Пригодится ли ГИС в магистратуре МАрхИ? Примеры работ и выводы по итогам проведения дисциплины

Антон Орловский. Схема парковых зон центра Москвы

Магистерская диссертация в области архитектуры подразумевает исследовательский процесс, который включает в себя сбор исходных данных, и очень часто это разнообразные сведения о какой-либо территории. Исследование может носить как теоретический, так и проектный характер.
Примеры промежуточных материалов магистерских исследований показывают традиционный подход «от общего к частному»: масштабы рассмотрения варьируются от города до всей страны, или даже всей планеты; далее - до уровня квартала, здания. В общем, без ГИС, как мне кажется, работать довольно сложно, и, что важно, студенты это поняли.
Нужно добавить, что на фоне большого популярности веб-ГИС, анализа данных соцсетей и разнообразного вида мобильных сервисов актуальность освоения техник создания традиционных "градостроительных" схем может показаться недостаточной. Но в моем понимании, это ощущение ошибочно - очень многое можно показать довольно простыми, "нетехнологичными" методами. Остается освежить их понимание и ценность.

Некоторые данные о дисциплине:

• Рабочая программа дисциплины (выпала вся часть с анализом, требуется серьезная переработка с учетом большого количества магистрантов -160 человек- и невозможности работать в классе)
• Методические рекомендации по работе QGIS (сейчас очень нужны инструкции по созданию и оформлению типовых схем)
• Новые ролики по QGIS, записанные в ходе дисциплины

Общий вывод:
Получился емкий и простой набор навыков, которые можно применять здесь и сейчас - несмотря на множество недочетов. Анкетирование студентов не проводил, но планирую. Рад, что в ряде случаев настоял на том, чтобы ребята действительно садились и делали, а не пытались сдать халтуру. Потом эти же ребята были довольно новым навыков. Безусловно, при возможности сесть всем в классе за компьютеры таких "уговоров" было бы меньше.

Теперь перечислю основные моменты учебного процесса:

0. В качестве разминки студенты прошлись с мобильными устройствами в радиусе ~15 минут от МАрхИ и записали свои треки. Качество GPS-треков оставляет желать лучшего. Очевидно, что требуется более точное понимание, какой потолок по точности записи трека мы имеем. Карта размещена на портале ArcGIS Online, треки Navionics имеют кликабельные фото!
Примечательно, что для iOS действительно нет до сих пор нормального трекера - уму непостижимо. Для Android использовали NextGIS Logger, для Windows - GPS-Logger.

1.  На базе онлайн-сервиса Google My Maps была выполнена интерактивная карта с границами территорий рассмотрения. Студенты (порядка 160 человек) самостоятельно нанесли границы, указав также тему диссертации. Обнаружились наложения границ рассмотрения, схожие темы, разнообразные местоположения (Мексика, Тихий океан, Венеция), студенты начали общаться между собой по поводу данных. Скорее всего сейчас границы рассмотрения и темы диссертаций претерпели изменения.

2. На примере фрагмента Москвы были продемонстрированы способы получения открытых геоданных, базовые функции ГИС QGIS, а также варианты простейшего анализа ситуации и техники составления градостроительных схем. Студентам было предложено выполнить произвольную ситуационную схему (или набор схем) по теме своей диссертации.

3. Были определены распространенные типы схем: шварцплан, функциональное строение городской застройки; «тепловая карта» точек притяжения в городской застройке (общественное питание, мелкий бизнес); светотеневые отмывки рельефа горной местности; картирование объектов исследования в масштабе города/региона/страны/мира; пешеходная доступность объектов, представленная в виде изохрон. [1]

Итак, фрагменты более или менее удачных работ студентов:

Дарья Брагина. Простейшая карта коворкингов

Ксения Дебелая при участии Елены Борисовой. Просто красивые схемы

Ксения Дебелая при участии Елены Борисовой

Ксения Дебелая при участии Елены Борисовой. Пешеходная доступность здесь и далее посчитана при помощи сервиса Galton [1]

Мария Финагина. Расчет плотности. 

Тепловая карта точек "притяжения". Не хватает категоризации типов точек

Анастасия Кускова. Явно нужно было считать бассейны видимости

Анастасия Кускова. Тема пентхаусов требует расчета инсоляции и видимости, но это не было выполнено

Ольга Кузнецова. Единственная работа с использованием расчета маршрута Road Graph

Лида Лукьянова. Картирование выбранных участков "прома".

Лида Лукьянова. Интересная по цветовой гамме схема

Катя Малочкина. Типовой набор схем. Функциональная схема. Не хватает границы рассмотрения

Катя Малочкина. Типовой набор схем. Этажность. Нужно было бы выделить морфологические особенности

Катя Малочкина. По-хорошему нужно делать трехмерную схему с функцией и тепловой картой

Антон Орловский. Грамотная работа с картированием в мелком масштабе

Антон Орловский. Просто красивая схема. 

Георгий и Анастасия Шафосторовы. ЗАТО Росатома. Удачный пример "матрицы" сравнения территорий

Анастасия Шульга. Визуализация землетрясений в масштабе планеты

Ангелина Стриженок. Удачно найден эффект прозрачных символов для мелкомасштабной карты. Был использован overpass-turbo.eu

Виктория Циндренко. Удачная графика

Виктория Циндренко. Единственная попытка осмыслить климатические условия, пускай и в виде стрелочек

Анна Вакуленко. Схема функционального зонирования по Уфе

Анна Вакуленко. Тот случай, когда рельеф очень выразителен.

Антон Вдовин. Поиск горнолыжных склонов, где снег будет таять быстрее. Неясно, найден ли такой склон

Антон Вдовин. Типы поверхностей, светотеневая отмывка

Александр и Татьяна Видеры. Картирование построек мексиканского архитектора

Наталья Зурина вдохновилась исследованием Генплана Москвы по Севастополю.

Наталья Зурина.

Наталья Зурина

4. В конечном счете студенты приобрели самые базовые навыки использования открытых геоданных для создания различных градостроительных схем. За бортом остались реальный анализ, грамотное оформление схем, правильная атрибуция данных.

5. Из негативных сторон учебного процесса дисциплины, в первую очередь, стоит отметить проблему механического использования студентом полученных геоданных. Любая картографическая информация требует если не проверки, то осмысления, а еще лучше выхода «в поле». Недостаток методических материалов по геоинформатике, адаптированных для студента-архитектора, сказался на качестве итоговых работ дисциплины.

6. Остается нерешенным центральный вопрос – источник базовых геоданных. В настоящий момент таковым является база данных OpenStreetMap, геометрическая точность которого не подходит для составления схем в крупном масштабе – начиная с масштаба 1:2000 и крупнее. Требуется ручная доработка. В случае исследования малых городов или слабо урбанизированных территорий студент может дополнить общедоступную картографическую базу данных OpenStreetMap по территории рассмотрения. Постепенно намечается альтернатива в виде официальных источников (например, Портал открытых данных г. Москвы).
Похожая история с рельефом. Сейчас используется в основном SRTM, а его точность очень относительна. Нужно понять методы его уточнения, сглаживания, анализа.

Выводы по оценке результатов проведения дисциплины:

• требуется изменение структуры дисциплины - для продвинутых и для всех
• необходимы дальнейшее изучение и классификация тем магистерских диссертаций, 
• формирование набора типовых градостроительных схем, инструкций для грамотного создания таких схем, 
• обновляющийся перечень источников открытых геоданных, а также методов работы с ними.
• стоит вводить навыки создания интерактивных вебкарт или т.н. story-maps
• нужно подумать о покупке данных (видимо, других вариантов нет) картографической информации по Москве, договариваться с МГГТ или кем-то еще. 

Также необходимо упомянуть, что нередко в магистерских диссертациях, дипломных работах бакалавриата, конкурсах из года в год рассматриваются одни и те же фрагменты Москвы – можно привести примеры территорий вдоль Яузы или Москвы-реки, промышленных зон, спальных районов. В случае существования банка геоданных института (скорее всего, открытого) возможно было бы не только обеспечить эффективную передачу данных по существующему положению другим студентам, но моментально оценивать местоположения территорий рассмотрения диссертаций и выполнять пространственный поиск по темам.

Текст составлен на основе тезисов для "Дней науки" "Описание опыта апробации дисциплины «Основы ГИС и инструменты анализа городского контекста» в магистратуре МАрхИ"

Источники, использованные в работах студентов (к сожалению, я не выдал инструкции по атрибуции используемых данных):

• © Участники OpenStreetMap
• Data available from the U.S. Geological Survey
• data.mos.ru
• сайт Реформа ЖКХ reformagkh.ru , Росреестр pkk5.rosreestr.ru

1. См.подробнее Galton: мгновенный расчёт зон доступности. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://medium.com/@urbica/%D0%B3%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%BE%D0%BD-c7360acf1ec4#.8ucxgzx6v