CC BY
42
педагогические Миронова Юлия Николаевна
науки ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ...
УДК 372.8
DOI: 10.26140/anip-2020-0903-0039
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА ЗАНЯТИЯХ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
© 2020
SPIN-код: 1523-9749 AuthorlD: 384800
Миронова Юлия Николаевна, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Математики и прикладной информатики» Елабужского института К(П)ФУ
Казанский (Приволжский) федеральный университет (423604, Россия, Елабуга, улица Казанская, 89, e-mail: mironovajn@mail.ru) Аннотация. Геоинформатика - стремительно развивающаяся наука, которая уже прочно вошла в повседневную жизнь современного человека. Поэтому важно ориентироваться в современных геоинформационных системах. В настоящее время наиболее распространенными «бытовыми» ГИС являются Яндекс.Карты, 2ГИС и Google.Maps. Яндекс.Карты — поисково-информационная картографическая служба системы Яндекс. 2ГИС (2GIS) — российская компания, выпускающая одноимённые электронные справочники с картами городов (Новосибирск). Карты Google (Google Maps) — набор приложений, построенных на основе бесплатного картографического сервиса и технологии, предоставляемых компанией Google. Именно эти три системы выбраны для изучения на лабораторных работах. Студенты выполняют однотипные задания в этих трех системах, а затем производят сравнительный анализ геоинформационных систем. По итогам лабораторной работы выполняется отчет, в котором сравниваются данные три системы и выбирается наилучшая. Далее студенты выбирают в интернете другую геоинформационную систему, собирают информацию о ней, и делают доклад на занятии. Можно изучить соответствующую систему самостоятельно, с последующим написанием исследовательской работы (реферата) или научной статьи с публикацией на конференции. Этот материал был впервые апробирован при прохождении дисциплины «Информационные технологии». Студенты получили навыки работы с различными геоинформационными системами, освоили поиск информации в геоинформационных системах.
Ключевые слова: образование, геоинформационные системы, карты, Яндекс.Карты, 2ГИС, Карты Google, информационные технологии, высшее образование, естественно-научное направление, интерфейс, панорама, модель, картографическая служба.
RESEARCH OF GEOINFORMATION SYSTEMS IN THE CLASSROOM ON THE SUBJECT "INFORMATION TECHNOLOGY"
© 2020
Mironova Yulia Nikolaevna, candidate of physical and mathematical Sciences, associate Professor of the Department of Mathematics and applied Informatics of the Elabuga Institute of K(P)FU Kazan (Volga region) Federal University (423604, Russia, Elabuga, street Kazanskaya, 89, e-mail: mironovajn@mail.ru) Abstract. Geoinformatics is a rapidly developing science that is already firmly established in the daily life of modern man. Therefore, it is important to navigate modern geographic information systems. Currently, the most common "household" GIS is Yandex.Maps, 2GIS and Google Maps. Yandex.Maps — search and information cartographic service of the Yandex system. 2GIS is a Russian company that produces electronic reference books with maps of cities of the same name (Novosibirsk). Google Maps is a set of applications built on the basis of a free map service and technology provided by Google. These three systems were chosen for study in the laboratory. Students perform similar tasks in these three systems, and then perform a comparative analysis of geographic information systems. Based on the results of the laboratory work, a report is performed that compares the data of the three systems and selects the best one. Next, students choose another geographic information system on the Internet, collect information about it, and make a report in class. You can study the corresponding system yourself, followed by writing a research paper (abstract) or a scientific article with publication at the conference. This material was first tested during the course of the discipline "Information technologies". Students gained skills in working with various geographic information systems, and learned how to search for information in geographic information systems.
Keywords: education, geographic information systems, maps, Yandex.Maps, 2GIS, Google Maps, information technology, higher education, natural science, interface, panorama, model, map service.
ВВЕДЕНИЕ В настоящее время наиболее распространенными
В настоящее время, все актуальнее становится про- «бытовыми» ГИС являются Яндекс.Карты [15], 2ГИС
блема методики преподавания дисциплин, связанных с [16] и Google.Maps [17]. В них легко ориентироваться,
информационными технологиями. В этой связи в дан- они имеют интуитивно понятный интерфейс и широкие
ной работе предлагается рассмотреть некоторые аспек- базовые возможности. Поэтому именно эти три систе-
ты преподавания геоинформатики и геоинформацион- мы выбраны для изучения на лабораторных работах.
