CC BY
39
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
УДК 378
V МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЛЕТНИЙ НАУЧНЫЙ СЕМИНАР АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ГЕОМИР»
Игорь Александрович Мусихин
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат педагогических наук, проректор по международному сотрудничеству, тел. (383)343-25-39, e-mail: igor_musihin@mail.ru
Леонид Алексеевич Липатников
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, младший научный сотрудник, тел. (923)227-89-57, e-mail: lipatnikov_l@mail.ru
Максим Александрович Алтынцев
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск,
ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, старший преподаватель, кафедры инженерной геодезии и маркшейдерского дела, тел. (952)915-29-80, e-mail: mnbcv@mail.ru
Александр Юрьевич Чермошенцев
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск,
ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры физической геодезии и дистанционного зондирования, тел. (960)798-55-06, e-mail: fdz2004@bk.ru
В статье представлен обзор мероприятий, прошедших в Уханьском университете в рамках XI Международной летней школы ISPRS и V Международного научного семинара молодых ученых и аспирантов «ГЕОМИР». Показана роль данных мероприятий в мотивации участников к глубокому изучению предмета, самостоятельному, осознанному развитию профессиональных компетенций.
Ключевые слова: научно-исследовательская работа, летняя школа, профессиональный
рост.
V INTERNATIONAL SUMMER STUDENT SEMINAR «3S-2014»
Igor A. Musikhin
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Vice Rector for International Affairs, tel. (383)343-25-39, e-mail: igor_musihin@mail.ru
175
Вестник СГГА, вып. 4 (28), 2014
Leonid A. Lipatnikov
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., junior researcher, tel. (923)227-89-57, e-mail: lipatnikov_l@mail.ru
Maxim A. Altyntsev
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., senior teacher, Department of Applied Geodesy and Mining, tel. (952)915-29-80, e-mail: mnbcv@mail.ru
Aleksandr Yu. Chermoshentsev
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., senior teacher, Department Physical Geodesy and Remote Sensing, tel. (960)798-55-06, e-mail: fdz2004@bk.ru
The review of the actions that took place at Wuhan University within the XI International ISPRS Summer School and V International Scientific Seminar of Young Scientists and Graduate Students «3S-2014» is presented in the article. The role of these actions for motivation of participants to deep studying of a subject, independent and conscious development of professional competences is shown.
Key words: research work, summer school, professional development.
19-27 мая 2014 г. делегация аспирантов и молодых ученых Сибирской государственной геодезической академии приняла участие в трех мероприятиях, проходивших под эгидой ISPRS (Международное общество фотограмметрии и дистанционного зондирования) на базе Уханьского университета (Китай).
С 19 по 21 мая делегация СГГА приняла активное участие в работе симпозиума Комиссии VI Международного общества фотограмметрии и дистанционного зондирования, посвященного обмену данными, информацией и знаниями для реализации образовательных программ в сфере наук о Земле (The ISPRS Technical Commission IV Symposium on Data, Information and Knowledge Sharing for Geo-education).
Доклады, представленные на симпозиуме, были посвящены вопросам организации образовательного процесса в различных университетах и современным тенденциям развития образования, педагогических технологий и методик в области геоинформатики, фотограмметрии и дистанционного зондирования. Тематика выступлений охватила широкий спектр актуальных вопросов, освящающих современные тенденции в трансферте знаний и технологий [1].
Организаторы симпозиума совместили сроки симпозиума с проведением XI Летней школы ISPRS и V Международным летним научным семинаром аспирантов и молодых ученых «ГЕОМИР» - совместным образовательным проектом СГГА, Уханьского университета, МИИГАиК и ISPRS [2, 3] (11th ISPRS Summer School and 5th ISPRS 3S-Summer Students Seminar). Подобная интеграция позволила сделать работу симпозиума не только намного интересней и информативней, но и в максимальной степени эффективной. Во время симпозиума более чем 300 студентам и аспирантам из 16 стран мира были продемонстрированы:
176
Профессиональное образование
передовой опыт в планировании и организации научно-исследовательской работы, совместные образовательные программы и современные достижения науки в области фотограмметрии, дистанционного зондирования, ГИС-приложений, web-платформ, применяемых в образовании и преподавании геопространственных наук.
