На кафедрі вищої геодезії та астрономії (ВГА) Інституту геодезії Львівської політехніки розробили нові бакалаврські освітньо-професійні програми (ОПП) — «Геоконсалтинг та моніторинг Землі» й «Геоаналітика».
Затребувані скрізь
Завкафедри ВГА, доктор технічних наук Богдан Джуман пояснив Центру комунікацій Політехніки:
— Наші попередні програми у межах спеціальностей «Науки про Землю» і «Геодезія та землеустрій» уже не відповідали глобальним викликам, тенденціям розвитку науки й технологій та вимогам ринку праці. Тому ми вирішили оновити їх більш ніж на половину. Залучили до цього викладачів, студентів і роботодавців, оскільки нам важливі думки всіх зацікавлених стейкхолдерів.
Розпочали зі створення ОПП «Геоконсалтинг та моніторинг Землі» для бакалаврату. Її мета — реагувати на потреби сучасного суспільства та сприяти розвитку інноваційного потенціалу природничих наук.
Для цього потрібно сформувати фахівця, який може оптимально поєднувати методи наземного й космічного моніторингу Землі на базі сучасних інформаційних технологій, а також надавати відповідні послуги консультативного характеру для розв’язання складних завдань оцінювання стану навколишнього середовища й геонебезпек, сприяти безпеці, раціональному природокористуванню та сталому розвитку України.
— Отже, попит на випускників, які оберуть ОПП кафедри ВГА, неминучий?
— Спеціалісти з моніторингу Землі затребувані майже в усіх секторах національної економіки. Вони зможуть працювати й надавати консультаційні послуги в аграрному секторі та лісовому господарстві, нафтогазовому секторі, управлінні надрами, під час вирішення екологічних проблем, ліквідації надзвичайних ситуацій, у військовій сфері, водному управлінні, транспорті, комунікаціях і телекомунікаціях, муніципальному господарстві тощо, а також розв’язувати складні спеціалізовані завдання у сфері інжинірингу, геофізики, геології й геодезії та надавати послуги технічного консультування в цих сферах.
Перелік сфер застосування вражає
— Моніторинг Землі сприяє вирішенню проблем, які виникають в управлінні природними ресурсами та раціональним природокористуванням, що є і буде важливим в Україні та за її межами, — наголосив Богдан Джуман. — Дані, одержані в результаті моніторингу Землі, можна застосувати для оптимізації розподілу та використання земельних, водних, лісових ресурсів, у дослідженні забруднення навколишнього середовища та змін клімату, прогнозуванні й ліквідації геонебезпек.
Фахівці, які освоять нашу оновлену ОПП, зможуть працювати і в оборонних структурах нашої держави. Моніторинг Землі (передусім космічний) потрібний у військовій справі, бо дає можливість здобувати різноманітну інформацію для розвідки, зокрема про переміщення військової техніки в реальному часі за допомогою супутників, отримання детальних зображень земної поверхні для аналізу рельєфу, природних об’єктів та інших географічних особливостей, навігації (використання ГНСС-технологій для визначення місцеположення об’єктів), комунікації й виявлення цілей.
Фахівці у сфері геоконсалтингу та моніторингу Землі здатні виконувати водночас багато завдань. По-перше, збір, зберігання, опрацювання, аналіз і представлення геоданих (геодезичних, геофізичних, геологічних тощо), а також їх опрацювання й аналіз для подальшого використання.
По-друге, виявлення й відстеження змін у використанні земель, включно із забудовою, змінами в сільському господарстві та лісовому фонді, розвитком інфраструктури, а також прогнозування, оцінювання й моніторинг природних і техногенних геонебезпек (повеней, лісових пожеж, землетрусів тощо).
Не менш важливим є спостереження за змінами клімату й визначення ефекту від них на поверхні Землі. Здійснення екомоніторингу — оцінювання та прогнозування змін стану природного середовища для виявлення негативних змін і вироблення рекомендацій з їх усунення або ослаблення. Крім того, випускники ОПП надають технічні консультації у сферах інжинірингу, геофізики, геології й геодезії.
