Геоинформационная система как модератор реорганизации учебного процесса на географическом факультете

Геоинформационная система
как модератор реорганизации
учебного процесса
на географическом факультете
Глеза И.Л., Белов Н.С.,
Домнин Д.А., Гриценко В.А.
РГУ им. И.Канта
Основной целью работы является поиск
путей использования возможностей
общегеографической региональной
геоинформационной системы
«Калининградская область» в современном
учебном процессе на географическом
факультете РГУ им. И.Канта.
Путем создания
* среды для «усвоения» значительного объема
разнородных данных по региону
• пространства для аналитических оценок и
прогностического моделирования по изменчивости
природных и социально-экономических подсистем региона
• координации полевых исследований университета на
территории региона
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Калининградская
область
- маленький треугольник
на карте Европы, лежащий
в стороне от основных ее
транспортных магистралей.
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
СТРУКТУРА ГИС-СИСТЕМЫ
«Калининградская область».
ГИС-система развернута на базе
Arc View 9.3 с использованием следующих
модулей:
ArcCatalog, ArcMap, ArcToolBox, Spatial
Analyst, для решения частных задач
(туризм) использовались ГИС
«Панорама» и (океанология)
Ocean Data View.
Система доступа основана на системе
аутентификации Windows.
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Базовые слои - традиционный набор:
береговая линия моря, заливов, государственные границы, внешняя
граница территориальных вод, границы исключительных
экономических зон, границы административных районов области,
дорожная сеть, постоянные водотоки, водоемы, населенные пункты.
Рельеф (выполнен в виде растровой модели с размером 1 пиксела
100Х100 м), растительность, количество, плотность и пропорции
населения, индекс репродуктивности, структура занятости, площадь
застроенных земель и т.п. (И.Л. Глеза, РГУ им. И.Канта)
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Тематический слой «Малые города»
Список разрабатываемых задач
– пространственный и временной анализ территории
(комплексная оценка и мониторинг) для целей
муниципального управления;
– изучение особенностей пространственной структуры
города и предместий, её функциональных
особенностей, планировки и эволюции, процессов
субурбанизации;
– демографический прогноз развития города
(численность населения, доля экономически активного
населения, пенсионеры и т.п.); (Левченков А.В., РГУ)
Общий вид двух подслоев
тематического слоя «Малые города»:
плотность населения региона и
соотношение туристов и местных
жителей.
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Тематический слой «Речная сеть»
Пример описания бассейна реки Инструч. (Н.С. Белов)
РГУ им.
И.Канта)
Создана сеть из
1230 точек на
территории
бассейна, для
которых
оценивалась
антропогенная
нагрузка по 4
параметрам с
повышающими /
понижающими
коэффициентами.
Классический
метод ареалов
показывает
пространственное
распределение
Средствами ArcGis была
антропогенной
проведен расчет
нагрузки, но
поверхности, который в
затрудняет
итоге после обработки
определение
показал более точный
диффузных
результат.
источников
загрязнения.
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Тематический слой
«Археологические памятники региона»
Районы исследований на карте Калининградской области
Шешупская
равнина
Виштынецкая
возвышенность
(О.А. Дружинина РГУ
им. И.Канта)
призван
ликвидировать
«белое пятно» в
описании истории
развития региона.
В настоящее время
большинство из
известных
памятников эпохи
камня на этой
территории не
описаны и не
опубликованы.
3D-карта нижнего течения р. Шешупе с нанесенными памятниками археологии
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Тематический слой «Дигрессия
прибрежных ландшафтов»
Оценка дигрессии природных комплексов
(Волкова И.И., Шаплыгина Т.В., РГУ им. И.Канта)
основана на расчете 15 показателей изменений
природного и антропогенного характера,
выявленных с учетом особенностей
прибрежноморского типа
ландшафта, и
преобладающих
форм
антропогенного
воздействия.
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Тематический слой «Водный туризм
Калининградской области».
Карта маршрута Е-70,
выполненная в «Панораме»
(Волкова М.О.,
Гриценко В.А., РГУ им. И.Канта)
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Тематический слой
«Индексы устойчивого развития»
Система индикаторов базируется на наборе
параметров, рассчитываемых по конкретным
статистическим данным (население, площадь
территории, средняя скорость ветра и т.п.).
Всего в базе
пространственных
данных присутствует
18 блоков по числу
индикаторов и, в
последствии,
отдельных
пространственных
слоев.
(Домнин Д.А.,
Чубаренко Б.В., АО ИО РАН)
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Тематический слой
«Индексы устойчивого развития»
Социально-демографическая ситуация
Численность
и плотность населения
Возрастная структура
Уровень высшего образования
Доходы населения
Степень занятости населения
Здоровье населения
Уровень безработицы
Водопотребление
Расположение
причалов и доков
Автодорожное сообщение
Пространственное распространение
Временная динамика
Экономическая ситуация
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Тематический слой «Морское пространственное
планирование акваторий»
Акватории российской части
Балтийского моря, Куршского и
Вислинского заливов.
Морское пространственное
планирование направлено на
сбалансированное использование
акваторий между пользователями и
природной средой
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
ОПЕРАТИВНЫЙ СБОР
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.
Озеро Виштынецкое. Исследовательской группой
КГТУ (рук. Шибаев С.В.) в июле-августе было
продолжено накопление данных по морформетрии
озера на основании данных эхолотной съемки. Были
собраны гидрологические, гидрохимические и
гидробиологические данные для комплексной оценки
состояния водоема.
54.45
0
9000
54.45
8000
5
54.445
54.445
7000
10
15
54.44
6000
54.44
5000
4000
20
54.435
54.435
3000
25
30
54.43
35
54.425
2000
54.43
1000
500
54.425
0
40
45
54.42
54.42
50
54.415
54.415
54.41
54.41
54.405
54.405
54.4
54.4
54.395
54.395
54.39
54.39
22.68
22.68
22.69
22.7
22.71
22.72
22.73
22.74
22.75
22.76
22.77
22.69
22.7
22.71
22.72
22.73
22.74
22.75
22.76
22.77
Построены: карты
плотности распределения,
оценки видовой и
размерной структуры
рыбного населения с
оценкой относительной
численности и биомассы
запаса.
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Ландшафтное картирование области
В 2009 г. под руководством Е.В. Романовой и О.Л.
Виноградовой (РГУ им.И.Канта) во время полевого
сезона этого года была произведена ландшафтная
съемка в масштабе 1:200 000 южной и
центральной части территории Калининградской
области с выделением видов ландшафтов, на
ключевых участках – с выделением урочищ.
Общий вид ландшафтной схемы Славского
района Калининградской области по данным
полевых съемок 2007-2008 гг.
-Приморские луга
-Низинные болота
-Верховые болота
-Польдерные земли
-Древнедельтовая низменность
-Материковые дюны и массивы перевеянных
песков
-Полого-холмистая моренная равнина
-Современные долины рек.
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Куршский и Вислинский заливы.
54.7
Исследовательской группой АтлантНИРО (Александров
С.В.) в марте-мае и июле-августе 2009 г. выполнен
сбор экспериментальных данных по
гидробиологическим параметрам водоема.
Гидробиологические показатели в Куршском и
Вислинском заливах соответствуют высокоэвтрофному
состоянию водных экосистем. Заливы значительно
превосходят по биологической продуктивности другие
районы Балтийского моря.
93
69
69
54.6
86
135
41
142
38
40
54.5
19.7
19.8
19.9
20.0
20.1
20.2
20.3
20.4
55.4
54.7
а
93
а
55.3
69
55.4
69
41
54.6
86
135
б
55.2
25
142
38
27
55.3
39
55.2
55.1
40
35
54.5
34
33
2.3
54.7
19.7
19.8
19.9
20.0
20.1
20.2
б
55.0
20.3
9.0
20.4
5.9
30
62
15
55.1
63
5.7
4.6
6.9
3.3
4.9
54.9
54.6
55.0
20.5
5.6
3.6
20.6
20.7
20.8
20.9
21.0
21.1
21.2
21.3
54.9
54.5
20.5
19.7
19.8
19.9
3.0
3.9
20.0
20.1
20.2
20.3
20.4
20.6
20.7
20.8
20.9
21.0
21.1
21.2
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
21.3
Построение ГИС-системы породило
следующие проблемы:
1. Ревизия архивных данных. Процесс
погружения ранее полученных данных
обнаружил их множественные изъяны. Начата
верификация используемых архивных массивов.
2. Ясное осознание неполноты данных и
наличия «белых пятен». Комплексная
оценка загруженных в ГИС массивов данных
сразу обнаружила все их недостатки. Это сразу
позволило скорректировать планы будущих
экспедиций и летних практик.
3. Ясное осознание списка перспективных
задач. Новые возможности ГИС-системы
позволили кроме стандартных инструментов
статистики надеется на техники
моделирования.
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
4. Создание ГИС «Калининградская область»
получило общественный резонанс.
Информация о проекте «просочилась» в СМИ региона,
что положительно для РГУ в целом и географического
факультета в частности.
5. В создании ГИС «Калининградская
область» принимают участие много
аспирантов и студентов геофака.
Новая техника и новые возможности последующего
трудоустройства привлекли к созданию ГИС многих
наиболее активных и способных студентов.
Диссертационные работы трех аспирантов стали
основой нескольких тематических слоев, что также
положительно сказывается на энтузиазм студентов и
аспирантов.
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
По итогам работы 2009 года можно
констатировать:
Цель проекта - еще не достигнута.
Но, процесс создания ГИС породил ряд
положительных эффектов в научноисследовательском и учебном процессах на
географическом факультете.
У нас уже есть базовая версия ГИС-системы
«Калининградская область»
Ведется ревизия архивных данных, перепланирован
сбор новых экспериментальных данных
Собрана команда из молодых преподавателей,
аспирантов и студентов для реальных действий
В учебный процесс введены три новых учебных курса
ядром которых является ГИС-технологии
Санкт Петербург, апрель 2010 г.
Благодарности:
Разворачивание ГИС «Калининградская область» и полевые
работы 2009 г.
выполнены при поддержке Федеральной программы «Развитие
научного потенциала высшей школы», проект 3714
Создание базовых слоев выполнено при поддержке ООО «Геоид»
Морские работы выполнены при поддержке РФФИ,
проекты №09-05-00446а, 09-05-00047к и др.
Санкт Петербург, апрель 2010 г.