Разработка модели геопространственных данных и информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.35, кандидат технических наук Купцов, Александр Борисович

• Купцов, Александр Борисович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Купцов, Александр Борисович

Содержание.7.

Обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1: Анализ использования игровых технологий обучения в геоинформатике и постановка задач на исследование.

1.1. Основы игровых технологий обучения в высшем профессиональном образовании в области геоинформатики.

1.2. Компьютерная деловая игра - новое направление в реализации игровых технологий обучения геоинформатике.

1.3. Жизненный цикл компьютерной деловой игры для специалистов -геоинформатиков и постановка задачи на исследование.

Вывод по главе 1.

Глава 2 Разработка концептуальных моделей геопространственных данных и информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков.

2.1. Разработка концептуальной модели геопространственных данных для специалистов — геоинформатиков.

2.2. Разработка концептуальной модели информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков.

2.3. Теоретико-множественная модель информационно- лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков.

2.4. Определение подходов к разработке баз данных информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков

Вывод по главе

Глава 3 Разработка методики создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов геоинформатиков.

3.1. Место методики в процессе проектирования геоинформационных систем

3.2. Система классификаторов комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков

3.3. Система базовых словарей комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков

3.4. Унифицированная система документов комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков

3.5. Методика создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков.

Вывод по главе

Глава 4 Оценка эффективности использования модели геопространственных данных и информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков

4.1. Общее описание экспериментального исследования.

4.2 Методика оценки эффективности использования модели геопространственных данных и информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков.

Вывод по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка модели геопространственных данных и информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков»

Актуальность исследования. Современный период характеризуется неуклонным ростом в России объемов хранения и обработки электронных пространственных данных. Высокими темпами ведется работа по предоставлению электронных услуг пользователям и организациям в виде цифровых карт и пространственных данных. Все это вызывает рост потребности в специалистах, владеющих основами геоинформатики.

В подготовке специалистов - геоинформатиков наряду с традиционными формами обучения (лекции, семинары, практические занятия) одной из перспективных и эффективных форм является метод компьютерной деловой игры (далее - КДИ). Идея использования метода предполагает интеграцию КДИ в уже существующий процесс обучения после этапа прохождения производственной практики, что позволит:

- сформировать универсальные компетенции применительно к будущей сфере профессиональной деятельности специалиста;

- накапливать и обобщать опыт специалистов, получаемый на практике.

Использование в процессе подготовки специалистов - геоинформатиков имитации производственной сферы предприятия картографо-геодезического профиля в свою очередь порождает проблему, суть которой состоит в отсутствии комплексов обучающих средств для специалистов геоинформатиков.

Для создания эффективного комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков потребуется разработка его информационно-лингвистического обеспечения.

Целью настоящего исследования является разработка модели геопространственных данных и методики создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков.

Объектом исследования является процесс разработки комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков.

Предметом исследования является модель геопространственных данных и информационно-лингвистическое обеспечение комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Провести анализ использования игровых технологий обучения в геоинформатике.

2. Разработать концептуальную модель геопространственных данных для специалистов - геоинформатиков.

3. Разработать концептуальную модель информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков.

4. Разработать методику создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов -геоинформатиков.

5. Оценить эффективность использования модели геопространственных данных и информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков.

Научную базу исследования составили методы системного анализа, структурного и параметрического синтеза, труды по теории оценки эффективности сложных организационно-технических систем, теория вероятностей, методы сетевого планирования, теория множеств.

Нормативно-методическую базу исследования составляют: федеральные законы, постановления правительства, ГОСТы и другие основополагающие нормативные документы в сфере геодезии и картографии, информационных технологий, образования.