ных систем. Здесь важно еще и то, что все эти системы доступны в
Геоинформатика [1-5] - стремительно развивающа- online версиях, и их не нужно дополнительно устанав-
яся наука, которая уже прочно вошла в повседневную ливать в компьютерных классах. Студенты могут вы-
жизнь современного человека. Поэтому важно ориенти- полнять лабораторные работы как в учебное время, так
роваться в современных геоинформационных системах. и самостоятельно, на домашнем компьютере, имеющем
Геоинформационные системы изучаются в различ- выход в интернет. Также студентам были предложены
ной научной литературе, они обладают многими полез- ссылки на ресурсы, находящиеся в сети Интернет, со-
ными свойствами и используются в различных областях держащие учебники по данной тематике [18], а также
деятельности [5-9]. Существует множество публикаций новейшие разработки по данной дисциплине, доступные
на эту тематику как российских [9-11], так и зарубежных в сети Интернет, в том числе классификации объектов,
авторов [12-14]. математические аспекты геоинформатики, применение
Целью данной статьи является предложение кон- нечетких множеств, математической логики и пр. [19]-
кретного материала для занятия по геоинформатике, ко- [28]. Эти работы наиболее актуальны для студентов
торое можно провести в курсе «Информационные тех- естественно-научных направлений обучения.
нологии»_Основная часть. Лабораторные работы по теме
Азимут научных исследований: педагогика и психология. 2020. Т. 9. № 3(32) 175
Mironova Yulia Nikolaevna RESEARCH OF GEOINFORMATION .
pedagogical sciences
«Геоинформационные системы»
Лабораторные работы состоят из теоретической и практической части. В теоретической части рассматриваются возможности трех геоинформационных систем [2].
Описание используемых геоинформационных систем
Данный материал получен из открытых источников (Википедия [29], сайты геоинформационных систем [15] - [17], учебные пособия по данной тематике [1] -[3], [18]).
Яндекс.Карты [15].
Яндекс.Карты — поисково-информационная картографическая служба системы Яндекс. Открыта в 2004 году. В системе есть поиск по карте, информация о пробках, прокладка маршрутов и панорамы улиц крупных и других городов. Маршрут прокладывается даже тогда, когда точка отправления и финальная точка находятся на территориях разных стран. Карты доступны в четырёх вариантах: схемы, спутниковые снимки, спутниковые снимки с надписями и условными обозначениями (гибрид) и Народная карта. Набор возможностей по работе с картами достаточно обширен, но в наиболее полном объёме доступен лишь для ограниченного числа городов.
2ГИС [16]
2ГИС (стар. ДубльГИС, нов. Два-ГИС, 2GIS) — российская компания, выпускающая одноимённые электронные справочники с картами городов. История компании началась в 1999 году, когда был выпущен первый электронный справочник с картой. Головной офис 2ГИС находится в Новосибирске. Официальный сайт: www.2gis.ru.
Для работы приложения 2ГИС на ПК и на мобильном телефоне не требуется постоянное подключение к интернету: все данные устанавливаются непосредственно на компьютер или телефон. Имеется система ежемесячных обновлений. Все версии 2ГИС, как и обновления к ним, бесплатны для пользователей. Основной источник доходов компании 2ГИС — продажа рекламных мест на карте и в справочнике (баннер, место в списке, дополнительный текст).
Карты Google (Google.Maps) [17].
Карты Google (англ. Google Maps) — набор приложений, построенных на основе бесплатного картографического сервиса и технологии, предоставляемых компанией Google. Созданы в 2005 году.
Сервис представляет собой карту и спутниковые снимки планеты Земля. Для многих регионов доступны высокодетализированные аэрофотоснимки (снятые с высоты 250—500 м), для некоторых — с возможностью просмотра под углом 45° с четырёх сторон света. С сервисом интегрирован бизнес-справочник и карта автомобильных дорог с поиском маршрутов, охватывающая США, Канаду, Японию, Россию, Гонконг, Китай, Великобританию, Ирландию (только центры городов) и некоторые районы Европы.
