Школьные проектные работы с использованием изображений Земли из космоса. Опыт проведения федеральных и межрегиональных конкурсов проектных работ на примере Всероссийского конкурса для школьников "Бельки-2019" в рамках программы "дежурный по планете"

Современные подходы и методы исследования

Школьные проектные работы с использованием изображений Земли из космоса

Опыт проведения федеральных и межрегиональных конкурсов проектных работ на примере Всероссийского конкурса для школьников «Бельки-2019» в рамках программы «Дежурный по планете»

School project works using Earth images from space

Аннотация. В статье описывается реализация проекта «Бельки-2019», проводимого в рамках программы «Дежурный по планете». Проект имеет научную, экологическую и социальную направленность. Нацелен на учет беломорской популяции гренландского тюленя, а также на спасение детенышей гренландского тюленя (бельков), кото-рыевпервые неделипосле рождениянеумеютхорошоплавать игибнут при ледокольных проводках. Акцентированное время проведения -март. Проект состоит из нескольких этапов, каждый из которых характеризуется своими технологическими решениями. В итоговой части проекта с помощью высокодетальных космических снимков, в режиме, близком к реальному времени, участники находили щен-ные залежки гренландских тюленей на льдах Белого моря и передавали информацию в Штаб ледовых операций Администрации портов Западной Арктики для прокладки маршрутов ледоколов в обход щен-ных залежек. Описываются этапы реализации проекта, который проходил в формате командной работы.

Ключевые слова: командные проекты, исследование Земли из космоса, изучение бельков, конкурс проектов.

Abstract. The paper describes the realization of "Little seals - 2019" project, that is conducted in the context of the "Planet manager" program. The project has a scientific, ecological and social goals. It aims at rescuing little seals, which cannot swimon the first weeks after birth and are killed by ice-breaker motion, and also at calculating the population of the White Sea seals. The accentuated time of the project is March. The project consists of a few stages, all of which are characterized by its technological decisions. At the final part of the project with the help of high-detailed Space photos, in the similar to real-time mode, the participants founded beds of Greenlandic seal puppies on White Sea ice and passed the information to the staff of ice operations in the West Arctic Port Administration for bypassing icebreaker rout laying. The stages of the realization of the project, which was conducted in the format of team work had passed, are described.

Никитская

Карина Евгеньевна,

директор по развитию инженерной компании «Лоретт»

e-mail: knikitskaya@ yandex.ru

Karina E.

Nikitskaya,

Development Director, the engineering company "Lorett"

В качестве иллюстраций к статье использованы фотографии с сайта инженерной компании «Лоретт» http://lorett.org/

Современные подходы и методы исследования

Key words: team projects, study of Earth from Space, little seals study, project competition.

Рис. 1. Фото белька гренландского тюленя

Замысел проекта

Цель проекта - поиск залежек гренландского тюленя на льдах Белого моря дистанционными методами и информационное обеспечение организации ледовых проводок судов в обход залежек на достаточном расстоянии.

Предварительная апробация и базовая основа. Проект мониторинга ледовой обстановки в акватории Белого моря и организация движения ледоколов и судов в обход залежек беломорской популяции гренландских тюленей в период их щенки проводился инженерно-технологическим центром «СканЭкс» в 2009-2012 гг. В 2018 году Инженерной компанией «Лоретт» было разработано переложение производственного проекта для школьной работы, которое прошло апробацию на базе трех школ г. Москвы (Хорошкола, ЦО «Технологии обучения», СОШ № 171). Пилотные проекты были успешно проведены и защищены школьниками, вызвав большой интерес и интенсивное обсуждение. В качестве опорных и верификационных карт были использованы данные о залежках, предоставленные ПИНРО (Полярным научно-исследовательским институтом морского рыбного хозяйства и океанографии) по результатам осуществляемых авиаоблетов.

Основные задачи для участников проекта. Научиться работать с изображениями Земли из космоса, а также оборудованием для приема космических данных; самостоятельно принимать и обрабатывать данные с настоящих спутников; дешифрировать полученные и имеющиеся космические снимки разного типа, в том числе, и в режиме реального времени; способствовать изучению и сохранению природы Арктики.

