Дистанційні методи екологічних досліджень
Спеціальність: Технології захисту навколишнього середовища (освітньо-наукова програма)
Код дисципліни: 7.183.01.E.022
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Екологічна безпека та природоохоронна діяльність
Лектор: д.т.н., професор Мокрий Володимир Іванович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: 1. Оволодіння системою приладів і методів для отримання уніфікованого експериментального матеріалу, який є базовим у технологіях дистанційного зондування Землі та геоінформаційних системах для моделювання і комп’ютерної обробки інформації про функціонування екосистем.
2. Вивчення кола питань, що відображають біофізичні основи та засоби оригінальних методичних розробок екологічних досліджень;
3. Освоєння інформації у галузі сучачного приладобудування та експериментальних методів вимірювань в лабораторних і польових умовах;
4. Засвоєння перспективних методів та засобів інтегральної оперативної оцінки стану та динаміки екосистем.
5. Придбання навиків вирішення інженерно-технологічних проблем контролю якості, збереження, захисту та поліпшення довкілля.
Результати навчання: Процеси досліджень параметрів довкілля за допомогою дистанційних методів контролю. Параметри та вимоги до засобів дистанційного контролю. Дистанційні системи визначення параметрів середовищ. Принципи побудови, структура та оптимізація параметрів систем.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Екологічна безпека, інформаційно-вимірювальні технології в екології
Короткий зміст навчальної програми: Опанувати різноманітні класифікації методів класичного аналізу отриманих результатів (ранжування, кластеризація тощо). Опанувати класифікацію і види аерокосмічної зйомки. Вивчити технології попередньої обробки та аналізу цифрових знімків. Вивчити матеріали з тематичних сайтів щодо дистанційних методів вивчення екологічних проблем урбанізованих територій.
Опис: Тема 1. Основи сучасних методів польових екологічних досліджень
Лекція 1.1. Соціально-економічна роль комплексних експериментальних досліджень. Зміст і завдання інструментальних методів зондування. Зв’язок з іншими науками. Основна термінологія дисципліни Соціально-економічна роль комплексних експериментальних досліджень. Багатоплановість інструментальних методів. Специфіка спостережень та особливості об’єктів досліджень в польових умовах.
Лекція 1.2. Біофізичні основи експериментальних методів. Електромагнітне випромінювання. Спектр електромагнітних хвиль. Джерела випромінювання. Взаємодія електро-магнітних хвиль з атмосферою, рослинністю та різними речовинами і середовищами на поверхні Землі.
Лекція 1.3. Спектрорадіометричні вимірювання параметрів рослинності. Спектральні характеристики рослинності. Оптичні моделі рослинного покриву і грунтів. Спектральні коефіцієнти енергетичної яскравості. Оцінка фітосанітарного стану, визначення вмісту азоту оптико-спектральними методами. Типи і характеристики переносних спектрорадіометрів.
Лекція 1.4. Спектрополяризаційна діагностика стану екосистем. Технічні особливості спектрополяриметричних систем. Оцінка стану екосистем за даними спектро-поляризаційної зйомки. Спектрополяризаційні характеристики природних угрупувань.
Лекція 1.5. Мікрохвильова та радарна індикація природних угрупувань. Основні положення радіолокаційної зйомки. Типи радіолокаційних станцій зондування місцевості. Параметри радіолокаційної зйомки. Взаємодія між радіохвилями і природними поверхнями.
Лекція 1.6. Діагностика стану рослин методом флуоресцентної спектроскопії. Вимірювання спектрів флуоресценції хлорофілу. Зв’язок спектрів флуоресценції з фізіологічним станом і екологічними умовами. Оцінка потенціальної продуктивності рослин за спектрами термостимульованої флуоресценції. Апаратура для вимірювання термостимульованої флуоресценції.
Лекція 1.7. Експрес-тестування стійкості рослин методом індукції флуоресценції. Індукція флуоресценції (ефект Каутського). Принципи вимірювання. Кінетика індукції флуоресценції. Параметри кінетичних змін. Індекс вітальності рослин. Індекс стресової адаптованості рослин. Типи і характеристики портативних флуориметрів.
Тема 2. Інструментальні пристрої досліджень стану об’єктів довкілля
Лекція 2.1. Польові дослідження температурного режиму рослинності та ґрунтів. Вимірювання температурних полів тепловізійними системами. Закономірності інфрачервоного випромінювання. Теплові карти місцевості. Фізичні процеси, які використовуються при ідентифікації інфрачервоних зображень. Системи сканування та конструктивні особливості інфрачервоних радіометрів.
Лекція 2.2. Дистанційне лазерне зондування екосистем. Конструктивні особливості лідарів – систем лазерного зондування. Типи, характеристики, розміщення лідарів.
Лекція 2.3. Лазерне зондування водних екосистем. Визначення компонент, ступеню, площі забруднення середовища. Контроль аварійних ситуацій.
Лекція 2.4. Лазерне зондування лісових екосистем. Визначення видового складу, стану лісових комплексів. Контроль площ лісів та пожежонебезпечності.
Лекція 2.5. Лазерне зондування атмосфери. Організація спостережень за атмосферним повітрям. Визначення компонент. Програми і терміни спостережень. Контроль аварійних ситуацій.
Лекція 2.6. Польові гама-спектрометричні вимірювання параметрів середовища. Методичне та приладне забезпечення польових досліджень радіаційних показників.
Лекція 2.7. Аерогама-спектрометрична апаратура. Основні принципи побудови. Сучасний стан аерогама-спектрометричних досліджень. Типи, експлуатаційні характеристики аерогама-спектрометричних систем та допоміжної апаратури. Технологія зйомок.
Методи та критерії оцінювання:
- Поточний контроль (30 %) — практичні заняття, усне опитування, контрольна робота;
- Підсумковий контроль (70%) — іспит.
Критерії оцінювання результатів навчання: Система діагностики знань студента застосовується під час контрольного заходу (екзамен, залік), при відповіді на завдання екзаменаційного білету.
Вона базується на тому, що студент повинен творчо і осмислено подати відповіді на питання, які пропонуються.
Відповіді повинні містити аргументовані знання з курсу. 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література:
Масікевич Ю. Г., Гринь С. О., Герецун Г. М. та інш. Методи вимірювання параметрів навколишнього середовища. Чернівці, Зелена Буковина, 2005. 343 с.
Берлянт А. М. Картографический словарь М.: Науч. мир, 2005. 424 с. Библиогр.: С. 419?424.
Гічка М.М. Дистанційне зондування в системі моніторингу ґрунтів України. Вісник аграрної науки. 2005. № 12. С. 72–75.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).