Дистанционные методы контроля реферат

Обновлено: 02.07.2024

Интенсивное воздействие человека на природу, негативные, часто необратимые последствия этого воздействия обусловливают необходимость глубокого и всестороннего анализа проблемы взаимодействия общества и природы. Такой анализ в настоящее время осуществляется в рамках природопользования.

Файлы: 1 файл

Дистанционный мониторинг.doc

1. Экологический мониторинг……………… ……………………………………4

2. Дистанционные методы мониторинга ………………………………………..6

2.2 Компьютерные методы обработки спутниковых данных…………..10

Главная задача природопользования как научного направления - поиск и разработка путей оптимизации взаимодействия общества с окружающей природно й средой. Рациональное природопользование предполагает управление природными процессами, т.е. запрограммированное воздействие на природные объекты с целью получения определенного хозяйственного эффекта. Чтобы управление было достаточно эффективным, необходимо иметь данные о динамических свойствах этих объектов, их изменении в результате антропогенного воздействия, предвидеть последствия вмешательства человека в ход естественных процессов.

Управление природными процессами должно опираться на надежную и достоверную информацию о прошлых, настоящих и будущих состояниях природных и природно-антропогенных систем. За последнее десятилетие накоплен большой материал по изменению природы. Однако он не содержит данных о динамике развития процессов.

В связи с этим встал вопрос об организации специальных наблюдений за состоянием окружающей природной среды и ее антропогенными изменениями с целью их оценки, прогнозирования и своевременного предупреждения о возможных неблагоприятных последствиях, т.е. о введении постоянной действующей службы наблюдения мониторинга.

1 ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

В соответствии со ставшим уже каноническим определением, экологический мониторинг — информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Рис.1. Блок-схема системы мониторинга

Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

о состоянии окружающей среды;
о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e. об источниках и факторах воздействия);
о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;
о существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.

В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями мониторинг включает три основных направления деятельности:

наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;
оценку фактического состояния среды;
прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

Следует принять во внимание, что сама система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимой для принятия экологически значимых решений информации. Термин контроль, нередко употребляющийся в русскоязычной литературе для описания аналитического определения тех или иных параметров (например, контроль состава атмосферного воздуха, контроль качества воды водоемов), следует использовать только в отношении деятельности, предполагающей принятие активных регулирующих мер.

2 ДИСТАНЦИОННЫЙ МЕТОД МОНИТОРИНГА

- космические (пилотируемые орбитальные станции, корабли многоразового использования, автономные спутниковые съемочные системы и т. п.);

- авиационного базирования (самолеты, вертолеты и микроавиационные радиоуправляемые аппараты) и составляют значительную часть дистанционных данных (remotely sensed data) как антонима контактных (прежде всего наземных) видов съемок, способов получения данных измерительными системами в условиях физического контакта с объектом съемки;

- к неконтактным (дистанционным) методам съемки, помимо аэрокосмических, относятся разнообразные методы морского (наводного) и наземного базирования, включая, например, фототеодолитную съемку, сейсмо, электромагниторазведку и иные методы геофизического зондирования недр, гидроакустические съемки рельефа морского дна с помощью гидролокаторов бокового обзора, иные способы, основанные на регистрации собственного или отраженного сигнала волновой природы.

Аэрокосмические (дистанционные) методы экологического мониторинга включают систему наблюдения при помощи самолетных, аэростатных средств, спутников и спутниковых систем, а также систему обработки данных дистанционного зондирования[1].

Спутниковые данные дистанционного зондирования позволяют решать следующие задачи контроля состояния окружающей среды:

Определение метеорологических характеристик: вертикальные профили температуры, интегральные характеристики влажности, характер облачности и т. д.);

Контроль динамики атмосферных фронтов, ураганов, получение карт крупных стихийных бедствий;

Определение температуры подстилающей поверхности, оперативный контроль и классификация загрязнений почвы и водной поверхности;

Обнаружения крупных или постоянных выбросов промышленных предприятий;

Контроль техногенного влияния на состояние лесопарковых зон;

Обнаружение крупных пожаров и выделение пожароопасных зон в лесах;

Выявление тепловых аномалий и тепловых выбросов крупных производств и ТЭЦ в ме гаполисах;

Мониторинг и прогноз сезонных паводков и разливов рек;
Обнаружение и оценка масштабов зон крупных наводнений;

Контроль динамики снежных покровов и загрязнений снежного покрова в зонах влияния промыш ленных предприятий.

Основной полезный груз спутника — панхроматическая оптико-электронная система, позволяющая получать изображения с пространственным разрешением 1 м. Спутник может производить высокодеталь-ную съемку одного и того же участка местности каждые три дня, получать несколько снимков одного и того же сюжета на одном витке.

Приведём ряд распределения спектральных каналов и области применения этих каналов:

1 канал (голубой): наиболее чувствителен к атмосферным газам, и, следовательно, изображение может быть малоконтрастным; имеет наибольшую водопроницаемость (длинные волны больше поглощаются), то есть оптимален для выявления подводной растительности, факелов выбросов, мутности воды и водных осадков; полезен для выявления дымовых факелов (так как короткие волны легче рассеиваются маленькими частицами); хорошо отличает облака от снега и горных пород, а также голые почвы от участков с растительностью.

2 канал (зеленый): чувствителен к различиям в мутности воды, осадочным шлейфам и факелам выбросов; охватывает пик отражательной способности поверхностей листьев, может быть полезен для различения обширных классов растительности; также полезен для выявления подводной растительности.

