CC BY
78
ИЗВЕСТИЯ
ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени В. Г. БЕЛИНСКОГО ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ № 29 2012
IZVESTIA
PENZENSKOGO GOSUDARSTVENNOGO PEDAGOGICHESKOGO UNIVERSITETA imeni V. G. BELINSKOGO NATURAL SCIENCES № 29 2012
УДК 910(075.8)
УЧЕБНЫЙ КУРС «ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ»: АКТУАЛИЗАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ
© О. И. БЕЛЯКОВ Пензенский государственный университет, кафедра прикладной информатики и математики e-mail: [email protected]
Беляков О. И. - Учебный курс «Геоинформационные системы»: актуализация содержания // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2012. № 29. С. 301-304. - В статье рассмотрены современные методы и средства работы с геопространственной информацией, возможности устройств с GPS-приёмниками в игровой, образовательной и туристической деятельности.
Ключевые слова: геоинформационная система, неогеография, краудсорсинг, геокешинг, геотэггинг.
Belyakov O. I. - Training course «Geoinformation systems»: contents updating // Izv. Penz. gos. pedagog. univ. im.i V.G. Belinskogo. 2012. № 29. P. 301-304. - In article modern methods and means of work with the geospatial information, possibilities of devices with GPS-receivers in game, educational and tourist activity are considered.
Keywords: geographic information system, spatial information system, neogeography, crowdsourcing, geocaching, geotagging.
Геоинформационные системы (ГИС), предлагая новые эффективные подходы к анализу и решению территориальных проблем, играют все более важную роль в задачах социально-экономического, политического и экологического развития, управления природным, производственным и трудовым потенциалом в национальных интересах. В связи с этим новая государственная политика в области информатизации поставила ГИС в число приоритетных информационных технологий. Разработка и обновление образовательных программ в области геоинформатики является актуальной задачей для географического образования. Так в рамках инновационной образовательной программы Герценовского университета был разработан модуль «Технологии взаимодействия человека с высокотехнологичной информационной средой», включающий учебный курс «Геоинформационные системы», одним из создателей которого был и автор [3].
Помимо традиционного содержания, раскрывающего особенности геоинформационных систем, их функциональные возможности и проектирование, особое внимание уделяется новым, инновационным методам и направлениям в представлении возможностей работы с геопространственной информацией, таким как неогеграфия и использование современных систем глобального мониторинга и навигации.
Неогеография - новое поколение средств и методов работы с геопространственной информацией, отличающееся от предыдущих (карт и ГИС) тремя
основными признаками: использованием географических, а не картографических, систем координат; применением растрового, а не векторного представления географической информации в качестве основного; использованием открытых гипертекстовых форматов представления геоданных.
Можно сказать, что неогеография - это география эпохи Web 2.0, предполагающей, что контент создается самими пользователями, как правило, не географами-профессионалами.
Классическим и наиболее известным примером решений, выполненных в идеологии неогеографии, являются геопорталы. Один из наиболее популярных из них - разработка компании Google - Google Earth (www.earth.google.com).
Google Earth - это клиентская программа для работы с трехмерной моделью Земли, созданной на основе спутниковых фотографий высокого разрешения. В отличие от других геосервисов, показывающих спутниковые снимки в обычном браузере, в данном сервисе используется специальная, загружаемая на компьютер пользователя клиентская программа. Пользоваться программой очень просто и удобно. Практически вся поверхность суши представлена изображениями, полученными от компании DigitalGlobe, имеющими разрешение 15 м на пиксель. Есть отдельные участки поверхности, имеющие более подробное разрешение. Google Earth автоматически подкачивает из интернета необходимые пользователю изображения и другие
данные, сохраняет их на жестком диске для дальнейшего использования. Скачанные данные сохраняются на диске, и при последующих запусках программы закачиваются только новые данные, что позволяет существенно экономить трафик.
Есть возможность работы без подключения к интернету. Имеется огромное количество дополнительных данных, которые можно подключить по желанию пользователя. Например, названия населенных пунктов, водоемы, аэропорты, дороги, в том числе железные дороги и другая информация. Кроме этого, для крупных городов имеется более подробная информация - названия улиц, магазины, заправки, гостиницы, и многое другое.
Пользователи могут создавать свои собственные метки, рисовать пути и многоугольники, накладывать свои изображения поверх спутниковых. Это могут быть карты, или более детальные снимки, полученные из других источников, а также 3D модели. Этими метками можно обмениваться с другими пользователями программы.
