Раздел I. Компьютерные методы исследований В географии
Компьютерные технологии в географии
1. Цели освоения дисциплиныявляется получение студентами навыков компьютерного моделирования для профессиональной научной и практической деятельности. Компьютерные технологии применяются во всех науках о Земле и обществе и связаны с информатикой, системами сбора и обработки данных и др. В связи с этим курс тесно связан с общепрофессиональными дисциплинами направления «география», а также опирается на ряд курсов по методам исследований и использует цикл математических и информационных дисциплин. При проведении лабораторных занятий необходимы начальные знания наиболее распространенных компьютерных пакетов для обработки данных.
Задачи курса:
Курс ориентирован на формирование у студентов навыков и умений компьютерного моделировании в профессиональных исследованиях. В результате изучения данного курса студенты должны:
- получить представление об основных концепциях компьютерного моделирования в географии; роли и месте компьютерных технологий; о их функциях в реализации конкретных методов исследований;
- усвоить основные идеи, принципы и закономерности в моделировании пространственно-временных систем;
- научиться понимать и определять экономическую эффективность компьютерных технологий при решении задач в области географии, а также пределы их возможностей;
- овладеть навыками практической работы с использованием компьютерных технологий.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина предназначена для магистров, обучающихся по направлению География и относится к базовой части общенаучного цикла
Требования к результатам освоения дисциплины
Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций: уметь свободно пользоваться современными компьютерными технологиями, применяемыми при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации; самостоятельно использовать современные компьютерные технологии для решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности (ОК-2).
Магистр должен участвовать в научно-исследовательских работах в исследованиях геосистем.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: современные компьютерные технологии, применяемые в научных и практических работах; технологии и разработки, составления, отладки, тестирования и документирования программы на языках высокого уровня для задач обработки цифровой, знаковой и текстовой информации, представленных в векторной и растровой формахосвоить современные возможности вычислительной техники и программного обеспечения при решении пространственно-временных задач в области географии.
Уметь: рассчитывать информационные показатели эффективности компьютерных алгоритмов разной объектной ориентации и пространственного охвата; организовать работы с учетом требований современных технологий;
Владеть: методами кластеризации и классификации в географии.
4. Структура и содержание дисциплины «Компьютерные технологии в географии»
Введение. Задачи и место курса в комплексе наук о Земле и обществе. Взаимосвязь с базовыми дисциплинами и курсами по применению математических методов в географии, геоинформатикой, дистанционным зондированием и др.
Раздел I. Компьютерные методы исследований В географии
Моделирование отношений между природой и обществом. Методы исследования в географии. Особенности применения компьютерных методов в частных географических науках. Формальные методы оценки природных ресурсов и природно-ресурсного потенциала территорий. Экономико-географическая характеристика современного общества и хозяйства. Формирование интегральных индексов и индикаторов устойчивого развития территорий.
Компьютерные технологии в реализации описаний: комплексные и целевые описания, сравнительные описания пространственно-временных характеристик геосистем, литературно-художественные описания с помощью современных технических средств.
Геофизические методы в науках о Земле – геоморфологии, климатологии, метеорологии, гидрологии, гляциологии и др. Моделирование в геофизике ландшафта для изучения природно-территоиальных комплексов как функционально-целостных объектов.
Понятие о геохимических методах. Компьютерные ландшафтно-геохимические методы анализа и эколого-геохимическое картографирование состояния окружающей среды.
Компьютерные технологии обработки статистических, картографических, аэро- и космических материалов. Математико-картографическое моделирование.
Комплексирование компьютерных методов моделирования в географии.
Раздел II. Технологии и особенности моделирования в географии
Модели пространственной организации территорий. Ситуационный подход. Проблемы масштаба в моделировании. Фрактальность. Пространственная классификация и районирование. Геостатистика и нейронные сети.
Модели взаимосвязей пространственно распределенных явлений. Корреляционные модели. Пространственная автокорреляция.
Модели пространственной динамики. Диффузионные модели и модели потоков. Моделирование с целью прогноза.
Модели устойчивости геосистем. Теория катастроф, теория хаоса. Понятие о геоситуационном моделировании.
Особенности компьютерного моделирования природной и социально-экономической составляющей геосистем.
Раздел III. Средства реализации моделирования
Технологии сбора пространственно-временной информации в географии. Становление и краткий обзор методов мониторинга.Дистанционное зондирование, гидрологический и метеорологический мониторинг, государственные кадастры и статистика. Примеры организации и функционирования мониторинговых систем. Особенности организация сбора информации в географических исследованиях. Создание специализированных баз данных. Роль географических информационных систем (ГИС) и возможности их интеграции с другими технологиями для интеграции пространственных данных (ГИС и дистанционное зондирование, глобальные системы позиционирования, сетевые технологии).
Средства визуализации результатов компьютерного моделирования. Изображения в неевклидовой метрике, анимации, виртуально-реальностные изображения. Возможности мультимедиа в организации компьютерной среды для целей моделирования. Атласные информационные системы.
Интеллектуализация компьютерного моделирования в географии. Технологии искусственного интеллекта, базы знаний и экспертные системы. Системы поддержки принятия решений.
Техническое, программное и организационное обеспечение компьютерных технологий в географии.
Информацию для выполнения практических работ можно получить в сборниках Государственного Комитета Российской Федерации по статистике или в Internet, адрес: http\\www.gks.ru.