Was ist GIS: как развиваются геоинформационные системы на геофаке БГУ?

Появление и первоначальное становление ГИС приходится на 60-70 годы ХХ века. В это время разрабатываются первые программные средства, на их основе стартуют первые геоинформационные проекты и исследования, которые в настоящее время получили  широкое применение во многих отраслях науки и практики.

Одним из основных центров развития ГИС в БГУ, является географический факультет. О том, что же сегодня представляют собой  геоинформационные системы, а также, с каким интересом их изучают на данном факультете, рассказал увлеченный своим делом ученый, кандидат географических наук, доцент,  заведующий кафедрой почвоведения и земельных информационных систем Дмитрий Курлович.

— Дмитрий Мирославович, расскажите, пожалуйста, что же в настоящее время подразумевается под аббревиатурой ГИС?

— ГИС представляют собой информационные системы, обеспечивающие сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных. Прежде всего, они позволяют автоматизировать процесс картосоставления. Проще говоря, если раньше на создание картографического продукта традиционным способом, уходили недели или даже месяцы, то сегодня, используя ГИС, можно разработать общегеографическую либо тематическую карту всего лишь за несколько часов. Помимо картосоставления, геоинформационные системы в настоящее время являются мощным инструментарием для проведения пространственного и геостатистического анализа геообъектов, процессов и явлений, а также их моделирования, в том числе и в трехмерном виде.

— В каких отраслях сегодня задействованы ГИС?

— Геоинформационные системы используются во многих отраслях науки и практики. Прежде всего, следует отметить географию и ее отраслевые дисциплины. Это геология, геоморфология (изучает рельеф земной поверхности), гидрометеорология, почвоведение, биогеография, ландшафтоведение, геоэкология, геодезия и картография, геодемография, социально-экономическая, политическая и электоральная география. Данные направления представляют собой традиционное «поле» использования ГИС. Кроме того это туристическая деятельность, лесное хозяйство, земельный кадастр.

Применение геоинформационных систем настолько разнообразно в современном мире, что в своей деятельности возможности данных технологий используют даже силовые структуры. С помощью ГИС значительно упрощается планирование операций в военной сфере. Также ГИС в своей службе применяет и министерство внутренних дел, которое использует данный инструментарий для анализа преступности в пространственном и временном аспектах. Прогнозирование чрезвычайных ситуаций МЧС производится также на основе ГИС.

Следует также обозначить и ряд несколько далеких от географии направлений, которые в своей практической деятельности оперируют пространственной информацией в цифровом виде. Например, архитектурно-планировочная деятельности, в которой применяют ГИС при проектировании зданий и сооружений. В инженерном деле также используются геоинформационные системы для формирования сетей различных инженерных коммуникаций. Такие отрасли применения ГИС являются скорее нетрадиционными.

Но и это далеко не все сферы, в которых используются геоинформационные системы. Транспорт и логистика, рынок недвижимости и многие другие также применяют в своей деятельности технологии ГИС.

— Какие современные данные, технологии и оборудование используются для создания, наполнения и актуализации ГИС?

— Прежде всего следует отметить технологии получения данных дистанционного зондирования Земли (аэрофото- и космоснимков). На основе их автоматизированного дешифрирования (распознавания) формируются актуальные карты земной поверхности.  Следует также обозначить электронный геодезический инструментарий (тахометры, теодолиты, нивелиры и др.). Он используется для создания крупномасштабных ГИС-проектов – планов городов, поселков городского типа, крупных сельских населенных пунктов. Широко внедряются в среду ГИС системы спутникового позиционирования (например, GPS, ГЛОНАСС). Они помогают определять с высокой точностью координаты любой точки земной поверхности и затем использовать эти данные для наполнения геоинформационных проектов. Кроме того, современные ГИС невозможно представить без технологий точного земледелия, программирования дополнительного инструментария, веб-картографирования.

—На чей опыт ориентируются ученые и практики при создании ГИС в Беларуси? Когда лично Вы заинтересовались ГИС?

– Конечно, как на этапе становления ГИС в Беларуси, так и сейчас мы ориентируемся на опыт «флагманов» разработки ГИС — США и Канаду, страны Европейского Союза, Российскую Федерацию. Следует также отметить, что в последние несколько десятилетий у нас в стране сформировалась и успешно развивается научная школа геоинформатики под руководством ректора БГУ, академика С.В. Абламейко. Появились отечественные программные средства ГИС, инновационные методики обработки и анализа данных, средства моделирования, примеры успешной коммерческой реализации ГИС-проектов. Сейчас Беларусь, пожалуй, является одним из лидеров в странах СНГ по созданию и реализации ГИС.

Лично я заинтересовался ГИС еще в начале 2000-х. Тогда у нас на факультете это была лишь специализация в рамках специальности «География», которая только начинала набирать обороты. Сегодня геоинформационные системы – это полноценная востребованная специальность в БГУ с двумя направлениями: земельно-кадастровые и специальные.

— Расскажите, пожалуйста, каким образом сегодня студенты географического факультета изучают ГИС и применяют накопленные знания на практике?