Имеется функция измерения расстояния пути и площади; мультиязычный интерфейс; функции поиска мест и маршрутов; распечатка и сохранение снимков; настройки параметров программы; использование горячих клавиш.
Существуют так же платные версии Google Earth Plus и Google Earth Pro, отличающиеся поддержкой GPS навигации, записи видео, измерения областей, повышенным разрешением распечатки и сохранения снимков, импортом данных таблиц и данных ГИС. Есть также упрощенная Java-версия программы для сотовых телефонов.
Помимо детального представления Земли в приложении Google Earth реализованы слои позволяющие изучать океан, звездное небо, Луну и Марс.
Так слой «Океан», предоставляет доступ к снимкам мирового океана и части морского дна, а также позволяет исследовать достоверную трехмерную модель подводного мира. Графическая и видеоинформация сопровождается подробными комментариями о состоянии окружающей среды изучаемого региона с акцентом на критериях, влияющих на изменение климата. Сейчас в программе предусмотрено до 20 уровней детализации океанских глубин, составленных на основе информации от двадцати пяти ведущих мировых океанографов, исследователей и ученых.
Возможности, предоставляемые Google Earth для всех пользователей Интернет, используются при организации и реализации многочисленных образовательных проектов. Отметим лишь некоторые из них.
WikiMapia.org - проект, объединяющий информацию Google Maps с технологией вики (веб-сайт, структуру и содержимое, которого пользователи могут сообща изменять с помощью инструментов, предоставляемых самим сайтом). Его целью является описание всей Земли. Просматривая карту WikiMapia, пользователь видит объекты, ограниченные рамками, и может получить текстовое описание для каждого. Редактирование текстов и выделение новых участков карты
доступно любому посетителю сайта. Объекты также помечаются тегами, в режиме поиска отображаются только те из них, в описании которых присутствует данный тег. Также к каждому помеченному участку можно добавлять фотографии этого места, видеоролики из YouTub и ссылку на страницу в Википедии для этого места. Слой пометок WikiMapia можно подключить к программе Google Earth.
Letopisi.ru - образовательный вики-проект в жанре путеводителя для школьников, студентов и учителей. Наполнение проекта - это описание городов, сел и деревень, мест, школ, событий и людей, которые имеют значение для обучения.
«Виртуальный поезд» - совместный проект Российских железных дорог и компании Google, который позволяет, не выходя из дома, «проехать» по самой длинной железной дороге в мире - Транссибирской железнодорожной магистрали от Москвы до Владивостока через всю страну. Маршрут проходит через две части света, 7 часовых поясов, 12 областей и 87 городов
- более 9000 км или 150 часов непрерывного видео.
Пассажиры виртуального поезда могут «сойти» в крупнейших городах по пути следования поезда и принять участие в обзорных экскурсиях: посмотреть видеорепортажи, фотографии достопримечательностей, а так же прослушать в дороге аудиокниги русских классиков, русские народные мелодии или просто смотреть в окно под стук колес.
Использование принципов работы с геопро-странственной информацией, применяемых в неогеографии ведет к резкому сокращению себестоимости геоданных и сроков их создания, и как следствие -возможности отображения быстротекущих процессов и объектов, чье местоположение или характеристики меняются со временем.
Неогеография, являясь принципиально новым подходом к работе с географической информацией, позволяет кардинально улучшить ее качество, полноту, целостность, достоверность, прозрачность и доступность.
Существенное влияние средства неогеграфии оказали на популяризацию и широкое использование современных систем глобального мониторинга и навигации, таких как GPS-навигаторы.
GPS-навигатор - радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками. Достоинство этих приборов заключается, в том, что они позволяют хранить и обрабатывать информацию. Кроме того, они обеспечивают доступ к информационным системам, позволяют действовать и думать сообща. Учебная деятельность на улицах города с привлечением мобильных устройств может быть расширена за счет привлечения сетевых технологий. В результате этого расширения участники учебных проектов не только совершают действия в локальном контексте городских или сельских улиц, но и знакомятся с такими глобальными сетевыми концепциями как базы данных, цифровые карты, открытые энциклопедии.
МЕТОДИКА. ПРЕПОДАВАНИЯ ►►►►►
В настоящее время возникло несколько направлений игрового и образовательного использования GPS/ ГЛОНАСС - навигаторов: краудсорсинг, гео-ньюсинг, геокешинг и геотэггинг [2].