3 канал (красный): чувствителен в зоне сильного поглощения хлорофилла, то есть хорошо распознает почвы и растительность; чувствителен в зоне высокой отражательной способности для большинства почв; полезен для оконтуривания снежного покрова.

4 канал (ближний инфракрасный): различает растительное многообразие; может быть использован для оконтуривания водных объектов и разделения сухих и влажных почв, так как вода сильно поглощает ближние инфракрасные волны.

5 канал (средний или коротковолновый инфракрасный): чувствителен к изменению содержания воды в тканях листьев (набухаемости); чувствителен к варьированию влаги в растительности и почвах (отражательная способность уменьшается при возрастании содержания воды); полезен для определения энергии растений и отделения суккулентов от древесной растительности; особенно чувствителен к наличию/отсутствию трехвалентного железа в горных породах (отражательная способность возрастает при увеличении количества трехвалентного железа); отличает лед и снег (светлый тон) от облаков (темный тон).

6 канал (длинноволновый инфракрасный или тепловой): датчики предназначены для измерения температуры излучающей поверхности от −100оС до 150оС; подходит для дневного и ночного использования; применение тепловой съемки: анализ влажности почв, типов горных пород, выявление теплового загрязнения воды, бытового скопления тепла, источников городского производства тепла, инвентаризация живой природы, выявление геотермальных зон.

7 канал (средний, или коротковолновый инфракрасный): совпадает с полосой поглощения излучения гидроминералами (глинистые сланцы, некоторые оксиды и сульфаты), благодаря чему они выглядят темными; полезен для литологической съемки; как и 5-й канал, чувствителен к варьированию влаги в растительности и почвах.

8 канал (панхроматический — 4,3,2): наиболее типичная комбинация каналов, используемая в дистанционном зондировании для анализа растительности, зерновых культур, землепользования и водно-болотных угодий (wetlands).

2.2 Компьютерные методы обработки спутниковых данных

Целью обработки данных дистанционного зондирования (ДЗ) является получение снимков или изображений с требуемыми радиометрическими и геометрическими характеристиками.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Создание системы контроля знаний учащихся

Контроль знаний при дистанционной форме обучения

· познавательная деятельность в дистанционном обучении должна оцениваться при минимальном воздействии субъективного фактора; принцип объективности

· в дистанционном обучении должны создаваться равные условия для всех обучающихся,принцип демократичности проходящих контроль;

· контроль с помощью дистанционных технологий должен быть организован так, чтобы за как можно меньшее время осуществить проверку знаний у большого количества испытуемых. Принцип массовости и кратковременности

Проблема осуществления контроля является одной из наиболее сложных методических проблем ДО. Суть проблемы заключается, прежде всего, в необходимости точно идентифицировать учащегося и соблюсти необходимые формальности в соответствии с действующими в данное время требованиями Министерства образования РФ.
В дистанционной форме, проблема контроля учебной деятельности учащихся становится одной из ключевых при проектировании учебных курсов и их внедрении.
При ДО принимают специальные меры для обеспечения достоверности данных осуществляемого контроля:

· организацией системы доступа к учебным ресурсам по индивидуальным паролям и идентификаторам; использованием различных шифров и кодировок для защиты самих тестов от несанкционированного доступа, запуском программ тестирования строго по паролям; организацией и проведением контрольных мероприятий на базе сертифицированных региональных учебных центров, имеющих доступ к Интернету;

· использованием дополнительных периферийных устройств, например видеокамер, устройств ввода индивидуального пин-кода;

· статистической защитой при тестировании данные протоколов оцениваются с помощью специальных алгоритмов многомерного анализа данных, позволяющих обнаружить подлог, особенно в случае систематического и массового подлога.

Для оценки результатов познавательной деятельности учащихся в дистанционном обучении применяются следующие формы контроля:
Анкетирование .
Для проведения оперативного промежуточного контроля при дистанционном обучении также очень удобно использовать разнообразные анкеты, рассылаемые слушателям в определенные сроки по электронной почте. не должно быть лишних вопросов, поскольку необходимо экономить время это ряд вопросов, на которые опрашиваемый должен дать ответы. Анкета является достаточно гибким инструментом, поскольку вопросы можно задавать множеством различных способов.
Анкета требует тщательной разработки, апробации для устранения ее недостатков до начала ее широкого использования. В ходе подготовки анкет отбираются вопросы, которые необходимо задать, выбираются формы этих вопросов, их формулировки и последовательность.
Анкета, наряду с тестами, является одним из самых распространенных средств проведения тестирования учащихся. В широком смысле анкета работы учащихся.
Наиболее популярны в сфере ДО следующие формы контроля учебной деятельности – проведение исследования по теме. Учащиеся изучают тему, используя представленные в Интернете (или в традиционных изданиях) первоисточники. В установленные сроки обучающиеся должны предоставить отчет об итогах самостоятельной работы своим преподавателям.
Такое задание учащийся может выполнять индивидуально, готовя отчет самостоятельно, а может и совместно с группой студентов подготовить коллективный отчет.
Существуют некоторые разновидности отчетов :

1. По количеству учащихся, принимающих участие в написании отчетных работ: а) Индивидуальные (учащийся готовит отчет самостоятельно и передает по электронной почте своему преподавателю); один на всю учебную группу); б) Групповые (учащиеся готовят отчеты совместно, обмениваясь по сети своими материалами и составляя коллективный отчет

2. По используемым средствам новых информационных технологий (НИТ): а) Отчеты, подготовленные без использования средств НИТ (без информационных ресурсов Интернета, обучающих программ на CD и пр., т.е. главным образом на основе печатных материалов и учебных видеофильмов); б) Отчеты, подготовленные с использованием средств НИТ с использованием средств НИТ как при подготовке, так и для представления, презентации отчета).

