ГЕОНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Актуальность: сегодня геоинформационные технологии стали неотъемлемой частью нашей жизни, любой современный человек пользуется навигационными сервисами, приложениями для мониторинга общественного транспорта и многими другими сервисами, связанными с картами. Эти технологии используются в совершенно различных сферах, начиная от реагирования при чрезвычайных ситуациях и заканчивая маркетингом. Курс «Геоинформационные технологии» позволяет сформировать у обучающихся устойчивую связь между информационным и технологическим направлениями на основе реальных пространственных данных, таких как аэрофотосъёмка, космическая съёмка, векторные карты и др. Это позволит обучающимся получить знания по использованию геоинформационных инструментов и пространственных данных для понимания и изучения основ устройства окружающего мира и природных явлений. Обучающиеся смогут реализовывать командные проекты в сфере исследования окружающего мира, начать использовать в повседневной жизни навигационные сервисы, космические снимки, электронные карты, собирать данные об объектах на местности, создавать 3D-объекты местности (как отдельные здания, так и целые города) и многое другое.

Педагоги

Штайнбах Анжела Александровна

Содержание программы

Основные разделы программы учебного курса

1) Введение в основы геоинформационных систем и пространственных данных.

Обучающиеся познакомятся с различными современными геоинформационными системами. Узнают, в каких областях применяется геоинформатика, какие задачи может решать, а также как обучающиеся могут сами применять её в своей повседневной жизни.

2) Урок работы с ГЛОНАСС.

Обучающиеся базово усвоят принцип позиционирования с помощью ГНСС. Узнают, как можно организовать сбор спутниковых данных, как они представляются в текстовом виде и как их можно визуализировать.

3) Выбор проектного направления и распределение ролей.

Выбор проектного направления. Постановка задачи. Исследование проблематики. Планирование проекта. Распределение ролей.

4) Устройство и применение беспилотников.

Обучающиеся познакомятся с историей применения БАС. Узнают о современных БАС, какие задачи можно решать с их помощью. Узнают также основное устройство современных БАС.

5) Основы съёмки с беспилотников.

Обучающиеся узнают, как создаётся полётное задание для БАС. Как производится запуск и дальнейшая съёмка с помощью БАС. А также какие результаты можно получить и как это сделать (получение ортофотоплана и трёхмерной модели).

6) Углублённое изучение технологий обработки геоданных.

Автоматизированное моделирование объектов местности с помощью AgisoftPhotoScan.

7) Сбор геоданных.

Аэрофотосъёмка, выполнение съёмки местности по полётному заданию.

8) Обработка и анализ геоданных.

Создание 3D-моделей.

9) Изучение устройства для прототипирования.

Ознакомление с устройствами прототипирования, предоставленными обучающимся. Обучающиеся узнают общие принципы работы устройств, а также когда они применяются и что с их помощью можно получить.

10) Подготовка данных для устройства прототипирования.

Подготовка 3D-моделей, экспорт данных, подготовка заданий по печати.

11) Прототипирование.

Применение устройств прототипирования (3D-принтер).

12) Построение пространственных сцен.

Дополнение моделей по данным аэрофотосъёмки с помощью ручного моделирования и подготовка к печати на устройствах прототипирования.

13) Подготовка презентаций.

Изучение основ в подготовке презентации. Создание презентации. Подготовка к представлению реализованного прототипа.

14) Защита проектов.

Представление реализованного прототипа

Цели программы

Цель: вовлечение обучающихся в проектную деятельность, разработка научно-исследовательских и инженерных проектов.

Результат программы

• классифицировать файлы по типу и иным параметрам;

• выполнять основные операции с файлами (создавать, сохранять, редактировать, удалять, архивировать, «распаковывать» архивные файлы).

Выпускник овладеет (как результат применения программных систем и интернет-сервисов в данном курсе и во всём образовательном процессе):

• навыками работы с компьютером; знаниями, умениями и навыками, достаточными для работы с различными видами программных систем и интернет-сервисов (файловые менеджеры, текстовые редакторы, электронные таблицы, браузеры, поисковые системы, словари, электронные энциклопедии); умением описывать работу этих систем и сервисов с использованием соответствующей терминологии;

• различными формами представления данных (таблицы, диаграммы, графики и т. д.);

• познакомится с программными средствами для работы с аудиовизуальными данными и соответствующим понятийным аппаратом.

Выпускник получит возможность (в данном курсе и иной учебной деятельности):

• практиковаться в использовании основных видов прикладного программного обеспечения (редакторы текстов, электронные таблицы, браузеры и др.);

• познакомиться с примерами использования математического моделирования в современном мире;

• познакомиться с постановкой вопроса о том, насколько достоверна полученная информация, подкреплена ли она доказательствами подлинности (пример: наличие электронной подписи); познакомиться с возможными подходами к оценке достоверности информации (пример: сравнение данных из разных источников);

• познакомиться с примерами использования ИКТ в современном мире;

• получить представления о роботизированных устройствах и их использовании на производстве и в научных исследованиях.

