techniki gis w elektronicznym atlasie środowiska polski

techniki gis w elektronicznym atlasie środowiska polski

110
POLSKIE TOWARZYSTWO INFORMACJI PRZESTRZENNEJ
Maria Andrzejewska, Marek Baranowski, Monika Rusztecka
ROCZNIKI GEOMATYKI 2004 m T OM II m ZESZYT 3
TECHNIKI GIS W ELEKTRONICZNYM ATLASIE
ŒRODOWISKA POLSKI –
£¥CZENIE EDUKACYJNYCH TREŒCI
ZAWODOWYCH I OGÓLNOKSZTA£C¥CYCH
GIS IN THE ELECTRONIC ATLAS
OF THE ENVIRONMENT IN POLAND:
COMBINING ELEMENTS OF VOCATIONAL
AND GENERAL EDUCATION
Maria Andrzejewska, Marek Baranowski, Monika Rusztecka
Centrum Informacji o Œrodowisku UNEP/GRID – Warszawa
S³owa kluczowe: edukacja ekologiczna, nowoczesne pomoce dydaktyczne, edukacyjne programy multimedialne, interaktywne mapy
Keywords: environmental education, novel educational tools, multimedia educational programmes, interactive maps
Elektroniczny Atlas Œrodowiska Polski jest pomoc¹ naukow¹ bêd¹c¹ Ÿród³em informacji
o walorach, stanie, zagro¿eniach i ochronie œrodowiska przyrodniczego Polski i Europy,
przedstawionej w atrakcyjnej formie z wykorzystaniem nowoczesnych technik komputerowych. Atlas umo¿liwia u¿ytkownikom nabycie lub poszerzanie umiejêtnoœci poszukiwania,
porz¹dkowania, wartoœciowania, interpretowania, analizowania i prezentowania wiedzy oraz
efektywnego pos³ugiwania siê technologi¹ informacyjn¹. G³ówn¹ form¹ przekazu informacji
w Atlasie s¹ mapy. Stanowi¹ one ponadto element integruj¹cy ró¿ne informacje o œrodowisku prezentowane tak¿e w formie tekstów, tabel, animacji, rysunków, dŸwiêków i zdjêæ.
Podczas opracowania zakresu treœci Elektronicznego Atlasu Œrodowiska Polski uwzglêdniono programy nauczania biologii, geografii, ekologii i innych nauk o Ziemi dla gimnazjów i
liceów ogólnokszta³c¹cych. Jednak¿e wiele tematów zosta³o przedstawionych w sposób
bardziej szczegó³owy ni¿ tego wymagaj¹ programy szkolne. Sta³o siê tak choæby dlatego, ¿e
by³y one opracowane przy udziale wybitnych specjalistów w poszczególnych dziedzinach,
którzy udostêpnili w³asne, czêsto unikatowe materia³y bêd¹cymi rezultatem prowadzonych
badañ.
W trakcie opracowania Programu do wspó³pracy zaproszono, w charakterze konsultantów, grono wybitnych specjalistów z zakresu ekologii, botaniki, zoologii, geografii fizycznej
i ekonomicznej, geologii, leœnictwa, klimatologii, hydrologii oraz nauczycieli biologii i geografii. Program by³ równie¿ pozytywnie zaopiniowany przez Ministerstwo Œrodowiska, G³ów
ny Inspektorat Ochrony Œrodowiska oraz wspó³finansowany przez Narodowy Fundusz
Techniki GIS w Elektronicznym Atlasie Œrodowiska Polski – ³¹czenie edukacyjnych treœci ...
111
Ochrony Œrodowiska i Gospodarki Wodnej. Inne instytucje, z którymi nawi¹zano wspó³pracê podczas opracowanie programu to Instytut Badawczy Leœnictwa (IBL), Krajowy Zarz¹d
Parków Narodowych (KZPN) oraz dyrekcje parków narodowych, G³ówny Urz¹d Statystyczny (GUS), European Environmental Agency (EEA), National Aeronautics and Space
Administration (NASA), German Aerospace Agency (DLR), Dundee Satellite Receiving Station (DSRS).
Elektroniczny Atlas Œrodowiska Polski jest przeznaczony przede wszystkim dla uczniów
szkó³ gimnazjalnych i ponadgimnazjalnych, ale równie¿ dla studentów szkó³ wy¿szych, kadry dydaktycznej i wszystkich tych, którzy chc¹ poszerzyæ swoj¹ wiedzê o zasobach, walorach, stanie i zagro¿eniach oraz ochronie œrodowiska przyrodniczego Polski i Europy. Szczególn¹ grupê u¿ytkowników mog¹ stanowiæ pracownicy urzêdów gmin i starostw powiatowych, dla których program powinien byæ Ÿród³em informacji o œrodowisku przyrodniczym
w skali regionalnej i lokalnej, zaprezentowanej w formie kartograficznej oraz statystycznej.