Структура проекта. Проект проходил в три этапа: первый - предметный отборочный тур; второй - проектный отборочный тур; третий - финальный, космическая смена в марте 2019 г. в Образовательном центре «Сириус» (г. Сочи), где был создан оперативный дежурный штаб, и ребята в режиме реального времени отслеживали процесс формирования залежек гренландского тюленя на льдах Белого моря. По инициативе участников космической смены было создано краудсорсинго-вое продолжение проекта для всех желающих http://lorett. org/news/itogЫ_konkursa_Ыel_ki_2019_i_start_kraudsorsmgh_ proiekta_po_spasieniiu_zhizniei_biel_kov_s_pomoshch_iu_ kosmichieskikh_snimkov - в некотором роде четвертый, ранее не планируемый этап проекта, который позволил привлечь к работе с высокодетальными снимками школьников, заинтересованных в работе с геопространственными данными.

Теоретическое обоснование проекта. Для рождения и вскармливания детенышей тюленям необходим лед. Если лед

не встанет, тюлени будут вынуждены производить детенышей на свет в воде, где новорожденные рискуют погибнуть. Даже если им удастся отыскать лед, детеныши все равно погибнут, поскольку вскрытие ледяного покрова произойдет раньше, чем закончится период вскармливания, и детеныши не окрепнут настолько, чтобы выжить самостоятельно. К сожалению, в течение последних лет состояние ледяного покрова находилось далеко за пределами нижней границы нормы. Численность популяции тюленя в Белом море в последние годы стремительно снижалась из-за уменьшения площади и толщины льда, позднего становления ледовых полей, на которых тюлени размножаются, и их детеныши проводят первые недели жизни. Бесконтрольное прохождение судов весной (особенно в марте, когда появляется большая часть бельков) через ледовые поля, на которых расположены «ясли» тюленей, значительно усугубляет состояние популяции. Известно, что расположение щенных залежек тюленей может быть определено дистанционными методами. Поскольку проведение регулярных авиаоблетов акватории очень затратно, целесообразно использовать методы дешифрирования космических снимков, чтобы определить как локацию залежек, так и состояние ледовых полей. При своевременном информировании о залежках Штаба ледовых операций Администрации портов Западной Арктики, маршруты ледоколов корректируются в обход скоплений гренландских тюленей.

Этап предметного отборочного тура

Поскольку любой тематический проект с использованием космических снимков требует погружения в тему и базовой хорошей подготовки по ряду школьных предметов, задачей первого отборочного предметного тура было выявление среди школьников 8-11 классов ребят, имеющих высокий уровень подготовки по одному, нескольким или всем школьным предметам (физика, математика, информатика, биология, география), желающих работать с этой тематикой, разбирающихся в ней и способных к решению нетривиальных задач в ходе проекта. Важной особенностью этого проекта и многих проектов с использованием данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) является возможность работы с космическими технологиями и для детей с ограниченными возможностями (в проекте «Бельки-2019» было 6 таких участников, один из них в составе своей проектной команды вышел в финал и принял участие в космической смене в ОЦ «Сириус» в марте 2019 г.).

Первый тур проводился онлайн на платформе Глобальной школьной лаборатории (ГлобалЛаб). В качестве рекомендации по проведению отборочных туров по предметным дисциплинам можно отметить: 1) необходимость автоматизированной проверки заданий, что обеспечивает объективность и анонимность

Современные подходы и методы исследования

отбора, единовременность и возможный массовый охват аудитории (в случае проведения проекта на школьном, районном, муниципальном уровне этот этап может быть пропущен, хотя его наличие дает хорошую картину уровня подготовки участников тематических проектов по профильным предметам выбранного направления); 2) использование доступных платформ для проведения таких тестовых отборов (например, Stepik); 3) при большом потоке желающих пройти конкурс - введение творческого задания для лидеров отбора (очень помогает при совпадении количества баллов у претендентов), проверяемого экспертным жюри.