В качестве основы глобального покрытия используются снимки со спутника LandSat-7, обработанные компанией EarthSat в рамках проекта NASA по составлению мозаики всей поверхности суши Земли.
Лабораторная работа №1. Сравнительный анализ геоинформационных систем
Данный вопрос рассмотрен в работе [2].
В данной лабораторной работе термином Город обозначим название Вашего населенного пункта, термином Университет - Ваше учебное заведение.
Задание 1.
Запустите программу Ядекс.Карты. URL: https:// yandex.ru/maps/
Найдите на карте следующие объекты:
1.Город. Для этого в строке поиска наберите название объекта: Город.
2. Университет. Для этого в строке поиска наберите название объекта: Университет, Город._
3. Ресторан Макдоналдс. Для этого в строке поиска наберите название объекта: Макдоналдс, Город.
4.Расстояние между объектами (2) и (3). Для этого выберите инструмент «Линейка» на экране программы:
5. Постройте маршрут из точки (2) в точку (3). Для этого выберите инструмент «Маршруты» на экране программы. Далее добавьте начальную и конечную точку маршрута:
6. Адреса этих объектов. Адреса можно увидеть при нахождении объекта по названию.
7. Режим работы учреждений по данным адресам. При нахождении объекта по адресу нужно в адресную строку поместить адрес данного учреждения. После этого выводятся все учреждения, находящиеся по данному адресу. Можно посмотреть часы их работы.
8. Посмотрите найденные объекты в режиме панорамы.
Задание 2.
Запустите программу 2ГИС (2GIS). URL: https://2gis.
ru/
Найдите на карте следующие объекты:
1. Город. Для этого в строке поиска наберите название объекта: Город.
2. Университет. Для этого в строке поиска наберите название объекта: Университет, Город. Найдите список организаций, размещенных в здании университета.
3. Ресторан Макдоналдс. Найдите его адрес и время работы.
4. Расстояние между объектами (2) и (3). Для этого выберите инструмент «Линейка» на экране программы. Найдите первый объект, отметьте его линейкой, затем найдите второй объект, уменьшите масштаб, и отметьте с помощью мыши второй объект.
5. Проезд из точки (2) в точку (3). Для этого выберите инструмент «Проезд» на экране программы:
Далее добавьте начальную и конечную точку маршрута:
e Q ресторан Макдоналдс 1 Поиск 1
о
es q
юрга Общественный транспорт - х
22 МИН ' еэ пересадок Ö
tQ ресторан Макдоналдс
I Автобус 2 ■ 3 - За ■ 9 10
Ш Ма ® Университет
LIjL | пешком 160 м
Задание 3.
Запустите программу Google.Maps. URL: https:// www.google.ru/maps
Найдите на карте следующие объекты:
1. Город. Для этого в строке поиска наберите название объекта: Город.
2. Университет. Для этого в строке поиска набери-
педагогические науки
Миронова Юлия Николаевна ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ...
те название объекта: Университет, Город. Найдите его адрес и время работы.
3. Ресторан Макдоналдс. Найдите его адрес и время работы.
4. Проезд из точки (2) в точку (3). Для этого найдите первый объект, выберите пункт «Продолжить маршрут».
В появившейся строке наберите название второго объекта. Сравните маршруты:
- на личном транспорте,
- на общественном транспорте,
- пешком.
5. Просмотрите маршрут в режиме просмотра улиц. Путем перетаскивания мышью панорамы посмотрите на университет и обратную ему сторону улицы.
Задание 4.
Произведите сравнительный анализ рассмотренных геоинформационных систем. Результат оформите в виде отчета по лабораторной работе.
Лабораторная работа №2. Самостоятельное изучение геоинформационных систем
В современных геоинформационных системах можно создавать собственные карты или маршруты, связывать их с различными координатами, добавлять какие-либо данные к готовым картам.
В настоящее время в России функционирует более 20 ГИС, которые можно отнести к разряду полнофункциональных. Из зарубежных наиболее известна система Mapinfo Professional, из отечественных разработок: GeoLink, ГИС «Панорама» [3].