· Введение (предназначено для привлечения интереса учащихся);

· Задание (описывает конечный продукт деятельности);

· Процесс (пошаговое описание процедуры того, что учащиеся должны сделать для реализации проекта; здесь также приводится список веб-сайтов, на которых содержится необходимая информация);

· Оценка (в этой части приводятся критерии оценки работы учащихся);

· Заключение (подведение итогов проектной деятельности) [34].

· в асинхронном режиме (группы новостей, списки рассылки);

· в синхронном режиме (IRC, чат-конференции);

При проведении телеконференции учащихся можно оценивать по следующим критериям:

· уровню активности в дискуссии (количество выступлений);

· умению задавать вопросы по теме дискуссии;

· умению аргументировано отвечать на вопросы;

· информированности, знанию первоисточников информации;

· умению точно использовать термины и понятия по изучаемой теме;

· умению выделять главную мысль.

Проектные методы . 30 слушателей.
Оценивать знания и умения учащихся при ДО можно и в условиях обучения в сотрудничестве (например, при проектной деятельности). Это дает возможность преподавателям лучше узнать учащихся, детально проверить уровень их подготовки. Эти методы во многом субъективны, основаны на прямом личном контакте всех участников ДО. Именно в силу своей субъективности данная форма контроля практически не поддается автоматизации, и при проведении ДО один преподаватель (куратор) учебной группы не может за один цикл обучения давать регулярную оценку работы больше чем 20.
На выбор форм контроля учебной деятельности при ДО влияют следующие факторы :

· доступность для учащихся и преподавателей технических средств и средств связи;

· возможность (необходимость) обратной связи при проведении контрольных мероприятий;

· соответствие содержанию обучения (чем сложнее изучаемый материал, тем более сложные формы контроля используются);

· соответствие используемым педагогическим технологиям (может быть, вместо тестирования потребуется провести виртуальную защиту проекта или обсудить рефераты);

· продолжительность контрольных мероприятий (время работы учащегося за компьютером должно быть сведено к минимуму);

· оперативность (время на анализ результатов контрольного мероприятия и информирование учащихся об этом).

· тест должен соответствовать целям тестирования;

· нужно определить значимость проверяемых знаний в общей системе проверяемых знаний;

· должна быть обеспечена взаимосвязь содержания и формы теста;

· тестовые задания должны быть правильными с точки зрения держания;

· должна соблюдаться репрезентативность содержания учебной дисциплины в содержании теста;

· тест должен соответствовать уровню современного состояния науки;

· содержание теста должно быть комплексным и сбалансированным;

· содержание теста должно быть системным, но вместе с тем вариативным.

· соответствие содержания теста уровню современного состояния науки;

· репрезентативность (полнота и достаточность элементов содержания для контроля);

· системность (соответствие содержания тестовых заданий требованиям системности знаний);

· комплексность и сбалансированность (комплексное отображение основных тем и сбалансированное отображение основного теоретического материала и методов практической деятельности);

· взаимосвязь содержания и формы.

Кроме того, важно учитывать, что далеко не все требования стандарта могут быть отражены в тесте, так как не всякое содержание поддается трансформации в тестовую форму.
Специфика отдельных фрагментов содержания зачастую требует иных, не тестовых форм проверки. по ходу тестирования или предварительно? До начала тестирования координатору необходимо учитывать следующие вопросы. Как загружать тестовые задания. Есть ли необходимость учащемуся получать с сервера и устанавливать на своем компьютере дополнительное программное обеспечение.
При предварительной загрузке тестовых заданий тестируемые могут;
а) выбрать удобное время, когда пропускная способность каналов связи выше, получить необходимые материалы, отключиться от сети Интернет и спокойно работать над тестом, не беспокоясь о каждой минуте подключения к сети; избавиться от длительного ожидания появления на экране очередного тестового займи;
б) многократно использовать загруженные ранее файлы.
В процессе тестирования необходимо реализовать функции начала, приостановки, продолжения и завершения тестирования. Перед тем как начать работу с тестом, учащийся должен заполнить регистрационную форму на экране компьютера, получить идентификационный номер, который служит связующим звеном между регистрационной информацией и данными о сеансе тестирования.
Выполнение теста любой момент можно приостановить:
а) по причине сбоя аппаратуры или программного обеспечения;
б) при завершении одного из разделов.
Чтобы обеспечить нормальное продолжение работы перечень дополненных заданий, данные на них ответы, время, потраченное на задания, и т.д. В этом случае необходимо предусмотреть сохранение данных на надежном носителе текстом, необходимо знать состояние сеанса в момент приостановки информации.
Завершение сеанса может быть принудительным (если, например, закончилось отведенное время) или добровольным (по желанию тестируемого).
При завершении сеанса система подсчитывает и сообщает набранные баллы сразу. Если тестируемый обеспечен высокоскоростной линией, можно проводить тестирование в прямом диалоговом режиме (on-line). В этом случае результаты тестирования выдаются с большой скоростью. Тестирование в режиме реального времени дает объективную оценку усвоению полученных в курсе знаний. Результаты тестировании при этом рассматриваются как объективные показатели достигнутого в ходе обучения.
Дидактические принципы организации учебного процесса в любой форме обучения, будь то очная, дистанционная или заочная, в основе своей также должны быть теми же, но реализуются они специфичными способами, обусловленными спецификой новой формы обучения, возможностями информационной среды Интернета, ее услугами. Она должна органично вписываться в систему непрерывного образования. Особенностей поведения человека в этой среде. Интернет представляется участникам процесса ДО (учащимся, преподавателям) в качестве новой коммуникационной среды, которая порождает новые ситуации и отношения.