Признанные ученые, такие как профессор Дерен Ли (Китай), профессор Армин Грюн (Швейцария), профессор Джон Триндер (Австралия), профессор Маргарет Мадден (США), профессор Уве Штилла (Германия), профессор Чень Цзюнь (Китай) и профессор Ян Доуман (Великобритания), представили свои доклады, подробно рассказав молодым участникам симпозиума о том, как стоит работать над диссертационной работой, как правильно написать статью в научный журнал, на что необходимо обращать внимание при подготовке и подаче заявки на исследовательские гранты, каким образом представить свою презентацию для максимально возможного достижения поставленных целей и т. п.
20 мая было проведено несколько научных семинаров, организованных рабочими группами комиссии VI ISPRS. В семинарах приняли активное участие не только маститые ученые. Аспиранты и студенты также смогли представить результаты своей научно-исследовательской и методической работы. На семинарах симпозиума поднимались следующие актуальные вопросы, затрагивающие современную высшую школу:
- преподавание технических дисциплин и повышение их информационной емкости;
- преподавание геоинформационных дисциплин на примере картографии и ГИС;
- ресурсы Интернет и дистанционное образование;
- совместные международные программы сотрудничества в области образования;
- обеспечение регионального сотрудничества в области разработки методических приемов, образовательных технологий и преподавания геоинформатики.
В последний день работы симпозиума организаторы предоставили возможность молодым ученым и аспирантам, представлявшим в Уханьском университете высшие учебные заведения из различных стран мира, продемонстрировать свои научные разработки. Презентация научных исследований проходила в форме стендовых докладов, в течение презентации все желающие могли задать вопросы и побеседовать с их авторами (рис. 1, 2).
В это же время проходило рабочее совещание комиссии VI ISPRS с участием Управляющего совета Международного общества фотограмметрии и дистанционного зондирования.
В ходе совещания были заслушаны отчеты председателей рабочих групп комиссии VI об их работе за прошедшие 18 месяцев и планы дальнейшей работы до конгресса ISPRS в Праге в 2016 г.
177
Вестник СГГА, вып. 4 (28), 2014
Рис. 1. Презентация стендового доклада (Л. А. Липатников)
Рис. 2. Выступление на пленарном заседании и презентация стендового доклада (А. Ю. Чермошенцев)
По итогам отчетов рабочих групп Управляющим советом ISPRS был отмечен опыт успешной работы и развития такого проекта, как Международный летний научный семинар аспирантов и молодых ученых «ГЕОМИР». В связи с успешной реализацией проекта было принято решение об обобщении данного опыта и его распространении на страны Африки и Южной Америки.
Программное обеспечение, методические и учебные пособия, разработанные и подготовленные в 2012-2014 гг. в СГГА по курсам «Интерферометрия»
178
Профессиональное образование
и «ГНСС-технологии», были рекомендованы для размещения на web-портале ISPRS в целях их дальнейшего некоммерческого использования и адаптации в интересах всех заинтересованных лиц.
Второе и третье мероприятия: XI Летняя школа ISPRS и Международный летний научный семинар аспирантов и молодых ученых «ГЕОМИР» - прошли совместно в рамках четырех параллельных курсов. Каждый участник летней школы и семинара мог выбрать для углубленного погружения одно из предложенных организаторами направлений:
- практический курс пространственной статистики;
- геопространственная сервисная платформа для образования и научных исследований;
- мобильное лазерное сканирование и картографирование;
- открытые технологии и геоинформационные системы для работы с векторными картами и географическими базами данных.
Участниками семинара «ГЕОМИР» и летней школы от СГГА были выбраны три из предложенных курсов, о которых подробнее будет сказано ниже.
Практический курс пространственной статистики
Данный курс был посвящен статистическому анализу пространственных данных. Преподаватели: доктор Дэниэл Гриффит (Университет Техаса в Далласе) [4], доктор Бин Ли (Центральный Мичиганский Университет) [5].
Целью курса было дать общее представление о методах и математическом аппарате, применяемом в статистической обработке данных, научить слушателей применять эти методы для эффективного решения возникающих в рамках их профессиональной деятельности проблем, а также подготовить их к общению и дальнейшей самостоятельной работе по данной тематике на английском языке. Учебный курс длился 5 дней и включал 5 лекционных и 3 лабораторных занятия.