— А в яких установах чи організаціях зможуть працювати ваші випускники?
— У державних службах та урядових агентствах, які проводять картографічні роботи, наші випускники забезпечуватимуть актуальність мап і планів. Не обійдуться без них і приватні компанії, які спеціалізуються на виробництві геодезичних продуктів.
У геологічних компаніях фахівці у сфері геоконсалтингу братимуть участь у дослідженнях родовищ, рельєфу та геологічних особливостей регіонів для видобутку корисних копалин. У гірничодобувних компаніях — визначатимуть місця видобутку металів, вугілля та інших ресурсів.
В екологічних консалтингових компаніях такі фахівці здійснюватимуть моніторинг впливу на природу, надаватимуть допомогу в оцінюванні екологічного впливу й розроблятимуть плани екологічного відновлення для наукових досліджень в екології та природоохоронних проєктах. У лісовому господарстві й природозахисті — провадитимуть моніторинг лісових ресурсів та екосистем, дослідження лісів, контроль за їхнім станом і впливом на природу. В енергетичній промисловості — виконуватимуть всебічні роботи для забезпечення точності, ефективності й безпеки різних енергетичних проєктів і об’єктів критичної інфраструктури (АЕС, ГАЕС, ГЕС, СЕС тощо). Потребу у фахівцях з геоконсалтингу й моніторингу Землі мають і компанії, які спеціалізуються на створенні та розвитку продуктів і послуг, пов’язаних із навігацією та ГНСС-технологіями.
— Як вдається формувати у студентів такий широкий спектр компетентностей?
— Викладачі кафедри ВГА є фахівцями з неабияким практичним досвідом, який вони застосовують на заняттях у наших потужних лабораторіях, де ведуть різноманітні роботи, до яких залучають студентів. Зокрема, йдеться про моніторинг деформацій земної поверхні на великих інфраструктурних об’єктах: ГЕС, ГАЕС та АЕС.
Студенти здобувають під час різноманітних лабораторних робіт неоціненний досвід, який застосовуватимуть, працюючи за спеціальністю. Набувають його і за кордоном завдяки програмам міжнародної академічної мобільності. Наші угоди з іноземними партнерами передбачають як тижневе стажування, так і семестрове навчання за різними програмами: Erasmus+, NAWA тощо. Ми налагодили корисну співпрацю з польськими університетами: Варшавською політехнікою, де теж є Інститут геодезії, Свєнтокшиською й Познанською політехніками та Краківським університетом, а також із німецькими та іншими ЗВО.
Нові горизонти
— Цього року спільно з кафедрою систем штучного інтелекту впроваджуємо й ОПП «Геоаналітика», яка нині, можна сказати, є світовим трендом, але в Україні тільки починає розвиватися, — зауважив Богдан Джуман. — Певен, що за кілька років, тобто з першим нашим випуском за цією програмою, вона буде на піку, оскільки поєднує дві спеціальності: E4 «Науки про Землю» та F3 «Комп’ютерні науки». Адже геонауки — геодезія, картографія, землевпорядкування та екологічний моніторинг — потребують для вирішення складних завдань впровадження передових технологій. А ШІ (штучний інтелект) і машинне навчання вже довели свою ефективність в аналізі великих даних, автоматизації процесів, прогнозуванні та моделюванні. Їх інтеграція в геонауки відкриває нові горизонти для вдосконалення аналізу геоданих, підвищення точності прогнозів природних явищ і моніторингу природних ресурсів. Адже кількість даних, які потребують обробки, аналізу та візуалізації, стрімко зростає.
Це стосується як даних дистанційного зондування Землі, так і інформації, одержаної з безпілотних літальних апаратів, супутників та сенсорних мереж. Використання методів ШІ, зокрема глибокого навчання та обробки природної мови, дає змогу значно поліпшити інтерпретацію таких даних, автоматизувати рутинні процеси, створювати високоточні моделі й підтримувати прийняття рішень у реальному часі. Наприклад, моделі ШІ можна використовувати для визначення оптимальних територій під забудову, прогнозування ерозії ґрунтів, моніторингу змін клімату та управління водними ресурсами.