Основные научные результаты, выносимые на защиту:

1. Концептуальная модель геопространственных данных для специалистов — геоинформатиков;

2. Концептуальная модель информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков;

3. Методика создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков;

Новизна полученных научных результатов заключается в следующем:

- в разработке концептуальной модели геопространственных данных и применении её в проектировании информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств в интересах подготовки специалистов — геоинформатиков;

- впервые разработана концептуальная модель информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков;

- обоснована структура и содержание методики создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков;

- разработаны структуры и алгоритмы создания системы классификаторов, системы базовых словарей, унифицированной системы документов комплекса обучающих средств для специалистов -геоинформатиков;

Практическое значение работы определяется:

- универсальным характером концептуальной модели геопространственных данных и концептуальной модели информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков;

- прикладным характером методики создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков;

- соответствием основным направлениям Федеральной целевой программы развития образования на 2006 - 2010 годы Федерального агентства по образованию (мероприятие 6 «Внедрение новых образовательных технологий и принципов организации учебного процесса, обеспечивающих эффективную реализацию новых моделей и содержания образования, в том числе с использованием информационных и коммуникационных технологий»).

Апробация работы. Основные положения исследования докладывались и обсуждались на:

- 62-й, 63-й, 64-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК, г. Москва; 2007-2009 гг.

- 5-ой международной научно - методической конференции «Новые образовательные технологии в вузе» УГТУ-УПИ, г. Екатеринбург, 2008г.;

- международной научно-технической конференции «Геодезия, Картография и Кадастр - XXI век» МИИГАиК, г. Москва, 2009г.

Полученные научные результаты использованы ООО «ПРАЙМ ГРУП» при разработке макетного образца комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков, а также в практике работы кафедр Информационно-измерительных систем и Прикладной информатики МИИГАиК при обучении студентов по дисциплинам в области геоинформатики, что подтверждено документально актами реализации научных результатов.

Основные научные результаты опубликованы в 2 журнальных статьях в журнале [35,36], входящем в Перечень ведущих рецензируемых научных изданий и журналов ВАК РФ и 2 сборниках тезисов докладов [34,37].

Структура и объем работы.

В первой главе проведен анализ состояния игровых технологий обучения в геоинформатике и поставлены задачи на исследование.

Во второй главе разработана концептуальная модель геопространственных данных и концептуальная модель информационнолингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков.

В третьей главе разработана методика создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков.

В четвертой главе проведена оценка эффективности использования модели геопространственных данных и информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков.

Диссертационная работа изложена на 117 страницах печатного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы.

Заключение диссертации по теме «Геоинформатика», Купцов, Александр Борисович

Результаты исследования (Таблица 1) подтвердили эффективность использования концептуальной модели геопространственных данных и информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков.

Заключение

В диссертационной работе исследован процесс разработки комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков на предмет создания модель геопространственных данных и информационно-лингвистическое обеспечение комплекса обучающих средств для специалистов геоинформатиков.

В ходе исследования решены следующие задачи:

1. Проведен анализ использования игровых технологий обучения в геоинформатике;

2. Разработана концептуальную модель геопространственных данных для специалистов - геоинформатиков;

3. Разработана концептуальную модель информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов -геоинформатиков;

4. Разработана методика создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков;

5. Оценить эффективность использования модели геопространственных данных и информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков.

В ходе решения задач исследования в работе получены следующие основные научные результаты:

1. Концептуальная модель геопространственных данных для специалистов -геоинформатиков;

2. Концептуальная модель информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков;

3. Методика создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков; Научные результаты получены с использованием методов системного анализа, структурного и параметрического синтеза, труды по теории оценки эффективности сложных организационно-технических систем, теория вероятностей, методы сетевого планирования, теория множеств.

Новизна полученных научных результатов заключается в следующем:

- в разработке концептуальной модели геопространственных данных и применении её в проектировании информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств в интересах подготовки специалистов — геоинформатиков;

- впервые разработана концептуальная модель информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков;

- обоснована структура и содержание методики создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков;

- разработаны структуры и алгоритмы создания системы классификаторов, системы базовых словарей, унифицированной системы документов комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков;

Достоверность полученных основных научных результатов подтверждена экспериментально внедрением концептуальных моделей и методики создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков в ООО «ПРАЙМ ГРУП» и практике работы кафедр Информационно-измерительных систем и Прикладной информатики МИИГАиК при обучении студентов по специальным дисциплинам в области геоинформатики.