ВВЕДЕНИЕ
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ
1 Контактные методы контроля окружающей среды
2 Дистанционные методы контроля окружающей среды
3 Назначение, цель и задачи международная аэрокосмическая система глобального мониторинга
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Для получения объективной информации о состоянии и об уровне загрязнения различных объектов окружающей среды необходимо располагать надёжными средствами и методами экологического контроля. Повышение эффективности контроля за состоянием природной среды может быть достигнуто повышением производительности, оперативности и регулярности измерений, увеличением масштабности охвата одновременным контролем; автоматизацией и оптимизацией технических средств контроля и самого процесса.
Средства экологического наблюдения и контроля подразделяются на контактные, неконтактные (дистанционные), биологические, а контролируемые показатели– на функциональные (продуктивность, оценка круговорота веществ и др.) и структурные (абсолютные или относительные значения физических, химических или биологических параметров– концентрация загрязняющего вещества, коэффициент суммарного загрязнения и др.).

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. аль-Фараби
Факультет география и природопользования
Кафедра картографии и геоинформатики

СРСП
Дистанционные и контактные методы. Средства реализации мониторинга: стационарные станции, передвижные посты, аэрокосмические системы, автоматизированные системы.

Проверил: Оспанов Б.С.
Подготовила: Ходжаева Р.А.

Алматы, 2015
СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ

1
Контактные методы контроля окружающей среды
4
2
Дистанционные методы контроля окружающей среды
7
3
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Назначение, цель и задачи международная аэрокосмическая система глобального мониторинга
10

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
13

ВВЕДЕНИЕ
Для получения объективной информации о состоянии и об уровне загрязнения различных объектов окружающей среды необходимо располагать надёжными средствами и методами экологического контроля. Повышение эффективности контроля за состоянием природной среды может быть достигнуто повышением производительности, оперативности и регулярности измерений, увеличением масштабности охвата одновременным контролем; автоматизацией и оптимизацией технических средств контроля и самого процесса.
Средства экологического наблюдения и контроля подразделяются на контактные, неконтактные (дистанционные), биологические, а контролируемые показатели - на функциональные (продуктивность, оценка круговорота веществ и др.) и структурные (абсолютные или относительные значения физических, химических или биологических параметров - концентрация загрязняющего вещества, коэффициент суммарного загрязнения и др.).

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ
1. Контактные методы контроля окружающей среды
Контактные методы контроля состояния окружающей среды представлены как классическими методами химического анализа, так и современными методами инструментального анализа. Классификация контактных методов контроля приведена на рис. 1.8.
Наиболее применяемые спектральные, электрохимические и хроматографические методы анализа объектов окружающей среды(представлены на рис. 1.9 - 1.11).

Общая схема контроля включает этапы: 1) отбор пробы; 2) обработка пробы с целью консервации измеряемого параметра и её транспортировка; 3) хранение и подготовка пробы к анализу; 4) измерение контролируемого параметра; 5) обработка и хранение результатов. Пробоотбор зачастую предопределяет результаты анализа, так как возможно загрязнение пробы в процессе её отбора, особенно когда речь идёт об измерении ничтожно малых количеств загрязняющего вещества. Здесь важен и выбор места и средства отбора, и чистота пробоотборников и тары для хранения пробы. В изолированной от природной среды пробе, начиная с момента её взятия, осуществляются процессы релаксации по параметрам экосистемы, значения которых определяются кинетическими факторами. Одни из параметров меняются быстро, другие сохраняются достаточно долго. Поэтому необходимо иметь представление о кинетике изменения измеряемого параметра в данной пробе. Очевидно, чем меньше время от момента взятия пробы до её консервации(или анализа), тем лучше. И все же лучше в параллельно отобранные пробы добавить эталон контролируемого загрязняющего вещества и консервировать эти контрольные пробы через разные временные интервалы. При измеренииэталонных образцов одновременно можно получить и градировочные графики. Такой методвнутреннего стандарта желательно использовать и для оценки других факторов, которые могут влиять на результаты анализа(хранение, транспортировка, методика подготовки пробы к анализу и т.д.).
Подготовка пробы к анализу может включать в себя либо концентрирование измеряемого ингредиента, либо его химическую модификацию с целью проявления аналитически наиболее выгодных свойств. Концентрирование достигается двумя путями: методом сорбции анализируемого компонента (на твёрдом сорбенте или при экстракции растворителем), методами уменьшения объёма пробы, содержащей компонент, например путём вымораживания, соосаждения или выпаривания. Конечно, любая такая процедура может влиять на результат анализа, поэтому внутренний стандарт необходим.
Эффективность любого метода наблюдений и контроля за состоянием объектов окружающей среды оценивается следующей совокупностью показателей:
:: селективностью и точностью определения;
:: воспроизводимостью получаемых результатов;
:: чувствительностью определения;
:: пределами обнаружения элемента(вещества);
:: экспрессностью анализа.
Основным требованием к выбранному методу является его применимость в широком интервале концентраций элементов(веществ), включающих как следовые количества, в незагрязнённых объектах фоновых районов, так и высокие значения концентраций в районах технического воздействия [[1]].