W roku 2002 Atlas zosta³ uhonorowany nagrod¹ Ministra Œrodowiska w zakresie edukacji ekologicznej. W roku 2003, program uzyska³ rekomendacjê Ministerstwa Edukacji Narodowej i Sportu i zosta³ wpisany na listê œrodków dydaktycznych.
Program sk³ada siê z szeœciu powi¹zanych ze sob¹ modu³ów:
m Atlasu Œrodowiska Polski – komputerowego atlasu geograficznego z bogatym, materia³em ilustracyjnym w postaci tekstów, zdjêæ, rysunków, wykresów, dŸwiêków, tabel oraz animacji,
m Kreatora Map – programu do kartograficznej prezentacji danych statystycznych, który umo¿liwia samodzielne tworzenie map statystycznych, z wykorzystaniem specjalnie przygotowanych zestawów danych dotycz¹cych œrodowiska przyrodniczego, ale
równie¿ charakterystyk ogólnogeograficznych,
m Kursu Kartografii – krótkiego kursu podstaw tworzenia i czytania map,
m S³ownika Pojêæ – zbioru definicji z zakresu biologii, ekologii, geografii i szeroko rozumianej
ochrony œrodowiska,
m Galerii – zbioru fotografii krajoznawczej i przyrodniczej z Polski i œwiata, prezentowanej w multimedialnych salach tematycznych,
m Quizów – testów sprawdzaj¹cych, opracowanych na podstawie XIII i XIV edycji
olimpiady wiedzy ekologicznej.
m Wszystkie modu³y wzajemnie siê uzupe³niaj¹ i s¹ ze sob¹ logicznie i intuicyjnie powi¹zane poprzez liczne odnoœniki. Umo¿liwia to ³atwe poruszanie siê po ca³ym programie i
wszechstronne poznanie przedstawionych zagadnieñ. Ponadto, w programie znajduje siê
równie¿ podrêczna baza adresów internetowych, prezentacja na temat dzia³alnoœci NFOŒiGW oraz Centrum UNEP/GRID-Warszawa.
m Zawartoœæ poszczególnych tematów Atlasu jest przedstawiona w formie map oraz
zestawu materia³ów ilustracyjnych nazywanych w programie mediami. Mapy przedstawiaj¹
przestrzenn¹ charakterystykê zjawisk i procesów zachodz¹cych w œrodowisku przyrodniczym, w ró¿nych skalach:
m l:200 mln (mapy œwiata),
m 1:50 mln i l:25 mln (mapy Europy),
m 1:9 mln (mapy Ba³tyku),
m l:8 mln (porównawcza mapa Polski),
m 1:4 mln (tematyczna mapa Polski),
m l: l ,5 mln (szczegó³owa mapa Polski),
112
m
Maria Andrzejewska, Marek Baranowski, Monika Rusztecka
l: 100 tys., l:750 tys. i inne (mapy regionów – parków narodowych, GOP).
Media poszerzaj¹ zakres zagadnieñ prezentowanych na mapach. W ka¿dym temacie Atlasu
u¿ytkownik mo¿e obejrzeæ od kilku do kilkunastu interaktywnych map oraz bogaty materia³
medialny. Interaktywnoœæ map polega na mo¿liwoœci samodzielnego kszta³towania ich treœci
oraz okreœlania sposobu wyœwietlania dowolnie wybranych warstw informacyjnych. Materia³y medialne opatrzone s¹ opisami i komentarzem uzupe³niaj¹cym, natomiast w tekstach
znajduj¹ siê odnoœniki do innych typów mediów oraz hase³ ze S³ownika Pojêæ.
Aktualnoœæ materia³ów Ÿród³owych wykorzystanych przy opracowaniu map i mediów
jest zró¿nicowana. Dla danych statystycznych jest to rok 1998, dla danych monitoringu
œrodowiska rok 1998 i 1999, dla opracowañ kartograficznych 1999 i 2000.
