CC BY
157
ПРИМЕНЕНИЕ WEB-ГИС и МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ КАРТОГРАФИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Алексей Александрович Колесников
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Пла-хотного, 10, аспирант кафедры картографии и геоинформатики, тел. 8(383)361-06-35, e-mail: alexeykw@mail. ru
Елена Владимировна Комиссарова
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Пла-хотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры картографии и геоинформатики, тел. 8(383)361-06-35, e-mail: [email protected]
Валерий Алексеевич Ракунов
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат исторических наук, доцент кафедры гуманитарных наук, тел. 8(383)361-06-35, e-mail: komissarova [email protected]
В статье поставлен вопрос о необходимости создания мультимедийной учебно -справочной системы для интерактивного и инновационного подхода преподавания в высшей школе (на примере гуманитарных дисциплин).
Ключевые слова: моделирование в картографии, исторические события, исторические процессы, мультимедийные технологии, WEB-ГИС технологии, единый интегрированный курс.
USING WEB-GIS AND MULTIMEDIA TECHNOLOGIES FOR CARTOGRAPHICAL MODELING
Alexey A. Kolesnikov
Post-graduate students, department of Cartography and GIS, SSGA, 10 Plakhotnogo st., Novosibirsk 630008, Russia, phone: 8 (383)361-06-35, e-mail: [email protected]
Elena V Komissarova
Ph.D., Assoc. Prof., department of Cartography and GIS, SSGA, 10 Plakhotnogo st., Novosibirsk 630008, Russia, phone: 8 (383)361-06-35, e-mail: [email protected]
Valery A. Rakunov
Ph.D., Assoc.Prof., department of humanities, SSGA, 10 Plakhotnogo st., Novosibirsk 630008, Russia, phone: 8(383)361-06-35, e-mail: komi s sarova_e@mail. ru
The article raised the issue of the need to create multi-media educational and reference system for interactive and innovative approach of teaching in higher education (for example, the humanitarian disciplines).
Key words: modelling in cartography, historical events, historical processes, multimedia technologies, WEB-GIS technology, integrated course.
На сегодняшний день значительную роль в формировании нового направления картографии играют Web-ГИС и мультимедийные технологии. Они позволяют создавать привлекательные и легко воспринимаемые пользователями
интерактивные картографические произведения. Произошедшие в последнее время перемены, связанные с информатизацией общества, привели к существенным изменениям в методике преподавания соответствующих дисциплин. Эти технологии, основанные на компьютерной технике, требуют радикальных изменений в организации образовательного процесса высшей школы.
Разработаны и активно используются различные типы компьютерных программ, комплексов информационных технологий для инновационных методов обучения. Но в тоже время, образовательный процесс в высших учебных заведениях оказывается наименее обеспеченным современным картографическим материалом, органически вписанным в образовательную систему и соответствующим современному состоянию технических и программных средств.
Развитие современных информационных технологий позволяет перенести в интернет не только любую справочную информацию различных видов, но и различные типы пространственной. Все это дает возможность интерактивного взаимодействия и редактирования всего этого массива информации.
Таким образом, актуальным и своевременным является разработка нового вида картографических произведений, которое будет объединять эти технологии [1-3].
Целью нашей работы является разработка и создание мультимедийной учебно-справочной системы для интерактивного и инновационного подхода преподавания в высшей школе (на примере гуманитарных дисциплин) в рамках проекта «Единый интегрированный курс дисциплин для высшей школы».
Разработка мультимедийной учебно-справочной системы (МУСС) ориентированной на сетевые технологии и логичным шагом будет использование в качестве основного из компонентов системы web-ГИС. Данное решение позволит, оперировать информацией не только в виде стандартного каталога, но и карты, напрямую связанной со всеми остальными данными.
Авторский коллектив разработал требования, методику и рекомендации по проектированию модели системы и ее последующей реализации.
Особенностями картографической информации и всей ГИС в целом для разрабатываемой МУСС будут являться:
- высокая степень персонификации;
- развитые возможности редактирования карты;
- наличие функций пространственного анализа;
- большое количество инструментов для работы с четвертой координатой -временем;
- возможность редактирования как инструментами самой web-ГИС, так и сторонними ГИС в качестве клиентов;
- работа с различными типами данных
- широкое использование мультимедийных возможностей;
- возможности использования и работы с разными классификаторами картографической информации.
Рассмотрим вышеперечисленные особенности более подробно.