Лекции дали обучающимся представление об основах анализа пространственных данных, пространственной фильтрации на основе собственных векторов (Eigenvector Spatial Filtering - ESF) и ее применению. В ходе лекций особое внимание было уделено значению учета пространственной автокорреляции при анализе статистических данных и ее роли в повышении точности регрессионной модели. Несмотря на то, что регрессионная модель сама по себе не содержит информацию о причинно-следственных связях между явлениями, она является важным инструментом для выявления таких связей и построения прогнозов.
В ходе лабораторных занятий слушатели познакомились с языком программирования R [6] и свободным программным обеспечением GeoDa [7], предназначенным для статистического анализа пространственных данных. Лабораторные работы включали задания по регрессионному и кластерному анализу, в ходе выполнения которых сопоставлялись результаты, полученные с использованием различных регрессионных моделей. В качестве исходных данных использовались находящиеся в свободном доступе статистические мате-
179
Вестник СГГА, вып. 4 (28), 2014
риалы на территорию США и Пуэрто-Рико. Анализировались взаимосвязи между климатическими, социально-экономическими и эпидемиологическими параметрами. На заключительном этапе курса слушатели были разделены на команды, которые подготовили доклады о статистическом анализе данных, опираясь на результаты проделанных лабораторных работ.
Приобретенные в результате прохождения данного курса знания, умения и компетенции могут быть применены для решения различных задач - от выявления закономерностей распространения заболеваний до оценки стоимости недвижимости. Применение полученных знаний возможно в геодезии, например, при анализе погрешностей оценок положения пунктов геодезических сетей, при деформационном мониторинге, при моделировании погрешностей ГНСС-измерений, вызванных влиянием атмосферы и других факторов.
Курс «Мобильное лазерное сканирование и картографирование»
Курс читался специалистами исследовательского центра лазерного сканирования, научными сотрудниками кафедры дистанционного зондирования и фотограмметрии Финского геодезического института [8] докторами Харри Картиненом [9], Антерро Кукко [10] и Хинлианом Лянгом [11], Финляндия.
В течение пяти дней для слушателей курса проводились практические и лекционные занятия, на которых были рассмотрены основные системы мобильного лазерного сканирования (МЛС), принципы их работы, обработка данных МЛС, включающая калибровку данных и уравнивание траекторий, вопросы применения данного вида сканирования в автодорожной отрасли, лесном хозяйстве и при моделировании объектов городской инфраструктуры. На лекционных занятиях демонстрировалось применение мобильной лазерной сканирующей системы, разработанной Финским геодезическим институтом. Особенностью данной системы является возможность ее размещения за спиной выполняющего мобильное лазерное сканирование объектов специалиста с помощью специального крепления. Данное решение позволяет выполнять съемку самых труднодоступных для автомобильного транспорта участков местности. Обучающимся была продемонстрирована технология обработки траекторий съемки в специальном программном комплексе, разработанном специально для предложенной Финским геодезическим институтом системы мобильного лазерного сканирования. В качестве примера была показана технология калибровки данных с данной системы.
Одна из лекций курса была посвящена проблемам распознавания стволов и крон деревьев для решения различного ряда задач в лесном хозяйстве.
В целом, курс «Мобильное лазерное сканирование и картографирование» позволил расширить знания об основных принципах мобильного лазерного сканирования, новых съемочных мобильных системах, методиках распознавания объектов в облаке точек лазерных отражений.
На практических занятиях изучались основные методики автоматизированного распознавания объектов различных типов на основе данных МЛС.
180
Профессиональное образование
В качестве справочной и ознакомительной литературы студентам, аспирантам и молодым специалистам были предложены современные научные статьи, посвященные разработке и применению систем МЛС. По результатам их анализа слушателям курса было необходимо предложить свою методику и алгоритм распознавания объектов лазерной съемки. В самом начале обучения все слушатели курса были поделены на 6 групп, каждая из которых занималась разработкой своей методики. Представители Сибирской государственной геодезической академии в составе двух человек вошли в одну из таких групп, где помимо них в совместной проектной работе участвовали представители Индии и Китая. Группой была предложена методика автоматизированного распознавания объектов городской инфраструктуры по данным мобильного лазерного сканирования. Согласно предложенной группой методике общая последовательность выделения объектов имела следующий вид: земля, дорожное полотно, здания, небольшие объекты, деревья. В последний день занятий каждой группой была сделана презентация с результатами своей исследовательской деятельности, по итогам которой были выбраны лучшие доклады.