Для разработки тестовых заданий можно привлекать разную аудиторию и делать это как силами учителей, так и вовлечением заинтересованных взрослых (профессионалов-производственников, студентов, аспирантов и др.). Нами в целях формирования сообщества наставников, заинтересованных в компетенциях проекта и для привлечения массовой аудитории школьных учителей был успешно проведен конкурс среди педагогов по разработке творческих тестовых задач для первого тура Всероссийского конкурса школьников «Бельки-2019» в рамках программы «Дежурный по планете», в котором приняли участие 70 наставников (учителей, работников ЦМИТов, педагогов доп. образования, студентов) из более чем 20 регионов России. Победителями конкурса стали преподаватели из г. Ростова-на-Дону (Бородулина Е. Н. - математика, физика), пос. Первомайского Оренбургской области (Безуглов Е. В. -биология), г. Москвы (Янутенене С. А. - специальный приз за самый оригинальный вопрос, биология) и г. Богдановича Свердловской обл. (Дягилева М. В. - география), двое из которых затем выступили кураторами проектов на втором этапе конкурса.

В конкурсе «Бельки-2019» на первом отборочном этапе каждый участник мог пройти онлайн-тестирование по любому направлению на выбор (математика, информатика, физика, биология, география), а мог попробовать свои силы в нескольких разных предметах. При анализе итогов отбора на первом этапе было сделано несколько интересных наблюдений. Во-первых, яркая проблема проекта-конкурса с серьезным ожидаемым практическим результатом, особенно если она значима социально (спасение животных, помощь людям, предупреждение экологических катастроф или других чрезвычайных ситуаций и пр.) интересует многих участников. Во-вторых, если проект имеет явную биолого-географическую направленность, то, несмотря на сложность технологических решений, привлечь в проект ребят, разбирающихся в точных науках (физика, математика, информатика) достаточно сложно, и их мотивация требует дополнительных усилий (к примеру, разница в количестве поданных заявок на направления «биология» и «информатика» достигала порядковой величины в пользу биологии). В-третьих, некоторые выполненные творческие задания вполне могли бы быть

оформлены в отдельные проекты (например, великолепный ответ в стихах на поставленное задание ученицы Псковской инженерно-лингвистической гимназии Варвары Масловой).

Успешное прохождение предметного тестирования давало возможность участникам конкурса «Бельки-2019» выступить специалистом выбранного направления в одной из проектных команд на втором этапе конкурса. Если было выбрано несколько профилей, то шансы попасть в проектную команду увеличивались.

В случае, если претендентом был выбран не один профиль, перед прохождением тестирования было предложено заполнить небольшую анкету, в которой нужно было расставить выбранные профили в порядке личного приоритета.

В каждом тематическом направлении было 10 заданий разного уровня сложности в виде теста, который проверялся автоматически. Уровень заданий разный (20% заданий невысокой сложности, 50% средней, 30% высокой). Тесты оценивались по балльной системе. В зависимости от количества участников, конкурс на занятие должности специалиста в проектной команде для разных профилей был разный - в порядке убывания: биология, география, физика, математика, информатика.

Время на решение заданий было не ограничено, но засчи-тывался только первый отправленный результат вместе с творческим заданием - исправить и дополнить работу было нельзя.

В результате из 1376 участников из 48 регионов России, подавших заявку на участие во Всероссийском конкурсе для школьников «Бельки-2019», во второй этап конкурса прошли 109 человек из 37 регионов РФ.

Второй этап конкурса - работа в проектных командах

Неординарность этого проекта заключалась еще и в том, что команды для проведения второго этапа формировались по региональному признаку, и работа над проектом велась дистанционно. Мы учли все пожелания участников, но из-за того, что далеко не все желающие смогли преодолеть барьер первого отборочного этапа, в большинстве случаев члены одной команды не только не были знакомы друг с другом, но и проживали в разных населенных пунктах, а иногда и в разных регионах, кроме того, команды были разновозрастными (от 13 до 17 лет). Всего было сформировано 22 проектные команды, каждая из которых состояла из физика, математика, информатика, биолога и географа (в некоторых случаях команды работали в «усеченном» составе, что не помешало участникам успешно работать над проектом). Во главе каждой команды встали педагоги-энтузиасты, которые часто вместе с детьми осваивали новые для них темы и разбирались в сложных прикладных вопросах. Их зоной ответственности была координация работы команд, отслеживание возникающих проблем коммуникации