Технология

Результаты, заявленные образовательной программой «Технология» по блокам содержания

Формирование технологической культуры и проектно-технологического мышления обучающихся

Выпускник научится:

• следовать технологии, в том числе в процессе изготовления субъективно нового продукта;

• оценивать условия применимости технологии, в том числе с позиций экологической защищённости;

• прогнозировать по известной технологии выходы (характеристики продукта) в зависимости от изменения входов/параметров/ресурсов, проверять прогнозы опытно-экспериментальным путём, в том числе самостоятельно планируя такого рода эксперименты;

• в зависимости от ситуации оптимизировать базовые технологии (затратность – качество), проводить анализ альтернативных ресурсов, соединять в единый план несколько технологий без их видоизменения для получения сложносоставного материального или информационного продукта;

• проводить оценку и испытание полученного продукта;

• проводить анализ потребностей в тех или иных материальных или информационных продуктах;

• описывать технологическое решение с помощью текста, рисунков, графического изображения;

• анализировать возможные технологические решения, определять их достоинства и недостатки в контексте заданной ситуации;

• проводить и анализировать разработку и/или реализацию прикладных проектов, предполагающих:

• определение характеристик и разработку материального продукта, включая его моделирование в информационной среде (конструкторе), встраивание созданного информационного продукта в заданную оболочку,

• изготовление информационного продукта по заданному алгоритму в заданной оболочке;

• проводить и анализировать разработку и/или реализацию технологических проектов, предполагающих:

‒ оптимизацию заданного способа (технологии) получения требующегося материального продукта (после его применения в собственной практике),

‒ разработку (комбинирование, изменение параметров и требований к ресурсам) технологии получения материального и информационного продукта с заданными свойствами;

• проводить и анализировать разработку и/или реализацию проектов, предполагающих:

‒ планирование (разработку) материального продукта в соответствии с задачей собственной деятельности (включая моделирование и разработку документации),

‒ планирование (разработку) материального продукта на основе самостоятельно проведённых исследований потребительских интересов.

Выпускник получит возможность научиться:

• выявлять и формулировать проблему, требующую технологического решения;

• модифицировать имеющиеся продукты в соответствии с ситуацией/заказом/потребностью/задачей деятельности и в соответствии с их характеристиками разрабатывать технологию на основе базовой технологии;

 

Особые условия проведения

№ п/п
Наименование
Краткие технические характеристики
Ед. изм.
Кол-во
1
Компьютерный класс ИКТ



1.1.
МФУ (принтер, сканер, копир)
Минимальные: формат А4, лазерный, ч/б.
шт.
1
1.2.
Ноутбук наставника с предустановленной операционной системой, офисным программным обеспечением
Ноутбук:

производительность процессора (по тесту PassMark – CPU BenchMark http://www.cpubenchmark.net/): не менее 2000 единиц;

объём оперативной памяти: не менее 4 Гб;

объём накопителя SSD/еММС: не менее 128 Гб;

ПО для просмотра и редактирования текстовых документов, электронных таблиц и презентаций распространённых форматов (.odt,,txt,.rtf,.doc,.docx,.ods,.xls,.xlsx,.odp,.ppt,.pptx).
шт.
1
1.3.
Ноутбук с предустановленной операционной системой, офисным программным обеспечением
Ноутбук:

не ниже IntelPentium N (или IntelCeleron N), не ниже 1600 МГц, 1920×1080, 4Gb RAM, 128Gb SSD;

производительность процессора: не менее 2000 единиц;

ПО для просмотра и редактирования текстовых документов, электронных таблиц и презентаций распространённых форматов (.odt,,txt,.rtf,.doc,.docx,.ods,.xls,.xlsx,.odp,.ppt,.pptx).
шт.
10
1.4.
Интерактивный комплекс
Количество одновременных касаний– не менее 20.
шт.
1
2
Урок технологии
2.1.
Аддитивное оборудование
2.2.
ЗD-оборудование (3D-принтер)
Минимальные:
тип принтера: FDM;
материал: PLA;
рабочий стол: с подогревом;
рабочая область (XYZ): от 180×180×180 мм;
скорость печати: не менее 150 мм/сек;
минимальная толщина слоя: не более 15 мкм;
формат файлов (основные): STL, OBJ;
закрытый корпус: наличие.
шт.
1
2.3.
Пластик для 3D-принтера
Толщина пластиковой нити: 1,75 мм;
материал: PLA;
вес катушки: не менее 750 гр.
шт.
15
2.4.
ПО для 3D-моделирования
Облачный инструмент САПР/АСУП, охватывающий весь процесс работы с изделиями – от проектирования до изготовления.