2. Дистанционные методы контроля окружающей среды
Контактные методы наблюдений и контроля за состоянием природной среды дополняются неконтактными (дистанционными), основанными на использовании двух свойств зондирующих полей(электромагнитных, аку-стических, гравитационных): осуществлять взаимодействия с контролируемым объектом и переносить полученную информацию к датчику. Зондирующие поля обладают широким набором информативных признаков и разнообразием эффектов взаимодействия с веществом объекта контроля. Принципы функционирования средств неконтактного контроля условно подразделяют на пассивные и активные. В первом случае осуществляется приём зондирующего поля, исходящего от самого объекта контроля, во втором производится приём отражённых, прошедших или переизлученных зондирующих полей, созданных источником.
Неконтактные методы наблюдения и контроля представлены двумя основными группами методов: аэрокосмическими и геофизическими. Основными видами аэрокосмических методов исследования являются оптическая фотосъёмка, телевизионная, инфракрасная, радиотепловая, радиолокационная, радарная и многозональная съёмка.
Неконтактный контроль атмосферы осуществляется с помощью радиоакустических и лидарных методов. Вначале радиоволны были использованы для анализа состояния ионосферы(по отражению и преломлению волн), затем сантиметровые волны применили для исследования осадков, облаков, турбулентности атмосферы.
Область использования радиоакустических методов ограничена сравнительно локальными объёмами воздушной среды(около1 - 2 км в радиусе) и допускает их функционирование в наземных условиях и на борту воздушных судов. Одной из причин появления отражённого акустического сигнала являются мелкомасштабные температурные неоднородности, что позволяет контролировать температурные изменения, профили скорости ветра, верхнюю границу тумана.
Принцип лидарного (лазерного) зондирования заключается в том, что лазерный луч рассеивается молекулами, частицами, неоднородностями воздуха; поглощается, изменяет свою частоту, форму импульса, в результате чего возникает флюоресценция, которая позволяет качественно или количественно судить о таких параметрах воздушной среды, как давление, плотность, температура, влажность, концентрация газов, аэрозолей, параметры ветра. Преимущество лидарного зондирования заключается в монохроматичности, когерентности и возможности изменять спектр, что позволяет избирательно контролировать отдельные параметры воздушной
среды. Главный недостаток - ограниченность потолка зондирования атмосферы с Земли влиянием облаков.
Основными методами неконтактного контроля природных вод являются радиояркостной, радиолокационный, флюоресцентный. Радиояркостной метод использует диапазон зондирующих волн от видимого до метрового для одновременного контроля волнения, температуры и солёности. Радиолокационный (активный) метод заключается в приёме и обработке(амплитудной, энергетической, частотной, фазовой, поляризационной, пространственно-временной) сигнала, отражённого от взволнованной поверхности.
Для дистанционного контроля параметров нефтяного загрязнения водной среды(площадь покрытия, толщина, примерный химический состав) используется лазерный отражательный, лазерный флюоресцентный методы и фотографирование в поляризованном свете.
Флюоресцентный метод основан на поглощении оптических волн нефтью и различии спектров свечения легких и тяжёлых фракций нефти. Оптимальный выбор длины возбуждающей волны позволяет по амплитуде и
форме спектров флюоресценции идентифицировать типы нефтепродуктов.
Геофизические методы исследований применяются для изучения состава, строения и состояния массивов горных пород, в пределах которых могут развиваться . продолжение