—  В рамках учебного плана специальности «Геоинформационные системы» студенты изучают такие специальные курсы как «Введение в ГИС», «Геоинформатика», «ГИС-операции и технологии», «Аппаратно-программные средства ГИС», «Источники данных для ГИС», «Цифровые базы геоданных», «ГИС-картографирование земель», «Земельные информационные системы», «Оценка недвижимости в ГИС», «Почвенное ГИС-картографирование», «Системы автоматизированного проектирования», «Программирование ГИС», «ГИС-анализ и моделирование», «Дизайн и компоновка в ГИС». В рамках преподавания данных дисциплин упор делается на получение практических навыков общего владения ГИС и их применения в различных предметных отраслях.

Особенно интересна для студентов тематика как учебных («Геодезическая», «Геоинформационная», «Землеустроительная»), так и производственных («Геоинформационно-кадастровая») практик, прохождение которых дает возможность углубленно изучить «премудрости» владения геодезическим оборудованием (для дальнейшего своего развития в инженерно-геодезической деятельности), формирования ГИС-проектов, землеустроительного обследования и проектирования территорий.

На каждом из первых трех курсов обучения студенты готовят курсовой проект геоинформационной тематики. Основной формой аттестации является дипломная работа инженерно-геоинформационного наполнения.

Как показывает практика трудоустройства выпускников нашей специальности прошлых лет, их знания востребованы на предприятиях Государственного комитета по имуществу Республики Беларусь (РУП «Национальное кадастровое агентство», РУП «Проектный институт Белгипрозем», РУП «Белаэрокосмогеодезия», РУП «Белкартография», РУП «Белгеодезия», РУП «БелПСХАГИ» и др.), Министерства природных ресурсов и окружающей среды Республики Беларусь, РУП «Белорусский дорожный инженерно-технический центр», УП «ГИС», филиала «Институт геологии» РУП «НПЦ по геологии», РУП «Институт почвоведения и агрохимии», РУП «Белгослес», ГНУ «Институт природопользования» НАН Беларуси, РУП «БелНИЦ «Экология», РУП «Институт мелиорации», у резидентов «Парка высоких технологий», IT-компаний, риэлтерских агентств, частных фирм геодезической и геоинформационной направленности.

— Гордостью географического факультета является межкафедральная студенческая научно-исследовательская лаборатория (СНИЛ) геоинформационных систем (ГИС-лаборатория), уже третий раз подряд за последние годы поднявшаяся на первую ступень лучших СНИЛ БГУ по итогам открытого конкурса. Как нам известно, Вы являетесь ее руководителем. Расскажите, пожалуйста, про ее основные достижения.

СНИЛ ГИС была организована в 2002 г., непосредственно я руковожу ей с 2009 г. Основная задача нашей лаборатории  – привлечь внимание способных студентов к решению актуальных теоретических и практических задач наук о Земле средствами ГИС, а также развить у них самостоятельные навыки исследований.

За последние 5 лет студентами и аспирантами опубликовано более 250 научных работ, выполнено более 30 научных проектов, реализовано 15 актов внедрений в производство  и учебный процесс, получено более 60 дипломов за победы на международных и республиканских конкурсах научных работ и ГИС-проектов. 14 участников СНИЛ поступили в магистратуру и аспирантуру.

Третий год подряд  СНИЛ «ГИС-лаборатория» удостоена звания лучшей студенческой лаборатории БГУ, а в прошлом году и вовсе получила материальное поощрение специального фонда Президента Республики Беларусь. Благодаря таким победам, географический факультет БГУ был оснащен современным классом для работы в ГИС, а также приобрел аппаратно-программный картографо-геодезический комплекс. Он включает в себя GPS/ГЛОНАСС приемник, который позволяет создавать высокоточные карты.

Следует также отметить, что на базе географического факультета БГУ нашей лабораторией ежегодно проводится международный день ГИС. С течением времени такое мероприятие переросло в республиканский конкурс студенческих геоинформационных проектов, в котором принимают участие студенты географических, естественнонаучных и информационных специальностей всех УВО Беларуси.

— В этом году произошло еще одно знаковое событие. Вы стали обладателем премией специального фонда Президента Республики Беларусь по социальной поддержке одаренных учащихся и студентов за особый вклад в развитие способностей одаренных учащихся и студентов. Расскажите про свои впечатления.

— Я придаю огромное значение работе с одаренными учащимися. Уже несколько лет подряд являюсь разработчиком республиканской олимпиады по географии, работаю в составе жюри. Также готовлю команду для участия в международной олимпиаде. Кроме того, консультирую школьников при подготовке работ исследовательского характера.

Многие абитуриенты, призеры и победители олимпиад, конкурсов исследовательских работ выбирают именно нашу специальность – геоинформационные системы – при поступлении в БГУ. К таким студентам у нас уже с первого курса «особый» подход. Мы им предлагаем заниматься теоретическими и прикладными исследованиями уже с самого начала обучения в вузе, привлекаем в СНИЛ «ГИС-лаборатория». По своему опыту отмечу, что многое их них поступают в магистратуру и аспирантуру, находят интересные, достойные места для трудоустройства.

Беседовала Ульяна Минченко