Краудсорсинг (англ. crowdsourcing, crowd -«толпа» и sourcing - «использование ресурсов») -передача определённых производственных функций неопределённому кругу лиц на основании публичной оферты, не подразумевающей заключение трудового договора, другими словами использование коллективного разума тысяч людей, их труда, в том числе в коммерческих целях. Это направление создано в расчете на предполагаемое желание потребителей бесплатно или за небольшую цену поделиться своими идеями с компанией, исключительно из интереса увидеть эти идеи воплощёнными в производстве.
Иллюстрацией может служить эксперимент, проведенный компанией Google в ряде индийских городов. Горожане получили бесплатные GPS-навигаторы и задание отметить координаты всех значимых объектов, мимо которых они проходят в городе. Если информация поступала из нескольких источников - объект наносился на карту. Так за короткое время были составлены довольно подробные карты городов, с указанием остановок транспорта, достопримечательностей, ресторанов, муниципальных объектов и других зданий.
Геоньюсинг - вид GPS-игры, в ходе которой участники находят в СМИ информационные сообщения (новости), с указанием точных географических координат, и пытаются обнаружить их на электронных картах типа Google Earth. Найденные объекты помечаются тегами.
Иллюстрацией данного направления может служить следующий пример: «Как сообщает агентство БЕЛТА, памятный знак «Географический центр Европы» открылся 31 мая 2008 г. на 55 градусе 30 минуте северной широты и 28 градусе 48 минуте восточной долготы». Необходимо найти указанное место в программе Google Earht, определить город, страну, установить маркер объекта, обменяться информацией с другими пользователями о его местонахождении. В дальнейшем эти данные переносятся в навигатор, и по возможности участники посещают такие точки.
Геокешинг ("geocaching", от греч. "geo" - Земля, англ. "cache" - тайник) - туристическая игра с применением спутниковых навигационных систем, состоящая в нахождении тайников, спрятанных другими участниками игры. Основная идея состоит в том, что одни игроки прячут тайники, с помощью GPS определяют их координаты и сообщают о них в Интернете. Другие игроки используют эти координаты и свои GPS-приемники для поиска тайников. Список тайников постоянно обновляется на сайте геокешинга -www.geocaching.su, карту тайников можно также импортировать в Google Earth.
Как правило, тайники создаются в местах, которые представляют природный, исторический, культурный, географический интерес. Поэтому создание и поиск тайников превращаются в активный познава-
тельный процесс. Игроки получают множество любопытных сведений о достопримечательностях. Приветствуются тайники, где ставится оригинальная и трудная (например, многошаговая) поисковая задача.
Вопросы, которые организаторы геокешинга задают игрокам, можно разделить на следующие типы:
1. Вопросы на внимательность и поисковую активность вокруг указанной точки. Ответы на эти вопросы требуют внимания и наблюдательности. Зачастую люди просто не обращают внимания на объекты, которые их окружают. Так, вопрос «Найдите мудрецов, которые играют в шахматы около данной точки» побуждает людей поднять голову и увидеть скульптурные изображения мудрецов на крыше одного из домов. Если к вопросу прикладывается старая фотография, то поиск ответа на вопрос «что на этой фотографии не соответствует действительности» потребует от игроков найти объекты, которые либо появились, либо исчезли в данном месте.
2. Вопросы на знание исторических фактов и коммуникативную активность. Поиск ответа на вопрос «Что здесь было раньше?» предполагает, что участники либо сами знают историю этих мест, либо сумеют обратиться к местным жителям и узнать «почему это место называется Черным прудом», «почему этот дуб называют Ольденбургским».
3. Вопросы на локальные измерения. Ответы на эти вопросы можно получить, используя возможности GPS приемника. Например, измерить площадь стадиона можно узнать, обмерив его рулеткой, либо пометив точки по его периметру и получив от GPS-станции расстояния между этими точками
4. Вопросы - метки самой игры в образовательный геокешинг. Это веселые задания, которые передаются от одной игре к другой.
Геокешинг лежит в основе нового хобби - «поиск пересечений» (англ. Degree Confluence Project) -состоящего в посещении тех точек земного шара, где пересекаются географические параллели и меридианы.
Иная модель организации игры используется в ходе подготовки и проведения образовательных игр с GPS приемниками при геотэггинге.
Геотэггинг (“geotagging”, от греч. "geo" - Земля, англ. "tag" - метка, ярлык) основано на использовании в качестве меток географических GPS координат точки, в которой сделана фотография. При размещении в сети новых фотографий участники проекта добавляют к ней описание и ключевые слова - метки, по которым фотография в дальнейшем может быть найдена. Применение таких меток позволяет совместить рассказы и фотографии, размещенные в коллекции участниками проекта, с сервисом цифровых карт Google и получить изображение точки, в которой сделана фотография, на карте maps.Google.com.