На сайте КБ «ПАНОРАМА» (http://gisinfo.ru/), в разделе «Продукты», мы можем выбрать интересующие нас геоинформационные системы, скачать соответствующие системы и карты, и в течение месяца бесплатно изучить возможности этих систем, с возможностью последующей покупки лицензионной версии.
Таким образом, можно изучить соответствующую систему самостоятельно, с последующим написанием исследовательской работы (реферата) или научной статьи с публикацией на конференции. Предлагается использовать уже существующую Всероссийскую научно-практическую конференцию «Геоинформационные системы в современном мире» (http://www.econf.rae.ru/ conference/880) или любую другую по соответствующей тематике. Таким образом, вместе с изучением новой дисциплины, мы получаем участие в научной деятельности (НИРС).
Результатом выполнения лабораторной работы №2 является электронная публикация или реферат.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, мы рассмотрели пример лабораторной работы по изучению геоинформационных систем (ГИС). Этот материал был впервые апробирован при прохождении дисциплины «Информационные технологии». Студенты получили навыки работы с различными ГИС, освоили поиск информации в ГИС. Результаты работы студентов были опубликованы в научных конференциях [28]. В теоретической части дисциплины была добавлена лекция по геоинформационным технологиям, содержащая новейшие сведения по данному предмету.
Так как геоинформационные технологии являются частью информационных технологий, то внесение этого материала в курс «Информационные технологии» является обоснованным.
Таким образом, цель данной работы достигнута. Удалось вызвать интерес учащихся к данному материалу, а также познакомить их с новыми информационными технологиями.
В перспективе в ВУЗе вводится дисциплина «Геоинформационные системы», во время изучения которой можно более углубленно рассмотреть данную тематику и внедрить ее в учебный процесс. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Капралов Е.Г. Геоинформатика: в 2 кн. Кн. 1: учебник для студ. высш. учеб. заведений. /[Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарёв, В.С. Тикунов и др.]; под ред. В.С. Тикунова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: .: Издательский центр «Академия», 2010. - 400 с.
2. Миронова Ю.Н. Геоинформационные системы: сравнительный анализ. Учебное пособие. - М.: Издательство «Перо», 2018. - 25 с. ISBN 978-5-00122-354-2
3. Миронова Ю.Н. Геоинформационные системы. Учебное пособие. -М.: Издательство «Перо», 2018. -100 с. ISBN 978-5-00122-837-0
4. Миронова Ю.Н. Некоторые аспекты геоинформатики. Монография. - М.: Издательство «Перо», 2018. - 98 с.
5. Миронова Ю.Н. Математические аспекты геоинформатики // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №5 (2015), с. 143; http://naukovedenie.ru/PDF/93TVN515.pdf (доступ свободный). DOI: 10.15862/93TVN515
6. Миронова Ю.Н. Новые методы виртуального моделирования в геоинформационных технологиях // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 8, №5 (2016) http://naukovedeme.ru/ PDF/03TVN516.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
7. Mironova Yu.N. Geographic information systems and their classification // International Journal Of Applied And Fundamental Research. -2016. - № 1 - URL: www.science-sd.com/463-24961 (26.04.2016).
8. Миронова Ю.Н. Классификация геоинформационных систем // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2014. - № 8 - стр. 155-156. URL: www.rae.ru/ upfs/?section=content&op=show_article&article_id=5604 (дата обращения: 30.06.2014).
9. Булгаков С.В. Основы геоинформационного моделирования // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2013. № 3. С. 77-80.
10. Скворцов А.В., Сарычев Д.С. Технология построения и анализа топологических структур для геоинформационных систем и систем автоматизированного проектирования // Вестник Томского государственного университета. 2002. № 275. с. 60-63.
11. Намутдинова А.И. Разработка и исследование метода интерпретации космических снимков площадных объектов местности на основе вейвлет-анализа. Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Ижевск, 2016.