Персонификация обусловлена различными типами пользователей, использующих данные. В случае данной системы это могут быть студенты, преподава-
тели, аспиранты. Для каждого из пользователей определены уровни доступа к данным и функциям ГИС. Редактирование картографических данных разрешено всем типам пользователей, но, например, для студентов разрешено изменение только в определенных слоях карты предназначенных для выполнения практических работ, преподаватель же может изменять саму географическую основу карты, создавать тематические слои, добавлять и редактировать типы объектов. Причем, для каждого из пользователей есть возможность сохранять и отображать индивидуальные исправления, не затрагивающие исходную картографическую основу. Также используя настройки доступа, преподаватели могут создавать выборки картографической и справочной информации, в зависимости от предмета и специальности.
Традиционная картографическая информация используется в качестве основы и она является лишь небольшой частью картографической информации в системе. Все остальные данные на карту наносятся уже самими пользователями системы, исходя из их потребностей.
Таким образом, важнейшей частью системы и web-ГИС в частности являются возможности редактирования, как через встроенный редактор, так и внешними средствами. Редактированию должны подлежать пространственные и семантические данные, классификаторы объектов карты, справочная информация и вся административная часть, касающаяся управления пользователями и параметрами доступа. Инструменты редактирования должны быть максимально адаптированы под специфику пользователей системы и учитывать особенности гуманитарных наук. Важной особенностью является наличие развитой системы откатов при редактировании всех видов информации. Также должна быть предусмотрена возможность многопользовательской работы и хранения индивидуальных правок для каждого из пользователей, то есть пользователь может, как отредактировать общую карту и сохранить эти правки для всех остальных, так оставить исправления только для себя [4-7].
Типовой функцией большинства ГИС являются функции пространственного анализа. В данном случае необходимы как стандартный набор инструментов, так и дополнительные функции, исходя из специфики преподавания гуманитарных наук. Эти функции могут быть реализованы либо как частный случай общих, либо как их набор с соответствующей адаптацией.
Значительную часть гуманитарных наук, помимо пространственной привязки, невозможно представить без указания даты и времени событий, явлений и т.п. Таким образом, в разрабатываемой системе время необходимо учитывать не только как одну из семантических характеристик, но и как четвертую координату, используемую наравне с остальными. Это должно выражаться в инструментах манипулирования временем, как с точки зрения просмотра, так и редактирования картографической и справочной информации. При просмотре пользователь имеет возможность изменять не только видимую часть карты, но и временной период, для которого отображается эта картографическая информация. Это достигается путем учета временных интервалов, указанных в семантике всех объектов карты.
Таким образом, на одном участке местности пользователь, изменяя границы отображаемого временного интервала увидит появляющиеся, изменяющиеся и пропадающие объекты в соответствии с заданными временными рамками. Для реализации всех этих возможностей необходимы и соответствующие инструменты редактирования, учитывающие данную специфику и при этом быть достаточно простыми для всех пользователей данной системы. При редактировании должны учитываться возможности изменения во времени как семантических, так и метрических характеристик объектов карты. Также особенностью данной системы будет реализация некоторых функций пространственно -временной генерализации, необходимость которых обусловлена широким применением анимационных эффектов для отображения динамики событий [7-8].
Web-ГИС должна учитывать разные уровни подготовки пользователей, иметь возможность доступа и редактирования информации, как с помощью web-интерфейса, так и наиболее распространенных ГИС. Это взаимодействие может быть реализовано как с помощью инструментов импорта наиболее распространенных обменных форматов, так и непосредственным доступом посредством типовых протоколов к просмотру и редактированию картографической информации из настольных ГИС.
Сама специфика информационно-справочной системы подразумевает инструменты оперирования различными видами данных - картографических, текстовых, графических, трехмерных, аудиовизуальных и других. Мультимедийные средства позволяют не только продемонстрировать текст, фото и видео по заданной тематике, но и дают возможность показать в динамике какие-либо события и процессы, протекающие в едином пространстве, что намного улучшает наглядность рассказываемого материала. Также максимально возможное использование различных видов информации позволит наиболее полно представить материал той или иной гуманитарной дисциплины.
Как уже было сказано, использование мультимедийных данных позволит значительно повысить наглядность представленного материала. А также использование анимационных эффектов дает широкие возможности для демонстрации динамики происходящих событий и явлений действительности.
Специфика гуманитарных дисциплин такова, что на одну, и туже территорию, и на один и тот же временной период, как правило, существует довольно большой ряд карт различной тематики. Это предъявляет требования к инструментам использования и редактирования классификаторов картографической информации в разрабатываемой web-ГИС. Учитывая необходимость отображения различных тематических карт на одну, и туже территорию для проведения сравнения и анализа требуется реализация возможности одновременной работы с наборами карт и несколькими классификаторами.