Современные подходы и методы исследования

и тайм-менеджмент работы проектной команды. На практике эти люди стали той основой, которая позволила нам донести до участников проекта сложность и красоту поставленной задачи, вовлечь в круг наших единомышленников, увлеченных космической съемкой Земли и областями ее применения, новых заинтересованных людей и, наконец, объединить разных детей в ходе успешной работы над проектом. Некоторые из кураторов вели две или даже три команды. Я хотела бы высказать искреннюю благодарность всем нашим кураторам и выразить надежду на дальнейшее совместное сотрудничество Василевской Светлане Владимировне (г. Москва), Древич Жанне Станиславовне (г. Москва), Смирновой Татьяне Геннадьевне (г. Смоленск), Бородулиной Екатерине Николаевне (г. Ростов-на-Дону), Белоусовой Алле Генриховне (г. Воронеж), Безуглову

Евгению Вячеславовичу (пос. Первомайское Оренбургской обл.), Сиротиной Анастасии Денисовне (г. Санкт-Петербург), Штырляевой Наталье Николаевне (г. Челябинск), Бычкову Дмитрию Сергеевичу (г. Псков), Копосовой Ларисе Валентиновне (г. Киров), Антиповой Софье Владимировне (г. Санкт-Петербург), Кислицыной Марине Анатольевне (г. Киров), Емельяновой Елене Валерьевне (г. Красноярск), Машковой Анне Ивановне (г. Новосибирск), Савченковой Мире Викторовне (г. Протвино Московской обл.). Работали все команды, и большинство из них представили экспертному жюри для оценки в конце второго этапа полностью законченный проект.

Основной темой проекта второго этапа являлась разработка проекта поиска щенных залежек гренландских тюленей на льдах Белого моря на основе космической съемки (на архивных данных).

Поскольку финальный этап проекта представлял собой непродолжительную смену в ОЦ «Сириус» (всего 10 дней), предполагалось работать в режиме оперативного дежурного штаба, второй этап функционально должен был стать базовой теоретической и практической подготовкой к работе финалистов.

Для успешной работы проектной команды всем ребятам было необходимо:

1. научиться успешно коммуницировать друг с другом независимо от внешних обстоятельств, грамотно распределять задания, коллегиально решать возникающие проблемы, понимать необходимость коллективной работы (ситуационно проект полностью имитировал работу в конструкторских или производственных бюро, научно-исследовательских организациях и пр.);

2. освоить материал, необходимый для выполнения проектной работы (доступный в специально подобранной библиотеке данных и в образовательных вебинарах);

3. выполнить три самостоятельных разработки по направлениям, указанным в ходе образовательных вебинаров

Никитская Карина Евгеньевна

(идентичные для всех команд, но способов решения было несколько);

4. провести самостоятельные исследования в рамках поставленной тематики, подробно разобрав тему, которая бы наиболее интересовала команду (в качестве примера: одна из команд сделала попытку разработать алгоритм оценки дрейфа льдов - вполне перспективный);

5. снять небольшой видеоролик о процессе создания проекта;

6. представить экспертному жюри оформленную презентацию проекта и слой на геопортале с нанесенными обнаруженными щенными залежками тюленей.

Отчетливо осознавая, что предлагаемый для реализации проект очень сложен как с тематической, так и с технологической точки зрения, мы предложили вариант комплексной проектно-об-учающей работы на базе подготовленных нами образовательных вебинаров, доступных онлайн, а затем и в записи для тех, кто не смог присутствовать во время вебинара. Сразу хочу отметить, что несмотря на значительную разницу во времени с регионами, на онлайн-вебинарах всегда было достаточно много участников (в среднем от 25 до 45 человек). Этот опыт оказался очень успешным и может быть рекомендован при проведении подобных проектов. Ребята особенно отметили уникальность представленных вебинаров, невозможность самостоятельно найти такое систематизированное изложение необходимых для проекта тем, высокую квалификацию ведущих и их готовность помочь в решении возникающих при работе над проектом вопросов.

В рамках второго тура участникам предлагалось решить и оформить в проектном формате три прикладных задачи с использованием информационных материалов и методов, рассмотренных на вебинарах. Задачи озвучивались участникам проекта во время вебинаров. Для осуществления контроля работ и представления направления исследований, каждая проектная команда должна была предоставить куратору, а куратор - руководителю проекта решение каждой из поставленных задач к определенному сроку. Работы комплексно не проверялись, отслеживалось лишь наличие выполненных заданий, и предупреждались грубые ошибки в направлении исследований, которые могли существенно исказить понимание общей темы и формирование навыков, необходимых для выполнения проекта.