Теоретическая значимость полученных основных научных результатов состоит в значительном вкладе в теорию проектирования информационных систем, состоящем в разработке формализованной методики создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов - геоинформатиков.

Практическая значимость определяется:

- универсальным характером концептуальной модели геопространственных данных и концептуальной модели информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков;

- прикладным характером методики создания информационно-лингвистического обеспечения комплекса обучающих средств для специалистов — геоинформатиков;

- соответствием основным направлениям Федеральной целевой программы развития образования на 2006 - 2010 годы Федерального агентства по образованию (мероприятие 6 «Внедрение новых образовательных технологий и принципов организации учебного процесса, обеспечивающих эффективную реализацию новых моделей и содержания образования, в том числе с использованием информационных и коммуникационных технологий»).

В целом были достигнуты все поставленные перед работой цели и получены ожидаемые результаты.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Купцов, Александр Борисович, 2009 год

1. Ахметов Д.Х. и др. Создание корпоративных информационных систем: от теории к практике. — Казань: Образцовая типография. — 2001.- 324 с.

2. Арапов Д. М., Калинов А. Я., Ластовецкий А. Л., Ледовских И. Н., Посыпкин Н. А. Язык и система программирование для высокопроизводительных параллельных вычислений на неоднородных сетях. Программирование. 2000 г. - №4.

3. Абчук В.А.и др. Справочник по исследованию операций. — М.: Воениздат, 1979.-368 с.

4. Арапов Д. М., Калинов А. Я., Ластовецкий А. Л., Ледовских И. Н., Посыпкин Н. А. Язык и система программирование для высокопроизводительных параллельных вычислений на неоднородных сетях. Программирование. — 2000 г. №4.

5. Бельчиков Я.М., Бирнггейн М.М. Деловые игры. Рига: Авотс, 1989. - 304 с.

6. Берзтисс А.Т. Структуры данных,- М.: Статистика, 1974. 408 с.

7. Бугаевский Л. М., Цветков В. Я. Геоинформационные системы. М.: Златоуст, 2000. 224 с.

8. Бугаевский Л. М., Цветков В.Я., Флейс М.Э., Терминологическая основа и вопросы обучения ГИС // Информационные технологии,2000,№11,с.11-16

9. Голицына О.Л., Максимов Н.В., Попов И.И. Базы данных. Учебное пособие.- М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. 352 с.

10. Голицына О.Л. и др. Базы данных. -М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. - 352 с.

11. ГОСТ Р ИСО 19113-2003. Географическая информация. Принципы оценки качества. -М.: Изд-во стандартов, 2003.

12. ГОСТ Р ИСО 19105-2003. Географическая информация. Соответствие и тестирование. — М.: Изд-во стандартов, 2003.

13. ГОСТ Р 52438-2005. Географические информационные системы. Термины и определения- М.: Изд-во стандартов, 2005.

14. ГОСТ Р 52155-2003. Географические информационные системы. Федеральные, региональные, муниципальные. Общие технические требования. М.: Изд-во стандартов, 2003.

15. ГОСТ Р 51353-99. Геоинформационное картографирование. Метаданные электронных карт. Состав и содержание. -М.: Изд-во стандартов, 1999.

16. ГОСТ 52438-2005 Географические информационные системы. Термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 2005.

17. ГОСТ 51605-2000 Карты цифровые топографические. Общие требования. М.: Изд-во стандартов, 2000.

18. ГОСТ 51607-2000 Карты цифровые топографические. Правила цифрового описания картографической информации. Общие требования. М.: Изд-во стандартов, 2000.

19. ГОСТ 34.601-90. Автоматизированные системы. Стадии создания.

20. ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения

21. ГОСТ Р 50828-95 Геоинформационное картографирование. Пространственные данный, цифровые и электронные карты. Общие требования.

22. Диссертация на тему: «Разработка и исследование принципов построения и архитектуры комплекса программно-технических средств для обучения геоинформационным технологиям» Шкуров Ф.В. — М: МИИГАиК, 2009, 134 с.

23. Демин A.B., Серков С.Р. Деловая игра. Управление системой жилищных расчетов через Информационно-расчетный центр с применяем Единого платежного документа. Изд. 2-е. М.: ИЭиАУ, 2003.- 59 с.