Актуальность работы. В связи с обострением региональных и глобальных экологических проблем возникла необходимость информационного обеспечения современных экологических программ, основное внимание в которых уделяется возможностям изучения антропогенного воздействия на природную среду с помощью аэрокосмических снимков. На них своеобразно отражаются промышленное, транспортное, мелиоративное, сельскохозяйственное, рекреационное воздействие, разнообразные неблагоприятные изменения природной среды, связанные с деятельностью человека. Как наиболее яркие примеры, можно выделить четкое отражение на аэрокосмических снимках видов эродированных почв, форм водной и ветровой эрозии, состояние пастбищ, нарушение лесной растительности вырубок, пожарищ, лесных пожаров; распаханность почв, последствия разработки карьеров и горных выработок, загрязнения территории. Появляются на аэрокосмических снимках и формы благоприятного воздействия человека на природную среду, его деятельность, направленная на восстановление утраченных природных богатств или улучшение неблагоприятных условий. Хорошо видно лесополосы, оросительные системы, применение таких средств антропогенного воздействия, как противоэрозионные мероприятия, насаждения древесно-кустарниковой растительности на склонах оврагов, последствия севооборотов и тому подобное.
Дистанционным зондированием Земли называют процесс получения данных об объекте зондирования на расстоянии некоторого контакта с ним с целью изучения его (физического, геологического, биологического и иного) состояния. Данные об объекте зондирования получают с использованием свойств электромагнитных волн, которые излучаются, отражаются, поглощаются или рассеиваются объектами зондирования. Применение дистанционных методов дает возможность наблюдения за изменениями природных условий крупных регионов, экологических бедствий и катастроф. Некоторые последствия антропогенного воздействия, имеющие глобальный характер, например, сокращение площади тропических лесов, опустынивание многих регионов требуют особого внимания.
Дистанционными методами контроля (исследований) — это совокупность методов исследований океанов, земной поверхности, атмосферы, верхнего слоя земной коры аэрокосмическими и воздушными методами, основанными на дешифрировании изображений, получаемых на расстоянии с летательных аппаратов. В итоге получают:
1) аэроснимки, полученные с высоты преимущественно от 500 м до 10 км, но не более 30 км;
2) космические снимки — с высоты более 150 км.
Большинство съемок выполняется из космоса.
Однако, дистанционные методы контроля имеют свои преимущества так и недостатки, которые стоит рассмотреть.
Объект исследования: дистанционные методы контроля окружающей среды.
Предмет исследования: особенности анализа дистанционными методами контроля окружающей среды.
Цель работы: рассмотреть плюсы и минусы дистанционного метода контроля окружающей среды.
Для осуществления поставленной цели необходимо решить задачи:
- рассмотреть дистанционные методы контроля окружающей среды;
- привести преимущества и недостатки дистанционного метода контроля окружающей среды.
1. Дистанционные методы контроля окружающей среды
Контактные методы контроля состояния природной среды дополняются бесконтактными (дистанционными) методами, основанными на использовании двух свойств зондирующих полей (электромагнитного, акустического и гравитационного): для взаимодействия с контролируемым объектом и передачи полученной информации на датчик [1].
Зондирующие поля обладают широким спектром информативных признаков и разнообразием эффектов взаимодействия с веществом контролируемого объекта. Принципы функционирования бесконтактных управляющих устройств условно делятся на пассивные и активные.
В первом случае принимается зондирующее поле, исходящее от самого объекта управления; во втором-отраженные, пропущенные или повторно излученные зондирующие поля, создаваемые источником. Бесконтактные методы наблюдения и контроля представлены двумя основными группами методов: аэрокосмическими и геофизическими. Основными видами аэрокосмических методов исследования являются оптическая фотография, телевизионная, инфракрасная, радиотермическая, радиолокационная, радиолокационная и многозонная съемка. Бесконтактный мониторинг атмосферы осуществляется с использованием радиоакустических и лидарных (лазерных) методов. Сначала радиоволны использовались для анализа состояния ионосферы (по отражению и преломлению волн), затем сантиметровые волны использовались для изучения осадков, облаков и атмосферной турбулентности. Область применения радиоакустических методов ограничена по сравнению с локальными объемами воздушной среды (радиусом около 1-2 км) и позволяет осуществлять их эксплуатацию в наземных условиях и на борту воздушных судов. Одной из причин появления отраженного акустического сигнала является маломасштабная температурная неоднородность, которая позволяет контролировать изменения температуры, профили скорости ветра и верхнюю границу тумана.
Принцип лидарного (лазерного) зондирования заключается в том, что лазерный луч рассеивается молекулами, частицами, воздушными неоднородностями, поглощается, изменяет свою частоту, форму импульса, в результате чего возникает флуоресценция, которая позволяет качественно или количественно судить о таких параметрах воздушной среды, как давление, плотность, температура, влажность, концентрация газов, аэрозолей, параметры ветра. Преимущество лидарного зондирования заключается в том, что оно монохроматично, когерентно (свойство волны сохранять свои частотные, поляризационные и фазовые характеристики) и может изменять спектр, что позволяет избирательно контролировать отдельные параметры воздушной среды[2].
Главный недостаток заключается в том, что верхний предел зондирования атмосферы с Земли ограничен влиянием облаков. Основными методами бесконтактного контроля природных вод являются радиояркий, радиолокационный и флуоресцентный[3].
Радиочастотный метод использует диапазон зондирующих волн от видимого до метрового диапазона для одновременного мониторинга волн, температуры и солености.
Радиолокационный (активный) метод заключается в приеме и обработке (амплитудного, энергетического, частотного, фазового, поляризационного, пространственно-временного) сигнала, отраженного от возбуждаемой поверхности. Для дистанционного контроля параметров нефтяного загрязнения водной среды (площадь покрытия, толщина, приблизительный химический состав) используются лазерные отражательные, лазерно-люминесцентные методы и фотосъемка в поляризованном свете. Люминесцентный метод основан на поглощении оптических волн нефтью и разнице в спектрах люминесценции легких и тяжелых фракций нефти. Оптимальный выбор длины возбуждающей волны позволяет идентифицировать типы нефтепродуктов по амплитуде и форме спектров флуоресценции. Геофизические методы исследования используются для изучения состава, структуры и состояния горных массивов, в пределах которых могут развиваться определенные опасные геологические процессы.
К ним относятся: магнитные, электрические, тепловые, визуальные (фото -, теле -), ядерные геофизические, сейсмические и геоакустические и другие методы[4].
Программа наземных инструментальных геофизических наблюдений в системе мониторинга включает: участки, где расположены дорогостоящие, ответственные и особо опасные объекты промышленного и гражданского строительства; промышленные зоны, где ведется добыча полезных ископаемых, откачка (перекачка) подземных вод, рассолов (промышленных стоков), места хранения отходов и др. территории, занятые топливно-энергетическими комплексами; территории с мульдами (формами пластов горных пород) оседания земной поверхности; территории занимают промышленные предприятия, выполняющие высокоточные (высокоточные) работы в различных сферах производственной деятельности; территории с неблагоприятными и стрессовыми экологическими условиями; территории, на которых расположены уникальные архитектурные сооружения и исторические памятники.
Основным видом непосредственного изучения опасных геологических процессов и явлений является комплексная инженерно-геологическая съемка (ИГЗ).
Метод комплексного ИГЗ сегодня достаточно хорошо разработан. Сейчас почти вся территория страны охвачена государственным среднемасштабным обследованием (1: 200 000; 1: 100 000 и в некоторых случаях 1: 50,000)

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

Проведен анализ форм и методов контроля, обеспечивающих максимальную полноту и достоверность результатов дистанционного обучения студентов. Система контроля рассматривается как важный компонент системы качества образования в вузе. Актуализируется значение текущего контроля, обеспечивающего непрерывное отслеживание индивидуальных достижений студентов в обучении. Подчеркивается необходимость использования компьютерных технологий и тестовых методик в оценке результатов дистанционного обучения. Согласно результатам проведенного исследования, эффективность контроля зависит от следующих факторов: полноты и регулярности контрольных мероприятий, индивидуализации, технологичности, разнообразия применяемых форм контроля.

1. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения: учебник для студентов пед. вузов / В. П. Беспалько. – М. : Изд-во ин-та профессией, образования Мин-ва образования России, 1995. – 336 с.

2. Гавриков Д.Е. разработка курсов дистанционного обучения: Учеб. пособие.- 2-е изд., перер. И доп. / Д.Е. Гавриков. – Иркутск: Изд-во Иркут. Гос. Пед. Ун-та, 2009. – 167 с. ISBN 987-5-85827-537-4.

4. Подласый И.П. Педагогика: Новый курс: Учеб. Для студ. высш. учеб. Заведений в 2 кн. – М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2003. – Кн. 1: Общие основы. Процесс обучения. – 576 с.

На сегодняшний день определяющей задачей вузов является подготовка специалистов, способных постоянно совершенствовать свои знания и умения, умеющих быстро ориентироваться в нарастающем потоке информации и принимать решения в нестандартных ситуациях. Возможность получения массового, доступного образования открывается при реализации дистанционной формы обучения. Однако, недостатки в системности организации дистанционного учебного процесса, отсутствие четких регламентированных процедур контроля часто приводят к снижению качества подготовки студентов, вызывают негативное отношение к дистанционному образованию в целом. Обозначенная проблема диктует необходимость для каждого вуза, реализующего дистанционную форму обучения, решать комплекс задач по созданию системы оценки качества обучения. В эти задачи входит планирование качества, управление качеством, обеспечение качества, оценка и контроль качества. Контроль является одним из важнейших компонентов системы качества обучения и тесным образом связан с такими понятиями, как оценка, проверка, обеспечение качества.

В качестве критериев оценки качества знаний в педагогике принято рассматривать такие, как полнота, глубина, оперативность, гибкость, осознанность. С позиций компетентностного подхода в качестве результата обучения следует рассматривать уровни сформированности компетенций, необходимых будущим специалистам для овладения способами профессиональной деятельности.

Контроль обучения проводится на всем протяжении обучения студента в вузе и должен обеспечивать целостность структуры знания, способствовать формированию мотивации к обучению, позволять отслеживать индивидуальные достижения каждого обучающегося.

В системе дистанционного обучения контроль приобретает особое значение, т.к. взаимодействие преподавателя и студентов проходит опосредованно, в условиях информационной среды вуза. В связи с этим необходимо использовать такие методы и формы проверочных мероприятий, которые, с одной стороны, компенсировали бы отсутствие личного контакта с преподавателем, а с другой, – представили бы процедуру контроля современным технологичным процессом, привлекательным для испытуемых.

Опыт построения системы контроля дистанционного обучения в Нижегородском государственном лингвистическом университете им. Н.А. Добролюбова (НГЛУ) связан с начатой в 2009 году организацией дистанционных курсов для студентов заочной и очно-заочной форм обучения. При разработке системы дистанционного обучения (ДО) были приняты рекомендации, представленные в работах А.А. Андреева, В.И. Солдаткина, Д.Е. Гаврикова, В.А. Канаво, Е.С. Полат, А.В. Хуторского и др. В основу построения курсов заложен модульный подход в обучении, изложенный в монографии П. Юзявичене [5].

Согласно данному подходу, учебный модуль представляется как относительно самостоятельная и целостная единица обучения в рамках учебной дисциплины, имеющая технологическое и методическое обеспечение в соответствии с целями обучения. Для изучения модуля и входящих в него учебных единиц (тем) разрабатывается сценарий, описывающий последовательность учебно-методических мероприятий: частоту проведения консультаций преподавателем, расписание вебинаров, он-лайн семинаров, тестирования, объем и структуру самостоятельной работы студентов. Каждый модуль и входящие в него учебные единицы, сопровождаются процедурами контроля и самоконтроля.

Технической основой для реализации курсов была выбрана современная платформа дистанционного обучения Moodle, обладающая высоким дидактическим потенциалом.

Для создания системы контроля, необходимо было определить критерии сформированности ключевых и профессионально значимых компетенций, разработать проверочные задания, выбрать эффективные и технологичные формы контроля, определить последовательность и частоту контрольных процедур.

По видам педагогический контроль традиционно принято подразделять на входной, текущий, рубежный и итоговый. Иногда в педагогической литературе можно встретить другие классификации, по своей сути близкие к приведенной выше (стартовый, тематический, заключительный).

Текущий контроль дает возможность преподавателю и самому студенту оценить глубину усвоения материала, наметить индивидуальный темп обучения, своевременно корректировать учебный процесс.

Рубежный контроль определяет готовность к переходу на следующую ступень обучения, выявляет результаты определенного этапа. Текущий и рубежный контроль позволяет видеть индивидуальное движение студента по пути развития.

Итоговый контроль определяет степень освоения содержания учебных дисциплин в соответствии с поставленными целями, соответствующими ФГОС.

Индивидуализация оценки знаний студентов предполагает организацию психолого-педагогических условий, среди которых неотъемлемыми являются такие, как устойчивая учебная мотивация; ценностные ориентиры студентов, которые обеспечат в дальнейшем их успешность в профессиональной сфере.