В ходе второго этапа проекта было принципиально важно акцентировать внимание на следующих моментах: 1. Дешифрирование снимков - метод исследования территорий, акваторий и атмосферных явлений на основе зависимости между свойствами объектов и характером их воспроизведения на снимках. Дешифрирование включает обнаружение, распознавание, интерпретацию, а также определение качественных и количественных характеристик объектов и отображение результатов в графической

Современные подходы и методы исследования

(картографической), цифровой или текстовой формах. Дешифрирование выполняется по принципу от общего к частному. Всякий снимок -прежде всего информационная модель местности, воспринимаемая исследователем как единое целое, а объекты анализируются в развитии и неразрывной связи с окружающей их средой. Снимок обязательно должен быть привязан, т.е. каждой точке снимка должны быть присвоены географические координаты. Поэтому необходимо работать со снимками в геопорталах или в кроссплатформенных ГИСах (например, QGIS, GeoMixer).

Тематическое дешифрирование выполняют по двум логическим схемам: 1-я предусматривает вначале распознавание объектов, а затем их графическое выделение, 2-я -вначале графическое выделение на снимке однотипных участков, а затем их распознавание.

При распознавании объектов на снимках высокого разрешения автоматизированное дешифрирование становится очень затруднительным, а иногда и невозможным. Основную роль здесь начинает играть мастерство дешифровщика. При определенной практике распознавание объектов, параметры которых на высокодетальных оптических снимках известны и визуально знакомы дешифровщику, проходит успешно. Для решения задач экологического мониторинга, к которым относится и поиск щенных залежек гренландского тюленя, необходима оперативная космическая съемка района работ, что предполагает доступность высокодетальной съемки. Высокодетальная оптическая съемка, как правило, предоставляется платно (особенно в оперативном режиме), поэтому нужно четко представлять себе временные промежутки, в которых она должна быть произведена. 8. Разрешение современных высокодетальных космических снимков позволяет распознать относительно небольшие объекты (например, тюленей), но в большинстве случаев важную роль играют косвенные дешифровочные признаки (например, длинные следы ползания крупных тюленей на снежном покрове, перекрывающем лед). Именно для отработки навыков дешифровки высокодетальной съемки и проводилась столь интенсивная практическая работа с участниками проекта, в ходе которой на реальных снимках высокого разрешения шло распознавание мест щенных залежек гренландских тюленей, а также их перемещение по акватории Белого моря в результате сезонного дрейфа льдов.

Проектная работа, предоставляемая проектными командами на втором конкурсном этапе, формально должна была представлять собой презентацию PowerPoint и/или текстовый отчет, включающие решение трех поставленных в ходе образовательных вебинаров практических задач, а также решение

6.

7.

(или направление решения) самостоятельно определенной и поставленной командой проблемы по тематике проекта. Кроме того, в финале проекта команда предоставляла 2-минутный видеоролик с защитой проекта. Название проектной работы определялось командой проекта (акцент в рамках общей тематики ставился на направление исследований, наиболее интересное команде). Данные, необходимые для решения поставленных задач командами проекта, были выложены на геопортал проекта (геопортале GeoMixer «Бельки - 2019» http://sealpups.kosmosnimki.ru). В ходе вебинаров были даны ссылки на дополнительные источники информации. Каждая проектная команда имела свой логин и пароль для доступа на геопортал и создала тематический слой, на который были нанесены все данные и результаты дешифрирования, полученные в ходе проекта. Наличие и тематическая нагрузка такого слоя также учитывались при финальной оценке проекта.

Оценка финальной проектной работы каждой команды проводилась по закрытому типу (результаты оценки не выносились на обсуждение) экспертным жюри в составе не менее трех специалистов, имеющих опыт в практическом применении результатов работы с изображениями Земли из космоса.

Базовые критерии оценки проектной работы разрабатывались организаторами, экспертами и корректировались кураторами проектных команд:

Базовые критерии оценки проектной работы

1. Соответствие названия и поставленной цели проекта.