В рамках реализуемого проекта планируется создать единый интегрированный курс для высшей школы по гуманитарным дисциплинам. Данный комплект курсов будет объединять самую актуальную информацию по предмету и самые передовые информационные технологии. Для максимальной наглядности и заинтересованности студента в учебном процессе предполагается использовать широкий круг программных и аппаратных средств, представления тради-
ционной и мультимедийной информации с учетом требований и рекомендаций психологии и педагогики. Опробованные на лекционных и практических занятиях мультимедийные картографические произведения демонстрируют высокие результаты с точки зрения восприятия студентом и тем самым прогнозируют гарантированную успешность проекту.
Следовательно, реализация проекта даст не только совокупность мультимедийных картографических произведений в рамках гуманитарных дисциплин. Но и большое количество методик и рекомендаций по направлениям подготовки и обработки различных картографических произведений для интерактивного и инновационного подхода преподавания в высшей школе.
В методиках и рекомендациях будут рассматриваться следующие вопросы:
- правила цифрового описания, классификаторы, структура картографической информации;
- использование мультимедийных технологий в образовательном процессе;
- применению современных аппаратно-программных средств в образовании;
- создания новых видов проверочных работ на основе цифровых карт (для замены традиционных контурных карт);
- интеграции мультимедийных картографических произведений в традиционный образовательный процесс по гуманитарным дисциплинам.
Таким образом, создаваемый нами проект единого интегрированного курса не имеет аналогов ни в России, ни за рубежом, позволит не только расширить возможности традиционных учебных материалов и пособий для изучения гуманитарных дисциплин в высшей школе, но и реализовать принципиально иную концепцию подачи и восприятия материала студентами, в том числе картографического. Создание нового вида картографического произведения, включающего в себя подробную информацию об объектах, процессах и событиях в виде единой взаимосвязанной системы, удобной для использования и позволяющей быстро находить необходимые темы и дополнительные сведения. Компьютерные средства на данный момент открывают новые возможности в преподавании, т.к. с их помощью можно наглядно продемонстрировать важнейшие события, закономерности, протекающие во времени и в пространстве: движение населения (завоевания, переселения, миграции), развитие инфраструктуры, динамические изменения и т.п. [8-10].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Лисицкий, Д.В Применение мультимедийных карт в интерактивном режиме для лекционного курса по дисциплине «Отечественная история» / Д.В. Лисицкий, Е.В. Комиссарова, В.А. Ракунов, А.А. Колесников, П.Ю. Бугаков // Сб. матер. региональной научно-методич. конф. Актуальные вопросы модернизации высшего образования, Новосибирск, февраль 2010 г. - Новосибирск, СГГА, 2010. - С. 76-78.
2. Лисицкий Д.В. Методика проведения лекционных занятий на базе мультимедийного проектора и диалоговой доски // Вестник СГГА. - 2011. - Вып. 1 (14). - С. 147-152.
3. Ракунов, В.А. Метод визуализации данных в преподавании дисциплин гуманитарного цикла. Сб. матер. региональной научно-методич. конф. Единое информационно-
образовательное пространство - основа инновационного развития вуза - СГГА, Новосибирск, 2011. - С.77 - 78
4. Ракунов, В.А. Мультимедийная визуализация исторических процессов для использования в инновационных методах обучения (на примере дисциплине «Отечественная история») / В.А. Ракунов, Г.И Федорова, Е.В. Комиссарова, А.А. Колесников, Т.С. Сизикова // «Интеграция образовательного пространства с реальным сектором экономики»: сб. матер. 1-ой международной научно-методич. конф. - СГГА, Новосибирск, 2012- С.120-124
5. Концепция модернизации дизайна для мультимедийного картографирования исторических событий и процессов в России / А.А. Колесников, Т.С. Сизикова, Е.В. Комиссарова,
B.А. Ракунов // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геопространство в социальном и экономическом дискурсе» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 2. - С. 59-64.
6. Общие технологические схемы создания географического мультимедийного атласа и географической мультимедийной карты / Д.В. Лисицкий, Е.В. Комиссарова, Е.С. Утробина, А.А. Колесников, Т.С. Сизикова // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 1, ч. 1. -
C. 41-44.
7. Сущность мультимедийной картографии / Д.В. Лисицкий, Е.В. Комиссарова, Е.С. Утробина, А.А. Колесников, Т.С. Сизикова // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 1, ч. 2. - С. 31-36.
8. Колесников А.А. Методические основы создания картографических анимаций с применением современных технологий геоинформационного картографирования // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 2. - С. 89-92.
9. Надыров И.О. Описание концепции интерактивной карты // Вестник СГГА. - 2011. -Вып. 1 (14). - С. 62-68.
10. Надыров И.О. Использование трехмерных моделей местности в учебном процессе // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 1, ч. 2. - С. 53-58.
© А.А. Колесников, Е.В. Комиссарова, В.А. Ракунов, 2013
