних для комп'ютерних моделей поширення забруднюючих речовин у навколишньому середовищі та моделей функціонування екологічних систем.
Результати комп'ютерного моделювання також можуть бути представлені на електронних ГІС-картах. Одна з переваг електронних карток порівняно з паперовими полягає в найширших можливостях створення нових просторових об'єктів на основі вже існуючих з наслідуванням семантики «базових» об'єктів.
При виконанні досліджень часто буває необхідно помістити на карті точки відбору проб, вимірювань тощо місць виконання польових досліджень за їх координатами. Також часто для візуалізації чи аналізу екологічної інформації потрібно здійснити зв'язування чи з'єднання реляційних таблиць.
Типовим завданням геоекологічних досліджень є просторова інтерполяція результатів польових досліджень та аналіз отриманих просторових полів.
Для кращого представлення результатів досліджень буває корисним застосування діаграм, які створення також можливе серед ГІС.
Дуже часто при дослідженнях в галузі геоекології та природокористування виникає потреба географічної прив'язки растрового шару – відсканованого зображення паперової карти або супутникового знімка.
Екологічні ГІС є складними інформаційними системами, що включають:
операційну систему;
інтерфейс користувача;
системи ведення баз даних та відображення екологічної інформації.
Вільне використання, зміна та розповсюдження програмного забезпечення та його вихідних кодів гарантовано підтримкою вільного обміну ідеями між користувачами та розробниками. Нині можна виділити такі популярні відкриті ГІС: GRASS GIS; ILWIS; MapWindow GIS; SAGA; Quantum GIS; gvSIG та ін.
Серед перерахованих програм для початкового оцифрування карт та їх створення використовують Quantum GIS (QGIS) - вільну кроссплатформен-
ну геоінформаційну систему.
Програма QGIS доступна для більшості сучасних платформ (Windows, Mac OS X, Linux) і поєднує підтримку векторних та растрових даних, а також здатна працювати з даними, що надаються різними картографічними веб-серверами та багатьма поширеними просторовими базами даних. QGIS має одне з найбільш розвинених інтернет-спільнот серед відкритих ГІС, при цьому кількість розробників постійно збільшується, чому сприяють наявність хорошої документації щодо процесу розробки та зручна архітектура. Програма QGIS має великий набір функцій створення ЦМР і формування карт.
Базою для створення карти послужили архів із цифровою ґрунтовою картою Росії масштабу 1:2 500 000 у форматі shape-файлу та легенда ґрунтової карти у форматі електронної таблиці Excel, яка містить індекс та назву ґрунту.
Додаємо шар ґрунтової карти в QGIS. Шар - Додати шар - Додати векторний шар або кнопку на панелі інструментів зліва. Вказуємо тип джерела Файл, кодування UTF-8. Натисніть кнопку Огляд і виберіть файл soil_map_M2_5-1.0.shp.
У діалоговому вікні відкриваємо OGR-сумісний векторний шар праворуч навпроти рядка Ім'я файлу стоятиме фільтр ESRI shape-файли (*.shp *.SHP) (рисунок 1).
Доданий шар відображатиметься у градусах широти та довготи, географічної системи координат WGS-84. Додаємо в проект файл boundary-polygon.shp із Open Street Map. Цей файл ми створювали раніше для картографування статистичних даних. Збільшуємо охоплення зображення до його меж. Необхідно звернути увагу, що межі шарів трохи не співпадатимуть у просторі. Це різним масштабом вихідних даних. Для виправлення виконуємо аналітичну операцію "Обрізати" -Меню Вектор - Геообробка - Обрізати.
Вказуємо вихідний шар - те, що буде обріза-
0. t В-О Га--Чт ¡411 ■■ Т Н ■"» " -:■
11 Б і-Р SB-Ii І
Нещодавні проекти
© . í , ä,„......
Малюнок 1 - Діалогове вікно відкриття OGR-сумісного векторного шару
але – файл soil_map_M2_5-1.0.shp.
Як шар обрізки - те, що буде використано як відрізна форма - вказуємо файл boundary-polygon.shp.
Результат обрізки називаємо Ґрунти Республіки Калмикії та зберігаємо в ту ж папку, де знаходиться завантажена ґрунтова карта. При цьому вказуємо тип файлів SHP-файли (*^р). Кодування – ШГ-8 (рисунок 2).
Параметри Лог
boundary-polygon
part of the features in the input layer that fells
Features will be modified by the dipoing operation.
Мій комп'ютер Ü soi_map_MZ_5-L0
Малюнок 2 - Вікно збереження отриманого файлу
Запускаємо інструмент (малюнок 3). Додаємо в проект збережений на диску в результаті обрізання файл Ґрунту Республіки Калми-кия^р, не забуваючи при цьому вказати кодування ШГ-8.
Змінюємо систему координат проекту з географічною WGS-84 на прямокутну систему координат WGS 84/UTM 44N (Universal Transverse Mercator – універсальна поперечна Меркатора). В результаті карта набуде більш звичного вигляду.
у пакетному режимі.
Вихідний злам | soil_map_M2_5-l.Q [
Шар обрізки
I boundary-polygon
Результат обрізки
| P:/Soil/soil_map_M2._5-i.O/rio4Bbi Алтайського краю,5Ьр 0 Відкрити вихідний файл після виконання алгоритму
Це algorithm dips a vector layer використовуючи polygons of an additional polygons layer Тільки parts of the features in the input layer що falls within polygons of dipping layer will be added to the resulting layer
Атрибути нюансів не змінилися, алевластивості таких, як область або частина нюансів будуть (змінені з роздільною здатністю. Якщо такі особливості будуть встановлені в них, цивілізатори повинні бути manually updated,
Малюнок 3 - Вікно запуску інструмента обрізання файлу
Додамо EXCEL-файл легенди ґрунтової карти в проект. Шар - Додати шар - Додати векторний
шар. Тип джерела Файл. Кодування ШГ-8. Огляд – вибрати файл soil_map_M2_5Jegend-L0.xls (рисунок 4).
Додати векторний шар
Тип джерела
® Файл Про Каталог Кодування System
Про База даних
~ «Н - Ча І
Набір даних
]|| Огляд I
Відкрити OGR-сумісний векторний шар
ifF1 Admin (k504-n02 У відео ¿Ц Документи Ц^. Завантаження
Зображення jb Музика Lh Робочий стіл
U SOi map M2 5-1.0 28.0B.2017 18:40 Пагтка з файлами
IIsoi _m a p_M2_5_l eg en d -1.0.xts 28.03.2017 17:59 Аркуш Microsoft Ex... 82 КБ
LID soi _map_M2_5-10.zip 28.03,201717:58 Стиснена ZIP-папка 54192 КБ
I диск SKRIPKO (GO stud t\10,0.28,2с.
