Природоохоронні інформаційні системи

Спеціальність: Природоохоронні інформаційні системи
Код дисципліни: 6.183.03.O.037
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Інформаційні системи та мережі
Лектор: Пелещак І.Р.
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою курсу "Природоохоронні інформаційні системи" є надання студентам знань та навичок, необхідних для розуміння й застосування сучасних природоохоронних інформаційних технологій у галузі екології. Курс спрямований на розвиток компетентностей в аналізі та оцінці стану навколишнього середовища, використанні інформаційних систем для моніторингу, прогнозування та запобігання екологічним ризикам. Особлива увага приділяється впровадженню технологій штучного інтелекту та інтеграції інтелектуально-інформаційних систем у технологічні цикли для зниження антропогенного навантаження на атмосферу, гідросферу та літосферу.
Завдання: Основними завданнями курсу "Природоохоронні інформаційні системи" є: 1. Формування розуміння основ екології та принципів охорони навколишнього середовища. 2. Ознайомлення з сучасними технологіями моніторингу та аналізу екологічних даних, включаючи використання штучного інтелекту в природоохоронних інформаційних системах. 3. Опанування методами інтеграції інформаційних систем у технологічні процеси для запобігання негативному впливу на екосистеми. 4. Навчання студентів методам прогнозування та оцінки антропогенного впливу на природне середовище. 5. Розвиток навичок використання інформаційних технологій для підтримки прийняття екологічно безпечних рішень у різних виробничих циклах. Знання та вміння студентів після вивчення курсу: Знання: - Основні положення екології та природоохоронних технологій. - Принципи функціонування екологічних інформаційних систем і їх роль у збереженні довкілля. - Сучасні методи моніторингу стану атмосфери, гідросфери та літосфери. - Способи інтеграції природоохоронних інформаційних систем у виробничі процеси для зниження антропогенного впливу. Вміння: - Використовувати природоохоронні інформаційні системи для моніторингу стану навколишнього середовища. - Застосовувати інструменти штучного інтелекту для аналізу та прогнозування екологічних ризиків. - Інтегрувати інформаційні системи у виробничі цикли для запобігання негативному впливу на довкілля. - Оцінювати ефективність природоохоронних заходів та приймати обґрунтовані рішення на основі даних екологічного моніторингу.
Результати навчання: ПР02. Вміти аналітично опрацьовувати іншомовні джерела з метою отримання інформації, що необхідна для розв’язання природоохоронних завдань. ПР03. Вміти використовувати інформаційні технології та комунікаційні мережі для природоохоронних задач. ПР04. Обґрунтовувати природозахисні технології, базуючись на розумінні механізмів впливу людини на навколишнє середовище і процесів, що відбуваються у ньому. ПР05. Вміти розробляти проекти з природоохоронної діяльності та управляти комплексними діями щодо їх реалізації. ПР07. Здійснювати науково-обґрунтовані технічні, технологічні та організаційні заходи щодо запобігання забруднення довкілля. ПР10. Вміти застосувати знання з контролю та оцінювання стану забруднення і промислових викидів, з аналізу динаміки їх зміни в залежності від умов та технологій очищення компонентів довкілля. ПР12. Обирати інженерні методи захисту довкілля, здійснювати пошук новітніх техніко-технологічних й організаційних рішень, спрямованих на впровадження у виробництво перспективних природоохоронних розробок і сучасного обладнання, аналізувати напрямки вдосконалення існуючих природоохоронних і природовідновлюваних технологій забезпечення екологічної безпеки. ПР13. Вміти застосовувати основні закономірності безпечних, ресурсоефективних і екологічно дружніх технологій в управлінні природоохоронною діяльністю, в тому числі, через системи екологічного керування відповідно міжнародним стандартам.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Екологічна безпека, Інженерні методи захисту довкілля, Основи інформаційних технологій в охороні довкілля, Моніторинг довкілля
Короткий зміст навчальної програми: Курс "Природоохоронні інформаційні системи" спрямований на вивчення основних принципів застосування інформаційних технологій у природоохоронній діяльності та їх інтеграції в екологічні й виробничі процеси. Студенти ознайомляться з основами екології, сучасними підходами до моніторингу навколишнього середовища, а також з технологіями захисту атмосфери, гідросфери та літосфери. Курс охоплює використання штучного інтелекту та інших інтелектуальних систем для прогнозування і попередження екологічних ризиків, зокрема через моделювання й аналіз даних. У ході навчання студенти здобудуть практичні навички роботи з природоохоронними інформаційними системами, що дозволить їм ефективно оцінювати екологічну ситуацію, приймати рішення для зменшення антропогенного впливу та оптимізації використання ресурсів.
