Учебно-научная лаборатория геоматики и мониторинга метагеосистем является научно-образовательным центром Института геоинформационных технологий и географии МГУ им. Н. П. Огарёва.
Цель Лаборатории – обеспечение условий для развития научных исследований и оказания качественных образовательных услуг, формирования у обучающихся профессиональных умений и навыков (компетенций) в соответствии с ФГОС направлений подготовки Института геоинформационных технологий и географии.
Основные направления научных исследований, проводимых в Лаборатории в рамках программы ФИП «Цифровые технологии в образовании для планирования устойчивого развития регионов»: 1) инновационное развитие научно-образовательной деятельности; 2) исследование структуры, развития и динамики метагеосистем.
Приоритетные направления исследований по программе ФИП:
– формирование междисциплинарного подхода к систематизации пространственно-распределенных данных, основанного на интеграции естественно-научного, технического и гуманитарного знания.
– разработка методов в анализе и обобщении разнородной информации о природных (геологическое строение и минерально-сырьевые ресурсы, рельеф, климат и приземные слои атмосферы, поверхностные и подземные воды, почвы, растительность и животный мир, ландшафты), социальных (географическая дифференциация плотности населения, рождаемости, смертности, состояние медико-демографической ситуации, возрастной, половой и возрастной структуры, национального состава) и производственных (пространственное размещение промышленных предприятий, сельскохозяйственных производств, транспортной инфраструктуры, объектов образования, культуры, спорта, торговли, предприятий питания, средств размещения и др.) системах, структуре землепользования (система кадастрового деления, включая сведения о кадастровой оценке объектов недвижимости), объектах природного и культурного наследия (особо охраняемые природные территории, редкие и исчезающие виды растений и животных, ключевые орнитологические территории международного значения, памятники археологии, истории, архитектуры и искусства федерального и регионального значения), экологических проблемах (проявление деструктивных экзогеодинамических процессов, экологическое состояние поверхностных и подземных вод, структура экологического каркаса и др.);
– разработка и апробации алгоритмов картографирования региона на базе технологий автоматизированного дешифрирования многозональных космических снимков с последующим внедрением в образовательный процесс. Предлагаемые для внедрения в образовательный проект решения основаны на использовании существующих систем кластеризации космических снимков (IsoData, метод древовидного классификатора, вычисление вегетационных индексов и др.), так и на разработке алгоритмов синтетического картографирования и анализа геоэкологических процессов на основе анализа яркостных характеристик данных ДЗЗ с использованием ансамбль-систем и глубокого обучения (Deep Learning). Апробация данных алгоритмов на хорошо изученных научно-образовательных тестовых полигонах, включая подготовку учебно-методических пособий по тематической интерпретации данных ДЗЗ, позволит экстраполировать полученные знания для подготовки и обновления баз данных и электронных карт региональной геоинформационной системы;
– проектирование и организация качественно новых геопортальных решений по визуализации и распространению всего комплекса географической информации о природных, социальных и экономических процессах для принятия управленческих решений в области устойчивого развития для широкого круга лиц и развертыванию научно-образовательного процесса после периода реализации инновационного образовательного проекта.
Функции лаборатории: внедрение в учебный процесс современных методов исследования структуры, развития и динамики метагеосистем при изучении студентами и аспирантами общих и специальных курсов по направлениям подготовки; проведение фундаментальных научно-исследовательских работ по исследованию структуры, динамики и развития метагеосистем в рамках задач, решаемых профессорско-преподавательским составом Института геоинформационных технологий и географии, студентами, аспирантами и другими категориями обучающихся; проведение прикладных научно-исследовательских работ в области разработки геоинформационных технологий и моделирования метагеосистем.
Основные результаты ориентированы на развитие цифровых технологий и решение экологических проблем.
Ниже представлены результаты основных проектов, реализуемых командой ФИП «Цифровые технологии в образовании для планирования устойчивого развития регионов».
Грантовый проект ВОО «Русское географическое общество» – «Интерактивная карта «Природное и культурное наследие Мордовии. Путешествуем с Русским географическим обществом»».
Разработаны методы комплексного географического анализа объектов природного и исторического наследия, создана методика систематизации, геоинформационного картографирования и эффективного использования разноплановой информации о регионе для обеспечения развития внутреннего туризма, картографирования и выявления особенностей размещения объектов природного, культурного и исторического наследия культурного ландшафта Мордовии и создания системы туристских карт.
Грант Российского научного фонда «Цифровые инфраструктуры пространственных данных и модели метагеосистем территорий для устойчивого развития регионов».
Разработаны: 1) междисциплинарный подход информационного обеспечения устойчивого эколого-социально-экономического развития регионов России; 2) проектирование системы тестовых полигонов для апробации новых алгоритмов анализа данных дистанционного зондирования Земли; 3) методология и методы построения цифровых моделей метагеосистем на основе геоинформационного моделирования; 4) методическое и алгоритмическое обеспечение процессов географического прогнозирования и картографирования экологического состояния регионов; 5) архитектура геопортальной системы для решения задачи оптимального хранения, распространения и визуализации пространственных данных; 6) система рекомендаций для эффективного использования методов и алгоритмов геоинформационного моделирования.