Ім'я файлу:
soil_map_M2_5_legend-1.0.xls V I Усі файли Г) Г.") ^ I
Малюнок 4 - Відкриття EXCEL-файл легенди ґрунтової карти
Ґрунти Калмикії ПІДСУМК
Бурі солонцюваті та солонці (автоморфні) I I Бурі солонцюваті та солончакуваті
I М Вода "-"
I I Каштанові ^^
I I Каштанові солонцюваті та солончакуваті
I -I Каштанові солонцюваті та солончакуваті та солонці (автоморфні)"-"
ОВ Лугово-болотні солончакуваті та солонцюваті ^^
I І Лугово-каштанові
I I Лугово-каштанові солонцюваті та солончакуваті I I Лугові солонцюваті та солончакуваті I I Маршеві засолені та солонцюваті |Л Піски
I I Заплавні засолені Ц Заплавні лучні
Світло-каштанові
Світло-каштанові солонцюваті та солончакуваті
Світло-каштанові солонцюваті та солончакуваті та солонці (автоморфні) Солоді
Солонці (автоморфні)
Солонці (автоморфні) та бурі солонцюваті
Солонці (автоморфні) та каштанові солонцюваті та солончакуваті
Солонці (автоморфні) та світло-каштанові солонцюваті та солончакуваті
Солонці лугуваті (напівгідроморфні)
Солонці лучні (гідроморфні)
Солончаки лучні
Солончаки типові
Солончаки типові та солонці лучні (гідроморфні) Темно-каштанові
Темно-каштанові солонцюваті та солончакуваті
Чорноземи південні та звичайні міцепярно-карбонатні (чорноземи глибокі карбонатні)
Малюнок 5 - Ґрунтова карта Калмикії
Підсумком такої роботи (на прикладі цифрової ґрунтової карти Росії масштабу 1:2 500 О00) у нас стала ґрунтова карта Калмикії (рисунок 5).
Використання інформаційного підходу, що базується на інформаційних технологіях (геоінформаційних та експертних системах), дозволяє не лише кількісно описати процеси, що відбуваються в складних еко- та геосистемах, а й, змоделювавши механізми цих процесів, науково обґрунтувати методи оцінки стану різних компонентів навколишнього природного середовища.
Програма Quantum GIS має гарний компонувальник карт . Компонувальник карти забезпечує широкі можливості для підготовки макету картки та її друку. Він дозволяє додавати такі елементи: карта QGIS, легенда, масштабна лінійка, зображення, фігури, стрілки та текстові блоки. При створенні макета доступна зміна розмірів, групування, вирівнювання та зміна положення кожного елемента, а також налаштування їх властивостей. Готовий макет можна роздрукувати або експортувати до растрового зображення, форматів Postscript, PDF або SVG. Таким
Таким чином, можна зробити наступний висновок, що використання програми Quantum GIS полегшує процес створення картографічних матеріалів для тих чи інших цілей. Перевага даної програми були описані в даній роботі.
Література:
1. Акашева А.А. Просторовий аналіз даних у історичних науках. Застосування геоінформаційних технологій. Навчально-методичний посібник/ А.А. Акашева. – Нижній Новгород: Нижегородський держуніверситет, 2011. – 79 с.
2. Електронний підручник 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. Quantum GIS. Посібник користувача.
GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS IN ECOLOGY AND
ENVIRONMENTAL MANAGEMENT Mushayeva K.B., PhD Sci. Agr., [email protected]- Kalmyk NIAGLOS - Branch of FSC of Agroecology RAS, Elista, Russia
Матеріали розглядають використання географічних інформаційних систем (GIS). Будинок e-map of Republic of Kalmykia був розроблений. Додаток до застосування програми Quantum GIS для створення maps є повторним.
Key words: geographic information systems, ecology, nature management, e-maps.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
ФЕДЕРАЛЬНЕ АГЕНТСТВО З ОСВІТИ
Державне освітня установавищої професійної освіти
"Санкт-Петербурзький державний політехнічний університет"
ІНСТИТУТ МЕНЕДЖМЕНТУ ТА ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
(філія) Санкт-Петербурзького державного політехнічного університету у м. Череповці
(ІМІТ СПбГПУ)
Дисципліна: «Інформатика»
Тема: «Геоінформаційні системи в екології та природокористуванні»
Виконав студент групи з.481 Барська Катерина Олександрівна
№ варіанта 5 № залікової книжки з4080105
Керівник Матвєєв Микола Сергійович
м. Череповець
Вступ
Інформаційні системи
Програмне забезпечення ГІС
Геоінформаційні системи в екології
Проект МЕМОС
Список літератури
Вступ
Інформаційні технології служать передусім мети економії ресурсів шляхом пошуку та подальшого використання інформації підвищення ефективності людської діяльності. В даний час дослідження з охорони навколишнього середовища ведуться у всіх галузях науки та техніки різними організаціями та на різних рівнях, у тому числі і на державному. Однак інформація з цих досліджень характеризується високою неуважністю.
Великі обсяги екологічної інформації, дані багаторічних спостережень, новітні розробки розкидані за різними інформаційними базами або навіть знаходяться на паперових носіях в архівах, що не лише ускладнює їх пошук, використання, а й призводить до сумніву в достовірності даних та ефективному використанні коштів, що виділяються на екологію. з бюджету, іноземних фондів чи комерційними структурами.
Другим моментом, який зумовлює необхідність інформатизації, є проведення постійного моніторингу за фактичним станом довкілля, сплатою податків, проведенням екологічних заходів. Необхідність контролю виникла з прийняттям плати за забруднення ще з 1992 р., коли виявилися такі проблеми, як переіндексація платежів у зв'язку з інфляцією, несплата за забруднення возуха, «ухилення» від екологічних платежів, зумовлені відсутністю необхідної технічної бази для своєчасного контролю за виконанням норм закону .
Завдяки автоматизованим моніторинговим системам контроль за природоохоронною діяльністюстає більш ефективним, оскільки постійне спостереження дозволяє не лише стежити за правильністю виконання закону, а й вносити до нього поправки відповідно до фактичних умов екологічної та соціально-економічної обстановки.
На рубежі двох тисячоліть проблема взаємовідносин людського суспільстваз навколишнім середовищем набула гострого характеру. Останні десятиліття зріс ризик виникнення великих екологічних катастроф, викликаних людиною і які виникають внаслідок захисної реакції природи.
Природні та антропогенні екологічні катастрофи мають історичний аспект. Різні природні катастрофи, такі як повені та лісові пожежі, існували протягом всієї історії нашої планети. Однак з розвитком сучасної цивілізації виникли катастрофи нового типу, що включають опустелювання, деградацію земельних ресурсів, пилові бурі, забруднення Світового океану та ін. Початок XXI століття гостро ставить завдання оцінки ризику екологічних катастроф, вжиття заходів щодо їх запобігання. Іншими словами, актуальним стало завдання управління екологічними катастрофами. А це можливо за наявності необхідного інформаційного забезпеченняпро минулий, поточний та майбутній стан об'єктів навколишнього середовища, включаючи природні, природно-техногенні та антропогенні системи.
Інформаційні системи
Сучасні інформаційні технології призначаються для пошуку, обробки та поширення великих масивів даних, створення та експлуатації різних інформаційних систем, що містять бази та банки даних та знань.
У широкому значенні слова, інформаційна система - це система, деякі елементи якої є інформаційними об'єктами (тексти, графіки, формули, сайти, програми тощо), а зв'язки мають інформаційний характер.
Інформаційна система, що розуміється у вужчому сенсі, - це система, призначена для зберігання інформації в спеціально організованій формі, забезпечена засобами для виконання процедур введення, розміщення, обробки, пошуку та видачі інформації за запитами користувачів.
Найважливішими підсистемами автоматизованих інформаційних систем є бази та банки даних, а також пов'язані з класом систем штучного інтелектуекспертні системи. Окремо слід розглянути геоінформаційні системи як одні з найбільш розвинених глобальних АІС в екології на даний момент.