2. Целостность и логичность предоставленной работы, включая решение поставленных задач.

3. Определение района работ.

4. Достоверность (или доказательность) предоставляемой информации, полученной в результате самостоятельных исследований и решения поставленных задач (для каждого из пунктов 7-12).

5. Наглядность, грамотность и соответствие предоставляемого иллюстративного материала (для каждого из пунктов 7-12).

6. Последовательность изложения (для каждого из пунктов 7-12).

7. Наличие текстового отчета или аналитической записки.

8. Наличие презентации.

9. Наличие видеоролика.

10. Наличие оформленного геопортального слоя с результатами работы по проекту на геопортале проекта.

11. Решение поставленных задач с обязательным картографическим предоставлением результатов.

12. Наличие самостоятельно разрабатываемой проблемы. Дополнительные критерии: постановка цели, задач, определение направления работ; наличие выводов, хотя бы предварительных; перспективность исследований.

13. Своевременность предоставления результатов работ по промежуточным этапам и в финале.

По результатам суммирования оценок экспертов были определены команды-победители (в рамках этого года - 5 команд), всем членам которых предоставлялась путевка на космическую смену в ОЦ «Сириус» (г. Сочи) с 1 по 10 марта 2019 г. Всего на космическую смену в ОЦ «Сириус» поехали 15 финалистов из 13 регионов России.

Современные подходы и методы исследования

Рис. 2. Процесс создания карты типов льдов и ледовой обстановки. Дежурный А. Вагин

Важной особенностью проекта «Бельки-2019» является то, что он может быть разделен на ряд направлений, каждое из которых представляет собой отдельную проектную (под-проектную) работу с собственной методической основой, что обеспечивает разработку и апробацию нескольких независимых методик в рамках одного проекта: аналитическая работа по динамике и дрейфу льда на Белом море по данным космической съемки, дешифровка залежек гренландского тюленя с помощью высокодетальной оптической космической съемки, учет беломорской популяции гренландского тюленя дистанционными методами, разработка рекомендаций по проводке ледокольных судов на основе радиолокационной космической съемки и др. Фактически, методическая основа каждого из этих направлений была дана в тематических образовательных веби-нарах. Это позволяет, в случае недостачи ресурсов для проведения комплексной проектной работы, ограничиться любым выбранным направлением и решать отдельные задачи в рамках поставленной крупной проблемы. Зачастую именно в таких локальных работах оттачиваются умения и навыки, необходимые для серьезных работ в области применения данных дистанционного зондирования Земли.

Финальный этап проекта - космическая смена в образовательном центре «Сириус» с 1 по 10 марта 2019 г.

Итогом полугодовой работы стала работа оперативного штаба по спасению детенышей гренландского тюленя в ОЦ «Сириус» в марте 2019 года.

Поскольку к моменту проведения финального этапа основные базовые навыки работы с космическими снимками участниками проекта были уже усвоены, последовательность работы определена, итоговая цель понятна и роли в проекте распределены, функционирование оперативного штаба было слаженным и успешным.

Стадии работы выглядели следующим образом (все теоретические и практические вопросы были отработаны во время второго этапа конкурса):

Были введены ежедневные вахты членов команды по ряду направлений (представлены в дальнейших пунктах списка). Обязанности ежедневно чередовались.

По радиолокационным данным на геопортале «Бель-ки-2019» и по данным открытых источников отслеживалось состояние льда, и ежедневно составлялись карты ледовой обстановки с учетом типов льдов и их сплоченности. Выделялись районы, в которых была повышенная вероятность обнаружения щенных залежек тюленей (Рис. 2).

Никитская Карина Евгеньевна

По данным прогноза погоды и на основе собственного разработанного ребятами алгоритма краткосрочного дрейфа льда оценивалось направление и скорость перемещения льдов в районе интереса.

Проводились анализ и оценка плотности движения судов на акватории Белого моря и с использованием системы АИС. Были определены районы наибольшей угрозы (пересечение потенциальных районов залежек и наиболее нагруженных ледокольных трасс).

Планировалась и заказывалась высокодетальная космическая съемка у операторов (как российских, так и зарубежных) на территории района работ.

