«Учение о биосфере»

1. Живое вещество как совокупность всех организмов.

Разработка В.И. Вернадским атомистического подхода к живому. Изотопы и живое вещество. Границы между живым и неживым веществом. Планетарное значение живого вещества.

2. Биосфера и границы жизни.

Космос и биосфера. Человек в биосфере. Создание новой ноосферной организованности. Учение В.И. Вернадского о биосфере и новое научное мировоззрение Учение о биосфере – научный фундамент современной экологии.

3. Биогеохимические круговороты вещества и потоки энергии как основной механизм поддержания организованности и устойчивости биосферы.

Пространственно-временной ряд биогеохимической цикличности. Незамкнутость круговоротов в биосфере и ее планетарное значение. Скорость выхода вещества из круговоротов. Доля вещества (отдельных химических элементов) в циклическом обращении. Время и емкость биогеохимических циклов - потоков. Суточные, сезонные и другие ритмы круговоротов. Круговороты биогенных элементов и их антропогенная модификация газообразного и осадочного циклов, макро- и микроэлементов.

4. Поток энергии и продуктивность экосистемы.

Основные виды энергии в биосфере (солнечная, радиоактивная. Гравитационная и др.). Источники и потоки энергии в биологических системах; использование энергии в биохимических процессах для активации мономеров до возможностей их спонтанной полимеризации; гетеротрофная и автотрофная полимеризация. Потоки энергии в экосистеме через трофические уровни, эффективность экосистем, пирамиды чисел, биомасс и энергии в экосистемах, энергетика «пастбищных» и «детритных» трофических цепей. Энергетические ограничения сложности трофических цепей.

5. Организованность биосферы.

Концепция В.И. Вернадского биосфере как планетарной организации, являющейся закономерной частью космической организованности. Распространение живого веществ в биосфере и его влияние на свойства основных компонентов географической оболочки. Границы биосферы. Структура биосферы на физическом, химическом и биологическом уровнях организованности.

6. Ноосфера.

Биогеохимическая деятельность человека и ее геологическая роль. Масштабы воздействия человека на биосферу. Локальное и глобальное изменения природной организованности биосферы. Становление переходной биосферно-ноосферной общности: нарушение газового и теплового баланса биосферы, эрозия земель, экологические загрязнения среды. Крупные города как ноосферные центры.

«Геоинформационные системы»

1. Задачи и место курса «геоинформационные системы» в науке. Связь с другими отраслями знания.

Понятие о ГИС. ГИС: наука, технология, индустрия. Периодизация в развитии геоинформатики. Связь с картографией, информатикой, экологией, природопользованием, дистанционным зондированием и другими географо-экологическими дисциплинами.

2. Функциональные возможности ГИС.

Ввод, предобработка и хранение данных: источники данных; модели пространственных данных; аналогово-цифровое преобразование данных; базы данных и управление ими. Геоанализ и моделирование: общие аналитические операции и методы пространственно-временного моделирования; цифровое моделирование рельефа; математическое и цифровое моделирование. Визуализация данных. Картографическая визуализация.

3. Проектирование ГИС.

Разработка системного проекта ГИС. Аппаратные средства геоинформатики. Программное обеспечение. Инфраструктура пространственных данных.

4. ГИС как основа интеграции пространственных данных и технологий.

ГИС и дистанционное зондирование. ГИС и глобальные системы позиционирования. ГИС и Интернет. Понятие о мультимедиа.

5. Интеллектуализация и поддержка принятия решений в геоинформатике.

Технологии искусственного интеллекта и экспертные системы. Нейронные сети и ГИС. Системы поддержки принятия решений. Атласные информационные системы для принятия решений.

6. Реализация ГИС в России.

Отраслевые геоинформационные проекты в геологии, земельном кадастре, лесной отрасли, экологии, муниципальном управлении, инженерных коммуникациях, силовых структурах. Региональные геоинформационные проекты. Российский рынок геоинформатики.