Поняття про Геоінформаційну систему (ГІС)
Геоінформаційна система (ГІС) - це програмно-апаратний комплекс, що вирішує сукупність завдань із зберігання, відображення, оновлення та аналізу просторової та атрибутивної інформації по об'єктах території. Однією з основних функцій ГІС є створення та використання комп'ютерних (електронних) карт, атласів та інших картографічних творів. Берлянт А.М. Картографія: Підручник для вузів. – М.: Аспект Прес, 2001. – 336 с. Основою будь-якої інформаційної системи є дані. Дані в ГІС поділяються на просторові, семантичні та метадані. Просторові дані - дані, що описують розташування об'єкта в просторі. Наприклад, координати кутових точок будівлі, представлені у місцевій чи будь-якій іншій системі координат. Семантичні (атрибутивні) дані – дані про властивості об'єкта. Наприклад, адреса, кадастровий номер, поверховість та інші характеристики будівлі. Метадані – дані про дані. Наприклад, інформація про те, ким, коли і з використанням якогось вихідного матеріалу, в систему було внесено будівлю. Перші ГІС були створені в Канаді, США та Швеції для вивчення природних ресурсів у середині 1960-х роках, а зараз у промислово розвинених країнах існує тисячі ГІС, що використовуються в економіці, політиці, екології, управлінні та охороні природних ресурсів, кадастрі, науці, освіті і т.д. Вони інтегрують картографічну інформацію, дані дистанційного зондування та екологічного моніторингу, статистику та переписи, гідрометеорологічні спостереження, експедиційні матеріали, результати буріння та ін. інформації, пов'язаної з тим чи іншим об'єктом ГІС, що спрощує процес використання інформації про об'єкти міської території зацікавленими службами та особами. Також варто зазначити, що ГІС може бути (і має) інтегрована з будь-якою іншою муніципальною інформаційною системою, яка використовує дані про об'єкти міської території. Наприклад, система автоматизації діяльності комітету з управління муніципальним майном має використовувати у роботі адресний план і карту земельних ділянок муніципальної ГИС. Також у ГІС можуть зберігатися зони, що містять коефіцієнти орендних ставок, які можуть використовуватись при розрахунку орендної плати. У тому випадку, коли в місті використовується централізована муніципальна ДВС, усі співробітники ОМСУ та міських служб мають можливість отримувати регламентований доступ до актуальних даних ДВС, при цьому витрачаючи набагато менший час на їх пошук, аналіз та узагальнення. ГІС призначені для вирішення наукових та прикладних завдань інвентаризації, аналізу, оцінки, прогнозу та управління навколишнім середовищем та територіальною організацієютовариства. Основу ГІС становлять автоматизовані картографічні системи, а головними джерелами інформації є різні геозображення. Геоінформатика - наука, технологія та виробнича діяльність:
за науковому обґрунтуванню, проектування, створення, експлуатації та використання географічних інформаційних систем;
з розробки геоінформаційних технологій;
За прикладними аспектами або додатками ГІС для практичних чи геонаукових цілей. Дяченко Н.В. Використання ГІС-технологій
Програмне забезпечення ГІС
Програмні забезпечення ГІС діляться п'ять основних використовуваних класів. Перший найбільш функціонально повний клас програмного забезпечення – це інструментальні ГІС. Вони можуть бути призначені для найрізноманітніших завдань: для організації введення інформації (як картографічної, так і атрибутивної), її зберігання (у тому числі й розподіленого, що підтримує мережеву роботу), відпрацювання складних інформаційних запитів, вирішення просторових аналітичних завдань (коридори, оточення, мережеві завдання та ін.), побудови похідних карт та схем (оверлейні операції) та, нарешті, для підготовки до висновку на твердий носій оригінал-макетів картографічної та схематичної продукції. Як правило, інструментальні ГІС підтримують роботу, як з растровими, так і з векторними зображеннями, мають вбудовану базу даних для цифрової основи та атрибутивної інформації або підтримують для зберігання атрибутивної інформації одну з найпоширеніших баз даних: Paradox, Access, Oracle та ін. продукти мають системи run time, що дозволяють оптимізувати необхідні функціональні можливості під конкретне завдання та здешевити тиражування створених з їх допомогою довідкових систем. Другий важливий клас - так звані ГІС-в'ювери, тобто програмні продукти, що забезпечують користування створеними за допомогою інструментальних ГІС баз даних. Як правило, ГІС-в'ювери надають користувачеві (якщо надають взагалі) вкрай обмежені можливостіпоповнення бази даних. Всі ГІС-в'ювери включають інструментарій запитів до баз даних, які виконують операції позиціювання та зумування картографічних зображень. Природно, в'ювери завжди входять складовоюу середні та великі проекти, дозволяючи заощадити витрати на створення частини робочих місць, не наділених правами поповнення бази даних. Третій клас – це довідкові картографічні системи (СКС). Вони поєднують у собі зберігання та більшість можливих видів візуалізації просторово розподіленої інформації, містять механізми запитів щодо картографічної та атрибутивної інформації, але при цьому суттєво обмежують можливості користувача щодо доповнення вбудованих баз даних. Їхнє оновлення (актуалізація) носить циклічний характер і проводиться зазвичай постачальником СКС за додаткову плату. Четвертий клас програмного забезпечення – засоби просторового моделювання. Їхнє завдання – моделювати просторовий розподіл різних параметрів (рельєфу, зон екологічного забруднення, ділянок затоплення при будівництві гребель та інші). Вони спираються кошти роботи з матричними даними і забезпечуються розвиненими засобами візуалізації. Типовою є наявність інструментарію, що дозволяє проводити найрізноманітніші обчислення над просторовими даними (складання, множення, обчислення похідних та інші операції).
П'ятий клас, на якому варто загострити увагу – це спеціальні засоби обробки та дешифрування даних зондувань землі. Сюди відносяться пакети обробки зображень, забезпечені залежно від ціни різним математичним апаратом, що дозволяє проводити операції зі сканованими або записаними у цифровій формі знімками поверхні землі. Це досить широкий набір операцій, починаючи з усіх видів корекцій (оптичної, геометричної) через географічну прив'язку знімків до обробки стереопар з видачею результату як актуалізованого топоплана. Окрім згаданих класів, існує ще різноманітні програмні засоби, що маніпулюють із просторовою інформацією. Це такі продукти, як засоби обробки польових геодезичних спостережень (пакети, що передбачають взаємодію з GPS-приймачами, електронними тахометрами, нівелірами та іншим автоматизованим геодезичним обладнанням), засоби навігації та ПЗ для вирішення ще вужчих предметних завдань (вишукування, екологія, гідрогеологія тощо) ). Природно, можливі й інші принципи класифікації програмного забезпечення: за сферами застосування, за вартістю, підтримкою певним типом (або типами) операційних систем, за обчислювальними платформами (ПК, робочі Unix-станції) тощо. Стрімке зростання кількості споживачів ГІС-технологій рахунок децентралізації витрачання бюджетних коштів та залучення до них дедалі нових і нових предметних сфер їх використання. Якщо до середини 90-х основний зростання ринку був пов'язаний лише з великими проектами федерального рівня, то сьогодні головний потенціал переміщається у бік масового ринку. Це світова тенденція: за даними дослідницької фірми Daratech (США), світовий ринок ГІС для персональних комп'ютерів зараз у 121,5 рази випереджає загальне зростання ринку ГІС-рішень. Масовість ринку і конкуренція призводять до того, що споживачеві за ту ж чи меншу ціну пропонується дедалі якісніший товар. Так, для провідних постачальників інструментальних ГІС стало вже правилом постачання разом із системою та цифровою картографічною основою того регіону, де поширюється товар. Та й сама наведена класифікація ПЗ стала реальністю. Ще буквально два-три роки тому функції автоматизованої векторизації та довідкових систем можна було реалізувати лише за допомогою розвинених та дорогих інструментальних ГІС (Arc/Info, Intergraph). Прогресуюча тенденція до модульності систем дозволяє оптимізувати витрати для конкретного проекту. Сьогодні навіть пакети, які обслуговують будь-який технологічний етап, наприклад векторизатори, можна придбати як у повному, так і скороченому наборі модулів, бібліотек символів тощо. Вихід цілої низки вітчизняних розробок на "ринковий" рівень. Такі продукти, як GeoDraw/GeoGraph, Sinteks/Tri, GeoCAD, EasyTrace, мають не тільки значну кількість користувачів, але й мають уже всі атрибути ринкового оформлення та підтримки. У російській геоінформатиці є якась критична цифра працюючих інсталяцій - п'ятдесят. Як тільки ви її досягли, далі є лише два шляхи: або різко вгору, нарощуючи кількість своїх користувачів, або - відхід з ринку через неможливість забезпечити необхідну підтримку та розвиток свого продукту. Цікаво, що всі згадані програми обслуговують нижній ціновий рівень; іншими словами, у них знайдено оптимальне співвідношення між ціною та натиском функціональних можливостей саме для російського ринку.
