2 Досвід створення і експлуатації аналогічних гіс
У Європейському Союзі розробляється та знаходиться в процесі впровадження ціла низка інформаційних продуктів, розроблених при виконанні програми Глобального моніторингу в інтересах моніторингу навколишнього середовища та безпеки (GMES). Програма має на меті створення інформаційних систем підтримки прийняття рішень для установ Європейського Союзу. Ці системи базуються на інформаційних сервісах моніторингу навколишнього середовища за декількома напрямками, зокрема моніторингу сільського господарства. На сьогодні в рамках GMES впроваджено сервіс глобального моніторингу посівів сільськогосподарських культур (GlobalCropMonitoring), раціонального використання культивованих земель (AgriEnvironmentalMonitoring), оновлення карт класифікації земних покривів (EUROLAND) та ін. В Об’єднаному дослідницькому центрі (JRC) Європейської Комісії, що надає наукову та технічну підтримку рішень Європейської Комісії у галузі сільського господарства та продовольчої безпеки, накопичено 20-річний успішний досвід використання даних ДЗЗ у роз в’язанні задач сільськогосподарської статистики та прогнозування врожайності. Від 1992 р. в JRC функціонує та постійно удосконалюється система прогнозування врожайності AGRI4CAST. Інститут космічних досліджень НАНУ–НКАУ та Інститут кібернетики НАНУ виконали науково-технічний проект, присвячений розробці геоінформаційної системи (ГІС) для фермера, яка відповідає міжнародним стандартам та базується на програмному забезпеченні з відкритим кодом.
2.1 ГІС для аналізу прийому абітурієнтів до вузів регіону
Кампанія з прийому абітурієнтів до ВНЗ - справа клопітка і трудомістка : необхідно врахувати масу відомостей про абітурієнтів та результати проходження ними вступних випробувань. Тому в багатьох вузах застосовуються різні засоби для комп'ютеризації роботи приймальних комісій. Проте значний обсяг інформації, що вводиться в ході роботи приймальної комісії, можна використовувати не тільки для випуску технічних документів (списків груп , відомостей , наказів на зарахування ), але і для аналізу вибору спеціальностей і факультетів абітурієнтами, якості підготовки випускників різних навчальних закладів і т.п. Такий аналіз необхідний, так як для підтримки прийняття управлінських рішень потрібно досить повна, достовірна і представлена в зручній формі вихідна інформація . Органам управління освітою ( федеральні і регіональні міністерства освіти , відділи освіти різних рівнів ) потрібні дані про підвідомчих навчальних закладах та кількості учнів, якості освіти, результати вступу випускників різних навчальних закладів до вузів і т.д. Аналогічна інформація необхідна і вузам для визначення перспектив розвитку і планування профорієнтаційної роботи . Іншими споживачами цієї інформації можуть стати уряд , служби зайнятості , підприємства та ін організації , які також потребують відомостях, де, за якими спеціальностями готуються фахівці, і які регіони вони представляють. Організація спеціального збору інформації для цих цілей - справа складна й дорога, тому для підтримки прийняття рішень представляється логічним використання даних приймальних комісій.
З 1998 року в Пензенському державному університеті (ПГУ ) використовується інформаційно- аналітична система (ІАС ) приймальної комісії, що забезпечує поряд з введенням даних і випуском документів приймальні комісії розширені функції аналізу . Результати аналізу представляються в табличній формі або у вигляді діаграм, графіків і ін Система реалізована з використанням засобів Access , SQL і Visual Basic . До моменту розробки ІАС в ПГУ вже була створена ГІС освітнього простору Пензенської області, що включає картографічну основу і атрибутивні БД, що містять інформацію з освітнім установам області. Тому наступним логічним кроком стало створення інтегрованої інформаційної системи, що включає в себе ІАС приймальної комісії та географічну базу даних на основі ArcView . Використання геоінформаційних систем дозволило підвищити наочність представлення результатів аналізу, а також виконувати додаткові види аналізу, для яких необхідний облік територіального розподілу основних параметрів (розташування навчальних закладів, щільність населення, наявність транспортної та інформаційної мереж і т.д.).
Геоінформаційна складова системи включає в себе такі основні елементи :
цифрову карту Пензенської області.
взаємопов'язану сукупність атрибутивних баз даних (БД).