Продиктована ринком
ОПП «Геоаналітика» відповідає запитам ринку праці, який дедалі більше потребує спеціалістів з глибокими знаннями як у галузі геонаук, так і сучасних інформаційних технологій. Інженери, які мають навички програмування, аналізу даних і розроблення алгоритмів ШІ, можуть посідати провідні позиції у проєктних організаціях, IT-компаніях, державних установах і науково-дослідних центрах.
Впровадження «Геоаналітики» сприятиме розвитку інноваційних проєктів і стартапів у сфері автоматизованого управління територіями, екологічного моніторингу, урбаністики та сталого розвитку, зокрема у сферах боротьби зі змінами клімату, збереження біорізноманіття та управління ресурсами.
Мета нашої нової ОПП — підготувати спеціалістів, здатних застосовувати сучасні технології для розв’язання нагальних екологічних проблем, і підвищити їх конкурентоспроможність на ринку праці. Навчатимемо також студентів прогнозувати природні й техногенні процеси — зокрема, створювати моделі для прогнозування змін ландшафту, ерозії ґрунтів, затоплень та інших природних явищ і розробляти системи раннього попередження про надзвичайні ситуації з використанням методів машинного навчання.
Фахівці, яких ми випускатимемо, здійснюватимуть моніторинг природних ресурсів та екологічного стану, використовуючи методи ШІ, а також впроваджуючи автоматизацію процесів моніторингу забруднення повітря, води й ґрунтів.
У межах нової ОПП студенти вивчатимуть оптимізацію управління територіями, зокрема створення алгоритмів для визначення оптимальних шляхів використання земельних ресурсів, планування та управління міськими територіями з урахуванням екологічних та соціально-економічних факторів. Вони також працюватимуть над розробленням інноваційних технологій у геонауках — створюватимуть програмні продукти та мобільні застосунки для автоматизації геодезичних і землевпорядних процесів та впроваджуватимуть алгоритми ШІ для вирішення спеціалізованих завдань у цій галузі.
Знання й навички, здобуті студентами за ОПП «Геоаналітика», дадуть їм змогу працювати та будувати успішну кар’єру в безпекових галузях, приватних компаніях, дослідницьких установах і закладах вищої освіти, а також провадити власний бізнес.
Наші випускники зможуть працювати в державних установах — управліннях земельних ресурсів і землеустрою, органах екологічного моніторингу та охорони навколишнього середовища, геодезичних і картографічних службах, державних центрах обробки геоданих і супутникового моніторингу, а також у приватних компаніях: інженерно-геодезичних і землевпорядних, IT-компаніях, які розробляють геоінформаційні системи й рішення на основі ШІ, консалтингових компаніях у сфері управління природними ресурсами та просторового планування.
Випускники, які освоять ОПП «Геоаналітика», будуть затребувані й у міжнародних організаціях: інституціях ООН, які працюють над проєктами з управління ресурсами, моніторингу клімату та сталого розвитку, європейських агентствах, що провадять супутникові дослідження, глобальних екологічних організаціях, які впроваджують інноваційні технології для моніторингу навколишнього середовища, а також у науково-дослідних установах — інститутах, що виконують дослідження в галузі геонаук із застосуванням ШІ в аналізі даних, науково-дослідних центрах, які працюють над інноваційними проєктами у сфері геоданих.
В індустрії видобутку природних ресурсів наших випускників чекатимуть компанії, що спеціалізуються на геологорозвідці, видобуванні нафти, газу, корисних копалин, та організації, які впроваджують системи моніторингу й оптимізації використання природних ресурсів. А в урбаністиці та міському плануванні — агентства, які здійснюють просторове планування міських територій, а також організації, що впроваджують розумні технології для управління інфраструктурою міст.