12. Jing Zhang, Jia Zhang, Xiangyang Du, Kang Hou, Minjuan Qiao An overview of ecological montirng based on geographic information system (GIS) and remote sensing (RS) technology in Chna// IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 94. 2017. 012056 D0I:10.1088/1755-1315/94/1/012056
13. Risky Yanuar S.,Wahyu Nurbandi, Raden Ramadhani Yudha A., Brada Irmaning T., Artanti Prisma Z., Rosyita Alifiya, Wisudawan Putra D. and Sudaryatno. Using Remote Sensing and Geographic Information System (GIS) for Peak Discharge Estimating in Catchment of Way Ratai, Pesawaran District, Lampung Province // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 165. 2018. 012032 DOI : 10.1088/17551315/165/1/012032
14. Lubis M. Z., Taki H. M., Anurogo W., Pamungkas D. S., Wicaksono P., Aprilliyanti T. Mapping the Distribution of Potential Land Drought in Batam Island Using the Integration of Remote Sensing and Geographic Information Systems (GIS) // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 98. 2017. 012012 DOI :10.1088/1755-1315/98/1/012012
15. Интернет-ресурс компании «2ГИС». URL: http://info.2gis.ru/
16. Интернет-ресурс Яндекс.Карты. URL: https://yandex.ru/maps/
17. Интернет-ресурс Google.Maps. URL: https://www.google.ru/ maps
18. Интернет-ресурс «Геоинформатика. Под редакцией проф. B.C. Тикунова. М.: «Академия», 2005» http://www.studfiles.ru/ preview/1817795/
19. Mironova Yu.N. Use offuzzy sets in modeling of GIS objects //Journal of Physics: Conference Series. Volume 1015. May 2018. 1015 032094 -URL: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1015/3/032094 doi :10.1088/1742-6596/1015/3/032094
20. Mironova Yu.N. Virtual modeling in geoinformation technologies // Materials of conferences (Munich, Germany, 1-6 November 2016):«ed-ucation and science without borders», «fundamental and applied research in nanotechnology». International Journal Of Applied And Fundamental Research. - 2016. - № 2 - URL: www.science-sd.com/464-24988 (09.08.2016).
21. Mironova Yu.N. The classification of geoinformation objects // Materials of conferences (Munich, Germany, 1-6 November 2016):«edu-cation and science without borders», «fundamental and applied research in nanotechnology». International Journal Of Applied And Fundamental Research. - 2016. - № 2 - URL: www.science-sd.com/464-25151 (29.09.2016).
22. Миронова Ю.Н. Трудности классификации геоинформационных объектов // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 9, №1 (2017) http://naukovedenie.ru/PDF/09TVN117.pdf (доступ свободный).
23. Mironova Yu.N. Decryption of space images by using GIS-technologies // Materials of conferences (Munich, Germany, 31 October - 5 November 2017): «education and science without borders» «fundamental and applied research in nanotechnology» / International Journal Of Applied And Fundamental Research. - 2017. - № 3 - URL: www.sci-
Азимут научных исследований: педагогика и психология. 2020. Т. 9. № 3(32)
177
Mironova Yulia Nikolaevna RESEARCH OF GEOINFORMATION ...
pedagogical sciences
ence-sd.com/471-25226 (31.07.2017).
24. Mironova Yu.N. Fuzzy information in Geoinformatics // Materials of conferences (Munich, Germany, 31 October - 5 November 2018): «education and science without borders», «fundamental and applied research in nanotechnology» / International Journal Of Applied And Fundamental Research. - 2018. - № 6 - URL: www.science-sd.com/478-25434 (30.10.2018).
25. Mironova Yu.N. Using fuzzy set theory in Geoinformatics // Materials of conferences (Munich, Germany, 31 October - 5 November 2018): «education and science without borders», «fundamental and applied research in nanotechnology» / International Journal Of Applied And Fundamental Research. — 2018. - № 6 — URL: www.science-sd.com/478-25462 (30.10.2018).
26. Mironova Yu.N. The Use of Mathematical Logic in the Automated Decoding of Images // 2019 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), 1-4 Oct. 2019, Vladivostok, Russia. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8933838 DOI: 10.1109/FarEastCon.2019.8933838
27. Миронова Ю.Н. Обобщенные диаграммы Эйлера-Венна для нечетких множеств // Геометрия и графика. Т.7, № 4, 2019.
28. Всероссийская научно-практическая конференция «Геоинформационные системы в современном мире» URL: http://www. econf.rae.ru/conference/880
29. Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Заглавная_стра-ница
Статья поступила в редакцию 20.02.2020 Статья принята к публикации 27.08.2020