пакет інструментів для роботи з картою і базами даних (інструменти для вирішення завдань пошуку, статистичних операцій, моделювання процесів, формування вихідних документів). У даному пакеті використовувалися як стандартні можливості АrcView, так і специфічні засоби (ідентифікації об'єктів, здійснення вибірок на основі декількох критеріїв та ін), розроблені за допомогою мови написання скриптів Avenue і мови Delphi 3.0.
Серед найбільш часто використовуваних вибірок даних можна відзначити наступні :
кількість подали документи в ПГУ по районах Пензенської області.
кількість зарахованих до ПГУ по районах Пензенської області.
вибір факультетів (спеціальностей) абітурієнтами з різних районів.
співвідношення числа подали документи і зарахованих до ПГУ по районах (рис. 1 ) .
кількість подали документи і зарахованих на окремі факультети і спеціальності .
вибір факультетів абітурієнтами окремого району з вказівкою точних числових даних.
порівняння кількості абітурієнтів ПГУ по районах області за різні роки (збільшення / зменшення ) .
порівняння кількості зарахованих до ПГУ по районах області за різні роки (збільшення / зменшення ) .
середні бали , отримані на вступних іспитах з певного предмета ( математики , історії та ін ) по районах області (рис. 2 ) .
розподіл медалістів , які подали документи (або зарахованих ) в ПГУ по районах області.
середні бали , отримані на вступних випробуваннях абітурієнтами району чи населеного пункту ( рис. 3 ) .
Рисунок 2.1 ─ Процент поступивших в ПГУ від загального числа абітурієнтів.
Рисунок 2.2 ─ Середні бали, отримані абітурієнтами Кузнецького району, при вступі до ВНЗ.
Рисунок 2.3 ─ Вибір оптимального місця для створення кабінету ДО.
Одним з напрямків використання системи для підтримки прийняття рішень є розробка засобів для вибору оптимального розташування кабінетів дистанційної освіти ( ДО ). Не секрет, що в малих містах і сільських районах важко отримати освіту традиційними методами. Сучасні телекомунікаційні технології дозволяють вести навчання з використанням комп'ютерних мереж незалежно від відстаней. В принципі , доступ до мереж є всюди . Наприклад, в Пензенській області з будь-якого населеного пункту, де є телефон районної АТС, можна працювати в Internet. Однак існують серйозні фінансові проблеми: у сільських школах практично немає PC сумісних комп'ютерів, вкрай мало їх і в індивідуальному використанні. Ще гірше йдуть справи з підключенням індивідуальних користувачів та освітніх установ до глобальних мереж . Для забезпечення можливості широким масам населення отримувати послуги ДО доцільно створення кабінетів ДО на базі існуючих освітніх закладів. Кабінети мають бути оснащені комп'ютерами та мати вихід в мережу. Дана робота ведеться ПГУ в жорстких фінансових рамках , тому вкрай важлива економічна виправданість створення кабінетів , швидка самоокупність проектів. Це вимагає визначення оптимального розміщення і послідовності створення кабінетів ДО. Для цих цілей використовується модуль , написаний на вбудованій мові Avenue. В якості критеріїв для оцінки необхідності створення кабінету задають :
максимальну відстань , при якому кабінет ДО вважається доступним для проживаючих в навколишніх населених пунктах ;
число потенційних учнів, залежно від якого визначається " ступінь бажаності " відкриття кабінету ДО (залежить від кількості абітурієнтів у зоні тяжіння кабінету) ;
мінімальні вимоги до навчального закладу , на базі якого створюється кабінет (можливі показники - мінімальне число учнів навчального закладу , площа приміщень , кількість викладачів) .
У 1999 році система отримала подальший розвиток. Основними нововведеннями стали введення інформації про шкільні оцінках з профілюючих предметів та розробка прототипу системи для аналізу прийому у всі вузи регіону.
Введення шкільних оцінок дозволяє оцінити відповідність вимог, пропонованих у школах , вимогам вузу. Це дозволяє здійснювати моніторинг якості підготовки у навчальних закладах міст , районів або в окремих школах. Треба зауважити , що вибірка " абітурієнти вузів регіону" досить представницька для аналізу результатів підготовки випускників шкіл в цілому. Це підтверджується наступними факторами:
73 % випускників шкіл намагаються вступити до вузів ( в середньому по Росії);
більшість молодих людей вступає до вузів свого регіону , що підтверджується тим , що в більшості вузів ( крім Москви і Санкт -Петербурга ) понад 90 % абітурієнтів становить молодь свого регіону ( в ПГУ - понад 95 %).