Фотографии с метками можно находить и размещать на картах не только с помощью компьютера, но и обычного мобильного телефона, которым была сделана фотография. Так, устройства Nokia используют для этого навигационную программу Nokia Maps. Достаточно в галерее найти необходимый снимок с меткой
(возле такой фотографии отображается значок компаса), и в опциях файла выбрать пункт «Просмотреть на карте», загрузится карта и отметится место, где был сделан этот снимок.
В телефонах Sony Ericsson, Apple и других уже предустановлена мобильная версия Google Maps, поэтому пользователь также может, просматривая снимки, находить их на карте. Аналогично реализован сервис и у других производителей средств мобильной связи.
Весьма интересным видится использование GPS навигаторов для представления образовательной, туристической и иной мультимедиа информации об объектах, а также создание скетч-шоу [1].
Так с помощью программы Geovative (http:// www.geovative.com), которая позволяет пользователям составлять экскурсионные туры для GPS-устройств, содержащие звук, изображения и текст в Великобритании создано шоу «230 Miles of Love»
- http://www.230milesoflove.com. Путешествующие по автостраде M6, теперь могут слушать комедийные скетчи через спутниковый навигатор или мобильный телефон с поддержкой GPS. Для этого достаточно закачать на свое устройство бесплатные серии, и они будут автоматически воспроизводиться, когда автомобиль достигнет конкретной точки на трассе.
Большой популярность пользуются приложения для навигаторов компании «RoadTour» - http:// www.roadtour.co.uk, для ознакомления с историческими событиями и объектами в Великобритании, странах Европы, Америки, Африки. Пользователи навигаторов могут, например, путешествуя по Великобритании получить историческую справку о различных замках, памятниках и полях сражений, проезжая мимо достопримечательности или специально проложить маршрут по интересующим местам.
В России подобную возможность представила компания Garmin. Владельцам автомобильных навигаторов Garmin доступны тематические путеводители-справочники, которые содержат полезную информацию и позволяют быстро проложить маршрут до выбранного объекта. С сайта http://www.garmin.ru можно скачать следующие справочники: «Черноморское побережье», «Парки Москвы», «Отдых в Ленинградской области», «Две столицы» и «Зима в Москве и Подмосковье», «Охота и рыбалка в МО». Например, справочник «Две столицы» содержит информацию об основных туристических местах Санкт-Петербурга и Москвы. Каждый объект иллюстрируется фотографи-
ей и кратким описанием с интересными историческими фактами.
Возможность определения своего местоположения, предоставление информации о нахождении друзей является интересным и перспективным направлением, разрабатываемым в настоящее время, как операторами сотовой связи, так и крупнейшими IT- компаниями, такими как Google и Mail.ru [3].
Так компания Google запустила сервис «Гугл Локатор», позволяющий в реальном времени обменивается информацией о своем местоположении с другими людьми - http://www.google.com/latitude/intro. html
Пользователи могут просматривать информацию о местонахождении, как через сотовый телефон, так и на компьютере, установив специальный гаджет.
Подобную услугу определения своего местоположения предоставляют сотовые операторы МТС, Мегафон в рамках программ «Локатор», «Ребенок под присмотром», «Мой город». Принцип работы данных сервисов основан на определение координат методом триангуляции по точкам беспроводной связи Wi-Fi, а также по сигналам базовых станций сотовых операторов GSM, что позволяет устранить проблемы с сигналами GPS в условиях плотной городской застройки.
Возможности использования устройств с GPS-приёмниками постоянно расширяются. Так, например, недавно появился сервис Locify - http://www.locify. com для телефонов и устройств с GPS-приёмниками, позволяющий возможность найти статьи Википедии о ближайших объектах, узнать текущую погоду, следить за твитами друзей, обновлять свой статус, координаты, оставлять комментарии в Twitter - полноценный виртуальный гид в любой точке Земного шара.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Беляков О. И. Компьютерные технологии в географии: Учебно-методический комплекс. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2011. 33 с.
2. Беляков О. И. Инновационные методы и направления в работе с геопространственной информацией // География и экология в школе XXI века. 2008. № 8. С. 55-60.
3. Беляков О. И. Верещагина Н. О. Геоинформационные системы / Технологии взаимодействия человека с высокотехнологичной информационной средой: Учебно-методический комплекс. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2008. С. 110-142.