По мнению всех слушателей, курс «Мобильное лазерное сканирование и картографирование» позволил расширить их знания об основных принципах мобильного лазерного сканирования, новых мобильных съемочных системах, методиках распознавания объектов в облаке лазерных отражений и областях возможного приложения данного направления.
Курс «Открытые технологии и геоинформационные системы для работы с векторными картами и географическими базами данных»
Лекционные и практические занятия курса были посвящены применению открытых технологий и геоинформационных систем для работы с векторными картами и географическими базами данных. Преподаватели курса: доктор Джордж Рока, Университет Минхо [12] и доктор Цийи Джан, Фуданьский университет [13].
В рамках курса изучались функциональные возможности всевозможных технологий и программных разработок с открытым исходным кодом, позволяющие находить эффективное и гибкое решение, используя цепочку из различных компонентов, в отличие от приложений конкретного поставщика.
Задания и учебные примеры курса разработаны на основе операционной системы OSGeo [14] - набора предварительно сконфигурированных геопространственных приложений, предназначенных для разных целей: хранения, публикации, просмотра, анализа и операций с данными. В частности, слушатели курса овладели работой с векторными и растровыми данными в геоинформационной системе Quantum GIS, работой с пространственными базами данных PostGIS, размещением карт на онлайн-ресурсах.
Все из перечисленных выше курсов завершились защитой командами слушателей своих проектов, в которых они реализовали решение самостоятельно поставленных задач с применением изученных средств и технологий. Лучший
181
Вестник СГГА, вып. 4 (28), 2014
проект от каждого курса был представлен командами на церемонии закрытия XI Летней школы ISPRS и V Международного научного летнего семинара аспирантов и молодых ученых «ГЕОМИР» (рис. 3).
Рис. 3. Вручение сертификатов лучшим слушателям курсов. Шестой слева А. Ю. Чермошенцев, седьмая - Е. Н. Кулик
Помимо описанных выше мероприятий, эта поездка запомнится всем ее участникам интересными экскурсиями, совместными спортивными мероприятиями, полезными взаимными встречами с учеными и представителями производства (рис. 4-6).
Рис. 4. Экскурсионная программа
182
Профессиональное образование
Рис. 5. Ознакомительный визит в компанию LEADOR
Рис. 6. Ознакомительный визит участников летней школы и научного семинара в компанию GeoStar
Подводя итоги участия нашей делегации в мероприятиях 19-27 мая, можно перечислить ряд направлений, по которым у академии произошел качественный скачок в области ее международной деятельности:
- достигнуты договоренности по вопросам трехстороннего академического и научного сотрудничества с Planning and Public Policy CEPT University (Индия) и МИИГАиК;
183
Вестник СГГА, вып. 4 (28), 2014
- оговорено участие студентов СГГА в летней школе ISPRS (май 2015 г.) в Индии;
- получено согласие на использование разработок СГГА по интерферометрии и ГНСС-технологиям студентами и преподавателями третьих стран в качестве учебных пособий, размещаемых на сайте ISPRS;
- члены делегации СГГА приняли участие в трех из четырех предложенных образовательных курсов семинара. В двух из четырех лучших проектов, представленных на закрытии семинара «ГЕОМИР», присутствовали наши представители;
- международной выставкой и научным конгрессом «Интерэкспо ГЕО-Сибирь» заинтересовалась китайская компания LEADOR - производитель программного обеспечения и IMU.
По итогам учебных достижений и приобретенным компетенциям, продемонстрированным представителями СГГА в конце курсов летней школы и научного семинара, можно с уверенностью сказать, что такие мероприятия являются замечательной площадкой для общения студентов и молодых ученых со специалистами, добившимися признанных научных успехов как у себя на родине, так и за рубежом.
Подобные мероприятия предоставляют студентам и молодым ученым исключительную возможность для получения дополнительного образования в сфере наук о Земле, ознакомления с научными разработками молодых ученых из других стран, нахождения новых контактов для дальнейшей совместной научной деятельности, а также способствуют развитию языковых и межкультурных коммуникаций. За пять лет существования проекта «ГЕОМИР» число его участников и стран-партнеров неуклонно растет, что говорит о его научной состоятельности (рис. 7).