24. Жалковский Е. А., Халугин Е. И., Комаров А. И., Серпуховитин Б. И. Цифровая картография и геоинформатика. М.: "Картоцентр-Геодезиздат", 1999

25. Журкин И.Г., Никишин А.Н. Анализ структуры данных для представления в ГИС. // «Геодезия и картография», 2003, № 8, с. 44-49.

26. Журкин И.Г., Никишин А.Н. Концепция разработки обобщенного картографического классификатора для региональной ГИС. // «Геодезия и картография», 2004, № 10, с. 36-42.

27. Иванников А. Д., Кулагин В. П., Тихонов А. Н., Цветков В. Я. Геоинформатика. -М.: МаксПресс, 2001. 347 с.

28. Иванников А. Д., Кулагин В. П., Тихонов А. Н., Цветков В. Я., Информационная безопасность в геоинформатике. М.: МаксПресс, 2004. - 334 с.

29. Козлснко H.H. Деловые игры в принятии управленческих решений. М.: Издательство ВЗПИ 1992,. 173 с.

30. Конон Н. И. Введение в проблематику информационного обеспечения геоинформационных систем. М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2000. - 48 с.

31. Конон И. Н. Об информационных характеристиках геоинформационных систем // Геодезия и картография. — 2001. №4. — С. 43-46 с.

32. Концепция создания и развития инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации (одоб. распоряжением Правительства РФ №1157-р от 21 августа 2006 г.)

33. Кулагин В. П., Цветков В. Я., Геоинформатика как метанаука// XXVIII международная конференция и дискуссионный научный клуб Информационные технологии в науке, образовании и бизнесе.- Гурзуф, 2000, с 91-92.

34. Лебедева М.М. Некоторые психологические аспекты проведения имитационных игр. Вести МГХ, 1980, №3, с. 72-78, (серия №4, Психология).

35. Максудова Л. Г., Савиных В. Г1., Цветков В. Я., Интеграция наук об окружающем мире в геоинформатике // Исследование Земли из космоса,- №1. 2000. с.46-50.

36. Максудова Л. Г., Цветков В. Я., От информации к информационным ресурсам // Геодезия и аэрофотосъемка, 2000, №1. с.93-98.

37. Максудова Л. Г., Цветков В. Я., Классификация информационных ресурсов // Геодезия и аэрофотосъемка, 2000, №4. с. 140-149

38. Максудова Л. Г., Цветков В. Я., Информационное моделирование как фундаментальный метод познания./АГеодезия и аэрофотосъемка, 2001, №1. с. 102106.

39. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах.- М.: Мир, 1980.-662 с.

40. Майкл Де Мере, Географические информационные системы. Основы. М.: Дата+, 1999

41. Матвеев С. И., Коугия В. А., Цветков В. Я. Геоинформационные системы и технологии на железнодорожном транспорте. М.: УМП МПС России, 2002288 с.

42. Немнюгин С. А., Стесик О. Л. Параллельное программирование для многопроцессорных вычислительных систем. СПб.: БХВ - Петербург, 2002. — 400 е.: ил.

43. Наумов В. Н. Теоретические основы автоматизированного управления -Петродворец.: 2003,- 182 с.

44. Олейник А.Г., Путилов В.А. и др. Информационные технологии регионального управления. -М.: УРСС, 2004, 400 с.

45. Основы педагогики и психологии высшей школы. Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 1986, 303с.

46. Паспорт специальности 071900 "Информационные системы в технике технологии". 2005.

47. Паспорт специальности 080800 "Прикладная информатика (в геодезии)". 2008.

48. Профиль федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 080800 -Прикладная информатика (в геодезии). 2008.

49. Польщикова О.Н. Деловая игра на уроке информатики. М.: Образование и Информатика, 2006. - 48 с.

50. Платов В.Я. Деловые игры: разработка, организация и проведение: Учебник. -М.: Профиздат, 1991. 192 с.

51. Павлов С.Н. Компьютерные деловые игры. М.: МИНГ, 1995. - 127 с.

52. Профессиональные стандарты в области информационных технологий. М.: АП КИТ, 2008.- 616 с.