Дополнительное оборудование
2.5.
Шлем виртуальной реальности
Общее разрешение не менее 2160×1200 (1080×1200 для каждого глаза), угол обзора не менее 110;

наличие контроллеров – 2 шт.;

наличие внешних датчиков – 2 шт.;

разъём для подключения наушников: наличие;

встроенная камера: наличие.
комплект
1
2.6.
Штатив для крепления базовых станций
Комплект из двух штативов. Совместимость со шлемом виртуальной реальности, п.2.3.1.
комплект
1
2.7.
Ноутбук с ОС для VR-шлема
Количество ядер процессора – не менее 4
Тактовая частота процессора – не менее 2500 МГц
Видеокарта – не ниже Nvidia GTX 1060, 6 Гб видеопамять
Объем оперативной памяти – не менее 8 гб.
шт.
1
2.8.
Многопользовательская система виртуальной реальности с 6-координатным отслеживанием положения пользователей
Требования к системе виртуальной реальности:
поддержка мобильных шлемов виртуальной реальности под управлением ОС Android;
поддержка управляющих контроллеровс возможностью 6-координатного отслеживания положения в пространстве;

технология полной компенсации лага (anti-latency): изображение должно выводиться для точек, в которых окажутся левый и правый глаза пользователя через время, которое должно пройти с момента начала определения местоположения глаз пользователя до момента окончания вывода изображения.;
площадь отслеживания пользователей – не менее 16 кв. м;
количество пользователей – не менее 3 чел.


Требования к системе отслеживания положения пользователей (трекинга):
тип системы отслеживания:6-координатная система отслеживания;
общий вес одного устройства трекинга – не более 20 г;
технология: оптико-инерциальный трекинг, активные маркеры, работающие в инфракрасном диапазоне;
угол обзора оптической системы – не менее 230 градусов;
время отклика системы трекинга – не более 2 мс;
размещение сенсоров: на объекте отслеживания;
сенсоры, используемые для отслеживания шлемов виртуальной реальности и для отслеживания движений рук пользователей, должны быть идентичными и взаимозаменяемыми;
размещение активных маркеров: напольное;

все компоненты системы трекинга должны монтироваться на пол, без необходимости потолочного/настенного монтажа;
наличие сенсоров в составе единого устройства трекинга: акселерометр, гироскоп, оптический сенсор;

частота отслеживания положения пользователя:
- акселерометр: не менее 2000 выборок/с;
- гироскоп: не менее 2000 выборок/с;
- оптический сенсор: не менее 60 выборок/с;
погрешность отслеживания положения пользователя в пространстве на площади 6 м х 6 м – не более 10 мм;
минимальное количество пользователей.

Материально-техническая база

1.1.
МФУ (принтер, сканер, копир)
Минимальные: формат А4, лазерный, ч/б.
шт.
1
1.2.
Ноутбук наставника с предустановленной операционной системой, офисным программным обеспечением
Ноутбук:

производительность процессора (по тесту PassMark – CPU BenchMark http://www.cpubenchmark.net/): не менее 2000 единиц;

объём оперативной памяти: не менее 4 Гб;

объём накопителя SSD/еММС: не менее 128 Гб;

ПО для просмотра и редактирования текстовых документов, электронных таблиц и презентаций распространённых форматов (.odt,,txt,.rtf,.doc,.docx,.ods,.xls,.xlsx,.odp,.ppt,.pptx).
шт.
1
1.3.
Ноутбук с предустановленной операционной системой, офисным программным обеспечением
Ноутбук:

не ниже IntelPentium N (или IntelCeleron N), не ниже 1600 МГц, 1920×1080, 4Gb RAM, 128Gb SSD;

производительность процессора: не менее 2000 единиц;

ПО для просмотра и редактирования текстовых документов, электронных таблиц и презентаций распространённых форматов (.odt,,txt,.rtf,.doc,.docx,.ods,.xls,.xlsx,.odp,.ppt,.pptx).
шт.
10
1.4.
Интерактивный комплекс
Количество одновременных касаний– не менее 20.
шт.
1
2
Урок технологии
2.1.
Аддитивное оборудование
2.2.
ЗD-оборудование (3D-принтер)
Минимальные:
тип принтера: FDM;
материал: PLA;
рабочий стол: с подогревом;
рабочая область (XYZ): от 180×180×180 мм;
скорость печати: не менее 150 мм/сек;
минимальная толщина слоя: не более 15 мкм;
формат файлов (основные): STL, OBJ;
закрытый корпус: наличие.
шт.
1
2.3.
Пластик для 3D-принтера
Толщина пластиковой нити: 1,75 мм;
материал: PLA;
вес катушки: не менее 750 гр.
шт.
15
2.4.
ПО для 3D-моделирования
Облачный инструмент САПР/АСУП, охватывающий весь процесс работы с изделиями – от проектирования до изготовления.



Дополнительное оборудование
2.5.
Шлем виртуальной реальности
Общее разрешение не менее 2160×1200 (1080×1200 для каждого глаза), угол обзора не менее 110;

наличие контроллеров – 2 шт.;

наличие внешних датчиков – 2 шт.;

разъём для подключения наушников: наличие;

встроенная камера: наличие.
комплект
1
2.6.
Штатив для крепления базовых станций
Комплект из двух штативов. Совместимость со шлемом виртуальной реальности, п.2.3.1.
комплект
1
2.7.
Ноутбук с ОС для VR-шлема
Количество ядер процессора – не менее 4
Тактовая частота процессора – не менее 2500 МГц
Видеокарта – не ниже Nvidia GTX 1060, 6 Гб видеопамять
Объем оперативной памяти – не менее 8 гб.
шт.
1