С помощью комплекса «Геоателье», работающего в ОЦ «Сириус», проводилась работа с современным оборудованием и программным обеспечением, позволяющим принимать и обрабатывать изображения Земли из космоса. Высокодетальные космические снимки (как принятые комплексом «Геоателье», так и полученные непосредственно от операторов космической съемки) тщательно просматривались и дешифрировались, в том числе с помощью специализированного программного обеспечения. Определялись места щенных залежек тюленей. Места залежек тюленей детектируют по длинным петляющим следам, которые животные оставляют при передвижении по льду, а также по округлым лункам (продыхам) в молодых льдах, к которым ведут многочисленные следы. Во время космической смены на некоторых снимках удалось разглядеть и самих животных (Рис. 3).

Все полученные данные тщательно наносились на слои на геопортале «Бельки-2019» sealpups.kosmosnimki.ru (на базе геопортала GeoMixer).

Проводилась повторная коррекция направления и скорости перемещения льдин с уже определенными залежками.

Информация о залежках тюленей с учетом прогноза перемещения льдов на ближайшие сутки передавалась в Штаб ледовых операций Администрации портов Западной Арктики.

Работа с космическими снимками шла ежедневно, за десять дней космической смены в центре «Сириус» спутниками была снята большая часть акватории Белого моря. Всего за смену найдено около 20 мест скоплений тюленей. Ежедневно в Штаб ледовых операций уходили сводки о местонахождении и направлении дрейфа ледовых полей, на которых гренландские тюлени вывели своих детенышей (Рис. 4).

Благодаря поддержке Роскосмоса, РКЦ «Прогресс» и других операторов спутников дистанционного зондирования, на геопортале проекта «Бельки-2019» были размещены и доступны сейчас для просмотра и анализа спутниковые данные на акваторию Белого моря разных лет, а также снимки за март 2019 года. До конца марта на портал подгружались

а)

б)

Рис. 3.

а) Фрагмент высокодетального космического снимка. Дата 3 марта 2019 г.

На снимке ребята обнаружили скопление гренландских тюленей и оперативно передали информацию в Штаб ледокольных операций АПМ Западной Арктики

б) Аэрофотоснимок, сделанный полуфиналистом конкурса «Бельки-2019» Андреем Соловьевым во время разведывательного авиаоблета над Белым морем, организованного компанией RuDive 6 марта 2019 г.

Рис. 4. Информационная сводка о нахождении щен-ных залежек гренландских тюленей в Штаб ледовых операций и ответ Штаба

Современные подходы и методы исследования

новые оперативные космоснимки для анализа и поиска залежек. Места скопления гренландских тюленей ребята выявили, проанализировав космические снимки акватории Белого моря со спутников Аист-2Д (3 сеанса приёма, 14122 кв. км), Ресурс-П1 (7 сеансов приема, 14659 кв. км), EROS B (1 пролет, 1595 кв. км), WorldView-1 (2 снимка, 75 кв. км), GeoEye-1 (3 снимка, 85 кв. км).Финалисты конкурса «Бельки-2019», работая в команде (Рис. 5), не только провели анализ множества космических и аэрофотоснимков, составляли ледовую карту Белого моря, прогнозировали облачность и направление ветра, просчитывали дрейф льда и, конечно, искали залежки тюленей, но и предлагали свои пути решения этой ежегодно возникающей социально-экологической проблемы. Ряд вариантов предполагал введение специальных пошлин на ледовую проводку в марте на Белом море, делались попытки экономических расчетов целесообразности переноса постоянных ледокольных трасс в сторону от мест залежек, проводились расчеты максимального информационного обеспечения спутниковыми снимками акватории Белого моря для своевременного обнаружения залежек, создание алгоритмов обучения нейронных сетей для снижения трудоемкости процесса дешифрирования. Один из вариантов, предполагающий начало и развитие краудсорсингового проекта по продолжению мониторинга щенных залежек на следующие годы, уже реализуется.

Организаторами программы «Дежурный по планете» являются Сколковский институт науки и технологий, образовательный фонд «Талант и успех» (центр «Сириус»), Фонд содействия

инновациям и госкорпорация «Роскосмос». Программа «Дежурный по планете» — проект НТИ от Кружкового движения. Организатор конкурса «Бельки-2019» ООО «ГРИНС» в сотрудничестве с инженерной компанией «Лоретт». Партнер финала конкурса - ГК «Сканэкс».