При використанні ГІС ці дані дозволяють побудувати карту " неузгодженості " між шкільними і вузівськими оцінками з різних предметів (рис. 4 ).
Рисунок 2.4 ─ Аналіз відмінності між шкільними та вузівськими оцінками з математики.
Розроблений прототип системи аналізу вступу абітурієнтів до вузів регіону дозволяє, додатково до можливостей системи окремого вузу, виконувати наступні вибірки даних :
кількість подали документи і зарахованих до вузів по районах Пензенської області.
вибір вузів абітурієнтами різних районів.
співвідношення надійшли у різні вузи по районах області.
розподіл медалістів по районах області та вибір ними вузів.
розподіл студентів , що навчаються за контрактами на платне навчання , по районах області та вузам (рис.5).
найбільш популярний в районі вуз ( за кількістю подали документи і зарахованих ) (рис.6).
Рисунок 2.5 ─ Розподіл контрактників по районам області.
Рисунок 2.6 ─ Найвідоміший ВНЗ у районі (абітурієнти).
В даний час ведеться доопрацювання повного варіанту системи аналізу. Основні зусилля спрямовані на спрощення налаштування системи та її адаптації до змін у структурі та правила прийому вузів. Створена інтегрована інформаційна система може бути впроваджена в будь-якому регіоні Росії (за наявності картографічної основи для АrcView). Наступним кроком у розвитку може стати створення відповідних ІАС для моніторингу освітніх систем зон Росії (Поволжя, Уралу і т.д.) і країни в цілому.
2.2 ГІС «Панорама»
Розробка у Вінницькій області комп'ютерної системи державного моніторингу навколишнього середовища на замовлення Державного управління охорони навколишнього середовища у Вінницькій області (у минулому - Держуправління екології та природних ресурсів області) з використанням інструментарію ГІС "Панорама" (GisToolKit).
За останній час ця система була істотно допрацьована. Тепер вона містить всю основну інформацію про стан навколишнього середовища , яке контролюється в області, і про всіх його зареєстрованих забруднювачі , в т.ч. дані про стан вод , скидах води і водозаборах , про грунті і відходах (місцях видалення відходів і хімічних складах), викидах, об'єктах природно- заповідного фонду Вінницької області.
Загальновідомо, що поліпшення стану навколишнього середовища неможливо без підтримки і розуміння населення. А для цього треба, перш за все, довести до відома людей інформацію про стан навколишнього середовища даного регіону (рис. 7,8).
Рисунок 2.7 ─ Система «Рідна природа».
Для розширення доступу населення , в першу чергу , в освітніх установах , Державне управління охорони навколишнього середовища у Вінницькій області за підтримки Вінницької обласної ради народних депутатів прийняв рішення про створення освітньої версії геоінформаційної системи моніторингу довкілля області ( скорочена назва - "Рідна природа" , автор назви - начальник Державного управління охорони навколишнього середовища у Вінницькій області Е.Г.Яворская ) . Повна версія комп'ютерної системи одержала назву " управлінської " .
"Освітня " версія була також розроблена у Вінницькому національному технічному університеті ( ВНТУ ) . Вона містить середньорічні дані про стан вод , грунту , основні паспортні дані річок , водосховищ , об'єктів природно- заповідного фонду і, що не менш важливо , дозволяє користувачам самим легко додавати нові дані . За основу була прийнята ГІС з найбільшим офіційно дозволеним в Україні масштабом 1:200 000 . Ця ГІС була придбана у Всеукраїнському науково - дослідному інституті геодезії і картографії , конвертована у формат "Панорама" і доповнена шарами системи моніторингу. В результаті ГІС містить такі верстви :
адміністративний устрій ;
водні ресурси ;
дорожня мережа ;
рослинність;
пости гідрологічного контролю;
створи спостережень за якістю поверхневих вод;
об'єкти природно - заповідного фонду області.
Рисунок 2.8 ─ Система «Рідна природа».