Геоінформаційні системи в екології та природокористуванні
Географічні інформаційні системи (ГІС) з'явилися у 60-х роках XX століття як інструменти для відображення географії Землі та розташованих на її поверхні об'єктів. Зараз ГІС є складними і багатофункціональними інструментами для роботи з даними про Землю.
Можливості, що надаються користувачеві ГІС:
робота з карткою (переміщення та масштабування, видалення та додавання об'єктів);
друк у заданому вигляді будь-яких об'єктів території;
виведення на екран об'єктів певного класу;
виведення атрибутивної інформації про об'єкт;
обробка інформації статистичними методами та відображення результатів такого аналізу безпосереднім накладенням на карту
Так, за допомогою ГІС фахівці можуть оперативно спрогнозувати можливі місця розривів трубопроводи, простежити на карті шляхи поширення забруднень та оцінити ймовірні збитки для природного середовища, обчислити обсяг коштів, необхідних для усунення наслідків аварії. За допомогою ГІС можна відібрати промислові підприємства, що здійснюють викиди шкідливих речовин, відобразити троянду вітрів і ґрунтові води в місцевості, що їх оточує, і змоделювати поширення викидів у навколишньому середовищі.
У 2004р. президією Російської академії наук було прийнято рішення про проведення робіт за програмою «Електронна Земля», суть якої полягає у створенні багатопрофільної геоінформаційної системи, що характеризує нашу планету, практично цифрової моделі Землі.
Зарубіжні аналоги програми «Електронна Земля» можна поділити на локальні (централізовані, дані зберігають одному сервері) і розподілені (дані зберігаються і поширюються різними організаціями різних умовах).
Безумовним лідером у створенні локальних баз даних є ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc., США) Сервер ArcAtlas “Our Earth” містить понад 40 тематичних покриттів, які широко використовуються у всьому світі. Практично всі картографічні проекти масштабу 1:10 000 000 і дрібніших масштабів створюються з його використанням.
Найбільш серйозним проектом створення розподіленої бази даних є «Цифрова Земля» (Digital Earth). Цей проект було запропоновано віце-президентом США Гором у 1998 р., основним виконавцем є NASA. У проекті беруть участь міністерства та державні відомства США, університети, приватні організації, Канада, Китай, Ізраїль та Європейський Союз. Всі проекти розподілених баз даних зазнають серйозних труднощів у питаннях стандартизації метаданих та сумісності окремих ГІС та проектів, створених різними організаціями із застосуванням різного програмного забезпечення.
Діяльність людини постійно пов'язана з накопиченням інформації про навколишнє середовище, її відбором та зберіганням. Інформаційні системи, основне призначення яких – інформаційне забезпечення користувача, тобто надання йому необхідних відомостейз конкретної проблеми чи питання, допомагають людині вирішувати завдання швидше та якісніше. При цьому ті самі дані можуть використовуватися при вирішенні різних завдань і навпаки. Будь-яка інформаційна система призначена для вирішення деякого класу завдань і включає як сховище даних, так і засоби для реалізації різних процедур.
Інформаційне забезпечення екологічних досліджень реалізується головним чином за рахунок двох інформаційних потоків:
інформація, що виникла під час проведення екологічних досліджень;
науково-технічна інформація щодо світового досвіду розробки екологічних проблем з різних напрямків.
Загальною метою інформаційного забезпечення екологічних досліджень є вивчення інформаційних потоків та підготовка матеріалів для прийняття рішень на всіх рівнях управління у питаннях виконання екологічних досліджень, обґрунтування окремих науково-дослідних робіт, а також розподілу фінансування.
Оскільки об'єктом опису та вивчення є планета Земля, і екологічна інформація має спільні риси з геологічною, то перспективна побудова географічних інформаційних систем для збирання, зберігання та обробки фактографічної та картографічної інформації:
про характер та ступінь екологічних порушень природного та техногенного походження;
про загальні екологічні порушення природного та техногенного походження;
про загальні екологічні порушення у певній сфері людської діяльності;
про надровикористання;
про економічне управління певною територією.
Географічні інформаційні системи розраховані, як правило, на встановлення та підключення великої кількості автоматизованих робочих місць, що мають власні бази даних та засоби виведення результатів. Екологи на автоматизованому робочому місці на основі просторово прив'язаної інформації можуть вирішити завдання різного спектру:
аналіз зміни довкілля під впливом природних та техногенних факторів;
раціональне використання та охорона водних, земельних, атмосферних, мінеральних та енергетичних ресурсів;
зниження збитків та запобігання техногенним катастрофам;
забезпечення безпечного проживання людей, охорона їхнього здоров'я.
Всі потенційно екологічно небезпечні об'єкти та відомості про них, про концентрацію шкідливих речовин, допустимі норми тощо. супроводжуються географічною, геоморфологічною, ландшафтно-геохімічною, гідрогеологічною та іншими типами інформації. Розсіяність та нестача інформаційних ресурсів в екології лягла в основу розроблених ІГЕМ РАН аналітичних довідково-інформаційних систем (АСІС) за проектами в галузі екології та охорони навколишнього середовища на території Російської Федерації АСІС «ЕкоПро», а також розробка автоматизованої системи для Московської області, покликаної здійснити її екомоніторинг. Різниця завдань обох проектів обумовлюється як територіальними кордонами (у першому випадку це територія всієї країни, тоді як у другому безпосередньо Московська область), а й у сферах застосування інформації. Система «ЕкоПро» призначена для накопичення, обробки та аналізу даних про екологічні проекти прикладного та дослідницького характеру на території РФ за іноземні гроші. Система моніторингу Московської області покликана служити джерелом інформації про джерела та реальне забруднення навколишнього середовища, запобігання катастрофам, екологічним заходам у галузі охорони навколишнього середовища, платежам підприємств на території області з метою економічного управління та контролю з боку державних органів. Так як інформація за своєю природою має гнучкість, то можна сказати, що і та, і інша система, розроблена ІГЕМ РАК може використовуватися як з метою проведення досліджень, так і для управління. Тобто завдання двох систем можуть переходити одна до одної.
Як приватний приклад бази даних, що зберігає інформацію з охорони навколишнього середовища, можна навести роботу О.С. Брюховецького та І.П. Ганіна «Проектування бази даних методами ліквідації локальних техногенних забруднень у масивах гірських порід». У ній розглядається методологія побудови такої бази даних, надається характеристика оптимальних умов її застосування.