В енергетичних компаніях наші фахівці здійснюватимуть оцінку територій для будівництва об'єктів відновлюваної енергетики (сонячних, вітрових, гідроелектростанцій), а також моніторинг і планування використання природних ресурсів для енергетичних потреб. В агропромисловому секторі — розроблятимуть системи точного землеробства з використанням геоінформаційних систем і ШІ, проводитимуть моніторинг стану сільськогосподарських земель, а також прогнозування врожайності.
У стартапах та інноваційних проєктах наші випускники розроблятимуть програмні продукти та мобільні застосунки для аналізу геоданих і створюватимуть платформи для автоматизації процесів землеустрою й екологічного моніторингу. В освіті — вестимуть викладацьку діяльність у закладах вищої освіти та проводитимуть тренінги й курси з аналізу геоданих і ШІ. Завдяки унікальному поєднанню знань у галузі геонауках та ШІ вони будуть затребувані як в Україні, так і за кордоном.
За двома спеціальностями
Гарант ОПП «Геоконсалтинг та моніторинг Землі» — доцентка кафедри ВГА, кандидатка фізико-математичних наук Любов Янків-Вітковська — доповнила:
— Дипломи наших випускників за спеціальністю «Геоаналітика» будуть визнаватися за двома спеціальностями. Наші фахівці зможуть знайти себе як в ІТ-компаніях, так і у сфері природокористування.
— А який рейтинг працевлаштування ваших випускників?
— У Львівській політехніці ведуть облік працевлаштування випускників. Серед тих, хто навчався на кафедрі ВГА, щороку працевлаштовуються 70–80 %. Хоча випуск тих, хто навчатиметься за ОПП «Геоаналітика», відбудеться тільки через чотири роки, перспективи їх працевлаштування неабиякі. Адже представники провідних компаній брали безпосередню участь у розробленні нової програми, попередили наших викладачів-науковців про те, які саме знання повинні мати претенденти на їхні вакансії.
— Чи залучатимуть до викладання дисциплін ОПП «Геоаналітика» практиків?
— І не лише спеціалістів українських компаній, а й з-за кордону. Вони читатимуть студентам переважно 60-годинні онлайн-курси.
— У чому унікальність ваших ОПП? Чим вони відрізняються від аналогічних в інших університетах?
— Одним із критеріїв акредитації ОПП Національним агентством із забезпечення якості вищої освіти є їхня унікальність. Особливість ОПП «Геоконсалтинг та моніторинг Землі» — її багатовекторність.
Залучаємо до викладання за цією ОПП спеціалістів із різних сфер: геодезії, геології, геофізики тощо. Усі ці напрями інтегровані у спеціальності «Науки про Землю». Наші фахівці, звісно, не спеціалізуватимуться на всіх напрямах, але знатимуть їх основи, щоб бути конкурентоспроможними.
Нерозривність усіх компонентів ОПП «Геоконсалтинг та моніторинг Землі» пронизує її червоною ниткою. Плюс — опрацювання супутникових знімків. Тому наші фахівці зможуть поєднувати для досягнення найкращого результату різні технології.
«Геоаналітика» унікальна тим, що це друга в Україні міждисциплінарна ОПП, і теж поєднує дві спеціальності двох різних галузей знань. Причому ми вперше в Україні розробили програму, яка передбачає використання ШІ у природокористуванні.
Виконуючи спільні наукові проєкти з кафедрою СШІ Львівської політехніки, дійшли висновку, що варто поширити нашу співпрацю і в освітній сфері. Адже колегам з кафедри СШІ дуже цікаво мати наші дані, на яких вони можуть апробувати свої моделі тощо. Ми своєю чергою маємо багато даних, які класичними методами вже важко опрацьовувати.
Поєднуючи ці два запити, готуватимемо спеціалістів, які не лише вмітимуть опрацьовувати методами ШІ дані, а й розуміти їхню фізичну природу. І це будуть унікальні спеціалісти, конкурентоспроможні в різних напрямах.