G³ównym modu³em programu jest Atlas Œrodowiska Polski. Uk³ad tematów Atlasu ma
postaæ hierarchiczn¹. S¹ one pogrupowane w piêæ zasadniczych dzia³ów:
1. Zagadnienia ogólne – prezentuj¹ce po³o¿enie Polski na tle œwiata i Europy,
2. Zasoby i walory œrodowiska – prezentuj¹ce komponenty œrodowiska,
3. Dzia³alnoœæ cz³owieka – prezentuj¹ce formy dzia³alnoœci cz³owieka i jej wp³ywu na
komponenty œrodowiska,
4. Stan i zagro¿enia œrodowiska – prezentuj¹ce stan œrodowiska oraz skutki dzia³alnoœci
cz³owieka w odniesieniu do komponentów œrodowiska,
5. Ochrona œrodowiska – prezentuj¹ce dzia³ania podejmowane na rzecz ochrony œrodowiska.
Po wyborze z listy tematów interesuj¹cego u¿ytkownika zagadnienia, w oknie wyœwietla
siê zwykle tematyczna mapa Polski. U¿ytkownik mo¿e sam komponowaæ treœæ tej mapy:
zmieniaæ kolejnoœæ wyœwietlania warstw, okreœlaæ stopieñ ich przezroczystoœci, w³¹czaæ lub
wy³¹czaæ opisy na mapie, dodawaæ nowe warstwy lub usuwaæ z okna mapy wczeœniej
wyœwietlone. Ka¿da z warstw ma swoj¹ legendê, z któr¹ u¿ytkownik zapozna siê po klikniêciu na zak³adkê legenda. Na wybranych mapach znajduj¹ siê specjalnie wyró¿nione obiekty
geograficzne. Po klikniêciu na wybrany punkt mapy wyœwietla siê okienko, w którym prezentowana jest krótka informacja o takim obiekcie np.: nazwa rzeki, jeziora, miasta. Czêsto
w tym miejscu jest pod³¹czone zdjêcie lub rysunek ilustruj¹ce wybrany obiekt. Na mapach w
skalach dok³adniejszych (a wiêc na mapach szczegó³owych oraz na mapach regionów) u¿ytkownik mo¿e samodzielnie manewrowaæ obrazem znajduj¹cym siê w oknie mapy poprzez
narzêdzie nawigacyjne. Na mapach porównawczych mo¿na przeanalizowaæ charakterystyki
kilku zjawisk (dwóch lub czterech). Dla wiêkszoœci tematów przygotowane s¹ równie¿
mapy Europy oraz œwiata.
Materia³ ilustracyjny, u¿ytkownik mo¿e obejrzeæ po klikniêciu na zak³adkê media. Wyœwietli siê wtedy lista dostêpnych materia³ów. W ka¿dym temacie u¿ytkownik znajdzie teksty poruszaj¹ce najwa¿niejsze problemy omawianego tematu, stanowi¹ce komentarz do ogl¹danych wczeœniej map. Teksty s¹ interaktywne, tzn. znajduj¹ siê w nich pod³¹czenia do
s³ownika pojêæ, ilustracji, zdjêæ, tabel opisowych i statystycznych, wykresów, animacji i
dŸwiêków. W ka¿dym temacie u¿ytkownik znajdzie podpowiedŸ, na jakie zagadnienie warto
zwróciæ szczególn¹ uwagê, a w niektórych z nich – animowana postaæ Pana Planety opowie ciekawostki.
Kreator Map pozwala u¿ytkownikowi na ca³kowicie samodzielne analizowanie danych
statystycznych charakteryzuj¹cych œrodowisko przyrodnicze, drog¹ ich wizualizacji na ma-
Techniki GIS w Elektronicznym Atlasie Œrodowiska Polski – ³¹czenie edukacyjnych treœci ...
113
pach konstruowanych indywidualnie. Informacja podk³adowa udostêpniona zosta³a z tak¹
dok³adnoœci¹, ¿e uczniowie mog¹ sporz¹dzaæ nawet mapy w³asnych województw, prezentuj¹c na nich dane dla poszczególnych powiatów, czy punktów monitoringowych. Pozwala
im to na przeprowadzenie analizy udzia³u ich powiatu w ochronie lub zanieczyszczaniu œrodowiska. Dostêpne s¹ tutaj dwie metody prezentacji kartograficznej, tj. metoda kartogramu i
kartodiagramu.