Опис: Лекція 1: Вступ до природоохоронних інформаційних систем Основи екології та її значення для суспільства Природоохоронні інформаційні системи: призначення та роль у сучасному світі Огляд світових тенденцій у використанні інформаційних систем для екології Лекція 2: Моніторинг стану навколишнього середовища Методи збору екологічних даних: наземні, дистанційні та супутникові спостереження Інтеграція інформації в екологічних системах моніторингу Роль інформаційних систем у відстеженні змін клімату та природних процесів Лекція 3: Інформаційні системи для захисту атмосфери Основи захисту атмосфери: фактори забруднення та наслідки для екосистем Моделювання як інструмент оцінки та управління станом атмосфери Використання штучного інтелекту для прогнозування атмосферних змін Лекція 4: Інформаційні системи для збереження водних ресурсів Забруднення гідросфери: джерела та види забруднювачів Програмне забезпечення для моніторингу та аналізу стану водних об’єктів Використання природоохоронних інформаційних систем для управління водними ресурсами Лекція 5: Технології захисту літосфери Основні види забруднення ґрунтів та деградація земельних ресурсів Методи екологічного моніторингу ґрунтів та підземних вод Роль інформаційних систем у збереженні та відновленні земельних ресурсів Лекція 6: Штучний інтелект в природоохоронних інформаційних системах Алгоритми машинного навчання для аналізу екологічних даних Інтелектуальні системи прогнозування екологічних катастроф та ризиків Розробка моделей для оцінки антропогенного впливу на довкілля Лекція 7: Інтеграція природоохоронних інформаційних систем у виробничі процеси Оцінка екологічних ризиків на виробництвах Застосування інформаційних систем для контролю за викидами та відходами Інформаційні системи для підтримки прийняття рішень у промислових технологічних циклах Лекція 8: Перспективи розвитку природоохоронних інформаційних систем Тенденції та інновації у сфері природоохоронних технологій Виклики та перспективи застосування інформаційних систем для сталого розвитку Роль екологічної інформатики в майбутньому управлінні природними ресурсами
Методи та критерії оцінювання: Діагностика знань відбувається шляхом оцінювання виконаних практичних робіт та екзаменаційного контролю (письмової та усної компоненти) у формі екзаменаційних білетів.
Критерії оцінювання результатів навчання: Виконання практичних завдань - 30б. Письмова компонента екзамену - 50б. Усна компонента екзамену - 20б. Разом - 100б.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: Основна література: 1. Вінарський, В. В. Моніторинг та управління станом довкілля. Київ: Логос, 2021. 2. Розенко, О. І. Природоохоронні інформаційні системи: теорія і практика. Львів: Видавництво ЛНУ, 2022. 3. Герасимов, П. В., Кривцов, Д. А. Екологічний моніторинг і моделювання. Київ: Наукова Думка, 2020. 4. Miller, G. T., Spoolman, S. E. Environmental Science. Brooks/Cole, 2016. 5. Hank, G. Geographic Information Systems in Environmental Management and Conservation. Springer, 2019. Додаткова література: 1. Чернявський, В. І. Основи екології та екологічної безпеки. Харків: Університетське видання, 2019. 2. Барилко, В. В. Методи екологічного моніторингу та аналізу. Одеса: Екотехпрес, 2021. 3. Journal of Environmental Monitoring and Assessment – міжнародний журнал з екологічного моніторингу та оцінки. 4. Environmental Modelling & Software – журнал, присвячений моделям і програмному забезпеченню для екологічного управління та прогнозування. 5. Банерджі, С. Штучний інтелект у прогнозуванні екологічних ризиків. Екополіс, 2020.
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).