53. Поляков А. А., Цветков В. Я. Прикладная информатика.- М.: "Янус-К", 2002. -392 с.

54. Савиных В. П., Кучко А. П., Стеценко А. Ф. Аэрокосмическая фотосъемка. -М.: Картоцентр-Геодезиздат, 1997 378 с.

55. Савиных В. П., Малинников В. А., Сладкопевцев С. А., Цыпина Э. М. География из космоса. М.Из-во МИИГАиК, 2000. -234 с.

56. Савиных В. П., Цветков В. Я. Геоинформационные анализ данных дистанционного зондирования. М.: Картоцентр Геодезиздат, 2001. - 224с.

57. Савиных В. П., Цветков В. Я. Интеграция технологий ГИС и систем дистанционного зондирования Земли // Исследование Земли из космоса. — 2000. — №2,—С.83—86.

58. Соловьев И.В., Майоров A.A. Проектирование информационных систем. М.,: ООО «Академический проект», 2009 г.

59. Соловьев И.В. и др. Единое информационно-функциональное пространство ВМФ: от идеи до реализации / Под общ. ред. В.И. Кидалова. — СПб.: Ника, 2003 — 265 с.

60. Тикунов В. С и. А. М. Берлянт Картография. Геоинформационные системы / Сост., ред. и автор предисловия // Сб. переводных статей, М., Картгеоцентр -Геодезиздат, 1994. - вып. 4 350 с.

61. Тикунов B.C. и др. Основы геоинформатики. В 2-х кн. М.: "Академия", 2004, Кн. 1-359 с, Кн.2-480 с.

62. Федеральный закон от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ "Об информации, информационных технологиях и о защите информации";

63. Федеральный закон от 26 декабря 1995 г. № 209-ФЗ "О геодезии и картографии"

64. Федеральный закон от 10 июля 1992 г. N 3266-1 "Об образовании";

65. Федеральный закон от 22 августа 1996 г. N 125-ФЗ "О высшем и послевузовском профессиональном образовании"

66. Хаксольд В. Введение в городские географические информационные системы. -Издательство Оксфордского университета, 1991 г.

67. Хомоненко А.Д., Цыганков В.М., Мальцев М.Г. Базы данных: Учебник для высших учебных заведений. СПб.: КОРОНА принт, 2004. - 736 с.

68. Цветков В. Я., Геоинформационные системы и технологии М.: Финансы и статистика, 1998. -278 с

69. Цветков В. Я., Геоинформационное моделирование // Информационные технологии, 1999, №3. с. 23- 27.

70. Цветков В. Я., Стандартизация информационных программных средств и программных продуктов. М.: МГУГиК, 2000 - 116 с.

71. Цветков В. Я., Цифровые карты и цифровые модели // Геодезия и аэрофотосъемка, 2000, №2. с.147-155.

72. Цветков В. Я. Создание интегрированной информационной основы ГИС // Геодезия и аэрофотосъемка, 2000, №4. с. 150-154.

73. Цветков В. JL, Семиотический подход к построению моделей данных в автоматизированных информационных системах // Геодезия и аэрофотосъемка, 2000, №5, с. 142-145.

74. Цветков В. Я. Геомаркетинг М.: Финансы и статистика 2002 -224 с.

75. Шеннон Р. Имитационное моделирование искусство и наука. М.: Мир, 1978 г.

76. V. Hamann. Making Internet Servers Fault-Tolerant A Comprehensive Overview. / Материалы конференции "Interner-Россия 96". — 7 p.

77. H. Kameda, J. Li, C. Kim, Y. Zhang. Optimal Load Balancing in Distributed Computer Systems (Telecommunication Networks and Computer Systems). — Berlin: Springer Verlag. 1996. —251 p.

78. A. Shamir, How to share a secret. Communications of the ACM // vol. 24. 1979. — pp. 612-613.

79. Bertolotto M. and Egenhofer M. J., 1999. Progressive Vector Transmission. In: Proceedings ACMGIS'99, Kansas City, MO, pp.152-157.

80. Buttenfield, B. P., 2002. Transmitting Vector Geospatial Data across the Internet, In: Proceedings GIScience 2002, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 2748 (Egenhofer and Mark eds), pp.51-64.