При оцінці надзвичайних ситуацій інформаційна підготовка займає 30-60% часу, а інформаційні системи спроможні швидко надати інформацію та забезпечити знаходження ефективних методів врегулювання. В умовах надзвичайної ситуаціїрішення не можуть бути змодельовані в явному вигляді, проте основою для їх прийняття може служити великий обсяг різноманітної інформації, що зберігається і базою даних, що передається. За наданими результатами управлінський персонал на основі свого досвіду та інтуїції ухвалює конкретні рішення.
Моделювання процесів прийняття рішень стає центральним напрямом автоматизації діяльності особи, яка приймає рішення (ЛПР). До завдань ЛПР належить ухвалення рішень у геоінформаційній системі. Сучасну геоінформаційну систему можна визначити як сукупність апаратно-програмних засобів, географічних та семантичних даних, призначену для отримання, зберігання, обробки, аналізу та візуалізації просторово-розподіленої інформації. Екологічні геоінформаційні системи дозволяють працювати з картами різних екологічних шарів та автоматично будувати аномальну зону за заданим хімічним елементом. Це досить зручно, оскільки експерту-екологу не потрібно вручну розраховувати аномальні зони та виробляти їхню побудову. Однак, для повного аналізу екологічної обстановки експерту-екологу потрібно роздруковувати карти всіх екологічних шарів та карти аномальних зон кожного хімічного елемента. Берштейн Л.С., Цілих А.М. Гібридна експертна система з обчислювальним модулем для прогнозування екологічних ситуацій. Праці міжнародного симпозіуму “Інтелектуальні системи - ИнСис - 96”, г.Москва, 1996г.В геоінформаційної системі побудова аномальних зон вироблялося тридцяти чотирьох хімічних елементів. Спочатку він має отримати зведену карту забруднення ґрунту хімічними елементами. Для цього шляхом послідовного копіювання на кальку з усіх карток будується карта забруднення ґрунту хімічними елементами Алексєєнко В.А. Геохімія ландшафту та навколишнє середовище. - М.: Надра, 1990. -142с.:іл.. Потім отриману карту так само зіставляють з картами гідрології, геології, геохімічних ландшафтів, глин. З порівняння будується карта якісної оцінки небезпеки довкілля людини. Таким чином здійснюється моніторинг довкілля. Цей процес вимагає багато часу та високої кваліфікації експерта, щоб точно та об'єктивно оцінити обстановку. При такому великому обсязі інформації, що одночасно обрушується на експерта, можуть виникати помилки. Тому виникла потреба в автоматизації процесу прийняття рішень. Для цього існуюча геоінформаційна система була доповнена підсистемою ухвалення рішень. Особливістю розробленої підсистеми є те, що одна частина даних, з якими працює програма, представлена у вигляді карт. Інша частина даних обробляється і їх основі будується карта, яка потім також підлягає обробці. Для реалізації системи прийняття рішень було обрано апарат теорії нечітких множин. Це викликано тим, що за допомогою нечітких множин можна створювати методи та алгоритми, здатні моделювати прийоми прийняття рішень людиною в ході вирішення різних завдань. В якості математичної моделі слабоформалізованих завдань виступають нечіткі алгоритми управління, що дозволяють отримувати рішення хоча б наближені, але не гірші, ніж при використанні точних методів. Під нечітким алгоритмом управління розумітимемо впорядковану послідовність нечітких інструкцій (можуть мати місце й окремі чіткі інструкції), що забезпечує функціонування деякого об'єкта або процесу. Методи теорії нечітких множин дозволяють, по-перше, враховувати різного роду невизначеності та неточності, що вносяться суб'єктом та процесами управління, та формалізувати словесну інформацію людини про завдання; по-друге, істотно зменшити кількість вихідних елементів моделі процесу управління та отримати корисну інформацію для побудови алгоритму управління. Сформулюємо основні засади побудови нечітких алгоритмів. Нечіткі інструкції, що використовуються в нечітких алгоритмах, формуються або на основі узагальнення досвіду фахівця при розв'язанні завдання, або на основі ретельного вивчення та змістовного її аналізу. Для побудови нечітких алгоритмів враховуються всі обмеження та критерії, що випливають із змістовного розгляду завдання, проте отримані нечіткі інструкції використовуються не всі: виділяються найбільш суттєві з них, виключаються можливі протиріччя та встановлюється порядок їх виконання, що призводить до вирішення задачі. З урахуванням слабоформалізованих завдань існують два способи отримання вихідних нечітких даних - безпосередній як результат обробки чітких даних. В основі обох способів лежить необхідність суб'єктивної оцінки функцій належності нечітких множин.
Логічна обробка даних проб ґрунту та побудова зведеної карти забруднення ґрунту хімічними елементами.
Програма була розвитком вже існуючої версії програми "ТагЕко", що доповнює існуючу програму новими функціями. Для роботи нових функцій необхідні дані, що містяться в попередній версії програми. Цим обумовлено використання методів доступу до даних, розроблених у попередній версії програми. Використовується функція для отримання інформації, що зберігається у базі даних. Це необхідно для отримання координат кожної точки проби, що зберігається у базі даних. Також використовується функція розрахунку величини аномального змісту хімічного елемента в ландшафті. Таким чином, через ці дані та ці функції відбувається взаємодія попередньої програми з підсистемою прийняття рішень. У разі зміни у базі даних значення проби чи координат проби це автоматично враховуватиметься у підсистемі прийняття рішень. Необхідно відзначити, що при програмуванні використовується динамічний стиль виділення пам'яті і дані зберігаються у вигляді однозв'язкових або двозв'язкових списків. Це зумовлено тим, що заздалегідь невідомо кількість проб або кількість ділянок поверхні, на які буде розбита карта.
Побудова картки якісної оцінки впливу навколишнього середовища на людину.
Побудова карти відбувається згідно з алгоритмом, описаним вище. Користувач вказує область, що його цікавить, а також крок з яким буде проводитися аналіз карт. Перед початком обробки даних проводиться зчитування інформації з файлів WMF і формування списків, елементами яких є покажчики на полігони. Для кожної картки складається свій перелік. Потім після формування списків полігонів проводиться формування карти забруднення ґрунту хімічними елементами. Після закінчення формування всіх карт і введення вихідних даних формуються координати точок, у яких проводитиметься аналіз карт. Дані, одержувані функціями опитування, заносяться в спеціальну структуру. Завершивши формування структури програма здійснює її класифікацію. Кожна точка сітки опитування отримує номер еталонної ситуації. Цей номер із зазначенням номера точки заноситься до двозв'язкового списку, щоб потім можна було б побудувати карту графічно. Спеціальна функція аналізує цей двозв'язний список і здійснює графічну побудову ізоліній навколо точок, що мають однакові класифікаційні ситуації. Вона зчитує точку зі списку та аналізує значення номера її ситуації з номерами сусідніх точок, і у разі збігу об'єднує поруч розташовані точки у зони. В результаті роботи програми вся територія міста
Таганрога забарвлюється в один із трьох кольорів. Кожен колір характеризує якісну оцінку екологічної обстановки у місті. Так червоний колір свідчить про “особливо небезпечні ділянки”, жовтий на “небезпечні ділянки”, зелений на “безпечні ділянки”. Таким чином інформація подається в доступній для користувача та зручній для сприйняття формі. Берштейн Л.С., Цілих А.М. Гібридна експертна система з обчислювальним модулем для прогнозування екологічних ситуацій. Праці міжнародного симпозіуму "Інтелектуальні системи - Інсіс - 96", м.Москва, 1996р.
Проект МЕМОС
На державному рівні виникла потреба організувати цільну систему, яка дозволила б об'єднати в собі параметри довкілля та показники здоров'я населення, проаналізувати та подати особам, які приймають управлінські рішення, можливі варіантиудосконалення системи. Мета такої складної системи очевидна і проста – це покращення стану людського здоров'я шляхом зниження впливу негативних факторів навколишнього середовища. Така система моніторингу запроваджується зараз у РФ на регіональних рівнях. Це система соціально-гігієнічного моніторингу. Функціональні можливості географічних інформаційних систем (ГІС) та їх економічна ефективність дозволяють об'єднати деякі блоки системи соціально-гігієнічного моніторингу. Таким є найбільш «економічний» і, водночас ефективний і реалізований варіант системи з прикладу виділення одного компонента середовища (атмосфери). Її назва – Система медико-епідеміологічного моніторингу навколишнього середовища (МЕМОС).
Мета проекту: на основі постійно збираної інформації про фактори середовища та здоров'я, розробка та впровадження комплексної системи подання даних та оцінки ризику здоров'ю, його економічного обґрунтування та управління інвестиціями, що дозволяє підтримувати сталий економічний розвиток на основі медико-екологічного благополуччя.
Завдання МЕМОС:
формування екологічного та соціально-гігієнічного моніторингу;
розрахунок ризику здоров'ю населення від провідних факторів середовища;
прогнозування стану здоров'я населення на перспективу;
обґрунтування вибору провідних (визначальних) факторів здоров'я населення;
побудова організаційно-методичної та правової систем управління здоров'ям населення;
формування економічних механізмів підтримки сталого розвиткурегіону з урахуванням медико-екологічного благополуччя.
Система МЕМОС має низку істотних переваг. Вона дає можливість особам, які приймають рішення:
оцінити вартість витрат на охорону здоров'я, пов'язаних із негативним впливом на здоров'я конкретного фактора;
виконати прогноз державних витрат на охорону здоров'я, пов'язаних із впливом одного чи кількох факторів;
обґрунтувати матеріальний позов громадян на шкоду здоров'ю, пов'язаний із шкідливим впливом факторів довкілля;
у межах існуючої правової системи створити можливості економічного захисту громадян у зв'язку із впливом довкілля.
Малюнок 1. Блок-схема системи МЕМОС
Цільовою функцією системи МЕМОС є прийняття рішень щодо коригування діяльності державних та недержавних закладів охорони здоров'я та підприємств з урахуванням виявлених екологічно несприятливих зон із підвищеними ризиками для здоров'я населення цих районів. Застосування та впровадження МЕМОС у галузі охорони здоров'я більш переважно та реально порівняно з розробкою соціально-гігієнічного моніторингу. Головне обґрунтування цього є застосування одного уніфікованого та, водночас, «налаштованого» на цю галузь програмного продукту на основі сучасних ГІС-технологій. У цьому бачиться її більш вигідна реалізація проти реалізацією Системи соціально-гігієнічного моніторингу, т.к. МЕМОС використовує мінімум технічних та людських ресурсів і є цільовою системою, покликаною вирішувати конкретні завдання обробки, представлення та аналізу медичних та екологічних даних. Функціональні можливості ГІС та їх економічна ефективність дозволяють об'єднати деякі блоки системи соціально-гігієнічного моніторингу. ГІС МЕМОС дає можливість отримання результатів у найкоротші терміни у дружньому вигляді, що призводить до прийняття відповідними особами ефективних рішень за умов великих невизначеностей, пов'язаних із найскладнішими об'єктами досліджень (населення, компоненти довкілля), з одного боку. А з іншого боку, результатом є отримання достовірних результатів та їх доступне, зрозуміле уявлення для подальшого прийняття рішень у жорстко обмеженому фінансовому та тимчасовому середовищі. Система МЕМОС покликана також об'єднати зусилля фахівців різного профілю з різних державних структур, які володіють різнорідною інформацією (екологічною, медичною, соціальною) для реалізації головне завдання- оздоровлення довкілля та профілактики здоров'я населення великих мегаполісів. www.gisa.ru Проект системи медико-екологічного моніторингу навколишнього середовища на базі ГІС. Д.Р. Струків. 10.03 2005
ГІС реалізують завдання з метою діагностики та забезпечення збереження здоров'я людини та навколишнього середовища.
Вплив інформаційних технологій на людину та довкілля носить двонаправлений характер. З одного боку, інформаційні технології - це один із найбільш перспективних інструментів збору даних та наукового пізнання, у тому числі в медицині та екології. З іншого - це важливий фактор, що впливає на здоров'я людини та навколишнє середовище.
Незважаючи на ці перешкоди, інформаційні технології набувають все більшого поширення у сферах медицини та екології. На даний момент розроблено загальні принципита структури глобальних інформаційних систем, що вирішують проблеми охорони здоров'я людини та довкілля. Проте потенціал у цій галузі набагато перевищує наші можливості.
Необхідно вирішити, хто має достатні адміністративні та фінансові ресурси для реалізації подібних систем. Російська академія наук має низку переваг перед зарубіжними організаціями через свою централізованість, що сприяє вирішенню проблем початкового етапу (стандартизація та структурування інформації). Але це лише стартова перевага. Незабаром після старту вирішальну роль почнуть грати фінанси та менеджмент проекту, а це не найсильніші наші сторони.
Список літератури:
1) Берлянт А.М. Картографія: Підручник для вузів. – М.: Аспект Прес, 2001. – 336 с.
2) www.gisa.ru Проект системи медико-екологічного моніторингу довкілля з урахуванням ГІС. Д.Р. Струків.
3) Берштейн Л.С., Цілих О.М. Гібридна експертна система з обчислювальним модулем для прогнозування екологічних ситуацій. Праці міжнародного симпозіуму "Інтелектуальні системи - Інсіс - 96", м.Москва, 1996р.
4) Алексєєнко В.А. Геохімія ландшафту та навколишнє середовище. - М.: Надра, 1990. -142с.: іл.
5) http://www. gis. su
6) Дяченко Н.В. Використання ГІС-технологій
Подібні документи
Геоінформаційні технології (ГІС) як сукупність програмно-технологічних засобів отримання нових видів інформації про навколишній світ. Територіальні рівні використання ГІС у Росії. Призначення системи міського екомоніторингу Москви, її рівні.
реферат, доданий 25.04.2010
Використання геоінформаційних систем у охороні здоров'я. Створення ГІС-технології вивчення генетичних процесів, які у генофонді народів Росії. Характеристика та інформаційна безпека мобільної геоінформаційної системи "ArcPad".
курсова робота , доданий 04.03.2014
Аналіз основних програмних засобів управління сільськогосподарським виробництвом (GPS-навігація, проект АРІС, геоінформаційні системи). Характеристика автоматизованої системи управління на основі ГІС-технологій, задачі та можливості, які вона вирішує.
контрольна робота , доданий 01.12.2008
Поняття геоінформаційної системи, її зв'язок із науковими дисциплінами та технологіями. Основні напрямки та використання ГІС у сучасному суспільстві. Растрова та векторна модель просторових даних. Топологічні представлення векторних об'єктів.
курсова робота , доданий 26.04.2015
Загальне уявлення про інформаційну систему, характеристика етапів її розвитку. Апаратна та програмна частина системи. Введення, обробка та виведення інформації. Інформаційне, організаційне, програмне, правове, технічне та математичне забезпечення.
лекція, доданий 14.10.2013
Основні складові сучасного персонального комп'ютера та його призначення. Геоінформаційні системи та можливості їх застосування на автомобільному транспорті. Принципи побудови систем навігації. Стільникові системи зв'язку. Локальні комп'ютерні мережі.
контрольна робота , доданий 21.02.2012
Основне програмне забезпечення автоматизації виробництва. Фінансові та комунікаційні системи. Системи планування та управління. Текстові редактори та табличні процесори. Фінансове програмне забезпечення. Шрифтові технології у документах.
шпаргалка, доданий 16.08.2010
Мультимедійні технології як можливість інтегрувати різні видита способи використання інформації (символьні, звукові, відео). Програмні засоби реалізують мультимедійні продукти. Інформаційні системи з урахуванням штучного інтелекту.
презентація , доданий 17.11.2013
Поняття та принципи роботи, внутрішня структурата елементи, історія формування та розвитку пошукової системи"Rambler". Дослідження та аналіз, а також оцінка ефективності даної пошукової системи для пошуку економічної інформації в Інтернеті.
курсова робота , доданий 10.05.2015
Інформаційно-пошукова мова та словник. Послідовність процедури пошуку. Фактографічні, документальні та геоінформаційні системи. Довідково-правова система "Консультант Плюс", "Гарант". Структура та склад інформаційних продуктів "Кодекс".
геоінформаційна технологія екологія природокористування
Географічні інформаційні системи (ГІС) з'явилися у 60-х роках XX століття як інструменти для відображення географії Землі та розташованих на її поверхні об'єктів. Зараз ГІС є складними і багатофункціональними інструментами для роботи з даними про Землю.
Можливості, що надаються користувачеві ГІС:
робота з карткою (переміщення та масштабування, видалення та додавання об'єктів);
друк у заданому вигляді будь-яких об'єктів території;
виведення на екран об'єктів певного класу;
виведення атрибутивної інформації про об'єкт;
обробка інформації статистичними методами та відображення результатів такого аналізу безпосереднім накладенням на карту
Так, за допомогою ГІС фахівці можуть оперативно спрогнозувати можливі місця розривів трубопроводи, простежити на карті шляхи поширення забруднень та оцінити ймовірні збитки для природного середовища, обчислити обсяг коштів, необхідних для усунення наслідків аварії. За допомогою ГІС можна відібрати промислові підприємства, що здійснюють викиди шкідливих речовин, відобразити троянду вітрів і ґрунтові води в місцевості, що їх оточує, і змоделювати поширення викидів у навколишньому середовищі.
У 2004р. президією Російської академії наук було прийнято рішення про проведення робіт за програмою «Електронна Земля», суть якої полягає у створенні багатопрофільної геоінформаційної системи, що характеризує нашу планету, практично цифрової моделі Землі.
Зарубіжні аналоги програми «Електронна Земля» можна поділити на локальні (централізовані, дані зберігають одному сервері) і розподілені (дані зберігаються і поширюються різними організаціями різних умовах).
Безумовним лідером у створенні локальних баз даних є ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc., США) Сервер ArcAtlas “Our Earth” містить понад 40 тематичних покриттів, які широко використовуються у всьому світі. Практично всі картографічні проекти масштабу 1:10 000 000 і дрібніших масштабів створюються з його використанням.
Найбільш серйозним проектом створення розподіленої бази даних є «Цифрова Земля» (Digital Earth). Цей проект було запропоновано віце-президентом США Гором у 1998 р., основним виконавцем є NASA. У проекті беруть участь міністерства та державні відомства США, університети, приватні організації, Канада, Китай, Ізраїль та Європейський Союз. Всі проекти розподілених баз даних зазнають серйозних труднощів у питаннях стандартизації метаданих та сумісності окремих ГІС та проектів, створених різними організаціями із застосуванням різного програмного забезпечення.
Діяльність людини постійно пов'язана з накопиченням інформації про навколишнє середовище, її відбором та зберіганням. Інформаційні системи, основне призначення яких - інформаційне забезпечення користувача, тобто надання йому необхідних відомостей щодо конкретної проблеми або питання, допомагають людині вирішувати завдання швидше та якісніше. При цьому ті самі дані можуть використовуватися при вирішенні різних завдань і навпаки. Будь-яка інформаційна система призначена для вирішення деякого класу завдань і включає як сховище даних, так і засоби для реалізації різних процедур.
Інформаційне забезпечення екологічних досліджень реалізується головним чином за рахунок двох інформаційних потоків:
інформація, що виникла під час проведення екологічних досліджень;
науково-технічна інформація щодо світового досвіду розробки екологічних проблем з різних напрямків.
Загальною метою інформаційного забезпечення екологічних досліджень є вивчення інформаційних потоків та підготовка матеріалів для прийняття рішень на всіх рівнях управління у питаннях виконання екологічних досліджень, обґрунтування окремих науково-дослідних робіт, а також розподілу фінансування.
Оскільки об'єктом опису та вивчення є планета Земля, і екологічна інформація має спільні риси з геологічною, то перспективна побудова географічних інформаційних систем для збирання, зберігання та обробки фактографічної та картографічної інформації:
про характер та ступінь екологічних порушень природного та техногенного походження;
про загальні екологічні порушення природного та техногенного походження;
про загальні екологічні порушення у певній сфері людської діяльності;
про надровикористання;
про економічне управління певною територією.
Географічні інформаційні системи розраховані, як правило, на встановлення та підключення великої кількості автоматизованих робочих місць, що мають власні бази даних та засоби виведення результатів. Екологи на автоматизованому робочому місці на основі просторово прив'язаної інформації можуть вирішити завдання різного спектру:
аналіз зміни довкілля під впливом природних та техногенних факторів;
раціональне використання та охорона водних, земельних, атмосферних, мінеральних та енергетичних ресурсів;
зниження збитків та запобігання техногенним катастрофам;
забезпечення безпечного проживання людей, охорона їхнього здоров'я.
Всі потенційно екологічно небезпечні об'єкти та відомості про них, про концентрацію шкідливих речовин, допустимі норми тощо. супроводжуються географічною, геоморфологічною, ландшафтно-геохімічною, гідрогеологічною та іншими типами інформації. Розсіяність та нестача інформаційних ресурсів в екології лягла в основу розроблених ІГЕМ РАН аналітичних довідково-інформаційних систем (АСІС) за проектами в галузі екології та охорони навколишнього середовища на території Російської Федерації АСІС «ЕкоПро», а також розробка автоматизованої системи для Московської області, покликаної здійснити її екомоніторинг. Різниця завдань обох проектів обумовлюється як територіальними кордонами (у першому випадку це територія всієї країни, тоді як у другому безпосередньо Московська область), а й у сферах застосування інформації. Система «ЕкоПро» призначена для накопичення, обробки та аналізу даних про екологічні проекти прикладного та дослідницького характеру на території РФ за іноземні гроші. Система моніторингу Московської області покликана служити джерелом інформації про джерела та реальне забруднення навколишнього середовища, запобігання катастрофам, екологічним заходам у галузі охорони навколишнього середовища, платежам підприємств на території області з метою економічного управління та контролю з боку державних органів. Так як інформація за своєю природою має гнучкість, то можна сказати, що і та, і інша система, розроблена ІГЕМ РАК може використовуватися як з метою проведення досліджень, так і для управління. Тобто завдання двох систем можуть переходити одна до одної.
Як приватний приклад бази даних, що зберігає інформацію з охорони навколишнього середовища, можна навести роботу О.С. Брюховецького та І.П. Ганіна «Проектування бази даних методами ліквідації локальних техногенних забруднень у масивах гірських порід». У ній розглядається методологія побудови такої бази даних, надається характеристика оптимальних умов її застосування.
При оцінці надзвичайних ситуацій інформаційна підготовка займає 30-60% часу, а інформаційні системи спроможні швидко надати інформацію та забезпечити знаходження ефективних методів врегулювання. В умовах надзвичайної ситуації рішення не можуть бути змодельовані в явному вигляді, проте основою для їх прийняття може бути великий обсяг різноманітної інформації, що зберігається і базою даних, що передається. За наданими результатами управлінський персонал на основі свого досвіду та інтуїції ухвалює конкретні рішення.
Моделювання процесів прийняття рішень стає центральним напрямом автоматизації діяльності особи, яка приймає рішення (ЛПР). До завдань ЛПР належить ухвалення рішень у геоінформаційній системі. Сучасну геоінформаційну систему можна визначити як сукупність апаратно-програмних засобів, географічних та семантичних даних, призначену для отримання, зберігання, обробки, аналізу та візуалізації просторово-розподіленої інформації. Екологічні геоінформаційні системи дозволяють працювати з картами різних екологічних шарів та автоматично будувати аномальну зону за заданим хімічним елементом. Це досить зручно, оскільки експерту-екологу не потрібно вручну розраховувати аномальні зони та виробляти їхню побудову. Однак, для повного аналізу екологічної обстановки експерту-екологу потрібно роздруковувати карти всіх екологічних шарів та карти аномальних зон для кожного хімічного елемента. Берштейн Л.С., Цілих А.М. Гібридна експертна система з обчислювальним модулем для прогнозування екологічних ситуацій. Праці міжнародного симпозіуму “Інтелектуальні системи - ИнСис - 96”, г.Москва, 1996г.В геоінформаційної системі побудова аномальних зон вироблялося тридцяти чотирьох хімічних елементів. Спочатку він має отримати зведену карту забруднення ґрунту хімічними елементами. Для цього шляхом послідовного копіювання на кальку з усіх карток будується карта забруднення ґрунту хімічними елементами Алексєєнко В.А. Геохімія ландшафту та навколишнє середовище. - М.: Надра, 1990. -142с.:іл.. Потім отриману карту так само зіставляють з картами гідрології, геології, геохімічних ландшафтів, глин. З порівняння будується карта якісної оцінки небезпеки довкілля людини. Таким чином здійснюється моніторинг довкілля. Цей процес вимагає багато часу та високої кваліфікації експерта, щоб точно та об'єктивно оцінити обстановку. При такому великому обсязі інформації, що одночасно обрушується на експерта, можуть виникати помилки. Тому виникла потреба в автоматизації процесу прийняття рішень. Для цього існуюча геоінформаційна система була доповнена підсистемою ухвалення рішень. Особливістю розробленої підсистеми є те, що одна частина даних, з якими працює програма, представлена у вигляді карт. Інша частина даних обробляється і їх основі будується карта, яка потім також підлягає обробці. Для реалізації системи прийняття рішень було обрано апарат теорії нечітких множин. Це викликано тим, що за допомогою нечітких множин можна створювати методи та алгоритми, здатні моделювати прийоми прийняття рішень людиною в ході вирішення різних завдань. В якості математичної моделі слабоформалізованих завдань виступають нечіткі алгоритми управління, що дозволяють отримувати рішення хоча б наближені, але не гірші, ніж при використанні точних методів. Під нечітким алгоритмом управління розумітимемо впорядковану послідовність нечітких інструкцій (можуть мати місце й окремі чіткі інструкції), що забезпечує функціонування деякого об'єкта або процесу. Методи теорії нечітких множин дозволяють, по-перше, враховувати різного роду невизначеності та неточності, що вносяться суб'єктом та процесами управління, та формалізувати словесну інформацію людини про завдання; по-друге, істотно зменшити кількість вихідних елементів моделі процесу управління та отримати корисну інформацію для побудови алгоритму управління. Сформулюємо основні засади побудови нечітких алгоритмів. Нечіткі інструкції, що використовуються в нечітких алгоритмах, формуються або на основі узагальнення досвіду фахівця при розв'язанні завдання, або на основі ретельного вивчення та змістовного її аналізу. Для побудови нечітких алгоритмів враховуються всі обмеження та критерії, що випливають із змістовного розгляду завдання, проте отримані нечіткі інструкції використовуються не всі: виділяються найбільш суттєві з них, виключаються можливі протиріччя та встановлюється порядок їх виконання, що призводить до вирішення задачі. З урахуванням слабоформалізованих завдань існують два способи отримання вихідних нечітких даних - безпосередній як результат обробки чітких даних. В основі обох способів лежить необхідність суб'єктивної оцінки функцій належності нечітких множин.
Логічна обробка даних проб ґрунту та побудова зведеної карти забруднення ґрунту хімічними елементами.
Програма була розвитком вже існуючої версії програми "ТагЕко", що доповнює існуючу програму новими функціями. Для роботи нових функцій необхідні дані, що містяться в попередній версії програми. Цим обумовлено використання методів доступу до даних, розроблених у попередній версії програми. Використовується функція для отримання інформації, що зберігається у базі даних. Це необхідно для отримання координат кожної точки проби, що зберігається у базі даних. Також використовується функція розрахунку величини аномального змісту хімічного елемента в ландшафті. Таким чином, через ці дані та ці функції відбувається взаємодія попередньої програми з підсистемою прийняття рішень. У разі зміни у базі даних значення проби чи координат проби це автоматично враховуватиметься у підсистемі прийняття рішень. Необхідно відзначити, що при програмуванні використовується динамічний стиль виділення пам'яті і дані зберігаються у вигляді однозв'язкових або двозв'язкових списків. Це зумовлено тим, що заздалегідь невідомо кількість проб або кількість ділянок поверхні, на які буде розбита карта.
Побудова картки якісної оцінки впливу навколишнього середовища на людину.
Побудова карти відбувається згідно з алгоритмом, описаним вище. Користувач вказує область, що його цікавить, а також крок з яким буде проводитися аналіз карт. Перед початком обробки даних проводиться зчитування інформації з файлів WMF і формування списків, елементами яких є покажчики на полігони. Для кожної картки складається свій перелік. Потім після формування списків полігонів проводиться формування карти забруднення ґрунту хімічними елементами. Після закінчення формування всіх карт і введення вихідних даних формуються координати точок, у яких проводитиметься аналіз карт. Дані, одержувані функціями опитування, заносяться в спеціальну структуру. Завершивши формування структури програма здійснює її класифікацію. Кожна точка сітки опитування отримує номер еталонної ситуації. Цей номер із зазначенням номера точки заноситься до двозв'язкового списку, щоб потім можна було б побудувати карту графічно. Спеціальна функція аналізує цей двозв'язний список і здійснює графічну побудову ізоліній навколо точок, що мають однакові класифікаційні ситуації. Вона зчитує точку зі списку та аналізує значення номера її ситуації з номерами сусідніх точок, і у разі збігу об'єднує поруч розташовані точки у зони. В результаті роботи програми вся територія міста
Таганрога забарвлюється в один із трьох кольорів. Кожен колір характеризує якісну оцінку екологічної обстановки у місті. Так червоний колір свідчить про “особливо небезпечні ділянки”, жовтий на “небезпечні ділянки”, зелений на “безпечні ділянки”. Таким чином інформація подається в доступній для користувача та зручній для сприйняття формі. Берштейн Л.С., Цілих А.М. Гібридна експертна система з обчислювальним модулем для прогнозування екологічних ситуацій. Праці міжнародного симпозіуму "Інтелектуальні системи - Інсіс - 96", м.Москва, 1996р.