Przed rozpoczêciem redagowania mapy u¿ytkownik musi wybraæ bazê danych geometrycznych, zarówno dla kartogramu jak i kartodiagramu. Bazy te reprezentuj¹ trzy podzia³y
administracyjne, trzy sieci monitoringu œrodowiska oraz parki narodowe. W kolejnym kroku
wybierany jest konkretny zbiór danych statystycznych (lub pomiarowych), który bêdzie
podlega³ wizualizacji. Program dzieli automatycznie dany zbiór na piêæ równo rozpiêtych
klas, ale u¿ytkownik ma mo¿liwoœæ wyboru innego sposobu automatycznego wyznaczania
lub mo¿e samodzielnie okreœliæ ich liczbê oraz wartoœci przedzia³ów. Za ka¿dym razem mapa
zostanie wyœwietlona na ekranie i jej „twórca” mo¿e zdecydowaæ o ewentualnym wprowadzeniu zmian do procesu redakcji mapy. W programie dostêpna jest równie¿ metoda wyznaczania klas za pomoc¹ wykresu wartoœci prezentuj¹cego rozk³ad danych statystycznych. Na
wykresie tym mo¿na w sposób dowolny (pionowe linie) ustawiaæ granice przedzia³ów klasowych, obserwuj¹c jednoczeœnie zmiany w iloœci obiektów wystêpuj¹cych w danej klasie.
W Kreatorze Map u¿ytkownik ma równie¿ mo¿liwoœæ prezentowania zmiennoœci zjawiska na mapach opracowanych metod¹ kartodiagramu. Samodzielnie redaguje mapê, dobiera
paletê kolorów, wielkoœæ diagramów, rodzaj wyœwietlanej informacji podk³adowej. Na wykresie danych mo¿e obejrzeæ rozk³ad wartoœci w poszczególnych klasach, mo¿e zmieniaæ
rozpiêtoœæ tych klas, a w tabeli wartoœci – sortowaæ dane. Dla ka¿dej z map w sposób
automatyczny opracowywana jest legenda, dostêpna po wybraniu odpowiedniej opcji menu.
Samodzielnie opracowana mapa mo¿e byæ wydrukowana.
Kolejny modu³ programu – Kurs Kartografii pozwala na szybkie poznanie podstawowych zasad nie³atwej sztuki kartograficznej, a tym samym na poprawne korzystanie z zasobów Atlasu oraz Kreatora Map. W trakcie kilku lekcji u¿ytkownik dowie siê, co to jest mapa,
odwzorowanie kartograficzne i do czego s³u¿¹ atlasy geograficzne, zapozna siê z g³ównymi
zasadami edycji mapy, metodami prezentacji kartograficznej. Wszystkie te informacje pozwalaj¹ lepiej, pe³niej i bardziej œwiadomie korzystaæ ze wszystkich dostêpnych map i atlasów, w tym tak¿e elektronicznych.
W S³owniku pojêæ znajduje siê 1180 definicji pojêæ z zakresu geografii, biologii, ekologii
oraz innych nauk o Ziemi. Ponadto wœród hase³ znajduj¹ siê równie¿ definicje pojêæ nietypowych, bezpoœrednio zwi¹zanych z zakresem pytañ na olimpiadach wiedzy ekologicznej. U¿ytkownik mo¿e wyszukiwaæ has³a tematycznie lub alfabetycznie. Wyjaœnienia hase³ s¹ interaktywne, tzn. zawieraj¹ odnoœniki do innych definicji oraz tabel i rysunków.
W salach multimedialnej Galerii fotografii krajoznawczej i przyrodniczej znajduj¹ siê prace autorstwa doœwiadczonych fotografików. Zdjêcia te s¹ pogrupowane w wirtualne sale
wed³ug typów krajobrazu (np. krajobraz nadmorski, niziny, góry). Galeria zawiera tak¿e
zdjêcia wykonane przez m³odych adeptów fotografii przyrodniczej – laureatów konkursu
organizowanego pod patronatem Kampinoskiego Parku Narodowego.
114
Maria Andrzejewska, Marek Baranowski, Monika Rusztecka
Ostatni modu³ programu to Quizy, w których znajduj¹ siê pytania i testy pochodz¹ce z
XIII i XIV edycji olimpiady wiedzy ekologicznej. S¹ tu zarówno pytania tekstowe, jak te¿
dŸwiêkowe, np. wybór g³osów ptaków i innych zwierz¹t, np. sarny, daniela, dzika, wiewiórki, a nawet bezkrêgowców. Quizy wystêpuj¹ w 3 ró¿nych poziomach trudnoœci, pozwalaj¹
na sprawdzenie wiedzy, a tak¿e na przygotowanie siê do olimpiady wiedzy ekologicznej,
geograficznej czy biologicznej. Ponadto u¿ytkownik mo¿e zapisaæ na twardym dysku swojego komputera w formacie *.rtf pliki z pytaniami, pocz¹wszy od pi¹tej edycji olimpiad
wiedzy ekologicznej.