Отзывы о проекте некоторых участников

Софья Бароха: «Я научилась работать с картами, создавать слои, работать с космическими снимками. Из вебинаров и в процессе работы узнала много новых понятий, узнала о том, как космические снимки помогают людям. Узнала о гренландских тюленях и бельках очень подробно. Познакомилась с новыми людьми, за которыми старалась тянуться и соответствовать их уровню. Улучшила свои навыки работы в команде. Познакомилась с куратором, который также вдохновлял нас, организуя работу, но давая нам возможность проявить творчество и придумать всё самим».

Дмитрий Дручинин: «Я получил бесценный опыт работы с космическими снимками, новые знания об особенностях гренландских тюленей и возможность поучаствовать в сохранении животных».

Во втором этапе конкурса «Бельки-2019» участвовал Михаил Родионов — юный космонавт отряда «Кондор» им. В.А. Соловьева МБОУ «СОШ № 6» г. Шумерли Чувашской Республики. Его слова в некоторой степени отражают идеологию работы с космическими снимками: «Этот проект позволил мне взглянуть на космос с другой стороны».

В заключение отметим, что проект по определению залежек гренландского тюленя на льдах Белого моря дистанционными методами и информационному обеспечению организации ледовых проводок судов в обход залежек на достаточном расстоянии характеризуется высокой социальной значимостью,

Рис. 5. Финалисты конкурса «Бельки-2019» в Образовательном центре «Сириус» в Сочи

Слева направо: верхний ряд - Мартынов Павел

Никитская Карина Евгеньевна

Современные подходы и методы исследования

позволяет детям осознать возможность своего реального вклада в охрану окружающей среды, формирует навыки современной высокотехнологичной инженерной деятельности, позволяет развить в школьниках умение взаимодействовать с административными органами, улучшить коммуникационные навыки и спектр компетенций командной работы.

Отдельную благодарность мне бы хотелось выразить ГК «Роскосмос» и РКЦ «Прогресс» за предоставление бесплатной высокодетальной съемки районов Белого моря КА «Ресурс-П» и «Аист-2Д», что во многом определило успех проекта, Администрацию портов Западной Арктики за помощь и поддержку, ГК «Сканэкс» за активное сотрудничество и техническое обеспечение, компанию «RuDive» за возможность участия одного из конкурсантов в разведывательном авиаоблете над акваторией Белого моря и лично Шафикову Ильясу Назиповичу, научному сотруднику лаборатории Северной Атлантики Полярного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ФГУП ПИНРО, г. Мурманск) за постоянную консультативную помощь конкурсу и проекту на всех его этапах, включая проведение пилотных школьных проектов, и всегда доброжелательный интерес к работе детей. Хочу также поблагодарить экспертное жюри конкурса в составе Обухова А.С., канд. психол. наук, доцента, ведущего эксперта Института образования НИУ ВШЭ, г. Москва; Шафикова И.Н., научного сотрудника лаборатории Северной Атлантики Полярного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ФГУП ПИНРО), г. Мурманск; Тутубалину О.В., канд. геогр. наук., ведущего научного сотрудника лаборатории аэрокосмических методов кафедры картографии и геоинформатики, доцента географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, г. Москва; Быченкова Ю.Д., заместителя начальника Центра ледовой и гидрометеорологической информации «СЕВЕР», ФГБУ ААНИИ, г. Санкт-Петербург, сделавшего сложнейший профессиональный выбор победителей.

И еще очень важный момент: некоторые проектные команды, не попавшие на финальный этап в «Сириусе», тем не менее продолжили работу над проектом и в результате добились значительных успехов. Были победы на региональных конкурсах проектных работ (по итогам одного из них ребята поехали на смену «Большие вызовы» летом 2019 года); призы на Балтийском инженерном конкурсе, победы в номинациях проектных работ по ГГ-технологиям. Это показывает, насколько велика была заинтересованность ребят в реальном прикладном проекте и как важно для участников иметь возможность проявить себя в совместном творчестве. И