Рис. 7. Участники V Международного летнего научного семинара
184
Профессиональное образование
В заключение необходимо отметить важность летней школы и научного семинара для профессионального роста преподавателей высшей школы. Участие в подобных мероприятиях не только дает полезный опыт профессионального общения с коллегами, но и создает реальные возможности для методического роста. Так, в ходе учебных курсов можно узнать много нового в области современных эффективных подходов и методик в анализе, подготовке и отборе учебного материала, организации и сопровождении учебного процесса и проектной деятельности обучаемых. Например, во время проведения курса «Мобильное лазерное сканирование и картографирование» доктор Х. Лянг из Финского геодезического института продемонстрировал интересные приемы и подходы, использованные им на лекционных и практических занятиях. Они, несомненно, способствуют мотивации обучаемых к более глубокому изучению предмета, и, что еще более важно, самостоятельному, осознанному развитию в данном направлении, ставшим традиционном в нашем вузе [15-20].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. International Society for Photogrammetry and Remote Sensing. ISPRS Archives - Volume XL-6, 2014 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.int-arch-photogramm-remote-sens-spatial-inf-sci.net/XL-6/index.html.
2. Мусихин И. А. Международный студенческий форум «ГЕОМИР 3S 2010» в Сибирской государственной геодезической академии // Вестник СГГА. - 2010. - Вып. 2 (13). -С.155-160.
3. International summer student seminar (3S), from idea to realization / A. P. Karpik,
A. Peled, I. A. Musikhin, Li Deren, V. A. Seredovich // International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXIX-B6, 2012 XXII ISPRS Congress, 25 August - 01 September 2012, Melbourne, Australia [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.int-arch-photogramm-remote-sens-spatial-inf-sci.net/XXXIX-
B6/195/2012/isprsarchives-XXXIX-B6-195-2012.pdf.
4. Daniel A. Griffith [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.utdallas.edu/~dag054000/.
5. Dr. Bin Li [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.cmich.edu/colleges/ CHP/hp_academics/health_sciences/faculty_staff/Pages/Dr.-Ben-Li.aspx.
6. The R Project for Statistical Computing [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.r-project.org.
7. GeoDa Project Page [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://geodacenter.asu.edu/projects/opengeoda.
8. Finnish Geodetic Institute, Department of Remote Sensing and Photogrammetry [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.fgi.fi/fgi/research/department/remote-sensing-and-photogrammetry.
9. Harri Kaartinen [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.fgi.fi/fgi/contact/person/harri-kaartinen.
10. Antero Kukko [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.fgi.fi/fgi/contact/person/antero-kukko.
11. Xinlian Liang [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.fgi.fi/fgi/contact/person/xinlian-liang.
12. University of Minho [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.uminho.pt/en/home_en.
185
Вестник СГГА, вып. 4 (28), 2014
13. Fudan University [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.fudan.edu.en/en/users/guest/type:facultyStaff/.
14. The Open Source Geospatial (OSGeo) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.osgeo.org/.
15. Мусихин И. А., Жарников В. Б. Современное высшее образование, его проблемы и тенденции развития // Вестник СГГА. - 2014. - Вып. 1 (25). - С. 161-168.
16. Широкова Т. А. Аспирантура СГГА. Итоги развития (1943-2013) // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 4 (24). - С. 158-164.
17. Середович С. В., Рязанцева И. В. Модель образовательного кластера как элемент инновационного развития вуза // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 1 (21). - С. 123-126.
18. Середович В. А., Дубровский А. В., Малыгина О. И. Научно-производственная лаборатория «Дигитайзер» как основная инновационная площадка СГГА // Вестник СГГА. -2012. - Вып. 2 (18). - С. 133-138.
19. Петров П. В., Рязанцева И. В. Итоги Международного молодежного инновационного форума «Интерра-2011» на площадке СГГА // Вестник СГГА. - 2012. - Вып. 2 (18). -С.149-152.
20. Луговская Е. А. Из истории Новосибирского планетария // Вестник СГГА. - 2012. -Вып. 2 (18). - С. 139-148.
Получено 24.07.2014
© И. А. Мусихин, Л. А. Липатников, М. А. Алтынцев,
А. Ю. Чермошенцев, 2014
186