Podsumowuj¹c, w Elektronicznym Atlasie Œrodowiska Polski znajduje siê:
m 390 unikalnych warstw tworz¹cych ponad 250 interaktywnych map tematycznych w
ró¿nych skalach,
m 380 tekstów z odnoœnikami multimedialnymi,
m 1180 pojêæ s³ownikowych z odnoœnikami,
m 200 ilustracji,
m 480 zdjêæ,
m 250 tabel,
m 50 wykresów,
m ponad 30 minut animacji,
m kilkaset animowanych ciekawostek.
Jak ju¿ wspomniano wczeœniej, aktualnoœæ zamieszczonych w programie danych obejmuje lata od 1998 do 2000. Z up³ywem czasu bêdzie wiêc konieczne uaktualnianie danych,
zarówno statystycznych jak równie¿ kartograficznych oraz wprowadzania ewentualnych
korekt merytorycznych (np. po ustanowieniu nowych parków narodowych i krajobrazowych itp.).
Podsumowanie
Nauczanie o œrodowisku przyrodniczym Polski jego zasobach, stanie i zagro¿eniach jest
jednym z elementów edukacji na wszystkich jej poziomach. Tematyka ta najszerzej prezentowana jest w programach nauczania geografii, nastêpnie biologii z ochron¹ œrodowiska oraz
przedmiotu ochrona i kszta³towanie œrodowiska. Program zreformowanej szko³y uwzglêdnia
równie¿ œcie¿kê miêdzyprzedmiotow¹ w zakresie edukacji ekologicznej. Najwiêkszym atutem Programu jest jego niezwykle szeroki zakres tematyczny, mo¿liwoœæ pracy w trakcie
nauki od gimnazjum, a¿ po lata studenckie oraz wykorzystanie szerokiego spektrum form
przekazu treœci w atrakcyjnej formie. Elektroniczny Atlas Œrodowiska Polski prezentuje podejœcie do edukacji ekologicznej oraz ogólnogeograficznej polegaj¹ce na sprawnym powi¹zaniu bogatej treœci merytorycznej z bardzo atrakcyjnym narzêdziem.
Wykorzystanie komputerowej, interaktywnej mapy, a zarazem jednoczesny dostêp do
bogatego zbioru materia³ów ilustracyjnych mo¿e byæ jednym ze sposobów rozwijania w
uczniach umiejêtnoœci nie³atwej sztuki czytania mapy oraz interpretowania jej treœci jak równie¿ tworzenia mapy.
Rozwi¹zania techniczne zastosowane w Elektronicznym Atlasie Œrodowiska Polski umo¿liwiaj¹ dynamiczn¹ pracê z ró¿nymi mapami przedstawiaj¹cymi kartograficzn¹ prezentacje
powi¹zanych ze sob¹ zjawisk i procesów. Zastosowanie techniki multimedialnego nak³adania
Techniki GIS w Elektronicznym Atlasie Œrodowiska Polski – ³¹czenie edukacyjnych treœci ...
115
warstw mapy oraz umo¿liwienie samodzielnego sterowania ich w³aœciwoœciami (przezroczystoœci¹ – nasyceniem koloru, widocznoœci¹, kolejnoœci¹ wyœwietlania) pozwala u¿ytkownikowi
na odkrywanie i interpretowanie zale¿noœci miêdzy poszczególnymi komponentami œrodowiska przyrodniczego, miêdzy poszczególnymi obiektami, zjawiskami i procesami. Takie
mo¿liwoœci techniczne pozwalaj¹ nauczycielowi na rozbudowanie i uatrakcyjnienie metod
nauczania w zakresie pracy z map¹, a jednoczeœnie w zakresie prezentacji istoty zjawisk i
procesów rz¹dz¹cych przyrod¹ oraz identyfikacji zwi¹zków zachodz¹cych miêdzy nimi.
Summary
The Electronic Atlas of the Environment in Poland is a multimedia presentation package for pupils,
college students, teachers, and average users who are interested in environmental issues. The main
idea behind creating such a presentation was to increase the knowledge about the Polish nature as well
as to spread environmental awareness, especially among the youngest members of the society. The
Atlas is a valuable, interactive source of environmental information on Poland and also one of the first
multimedia programmes that enables the users to get familiar with geovisualisation of statistical
datasets. A number of multimedia tools give access to geographic data through different media: maps,
texts, diagrams, tables, figures, photos and animations. High interactivity is a distinctive feature of the
Atlas. Thematic maps, diagrams, pictures, and animations illustrate all subjects. The whole project
was carried out by UNEP/GRID-Warsaw in close co-operation with specialists in the field of natural
sciences. The Electronic Atlas of the Environment in Poland is a useful tool for teachers and can be
actively used at all levels of education based on modern, information technology-oriented approach.
-
Maria Andrzejewska
Marek Baranowski
Monika Rusztecka
[email protected]
http://www.gridw.pl