Цель Лаборатории – обеспечение условий для развития научных исследований и оказания качественных образовательных услуг, формирования у обучающихся профессиональных умений и навыков (компетенций) в соответствии с ФГОС направлений подготовки Института геоинформационных технологий и географии.
Основные направления научных исследований, проводимых в Лаборатории в рамках программы ФИП «Цифровые технологии в образовании для планирования устойчивого развития регионов»: 1) инновационное развитие научно-образовательной деятельности; 2) исследование структуры, развития и динамики метагеосистем.
Приоритетные направления исследований по программе ФИП:
– формирование междисциплинарного подхода к систематизации пространственно-распределенных данных, основанного на интеграции естественно-научного, технического и гуманитарного знания.
– разработка методов в анализе и обобщении разнородной информации о природных (геологическое строение и минерально-сырьевые ресурсы, рельеф, климат и приземные слои атмосферы, поверхностные и подземные воды, почвы, растительность и животный мир, ландшафты), социальных (географическая дифференциация плотности населения, рождаемости, смертности, состояние медико-демографической ситуации, возрастной, половой и возрастной структуры, национального состава) и производственных (пространственное размещение промышленных предприятий, сельскохозяйственных производств, транспортной инфраструктуры, объектов образования, культуры, спорта, торговли, предприятий питания, средств размещения и др.) системах, структуре землепользования (система кадастрового деления, включая сведения о кадастровой оценке объектов недвижимости), объектах природного и культурного наследия (особо охраняемые природные территории, редкие и исчезающие виды растений и животных, ключевые орнитологические территории международного значения, памятники археологии, истории, архитектуры и искусства федерального и регионального значения), экологических проблемах (проявление деструктивных экзогеодинамических процессов, экологическое состояние поверхностных и подземных вод, структура экологического каркаса и др.);
– разработка и апробации алгоритмов картографирования региона на базе технологий автоматизированного дешифрирования многозональных космических снимков с последующим внедрением в образовательный процесс. Предлагаемые для внедрения в образовательный проект решения основаны на использовании существующих систем кластеризации космических снимков (IsoData, метод древовидного классификатора, вычисление вегетационных индексов и др.), так и на разработке алгоритмов синтетического картографирования и анализа геоэкологических процессов на основе анализа яркостных характеристик данных ДЗЗ с использованием ансамбль-систем и глубокого обучения (Deep Learning). Апробация данных алгоритмов на хорошо изученных научно-образовательных тестовых полигонах, включая подготовку учебно-методических пособий по тематической интерпретации данных ДЗЗ, позволит экстраполировать полученные знания для подготовки и обновления баз данных и электронных карт региональной геоинформационной системы;
– проектирование и организация качественно новых геопортальных решений по визуализации и распространению всего комплекса географической информации о природных, социальных и экономических процессах для принятия управленческих решений в области устойчивого развития для широкого круга лиц и развертыванию научно-образовательного процесса после периода реализации инновационного образовательного проекта.
Функции лаборатории: внедрение в учебный процесс современных методов исследования структуры, развития и динамики метагеосистем при изучении студентами и аспирантами общих и специальных курсов по направлениям подготовки; проведение фундаментальных научно-исследовательских работ по исследованию структуры, динамики и развития метагеосистем в рамках задач, решаемых профессорско-преподавательским составом Института геоинформационных технологий и географии, студентами, аспирантами и другими категориями обучающихся; проведение прикладных научно-исследовательских работ в области разработки геоинформационных технологий и моделирования метагеосистем.
Основные результаты ориентированы на развитие цифровых технологий и решение экологических проблем.
Ниже представлены результаты основных проектов, реализуемых командой ФИП «Цифровые технологии в образовании для планирования устойчивого развития регионов».
Грантовый проект ВОО «Русское географическое общество» – «Интерактивная карта «Природное и культурное наследие Мордовии. Путешествуем с Русским географическим обществом»».
Разработаны методы комплексного географического анализа объектов природного и исторического наследия, создана методика систематизации, геоинформационного картографирования и эффективного использования разноплановой информации о регионе для обеспечения развития внутреннего туризма, картографирования и выявления особенностей размещения объектов природного, культурного и исторического наследия культурного ландшафта Мордовии и создания системы туристских карт.
Грант Российского научного фонда «Цифровые инфраструктуры пространственных данных и модели метагеосистем территорий для устойчивого развития регионов».
Разработаны: 1) междисциплинарный подход информационного обеспечения устойчивого эколого-социально-экономического развития регионов России; 2) проектирование системы тестовых полигонов для апробации новых алгоритмов анализа данных дистанционного зондирования Земли; 3) методология и методы построения цифровых моделей метагеосистем на основе геоинформационного моделирования; 4) методическое и алгоритмическое обеспечение процессов географического прогнозирования и картографирования экологического состояния регионов; 5) архитектура геопортальной системы для решения задачи оптимального хранения, распространения и визуализации пространственных данных; 6) система рекомендаций для эффективного использования методов и алгоритмов геоинформационного моделирования.