Индивидуализацию и объективность оценки знаний может обеспечить применение рейтинговой системы контроля. Рейтинговая система действует на двух уровнях контроля знаний: итоги изучения модуля, а также текущий и рубежный контроль по входящим в модуль учебным единицам. Суммарный рейтинг текущего контроля состоит из баллов, полученных за определенные виды работы, установленных преподавателем.

Сочетание двухуровневого рейтинга способствует формированию у студентов навыков самоконтроля и самооценки, а также требовательности к себе. Такой подход стимулирует стремление преподавателя к улучшению качества электронных учебных материалов, их структурированию, подбору заданий различной рейтинговой ценности.

Суть применяемой методики рейтингового контроля состоит в следующем.

Преподаватель разрабатывает шкалу оценок качества выполняемых уровневых заданий в процессе изучаемой дисциплины. При составлении заданий применяется уровневый таксономический подход, позволяющий выявить глубину и структуру знания.

Критерий оценки определяется преподавателем. Он определяет, какое качество выполнения задания соответствует определенной оценке.

Сумма всех максимально возможных оценок за выполнение каждого задания дает максимальную итоговую оценку – рейтинг студента по модулю дисциплины.

Преподаватель определяет сумму максимальных рейтинговых оценок по всем контрольным заданиям дисциплины, которая и представляет максимальное значение рейтинговой шкалы обученности студента по данному модулю.

Для изучения каждой темы учебного модуля необходимо установить дидактические цели, выраженные в определенном уровне усвоения знаний. Кроме проверки способности студента к запоминанию и понимаю материала необходимо проверить его умение анализировать проблемные ситуации, синтезировать решения, использовать сочетание теоретического материала с собственным опытом.

Преподаватель при составлении заданий по своей дисциплине выбирает определенный уровневый подход, отвечающий его требованиям.

Уровни усвоения, по В.П. Беспалько – это уровни усвоения учебной деятельности учащимися, которая в зависимости от характера ее использования подразделяется на два вида: репродуктивную и продуктивную, а также на подвиды внутри каждой: уровень узнавания, уровень воспроизведения, уровень применения знаний в привычных условиях и уровень применения в новых условиях (творческое применение знаний) [1].

Таксономия познавательных задач, разработанная коллективом американских ученых под руководством Б. Блума, включает шесть уровней, расположенных по степени усложнения познавательной деятельности. Задания более низких уровней направлены на воспроизведение и понимание, средних – требуют умения применения знаний и их анализа, а высоких – синтеза и оценки. Подробно таксономия Б. Блума и методика по составлению заданий на ее основе изложены в педагогической литературе [3, 7].

По формам традиционную систему контроля образуют экзамены, зачеты, устный опрос (собеседование), письменные контрольные, рефераты, коллоквиумы, семинары, курсовые, проектные работы, журналы наблюдений и др. В условиях дистанционного обучения необходимо применять такие формы контроля, которые с максимальной технологичностью могут обеспечить объективность и полноту оценки знаний студентов.

Тестирование является одной из распространенных форм контроля обучения, наиболее часто применяемой в системе контроля ДО. Грамотно разработанные тесты могут применяться в любом из видов контроля: входном, текущем, рубежном и итоговом. В педагогической литературе традиционный тест определяется как система заданий возрастающей трудности, позволяющая эффективно измерить уровень и качественно оценить структуру подготовленности учащихся. В тест стараются отобрать минимальное достаточное количество заданий, которое позволяет точно определить уровень и структуру подготовленности студентов [6, 7].

В настоящее время наиболее часто при тестировании применяются тестовые задания закрытого типа (выбор одного или нескольких верных ответа из предложенных вариантов, сопоставление, определение последовательности) и открытого типа (эссе, ввод краткого ответа). По мнению М.Б. Челышковой, специально созданные компьютерные тестовые программы, позволяют сделать контроль максимально технологичным, разгрузить преподавателей и реализовать идеи самоконтроля в условиях массового обучения [7].

Современные платформы дистанционного обучения дают возможность конструирования различных видов тестов открытого и закрытого типа, добавлять иллюстрации, аудио и видео материалы, проводить тестирование в контрольном и обучающем режиме. При необходимости в тестовые задания, реализуемые на платформе Moodle, можно включить механизм самооценки. В этом случае студент ставит себе некий условный балл, являющийся степенью уверенности в правильности ответа. Этот балл учитывается при установлении итогового балла за тест.

В практике дистанционного обучения Нижегородского лингвистического университета при тестировании применяются адаптивные тесты, технологически реализованные средствами Moodle. Банк заданий по различным дисциплинам разрабатывается ведущими преподавателями и оценивается группой экспертов.

Набор подходов, используемых в системе дистанционного контроля, постепенно расширяется и охватывает различные виды дистанционных занятий: вебинары, он-лайн опросы, интерактивные обучающие лекции.

Систематический текущий контроль на каждой ступени обучения позволяет определять уровень полученных знаний, структуру знаний, уровень сформированности мотивации к обучению, вовремя проводить коррекционную работу. На младших курсах обучения можно рекомендовать использование электронных обучающих лекций, включающих блок контроля и самоконтроля. Такой блок состоит из нескольких вопросов, идущих после каждой новой темы. Правильные ответы позволяют студенту перейти к изучению следующей учебной темы, неверные ответы – возвращает студента к повторению темы и к дополнительным разъясняющим материалам.

Читайте также:

Дистанционные методы контроля реферат

Оглавление

Файлы: 1 файл

Дистанционный мониторинг.doc

Рис.1. Блок-схема системы мониторинга

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы