videsskola.lv · Web viewZemsedze/ bioloģija. ZINĀTNIEKU VĒSTULE. Labdien, GLOBE skolotāji! Laipni lūdzam jaunajos zemsedzes un bioloģisko materiālu pētījumos! Patiesībā

Zemsedze/ bioloģija


ZINĀTNIEKU VĒSTULELabdien, GLOBE skolotāji!Laipni lūdzam jaunajos zemsedzes un bioloģisko materiālu pētījumos! Patiesībā pavisam jauni

tie nav – GLOBE skolotāji un skolēni ir veikuši biometriskos pētījumus savās mazajās pētījumu vietās kopš programmas uzsākšanas. Dažas klašu grupas ir arī centušās izskaidrot savas apkārtējās vietas satelītu attēlus, lai gan līdz šim to neprasījām. Mēs esam centušies radīt šo jauno materiālu kopumu, lai savienotu biometrijas mērījumus ar pētījumiem par zemsedzes veidiem dažādās pētījumu vietās un ar jūsu pētījumu vietas izveidoto zemsedzes karti, izmantojot satelītu attēlus, ko jūs varat iegūt no GLOBE. Darba gaitā, līdztekus koku pētīšanai mēs esam pievienojuši biometrijas tehnisko aprakstu arī ar zāli klātajai zemes daļai, kā arī darba aprakstu zemsedzes karšu precizitātes novērtējumam – svarīgs aspekts zinātnē tālraidīšanā un globālajā pārraudzīšanā. Mēs esam arī pieņēmuši un uzlabojuši jaunu zemsedzes klasificēšanas sistēmu, kura, kā mēs ceram, būs labāk saprotama nekā tā, ko lietoja līdz šim. Mērķis ir iesaistīt jūs un jūsu skolēnus visos Ņūhempšīras universitātē veikto pētījumu posmos datu tālraidīšanā (t.i. informācija no fotoattēliem un satelītu attēliem) un zemsedzes kartografēšanā.

Ar cieņu – Zemsedzes/bioloģijas galvenie pētnieki:

Deivids S. Bartlets(David S. Bartlett, PhD)

Russells G. Kongaltons(Russell G. Congalton, PhD)

Džaneta V. Kempbela(Janet W. Campbell, PhD)

Eleanora Abramsa(Eleanor Abrams, PhD)

Mimi L. Bekere(Mimi L. Becker, PhD)

GLOBE-96 Bērnu Vides skola2


Iepazīstieties ar Zemsedzes/ bioloģijas pētniecības grupu !

Šī nodaļa apraksta Ņūhempšīras universitā-tes Biometrijas un Precizitātes novērtēšanas grupu darbu, veidojot zemsedzes pētniecību. Doktors Rasels Kongaltons (Russel G. Congalton, PhD) ir galvenais zinātņu pētnieks un doktore Mimi Bekere (Mimi L. Becker, PhD) ir galvenā izglītības pētniece Precizitātes novērtēšanas grupā. Doktors Deivids Bartlets (David S. Bartlett, PhD) ir galvenais zinātņu pētnieks un doktore Eleanora Abramsa (Eleanor Abrams, PhD) ir galvenā izglītības pētniece Biometrijas grupā. Garijs Lautens (Mr. Gary Lauten) ir projektu zinātnieks Biometrijas grupā. Piedāvājam interviju ar iepriekšminētajiem Zemsedzes pētniecības grupas locekļiem.

Dr. Kongaltons: – Es diezgan daudz nodarbojos ar satelītu datiem, fotografēšanu no kosmosa un zemsedzes datu tālraidīšanu un kartografēšanu visā pasaulē. Man zinātniskais grāds ir mežkopībā. Cilvēki neuztver mežkopību kā zinātni, taču tā ir ļoti zinātniska un starpdisciplināra nozare. Lai to visu savienotu, ir nepieciešamas fizikas, datoru, bioloģijas, statistikas un matemātikas zināšanas.

GLOBE: – Mežsaimniecība tradicionāli saistās ar atrašanos ārā, mežā…

Dr. Kongaltons: – …un spēlēšanos ar lācīti Pūku.

GLOBE: – Un atrašanos skatu tornī, pārraugot mežonīgo dabu. Tagad jūs esat universitātē. Kāds bija jūsu priekšstats par mežsaimniecību jaunībā?

Dr. Kongaltons: – Es nebiju lācītis Pūks. Es nekad neesmu domājis, ka varētu dzīvot nekurienes vidū un mazgāt savas drēbes avotā. Es joprojām mēdzu regulāri iet uz mežiem. Taču man patīk atrasties birojā, kad ārā līst vai snieg. Man patīk spēlēties ar datoru.

GLOBE: – Vai jūs pavadāt laiku arī laboratorijā?

Dr. Kongaltons: – Mana laboratorija ir datoru laboratorija. Ar datoru palīdzību mēs varam veikt statistiskas analīzes, kā arī manipulācijas ar satelītu datiem, fotogrāfijām no kosmosa, lai kartografētu.

GLOBE: – Vai vairums informācijas, kuru jūs apstrādājat, ir iegūta ar satelītu palīdzību?

Dr. Kongaltons: – Jā, bet mums vajag apstiprināt satelītu datus ar informāciju par to, kas notiek uz Zemes. Ir dažas lietas, par kurām jūs nevarat neko pateikt ar satelītu datu palīdzību, kā, piemēram, augu sugas, kuras satelītu fotogrāfijās nav iespējams iegūt. Mēs vēlamies ratificēt kartes, kas izveidotas no tālraidītajiem datiem pēdējo gadu laikā, tādējādi mēs varam redzēt, kas ir mainījies uz Zemes. Mēs nekad neesam noteikuši, cik labi ir satelītu dati vai fotogrāfijas kādām konkrētām vietām. Mums ir nepieciešams zināt, cik labi ir tālraidītie satelītu dati, lai apstiprinātu lēmumus, kurus mēs pieņemam, balstoties uz šiem datiem.

GLOBE: – Kādus lēmumus?Dr. Kongaltons: – Zemsedzei Amazones

rajonā ir ļoti daudz novērtējumu. Taču patiesībā tur nekad zemsedze nav precīzi novērtēta. Cilvēki publicē rakstus, paziņojot, ka "X koku skaits tiek nocirsts dienā", taču neviens nav veicis precīzus vērtējumus, vai tas patiešām tā ir.

Dr. Bartlets: – Mēs izmantojam datoru modeļus un savas zināšanas, lai, piemēram, izpētītu, kā augi izmanto saules gaismu, ūdeni un barības vielas, lai attēlotu un galu galā paredzētu ekosistēmas uzvedību. GLOBE projekta skolēni var palīdzēt. Mēģinot atdarināt noteiktas vietas apstākļus, jums, piemēram, ir nepieciešams zināt, kāda tur ir augu valsts un kādi tur ir vides apstākļi. GLOBE nodrošina šādu informāciju. GLOBE ir arī nozīmīgs apstiprināšanas procesā. Apstiprināšana ir modeļa darbināšanas process un mērījumu rezultātu salīdzināšana ar procesiem, kas noris reālajā pasaulē.

GLOBE: – Vai ar modelēšanu mums jāsaprot nākotnes paredzēšana, izmantojot noteiktus parametrus?

Dr. Bartlets: – Pārmaiņu paredzēšana. Kas notiks, ja es izmainīšu vidējo gada temperatūru par 5 grādiem? Vai samazināšu gada vidējo nokrišņu daudzumu kādā reģionā par 50 centimetriem? Ievietojiet to modelī un skatieties, ko tas paredz. Tas ir modelēšanas īstais spēks, bet tas balstās uz reālo datu salīdzināšanu, un vienīgie reālie dati, kurus mēs pašlaik varam



iegūt, ir dati no mūsu ierobežotajiem informācijas resursiem un dati no skolēniem.

GLOBE: – Kas ir tālraidītie dati?Dr. Bartlets: – GLOBE kontekstā mēs

galvenokārt runājam par satelītu datiem. Satelītiem ir tāda priekšrocība, ka tie ievāc ziņas ilgam laika posmam. Tieši tas ir nepieciešams globālajai vides pārraudzībai.

GLOBE: – Ko tad īsti satelīti redz vai mēra? Vai tie var uztvert augus? Re, tur ir zaļš! Tai jābūt zālei?

G. Lautens: – Satelīts nezina, ko redz. Vienīgais, ko tas redz, ir spožākas atsevišķas zemes daļas. Landsat satelīti uztver redzamo, kā arī infrasarkano un vidēji infrasarkano starojumu. Būtībā tie var redzēt to, ko jūsu acis redz, kā arī infrasarkano un vidēji infrasarkano.

GLOBE: – Vai skolēni kaut kad jau ir palīdzējuši pārbaudīt satelītu datus?

Dr. Kongaltons: – Cik es zinu, tad ne. Un noteikti ne GLOBE pētījumos.

GLOBE: – Parasti izpratne par zinātniekiem ir tāda, ka viņi ir vientuļnieku tipa cilvēki, kuri strādā savās laboratorijās līdz vēlai naktij. Bet šis, šķiet, nav tas gadījums. Šeit ir sadarbība. Kāpēc tas tā?

Dr. Bekere: – Mums ir darīšana ar sarežģītu sistēmu globālā un lokālā līmenī. Lielāko darba daļu mēs veicam starpdisciplināri, tāpēc mums ir jāstrādā kopā, lai atrisinātu problēmas.

Dr. Bartlets: – GLOBE ir unikāla sadarbība starp zinātni un zinātnes izglītību. Neviens cilvēks nevar būt kompetents visos pasaules vides zinātnes aspektos un jauniešu priekšstata radīšanā par zinātni. Mūsu nozares cilvēki ir pieraduši strādāt kopā ar citu nozaru zinātniekiem.

GLOBE: – Kādu jautājumu jūs cenšaties atrisināt ar GLOBE datu palīdzību?

Dr. Bartlets: – Kā Zeme darbojas kā vesela sistēma. Taču Zeme ir ļoti sarežģīta. Viens veids, kā vienkāršot šo problēmu, ir apskatīt procesu, kas saista šīs atšķirīgās sistēmas daļas. Piemēram, ir ļoti maz svarīgu materiālu, sastāvdaļu un barības vielu, kas dzīvajai radībai nepieciešamas vienā vai citā reizē un tiek lietotas visu laiku. Tās ir: ūdens, ogleklis, slāpeklis, sērs, saules gaisma. Visiem augiem, vai tie aug sausā klimata apstākļos vai tropiskā vidē, ir nepieciešama kaut kāda šo sastāvdaļu kombinācija, lai izdzīvotu. Mēs pētām šo vielu apriti un mēģinām izveidot

priekšstatu par to, kā darbojas augu valsts. Un satelītu datiem šajā procesā ir sava loma.

Dr. Bekere: – Es esmu vides resursu un vides politikas zinātniece, tātad es esmu ieinteresēta cilvēku, viņu kopienu un Zemes sistēmas, kas viņus uztur, attiecībās. Mani interesē cilvēku attieksme pret ekosistēmu. Kā mēs varam saglabāt veselīgu reģionālo un globālo sistēmu, ņemot vērā sabiedrībā valdošo stresu? Kuras sistēmas ir stipri bojātas, vai ir kāds veids, kā virzīt cilvēku uzvedību, lai galvenie ekoloģiskie procesi tiktu atjaunoti? Kādus lēmumus tas liks pieņemt? Kāda informācija mums ir nepieciešama, lai pārveidotu politiku un izglītotu cilvēkus?

GLOBE: – Kāda bija jūsu kā sievietes attieksme pret zinātni, kad jūs vēl mācījāties vidusskolā?

Dr. Bekere: – Tā attīstījās. Es uzaugu laikā, kad sievietes neuzskatīja par zinātnes speciālistēm. Man joprojām ir diezgan lielas bailes no matemātikas, lai gan es ar to nodarbojos, ja ir nepieciešams. Mans tēvs bija fotogrāfs, un es slaistījos apkārt ar ķīmiskām vielām un eksperimentēju ar tām tumšās istabās.

GLOBE: – Ko jūs darīsiet ar saviem atklājumiem?

Dr. Bekere: – Piemēram, pastāv jautājumi par ūdens trūkumu un zemes izmantošanu. Vienīgais veids, kā risināt šos jautājumus, ir darīt to lokāli. Tādēļ es ļoti gaidu sadarbības iespējas ar skolēniem no tiem rajoniem, kuros ir šīs problēmas. Mēs mēģināsim saprast, kas notiek un kā tas ir saistīts ar vietējo pārvaldi un politiku. Es esmu ieinteresēta apmācīt cilvēkus, kā pētīt, lai viņi iegūtu informāciju, to skaidrotu un lietotu problēmu risināšanā savā reģionā.

GLOBE: – Kad jūs runājat par darbošanos lokāli, vai jūs ar to domājat sarunas ar vietējiem zinātniekiem? Valdību? Uzņēmējiem?

Dr. Bekere: – Viens veids, kā mēs esam sākuši risināt problēmas, ir mēģinājumi iesaistīt zinātniekus, piesārņotājus un cilvēkus, kuri ir dziļi ieinteresēti bioreģiona veselīgā dzīvesveidā. Ir GLOBE skolēni, kuri iet pie sava rajona cilvēkiem un saka: "Klau, mums ir problēma. Kā mēs varētu sastrādāties, lai to atrisinātu?" Es novēroju, kā darbojas sistēma, kas cilvēkiem jāzina, un kā viņi var iegūt informāciju, lai šo problēmu atrisinātu.

GLOBE: – Vai zinātne šajā jomā ir pārmaiņu priekšā?



Dr. Bekere: – Noteikti. Zinātne sākas tur, kur tu sāc saprast problēmu. Tev jānonāk līdz tās cēloņiem un sekām un tad jānovērtē, kā pie tās ķerties. Zinātne ir svarīga kā sistemātiska pieeja informācijas iegūšanā un tās izvērtēšanā.

GLOBE: – Kā zinātne iegūst šo informāciju?

Dr. Bartlets: – Viens veids ir izveidot datu kolekcijas tīklu. Varu sniegt jums piemēru. 1950. gados, kad Deivids Kīlings izveidoja pārraudzības staciju ogļskābās gāzes koncentrācijas pētīšanai atmosfērā Mauna Lau (Havaju salas), nevienam nebija ne mazākās nojausmas, ka mēs jau esam sākuši globāli ietekmēt atmosfēras ogļskābās gāzes

koncentrāciju. Pagāja tikai 15 – 20 gadi pēc datu kolekcionēšanas, kad cilvēki sāka saskatīt skaidru tendenci palielināties CO2 daudzumam. Ar GLOBE pētījumu vietu palīdzību mēs spēsim noteikt šīs tendences.

Viens veids, kā GLOBE ietekmēs procesu, būs skolēnu izglītošana, kuri kādu dienu kļūs politikas veidotāji. Viņi būs politiķi, kuri, cerams, pieņems labāk pārdomātus lēmumus nekā tos, kas tiek pieņemti pašlaik, jo šie cilvēki būs iepazīstināti ar zinātni; viņi ir iepazinuši savu vidi; viņi ir veikuši šos mērījumus un viņi zina, kā dati ir savstarpēji saistīti. Es domāju, ka viņiem būs daudz lielāka sapratne nekā mums bērnībā.



Laipni lūdzam zemsedzes/ bioloģiskajā izpētē!

KopainaZemsedzes veids un daudzums noteiktā

teritorijā ir svarīgi raksturlielumi, lai izprastu Zemes sistēmu un to, kā tā darbojas. Zemsedze ietekmē saules radiācijas atstarošanu no zemes virsmas. Tas savukārt ietekmē atmosfēras sasilšanu, vietējā un reģionālā klimata veidu un dzīvās radības, kas saistītas ar noteiktu zemsedzes tipu. Pārmaiņas zemsedzes veidā un daudzumā ietekmē to, kā augsnē, augos un atmosfērā riņķo tādas vielas kā ūdens, ogleklis, slāpeklis un sērs. Izpētes lauks, ko sauc par Zemes sistēmas zinātni, pēdējā laikā ir ļoti attīstījies. Tā pēta savstarpējo iedarbību starp dažādām Zemes sistēmām (atmosfēra, hidrosfēra, biosfēra, ģeosfēra u.c.). GLOBE skolēni veidos zemsedzes karti, veicot zemes novērojumus, kas virzīs uz priekšu Zemes sistēmas zinātnieku pētījumus. (Pārskatu par attēlu veidošanu un citiem novērojumiem skatīt sadaļu Globālais redzes viedoklis nodaļā Aprīkojums.)

Kartografēšana ietvers zemes virsmas sugu vai klašu atšķiršanu. Ir vairāki klasificēšanas sistēmu veidi. GLOBE programmai mēs esam pieņēmuši starptautisku sistēmu, ko lieto Apvienoto Nāciju Organizācija. (Skatīt tabulas 4 – 1. un 4 – 2.) Mēs saucam to par UNESCO pārveidoto klasificēšanas sistēmu, kuru turpmāk sauksim par MUC sistēmu (angl. v. – Modified UNESCO Classification [MUC] system).

Dažādas zemsedzes klases noteiktā apvidū var identificēt dažādos veidos. Satelītu datu bāzes ir visvienkāršākie zemes virsmas veidu attēlu avoti, ko lieto, lai veidotu zemsedzes kartes. Taču, tikai vienkārši apskatot attēlu bez specifiskām zināšanām par attiecīgo apvidu, daudz kas no zemsedzes būtības paliks neatklāts. Vislabāk un visprecīzāk informāciju par zemsedzes veidu var iegūt, apmeklējot attiecīgo apvidu un novērtējot tā raksturīgās pazīmes. Dati, ko jūs un jūsu skolēni iegūst no šādiem apmeklējumiem, izveido ļoti svarīgu informācijas avotu, ņemot vērā patieso stāvokli uz zemes dominējošajiem zemsedzes veidiem 15 km x 15 km GLOBE pētījumu vietās. It īpaši detalizēti dati, iegūti gan no 30 m x 30 m "Bioloģisko

pētījumu vietas", gan no 90 m x 90 m "Zemsedzes pētījumu vietas", veicinās labāku izpratni par biomasu, zemsedzi un jūsu pētījumu vietā notiekošās fotosintēzes daudzumu.

Dabiska veģetācija ir ļoti svarīga neskaitāmiem procesiem un tā interesē daudzus Zemes sistēmas zinātniekus. Tāpēc jūs vadīsiet dažus detalizētus mērījumus tajās pētījumu vietās, kurās dominē augu valsts. Tie būs biometriski, un ar tiem tiks noteikti jūsu pētījumu vietā augošo augu lielums un izplatība. Šī informācija ir svarīga daudzu iemeslu dēļ.1. Lai gan cilvēki ir plaši pārveidojuši un

pārvietojuši dabīgo augu valsti, lielākā daļa Zemes virsmas joprojām ir klāta ar dabīgu veģetāciju ekosistēmu, kas ir attīstījusies atbilstoši ģeogrāfiskajiem un klimatiskajiem apstākļiem. Tādēļ pašreizējās veģetācijas veids un īpašības ļoti daudz pastāsta par citiem vides nepastāvīguma iemesliem, kā, piemēram, lietusgāzēm un temperatūru.

2. Sauszemes veģetācija ir pamatkomponents milzīgajai sistēmai, ko mēs saucam par Zemi. Augi uzsūc barības vielas – ogļskābo gāzi, slāpekli, sēru un fosforu – un veido apriti atmosfērā un augsnē. Tie uzsūc no augsnes ūdeni, uzņemot to savos audos un "izelpojot" daļu ūdens atmosfērā. Augi arī veido pamatu barošanās ķēdei, kas nodrošina visas parējās dzīvības formas.

3. Veģetācija var būt kā jutīgs pārmaiņu indikators vietējai videi vai reģionam. Cilvēka izraisītas pārmaiņas veģetācijā ietekmē ne tikai pašus augus, bet arī visus svarīgos barības vielu ciklus un ūdeni, kur veģetācijai ir tik svarīga loma. Vissīkākās izmaiņas klimatā vai citos vides faktoros var atklāties vispirms vietējās augu valsts veida vai augšanas izmaiņās.

4. Tā kā veģetācija ir tik svarīga, tad uz zemi orientētie satelītu uztvērēji, ko jūs izmantosiet kartografēšanai, ir specifiski veidoti, lai noteiktu un atšķirtu dažādus veģetācijas veidus. Turklāt nesen veiktie pētījumi ir parādījuši, ka satelītu dati spēj uztvert daudzu veģetācijas tipu daudzumu un



stāvokli, taču zemes novērojumi ir nepieciešami, lai noteiktu precīzu augu daudzumu un graduētu šīs attiecības.

Šo visu iemeslu dēļ Zemes sistēmas zinātnieki ir ieinteresēti iegūt jūsu apvidus kartes un jūsu detalizētos boimetriskos novērojumus dabiskajās veģetāciju vietās. Kartes norādīs, cik svarīgi faktori laika gaitā izmainās, cik jutīgi vai elastīgi ekosistēmas reaģē uz vides izmaiņām, un uzlabos mūsu spēju izskaidrot satelītu attēlus, uz kuriem mēs balstāmies, lai attēlotu lielas zemes virsmas platības.

Jūsu novērojumi palīdzēs zinātniekiem izprast mūsu planētu, jo mēs nespējam apsekot visas vietas, lai savāktu mums nepieciešamos datus. Tam trūkst laika, naudas un enerģijas. Tāpēc tik ļoti svarīga ir tālraidīto datu (informācija, kas iegūta no fotogrāfijām un satelītu attēliem) izmantošana, lai iegūtu visas nepieciešamās zināšanas, lai mēs saprastu Zemi kā ekosistēmu. Tālraidītie dati ātri un efektīvi aptver visu Zemi. Kā GLOBE skolai jums tiek dots satelītu attēls, kas attēlo relatīvi lielu platību salīdzinājumā ar jūsu skolas lielumu. Tas jums būtu ļoti laikietilpīgs un grūts darbs – apsekot katru vietu jūsu 15 km x 15 km GLOBE pētījumu vietā, taču viens satelīta attēls viegli uztver šādu platību. Lietojot instrumentus, kas minēti tehniskajā aprakstā, jūs izveidosiet savas GLOBE pētījumu vietas zemsedzes karti vai nu pašrocīgi, vai ar datorprogrammas palīdzību, ko sauc par MultiSpec. No šīs zemsedzes kartes, kas izmanto MUC klasificēšanas sistēmu, jūs daudz uzzināsiet par savas skolas apkārtni.

Vai šī zemsedzes karte aizstāj nepieciešamību pašiem apmeklēt pētījumu vietas? Nekādā ziņā ne! Zemes datu ievākšana ir nepieciešama, lai vēl labāk izmantotu tālraidīto informāciju. Lai no tālraidītajiem datiem izveidotu zemsedzes karti, ir nepieciešams apmeklēt atsevišķus zemes apgabalus, lai jūs zinātu, kas atrodas noteiktās vietās satelītu attēlos. Bez šiem datiem nebūtu iespējams no tālraidītajiem datiem efektīvi izveidot zemsedzes kartes. Svarīgs apsvērums katram zinātniekam ir pārliecība, ka viņš var kaut ko ieguldīt savā metodoloģijā. Bieži vien šī pārliecība balstās uz dažiem statistiskiem mērījumiem. Šāds gadījums ir, piemēram, novērtējot zemsedzes kartes, kas veidotas no tālraidītajiem datiem. Lai lietotu šādu karti un būtu pārliecināts par saviem lēmumiem, ir ļoti svarīgi izmēģināt karti, lai redzētu, cik tā ir laba. Šis apstiprināšanas process tiek veikts, salīdzinot karti ar apmeklēto vietu datiem.

Salīdzināšana pēc tam tiek rezumēta tabulā, ko sauc par Atšķirību jeb kļūdu matricu, kas parāda, cik precīzi zemsedzes karte attēlo to, kas atrodas attiecīgajā zemes vietā. Bez zemes datiem nebūtu iespējams izveidot ne zemsedzes kartes no tālraidītajiem datiem, ne arī apstiprināt tās, ja kartes arī tiktu radītas.

GLOBE skolēnu dati kā ieguldījums modeļos

Pētniecības zinātnieki no Ņūhempšīras universitātes (UNH – University of New Hampshire) ievadīs GLOBE skolēnu savāktos datus modeļos1, kurus lieto savos pētījumu projektos. Viņu pētījumu projektu ilgtermiņa mērķis ir saprast planētas Zeme primāros bioģeoķīmiskos ciklus. Vispirms šajā projektā jāizpēta oglekļa, sēra, slāpekļa un ūdens aprite. Izmantojot skolēnu iegūtos datus, tiks radītas metodes, lai kalibrētu un apstiprinātu modeļus, kas radīti kā daļa no bioģeoķīmiskās aprites izpētes.

Visaptveroša stratēģija, ko lieto UNH projektiem, ir modeļu radīšana un lietošana, lai pētītu, kā funkcionē aprites elementi dabīgā sistēmā. Grūtības sagādā galvenokārt klimatiskās izmaiņas – gan sistēmās, kurās ar savu darbību ir iejaucies cilvēks, gan tajās, kurās tiek pārveidots oglekļa, sēra, slāpekļa un ūdens apmaiņas process atmosfērā, hidrosfērā un biosfērā. Viens no piemēriem par modeli, kas radīts pētniecības nolūkos, ir PnET oglekļa apmaiņas modelis. Tas ir izveidots, lai paredzētu gan fotosintēzes (Pn - photosythesis), gan transpirācijas jeb iztvaikošanas (ET – evotranspiration) procesus dotajam mežu tipam. GLOBE mērījumi, ko izmanto kā ieguldījumu PnET modelī, ietver gan tādus, kas ir veikti zemsedzes tehniskajam aprakstam, gan tādus, kas ir domāti citiem tehniskajiem aprakstiem. Tie sastāv no:

zemsedzes klases (MUC); maksimuma/ minimuma gaisa

temperatūra augšanas sezonas laikā; nokrišņu daudzuma augšanas

sezonas laikā; koku stumbra apkārtmēra 1,35 m

augstumā no zemes un tā maiņas laika gaitā;

augsnes mitruma daudzuma augšanas sezonas laikā.Citi dati arī ir ietverti, un modelis tiek

darbināts, lietojot sākotnējo apstākļu kopumu



(piemēram, meža tipam) un dažādus temperatūras, nokrišņu un augsnes mitruma apstākļus, kas līdzinātos īstiem apstākļiem dabā. Modeļa koksnes produkciju kādam laika posmam var salīdzināt ar izmērītajiem stumbru apkārtmēra pieaugumiem.

Zinātnieki vēlas, lai jūs un jūsu skolēni kļūtu par partneriem Zemes sistēmas pētniecībā. Partnerības būtība ir tāda, ka ikviens dalībnieks dod kaut ko savu – unikālu, kas stiprina sadarbību.

Jūsu ieguldījums ir jūsu pašu zināšanas, kuras iegūtas no jūsu vietējās apkārtnes. Zinātnieku loma ir lietot šīs zināšanas lielākā kontekstā, lai saprastu mūsu planētu. Tikai strādājot kopā, ir cerība savākt detaļas un izveidot Zemes sistēmas kopīgu attēlu.

Skolēnu mācīšanās mērķisŠajā pētniecības procesā ir sastopami divi

galvenie jēdzieni. Pirmais no tiem ir "sistēmas", kas apskatītas biometrijas un fenoloģijas darba aprakstu sadaļās. Tam pakārtotie jēdzieni ir produktivitāte, robežas, ieguldījums, produkcija, aprites cikli (gadalaiki, atgriezeniskās saites). Daži no šiem procesiem raksturo paraugu ņemšanu, netiešos un tiešos mērījumus, klasificēšanu (vispārināšanu un izvēles) un zīmētos secinājumus, kas balstīti uz redzēto.

1Kādēļ zinātnieki lieto modeļus?Būdami bērni, mēs visi spēlējāmies ar

rotaļlietām. Rotaļlietas parasti ir fiziski modeļi, kas attēlo pieaugušo pasaulē nepieciešamos priekšmetus, kas nav pieejami bērniem. Lelles, spēļu mašīnas un furgoni, plīša dzīvnieciņi u.tml. ir fizisko modeļu piemēri, kas ļauj mums attīstīt savu iztēli, lai izpētītu un labāk saprastu bērnu pasauli. Jēdzieniskie vai matemātiskie modeļi ir darbarīki, ko lieto zinātnieki, lai izpētītu un labāk saprastu reālās pasaules procesus un parādības. Ir vairāki iemesli, kāpēc lieto modeļus.

Viens no iemesliem ir tas, ka modeļi ļauj zinātniekiem novērtēt procesus un parādības, kuras būtu grūti pētīt citā veidā. Fotosintēzes un transpirācijas procesa pētīšana tam ir piemērs. Abos gadījumos katra procesa kvalitāte ir atkarīga no gāzu apmaiņas lapu šūnās. Atvērtas šūnas ļauj apmainīties CO2, O2 un ūdens

tvaikiem, vienlaikus aizvērtas šūnas krasi samazina šādu gāzu apmaiņu. Ir iespējams izmērīt nelielu daudzumu gāzes apmaiņas vienai lapai ar ierīci, sauktu par "infrasarkanās gāzes analizētāju", taču tas ir laikietilpīgs process un vienlaikus ļauj izpētīt tikai vienu lapu. Bet, ja ir zināmi gaismas apstākļi (atklāta saules gaisma liks šūnām atvērties, bet mākoņainā laikā vairums augu šūnu aizveras), ir zināms pēdējā nolijušā lietus daudzums (regulē ūdens pieejamību, kas nepieciešams, lai atvērtu šūnas) un maksimālā temperatūra (temperatūra ietekmē gāžu ieplūdes vai izplūdes daudzumu šūnās), modeļus var izveidot tā, ka tie paredz gāžu apmaiņas daudzumu. Ja ir zināms kopējais lapotnes daudzums, ir iespējams atdarināt koku vai mežu fotosintēzes vai transpirācijas proporcijas.

Cits modeļu lietošanas iemesls ir tāds, ka modeļa ražotājam ir jāizprot process, ko viņš modelē, lai viņa modelis darbotos precīzi (paredzētie rezultāti jāsalīdzina ar patiesajiem dabā veiktajiem novērojumu rezultātiem). Modeļa veidošana liek zinātniekam apsvērt visus ieguldījumu veidus (tādus kā CO2, O2 un ūdens tvaiki, kā arī temperatūra, pieejamais ūdens, saules gaismas ilgums un stiprums u.c.) un savstarpējās attiecības starp šiem veidiem. Kā daļu no modeļa veidošanas procesa jāpiemin arī izveidotā modeļa procesa rezultāta pilnīga izpratne.

Trešais iemesls modeļu lietošanai ir spēja izmainīt ieguldītos parametrus, lai paredzētu reālas izmaiņas rezultātā. Lietojot modeļus, šis ir īpaši vērtīgs aspekts, jo eksperimentālas manipulācijas ar ieguldījumu veidiem ir vai nu nepraktiskas, vai neiespējamas. Lietojot fotosintēzes un transpirācijas piemērus, modelis ļauj zinātniekiem izpētīt atmosfērā pieaugošā CO2 daudzuma un temperatūras paaugstināšanās ietekmi uz fotosintēzes procesiem (primārā ražošana) un ūdens tvaiku apriti atmosfērā

(transpirāciju) mežu apvidos. Reālajā dzīvē tas nebūtu izdarāms.

Otrs jēdziens ir "modeļi", ko izmantos tālraides un precizitātes novērtēšanas darba aprakstos. Tam pakārtotie jēdzieni raksturo realitāti, simbolisku attēlošanu, svēršanu, perspektīvas, izplatību, zemes izmantošanas pārmaiņas un izplatības vietas sadalīšanos. Daži no šiem procesiem ir kartografēšana, modelēšana un apstiprināšana.



DARBA APRAKSTS IKā sagatavot zemsedzes/ bioloģiskos pētījumus?

GLOBE pētījumu vietaJūsu pētījumu vieta ir 15 km x 15 km lielā

platībā, un jums tiks iedots arī tās attēls no Landsat tematiskā kartografētāja (Thematic Mapper – TM) ar jūsu skolu centrā. Ir svarīgi, lai līdztekus šai vietai jūs vēl izvēlaties atsevišķas vietas detalizētai mērījumu un pētījumu veikšanai. No izglītojošā viedokļa šo vietu mērķis ir sniegt skolēniem satelītu attēlu punktiņu lielumu fiziskās dimensijas izjūtu, kā arī piedāvāt piemērotu un ērtu vietu mērījumu veikšanai. Zinātniskos nolūkos vairākus zemes novērojumus, kas aprakstīti tālāk šajā sadaļā, vajadzēs veikt īpašās vietās, kas būtu gan galveno zemsedzes tipu pārstāves jūsu 15 km x 15 km GLOBE pētījumu vietā, gan pietiekami lielas, lai atrastos satelītu attēlos.

Jums būs jāizveido divu veidu pētījumu vietas: 1) bioloģisko pētījumu vieta un 2) vairākas zemsedzes pētījumu vietas. (Skatīt 4-2. zīmējumu.)

Bioloģisko pētījumu vietaJums vajadzēs vismaz 30 m x 30 m

kvadrātveida vietu ar pietiekami homogēnu veģetāciju, kurā periodiski tiks veikti augu valsts raksturīgo pazīmju pētījumi. 30 x 30 m liels platums tiek piemērots Landsat TM pikseļa lielumam (skat. sadaļu Globālais redzes viedoklis nodaļā Aprīkojums). Šāda vieta tiks izmantota, lai iegūtu ilgtermiņa pastāvīgu datu komplektu par veģetācijas augšanu un demonstrētu un praktiski lietotu biometrijas tehniku. 30 x 30 m lielā vieta ir jūsu bioloģisko pētījumu vieta.

Zemsedzes pētījumu vieta30 x 30 m pētījumu vieta nav atbilstoša, lai

sasniegtu visus GLOBE zinātniskos mērķus, tāpēc ka zinātniekiem ir precīzi jāsaredz jūsu zemes pētījumu vieta satelītu attēlā. Tas nozīmē, ka zemes pētījumu vietas platībai jābūt vairākus TM pikseļus lielai, lai, nepareizi nosakot jūsu pētītās vietas raksturīgās pazīmes satelītu attēlu punktiņos, nerastos kļūdas vietas noteikšanā, kas īstenībā jau atrodas ārpus jūsu pētījumu vietas

robežām. Tāpat pētījumu vietā jābūt pārstāvētam vairumam zemsedzes veidu, kurus jums būs jāattēlo kartē, izmantojot tālāk aprakstītos tehniskos līdzekļus. Tādēļ jums ir nepieciešams izveidot 90 x 90 m lielus homogēnus laukumus (t.i., vienlīdzīgus deviņiem TM pikseļiem), kuros būtu galvenās zemsedzes klases no jūsu 15 x 15 km platības. Šīs 90 x 90 m vietas tad arī ir zemsedzes pētījumu vietas. (Skatīt 4-11. zīmējumu.)

Ideāli, ja jūsu 30 x 30 m bioloģisko pētījumu vieta, kas domāta regulāriem apmeklējumiem un skolēnu veiktajiem mērījumiem, atrastos 90 x 90 m zemsedzes pētījumu vietas centrā (šī vieta domāta satelītu datu pārbaudei). Tādā veidā prasības no abām vietām tiktu apvienotas vienā, ērtā pētījumu vietā (apvienoto bioloģisko un zemsedzes pētījumu vietu skatīt 4-2. zīmējumā). Taču jūs varat arī neatrast 90 x 90 m homogēnas zemsedzes platību, kas būtu tuvu jūsu skolai, vai arī neatrast galvenos zemsedzes veidus jūsu skolas apkārtnē, kas attēloti jūsu kartē. Ja ir šāda situācija, jums būs nepieciešams izveidot divas atsevišķas pētījumu vietas: 30 x 30 m lielu bioloģisko pētījumu vietu, kurā ērti būtu izmēģināt un veikt regulārus biometriskos novērojumus, un 90 x 90 m lielu zemsedzes pētījumu vietu, kurā būtu atrodami svarīgi zemsedzes veidi, kas ir atrodami jūsu 15 x 15 km lielajā GLOBE pētījumu vietā. (Skatīt 4-2. un 4-11. zīmējumus.)

Jūsu zemsedzes pētījumu vieta varētu arī neatrasties augu valsts teritorijā. Atcerieties, ka zinātnieki vēlas, lai šajā vietā atrastos nozīmīgākie zemsedzes veidi, kas atrodami jūsu apkārtnē. Ja jūsu 15 x 15 km kartē attēlotā platība pārsvarā ir apdzīvotā platībā, tad pētījumu vietu jūs varat izvēlēties vienā no šiem zemsedzes veidiem un nepildīt biometriskos mērījumus, kas ir domāti tikai veģetatīvajām zemes vietām. Jūsu novērojumi tādā gadījumā būs saistīti tikai ar atsevišķu vietu – vai nu pilsētas vietu, vai neveģetatīvu zemsedzes veidu noteikšanu, izmantojot MUC sugu noteikšanas sistēmu.

Jūsu pētījumu vietām jābūt precīzi norādītām. To jūs izdarīsiet ar GPS uztvērēja palīdzību, lai noteiktu precīzas platuma un



garuma koordinātas bioloģisko un zemsedzes pētījumu vietām. Iespējams, ka dažas vietas jums būs grūti pieejamas, lai veiktu labus mērījumus, jo tās, piemēram, atrodas privātīpašumu teritorijās vai arī citās nepieejamās vietās. Tās ir tipiskākās grūtības, ar kurām saskaras profesionāli zinātnieki, pārbaudot karšu datus, tādēļ jums jācenšas atrast vislietderīgākās vietas. Labāk izvēlēties vietu, kas nav ideāla, toties ir vieglāk pieejama.

Kā izveidot savas zemsedzes un bioloģisko pētījumu vietas?1. Kā aprakstīts nākamajā sadaļā par zemsedzes

karšu attēlu skaidrošanu, tad jūsu 15 x 15 km GLOBE pētījumu vietā būs atrodami pietiekami vienveidīgi zemsedzes klašu tipi.

2. Vienā no šīm vietām, pēc iespējas tuvāk skolai, jūs noteiksiet savas bioloģisko un zemsedzes pētījumu vietas. Ideāli, ja šīs abas vietas būtu kopā – bioloģisko pētījumu vieta atrastos zemsedzes pētījumu vietas centrā. Taču, kā jau iepriekš rakstīts, iespējams, jums būs jāizvēlas divas atsevišķas vietas. Šādā gadījumā zinātnieki jums iesaka pirmo izveidot bioloģisko pētījumu vietu un pēc tam – vienu vai vairākas zemsedzes pētījumu vietas.

3. Apraksts, kā izveidot bioloģisko un zemsedzes pētījumu vietas, ir uzrakstīts Darba apraksta II daļā ar nosaukumu "Zemes novērojumi un biometrija".

4. Izvēlētās vietas garuma un platuma koordinātas jūs un jūsu skolēni noteiks ar GPS uztvērēja palīdzību, kad jūsu skola to būs uz laiku aizņēmusies. Bioloģisko pētījumu vietas centrs vienmēr būs iezīmēts ar GLOBE misiņa zīmi, kuru jūsu skola saņems iepriekš.

5. Nosakiet un pierakstiet savas pētījumu vietas 4 MUC līmeņa zemsedzes klases. Ja vieta ir ar dabīgu augu valsti (nav lauksaimniecības vai labiekārtota platība), tad kā pirmo soli MUC klasificēšanā veiciet arī dominējošo un pakārtoti dominējošo sugu noteikšanas kārtību.

6. Kad jūs esat izveidojuši savas bioloģisko un zemsedzes pētījumu vietas (nav svarīgi, vai tās atrodas vienā vietā vai ne), jums jānosaka vietas koordinātas un jāsāk mērījumi zemsedzes pētījumu vietās. Jūsu mērķis ir laika gaitā izveidot vienu vai vairākas zemsedzes pētījumu vietas katram nozīmīgākajam zemsedzes veidam, kurus jūs

noteiksiet savā 15 x 15 km GLOBE pētījumu vietā. Sāciet ar visparastākajiem zemsedzes veidiem un turpiniet pievienot citas vietas, kamēr jums ir izveidojušies pēc iespējas vairāk pētījumu reģioni ar visdažādākajiem zemsedzes veidiem. Kad jūsu skola ir ieguvusi GPS uztvērēju, izmēriet un pierakstiet zemsedzes pētījumu vietas centra platuma un garuma koordinātas. Ja šī pētījumu vieta ir ar dabisko augu valsti, veiciet arī biometriskos mērījumus. Ja tā ir pilsētas vai lauksaimniecībā izmantotā zeme, jums nav jāveic biometriskie mērījumi, bet jānosaka tikai zemsedzes veids pēc MUC 4. līmeņa. Vēlāk šajā tehniskajā aprakstā būs norādīta atšķirība starp kvalitatīvajām un kvantitatīvajām zemsedzes pētījumu vietām. Ja jūs esat nolēmuši izmantot noteiktu vietu kā kvalitatīvu, jums nav jāveic zemsedzes biometriskie mērījumi, bet jāpieraksta tikai zemsedzes veids pēc MUC 4. līmeņa. Jebkurā gadījumā visām vietām jābūt nofotografētām, kā norādīts nākamajās sadaļās. (Skatīt sadaļu "Treniņu un apstiprināšanas datu ievākšanas darba apraksts".)

Papildus zemsedzes pētījumu vietās ir ļoti svarīgi pārbaudīt globālo zemsedzes karšu precizitāti, kas ir GLOBE zinātniskais mērķis. Taču zinātnieki zina, ka tas aizņem daudz laika, iespējams, pat vairākus gadus, lai uzkrātu raksturojumu par katru jūsu GLOBE pētījumu vietas svarīgāko zemsedzes veidu. Jūs varat katrai klasei piešķirt savu atsevišķu zemsedzes veidu, lai divas klases nestrādātu pie viena un tā paša veida un ievāktu pēc iespējas vairāk datu.

Lai paplašinātu jūsu skolēnu detalizētus zemes mērījumus vietai, kas ir lielāka par Landsat attēla dažiem TM pikseļiem, zemsedzes kartēm jābūt izveidotām visai GLOBE pētījumu vietai. Tas būs jūsu un jūsu skolēnu unikāls, kvalitatīvs produkts. Jūsu skolēni ir eksperti zemsedzes pētījumos savā apkārtnē. Viņi izveidos vienotu zemsedzes karti ar zemsedzes veidiem, kuri būs klasificēti pēc MUC 4. līmeņa. Šī zemsedzes karte daļēji balstīsies uz detalizēto informāciju no bioloģisko un zemsedzes pētījumu vietām un arī uz informāciju, ko katrs skolēns būs ievācis, dodoties uz skolu un uz mājām, tāpat šajā kartē atspoguļosies vispārējās zināšanas par savu dzimto vietu.



UNESCO pārveidotā klasificēšanas sistēma (MUC)

GLOBE zemsedzes pētījumu vietas var sekmīgi raksturot tikai tādēļ, ka pastāv specifiska zemsedzes klasificēšanas sistēma. Vispārējs apraksts par klasificēšanas sistēmām ir atrodams nodaļas Aprīkojums sadaļā Globālais viedoklis. UNESCO pārveidotā klasificēšanas sistēma tiek lietota GLOBE darba aprakstam. Šajā gadījumā šī klasificēšanas sistēma ir līdzeklis, lai katru iespējamo zemsedzes veidu uz Zemes iekļautu unikālā zemsedzes klasē. Katra MUC klase ir noteikts zemsedzes veids ar savu nosaukumu un identificēšanas numuru jeb MUC kodu. MUC ir klasificēšanas sistēma, kas ievēro starptautiskos standartus un ekoloģisko terminoloģiju, lai noteiktu specifiskās zemsedzes klases (dabīgajām zemsedzes klasēm tie ir biomi).

Tabulā 4-1. ir atrodams koncentrēts MUC variants, kas attēlo tikai 1. un 2. līmeņa klases; tabula 4-2. parāda pilnu variantu no 1. līdz 4. līmenim. MUC ir hierarhiska struktūra ar desmit 1. līmeņa klasēm. Tās ir ļoti vienkāršas un viegli nosakāmas klases. Jums jāizvēlas viena MUC klase, lai noteiktu zemsedzes tipu katrā MUC līmenī, sākot ar pirmo. Katrā 1. līmeņa klasē ir no divām līdz sešām 2. līmeņa klasēm. Arī tās vēl ir diezgan vienkāršas un viegli atšķiramas. 3. un 4. līmeņa klasēs ir jau atrodamas specifiskas kopas un augu valsts grupas. Hierarhiskā MUC sistēmas struktūra vienkāršo klasificēšanas procesu. Katrā līmenī jūsu izvēles iespējas ir ierobežotas. Jūs izvēlaties kādu no tiem klašu veidiem, kas pieder iepriekšējā līmenī izvēlētajai klašu grupai. Tādējādi, lai gan visā MUC klasificēšanas sistēmā ir vairāk nekā 150 klašu, katru reizi jūsu izvēle ir tikai starp trīs līdz pieciem zemsedzes veidiem.

Visa MUC klasificēšanas sistēma ir attēlota nākamajās lappusēs. Šī skice attēlo tikai katras klases nosaukumu un identificēšanas kodu. Katras klases pilnīga definīcija un apraksts ir atrodams nodaļā Aprīkojums (skatīt nosaukumu UNESCO pārveidotās klasificēšanas sistēmas terminu vārdnīca). Katra klase vārdnīcā ir strikti definēta pēc noteiktiem kritērijiem. Pirms katras zemsedzes klases noteikšanas pārbaudiet to šajā vārdnīcā.

Starp zemsedzes klasēm pastāv divi atšķirību veidi. 1. līmenī MUC klase vienmēr tiek noteikta ar dominējošā zemsedzes tipa procentuālo izplatības lielumu visā pētījumu vietā (piemēram: "Meži: vairāk nekā 40% zemes

ir klāta ar koku pārsedzi"). Dabiskā vidē "pārsedze" ir attiecināma uz visu platību, kas atrodas zem augu valsts segas vai lapām. 2. līmenī noteiktie kritēriji (piemēram: "Mūžzaļie meži: vismaz 50% koku, kas sasniedz pārsedzi, ir mūžzaļi") parasti neattiecas uz visu pētījumu vietu, bet tikai uz tiem reģioniem, kuri klāti ar dominējošo zemsedzes tipu (šajā piemērā – uz mežu apvidu koku pārsedzi), kas noteikts iepriekšējā līmenī.

1. PiemērsA) Savai zemsedzes pētījumu vietai jūs

izvēlaties relatīvi homogēnu zāles platību. Apmēram 80% no visas platības ir klāti ar zāli un zāles veida augiem (respektīvi, 75:25) un ap 20% – ar platlapu kokiem.

B) MUC klasifikācijas tabulā jūs redzat, ka 4. klase, Lakstaugu veģetācija, varētu attiekties uz 1. līmeņa klasi. MUC vārdnīcā jūs atrodat, ka 4. klasē ir prasīta vairāk nekā 60% pilnīga zāles augu pārsedze visā pētījumu vietā. Tā jūs pārliecināties, ka jūsu gadījumā piemērota ir 4. klase.

C) Tagad jūs redzat 2. līmenī četras izvēles (41 – 44). Pēc tam, kad jūs esat izlasījuši visu četru klašu definīcijas MUC vārdnīcā, jūs pārliecināties: tā kā dominējošais pārsedzes tips (zālājs) ir vairāk nekā 50%, tad zemsedzes tips 2. līmenī ir Lakstaugu veģetācija. Tā kā zāle ir no 50 cm līdz 2 m gara, jūs izvēlaties 42. klasi – Vidēji augsto lakstaugu veģetācija.

D) Tagad tabulā jums ir piecas 3. līmeņa izvēles (421 – 425). Tā kā koku pārsedze ir 20% no visas pētījumu vietas platības, jūs izvēlaties 421. klasi Vidēji augsto lakstaugu veģetācija ar kokiem, kam vainaga klājums aizņem no 10 – 40%, iepriekš par to pārliecinoties MUC vārdnīcā.

E) Tagad jums ir četras 4. līmeņa izvēles (4210 – 4213). Tā kā jūsu pētījumu vietā aug platlapu koki, jūs izvēlaties 4213. klasi, un līdz ar to jūs esat pētījumu beiguši.



2. piemērsA) Jūs dzīvojat zemienē, mērenā klimata

joslā. Jūs izvēlaties zemsedzes pētījumu vietu, kas pārsvarā ir klāta ar kokiem, kuru lapotnes savstarpēji saskaras, bet apmēram 20% no visas platības ir apbūvēta ar mājām. Koki ir vairāk mūžzaļi, nekā lapu koki, iespējams, attiecībās 60:40.

B) Jūs pārbaudāt tabulā visas pirmā līmeņa izvēles un pārliecināties: tā kā koku galotnes savstarpēji saskaras un visā pētījumu vietas platībā vairāk nekā 40% ir lapotnes pārsedze, 1. līmenī ir 0. klase: Meži.

C) Tagad jums ir trīs 2. līmeņa izvēles (01 – 03). Tā kā vismaz 50% no visiem kokiem ir mūžzaļi, jūs izvēlaties 01 klases 2. līmeni Mūžzaļie meži.

D) Tagad jums ir deviņas 3. līmeņa izvēles (011 – 019), taču piecas no tām ir izteikti piemērotas tropiskajam vai subtropu klimatam. Septītā izvēle ir Mūžzaļo cietlapu koku kategorija, tāpēc nav piemērota. Jums paliek trīs izvēles kategorijas (015, 016, 019), un,

pārbaudot MUC vārdnīcā, jūs izvēlaties 016 – Mērenie mūžzaļie – platlapu koku meži.

E) Tagad jums ir četras 4. līmeņa izvēles. Tā kā jūs atrodaties zemienē, pareizā izvēle ir 0161 – Zemieņu mūžzaļie – platlapu koku meži.

AtsaucesA land use and land cover clasification system for use with remote sensor data. J.R. Anderson, E.E. Hardy, J.T. Roach, and R.E. Witmer. U.S. Geol. Surv. Prof. Pap., 1976. Classification of wetlands and deepwater habitats of the United States. L.M. Cowardin, V. Carter, F.C. Golet, and E.T. LaRoe. U.S. Fish and Wildlife Service FWS/OBS- 79/31, 1979.International clasification and mapping of vegetation. United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization. Switzerland: UNESCO, 1973.NOAA Coastal Change Analysis Program (C-CAP): Guidance for Regional Implementation. J.E. Dobson et al. NOAA Technical Report NMFS 123, 1995.



DARBA APRAKSTS IZemsedzes kartografēšana

Sūtiet:Larry Ryan161 Morse HallOPALUniversity of New HampshireDurham, NH 03824USA

3. Praktiskā interpretācijas metode

Iesācēju, vidējā un augstākā līmeņa skolēniemŠī metode ietver tādu procesu, ko pazīst kā

"attēlu skaidrošana", kurā skolēni lieto vizuālo novērtēšanu, lai izskaidrotu, ko viņi redz vietējā apvidus TM attēlā. Tomēr šī metode, lai arī plaši lietota, ietver attēlā redzamā parauga personiskas skaidrošanas subjektīvu aspektu, un tādējādi skolēnu rezultāti var atšķirties. Skolēniem galvenajos vilcienos jāapraksta katras zemsedzes klases vienības, kas atsevišķās vietās būs vienkārši (ūdens baseinus parasti ir viegli saskatīt, lai gan mazus ezerus vai dīķus var viegli sajaukt ar mākoņu ēnām), bet citās vietās – grūtāk (cietkoksnes meži un labības lauki pēc izskata ir līdzīgi, tādēļ grūti nosakāmi un atšķirami). Tāpēc parasti iesaka izmantot abu veidu attēlus – īsto krāsu un neīsto jeb infrasarkano krāsu attēlus, jo tad atsevišķi zemsedzes veidi (ūdens baseini, augu valsts veidi) būs vieglāk atšķirami, lietojot infrasarkano krāsu attēlus. Savukārt citi zemsedzes veidi ir vieglāk saskatāmi īsto krāsu attēlos. Sarežģītos gadījumos jums nebūs iespējams iedalīt atsevišķus zemsedzes veidus kādā noteiktā klasē, balstoties tikai un satelītu attēliem, un būs nepieciešams pašiem apmeklēt pētniecības vietu un pārbaudīt apšaubāmus zemsedzes veidus. Ja iespējams, jūs lietosiet zemsedzes kategoriju 4 MUC līmeņus (atsevišķos gadījumos tie nebūs pieejami).

Praktiskajā interpretācijas metodē ir šādi soļi (detalizētāku šīs metodes piemēru skatīt sadaļā Praktiskās interpretācijas metodes apmācība GLOBE nodaļā Aprīkojums).7. Izsniedziet skolēniem Landsat TM attēlu, ko

kartografēt, izmantojot 512 x 512 lielu

pikseli infrasarkanajā drukā. Infrasarkanajā attēlā zaļā, augošā augu valsts ir redzama sarkanā krāsā (cietkoksnes meži un lauki ir spilgti sarkani, mūžzaļie augi ir no tumši sarkana līdz melnam), ūdens ir melnā, bet apdzīvotās zemes platības un neauglīgās zemes – zilā krāsā. Oriģinālā jūsu pētījumu vietas fotokopija ir apmēram 25 x 25 cm liela, un vislabāk lietojama, ja atsevišķas daļas ir ar krāsu kopētāju vairākkārt palielinātas. Jūs varat izvēlēties, lai četras vai vairākas skolēnu grupas strādātu ar dažādi palielinātām atsevišķām 512 x 512 punktiņa daļām.

8. Iedodiet katrai skolēnu grupai plastmasas loksni, kas būtu pietiekami liela, lai pārklātu krāsaino satelīta attēlu. Uzlieciet šo caurspīdīgo loksni uz krāsainā attēla un, izmantojot līmlenti, piestipriniet to cieši. Kad pārklājs ir piestiprināts, atzīmējiet uz tā, kur atrodas satelītu attēla stūri, lai to viegli varētu atlikt atpakaļ vietā gadījumā, ja plastmasa tiktu nobīdīta.

9. Lieciet skolēniem rūpīgi iezīmēt dažādu zemsedzes tipu atrašanās vietas kontūras, izmantojot krāsainos krītiņus vai flomāsterus. Katram zemsedzes tipam izmantojiet citas krāsas un nosakiet aptuveno MUC 4 līmeņu klasifikācijas numuru. Ja skolēni nav pārliecināti par kādu specifisku vietu vai klasi, pārrunājiet to ar visiem savas klases skolēniem un palūdziet kādu šai vietai tuvu dzīvojošu skolēnu ceļā uz skolu vai no tās veikt zemes novērtēšanu. Šī nodarbība aizņems vairākas mācību stundas. Skolēniem jābūt pēc iespējas rūpīgākiem, iezīmējot vietas un nosakot klases vairākiem paraugiem savos satelītu attēlos. Ieteicams skolēniem sākt ar pašām skaidrākajām iezīmēm attēlos (parasti tie ir ūdeņi un apdzīvotas vai lauksaimniecībā apstrādātas platības) un pakāpeniski pāriet uz sarežģītākajām (dažādiem veģetāciju veidiem zemsedzē).

10. Kad skolēni ir pabeiguši kartografēt sava satelītu attēla sektoru, apvienojiet dažādu sektoru dažādas zemsedzes kartes. Šo rezultātu salīdzināšana ir labs veids, kā



noteikt problemātiskos reģionus – piemēram, viena skolēnu grupa varbūt kādu vietu savā sektorā ir noteikusi kā 1192. klasi (mūžzaļie skuju koku meži), bet cita grupa, kartografējot blakus esošo sektoru, šai vietai ir piešķīrusi 1222 klasi (jauktais lapu koku un mūžzaļo koku mežs). Tādējādi novērojumi dabā būs labākais veids, kā noteikt, kurai grupai ir taisnība. Pēc tam uzrakstiet visas noteiktās MUC 4. līmeņa klases uz satelītu attēla kopijas un nosūtiet to uz iepriekš norādīto adresi.

Piezīme skolotājiem. Tālraidītie satelītu attēli, ko jūs izmantosiet, bez šaubām, būs vairākus gadus veci. Ļoti iespējams, ka šo gadu laikā zemsedze jūsu pētījumu vietā būs mainījusies. Tādēļ jums un jūsu skolēniem, lai novērtētu savu pūliņu sekmes, jāņem vērā, ka pastāv atšķirības starp to, kas ir attēlots Landsat attēlos, un ko jūs paši esat novērojuši. Ja jūs esat saskārušies ar šādām datu atšķirībām, jums jādara viss, lai noteiktu, kāda tad īsti bija šī vieta laikā, kad tika uzņemti satelītu attēli.



4 soļu darba lapa

72=jūra

71=saldūdens

Iezīmē ūdens platības!



Iezīmē ceļus! (autoceļus, dzelzceļus utt.)



Iezīmē apdz. vietu objektus! (dzīvoj. platības, rūpnīcu apgabalus utt.)



Iezīmē augu platības!

4. Automātiskā klasificēšana, iz-mantojot MultiSpec

Vidējā un augstākā līmeņa skolēniemTikko kā ieguvuši pieredzi ar praktisko

interpretācijas metodi, jūs un jūsu skolēni ir gatavi sākt automātisko klasifikāciju, izmantojot MultiSpec. Šī pieeja zemsedzes tipu kartografēšanā 15 x 15 km GLOBE pētījumu vietā izmanto datoru spējas pazīt līdzīga izskata paraugus digitālajā TM datubāzē jūsu pētījumu vietai. Jūs (vai jūsu skolēni) dosiet norādījumus datoram noteikt doto grupu (ko sauc par "puduriem") numurus jūsu 512 x 512 Landsat TM pikseļa vietai. Dators identificēs tās zemsedzes galvenās iezīmes, kurām būs pēc

izskata līdzīgas raksturīgākās īpašības, un sagrupēs tās. Šajā procesā datora piešķirtās krāsas ir patvaļīgi pieņemtas, tādēļ zemsedzes tipi tām jāpiešķir, balstoties uz zemes novērojumiem. Automātiskās klasificēšanas process soli pa solim ir aprakstīts sadaļā MultiSpec: ievads satelītu attēlu apstrādē, ko jūs atradīsiet nodaļā Aprīkojums. Tālāk dots īss procesa apraksts.1. Izmantojot savas GLOBE pētījumu vietas TM

satelītu attēlu, izveidojiet jaunu plānu un izvēlieties "puduri".

2. Izvēlieties noteiktu "puduru" skaitu un apgādājiet sistēmu ar informāciju par procesu kopā ar citu informāciju, kā norādīts MultiSpec apmācību nodaļā Automātiskā klasificēšana: grupu izvēle.



3. Kad satelītu attēls ir sagrupēts "puduros", apmeklējiet šo vietu, lai noteiktu zemsedzes tipu katrā pudurī. Ja jums šķiet, ka grupēšana nepietiekami apraksta jūsu apkārtnes zemsedzi, atkārtojiet procesu, nosakot lielāku puduru skaitu.

4. Nodēvējiet citā vārdā katru grupu, kas atbilstu aptuvenai MUC klasificēšanai.

5. Saglabājiet sagrupēto satelītu attēlu un, izmantojot projektu "ēdienkarti", iekopējiet to diskā zem faila nosaukuma TIFF. Ja jums pieejams krāsu printeris, izdrukājiet skolēnu izveidotās zemsedzes kartes kopijas.

Savu datu paziņošanaJūsu iegūtie zemsedzes dati ikonas veidā

tiks nosūtīti uz GLOBE skolēnu datu serveri.Piezīme skolotājiem. Tālāk aprakstītā

vadāmās klasificēšanas nodarbība ļaus jūsu skolēniem iegūt pieredzi cita veida tālraidīto zemsedzes datu klasificēšanā. Tā kā šie dati netiks pārraidīti uz GLOBE skolēnu datu serveri, tad tas ļaus skolēniem uzlabot viņu zināšanas par otro populārāko pieeju klasificēšanā.

5. Vadāmā klasificēšanas darbība, izmantojot MultiSpec

Vidējā un augstākā līmeņa skolēniemŠī pieeja zemsedzes tipu kartografēšanā

izmanto datoru spējas pazīt pēc izskata līdzīgas klases digitālajā TM datu bāzē jūsu apkārtnē. Lai gan tā ir automātiska, šai metodei tomēr nepieciešams subjektīvs novērtējums, izvēloties un nosakot apkārtnes vietas, identificējot zemsedzes tipus utt. Izmantojot TM satelītu datu 512 x 512 pikseli un MultiSpec programmatisko nodrošinājumu, jūsu skolēniem būs jānosaka ierobežots skaits "treniņu laukumu", izmantojot kursoru, lai iezīmētu platības, kurās ir pārstāvētas vairākums zemsedzes klases no satelītu attēla. Līdzko šie laukumi ir noteikti, dators noteiks un sagrupēs visas pārējās vietas, kam ir līdzīgas treniņu laukumu raksturīgās īpašības. Vadāmās klasificēšanas rezultātā dators ir radījis zemsedzes klasifikāciju jūsu GLOBE pētījumu vietai. Viens no šīs pieejas ierobežojumiem ir šāds: ja treniņu laukumi nav labi definēti (slikti iezīmētas kontūras – tā, ka iekļautas arī citas klases), klasifikācija ir neprecīza. Ir ļoti svarīgi, lai jūsu skolēni rūpīgi noteiktu treniņu laukumus datorā.

MultiSpec apmācību nodaļā MultiSpec: ievads tālraidīšanā viens no mācību materiāliem apraksta norādījumus, ko jūs varat izmantot, lai vadītu detalizētu vadāmo klasificēšanu savā GLOBE pētījumu vietas 512 x 512 datubāzes pikselī.



DARBA APRAKSTS IIZemes novērojumi un biometrija

IemeslsVeikt novērojumus un mērījumus savās

bioloģisko un kvantitatīvo zemsedzes pētījumu vietās.

PārskatsMērījumus ar mežiem vai zāli klātajās

vietās var izmantot, lai noteiktu fotosintēzes produkciju.

Iemaņu līmenisIesācēju, vidējā un augstākā līmeņa

skolēniem.

LaiksPuse dienas vai vesela diena.

BiežumsVienu vai divas reizes gadā bioloģisko

pētījumu vietā.Vienu reizi kvantitatīvo zemsedzes

pētījumu vietā.

Pamatjēdzieni un iemaņas

JēdzieniPikseļa lielums.Lapotnes pārsegs.Zemes pārsegs.Koka augstums un stumbra apkārtmērs.Zāles biomasa.Dominējošās un otras populārākās sugas.Zemsedzes klasificēšana.

IemaņasKlinometra un densiometra lietošana.Kompasa virzienu noteikšana.Zemes mērījumu veikšana.Sugu noteikšana.Atšķirību atslēgas lietošana.Mērīšana soļos.

Materiāli un darbarīki

Mežu vietāsAtšķirību šifrs.Klinometrs.Cauruļveida densiometrs.50 m mērlente.Kompass.Vietējās ceļu vai topogrāfiskās kartes.5 mietiņi vai stabiņi atzīmēšanai.Vietējās apkārtnes satelīta attēla 512 x 512

pikseļa krāsainā kopija dienas gaismā (3,2,1) un infrasarkanajā gaismā (4,3,2).

GPS radiouztvērējs.Lauka formas.

Zālāju vietāsZāles dzirkles vai stipras šķēres.Liela soma zāles savākšanai.Karodziņi atzīmēšanai vai 1 kvadrātmetru

liels rāmis.Brūna papīra maisiņi.Krāsniņa žāvēšanai.Svari ar precizitāti līdz 0,1 gramam.GPS radiouztvērējs.

SagatavošanāsIzraudzīties vietu (-as).Iepriekš sagatavot treniņu mērījumu

tehniskos aprakstus.

PrasībasNekādas.Kā jau iepriekš aprakstīts, attiecīgajā vietā

skolēnu veiktie zemes novērojumi un mērījumi ir ļoti svarīga zemsedzes darba apraksta daļa. Jūs un jūsu skolēni novērosiet un pierakstīsiet zemsedzes tipu savās bioloģisko un zemsedzes pētījumu vietās, un, ja tās ir ar dabīgo augu valsti, noteiksiet arī dominējošo augu sugas. Turklāt jūs veiksiet vēl vairākus mērījumus, kas attiecas uz biometriju. Biometriskie mērījumi tiks veikti lapotnei, zemes pārsedzei, koku augstumam un stumbru apkārtmēram, zāles biomasai un



veģetācijas sezonu pārmaiņām jeb fenoloģijai. Turpinājumā visi šie novērojumi un mērījumi ir aprakstīti sīkāk.

6. Bioloģisko pētījumu vietas 30 x 30 m un zemsedzes pētījumu vietas 90 x 90 m izveidošana

Šīs sadaļas sākumā jūs uzzinājāt, kā izraudzīties zemes pētījumu vietas. Tagad jums tiek doti norādījumi, kā iekārtot šīs vietas.

Vietas noteikšanaŠajā nodarbībā skolēni mērīs attālumus ar

tā saucamo "divkāršo soli" (no angļu valodas – pace), kas līdzvērtīgs divu parasto soļu garumam.

Ir ļoti svarīgi zināt, cik liels ir katra skolēna "divkāršā soļa" garums. Šis lielums būs noderīgs, gan mērot koka garumu, lapotnes un zemes pārsedzes, gan aizpildot pētījumu vietas izkārtojuma darba aprakstus.

Aptuvena attāluma noteikšana bieži tiek izmantota darbā uz lauka, kā, piemēram, parauga šķērsgriezuma garuma, kvadrāta lieluma vai taisnstūrveida zemes gabala izmērīšanai. Vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir nosoļot šos attālumus. Zinot savu "divkāršā soļa" garumu un izskaitot noietos soļus, jūs varat aprēķināt nepieciešamo attālumu.

Tiks izmantota šāda metode:1. "Divkāršais solis" ir divus soļus garš.

2. Nostiepiet 50 m garo mērlenti uz plakanas atklātas vietas (derēs automašīnu stāvvieta, lauks vai gaitenis).

3. Atzīmējiet mērlentē uz 0 iedaļas, kur ir novietots kājas papēdis vai pirkstgals, un nosoļojiet 10 "divkāršos soļus".

4. Atzīmējiet uz mērlentes, kur atrodas jūsu papēdis vai pirkstgals pēc desmitā noietā "divkāršā soļa".

5. Izdaliet šo vērtību ar 10, lai atrastu sava "divkāršā soļa" garumu.

6. Atkārtojiet mērījumu trīs reizes un no iegūtajiem rezultātiem aprēķiniet vidējo aritmētisko lielumu.

Bioloģisko pētījumu vietas iz-veidošana

Izmantojot kompasu un 50 m mērlenti, jūs izveidosiet savu 30 x 30 m bioloģisko pētījumu vietu. Jūs izmērīsiet un atzīmēsiet šī zemes gabala diagonāles, kas noderēs zemes pārsedzes un lapotnes biezuma novērtējumos.

1. Savā bioloģisko pētījumu vietā iespraudiet mietiņu tur, kur varētu būt viens no pētījumu vietas stūriem.

2. Izveidojiet pirmo malu. Nomēriet 30 m uz ziemeļiem vai dienvidiem (vai uz rietumiem vai austrumiem) no zemē iespraustā pirmā mietiņa. Iespraudiet otro mietiņu 30 m distances galā.

3. Izveidojiet otro malu. No otrā mietiņa nomēriet vēl 30 m perpendikulāri pirmajai malai. Iespraudiet trešo mietiņu 30 m distances galā.

4. Izveidojiet 3. malu. No trešā mietiņa nomēriet 30 m perpendikulāri otrajai malai un iespraudiet zemē ceturto mietiņu.

5. Izveidojiet 4. malu. No ceturtā mietiņa nomēriet 30 m perpendikulāri trešajai malai. Jūs būsiet precīzi veikuši darbu, ja šī 30 m distance beigsies tur, kur atrodas pirmais mietiņš (vai vismaz tuvu tam).

Ja jūs esat tālu no pirmā mietiņa, pārbaudiet katru distances galapunktu ar kompasu vēlreiz. Pārliecinieties, vai tie tiešām ir orientēti ziemeļu – dienvidu vai rietumu –

GLOBE-96 Bērnu Vides skola

Piemērs:1. mēģinājums 17,0 m (10 "divkāršie soļi") = 1,7 m (viens "divkāršais solis")2. mēģinājums 17,5 m = 1,75 m3. mēģinājums 16,8 m = 1,68 m

Vidējais aritmētiskais:

1,71 m

21


austrumu virzienā. Pārbaudiet katras malas garumu un pārliecinieties, ka tās visas ir 30 m garas.

Zemsedzes pētījumu vietas iz-veidošana

Darbība tieši tāda pati, kā iepriekš aprakstīts, tikai nomērot 30 m, nevis 90 m. (Skatīt 4-2. un 4-11. zīmējumu.)

7. Dominējošo un otru populārāko sugu noteikšana

Kad noteikt sugas?Skolēni noteiks sugas katrā pētījumu vietā

GLOBE programmas laikā skolā. Visvieglāk to izdarīt tad, kad augi ir pilnībā izplaukuši un laiks ir labvēlīgs (t.i., nav sniega vai dubļu).

Dominējošo un otru populārāko sugu konstatēšana

Pēc tam, kad ir noteiktas un iekārtotas bioloģisko un zemsedzes pētījumu vietu atrašanās koordinātas, jūs sāksiet pētījumu vietā raksturot zemsedzi. Tas notiks 30 x 30 m punktā, kas ir vai nu jūsu bioloģisko pētījumu vieta, vai arī centrālais 90 x 90 m zemsedzes pētījumu vietas punkts. Vispirms jūs noteiksiet zemsedzes tipu, izmantojot MUC klasificēšanas sistēmu. Dominējošo un otro populārāko sugu noteikšanas process, izmantojot MUC sistēmu, ir šāds.1. Ja jūsu apkārtne ir raksturojama kā apdzīvota

vieta, kultivēta zeme, atklāti ūdeņi vai neauglīga zeme ( MUC 1. līmeņa klases 9, 8, 7 vai 5), tad jums nav jādefinē dominējošās sugas. Klasificējiet šo vietu līdz 2. vai 3. MUC līmenim (veiciet klasificēšanu, cik tālu vien iespējams). Atzīmējiet jebkuru raksturīgu iezīmi, piemēram, jebkuras labības augšanas stāvokli un nofotografējiet šo vietu. Atcerieties: stāviet attiecīgās vietas vidū un nofotografējiet ainavu katrā kompasa galvenajā virzienā: uz ziemeļiem, uz dienvidiem, uz rietumiem un austrumiem.

1. Nosakot dominējošās un otrās populārākās sugas, jūs izmantosiet to pašu metodi, ko izmantojāt pārsedzes un lapotnes mērījumiem, kas aprakstīta Biometrijas sadaļā. Tas ir pirmais solis, klasificējot pēc MUC sistēmas dabīgi veģetatīvās vietās (vietās, kas nav cilvēka ietekmētas kā

lauksaimniecībā vai ainavu iekārtošanā). Ņemot vērā, ka jums būs jānosaka arī sugas šī procesa laikā, jūs varat atsevišķi veikt dominējošo un otro populārāko sugu pētīšanu, taču, ja vēlaties, varat to darīt vienlaikus, kā, piemēram, pētot zemes/lapotnes pārsedzi. Katrā gadījumā, pirms jūs sākat darboties, izlasiet mērījumu procedūru zemes/lapotnes pārsedzes pētīšanai sadaļā Biometrija.

2. Lieciet vienam skolēnam pierakstīt un otram novērot zemi un lapotni. Lai šie abi skolēni nosoļo pa diagonāli no katra 30 x 30 m zemes laukuma stūra. Pēc katra soļa lai viņi pieraksta atrodamās augu sugas virs galvas (ja cauruļveida densiometrs uztver veģetāciju) un uz zemes (ja novērotāju kājas skar kaut kādi augi). Šajā gadījumā nav svarīgi zināt zinātniskos sugu nosaukumus. Lietojiet sev zināmo augu nosaukumus sastaptajiem augiem, bet nepazīstamajiem varat paši izdomāt vārdus.

3. Sarakstiet tabulā un aprēķiniet iegūtos rezultātus, kā tas ir zemes/lapotnes pētīšanas aprakstā. Ja lapotnes pārsedze ir 40% vai lielāka, tad jūsu zemes gabals atrodas mežā, mežainā apgabalā vai krūmainā apgabalā (MUC 1. līmeņa klases 0, 1, 2 vai 3) un dominējošās sugas ir densiometrā visbiežāk redzamais koks vai krūms, bet otrā populārākā suga ir otrais visbiežāk redzamais koks vai krūms.

4. Ja lapotnes pārsedze ir mazāk par 40% (MUC klases 4 vai 6), tad vietas ar visvairāk pārstāvēto sugu skaitu ir dominējošās, bet otrās populārākās sugas, zemsedzes vai lapotnes ir ar otro lielāko pārstāvēto sugu skaitu.

5. Nosakiet koku vai apakšstāva sugas katrā paraugā/zemes gabalā, izmantojot atšķirību atslēgas vai konsultējoties ar vietējo ekspertu.

6. Ievadiet katras dominējošās ģints un sugas pirmos četrus burtus lauka formā.

Ja veģetācija jūsu pētījumu vietā ir ļoti dažāda, tad noteikt dominējošo un otro populārāko sugu varētu būt sarežģīti. Īpaši tas varētu notikt, pētot zemes pārsedzi, kas var sastāvēt no sarežģīta zāles, platlapu augu, krūmu, vīnogulāju u.c. augu kopuma. Ja pastāv vairākas dominējošās un otrās populārākās sugas, nevis tikai viena vai divas, tad aprakstiet veģetāciju lauka veidlapas piezīmēs, cik vien precīzi varat, un ievadiet vārdu "jaukts" lodziņā pie



dominējošajām un otrām populārākajām sugām. Tāpat rīkojieties ar ļoti jaukta tipa mežiem.

Sugu noteikšana GLOBE skolām, kas neatrodas ASV,

jākonsultējas ar vietējiem speciālistiem par labākajām metodēm, kā noteikt jūsu apvidū augošās augu sugas. Šāds vietējais speciālists var būt mežzinis (koku identificēšanas gadījumā), speciālists (labi informēts par vietējām zāles, krūmu u.c. augu sugām), pētniecības zinātnieks no tuvākās universitātes vai koledžas vai arī kāds no skolotājiem vai bērnu vecākiem, kurš ļoti labi pazīst vietējās apkārtnes augu valsti. Šāds eksperts būs konsultants informācijai, kuru skolēni iegūs no Atšķirību šifra vai pētījumu rokasgrāmatas. Iespējams, ka šī persona varētu apmeklēt skolēnus klasē un pārbaudīt viņu paveikto sugu identifikāciju. Jūsu valsts GLOBE koordinators varētu jums ieteikt kādu, kurš piekristu strādāt ar GLOBE skolām kā vietējo augu sugu noteicējs.

Ja jums ir pieejams labs atšķirību šifrs savam reģionam, tad tā lietošana ir labākais veids, kā skolēnus iepazīstināt ar standarta metodi zinātniskajā sugu noteikšanā. Turpinājumā ar piemēra palīdzību ir attēlots, kā to var izmantot.

Atšķirību šifra (dichotomous key) izmantošana

"Dichotomous" ir termins, kas radies no grieķu valodas vārdiem "dikha" – "divās daļās" un "temnein" – "pārgriezt". Tādā veidā šis vārds burtiski nozīmē: sadalīšana divās, parasti – pretrunīgās daļās. Vārdam key ir vairākas nozīmes: atslēga, tabula, vārdnīca vai šifrs atkodēšanai vai tulkošanai. Tādējādi atšķirību šifrs ir daudzpusīgs atšifrētājs, kam raksturīga sazarošanās divās vienādās, bet pretrunīgās daļās, no kurām tikai viena ved uz pareizo atbildi. Tas līdzinās labirintam, kurā ielikta pele. Lai pele tiktu ārā no labirinta, tai katru reizi ir jāizvēlas viens no diviem ceļiem: viens ir pareizais, otrs – nepareizais. Pele tiks no labirinta ārā tikai tad, ja vienmēr izvēlēsies pareizo ceļu.

Kā mēs lietojam atšķirību šifru? Kā mēs tikko uzzinājām, tas mums piedāvā divas savstarpēji pretējas izvēles, un mums ir jāizvēlas pareizā. Kā mēs to darām? Mēs lietojam savus sajūtu orgānus (acis, ausis, degunu, rokas utt.), lai noteiktu, kura ir pareizā izvēle. Šeit ir vienkāršs piemērs, kas parāda, kā, izmantojot acis, var uzzināt, kādas kurpes mēs valkājam.



1. Ādas apavi.............................................................................................................................................21. Audekla apavi.......................................................................................................................................5

2. Apavi ar kurpju auklām........................................................................................................................32. Apavi bez kurpju auklām......................................................................................................................4

3. Īsi apavi, zem potītēm..........................................................................................................Ielas kurpes3. Apavi, apsedz potītes..............................................................................................................Puszābaki

4. Ādas apavi, pilnībā nosedz kāju....................................................................................Mokasīna apavi4. Apavi no ādas siksniņām, vietām atklāj kāju...........................................................................Sandales

5. Apava pazole viegla, īsi apavi zem potītēm.......................................................................Sporta apavi5. Apava pazole smaga, apavi apsedz potītes.................................................................Pārgājienu zābaki

Pieņemsim, ka jūs uz skolu valkājat viegla auduma sporta apavus. Lietojot šo šifru, lai noteiktu jūsu apavus, pirmā izvēle liek izšķirties, vai tie ir ādas vai auduma apavi.

Ja tie būtu no ādas, jūs izvēlētos atbildi Nr. 2, taču jūsu apavi ir no auduma, tādēļ jūsu izvēle ir Nr. 5. Izvēle numur 5 jums atkal piedāvā divas izvēles: vai nu apavi ir īsi un ar vieglu pazoli, vai garāki un ar smagu pazoli. Tā kā jūsu apavi ir viegli un īsi, jūs tos pazīstat kā auduma sporta apavus.

Atcerieties, ka visiem atšķirību šifriem ir raksturīgi ierobežojumi. Šajā piemērā tika piedāvātas tikai sešu apavu izvēles. Pat ļoti plaši un specifiski šifri izlaiž kādas sugas. It īpaši tās varētu būt kādas eksotisku augu sugas. Daudzi atšķirību šifri skaidro tikai vietējās sugas. Ja augs, kuru jūs cenšaties noteikt, nav vietējas izcelsmes, vai arī ja jums pieejamais šifrs nav pilnīgs, jums vajag meklēt vietējā speciālista palīdzību.

Otrs ierobežojums daudziem atšķirību šifriem ir neprecīzas terminoloģijas lietošana (īsi apavi, viegli apavi utt.). Dažreiz nav skaidrs, ko šifra autors ar piedāvāto izvēles variantu ir gribējis pateikt. Bieži vien vislabākie šifri ir tie, kuros izmantoti objektīvi, uz mērījumiem balstīti raksturlielumi, nevis subjektīvi izvēles varianti.

8. Biometrija

Materiāli un darbarīkiCauruļveida densiometrs.Klinometrs.Mērlente.Dārza dzirkles.

Brūna papīra maisiņi.Krāsniņa žāvēšanai.Pētījumu veidlapa datu pierakstīšanai.Jūsu skolēni veiks vairākus standarta

mērījumus, tā saucamos biometriskos mērījumus, vietās ar dabīgu augu valsti. Biometriskie mērījumi tiks izdarīti lapotnes pārsedzei, zemes pārsedzei, koku garumam un stumbra apkārtmēram, un zāles biomasai.

Kad izdarīt biometriskos mērī-jumus?

Lapotnes un zemes pārsedzes darba apraksti tiks izpildīti divas reizes gadā: vienreiz pašā brieduma sezonā, kad ir maksimāls daudzums lapu un zaļo augu, un otrreiz vismazāk aktīvās sezonas laikā (piemēram, mērenā klimata joslā tas būs laikā, kad koki ir nometuši lapas). Ja jums nav šādas sezonu maiņas, mērījumi būs jāveic tikai reizi gadā.

Koka garums un stumbra apkārtmērs, un zāles biomasa būs jāmēra reizi gadā. Ja iespējams, šos mērījumus vajadzētu izdarīt augšanas sezonas pašā kulminācijas punktā.

Kā mērīt koka garumu un stumbra apkārtmēru?1. Līdz šim skolēni ir izskaitījuši kokus, kas

skar lapotnes pārsedzi, un ir konstatējuši dominējošās sugas. Dažos mežu apvidos būs atrodamas arī otrās populārākās koku sugas.

2. Pieņemot, ka būs atrasti vismaz kādi pieci atsevišķi dominējošo sugu eksemplāri, izvēlieties no šīm sugām vienu visgarāko, vienu visīsāko (kas tomēr sasniedz lapotnes



pārsedzi) un trīs vidēja garuma kokus. Šie pieci koki ir jāiezīmē un tad jāizmēra to garums un stumbra apkārtmērs kā tālāk aprakstīts.

3. Atkārtojiet koku garuma un stumbru apkārtmēra mērījumus pieciem izvēlētiem kokiem kā otrai populārākai sugai, ja tādi ir. Ja ir mazāk par pieciem šiem kokiem, jūs varat ietvert citu sugu kokus (ne tik bieži sastopamus), lai kopumā būtu izmērīti desmit koki, kas ir pamats laika gaitā notikušo pārmaiņu novērtēšanai.

Neaizmirstiet kaut kādā veidā atzīmēt izvēlētos desmit kokus, jo jūs tos mērīsiet vienu reizi katru gadu. Pieciem dominējošās sugas kokiem augstums (metros) jāsaskaita un jāizdala ar 5, lai iegūtu garuma vidējo aritmētisko lielumu. Ja otrā populārākā suga arī ir koki, tad jāatrod vidējais aritmētiskais garums arī tiem.

Koka garuma mērīšana1. Klinometru lieto, lai mērītu priekšmetu

augstumu, un tā ir vienkārši konstruējama iekārta. Tā ir vienkāršota kvadranta versija, kas bija svarīgs instruments viduslaikos, un sekstants – instruments, ko lietoja kuģinieki, nosakot savu atrašanās vietu. Katrai šai iekārtai ir graduēts loks, lai mērītu augstuma leņķa lielumu. Klinometra lokā ir iezīmēti grādi no 0 līdz 90. (Skatīt zīmējumu 4-5.) Līdzko priekšmets ir saskatāms caur salmiņu,

no loka var nolasīt grādu skaitu leņķim BVW. < BAC ir klinometra tēmēšanas leņķis. Kas notiks, ja < BVW un <BAC palielināsies?

Zīmējums 4-5. Klinometrs.

Pārveidojuši A. Benets un L. Nelsons (1961)

< BVW uz klinometra ir vienāds ar klinometra tēmēšanas leņķi < BAC. Zīmējumā 4-6. klinometrs tiek lietots, lai atrastu tēmēšanas leņķi no acu līmeņa līdz koka galotnei. Šis leņķis ir 240. Attālums ET no cilvēka līdz kokam ir 60 metri. Novērotāja acis ir 150 cm (1,5 m) virs zemes. Šajā zīmējumā cilvēks un koks nav zīmēti pēc viena mēroga.



Zīmējums 4-6.

Koka augstuma noteikšana, izmantojot paštaisītu klinometru.

1. Pievienojiet šim trīsstūrim doto informāciju. Sastādiet trigonometrisko proporciju, lai noteiktu garumu RT.

RT = 27 metri.Tādēļ koka augstums ir27 + 1,5 = 28,5 metri.

Zīmējums 4-7.

Trigonometriskais vienādojums.

2. Izvēlieties ārā kādu augstu objektu. Derēs arī karogu masti vai koki, taču labāk būtu iesākt

ar kādu priekšmetu, kuru var izmērīt arī ar mērlenti, kā, piemēram, otrā stāva logs,



balkons, vai arī priekšmets, ko var izmērīt uz zemes, pirms tas ir uzsliets stāvus. Ar savu partneri izmantojiet iepriekš aprakstīto metodi, lai noteiktu priekšmeta augstumu. Rūpīgi aprakstiet priekšmetu, ko mērāt, un tā atrašanās vietu laboratorijas lapā. Uzmanīgi uzzīmējiet un pievienojiet diagrammas. Uzrakstiet savu trigonometrisko vienādojumu un aprakstiet visus darbības soļus šajā procesā.

3. Tagad jūs esat gatavi mērīt 10 kokus, ko esat noteikuši un iezīmējuši savā bioloģisko pētījumu vietā. Ievērojiet iepriekš aprakstīto metodi un pierakstiet visu 10 izmērīto koku garumus.

Piezīme skolotājiem1. Apkārtmērs : skolēniem būs nepieciešama

elastīga mērlente. Tai jābūt pietiekami garai, lai skolēni varētu ar to aptvert koka stumbru 1,35 m augstumā no zemes.

2. Koka augstums : kad jūs mācīsieties noteikt augstumu, derētu ļaut skolēniem izmantot neformālos mērījumus, piemēram, mērīšanu soļos. Lietojot klinometru vai hipsometru (pie 45 grādu iedaļas), lieciet skolēniem nosoļot no šīs vietas līdz kokam. Tas ir koka garums. Vai viņi var pārvērst šo garumu metros?

3. Dzīvā diagramma no iegūtajiem rezultātiem par viņu koku: izmantojiet kādu taisnu līniju laukā vai arī paši novelciet līniju un lieciet skolēniem nosoļot tik soļu no tās, cik garu katrs no viņiem izmērīja koku. Tā kā viņu mērījumu rezultāti, iespējams, atšķirsies, skolēni atradīsies dažādā attālumā no līnijas. Cik labi klase veica šos mērījumus? Kur atrodas vairākums bērnu? Vai ir kāds, kurš atrodas vistālāk no visiem pārējiem skolēniem? Šī dzīvā diagramma var palīdzēt skolēniem izveidot priekšstatu par datu precizitāti un trenēties mērīšanā soļos.


Zīmējums 4-8. Klinometra lapa.


Tabula 4-3. Tangensu tabula.



Kā mērīt stumbra apkārtmēru?Stumbra apkārtmērs tagad būs jānosaka

katram no pieciem (vai desmit) kokiem, kuriem jūs mērījāt garumu. Apkārtmērs tiks mērīts 1,35 m augstumā no zemes. Šis augstums ir cilvēka krūšu augstumā. Zinātniski šo terminu tagad lieto kā koka apkārtmērs krūšu augstumā (angliski: CBH – Circumference at Breast Height).

Zīmējums

Izmantojot parasto metru mērlenti, jūsu skolēni mērīs stumbru apkārtmērus katram kokam 1,35 m augstumā virs zemes. Izmērītais lielums jāpieraksta centimetros, nevis metros un centimetros.

Kā mērīt zāles biomasu?Ja jūsu pētījumu vietā dominējošā un otra

populārākā suga ir zāle, tad jūs mērīsiet dzīvās (zaļās) un nedzīvās (brūnās) veģetācijas absolūto masu laukuma vienībā. Biomasa ir svarīgs pļavu biometriskais raksturlielums, kas sniedz tikpat svarīgu informāciju, kā koku augstuma un stumbru apkārtmēra mērījumi mežu pārsedzei. Biomasas dati ir svarīgi, aizpildot zemsedzes veidlapas, kā arī novērtējot un lietojot modeļus ūdens un barības vielu ciklu pētīšanā. Neveiciet biomasas mērījumus citiem veģetācijas tipiem kā tikai zālei, pat ja tie ir dominējošās vai otrās populārākās sugas šajā vietā.

ProcessŠis process ir jāveic jebkurā zemes

pētījumu vietā, kur kā dominējošā vai otrā populārākā suga ir zāle (t.i. MUC klases 41, 42 vai 43). Šai vietai jāatrodas vai nu bioloģisko pētījumu vietā netālu no jūsu skolas, vai arī vienā vai vairākās zemsedzes pētījumu vietās. 1. Izraugieties vismaz trīs brīvi izvēlētas vietas.

Ja vēlaties iesaistīt vairāk skolēnu, jūs varat izvēlēties vairāk vietu, taču nepārspīlējiet, lai neiznīcinātu pārāk lielas zāles platības, kas, iespējams, dabiski vairs neatjaunosies.

2. Katrā paraugu ievākšanas vietā iezīmējiet vienu kvadrātmetru lielu laukumu, izmantojot vai nu mērlenti, vai arī vienkāršu pārnēsājamu rāmi, kura malu iekšējais garums ir 1 m.

3. Ar dārza dzirklēm nogrieziet visus augus šajā kvadrātmetrā pēc iespējas tuvāk zemei. Kad jūs esat pabeiguši, laukumam jābūt pilnīgi

brīvam no jebkādas augu valsts, izņemot mazus stiebriņus pie pašas zemes.

PiezīmeVeicot zemsedzes mērījumus, vārds

"veģetācija" nozīmē visus augus, dzīvus vai atmirušus, kas joprojām ar savām saknēm ir zemē. Neievāciet atrautus, neieaugušus augus vai pakaišus.4. Sadaliet sagriezto materiālu dzīvo un

sakaltušo augu daļās. Jebkurš stiebrs un lapa, kam vēl ir kaut nedaudz zaļās krāsas, tiek uzskatīts par dzīvo augu, un tikai tie, kas ir pilnībā bez zaļās krāsas, – par sakaltušiem. Sašķirot jūs varat turpat uz lauka, bet varat arī sagriezto materiālu aiznest uz klasi un sašķirot to tur. Taču sašķirošana jāveic 24 stundu laikā pēc zāles nogriešanas.

5. Ielieciet sašķirotos augus atsevišķos papīra (ne plastmasas) maisiņos un atzīmējiet, kas tajos atrodas un no kuras vietas tie ievākti. Vietās, kur zāle ir ļoti bieza, jums būs nepieciešami vairāki maisiņi. Labāk izmantot daudz nelielu maisiņu, nekā vienu lielu, jo tas atvieglos žāvēšanas un svēršanas procesu.

6. Izžāvējiet savāktos paraugus krāsniņā 500 – 700 C temperatūrā. Žāvēšanas ilgums būs atkarīgs no augu lieluma un citiem faktoriem. Dažiem pirmajiem paraugiem iztukšojiet maisiņus un nosveriet to saturu vienu reizi dienā un katru reizi atlieciet tos atpakaļ krāsniņā, kamēr to svars divas reizes pēc kārtas ir viens un tas pats. Tas nozīmē, ka tie ir pietiekami izkaltēti, lai nosvērtu tos pēdējo reizi. Ar laiku jūs jutīsiet, cik daudz laika nepieciešams pilnīgai izžāvēšanai – parasti divas vai trīs dienas – un nebūs nepieciešams maisiņu saturu atkārtoti svērt.

PiezīmeJums jāizmanto krāsniņa, kas īpaši ražota,

lai žāvētu ķīmiskus vai bioloģiskus paraugus zemā temperatūrā. Neizmantojiet parasto krāsni, kas domāta cepšanai, žāvējot relatīvi zemā temperatūrā.

Ja jūs dzīvojat sausā, saulainā klimatā, jūs varat kaltēt augus, arī izklājot tos saulainā vietā un apgriežot tos otrādi vienu vai divas reizes dienā. Atkārtoti sveriet tos tikpat bieži, kā iepriekš aprakstīts, lai noteiktu, vai tie ir pietiekami izkaltēti.



7. Kad paraugi ir pietiekami izkaltēti, ņemiet tos citu pēc cita ārā no krāsniņas, izkratiet maisiņu saturu, nosveriet tukšos maisiņus un atņemiet maisiņu svaru no absolūtā, lai iegūtu izkaltēto augu svaru. Tas viss ir jāsver ar ļoti precīziem svariem vai citiem laboratorijas instrumentiem, kuri spēj precīzi mērīt ar precizitāti līdz + / – vienam gramam. Pētījumu veidlapā ievadiet no visām trim vietām ievāktos svara datus gramos. Aprēķiniet vidējo aritmētisko svara lielumu trim paraugiem no katras vietas, ievadiet to pētījumu veidlapas kopsummas nodaļā un nosūtiet to uz GLOBE skolēnu datu serveri kopā ar citiem biometriskajiem datiem.

Lapotnes un zemes pārsedzes mērījumu veikšana

Augu valsts daudzums uz zemes tieši ietekmē to, kā satelīti redz zemes virsmu. Jūsu uzdevums ir uzzināt, cik liela pētījumu vietas platība ir klāta ar augu valsti kā mežu un/vai zemes pārsedzi.

Vienam skolēnam būs jānosoļo pa diagonāli pāri mērījumu vietai no dienvidaustrumu stūra uz ziemeļrietumu stūri, bet otrs skolēns ies no ziemeļaustrumu stūra pa diagonāli uz dienvidrietumu stūri (skatīt tālāk). Pēc katra soļa pētījumu veidlapā tiks ierakstīti dati par lapotnes un/vai zemes pārsedzi.1. Paņemiet caurulīti, kas ir apmēram 4 cm

diametrā un 7,5 cm gara, un piestipriniet vienam no tās atvērtajiem galiem divas krusteniski pārliktas auklas.

1. Piestipriniet vēl vienu 18 cm garu auklu ar metāla uzmavu vai citu atsvaru, kas brīvi karātos zem sakrustotajām auklām. (Skatīt zīmējumu 4-9.)

Zīmējums 4-9.

Paštaisīta densiometra zīmējums.

Lapotnes mērīšanas gaita2. Pēc katra veiktā soļa skolēns paskatīsies

augšup uz lapotni caur caurulīti tā, lai metāla atsvars būtu precīzi zem auklu krustojuma vietas.

3. Ja uz krustojošos auklu fona ir redzama veģetācija, otrs skolēns pierakstīs lauka veidlapā to kā "+". Ja veģetācija nav redzama uz krustojošos auklu fona, tad veidlapā jāieraksta " – ".



Zīmējums 4-10. Piemērs, izmantojot paštaisītu densiometru.

Zemes pārsedzes mērīšanas noriseStāvot tajā pašā vietā, skolēns arī skatīsies

uz leju, vai kāda veģetācija skar viņa pēdas vai kājas zem ceļgaliem, un otrs skolēns pētījumu veidlapā ierakstīs "g", ja šie augi būs zaļi, un "b", ja tie būs brūni. Nepieskaitiet pie veģetācijas norautas lapas vai zarus, bet tikai tos augus, kas aug pie zariem un ir iesakņojušies. Veģetācija zem pēdām arī ir tā, kas pieskaras, tādēļ arī šādā gadījumā veidlapā jāieraksta "g" vai "b". Ja nekādi augi neskaras pie pēdām vai kājām, jāieraksta " – ".

Šī darbība jāatkārto pēc katra soļa, kamēr ir sasniegts pretējais laukuma stūris. Pētījumu veidlapu izmantojiet, lai ierakstītu "+", "g", "b" vai " –". Vairākiem skolēniem pa pāriem būs jāveic šie mērījumi un jāaprēķina iegūto datu vidējais aritmētiskais lielums.

PiezīmeJa jūsu ceļā ir šķērslis, apejiet to, mēģinot

pēc iespējas mazāk novirzīties no iesāktā ceļa.Rezultāti/secinājumi: beidzot mērījumus,

skolēni saskaitīs kopā visus "+" (lapotnei) un visus "g" un "b" (zemes pārsedzei). Izdaliet katru iegūto kopsummu ar novērojumu skaitu un pareiziniet ar 100, lai noteiktu lapotnes un zemes pārsedzes procentuālo daudzumu pētījumu vietā. Piemērs.

Lapotnei4. Saskaitiet plusus ("+") un izdaliet šo skaitli ar

kopējo lapotnes novērojumu skaitu, plusiem un mīnusiem ("+" un " – ").

5. Pareiziniet atbildi ar 100, lai iegūtu lapotnes pārsedzes procentuālo daudzumu.

Zemes pārsedzei6. Saskaitiet visus "g" un izdaliet ar kopējo

summu ("g" un "b" un " – ") zemes pārsedzes novērojumiem.

7. Saskaitiet visus "b" un izdaliet ar kopējo summu ("g" un "b" un " – ") zemes pārsedzes novērojumiem.

8. Pareiziniet atbildes ar 100, lai iegūtu zaļās un brūnās zemes pārsedzes procentuālo daudzumu.

9. Saskaitiet abus skaitļus kopā, lai iegūtu kopējo zemes pārsedzes daudzumu savā pētījumu vietā.

Pētījumu vietas novērojumu datu ievadīšana Datu darba lapā

Lai jūs pierakstītu veiktos novērojumus un mērījumus, jums ir dota veidlapa. (Skatīt šīs nodaļas pielikumā "Zemsedzes/bioloģisko pētījumu Datu darba lapa".) Katrā vietā un katram mērījumam jālieto šāda atsevišķa



veidlapa. Lapā ir atstarpes katram iespējamam zemes novērojumam un mērījumam, tādēļ katrā noteiktā gadījumā jums būs jāatstāj dažas vietas neaizpildītas. Piemēram, ja vieta nav mežu apvidus, tad veidlapā netiks aizpildītas vietas koku augstuma un stumbra apkārtmēra datu ierakstīšanai, arī, ja jūs veiksiet kvalitatīvos zemsedzes pētījumu vietas novērojumus.

Īss apraksts – kādi dati tiek ierakstīti pētījumu veidlapā.1. Vietas identifikācija. Norādiet, vai jūs

strādājat bioloģisko vai zemsedzes pētījumu vietā. Ja zemsedzes, tad norādiet, vai tie ir "treniņi" vai "apstiprināšana" un "kvalitatīvie" vai "kvantitatīvie" mērījumi.

2. Vietas nosaukums. Pazīšanās nosaukums, ko jūs un jūsu skolēni dod noteiktai pētījumu vietai.

3. Zeme/valsts/pilsēta. Vietējās atrašanās vietas nosaukumi.

4. GPS atrašanās vieta. Vietas centrālā punkta platuma un garuma koordinātu noteikšana, izmantojot GPS radiouztvērēju.

5. Datums un laiks. Datums un laiks, kad veikti novērojumi laukā.

6. Pierakstītājs. Skolēna vai citas personas, kura pierakstījusi datus, vārds un uzvārds.

7. Zemsedzes MUC 3. un 4. līmeņa klases. Pierakstīt pēc iespējas precīzāk nosaukumu un ciparu kodu vietas pārsedzes tipam no MUC. Ja pārsedze tiek identificēta kā apdzīvota vai lauksaimnieciski apstrādāta vieta, pētījumus un mērījumus var pārtraukt, jo tie domāti dabīgai veģetācijai.

8. Dominējošās un otrās populārākās sugas. Ievadiet noteikto dominējošo vai otro

populārāko sugu vai ģinšu nosaukumu pirmos četrus burtus. Tie būs nosaukumi, kuri jāievada GLOBE datu bāzē.

9. Lapotnes pārsedze. Šajā rindiņā pie novērojumiem, izmantojot caurulītes vai densiometra metodi, skolēniem jāieraksta "+" vai " – ".

10. Zemes pārsedze. Šajā rindiņā pie novērojumiem skolēniem jāieraksta "g", "b" vai " – ".

11. Skaits, koka augstums un stumbra apkārtmērs. Šeit skolēniem jāieraksta vienas koka sugas piecu pārstāvju skaits, to augstums un stumbra apkārtmērs. Rakstiet noteiktās kolonnās, kas domātas vai nu dominējošajām, vai otrām populārākajām sugām. Ja dominējošā vai otrā populārākā suga ir zāle, atstājiet šo ailīti tukšu.

12. Zaļā / brūnā biomasa. Pierakstiet svaru sausajai zaļajai un brūnajai biomasai no visām trim paraugu ņemšanas vietām. To jūs darīsiet pēc paraugu kaltēšanas. Ja šajās vietās zāle nav ne dominējošā, ne otrā populārākā suga, atstājiet šo ailīti tukšu.

13. Biometrijas kopsavilkums. Ailīte domāta izskaitļotajiem rezultātiem par lapu pārsedzi, vidējo aritmētisko rādītāju koku augstumam un stumbra apkārtmēram, kā arī iegūtajai biomasai. Visi parametri datu lapā, kas atzīmēti ar zvaigznīti, būs jānosūta uz GLOBE skolēnu datu serveri.

14. Fotogrāfijas, piezīmes. Pierakstiet būtiskus novērojumus, kā, piemēram, laika apstākļi, uzņemto fotogrāfiju skaits un nofotografētais virziens u.c.



DARBA APRAKSTS IIIIzmēģinājuma un apstiprinošo datu vākšanaIemesls

Savākt noteiktu datu paraugus (zemsedzes pētījumu vietās), kas nepieciešami, lai pabeigtu zemsedzes karti praktiskajai un automātiskajai datoru metodei un lai apstiprinātu vai novērtētu zemsedzes kartes precizitāti.

PārskatsLauka dati tiek ievākti no vismaz vienas

zemsedzes pētījumu vietas. Var ievākt gan kvalitatīvos, gan kvantitatīvos datus.

LīmenisVisu līmeņu skolēniem.

LaiksPuse vai vesela diena – atkarībā no tā, vai

tiek ievākti kvalitatīvie vai kvantitatīvie dati.

BiežumsKatrai zemsedzes pētījumu vietai

nepieciešama vienreizēja datu ievākšana. Taču ir vēlams ievākt datus no vairākām šādām vietām.


JēdzieniZemsedzes klasificēšana.GPS uztvērējs.Lauka mērījumi/biometrija.

IemaņasZemes lauciņa izveidošana (zemsedzes

pētījumu vieta).GPS izmantošana.Lauka aprīkojuma lietošana.

Materiāli un darbarīkiDabiskās krāsas cietās kopijas TM satelīta

attēls jūsu 15 km x 15 km GLOBE pētījumu vietai.

Infrasarkanais cietās kopijas TM satelīta attēls jūsu 15 km x 15 km GLOBE pētījumu vietai.

Biometrijas instrumenti:densiometrs;

kompass;klinometrs;mērlente.GPS uztvērējs.Pētījumu veidlapa.Fotoaparāts.MUC klasificēšanas tabula un definīcijas.

PrasībasNekādas.

SagatavošanāsIzvēlieties vietu ar viscaur līdzīgu

zemsedzi un veiciet nepieciešamos novērojumus un mērījumus, lai aizpildītu pētījuma veidlapu.

Izmēģinājuma un apstiprinošo datu vākšana ir ļoti svarīgs komponents jebkurā kartografēšanas projektā, izmantojot tālraidītos datus. Daži kvalitatīvie izmēģinājuma dati ir nepieciešami, lai lietotu visas GLOBE pētījumu vietas praktisko interpretācijas metodi vai arī lai atzīmētu sākotnējos "pudurus", kas tika noteikti ar automātiskās klasificēšanas palīdzību, izmantojot MultiSpec. Kvantitatīvos izmēģināju-ma datus var izmantot, lai noteiktu vairākus pārsedzes tipus uz satelītu attēliem un lietotu tos vadāmajā klasificēšanas metodē. Apstiprinošos datus vākt ir nepieciešams, lai novērtētu vai nu ar praktisko, vai ar MultiSpec metožu palīdzību izveidotās zemsedzes kartes precizitāti. Abu veidu dati – gan izmēģinājuma, gan apstiprinošie – tiek ievākti, izmantojot vienu un to pašu tehnisko aprakstu. Tomēr apstiprinošajiem datiem jābūt neatkarīgiem no ievāktajiem izmēģinājuma datiem. Vienu un to pašu datu izmantošana abām vajadzībām negatīvi ietekmēs rezultātu. Tāpēc jebkuri dati, kas tiek ievākti un izmantoti izmēģinājumiem, jāapkopo atsevišķi, un tikai jaunievāktos paraugus var izmantot apstiprināšanai.

Izmēģinājuma un apstiprinošie dati tiks ievākti GLOBE pētījumu vietā izvēlētajās 90 x 90 m vietās. Šīs vietas sauc par zemsedzes pētījumu vietām, un tām jāatrodas homogēnās vietās, kurās atrodas GLOBE pētījumu vietas viens no visbiežāk sastopamajiem zemsedzes tipiem. (Skatīt zīmējumu 4-11.) Zemsedzes pētījumu



vietas jāapmeklē tikai vienu reizi. Zīmējumā 4– 11. parādīts zemsedzes pētījumu vietas izvietojums.

Zīmējums 4-11.

Homogēna zemsedzes vieta.

Izmēģinājuma un apstiprinošo datu vākšana ir iedalāma šādos trīs posmos.

1. Kvalitatīvo datu vākšanaKvalitatīvo izmēģinājuma un apstiprinošo

datu vākšanas mērķis ir iepazīstināt skolēnus ar GLOBE pētījumu vietu un noteikt tajā pašreiz pastāvošos galvenos zemsedzes tipus. Šos datus var diezgan ātri un efektīvi ievākt, un vienīgie nepieciešamie mērījumi ir atrašanās vietas centra noteikšana ar GPS. Kvalitatīvos izmēģinājuma datus var izmantot, lai klasificētu "pudurus", kas iegūti, automātiski klasificējot, vai arī kā treniņu vietas, lai veiktu vadāmo klasificēšanu. Tikai izvēloties papildu apstiprinošās vietas, jums būs iespējams precīzi novērtēt savu zemsedzes karti. Iespējams, ka vairākums skolēnu to darīs, lai iegūtu pietiekami daudz paraugu un pamatoti novērtētu savas zemsedzes kartes precizitāti. (Skatīt Darba aprakstu IV.)

MērījumiKvalitatīvo datu vākšanai nepieciešama

šāda informācija katrā zemsedzes pētījumu vietā: atrašanās vieta ar GPS; zemsedzes klase;

fotogrāfijas.Lauka apmeklējuma laikā vai izmantojot to

kā ārpusklases vai nedēļas nogales nodarbību, klasei iespējams apmeklēt dažas zemsedzes pētījumu vietas. Katrā izvēlētajā homogēno zemsedzes pētījumu vietas centrā jāveic GPS mērījumi un tie jāpieraksta. Turklāt jāizvēlas un jānosaka attiecīgais zemsedzes tipa līmenis pēc MUC sistēmas. Un, visbeidzot, stāvot pētījumu vietas centrā, jums jānofotografē ainavas uz visām četrām debespusēm (ziemeļiem, austrumiem, dienvidiem un rietumiem) un attiecīgi jāatzīmē ar zemsedzes pētījumu vietas nosaukumu.

2. Sākotnējā kvantitatīvā vākšanaŠie dati ir nepieciešami Dr. Rasam

Kongaltonam no Dabas resursu departamenta Ņūhempšīras universitātē, lai kvantitatīvi lietotu tos, novērtējot precizitāti tālraidīto datu kartēm no dažādiem projektiem visā pasaulē. Katrai skolai būs jāizvēlas vismaz viena zemsedzes pētījumu vieta kvantitatīvai ievākto datu apstiprināšanai. Iepriekš apmeklētās kvalitatīvās vietas var kļūt par kvantitatīvām vietām, veicot tajās nepieciešamos papildu mērījumus. Taču jūs



drīkstat šiem mērījumiem izvēlēties arī jaunu vietu.

MērījumiKvantitatīvo datu ievākšanai katrā

zemsedzes pētījumu vietā ir nepieciešama šāda informācija: atrašanās vieta, kas noteikta ar GPS; zemsedzes klases:

ja mežiem klātas vietas – mežu biometrija, koku augstums, stumbru apkārtmērs, lapotnes biezums, zemes pārsedze – skatīt tehnisko aprakstu mežu biometrijai;

ja zālēm klātas vietas – zāles biometrija (biomasa) – skatīt tehnisko aprakstu zāles biometrijai;

ja vieta ir bez augu valsts, tad pierakstiet tikai zemsedzes veidu;

fotogrāfijas.Katrai kvantitatīvajai izmēģinājuma vai

apstiprinošo datu vietai jābūt precīzi noteiktai (koordinātas) un izmērītai. Ja vieta ir bez augu valsts, rīkojieties tāpat, kā teikts kvalitatīvās vietas tehniskajā aprakstā. Ja vieta ir ar augu valsti, tad lietojiet attiecīgi vai nu mežu, vai zāles vietām atbilstošos tehniskos aprakstus, lai kvantitatīvi aprakstītu tās. Šajā gadījumā, iespējams, tas aizņems 1 – 2 stundas, lai ievāktu visus nepieciešamos biometrisko mērījumu datus. Tāpat kā ievācot kvalitatīvos datus, arī šajā gadījumā katras homogēnās platības centram, kas izvēlēta kā zemsedzes pētījumu vieta, jābūt ar GPS noteiktām koordinātām. Turklāt jāpieraksta arī zemsedzes tipa augstākais līmenis pēc MUC klasifikācijas shēmas. Un, visbeidzot, jums atkal jānofotografē ainava četros virzienos un attiecīgi jāatzīmē ar zemsedzes pētījumu vietas nosaukumu.

3. Absolūtā datu vākšanaŠajā, trešajā fāzē, katra skola apzinās pēc

iespējas vairāk kvantitatīvo zemsedzes pētījumu

vietu. Lai gan katrai skolai tiek lūgts ievākt datus no vienas pētījumu vietas, GLOBE zinātniekiem ļoti nepieciešams ir ievākt pēc iespējas vairāk apstiprinošo datu katrai zemsedzes klasei. Šī datu vākšana turpināsies ilglaicīgi, līdz tiks izveidota milzīga un ļoti vērtīga apstiprinošo vietu datu bāze.

Datu pierakstīšanaVisi dati izmēģinājuma un apstiprinošo

datu kolekcijai tiks ievadīti ar Internet palīdzību GLOBE datu ievadīšanas lapā ar nosaukumu Zemsedzes/bioloģiskā pētīšana.

Ir iespējami divi sākotnējie izvēles varianti.2. Kvalitatīvā zemsedze.3. Kvantitatīvā zemsedze.

Noteiktā datu ievadīšanas lapā jūs lūgs ievadīt nosaukumu, kas aprakstītu jūsu pētījumu atrašanās vietu. Pievienojiet burtu /T, ja tā ir izmēģinājuma vieta, vai /V, ja tā ir apstiprinošā vieta.

Kvalitatīvās zemsedzes lappusē jums būs jāieraksta tikai vietas nosaukums (kopā ar /T vai /V), koordinātas, noteiktas ar GPS, un augstākā līmeņa MUC kods.

Kvantitatīvās zemsedzes līmeņa lappusē jums būs jāieraksta šie paši trīs komponenti plus vēl noteikti biometriskie rādītāji zāles vai mežu apvidus klasēm.

Papildus šiem datiem katrai zemsedzes pētījumu vietai jābūt klāt arī uzņemtajiem fotoattēliem. Jāizveido divi kopiju komplekti. Viens no tiem jums būtu jāpatur savā skolā, bet otrs jāsūta uz šādu adresi:

Larry Ryan161 Morse HallOPALUniversity of New HampshireDurham, NH 03824USA



DARBA APRAKSTS IVPrecizitātes novērtēšana

IemeslsKvantitatīvi novērtēt zemsedzes

klasifikācijas precizitāti.

PārskatsSkolēni novērtēs precizitāti zemsedzes

kartēm, kuras viņi ir izgatavojuši, vai nu strādājot ar rokām, vai strādājot ar datoru. Apstiprinošie dati, ievākti dažādās zemsedzes pētījumu vietās, tiks izmantoti, lai salīdzinātu tos ar zemsedzes kartēm un izveidotu Atšķirību/kļūdu matricu.

LīmenisVisu līmeņu skolēniem.

LaiksApmēram divas stundas atkarībā no

ievākto paraugu daudzuma.

BiežumsVisai 15 x 15 km GLOBE pētījumu vietas

kartei nepieciešama precizitātes novērtēšana tikai vienu reizi. Lai tā būtu statistiski pamatota, novērtējot to jums būtu jāizmanto tik daudz apstiprinošo paraugu (zemsedzes pētījumu vietas), cik vien iespējams.


JēdzieniPrecizitātes novērtēšana ļauj mums izvērtēt

savas spējas zemsedzes kartes veidošanā.Novērtējot to, precizitāti var uzlabot,

izmantojot zināšanas, ko mēs iegūstam no Atšķirību/kļūdu matricas.

IemaņasVeidot un analizēt precizitātes

novērtēšanas Atšķirību/kļūdu matricu.Problēmas kopīga risināšana, lai atrisinātu

precizitātes jautājumus.

Materiāli un instrumentiDabīgās krāsas cietās kopijas TM satelītu

attēls jūsu 15 x 15 km GLOBE pētījumu vietai.Infrasarkanais cietās kopijas TM satelītu

attēls jūsu 15 x 15 km GLOBE pētījumu vietai.Katras zemsedzes pētījumu vietas

koordinātas, atzīmētas klasificētā zemsedzes kartē.

MUC klasificēšanas darba lapa.Atšķirību/kļūdu matricas darba lapa.

SagatavošanāsJums jābūt nepieciešamo darba lapu

kopijām, lai skolēni varētu ātri salīdzināt zemsedzes pētījumu vietas ar noteiktu atrašanās vietu zemsedzes kartē un izveidot Atšķirību/kļūdu matricu.

PrasībasIepazīstieties ar Atšķirību/kļūdu matricu

sadaļā Mācību nodarbības.Šī darba apraksta mērķis ir novērtēt

precizitāti zemsedzes kartēm, kas veidotas no tālraidītajiem satelītu datiem. Nav svarīgi, vai zemsedzes karte tika radīta ar rokām vai ar datora palīdzību, izmantojot MultiSpec programmu. Abos gadījumos ir svarīgi salīdzināt šo karti ar paraugiem no zemes un izveidot Atšķirību/kļūdu matricu. Šis tehniskais apraksts ļaus skolēniem vadīt tādus pašus zinātniskus pētījumus, kādus veiks GLOBE un citi zinātnieki kvalitatīvajās zemsedzes pētījumu vietās. Zīmējums 4 – 12. ieskicē šādas matricas izveidošanas darbību.



Zīmējums 4 – 12.

Precizitātes novērtēšanas procesa diagramma.

Zīmējums 4 – 13. attēlo parastu Atšķirību/kļūdu matricu. Šī matrica ir vienkārša krustojošos klasifikāciju veidu salīdzināšana satelītu attēlu kartē un pēc apstiprinošajiem datiem. Vietās, kur šie dati sakrīt, aprēķins tiek veikts pa galveno diagonāli. Atšķirības vai kļūdas tiek attēlotas matricas elementos, kas neatrodas

uz galvenās diagonāles. Matricu var attēlot ne tikai divu dimensiju tabulā (zīmējums 4 – 13.), to pašu iespējams atzīmēt arī trīs dimensijās (zīmējums 4 – 14.). Šajā gadījumā vieglāk ir saskatāms: jo precīzāka ir karte, jo garāki ir bloki uz galvenās diagonāles.



Zīmējums 4 –13.

Vienkārša Atšķirību/kļūdu matricas darba lapa.

Rēķināšanas process un vispārēja precizitātes aprēķināšana Atšķirī-bu/ kļūdu matricai

Tālākās darbības attiecas uz tabulām 4 – 4. un 4 – 5.1. Solis. Ir svarīgi atcerēties: skolēnam nevajag

skatīties uz to, kur ir atzīmēta attiecīgā vieta, pirms viņš dodas vākt apstiprinošos datus tajā pašā vietā. Pēc satelītu attēliem zinot to, kāda ir vietas klasifikācija pirms apstiprinošo datu vākšanas, šo vākšanu var nelabvēlīgi ietekmēt. Tādēļ apstiprinošie dati jāievāc tā, kā aprakstīts Zemes pārsedzes darba apraksta laika darba lapā, un klasē būtu jāizveido tabulas 4 – 4. piemērs pēc tam, kad dati jau ievākti un pierakstīti. Tabulu 4 – 4. tad var izmantot kā ievadu Atšķirību/kļūdu matricai. Pārbaude tiek lietota, lai attēlotu saskaņu starp skolēnu klasifikāciju un apstiprinošajiem datiem, bet X nozīmē atšķirību.

2. Solis. Izveidojiet tukšu kvadrātveida matricu (līdzīgi kā tabulā 4 – 5.). Šajā matricā jābūt rindai un kolonnai katrai MUC klasei, kas atrodama MUC klasifikācijas darba lapā (tabula 4 – 4.). Šajā piemērā ir tikai četras MUC klases: kodi 0222, 0221, 1121 un 711.

3. Solis. Paraugam numur 1 Piemēra MUC klasifikācijas darba lapā (tabula 4 – 4.) uzmeklējiet Skolēnu klasifikācija pēc

MultiSpec vai praktiskās MUC klasifikācijas interpretācijas (tabula 4 – 4. A šūna – Lapu koku meži ar skujkokiem, MUC kods 0222 4. līmenī).

4. Solis. Tabulā 4 – 5. Atšķirību/kļūdu matricas darba lapā atrodiet, kur sakrīt Skolēnu klasifikācija pēc MultiSpec vai praktiskās MUC klasifikācijas interpretācijas ar kolonnu pa kreisi.

5. Solis. Paraugam numur 1 Piemēra MUC klasifikācijas darba lapā nosakiet Apstiprinošos datus no lauka apmeklējumiem (tabula 4 – 4. B šūna – Lapu koku meži ar mūžzaļajiem platlapu kokiem, MUC kods 0221 4. līmenī).

6. Solis. Tabulā 4 – 5. Atšķirību/kļūdu matricas darba lapā no šūnas ar noteikto Skolēnu klasifikācijas MUC kodu (0222) virzieties pa rindu (no kreisās uz labo pusi), kamēr jūs atradīsiet kategoriju augšējā rindā, kas sakritīs ar Apstiprinošo datu MUC kodu (0221). Rindas un kolonnas krustpunktu šūnā (šūnā B1) ierakstiet 1 un ņemiet nākamo paraugu. Šādā veidā rindas attēlo skolēnu datus un kolonnas attēlo apstiprinošos datus.

7. Solis. Ņemiet nākamo paraugu Piemēra MUC klasifikācijas darba lapā un turpiniet šo procesu. Kad jūs esat atzīmējuši visus paraugus, jums jāaprēķina vidējais aritmētiskais lielums vispārējai precizitātei.



8. Solis. Kopējais paraugu skaits (šūna E5) ir vienāds ar kopējo rindu skaitu (E1 + E2 + E3 + E4), kas ir vienāds ar kolonnu kopējo skaitu (A5 + B5 + C5 + D5). Kopējais pareizo klasifikāciju skaits ir vienāds ar šādu šūnu A1 + B2 + C3 + D4 summu (galvenā diagonāle, stiprāk iezīmētās šūnas). Izdaliet kopējo pareizo atbilžu skaitu (2 šajā piemērā) ar 3. Pareiziniet ar 100, lai iegūtu procentuālo daudzumu – 67%. Šis lielums parāda skolēnu klasifikācijas vispārējo precizitāti.

9. Solis. Tā kā šūnas pa galveno diagonāli attēlo visus "pareizos" klasifikācijas gadījumus vai

saskaņu starp skolēnu klasifikācijas un apstiprinošajiem datiem, tad visas tās šūnas, kas nav uz šīs diagonāles, nozīmē "nepareizu" klasifikāciju vai atšķirības. Tādēļ arī ir šis nosaukums Atšķirību/kļūdu matrica. Turklāt katra kļūda vai atšķirība ir novirze no MUC klases, kurā tā būtu jāklasificē, un kļūdains papildinājums nepareizajai MUC klasei. Šo informāciju var izmantot, lai noteiktu MUC klases, kas ir sevišķi grūti noteicamas, kā arī, kuras MUC klases bija viegli sajaukt ar citām.



Tabula 4 – 4.

Piemērs MUC klasifikācijas darba lapai.

Parauga numurs

Vietas nosaukums

Skolēnu veiktā klasifikācija vai

praktiskā interpretācija

Apstiprinošie dati no lauka

apmeklējumiem

Pareizi Nepareizi

1 Brauna meži Nepareizi

2 Smita pilsētas parks

Pareizi

3 Aplebija saimniecība

Pareizi

Tabula 4 – 5.

Piemērs Atšķirību/kļūdu matricas darba lapai.

MUC kods0222

MUC kods0221

MUC kods1121

MUC kods711

Kopējais skaits rindā

MUC kods 0222 A1: B1:1

C1: D1: E1:1

MUC kods 0221 A2: B2: C2: D2: E2:0

MUC kods 1121 A3: B3: C3:1

D3: E3:1

MUC kods 711 A4: B4: C4: D4:1

E4:1

Kopējais skaits kolonnā

A5:0

B5:1

C5:1

D5:1

E5:3

E5 = A5 + B5 + C5 + D5 = E1 + E2 + E3 + E4(Kopējais skaits kolonnā) = (kopējais skaits rindā)

VISPĀRĒJĀ PRECIZITĀTE = x 100 = (2/3) x 100 = 67%

MērījumiTālākā informācija ir nepieciešama, lai

izveidotu Atšķirību/kļūdu matricu: tālraidīto zemsedzes datu karte; pietiekami daudz apstiprinošo

datu paraugu.Lai radītu Atšķirību/kļūdu matricu, ir

nepieciešams savākt apstiprinošos datus katram zemsedzes tipam GLOBE pētījumu vietā, kuru

jūs vēlaties novērtēt. Būtu ideāli, ja katram zemsedzes tipam būtu savs paraugs. Taču var gadīties, ka nav iespējams savākt paraugus visiem zemsedzes veidiem, tādēļ vēlams būtu izveidot tikai vienu matricu 3 vai 5 visizplatītākajiem tipiem. Jo vairāk paraugu jūs savāksiet katram zemsedzes tipam, jo statistiski derīgāka būs matrica. Laika gaitā katrai skolai jāsavāc pietiekami daudz datu, lai izveidotu vismaz ierobežota skaita datu atšķirību/kļūdu matricu.


A1 + B2 + C3 + D4E5


Kad apstiprinošie dati ir ievākti, saskaņā ar darba aprakstu ir iespējams sākt veidot Atšķirību/kļūdu matricu. Tukšajā matricā būtu jāieraksta zemsedzes klases, kuras jānovērtē ar satelītu attēlu karšu klasēm pa Y asi un apstiprinošo datu klasēm pa X asi. Katrs apstiprinošo datu paraugs ir jāsalīdzina ar satelītu attēla kartē redzamo un jāatzīmē attiecīgajā vietā matricā. Jāsaprot, ka apstiprinošo datu vākšana ir laikietilpīgs darbs un tas var aizņemt vairākas mācību stundas, lai saliktu kopā pietiekami daudz datu derīgai matricai. Šī nodarbība var turpināties vairāk nekā vienu mācību gadu un iesaistīt vairākas klases. Kvalitatīvo datu vākšana ļoti paātrinās šo procesu. Taču zinātniski priekšroka tiek dota kvantitatīvajai datu vākšanai.

Datu pierakstīšana Ievadiet datus GLOBE skolēnu servera

mājas lapā.



VārdnīcaAtmosfēra

Tas ir zemes sistēmas gāzveida komponen-ts, gaisa masa, kas aptver Zemi.

AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer)

Augstākā attīstības līmeņa izšķirtspējas radiometrs. Instruments, ko izmanto NOAA (skatīt tālāk) polārajiem – orbītas satelītiem; tas novēro Zemes virsmu no redzamajiem līdz pat infrasarkanajiem reģioniem pikselī, kas ir 1,1 km liels.

BioģeoķīmisksAttiecas un ķīmisko savstarpējo iedarbību

starp dzīvajiem ("bio") un fiziskajiem ("ģeo") komponentiem Zemes sistēmā, piemēram, tādiem kā bioģeoķīmiskie oglekļa un slāpekļa cikli.

BiomasaIzkaltētu augu svars noteiktā laukuma

vienībā, bieži pierakstīts gramos uz kvadrātmetru.

BiomsNozīmīgākās ekoloģiskās kopas tips (kā

pļavas vai tuksnesis).

BiometrikaBioloģisko datu statistikas mācība.

BiometrijaBioloģisko mērījumu veikšanas process.

BiosfēraZemes sistēmas dzīvās sastāvdaļas kopā ar

gāzveida (atmosfēra), šķidrā veida (hidrosfēra) un cietā veida (ģeosfēra) sastāvdaļām.

Lapotnes pārsedzeLapotnes daudzums virs dotās zemes

platības. Tas ļauj noteikt Saules gaismas daudzumu, kas sasniedz doto zemes platību.

KlasificēšanaAtsevišķu priekšmetu grupu iedalīšana

konkrētās un skaidrās apakšgrupās pēc noteiktiem kritērijiem.

KlinometrsInstruments augstuma virs jūras līmeņa

leņķa izmaiņu mērīšanai.

DensiometrsIerīce, ar kuras palīdzību var noteikt

procentuālo pārsedzes biezumu mežiem klātā vidē.

Atšķirību/kļūdu matricaGrafiska metode, ko izmanto, lai

salīdzinātu divus datu kopumus to apstiprināšanai.

ĢintsKategorija, kurā ietvertajām sugām ir

vairākas kopīgas raksturīgās iezīmes nekā ar sugām citā ģintī. Tādējādi ģints ir cieši radniecīgu sugu kopums.

ĢeosfēraZemes sistēmas cietais komponents,

piemēram, klints, augsne u.c.

Gradients Izmaiņu koeficients mērītajā kvantitātē

vietā vai laikā.

Zemes pārsedzeZemi klājošo augu daudzums dotajā

laukumā (GLOBE programmā tie ir augi, kas ir zemāki par novērotāja ceļgaliem. Zemes pārsedze tiek izteikta procentos. Piemēram, 30% zemes pārsedzes nozīmē, ka, skatoties no augšas, augi aizēno 30% zemes).

HidrosfēraZemes sistēmas šķidrais komponents,

piemēram, okeāni, ezeri, upes u.c.NOAA – The National Oceanic and

Atmospheric AdministrationNacionālā okeānu un atmosfēras

administrācija.

FenoloģijaMācības par izmaiņām apkārtējā vidē laika

gaitā.

Foto interpretācija (skaidrošana)Zemsedzes kartes produkcija vai specifisku

iezīmju noteikšana ar vizuālo gaisa fotogrāfiju vai satelītu attēlu apskati.



Fotosintēzes potenciālsMaksimālais biomasas daudzums, kāds var

tikt saražots noteiktā platībā.

Primārā produktivitāteKoeficents, pie kāda organisks materiāls

tiek saražots fotosintēzes procesā dotajā vietā. Bieži izteikts oglekļa gramos uz kvadrātmetru gadā.

SugaIndividuālu, lielākoties līdzīgu augu vai

dzīvnieku grupa.

TM – Thematic MapperTematiskais attēlotājs. Tas ir instruments,

kas atrodas uz Landsat 4 un Landsat 5 un ir veidots, lai pētītu virsmas iezīmes 7 grupās, kas ietver no redzamajiem līdz infrasarkanajiem reģioniem ar pikseļa 30 m izšķirtspēju 6 grupās un 120 m izšķirtspēju silto infrasarkano laukumu grupā.

Apstiprinošie datiDati, kas nepieciešami, lai novērtētu

precizitāti zemsedzes kartēm, kas veidotas vai nu ar roku, vai ar elektronisku iekārtu palīdzību.



MĀCĪBU NODARBĪBASODISEJA ACĪM

Iesācēju līmenis

IemeslsIepazīstināt skolēnus ar modelēšanas

jēdzienu, kas saistās ar tālraidīšanu.

PārskatsŠajā sadaļā skolēni izveidos 3-D platības

modeli un radīs klasifikācijas sistēmu zemes veidiem savā modelī. Viņi izmantos savas acis kā uztvērējus un vēros modeli dažādā augstumā no zemes. Acis ceļos no ļoti neliela attāluma līdz tik tālam kā satelīti. Katru reizi skolēni izveidos redzamā satelītu attēla karti. Karti var pēc tam izmantot, lai atbildētu uz konkrētiem jautājumiem par vidi.

LaiksTrīs līdz četras mācību stundas.

LīmenisIesācēju.

PriekšnoteikumiSkolēniem jābūt īsi informētiem par

dažiem karšu un modeļu pamatkomponentiem, kā, piemēram, kartes atslēgas un simboli.


JēdzieniKarte ir simbolisks noteiktas zemes

platības attēlojums.Redzeslauks nozīmē: cik lielu apkārtējo

platību spēj uztvert jūsu acis vai kameras objektīvs.

Redzeslauks palielinās, ja pieaug augstums starp acīm un zemi.

IemaņasAinavas modelēšana.Ainavas zīmēšana dažādās perspektīvās.

Materiāli un darbarīkiPapīra dvieļa vai tualetes papīra ruļļa

serdes.Dažādi priekšmeti, lai izveidotu modeļus

(to piegādā vai nu skolotājs, vai skolēni).Līme.Mērlente.Lineāls.

SagatavošanāsSavāciet visus modeļa izveidošanai

nepieciešamos materiālus.

PriekšnoteikumiNekādi.

PamatsKarte ir visvienkāršākais Zemes virsmas

attēlošanas veids. Kartografēšanas un modelēšanas jēdzieni ir svarīgi, lai skolēni saprastu tālraidīšanas darba aprakstu. Piemēram, satelītu attēli, kurus skolēni uzzīmēs, pildot darba aprakstu, ir Zemes modeļi, kas uzņemti no satelītiem.

Satelīts riņķo ap Zemi un fotografē ar uztvērēju, kas ir jutīgs pret dažāda garuma viļņiem. Viens no galvenajiem uztvertajiem viļņu garumiem ir siltuma radiācija. Uztvērējs nolasa izstarotā siltuma daudzumu un no šiem dažādajiem skaitļiem izveido attēlu. Šajā nodarbībā skolēni paši darbosies kā siltuma radiācijas uztvērēji.

Lai gan skolēniem tas jau var būt zināms, viņi iegūs pieredzi tālraidīšanā. Katru reizi, kad viņi novēro kādu priekšmetu, to neaptaustot, skolēni izmanto savas acis, ausis, degunu un ādu, lai no tāluma uztvertu šo priekšmetu. Mēs varbūt uzskatām, ka tālraidīšanu veic tikai satelīti, taču ir ļoti daudz instrumentu, kurus lieto, lai no attāluma uztvertu objektus. Jūsu skolēniem, iespējams, jau ir pieredze fotografēšanā vai mikroskopa lietošanā. Abi šie instrumenti sniedz mums informāciju, ko mēs nevarētu iegūt, ja



mēģinātu objektus apskatīt ar mums pieejamām, ierobežotajām uztverēm.

Satelītu attēli, kurus skolēni izmantos darba aprakstos, sastāv no smalkiem kvadrātiem, un katrs no šiem kvadrātiem ietver informāciju par noteiktu zemsedzes platību. Mēs dēvējam šos attēlus par ciparu fotogrāfijām. Mazos kvadrātus, kas redzami šajos attēlos, sauc par pikseļiem. Dažiem attēliem ir pikseļi, kas attēlo lielu platību uz zemes, bet citiem ir pikseļi, kas attēlo mazākas platības.

Zinātnieki, kas pēta zemsedzi, izmanto dažādu fotogrāfiju un satelītu attēlu veidus atkarībā no viņu pētīšanas iemesliem. GLOBE zinātnieki ir ieinteresēti satelītu attēlu analizēšanā, lai noteiktu zemsedzes tipus un zemes izmantošanas pārmaiņas laika gaitā.

Tālraidīšanas darba aprakstā jūs veidojat tematisko karti 15 x 15 km lielai platībai ar savu skolu centrā. Informācija uz satelīta attēla, ko jūs iegūsiet, ir iegūta no satelīta. Jūsu skolēni ar datora palīdzību klasificēs zemsedzes tipus un arī vadīs uz vietas apstiprinošo vizīti galarezultāta attēlam.

Ko un kā darīt?

1. daļa

Modeļa izveidošana un pētīšana1. Skolēni izveido grupas un uzraksta plānu

zemes platības modeļa – īsta vai iedomāta – izveidei. Bieži skolas izvēlas savus pagalmus, taču modeļa skicei jābūt skolēnu radītai. Skolēniem jāsaraksta visi nepieciešamie materiāli un jāpiedāvā sava modeļa zīmējums. (Skatīt sadaļā Odiseja acīm: augstākais līmenis veidlapu Odiseja acīm: reģistrācijas veidlapa.)

2. Skolēniem būs nepieciešami divas līdz trīs mācību stundas, lai izveidotu savus modeļus.

3. Skolēni izmantos savas acis, lai izpētītu modeļus caur papīra dvieļu ruļļa serdi no četriem dažādiem skatupunktiem. Tas dos skolēniem iespēju redzēt izmaiņas izšķirtspējā un redzeslaukā. Lai skolēni pieraksta savus novērojumus Odiseja acīm: novērojumu veidlapā.3.a Peles redzesloks – novēro modeli no sāniem. Uzzīmē karti un atzīmē. 3.b Bites redzesloks – novēro modeli 10 cm augstumā virs tā. Uzzīmē karti un iezīmē to.

3.c Putna redzesloks – novēro modeli no galda augstuma. Uzzīmē karti un iezīmē to. 3.d Skats no satelīta – novēro modeli no otrā stāva loga. Uzzīmē karti un iezīmē to.

Jautājumi diskusijai1. Vai ir kāda redzama atšķirība starp bites un

peles redzeslokiem? Kādas?2. Salīdziniet savus četrus zīmējumus. Kurš no

tiem būtu jums vispiemērotākais, ja jūs būtu :3. Ērglis, kas medī peli?

a) Jāizšķiras, kur būvēt tirdzniecības centru?

b) Jāmeklē zvēru pēdas?c) Jāpēta mežu samazināšanās vai

palielināšanās apjomi?d) Jāatrod mežā pazudis bērns?e) Jāierauga, cik liela mežu platība ir

izpostīta pēc piesārņošanas?f) Jāatrod pazudusi kniepadata?

4. Kādas ir priekšrocības, lietojot satelītus, lai apskatītu Zemi? Vai šajā ziņā ir arī kādi trūkumi?

2. daļa

Simboliskas modeļa kartes izveidošana1. Aiciniet skolēnus katram zemsedzes tipa

modelim (ceļiem, klintīm, spēļu laukumu aprīkojumam, dīķiem, upēm, zālei, mājām utt.) izvēlēties kādu simbolu, kas tos apzīmētu. Izveidojiet šo zemsedzes tipu sarakstu kopā ar simboliem un ierakstiet to Odiseja acīm: simboliskās kartes datu lapā.

2. Lietojiet simbolus, lai izveidotu attiecīgās vietas karti. Uzzīmējiet karti Odiseja acīm: simboliskās kartes datu lapā.

3. Skolēnu grupas apmainās ar simboliskajām kartēm, atkodē tās un uzraksta izdomātu stāstu par kādu notikumu, kas varētu atgadīties šajā vietā.

Jautājumi diskusijai1. Ja jums lūgtu izveidot savas apkārtnes karti,

vai jūs izveidotu patiesībai atbilstošu karti vai karti ar simboliem? Pamatojiet savu atbildi.

2. Izpētiet kartes veidus un pamatojumu katram kartes veidam.



ODISEJA ACĪMVidējais līmenis

IemeslsIepazīstināt skolēnus ar jēdzieniem par

modelēšanu, kas saistīta ar tālraidīto datu uztveršanu, un iepazīstināt skolēnus ar attēlu kodēšanas procesu, kas līdzinās satelītu radītajiem attēliem.

PārskatsŠajā nodarbībā skolēni izmantos

simbolisku karti, kas tiks izveidota jau sākotnējā nodarbībā, lai radītu kodētu fotogrāfiju – līdzīgu satelītu attēliem. Uzsākot šo nodarbību, viņi sapratīs, kāpēc ir nepieciešami apstiprinošie apmeklējumi satelītu attēlos redzamajās vietās, lai zinātnieki varētu izveidot precīzus Zemes sistēmas modeļus.


LīmenisVidējais.

PriekšnosacījumiSkolēnus vajadzētu iepazīstināt ar to, kā

satelīti saņem informāciju un pārraida to uz datoriem.

Lai veiktu šo nodarbību, iepriekš ir nepieciešama nodarbība iesācēju līmenim.


JēdzieniPriekšmeti tālraidītajos satelītu attēlos ir

pārveidoti un kodēti ar cipariem, kas balstās uz priekšmetu gaismas staru atstarošanu.

Attēlu kodi tiek translēti caur satelītu šķīvi datorā, lai tur tos saglabātu vai pavairotu.

Attēla parādīšanās tiek panākta ar uzglabāto datu pārvēršanu noteiktā, krāsu kodētā attēlā.

IemaņasAttēla novērošana.

Attēla pārveidošana.Attēla klasificēšana.Attēla kodēšana.Krāsu piešķiršana attēlam.

Materiāli un darbarīkiRasēšanas papīrs.Zīmuļi.Plastmasas plāksne ar koordinātu tīklu.Pandas attēls.Krāsainie zīmuļi.

SagatavošanāsSavāciet visus materiālus.Pirms skolēni sāk strādāt pa pāriem,

parādiet visai klasei kodēšanas procesu.

Ko un kā darīt?

1. daļa. Kā tiek veidoti kodēti attēli?

Skolēni uzzinās, kā savstarpēji "sazinās" satelīti ar datoriem. Viens no skolēniem tēlos satelītu, bet otrs – datoru. Izmantojot melnbaltu attēlu, satelīts skenēs šo attēlu un pārtranslēs to skaitļu kodā. Dators pārtulkos skaitļu kodu un izveidos attēlu.1. Skolēni strādā pa pāriem. Viens izturas kā

satelīts, un otrs attēlo datoru. Satelīts noliek plastmasas plāksni uz melnbaltā pandas attēla un noskenē visu attēlu pa vienai rūtiņai, sākot no kreisā attēla stūra. Satelīts nosauc datoram katras rūtiņas koda ciparu.

2. Satelīts pārtulko katru rūtiņu saskaņā ar šādiem norādījumiem:

ja rūtiņa ir baltā krāsā, satelīts to pārraida kā skaitli "1", un dators ieraksta šo skaitli kodā;

ja rūtiņa ir melnā krāsā, satelīts to pārraida kā skaitli "2", un dators ieraksta šo skaitli kodā;

ja rūtiņa nav visa tikai baltā vai melnā krāsā, satelīts "izlemj", kāds ir labākais variants – "1" vai "2". Satelīts pārraida šo skaitli datoram, un tas ieraksta skaitli kodā;



satelīts apzīmē katru noskenētās līnijas sākumu un beigas ar "0".

3. Izmantojot zīmuli, skolēns, kurš attēlo datoru, pārtulko kodu uz rasēšanas papīra, izveidojot satelīta attēlu.

PiezīmeSkatīt piemēru ciparu kodam augstākā

līmeņa nodarbības aprakstā. Papildus var vingrināties, izmantojot skolēnu izveidotus krāsainus attēlus un dažāda lieluma koordinātu tīklu.

2. daļa. Kodētās kartes veidošana.1. Izsniedziet katrai grupai plastmasas plāksni

ar koordinātu tīklu. Palūdziet skolēnus nolikt šo plāksni uz simboliskas kartes, kas izveidota nodarbībā iesācēju līmenim. Tagad viņiem vajadzēs izveidot krāsu un skaitļu kodu saviem zemsedzes veidiem. Dati jāieraksta Odiseja acīm: kodētajā datu lapā (atrodama pēc nodarbības Odiseja acīm: augstākais līmenis).

2. Piešķiriet katrai zemes formai simboliskajā kartē krāsu un skaitli. Pierakstiet to Kodēto datu lapā.

Piem. Ēkas 1 Zils

Koki 2 Zaļš

4. Noskenējiet katru simboliskās kartes līniju, salīdzinot katru rūtiņu ar skaitli. Pierakstiet skaitļus datu tabulā. Iesāciet un pabeidziet katru noskenēto līniju ar "0". Tālākai palīdzībai skatīt norādījumus šīs nodarbības pirmajā daļā. Jūs esat izveidojuši savas simboliskās kartes ciparu kodu.

5. Izmantojot ciparu kodu, izvēlieties krāsas, kas sakrīt, un izveidojiet karti kā kodētu satelītu attēlu uz rasēšanas papīra.

Jautājumi diskusijai3. Cik atšķirīgi ir zemsedzes tipu lielumi

salīdzinājumā ar tiem, kas attēloti simboliskajā kartē?

4. Cik atšķirīgi ir zemsedzes tipu lielumi salīdzinājumā ar tiem, kas ir oriģinālajā modelī?

5. Salīdziniet dažādu grupu veidotās kartes!Kā jūs zināt, ka kartes ir precīzas?Kas notiek ar zemsedzes tipiem, kas ir mazā platībā, kad jūs zīmējat simbolisko karti vai kodējat attēlu?Kā šīs atšķirības ietekmē to, kādu zemsedzes veidu un platību jūs redzat?

PiezīmeVietas apmeklēšana apstiprināšanai ir

viena no darbībām, ko jūs darāt saskaņā ar darba aprakstu. Tā ir pārbaude, lai uzzinātu, kas

īstenībā atrodas uz zemes, salīdzinot ar to, kas ir attēlots satelītu attēlā vai modelī.



ODISEJA ACĪMAugstākais līmenis

Vispārējs iemeslsIepazīstināt skolēnus ar modelēšanas

jēdzienu, kas saistīts ar tālraidītajiem datiem.

Iemesls augstākā līmeņa nodarbībai

Šajā nodarbībā vienas klases skolēni apmainīsies ar savām kodētajām kartēm ar citas klases vai skolas skolēniem. Katra skolēnu grupa attēlos no jauna oriģinālajā satelītu attēlā redzamos zemsedzes tipus.

PārskatsŠī nodarbība ataino, kā satelītu uztvērēji

pārraida informāciju uz datoriem. Skolēni pārtranslēs savas kartes ciparu kodā un nosūtīs tās uz citu klasi, lai tur tās tiktu pārvērstas krāsainā kartē. Šādā veidā nostiprinās saistība starp tālraidīšanas tehnoloģijām, datoru attēlu veidošanu un zemsedzes tipa novērtēšanu.


LīmenisAugstākais.

PriekšnosacījumiSkolēnus vajadzētu īsi iepazīstināt ar

procesiem, kad satelīti saņem informāciju un pārtranslē to un datoriem.

Lai izpildītu šo nodarbību, iepriekš ir nepieciešama nodarbība iesācēju līmenim.

Skolēniem iepriekš nepieciešams veikt arī vidējā līmeņa nodarbību.


JēdzieniPriekšmeti tālraidītajos satelītu attēlos ir

pārveidoti un kodēti ar cipariem, kas balstās uz priekšmetu gaismas staru atstarošanu.

Attēlu kodi tiek translēti caur satelītu šķīvi datorā, lai tur tos saglabātu vai pavairotu.

Attēla parādīšanās tiek panākta ar

uzglabāto datu pārvēršanu noteiktā, krāsu

kodētā attēlā.

IemaņasAttēla novērošana.Attēla tulkošana.Attēla klasificēšana.Krāsaino kodu tulkošana attēlam.

Materiāli un darbarīkiInternet (ieteicams, bet nav obligāts).Rasēšanas papīrs.Krāsainie zīmuļi.Kodētā karte, kas tika izveidota 2. daļas

nodarbībā vidējam līmenim.Iemaņas darbā ar datoru.

SagatavošanāsSavāciet visus nepieciešamos materiālus.Skolēni apmainīsies ar savām izveidotajām

kartēm ar citu klašu vai skolu skolēniem, tādēļ jau iepriekš jānodibina kontakti ar citu klasi vai skolu.

Ko un kā darīt?6. Iepriekšējā nodarbībā (vidējam līmenim)

skolēni pārvērta savu modeļu kartes ciparu kodā. Uzrakstiet šo ciparoto kodu Word procesorā. Izmantojiet "0", lai iesāktu un pabeigtu katru kartes līniju. Ļaujiet, lai skaitļi "noslēpj" vārdus tā, lai kartes raksts šajā ziņojumā nebūtu saskatāms.



Piemērs:

0111122001111330024643400246444002556550044444440011112200111133

0011113300111220011113300111133002464340024644400255655004444444

0011112200111133002464340024644400255655002464340024644400255655

0044444440011112200255655004444444001111220011113300111133001111

6. Pievienojiet atbildes atslēgu, lai kodus varētu pārvērst krāsās. (Skatīt Odiseja acīm: kodēto datu lapu, kas tiks aizpildīta vidējā līmeņa nodarbības laikā.)

Piemērs:1 violets;2 tumši zils;3 zaļš;4 dzeltens;5 oranžs;6 sarkans.

7. Skolēni no citas klases vai skolas saņems kodu un pārvērtīs to krāsainā kartē,

izveidojot mākslīgu krāsaino satelītu attēlu. Iztulkotās kartes var sūtīt uz skolu, kas kodēja tās, lai pārbaudītu to pareizību.

PiezīmeŠī apmaiņa var notikt arī ar Internet

palīdzību, klasēm vai skolām savstarpēji apmainoties ar diskiem vai ar informācijas kopijām.

Jautājumi diskusijai7. Kādi ir dominējošie zemsedzes tipi jūsu

mākslīgajā krāsainajā satelītu attēlā? Kādam ģeogrāfiskam reģionam šī vieta varētu piederēt?

8. Vai jūs varat izveidot šīs kartes vai modeļa skici?



Tabula 4 – 6.:

Reģistrācijas veidlapa – Odiseja acīm.


Odiseja acīm

Grupas dalībnieku vārds, uzvārds:Datums:

Reģistrācijas veidlapaPiedāvātā modeļa apraksts un zīmējums

Nepieciešamie materiāli: Piegādātājs:


Zīmējums 4 – 15.:

Modeļa novērošana – Odiseja acīm.

Odiseja acīm Modeļa novērošana

Vārds, uzvārds:Datums:

Skats no lidmašīnas

Skats no satelīta




Modeļa novērošana – Odiseja acīm.

Odiseja acīm Modeļa novērošana


Bites redzesloks

Putna redzesloks



Tabula 4 – 7.:

Simboliskās kartes datu lapa – Odiseja acīm.


Odiseja acīm


Simboliskās kartes datu lapaZemsedzes tipu atslēga

Zemsedzes tips Simbols Ceļš Vieta ar kāsītiKoki Kvadrātiņi

1.2.3.4.5.6.7.

Simboliskā karteIekļaujiet modeļa lielums centimetros (garumā un platumā)


Tabula 4 – 8.:

Kodēto datu lapa – Odiseja acīm.

Odiseja acīm


Kodēto datu lapaKrāsu un skaitļu kodu atslēga

Zemsedze Simbols Skaitlis Koda krāsa

Ciparu kodsLietojiet “0”, lai norādītu katras skenētās līnijas sākumu un beigas

0 00 00 00 00 00 00 00 00 0




Koordinātu tīkls – Odiseja acīm.




Spēļu lācēns – Odiseja acīm.



DAŽIEM TAS PATĪK KARSTS!Iesācēju līmenis


tālraidīšanu un mākslīgi krāsotajiem satelītu attēliem. Skolēni radīs karti, balstoties uz temperatūras datiem, kas iegūti, izmantojot rokas kā uztvērējus. Šajā projektā skolēnu uzdevums ir noteikt konkrētā apkārtnē vietu, kur ledus gabaliņš izkustu visātrāk, un vietu, kur tas saglabātos visilgāk.

PārskatsRiņķojot ap Zemi, satelīts uzņem

fotogrāfijas ar fotoaparātu, kas ir jutīgs pret dažāda garuma siltuma radiāciju. Uztvērējs nolasa izstarotā siltuma daudzumu un no dažādajiem lielumiem izveido attēlu. Šajā nodarbībā skolēni izmantos savas rokas kā siltuma uztvērējus un ārējo apkārtni ar dažādām zemsedzes formām. Uz apkārtnes kartes skolēni uzrakstīs dažādās vērtības tieši tāpat, kā to dara satelīti. Kad skolēni būs pabeiguši, viņiem izveidosies savas apkārtnes siltuma karte.

LaiksTrīs līdz piecas mācību stundas.

LīmenisIesācēju.

PriekšnosacījumiPalīdzēs iepriekšēja pieredze laukumu

uzmetumu zīmēšanā.Saulaina diena.


JēdzieniRiņķojošie satelīti fotografē ar aparātiem,

kas ir jutīgi pret dažādiem viļņu garumiem.Viens no galvenajiem uztvertajiem viļņiem

ir siltuma radiācija. Uztvērējs nolasa izstarotā siltuma daudzumu un no šiem dažādajiem lielumiem izveido attēlu.

Kad skolēni kaut ko novēro, tam nepieskaroties, viņi izmanto savas acis, ausis, degunu un ādu, lai no attāluma uztvertu šo objektu.

IemaņasNoteiktās vietas novērošana.Tādas vietas paredzēšana, kurā ledus

gabaliņš izkustu visātrāk.Paredzējuma pārbaudīšana.Dažādu vietu salīdzināšana pēc siltuma

radiācijas.Siltuma radiācijas attēla kartografēšana.

Materiāli un darbarīkiLineāls.Balta papīra lapa.Virve vai aukla.Prizma (ieteicama).

SagatavošanāsKlases telpā sagatavotas bļodas ar karstu

ūdeni, ledu un dvieļiem.Ledus kubiņi, kas pagatavoti katrs no

divām tējkarotēm ūdens.Iezīmējiet vai norobežojiet ar virvi

laukumu (apmēram 5 – 10 metru kvadrātu), kurā atrastos dažādi zemsedzes veidi. Piemēram, laukumā var ietilpt asfalts, zālājs un kaila zeme.

Ko un kā darīt?1. Skolēniem būtu jāsadalās grupās pa divi.

Paskaidrojiet skolēniem, ka pēc pāris dienām viņi ies ārā un ņems līdzi ledus gabaliņus. Viņiem būs jāatrod vai nu vieta, kurā, pēc viņu domām, ledus gabaliņš izkustu visātrāk, vai arī vieta, kurā tas saglabātos visilgāk.

2. Pirms apkārtnes izpētes skolotājs parāda trīs līdz sešus piemērus klasē (bļoda ar ledu, karstu ūdeni, siltu dvieli, flīžu grīda). Skolēni izmanto savas uz leju vērstās plaukstas, lai noteiktu katra priekšmeta relatīvo temperatūru. (Rokas nedrīkst pieskarties priekšmetam, tās ir kā uztvērēji no attāluma.)



Vai viņi var noteikt atšķirību starp šiem priekšmetiem, ja viņu acis ir aizvērtas?

3. Šo nodarbību uzsāk ārā izveidotajā ierobežotajā laukumā (5 – 10 m kvadrāts). Skolēni uzzīmēs laukuma skici. Uz citas papīra lapas skolēniem jāuzraksta visi laukumā atrodamie zemsedzes veidi. Viņiem jāuzzīmē arī taisnstūris, kurā paredzēts ierakstīt zemsedzes tipus. Skolotājam jālūdz klasi izveidot sarakstu (vai zīmējumus saraksta lapā) ne vairāk kā sešiem novērotajiem zemsedzes veidiem. Daži piemēri varētu būt klintis, asfalts, grants, zālājs, pļavas, smiltis utt. Laukuma skicē skolēniem jāieraksta projekta nosaukums, datums, laiks, atrašanās vieta, virzieni pēc kompasa, laika apstākļi un grupas dalībnieku vārdi un uzvārdi.

4. Skolēni atgriežas pētījumu vietā nākamajā dienā ar saviem zemsedzes veidu sarakstiem un, kā jau izmēģinājuši klasē, izmanto savas rokas, lai mērītu katra zemsedzes veida

relatīvo temperatūru, un pieraksta šo informāciju blakus katram zemsedzes tipam tā, lai informācija būtu sakārtota secībā no karstākā uz aukstāko.

5. Atgriežoties atpakaļ klasē, skolēni sadala taisnstūri savā atslēgvārdu lapā vairākās daļās, lai ierakstītu novēroto, sarakstā esošo zemsedzes klašu skaitu (skatīt Parauga pierakstu lapu). Skolotājs mudina klasē izvērst diskusiju – kādas krāsas tiks lietotas, lai attēlotu zemsedzes klases no karstākās un aukstāko. Izpētot un izmantojot krāsas, kas iegūtas no krāsu spektra, saules gaismai spīdot caur prizmu (ja iespējams), sakārtojiet krāsas secībā. Skolotājs pieraksta šo krāsu secību. To lieto, lai iekrāsotu attiecīgos krāsu lodziņus taisnstūrī. Šis lodziņš ir temperatūras atslēga mākslīgajai krāsu kartei. Ar šīs tabulas palīdzību skolēni veiks mākslīgo kartes iekrāsošanu, katru zemsedzes tipu iekrāsojot saskaņā ar informāciju no temperatūras skalas.


Parauga pierakstu lapa

6. Pirms šīs nodarbības daļas skolotājs sagatavo ledus kubiņus, izmantojot katram divas tējkarotes ūdens. Ledus kubiņi tiek izņemti tieši pirms pašas nodarbības sākuma, ietīti alumīnija folijā un ielikti saldētavā. Lai noskaidrotu, vai tiks meklēta vieta, kurā ledus visātrāk izkusīs, vai vieta, kurā tas visilgāk saglabāsies, var mest gaisā monētu. Katra skolēnu grupa paskatās savās kartēs un

izvēlas vietu, kas vislabāk der izvirzītajam uzdevumam. Klase iet ārā, un katrai grupai tiek dots ledus kubiņš (ietīts folijā). Viņi iet uz savu izvēlēto vietu un pēc skolotāja dotā signāla noliek zemē ledus kubiņu (iztītu no folijas). Pēc skolotāja dotā signāla tiek uzņemts arī laiks. Kad skolēns ir iesaucies: "Izkusis!", skolotājs pasaka laiku, kuru


ZemsedzeKrāsu taisnstūris

KlintsGrantsZālājsBojāta zāleSmiltisAsfalts


skolēni pieraksta uz papīra lapām. Skolēni pieraksta arī izvēlēto atrašanās vietu.

7. Skolotājs izveido tabulu, kāda parādīta tālāk, lai skolēni varētu pierakstīt rezultātus. Skolotājs uzraksta vismazāko piefiksēto minūšu laiku un pajautā skolēniem, kuri bija laikā starp 1:00 un 1:29, piemēram, lai

ierakstītu savus rezultātus tabulā. Procesu atkārto, kamēr ir pierakstīti visi dati. Pēc tam notiek diskusija klasē un izveidota jauna klases temperatūras uztvērēju karte, kas parāda ledus gabaliņa darbības patiesos rezultātus. Šī jaunā karte ir ļoti nepieciešama šādām nodarbībām.

GrupaLaiks (min) :00 – :29 :30 – :59 1:00 – 1:29 1:30 – 1:59 2:00 – 2:29

Zīmējums 4 – 20.

Dažiem tas patīk karsts – datu tabula.



DAŽIEM TAS PATĪK KARSTS!Vidējais līmenis

IemeslsIepazīstināt skolēnus ar tālraidīšanas un

neīsto krāsu attēlu jēdzieniem un demonstrēt, kā uztvērējs attēlo satelītu un datoru attēlos informāciju par uztverto siltumu.

PārskatsSkolēni izmantos termometru, lai izmērītu

siltumu, kas izstarots no zemsedzes tipiem, kas mērīti iesācēju līmeņa nodarbībā. Viņi izstrādās uztvertā siltuma karti, izmantojot krāsu kodu, lai attēlotu siltuma variācijas.

LaiksDivas līdz trīs mācību stundas.

Līmenis

Vidējais.

PriekšnosacījumiVēlama ir iesācēju līmeņa nodarbība.Skolēniem jāprot nolasīt termometra skala.


JēdzieniRiņķojošie satelīti uzņem fotogrāfijas ar

kamerām, kas ir jutīgas pret dažādu viļņu garumiem.

Viens no galvenajiem viļņu garumiem, ko uztver, ir siltuma radiācija jeb karstuma

atstarojums. Uztvērējs nolasa izstarotā siltuma daudzumu un veido attēlus no dažādajiem lielumiem.

Kad skolēni novēro kaut kādu priekšmetu, tam nepieskaroties, viņi izmanto savas acis, ausis, degunu un ādu, lai no attāluma uztvertu šo objektu.

IemaņasDotās platības novērošana.Dažādu zemes veidu mērīšana ar

termometru.Dažādu vietu salīdzināšana pēc siltuma

radiācijas.Siltuma radiācijas attēlu kartografēšana.

Materiāli un darbarīkiLineāls.Balta papīra lapa.Virve vai aukla.Mazs termometrs.Kartona glāzīte.No stieples darināts drēbju pakaramais.

SagatavošanāsNepieciešama ar virvi iezīmēta platība

(apmēram 5 - 10 metru laukums), kurā atrodami dažādi zemes tipi. Piemēram, šajā laukumā var atrasties gan asfaltētā daļa, gan zāle un kaila zeme.

Samontējiet termometra aparātu, taču, ja laiks atļauj, to varētu likt darīt arī pašiem skolēniem.



Zīmējums 4-21. Termometra aparāts.

Ko un kā darīt?1. Konstruējiet infrasarkanā starojuma

noteicēju, kā parādīts zīmējumā 4-21. Šī ierīce tiek lietota, lai mērītu objektu, nevis zemes izstaroto siltumu. Kartona krūzīte kalpo kā barjera apkārtējai radiācijai. Palūkojieties uz grādu skaitu termometrā, piešķiriet katram līmenim citu krāsu. Piemēram, 0-5 = violets, 6-10 = gaiši zils, 11-15 = jūras zils, utt., kamēr ir apzīmēti visi grādi (pēc Celsija). Tie jāieraksta Temperatūras lapā.

2. Izmantojot termometra aparātu, lieciet skolēniem izmērīt tā objekta temperatūru, kuru viņi mērīja ar savām rokām nodarbībā iesācēju līmenim. Pierakstiet objekta temperatūru un attiecīgo krāsu no Temperatūras lapas.

3. Paliekot pa pāriem, skolēni atgriežas sākotnējā nodarbībā iezīmētajā laukumā un mēra katras zemsedzes atstaroto temperatūru. Pierakstiet datus un piešķiriet katram pārsedzes tipam krāsu no Temperatūras lapā veidotā koda.

4. Uzzīmējiet lauka karti. Atzīmējiet katra zemsedzes tipa temperatūru un iekrāsojiet

laukumu ar attiecīgajām krāsām. Šajā kartē skolēniem jāpieraksta datums, laiks, atrašanās koordinātas un virziens pēc kompasa. Nosauciet šo karti par Temperatūras uztveršanas karti.

Jautājumi diskusijai1. Salīdziniet kartes, kas veidotas sākotnējā

nodarbībā un šajā. Kāda ir atšķirība?2. Pievienojot temperatūras gradientu, kā ir

mainījies krāsu daudzums attēlā? Vai radās lielāks vai mazāks kopējais krāsu skaits?

3. Vai ir kādas vietas, kurām karstuma uztveršanas kartēs ir vienādas krāsas, bet dažādas temperatūras uztveršanas kartēs? Kāpēc tas tā ir? Ja tas neparādās kartēs, skolēniem jāizvirza hipotēze, kāpēc tas varētu notikt.

4. Cik tuvu bija skolēnu ar rokām noteiktie temperatūras rādītāji, salīdzinot ar patiesajiem? Precizitātes instruments sākotnējā nodarbībā bija viņu rokas. Vai dažu skolēnu rokas bija jutīgākas nekā citiem skolēniem?



DAŽIEM TAS PATĪK KARSTS!Augstākais līmenis


tālraidīšanu un neīsto krāsu attēliem. Skolēni veidos neīsto krāsu attēlus savai izvēlētajai vietai. Veidojot divus attēlus ar dažāda lieluma tīklojumu, viņi atklās atšķirības attēla izšķirtspējā.

PārskatsŠī līmeņa nodarbība ir veidota, lai parādītu,

kā satelītu uztvērēji nolasa informāciju. Skolēni izveidos koordinātu tīklu un izmantos to, lai mērītu siltuma atstarojumu no zemes pārsedzes, kas būs redzama tā kvadrātos. Galarezultātā radīsies siltuma atstarojuma karte, radīta pikseļu formā.


LīmenisAugstākais.

PriekšnosacījumiTie paši, kas vidējā līmeņa nodarbībā.


JēdzieniRiņķojošie satelīti uzņem fotogrāfijas ar

kamerām, kas ir jutīgas pret dažādu viļņu garumiem.

Viens no galvenajiem viļņu garumiem, ko uztver, ir siltuma radiācija jeb karstuma atstarojums. Uztvērējs nolasa izstarotā siltuma daudzumu un veido attēlus no dažādajiem lielumiem.

Kad skolēni novēro kaut kādu priekšmetu, tam nepieskaroties, viņi izmanto savas acis, ausis, degunu un ādu, lai no attāluma uztvertu šo objektu.

IemaņasDotās platības novērošana.

Dažādu zemes veidu mērīšana ar termometru.

Dažādu vietu salīdzināšana pēc siltuma radiācijas.

Siltuma radiācijas attēlu kartografēšana.

Materiāli un darbarīkiMetru gara nūja.Aukla.Mērlente.Papīra glāzītes termometra aparāts no

iepriekšējā līmeņa nodarbības.

SagatavošanāsNoderētu iepriekš sagatavots koordinātu

tīkls (kā, piemēram, Siltuma uztveršanas koordinātu tīkla lapa).

Ko un kā darīt?1. Skolēni strādā grupās pa trim vai četriem, lai

izveidotu lielu koordinātu tīklu. Viņi izmanto četras metru garas, kopā sasietas nūjas, lai izveidotu rāmi. Lai izveidotu tīklojumu, viņi izmanto auklas, kas gan gareniski, gan vertikāli krustojas ik pēc 20 cm. (Skat. tālāk diagrammu.)

2. Skolēnu grupas iet ārā un atrod vietu, kurā būtu ļoti dažādi zemsedzes tipi viena kvadrātmetra laukumā. Piemēram, tā varētu būt asfaltētā seguma daļas mala, blakus kurai parādās arī zāle un smiltis vai klintis, vai ledus, utt. Skolēni uzzīmē un atzīmē šo vietu.

3. Skolēni pārliek pāri izvēlētajai vietai sagatavoto koordinātu tīklu. Katrā tīkla kvadrātā viņi izmēra temperatūru ar iepriekšējā līmeņa nodarbībā izgatavoto mērinstrumentu. Viņi pieraksta iegūto informāciju Siltuma uztveršanas koordinātu tīkla lapā.

4. Klasē viņi iekrāso koordinātu tīklu, izmantojot krāsu kodu, ko paši radīja iepriekšējā nodarbībā. Tagad viņi ir izveidojuši tieši tādu siltuma attēlošanas karti, kādu to lieto satelītu attēli.



Otrā daļa1. Atkārtojiet eksperimentu ar smalkāku

koordinātu tīklojumu (10 cm kvadrātiņi).2. Kā izmaiņas tīklojuma lielumā ietekmē karti?

Zinātnieki šādas izmaiņas tīkla lielumā sauc par izmaiņām izšķirtspējā. Jo smalkāka izšķirtspēja, jo noteiktāka informācija tiek attēlota. Dažādiem pētījumu veidiem ir nepieciešama dažāda izšķirtspēja.2a. Skolēni grupā salīdzina abus attēlus (20 un 10 cm). Kuram attēlam ir visvieglāk nosakāms

attēls? Kurš attēls būtu vispiemērotākais lielas

platības zemsedzes vērtējumam? Kurš attēls būtu vispiemērotākais mazas

platības zemsedzes vērtējumam?2b. Skolēni apmainās ar attēliem grupu starpā. Vai viņi var pateikt, kur ārā atrodas

attēlotā vieta? Kādi zemsedzes tipi tur varētu atrasties? Kurš no attēliem sniedz labāku atbildi?2c. Skolēni salīdzina attēlus ar visu klasi. Viņi pārrunā siltuma uztveršanas nozīmi pasaulē. Kā papildu nodarbību viņi var pētīt

dažus veidus, kad siltuma uztveršana tiek izmantota.

Ko darīt tālāk?

Sniega kušanas modeļa noteikšanaSkolēni izmantos temperatūras uztveršanas

kartes, lai iepriekš noteiktu sniega kušanu ziemas beigās.1. Izskaidrojiet skolēniem, ka informācija, ko

viņi radīja par relatīvo zemsedzes temperatūru, var palīdzēt iepriekš noteikt, kā šajā apkārtnē kusīs sniegs. Pārskatiet datus, kurus viņi savāca, veidojot temperatūras uztveršanas kartes. Lai viņi nosaka, kur sniegs kustu visātrāk pavasarī, un pierakstiet viņu idejas un minētos iemeslus vēlākai diskusijai.

2. Sadaliet komandas grupās. Katrai grupai tiek piešķirts noteikts zemsedzes tips pētītajā vietā nodarbībā par temperatūras uztveršanas kartes veidošanu. Pavasarim tuvojoties, skolēni katru dienu apmeklē savu izpētes vietu un pieraksta savus novērojumus.

3. Kad sniegs ir nokusis līdz zemei, skolēni pieraksta uz zemsedzes novēroto. Tiek pierakstīta arī secība, kādā parādās zemsedzes tipi.



Tabula 4 – 9.

Temperatūras lapa.

Vārds, uzvārds: _______________________________________

Datums: _____.______.___________

Temperatūras lapa

Tabula 1

Amplitūda Krāsa Amplitūda Krāsa

1. 11.2. 12.3. 13.4. 14.5. 15.6. 16.7. 17.8. 18.9. 19.

10. 20.

Tabula 2

Priekšmets Temperatūra Krāsa

1.2.3.4.5.6.

Tabula 3

Zemsedze Temperatūra Krāsa

1.2.3.4.5.6.



Tabula 4 – 10.

Siltuma uztveršanas koordinātu tīkls

Grupas nosaukums:___________________________________________

Datums: _____.______.___________

Siltuma uztveršanas koordinātu tīkls


8. Pēc tam, kad visi dati ir pierakstīti, iegūto informāciju salīdzina ar to, kas tika iegūta ledus kubiņa kausēšanas nodarbībā iesācēju līmenī, un paši skolēni skaidro jebkuru anomāliju. Salīdzināšanu var atvieglot, uzskicējot novērojumus uz vaska papīra vai acetāta un pārklājot to pār oriģinālo siltuma karti.

Ko darīt tālāk?

Sēklu dīgšanas modeļa noteikšanaSkolēni izmantos temperatūras uztveršanas

kartes, lai noteiktu sēklu dīgšanu pavasarī.1. Izskaidrojiet skolēniem, ka informācija, ko

viņi radīja par relatīvo zemsedzes temperatūru, var palīdzēt iepriekš noteikt, kur šajā apkārtnē vispirms izdīgs sēklas.

Pārskatiet datus, kurus viņi savāca, veidojot temperatūras uztveršanas kartes. Lai viņi nosaka, kur asni parādīsies pavasarī visātrāk, un pierakstiet viņu idejas un minētos iemeslus vēlākai diskusijai.

2. Sadaliet komandas grupās. Katrai grupai tiek piešķirts noteikts zemsedzes tips pētītajā vietā nodarbībā par temperatūras uztveršanas kartes veidošanu. Pavasarim tuvojoties, skolēni katru dienu apmeklē savu izpētes vietu un pieraksta savus novērojumus.

3. Kad sniegs ir nokusis līdz zemei, skolēni pieraksta veģetāciju. Tiek pierakstīta vieta, kur tika pamanīti pirmie asni. Skolēni izmanto rokasgrāmatas, lai varētu piedalīties, nosakot pierakstītās veģetācijas tipus.

4. Pēdējo darbību veiciet tādu pašu, kā aprakstīts sniega kušanas modeļa nodarbībā.

ATKLĀJUMU VIETAVidējam līmenim

IemeslsLai, risinot problēmas, varētu lietot

zemsedzes kartes.

PārskatsSkolēni strādās, lai noteiktu slimnīcas

atrašanās vietu, lai radītu vismazāko ietekmi uz dabu. Viņi izmantos automātiski klasificētos attēlus no tālraidīšanas darba apraksta, lai analizētu un pieņemtu lēmumus. Notēlotā pilsētas sanāksme kalpos kā grupu darba prezentācija un visas klases lēmums – kur uzcelt jaunu slimnīcu.Laiks

Divas līdz četras mācību stundas.Līmenis

Vidējais.Priekšnosacījumi

Skolēniem jāizpilda tālraidīšanas darba apraksts.

Jābūt zināšanām par terminiem "dominējošie zemsedzes tipi", "otrie populārākie zemsedzes tipi", "retie zemsedzes tipi" un "atsevišķie zemsedzes tipi".

Grupas prezentācijas iemaņas.Pamatjēdzieni un iemaņasJēdzieni

Cilvēki ietekmē zemsedzes tipu daudzumu un veidu.

Zemsedzes tipam mainoties, tiek ietekmēti dzīvnieki un augi.

Cilvēkiem jāapzinās ietekme uz zemes attīstību.Iemaņas

Dažādu scenāriju, kuri izmaina apvidus zemsedzes tipus, analizēšana.

Spēja paredzēt, kā izmaiņas ietekmēs dzīvos organismus atkarībā no zemsedzes tipa.

Dažādu scenāriju risinājumu izvērtēšana.Savu attīstības plānu prezentēšana klasei.

Darbarīki un materiāli

Skolēnu zemsedzes kartes cietā kopija no tālraidīšanas darba apraksta.

Ko un kā darīt?

1. Sadaliet klasi grupās pa trim vai četriem un pārrunājiet ar viņiem, kādi zemsedzes tipi ir attēloti automātiskajā "puduru" kartē. Lai viņi saraksta tos šādā tabulā:

a. Dominējošs b. Otrais populārākais c. Rets vai atsevišķs

1. 1. 1.2. 2. 2.3. 3. 3.4. 4. 4.

9. Klasē kārtīgi apspriediet katru no zemsedzes vietām. Pievērsiet lielu uzmanību dzīvajām un nedzīvajām sastāvdaļām. Lai grupas izdomā trīs visizdevīgākās vietas slimnīcai, ieskaitot autostāvvietu laukumus un ceļus.

10. Izmantojot tabulu, skolēni salīdzinās zemsedzes tipu vietas. Kā piedāvātais attīstības plāns ietekmēs augus un dzīvniekus, kas ierakstīti tabulā?

11. Skolēni grupā pārrunā izvēles variantus un samazina izvēli līdz vienai.12. Skolēni veido prezentācijas stendu:

viņi palielina oriģinālos klasificētos attēlus tā, lai zemsedzes tipu vietas būtu viegli saskatāmas;

ievieto slimnīcu, ceļus un auto stāvlaukumus, kas būs daļa no klasificētā attēla attīstīšanas, pamatojoties uz citu celtņu lielumu attēlā.

13. Skolēni gatavo prezentāciju. Sagatavošanās atgādina pilsētas sanāksmi. Skolēni tēlo vietējos iedzīvotājus un balso par labāko vietu, kur varētu atrasties slimnīca. Katra prezentācija ir iecerēta kā klasesbiedru pārliecināšana, ka grupa ir izvēlējusies labāko vietu.

14. Pēc visām uzstāšanās reizēm skolēni nosaka, kura atrašanās vieta viņiem patika vislabāk un kāpēc.15. Pēc balsošanas par labāko vietu pārbaudiet, vai klasē, pieņemot lēmumu, bija saskaņa. Kāpēc tā ir

vai tās nav? Vai varētu būt vairāk nekā viena atbilde?

VIETAS APSKATEIesācēju līmenis

IemeslsIepazīstināt skolēnus ar sistēmas jēdzienu.

Palīgjēdzieni ir "robežas", "investīcijas", "produkcija" un "atgriezeniskās saites loki". Sistēmas jēdziens palīdzēs skolēniem saprast, kāpēc viņi vadīs biometrijas mērījumus 30 x 30 m bioloģisko pētījumu vietās.

PārskatsSkolēni pētīs vidi savās 30 x 30 m

bioloģisko pētījumu vietās. Viņi izmantos vienkāršu novērošanas tehniku, lai noteiktu daudzumu un apzīmētu savus novērojumus. Nodoms ir radīt skolēnos ziņkāri par sistēmu.

IemeslsPēc šīs nodarbības skolēni sapratīs, ka

sistēmas robežas bieži tiek attēlotas atkarībā no jautājumiem, uz kādiem zinātnieks meklē atbildes.

LaiksDivas vai trīs mācību stundas.

LīmenisIesācēju.

PriekšnoteikumiSkolēniem jāsaprot, kāpēc viņi vada

biometrijas darba aprakstu šajā vietā.Viņiem jāprot apieties ar kompasu.


JēdzieniPar sistēmu varat izvēlēties savu 30 X 30

m bioloģisko pētījumu vietu.Sistēma ietver konkrētus elementus,

piemēram, tādus kā kokus, ūdeņus, augsni, iežus un dzīvniekus.

Sistēmai ir investīcijas, kā, piemēram, saules enerģija, ogļskābā gāze, skābeklis.

Sistēmai ir produkcija, kā, piemēram, ūdens, ogļskābā gāze, skābeklis un siltums.Iemaņas

Sistēmas uzzīmēšana.Karšu kā datu avotu skaidrošana.

Materiāli un darbarīki

Papīrs.Krāsainie zīmuļi vai krītiņi.Kompass.30 x 30 m bioloģisko pētījumu vietas

uzmetums.Fotoaparāts.

SagatavošanāsJābūt iekārtotai bioloģisko pētījumu vietai.

PamatinformācijaZinātnieki pēta dabīgas sistēmas dažādu

iemeslu dēļ. Sistēma ir jebkādu lietu, kuras kaut kā ietekmē cita citu, kopums, kas veido vienotu veselumu. Īstenībā tas var būt gandrīz jebkas, ieskaitot priekšmetus, organismus, mašīnas, idejas, skaitļus vai organizācijas. Jautājums, uz kuru zinātnieks grib atbildēt, bieži nosaka sistēmai robežas. Piemēram, ekologs varētu vēlēties izpētīt visus ekosistēmas tipus, kā, piemēram, mitrājus, lai noteiktu uz pasaules atlikušo zemes platību akros, vai studēt specifiskas mitrāju augu sugas, lai eksperimentētu ar dažādām atjaunošanas tehnikām. Varbūt zinātnieks vēlētos pētīt vienu šūnu veidu mitrāju augos, lai noteiktu auga jūtīgumu pret noteikta piesārņojuma veidiem. Šie pētījumi aplūko pilnīgi atšķirīgus faktorus, kas noteikti pēc pētījumu skalas.

Biometrijas darba aprakstā mēs skatāmies uz noteiktu sistēmu, kas laika gaitā mainās. Te pieder izmaiņas koku augšanas līmenī, lapu nomešanas biežumā un pumpuru laikā. Vairākus gadus ievācot datus, mēs varam redzēt, vai tie laika gaitā mainās vai ne. Lai saprastu datus, skolēniem jābūt pazīstamiem ar dažādajiem faktoriem, kas ietekmē sistēmu, lai saprastu izmaiņas. Ja viņi zina, kas cirkulē sistēmā, un tajā

ieejošo materiālu galvenos procesus, viņi var redzēt paraugus, kas palīdzēs viņiem izdarīt vispārinājumus un paredzējumus. Piemēram, ūdens nokļūst mežu sistēmā lietus veidā. Daļa ūdens tiek uzglabāta kokos un izlietota augšanai. Daļa nokļūst atmosfērā. Vēl daļa ūdens paliek uz virsmas, cita – iesūcas zemē, lai pievienotos kopējam ūdenim.

Datu dažādība var norādīt izmaiņas vai nu investīcijās, produkcijā, vai vielu un enerģijas procesu lokos. Sausuma perioda gados koku augšana var tikt kavēta ūdens trūkuma vai stresa dēļ. Konsekvents temperatūras kāpums var pagarināt augšanas sezonu, kas radīs pieaugumu produkcijas apjomā. Tas var būt redzams – lapas paliek kokos ilgāk vai koki pieaug ātrāk šajos gados, kas parādās to stumbru riņķos vai augstumā. Dati, ko jūsu klase ievāks, palīdzēs viņiem pašiem un GLOBE zinātniekiem saprast ap sevi esošo sistēmu.

Ko un kā darīt?1. Palūdziet skolēnus nosēsties jūsu priekšā ar

papīru un zīmuli. Skolēniem jāaizver acis un jāiedomājas sava vislabākā vieta uz pasaules (piem., mežs, pie ugunskura vai saldumu veikalā). Dodiet viņiem minūti laika šo vietu iedomāties. Lai viņi uzzīmē šo īpašo vietu uz papīra. Cik daudzi skolēni par savu īpašo vietu izvēlējās dabīgu apkārtni?

2. Apmeklējiet 30 x 30 m bioloģisko pētījumu vietu. Kādēļ skolēni izvēlējās tieši šāda lieluma un formas pētījumu vietu?

Atbildiet uz šādiem jautājumiem par šo vietu!

Kādas ir šīs sistēmas dabiskās robežas?

Ko jūs redzat, saožat, sajūtat, sadzirdat?

Vai ir mitrs/sauss, silts/vēss? Vai zemi skar daudz tiešās saules

gaismas? Cik daudz dažādu augu un

dzīvnieku šeit dzīvo? Cik daudz ir nedzīvo objektu?

Vai tie ir dabiski vai cilvēka radīti? Kāda jūsu sistēma izskatītos

naktī? Kā sistēma mainītos dažādos

gadalaikos?

16. Paliekot savas pētījumu vietas centrā, palūdziet skolēniem stāvot uzzīmēt ziemeļu, dienvidu, austrumu un rietumu robežas. Tie būs vietas skati. Iedrošiniet viņus būt novērotājiem un uzzīmēt detaļas. Lai skolēni saglabā šos uzmetumus savās GLOBE zinātņu piezīmju grāmatiņās.

PiezīmeJūs varat iedot skolēniem Bioloģisko

pētījumu vietas uzmetuma darba lapu, lai viņi varētu uzzīmēt šo vietu. Pataupiet lodziņu lapas vidū brīvu, kurā iezīmēt 4. solī pieminēto mikrouzmetumu.1. Lai iegūtu padziļinātas zināšanas par

bioloģisko pētījumu vietu, skolēniem jāsagatavo uz zemes ar auklu iezīmēts 1/3m x 1/3m kvadrāts. Lai viņi uzzīmē, ko var novērot šajā kvadrātā. Lai viņi atbild uz 2. punkta jautājumu. Kādus jautājumus viņi varētu pētīt šajā kvadrātā (sistēmā), ko viņi nevarēja izdarīt bioloģisko pētījumu vietā? Kā izmaiņas robežās maina to, ko viņi redz?

2. Lai skolēni ar lāpstas vai liekšķeres palīdzību paņem augsnes paraugu no sava individuālā lauciņa. Mēģiniet iekļūt vismaz 15 cm zem zemes un ielieciet savus paraugus plastikāta maisiņā. Klases telpā ļaujiet skolēniem novērot augsni ar neapbruņotu aci un mikroskopā ar trīsdesmitkārtīgu palielinājumu. Kādas daļas jūs redzat tagad? Vai šeit ir dzīvas lietas vai to daļas?

3. No centrālā punkta nofotografējiet apkārtni četros debespušu virzienos. Kad fotogrāfijas ir attīstītas, lai skolēni salīdzina savus uzmetumus ar redzamo fotoattēlos. Vai viņi ir zīmējuši pietiekami detalizēti, lai noteiktu, kurš zīmējums atbilst kādam kompasa virzienam? Vai ir kādas sistēmas daļas, kuras viņi ir izlaiduši?

PiezīmeJūs varat iedot skolēniem bioloģisko

pētījumu vietas uzmetuma darba lapu. Vidējo lodziņu var izmantot skolēnu zīmējumiem.

Jautājumi diskusijai1. Kādi jautājumi tika uzdoti, kad skolēni

mainīja sistēmas robežas?2. Kā tas, kas notiek jūsu kaimiņa laukumiņā,

ietekmē jūsu kvadrātu?

3. Kas ir virs un zem jūsu kvadrāta?4. Vai tas, kas atrodas virs vai zem kvadrāta,

kaut kā ietekmē to?

5. Kas pārsvarā cirkulē jūsu sistēmā? Saulesgaisma? Ūdens? Dzīvnieki? Augi?

VIETAS APSKATEVidējais līmenis

IemeslsIepazīstināt skolēnus ar sistēmas jēdzienu.

Palīgjēdzieni ir "robežas", "investīcijas", "produkcija" un "atgriezeniskās saites loki". Sistēmas jēdziens palīdzēs skolēniem saprast, kāpēc viņi vadīs biometrijas mērījumus. Skolēni pētīs ideju – katrai dinamiskajai sistēmai ir enerģija un saturs. Investīcijas un produkcija mainīsies atkarībā no vietas fiziskajiem komponentiem, no augu un dzīvnieku valsts, no noteiktajām robežām vai no gada sezonas.

PārskatsŠī līmeņa nodarbība tiek veidota,

izmantojot iepriekšējā līmeņa nodarbībā iegūtos jēdzienus. Klases grupa ceļos uz dažādām pētījumu vietām, ieskaitot 30 x 30 m bioloģisko pētījumu vietu. Katrā vietā skolēni izpētīs lielāku sistēmas investīciju un produkcijas dažādību un lietos sarežģītākas datu ieguves un analīzes metodes. Skolēni izmantos katras vietas datus, lai salīdzinātu un pretstatītu vides investīcijas un produkciju.

LaiksTrīs mācību stundas.

LīmenisVidējais.

PriekšnosacījumiLoģisks pamats Biometrijas darba

apraksta mērījumiem 30 x 30 m bioloģisko pētījumu vietā.

Ieteicama ir nodarbība Iesācēju līmenim. Ja to neizmanto, skolēniem jāsaprot sistēmas robežu jēdziens.


JēdzieniSistēmas robežas atšķirsies no jūsu uzdotā

jautājuma.

Sistēma ietver konkrētus elementus, piemēram, tādus kā kokus, ūdeņus, augsni, iežus un dzīvniekus.

Sistēmai ir investīcijas, kā, piemēram, saules enerģija, ogļskābā gāze, skābeklis.

Sistēmai ir produkcija, kā, piemēram, ūdens, ogļskābā gāze, skābeklis un siltums.

IemaņasSistēmas sastāvdaļu un investīciju un

produkcijas novērošana.Sistēmas investīciju un produkcijas

mērīšana.Datu ievākšana no sistēmas.Dažādo izpētīto sistēmu savākto datu

skaidrošana.

SagatavošanāsAukla.30 x 30 m bioloģisko pētījumu vieta.Termometrs.Lietus mērinstruments.Plastmasas maisiņi.GLOBE zinātniskā piezīmju grāmata.Bioloģisko pētījumu vietas darba lapa.Kartona glāzīte.Papīrs.

PamatinformācijaIzmantojiet auklu, lai iezīmētu bioloģisko

pētījumu vietu.Ievāciet tālāk nosauktos datus no trim

dažādām vietām savā GLOBE pētījumu vietā - no atklātas vietas, kā, piemēram, lauka vai spēļu laukuma, no vietas, kas tuvu ūdeņiem, un no bioloģisko pētījumu vietas. Ieplānojiet apmeklēt visas trīs vietas vienā dienā vai arī dažādās dienās, bet vienā un tajā pašā laikā.

Paprasiet nepieciešamo atļauju, lai apmeklētu šīs vietas, un pārbaudiet tās, lai nebūtu nekādu šķēršļu. Sarunājiet skolēnu vecākus vai citus brīvprātīgos, kas pavadītu bērnus uz šīm vietām.

Jūs varat izmantot Bioloģisko pētījumu vietas darba lapu, kur skolēniem pierakstīt datus.

Sadaliet klases grupu trīs komandās. Ar līdzpaņemtiem iepriekšminētajiem materiāliem skolēniem jādodas veikt savu uzdevumu visās trīs vietās.

Ko un kā darīt?1. Temperatūra. Palūdziet, lai komandas izmēra

katras vietas temperatūru pie zemes, 2,5 cm dziļumā zemē un 0,5 m virs zemes. Lai iegūtu temperatūru zem zemes, uzmanīgi ielieciet termometra galu zemē. Lai iegūtu temperatūru virs zemes vai zemes līmenī, jums jāizdur termometrs caur kartona glāzītes caurumu tās dibenā. Glāzīte kalpo kā aizsargs termometra galam no tiešās saules gaismas vai citiem svešiem siltuma avotiem, kas varētu radīt neprecīzus datus. Termometrs jātur vienā vietā tik ilgi, kamēr temperatūra nesvārstās 1-2 minūtes.

2. Nokrišņi. Kāds ir lietus nokrišņu daudzums augšanas sezonas laikā? Ja jūs nelietojat GLOBE programmas lietus mēraparātu, jūs varat iegūt informāciju no meteorologiem. Vidusskolēni varētu izmantot GLOBE vietas augsnes mitrumu. Vai pēdējā laikā ir lijis? Kas to pierāda - ezeri, straumes, peļķes?

3. Lai skolēni pārklāj dažas zaļas lapas ar plastmasas maisiņiem. Atstājiet tos uz nakti. Cik daudz mitruma ir maisiņā? No kurienes tas uzradās? Kur tas paliks?

4. Saules gaisma. Kad spīd saule, palūkojieties visapkārt savā pētījumu vietā un sameklējiet, kur saules gaisma krīt uz kokiem un zemes. Cik daudz saules gaismas sasniedz koku galotnes? Cik daudz saules gaismas sasniedz zemi? Ja augi absorbē saules gaismu, kas ar to notiek? Vai tā tiek atstarota (tas nozīmē, ka lapas būtu spīdīgas un izskatītos kā no alumīnija folija)?

PiezīmeSkolēni domās, ka augi iegūst barību no

augsnes, bet nepadomās, ka saule tiek izmantota, lai radītu barības vielas fotosintēzes procesā. Viņi zina, ka saules gaisma palīdz augiem augt, bet nezina, kā vai kāpēc. Pajautājiet skolēniem, kā augi savos dzīves ciklos izmanto saules gaismu?1. Vējš. Cik stiprs vējš ir pētījumu vietā? Vai

lapas šajā vējā kustas? Vai vējš ir pietiekami stiprs, lai noliektu nelielus zarus? Lielus zarus? Lai skolēni izmanto papīra gabalu kā vēja noteicēju. (Skatīt Buforta skalas darba

lapu.) Viens skolēns var turēt papīru atstatus no ķermeņa, kamēr citi var pētīt, vai tas karājas tieši uz leju vai veido leņķi. Lai skolēni izmanto kompasu, lai noteiktu, no kuras puses pūš vējš.

2. Dzīvnieku dzīve. Palūdziet skolēnus atzīmēt dažādos dzīvnieku veidus katrā vietā (kukaiņus, putnus, rāpuļus, zivis, vardes vai kurkuļus). Skolēniem jāpieraksta pazīmes par dzīvnieku esamību šajās vietās - pēdas, alas vai sagremotas lapas. Novērtējiet katra dzīvnieku veida populāciju. Kurš ir visbiežāk sastopamais?

3. Augu dzīve. Palūdziet komandu novērot dažādos augus katrā pētījumu vietā (lielus kokus, mazus kokus, krūmus, mazus augus un zāli). Ierosiniet skolēnus pierakstīt katrā vietā visbiežāk sastopamos augu veidus. Novērtējiet katra augu tipa populāciju. Kurš ir dominējošais?

4. Pēc tam, kad komandām ir bijis pietiekami daudz laika, lai izpētītu katru vietu, lai viņi paziņo par saviem atradumiem un dalās pieredzētajā. Pēc visu biedru ziņojumu noklausīšanās klase var aizpildīt lielu salikto klases karti. Lietojiet šo salikto karti par pamatu, apspriežot atšķirības starp skolēnu novērotajām atrašanās vietām un savstarpējo iedarbību starp dažādajiem elementiem.

Jautājumi diskusijai1. Kā dažādās vietās atšķiras dzīvnieku un augu

sugu daudzveidības skaitlis? Kā atšķiras dzīvnieki un augi?

2. Kurai vietai bija visaugstākā gaisa temperatūra? Viszemākā? Visstiprākais vējš? Vismazāk vēja?

3. Kādas attiecības ir gaismai ar gaisa temperatūru? Ar augsnes mitrumu? Ar augiem?

4. Kurš no sešiem pētītajiem mainīgajiem lielumiem šķiet vissvarīgākais, lai noteiktu katras pētījumu vietas raksturu. Kāpēc jūs tā domājat?

5. Kas ir dažādo sistēmu investīcijas? Kuri faktori ir produkcija? Kuri no sešiem elementiem paliek sistēmā? Skolēni var uzzīmēt savas vietas zīmējumu vai karti.

6. Lai skolēni uzzīmē savu sistēmu diagrammas vai izdomā stāstu par sistēmu, sekojot ceļam, kādu veic Saule cauri sistēmai.

Tālākie pētījumi1. Apmeklējiet šīs vietas vēlreiz dažādos

gadalaikos un atkārtojiet pētījumus. Kā daudzie faktori ir mainījušies? Kādi faktori ir ietekmējuši izmaiņas? Kādi faktori varētu ietekmēt lapu plaukšanas vai nokrišanas procesu gada laikā?

2. Lai skolēni konstruē modeli. Mēģiniet to izveidot pēc iespējas līdzīgāku savai sistēmai. Pievienojiet vēju, ierobežojiet temperatūru, ūdeni un pārbaudiet saules gaismu, pievienojiet augus, atdariniet dzīvnieku skaņas. Izmēģiniet gadalaiku atšķirības. Vai jūs to varat izdarīt? Kādi ir ierobežojumi modelim? Vai jūs šajā modelī varat radīt tādus pašus dabā pastāvošus ciklus starp dzīvajiem un nedzīvajiem faktoriem?

Zīmējums 4-22.

Vietas apskate - Bioloģisko pētījumu vietas skices darba lapa

Datums: _____._____._________

Vārds (-i), uzvārds (-i): ____________________________________________

Ziemeļi

Rietumi Austrumi

Dienvidi

Zīmējums 4-23.

Vietas apskate - Bioloģisko pētījumu vietas darba lapa

Vietas apskate

Bioloģisko pētījumu vietas darba lapa

Datums:Vārds, uzvārds:

Pētījumu vietas tips (apvelciet vienu): Mitrāji Lauks 30x30 bioloģisko pētījumu vietaTemperatūra (C): 0,5 m virs zemes:

zemes līmenī:2,5 cm zem zemes:

Uzkrātie nokrišņi no augšanas sezonas (mm): _______________________________________Saules gaisma: _______________________________________Vējš (Buforta skala): _______________________________________Dzīvnieku un augu dzīve: _______________________________________

Tabula 4-11.

Buforta skalas darba lapa.

Vēja ātrumskm/h

Buforta skaitlis

Vēja apraksts Novērotais efekts uz zemes

<1 0 Bezvējš Mierīgs, lapas nekustas.

1-3 1 Viegla vēsma Viegla lapu kustība, dūmi iet sāņus, vējrāži kustas.

6-11 2 Viegls vējš Čab lapas, jūtams vējš, vējrāži kustas.

12-19 3 Lēns vējš Lapas un zariņi kustas, mazi karodziņi izpletušies.

20-29 4 Mērens vējš Mazi zari kustas, ceļas putekļi, sīki papīri un sausas lapas.

30-38 5 Stiprs vējš Šūpojas mazi kociņi un zari, iekšzemes ūdeņos veidojas mazi vilnīši.

39-49 6 Ļoti stiprs vējš Šūpojas lielie zari, vados svilpo vējš, grūti kontrolēt lietussargu.

50-61 7 Viegla auka Kustas viss koks, vējā grūti iet.

62-74 8 Mērena auka Lūzt mazi zari, grūti iet, nes sāņus braucošas automašīnas.

75-87 9 Stipra auka Nopūstas jumtu lubiņas, viegli bojājumi celtnēs, zemē daudz nolauzto zaru.

88-101 10 Ļoti stipra auka Ar saknēm izrauti un lauzti koki, bojātas celtnes.

102-116 11 Vētra Visaptveroši bojājumi celtnēm un kokiem. Reti sastopama.

>117 12-17 Viesulis Smagi, katastrofiski bojājumi.

SEZONAS IZMAIŅAS JŪSUBIOLOĢISKO PĒTĪJUMU VIETĀ

IemeslsIzpētīt gadalaiku izmaiņas no pavasara

pumpuru plaukšanas un rudens kritušo lapu ievāktajiem datiem.

PārskatsRudenī un pavasarī skolēni veiks

sezonas izmaiņu mērījumus zaļajai lapotnei un/vai zālājiem. Pavasarī viņi mērīs pumpuru plaukšanu un rudenī – nokritušās lapas. Viņi veic šos mērījumus katru nedēļu sešas nedēļas rudenī un sešas – pavasarī. Tad skolēni izpētīs izmaiņu koeficientu, kas balstās uz savāktajiem datiem.

LaiksDivas mācību stundas, lai iepazīstinātu

ar nodarbību un iegūtu datus.Mazai skolēnu grupai nepieciešams

ievākt datus reizi nedēļā sešas nedēļas rudenī un sešas – pavasarī.

LīmenisVidējais vai augstākais.

PriekšnosacījumiSkolēniem jāprot lietot cauruļveida

densiometrs. Skatīt Zemsedzes/ bioloģisko darba aprakstu II – Dominējošo un otro populārāko sugu noteikšana.

Pamatjēdzieni un iemaņasJēdzieniPavasarī ir pumpuru plaukšanas laiks.Rudenī ir kritušo lapu laiks, kad augu

materiāls mirst.

IemaņasKoku lapotnes mērīšana.Pavasara un rudens izmaiņu datu

analizēšana.

Materiāli un darbarīkiCauruļveida densiometrs.

PamatinformācijaŠajā mācību nodarbībā jāaplūko augšanas

sezonas garuma izmaiņas dažādās vietās uz Zemes. Lai noteiktu augšanas sezonas garuma izmaiņas savā apkārtnē, jūs un jūsu skolēni varat ar radiopārtveres palīdzību skatīties zaļās pārsedzes un/vai zālāju attīstību no pavasara līdz rudenim. Satelītu datus un attēlus var izmantot, lai sekotu "zaļajam vilnim" pavasarī, kad tas virzās no dienvidu uz ziemeļu puslodi, un "brūnajam vilnim" rudenī, kad tas virzās no ziemeļu uz dienvidu puslodi.

Viens no trūkumiem, lietojot satelītu datus, ir tāds, ka varētu būt vāja telpiskā izšķirtspēja. Tas nozīmē, ka daudzas lietas uz zemes, kā, piemēram, atsevišķi koki, varētu būt grūti saskatāmi. Tādējādi pētniekiem, strādājot ar satelītu attēliem, nepieciešama sīkāka informācija par to, kas notiek veģetatīvajos zemsedzes tipos, kuri sniedz satelītos attēloto informāciju. Divi ļoti būtiski gadalaiki ir pavasaris un rudens, jo tie parāda augšanas sezonas garumu noteiktā vietā uz Zemes. Šī nodarbība dos jums būtisku izpratni par šiem nozīmīgajiem laikiem.

Atkarībā no jūsu atrašanās vietas jums var arī nebūt iespēja novērot klimatu vai veģetācijas tipu šajā vietā.

Ko un kā darīt?Ja jūsu GLOBE Bioloģisko pētījumu vietā ir

lapu koki…

Pumpuru plaukšana1. Izvēlieties agra pavasara dienu savā 30 x 30 m

bioloģisko pētījumu vietā tieši tad, kad kokiem sāk parādīties lapas, lai vadītu lapotnes procentuālā biezuma mērījumus ar densiometru.

2. Nākamajās piecās nedēļās reizi nedēļā veiciet tos pašus mērījumus.

3. Pieraksties datus un saglabājiet tos, lai pētītu pumpuru plaukšanas izmaiņas turpmākajos gados.

Lapu krišana1. Šajā pašā vietā izvēlieties dienu, kad

pamanāmas pirmās rudens pazīmes lapotnes krāsojuma maiņā. Kopā ar skolēniem veiciet lapotnes procentuālā biezuma mērījumus pēc šādas metodes.

2. Mēriet lapotni ar densiometru, bet nepierakstiet tikai "+" un "-", pierakstiet arī "g", ja lapotnē redzamas zaļas lapas, "b", ja redzamas brūnas, vai "-", ja lapotnes vispār nav.

3. Aprēķiniet procentuāli iegūtos rezultātus zaļajai un brūnajai pārsedzei.

4. Atkārtojiet šos mērījumu turpmākās piecas nedēļas reizi nedēļā.

5. Pierakstiet datus un saglabājiet tos, lai pētītu izmaiņas turpmākajos gados.

Zālāju platībasTāpat kā izmaiņas pumpuru plaukšanas

un lapu krišanas laikā ir svarīgs mežu indikators, tā arī svarīgas ir izmaiņas zāles platību veģetācijā. Nozīmīgas un novērojamas izmaiņas, kuras varat pētīt šajā vietā, ir augšanas laika sākums un beigas, ziedi un augļi un augu atmiršana.

Ja jūsu GLOBE Bioloģisko pētījumu vietā ir zālāji…

Pumpuru plaukšana3. Bioloģisko pētījumu vietā, kur dominējošā vai

otrā populārākā suga ir zāle, izvēlieties dienu agri pavasarī, kad zāle tikko sāk zaļot.

4. Izmēriet procentuālo zaļās un brūnās zāles platību tāpat, kā norādīts zemes pārsedzes darba aprakstā.

5. Reizi nedēļā nākamajās piecās nedēļās atkārtojiet šo mērīšanu.

Zāles atmiršanaAtkārtojiet zemes pārsedzes mērījumus laikā,

kad zāle sāk kļūt brūna. Šis laiks var sakrist un var arī nesakrist (ja, piemēram, lietus trūkums liek zālei nokalst ātrāk) ar lapu krišanas periodu. Jums būs jānovēro zālainā vieta, lai nolemtu, kad sākt šos mērījumus.

Iešana tālāk – padziļināšanaNozīmīgs notikums zālājos ir ziedu un augļu

veidošanās. Tā kā jums un skolēniem varētu sagādāt grūtības noteikt ziedkopas un augļus, atzīmējiet tikai laiku, kad zāle mainās no augošām lapām (zāles stiebriem), centrā izaug stiebrs, tas aug garumā un, visbeidzot, galā veidojas zieds/auglis. Atzīmējiet šo notikumu laiku nedēļas garumā un pierakstiet to savā datu arhīvā.

Izmaiņas no gada gadā laika un mērīto notikumu garuma ziņā šajā uzdevumā jums un skolēniem dos iespēju attiecināt citu GLOBE mērījumu (temperatūrā, nokrišņu daudzumā u.c.) izmaiņu ietekmi uz vietējo vidi.

Lai palīdzētu jums un skolēniem izvērtēt šīs sezonas izmaiņas, skatieties ierosinājumus tālāk sadaļā Sezonas izpēte.

IEPAZĪSTINOT AR PUTNU KLASIFIKĀCIJASATŠĶIRĪBU/KĻŪDU MATRICU

IemeslsKvantitatīvi izvērtēt klasifikācijas

precizitāti.

PārskatsSkolēni iedalīs putnus trīs iespējamās

klasēs: plēsējos, augēdājos, visēdājos, skatoties pēc viņu knābja. Tad viņi salīdzinās savas atbildes ar doto apstiprinošo datu bāzi un izveidos Atšķirību/kļūdu matricu. Skolēni pārrunās, kā uzlabot viņu precizitāti, balstoties uz matricā redzamo pieļauto kļūdu noteikšanu.

LaiksViena mācību stunda.

LīmenisVidējais un augstākais.

PriekšnosacījumiPamatiemaņas priekšmetu klasificēšanā.Prasmes daļskaitļu un procentu

darbību veikšanai.


JēdzieniKlasificēšana palīdz mums organizēt un

saprast dabas pasauli.Lai klasificēšanas sistēmas būtu derīgas,

mums nepieciešams kvantitatīvi noteikt to precizitāti.

Kritēriji tiek lietoti, lai noteiktu precizitātes līmeņus.

IemaņasPutnu klasificēšana.Klasificēšanas precizitātes novērtēšana.Klasificēšanas precizitātes uzlabošana,

balstoties uz novērtējumu.

Datu analizēšana, lai saprastu klasificēšanas un tās precizitātes savstarpējās attiecības.

Klasificēšanas sistēmas lēmumu kritēriju noteikšana.

Apstiprinošo datu vākšana un skaidrošana.Precizitātes novērtēšanas Atšķirību/kļūdu

matricas veidošana un analīze.Kopēja problēmas risināšana, lai atrisinātu


Materiāli un instrumentiPutnu attēlu komplekts skolotājam.Apstiprinošo datu lapa skolotājam.Papildu piemēra putnu klasificēšanas darba

lapa.Putnu attēlu komplekts.Knābju zīmējumu paraugi.Klasificēšanas darba lapa.Atšķirību/kļūdu matricas darba lapa.

SagatavošanāsJāizveido putnu attēlu lapas tā, lai aizmugurē

tām nebūtu pareizo atbilžu. Visām skolēnu grupām jāizdala nepieciešamās darba lapas.

PamatinformācijaZinātnieki klasificē daudzus mūsu vidē

sastopamus priekšmetus, kā, piemēram, dzīvības sugas, mežu vai augsnes tipus utt. Klasificēšana ir fundamentāls mehānisms, lai mums palīdzētu organizēt un saprast dabas pasauli. Ir iespējami vairāki noteikti veidi, kā klasificēt priekšmetu vai interešu kopas. Divus noteiktus priekšmetus var klasificēt dažādi vai nu viena, vai abu klasificētāju kļūdu dēļ, vai arī tādēļ, ka tika lietoti atšķirīgi kritēriji, pēc kādiem priekšmetus klasificēt. Jebkurā gadījumā mums ir jāzina, cik mūsu veiktajā klasificēšanā ir kļūdu, lai iegūtā informācija būtu precīza. Galu galā informācija, kas radusies, tālraidītos datus klasificējot, tiks izmantota, lai pieņemtu svarīgus lēmumus par tādām globālām problēmām kā mežu izciršana, vispārējā sasilšana un vides degradēšana. Ir ļoti svarīgi, lai šos

lēmumus nepieņemtu, balstoties uz neprecīziem datiem.

Atšķirību/kļūdu matrica ir pamatlīdzeklis tālraidīto datu precizitātes novērtēšanai. Tas ir kā mehānisms, lai radītu kartes vai klasifikācijas vispārējas precizitātes kategorijas un sniegtu informāciju par kļūdu avotiem. Tas liek pievērst mūsu uzmanību tām vietām vai klasēm, kurām tas nepieciešams.

Mēs varam izmantot šo informāciju, lai uzlabotu klasifikācijas kritēriju kvalitāti un lai uzlabotu mūsu iemaņas to klašu atšķiršanā, kuras mums rada neskaidrību.

Pamattermini un jēdzieniPrecizitāte: atbilstības pakāpe standartam vai

pieņemtai vērtībai. Salīdziniet ar akurātumu.

Punktiem šajā mērķī ir augsta precizitāte, bet zems akurātums.

Punktiem šajā mērķī ir augsta precizitāte un augsts akurātums.

Klasificēšana: grupu vai priekšmetu kopu šķirošana noteiktās un atšķirīgās apakšnodaļās saskaņā ar specifiskiem kritērijiem. Piemēram, iezīmēt kontūras kartē vietām ar mūžzaļiem kokiem, lapu kokiem, jaukta tipa mežiem un vietām, kur mežu nav.

Kritērijs: lēmuma noteikumi. Piemēram, ja meža lapotnē ir vairāk nekā 50% mūžzaļo adatu koku vainagu, tad šāds meža stāvoklis tiks klasificēts kā mūžzaļš. Iepriekšējā definīcija (t.i., vairāk nekā 50% mūžzaļo adatu koku) ir kritērijs, "mūžzaļš" ir kategorija vai klase.

Datu komplekts: vērtību grupas, kas attiecas uz vienu un to pašu jautājumu. Šīs vērtības tiks analizētas kopā kā grupa. Piemēram,

visu klases skolēnu garumu kopums būtu viens datu komplekts.

Atšķirību/kļūdu matrica: skaitļi tabulas kolonnās un rindās, kas tiek salīdzināti ar apstiprinošo datu klasifikāciju. Apstiprinošie dati atrodas tabulas kolonnās, bet skolēnu veiktās klasificēšanas dati – rindās. Atšķirību/kļūdu matrica ir ļoti efektīvs veids, kā attēlot precizitāti. Pareizās un nepareizās klasifikācijas var salīdzināt pēc katras kategorijas un izmantot, lai uzlabotu oriģinālās klasifikācijas precizitāti.

Akurātums: vairāku mērījumu savstarpējā līdzība. Mērījumu atkārtošanās. Šī ir ļoti svarīga zinātniskas operācijas daļa, taču tā atšķiras no precizitātes.

Punktiem šajā mērķī ir augsts akurātums, bet zema precizitāte.

Apstiprinošie dati: dati, kas savākti ar pieņemtu augstas precizitātes līmeni. Objektu (šajā piemērā – putnu) klasifikācija tiek salīdzināta ar apstiprinošajiem datiem: 1) lai uzlabotu lēmumu kritērijus klasifikācijai, 2) lai labāk saprastu klasifikācijas kļūdu avotus un 3) lai novērtētu klasifikācijas datu precizitāti.

Apstiprinošie dati bieži tiek ievākti, lai uzlabotu kaut kāda tālraidīšanas veida attēlu klasifikācijas. Zinātnieki dod priekšroku terminam "apstiprinošie dati", lai gan tos aizstāj arī ar terminiem "zemes patiesība" vai "atsauksmes dati". Datiem, kurus ievāc uz zemes, vienmēr ir kāds skaits kļūdu, tādējādi tie neataino "patiesību".

PIEMĒRS Nākamais piemērs parāda aizpildītu klasificēšanas darba lapu, Atšķirību/kļūdu matricu un vispārējās precizitātes aprēķinu.

Tabula 4-12.

Piemērs putnu klasificēšanas darba lapai

Putna # Skolēnu dotā klasifikācija

Apstiprinošie dati vai

1 Plēsēji Plēsēji 2 Visēdāji Plēsēji 3 Augēdāji Augēdāji 4 Plēsēji Plēsēji 5 Augēdāji Augēdāji 6 Augēdāji Visēdāji 7 Visēdāji Visēdāji 8 Plēsēji Plēsēji 9 Plēsēji Augēdāji 10 Visēdāji Plēsēji

Tabula 4-13.

Piemērs Atšķirību/kļūdu matricai.

Plēsēji Augēdāji Visēdāji Rindā kopā

Plēsēji A1. 3 B1. 1 C1 0 D1. 4Augēdāji A2. 0 B2. 2 C2. 1 D2. 3Visēdāji A3. 2 B3. 0 C3. 1 D3. 3

Kolonnā kopā A4. 5 B4. 3 C4. 2 D4. 10

PiezīmeRindas un kolonnas kopējām summām jāsakrīt. Salīdziniet ar pārējiem savas grupas biedriem,

lai pārliecinātos, ka jūs esat saskaitījis pareizi katru atbildi matricā.D4 = (A4 + B4 + C4) = (D1 + D2 + D3)

(kolonnā kopā) (rindā kopā)

Kā šo informāciju lasīt?Šī piemēra pirmajā rindā (A1 – D1) skolēni precīzi noteica trīs plēsējputnus kā plēsējus, viens

augēdājs tika noteikts kā plēsējs un neviens visēdājs netika klasificēts kā visēdājs.

Precizitātes noteikšana

Vispārējā precizitāte =

summa no galvenās diagonāles (A1+B2+C3)visas matricas kopējā

summa (D4)

1. solis. Saskaitiet galvenās diagonāles šūnu (A1+B2+C3) kopējo summu no tabulas 4-13. Šis ir kopīgais skaitlis pareizai klasifikācijai. Šajā piemērā ir sešas pareizi veiktas klasifikācijas no desmit dotajiem piemēriem.

(3+2+1) = 617. solis. Izdaliet šo skaitli ar kopējo skaitu piemēru (šūna D4).

6:10 = 0,618. solis. Pareiziniet iegūto skaitli ar 100, lai iegūtu vispārējo precizitāti procentos:

0,6 X 100 = 60% precizitātesŠo aprēķinu var veikt arī jebkurai individuālai kategorijai (piemēram, 3 no 5 putniem plēsējiem

tika klasificēti pareizi). Skaitļi, kas neatrodas uz galvenās diagonāles, parāda nepareizo klasifikāciju. Katra kļūda vai atšķirība ir novirze no pareizās kategorijas un rezerve (t.i., kļūdains papildinājums) nepareizajai kategorijai.

Ja jūsu atbilde ir starp: Jūsu kā eksperta līmenis ir:

0% - 50% iesācēju51% - 85% vidējais

86% - 100% augstākais

Procentu vietā klase var arī salīdzināt datus daļu veidā (1/2 ir mazāk nekā 3/4, 3/4 ir mazāk nekā 9/10).

Pielāgošanās1. Lai iegūtu vispārēju precizitāti, matemātisku

aprēķinu var aizstāt ar vizuālu skaidrojumu. Pār lapu, kas sanumurēta kā Atšķirību/kļūdu matricas šūnas, pārklājiet koordinātu tīkla 3 x 3 šūnas lapu.

2. Katrā kastītē vizuāli attēlojiet putnu skaitu, vai nu grafiski, vai fiziski sakraujot klucīšus stabiņos. Garākajiem stabiņiem jābūt uz galvenās koordinātu tīkla diagonāles.

3. Ja klasei ir pieejams grafiskais attēlojums datorā, viņi var izveidot trīsdimensiju grafiku, lai attēlotu atbildes. Zīmējums 4-24. parāda Atšķirību/kļūdu matricu trīsdimensiju grafiskā attēlā.

4. Nodarbību var pārveidot, ar visu grupu kopā izveidojot Atšķirību/kļūdu matricu uz tāfeles.

Ko un kā darīt?5. Lai sagatavotu skolēnus, pārrunājiet ar

viņiem šādus jautājumus.a) Kādēļ mēs iedalām priekšmetus grupās?b) Kā mēs iedalām šos priekšmetus?

c) Nosauciet trīs priekšmetus, kuri parasti tiek dalīti grupās.

6. Sakopējiet un izdaliet skolēniem darba lapas, putnu attēlus, putnu knābju zīmējumus, klasificēšanas darba lapas un Atšķirību/kļūdu matricas darba lapas.

7. Sekojot instrukcijām darba lapās, skolēniem jāveic šādi uzdevumi.a) Putnu attēlu klasificēšana trīs kategorijās.b) Atbilžu salīdzināšana ar pieejamiem

apstiprinošiem datiem.c) Atšķirību/kļūdu matricas izveidošana,

izmantojot salīdzināšanas rezultātus.8. Pēc tam, kad skolēni ir pabeiguši šo

nodarbību, pārrunājiet ar viņiem rezultātus. Lūk, iespējamie jautājumi.a) Kā atsevišķu skolēnu rezultāti savstarpēji

atšķiras?b) Kāpēc, pēc skolēnu domām, tas notika?c) Kādas citas klasifikācijas varētu

salīdzināt, izmantojot Atšķirību/kļūdu matricu (piemēram, kartes, nosakot īpašas vietas zemsedzi un datus, kas iegūti, pašiem apmeklējot šo vietu)?

d)

ZEMSEDZES/BIOLOĢIJAS PĒTĪŠANASKOLĒNU NODARBĪBU LAPAS

PārskatsZinātnieki klasificē daudz ko mūsu vidē,

piemēram, dzīvības sugas, mežu vai klinšu tipus, u.c. Šīs klasifikācijas vai kategorijas palīdz mums organizēt un saprast dabas pasauli. Lai šīs klasifikācijas būtu derīgas zinātniekiem, mums jāzina, cik tās ir precīzas. Atšķirību/kļūdu matrica ir pamatlīdzeklis, ar kuru mērīt klasificēšanas procesa precizitāti. Tā mums parāda arī to, kurā vietā bija pārpratums vai grūtības, klasificējot atsevišķas klases.

Šajā nodarbībā jūs veiksiet šādus uzdevumus.

Klasificēsiet putnu attēlus trīs kategorijās.

Salīdzināsiet atbildes ar pieejamiem apstiprinošiem datiem.

Izveidosiet Atšķirību/kļūdu matricu, izmantojot salīdzināšanas rezultātus.

Pēc šīs nodarbības jūs pratīsiet:

klasificēt putnus, izmantojot kritērijus plēsēji, augēdāji un visēdāji;

salīdzināt atbildes ar apstiprinošo datu kopumu un izveidot Atšķirību/kļūdu matricu;

noteikt kategorijas, kurām ir visvairāk kļūdu;

izvērtēt putnu klasificēšanas vispārējo precizitāti;

saprast Atšķirību/kļūdu matricas nozīmi un to, kā izmantot tās sniegto informāciju.

Materiāli1. 10 putnu attēlu komplekts.2. Putnu knābju zīmējumu paraugi.3. Klasificēšanas un Atšķirību/kļūdu matricas

darba lapas.

Ko un kā darīt?Turpmāk nodarbībā jūs klasificēsiet putnu

tipus kā:C - plēsēji (angļu val. – carnivores);H – augēdāji (herbivores);O - visēdāji (omnivores).Barības veidu piemēri.Plēsēji – zivis, gaļa, kukaiņi, tārpi, mazi

zīdītāji.Augēdāji – augi, sēklas, rieksti un ogas.Visēdāji – visu iepriekš minēto.Putnu knābja lielums un forma parasti

noteiks tā barības veidu. Daudzi putni ir tādi, kas papildinās savu ikdienišķo ēdienkarti ar dažādiem ēdienu veidiem, ja to prasīs barības trūkums.

Sakopējiet un izdaliet skolēniem

Zīmējums 4-25. Paraugs putnu knābju tipiem.

APSTIPRINOŠO DATU LAPA SKOLĒNIEM

Augēdāju putnu knābju tipiŽubītes tips: smagais ķīļveida knābis ir lietderīgs riekstu un sēklu pārkošanai.

Papagaiļa tips: resnā, saliektā gan augšējā, gan apakšējā knābja daļa arī noder riekstu pārkošanai un augļu noraušanai. Augšējā knābja daļa parasti ir kā asa smaile, kas parasti pārklājas pār apakšējo knābja daļu.

Plēsēju putnu knābju tipi

Kukaiņu ēdāju tips: garš, slaids, viegli ieliekts knābis tiek lietots, lai koku stumbros un zemē meklētu kukaiņus un zirnekļus.

Gaļas ēdāju tips: īsāks nekā kukaiņu ēdājiem, augšējai knābja daļai ir ass, uz leju noliekts gals, un apakšējā daļa ir taisna. Piemērots gaļas saplosīšanai.

Visēdāju putnu knābju tipi

Sīļa tips: plats, vidēja garuma knābis, paredzēts kukaiņu, augļu, sēklu un pat maitas ēšanai.

Strazda tips: īsāks un slaidāks nekā sīļa tipa knābis, arī piemērots gaļas, augu un kukaiņu ēšanai.


ZEMSEDZES/ BIOLOĢISKIE PĒTĪJUMIPutnu klasificēšanas darba lapa

Darba gaita1. Paskatieties uz katru no 10 kartītēm

redzamajiem putniem un klasificējiet tos plēsējos, augu ēdājos un visēdājos. Pierakstiet katru atbildi skolēnu klasificēšanas kolonnā zemāk redzamajā Putnu klasificēšanas darba lapā.

2. Jūsu skolotājs sniegs jums informāciju, kas jāieraksta apstiprinošo datu kolonnā. Pārliecinieties, ka šo kolonnu aizpildāt pareizi, jo dati būs nepieciešami, lai veidotu Atšķirību/kļūdu matricu.

3. Salīdziniet abas kolonnu atbildes un atzīmējiet trešajā kolonnā, vai katrs pāris sakrīt "" vai ne "".

Tabula 4-14.

Putnu klasificēšanas darba lapa.

Putna # Skolēna dotā klasifikācija Apstiprinošie dati vai123456789

10

ZEMSEDZES/BIOLOĢISKIE PĒTĪJUMI

Atšķirību/kļūdu matricas darba lapa putnu klasificēšanai1. Pirmo matricas rindu aizpildi pēc šādiem

norādījumiem.a) Izskaiti, cik reižu tavā grupā sakrita

skolēnu veiktā klasificēšana plēsēju putnu tipam ar apstiprinošajiem datiem par šo putnu. Ieraksti šo skaitli šeit. Tagad ieraksti šo pašu skaitli matricā šūnā A1. ___________

b) Izskaiti, cik reižu tavā grupā sakrita skolēnu veiktā klasificēšana plēsēju putnu tipam ar apstiprinošajiem datiem par augu

ēdāju putnu tipu. Ieraksti šo skaitli šeit. Tagad ieraksti šo pašu skaitli matricā šūnā B1. ___________

c) Izskaiti, cik reižu tavā grupā sakrita skolēnu veiktā klasificēšana plēsēju putnu tipam ar apstiprinošajiem datiem par visēdāju putnu tipu. Ieraksti šo skaitli šeit. Tagad ieraksti šo pašu skaitli matricā šūnā C1. ___________

Pirms turpiniet, salīdziniet atbildes ar savu skolotāju.

Atkārtojiet šo procesu ar visām pārējām kategorijām, aizpildot pārējās rindas.

Tabula 4-15.

Atšķirību/kļūdu matrica putnu klasificēšanai.

Skol.dati

Plēsēji Augēdāji Visēdāji Rindā kopā

Plēsēji A1: B1: C1: D2:

Augēdāji A2: B2: C2: D2:

Visēdāji A3: B3: C3: D3:

Kolonnā kopā A4: B4: C4: D4:

Apstiprinošie dati

2. saskaitiet rindu un kolonnu kopējos skaitļus un šūnu D4 visu kopā.

D4 = A4 + B4 + C4 = D1 + D2 + D3(kolonnā kopā) (rindā kopā)

Skaitļi, kas atrodas iezīmētajās šūnās, ir pareizi. Izskatiet cauri visas matricas šūnas, lai redzētu nepareizās klasifikācijas. Atšķirību/kļūdu matrica parāda, kuras kategorijas ir visgrūtāk noteikt. Skaitļi, kas neatrodas uz galvenās diagonāles, ir nepareizi. Katra kļūda vai atšķirība ir novirze no pareizās

kategorijas un rezerve (t.i., kļūdains papildinājums) nepareizajai kategorijai.

Kurā atšķirību/kļūdu šūnā ir vislielākais skaitlis?3. aprēķiniet vispārējo precizitāti, kā norādīts

parauga darba lapā.

Zīmējums 4-26.

Atšķirību/kļūdu matricas aprēķināšana.

Ja jūsu atbilde ir starp: Jūsu kā eksperta līmenis ir:0% - 50% iesācēju

51% - 85% vidējais86% - 100% augstākais

Turpmākās pārrunas un nodarbības

1. Vai jums bija grūtības, klasificējot noteiktu kategoriju? Kāpēc?

2. Kā jūs varētu samazināt kļūdu skaitu nākamajā reizē?

3. Kādi ir citi putnu klasificēšanas veidi?4. Vai jums ir kādi priekšlikumi, kā uzlabot

klasificēšanas kritērijus?5. Cik ļoti skolēnu rezultāti savstarpēji atšķīrās?

Salīdziniet savu matricu ar pārējo skolēnu veidotajām, lai redzētu lielāko pareizo atbilžu skaitli un to, vai citas grupas arī kļūdījās,

klasificējot tās pašas kategorijas. Kas radīja kļūdu rašanos?

6. Kādu citus mērus var lietot, lai novērtētu datu kvalitāti?

Tālāki pētījumi

1. Apkopojiet visas klases datus, lai izveidotu kopējo klases Atšķirību/kļūdu matricu. Aprēķiniet vispārējo precizitāti klasē. Kas, jūsuprāt, ir precīzāka – jūsu veidotā vai visas klases matrica? Kāpēc?

2. Mēģiniet izveidot savus kritērijus priekšmetu grupas klasificēšanai (piemēram, kukaiņiem).



(A1 + B2 + C3)

D4

X 100

A1 B2 C3

D4X 100 =

+ +

Tabula 4-16. Putnu klasificēšanas apstiprinošo datu lapa.

Putna nosaukums Klasifikācija

1 Zaļžubīte Augēdājs2 Mājas strazds Visēdājs3 Divkrāsainais ceplītis Plēsējs4 Aleksandra papagailis Augēdājs5 Dienvidāfrikas čakste Plēsējs6 Palsais meža strazds Visēdājs7 Ziemeļu svilpis Augēdājs8 Sīlis Visēdājs9 Mizložņa Plēsējs

10 Raibais meža strazds Visēdājs

1. Zaļžubīte(Carduelis chloris)

Šis putns (14,5 cm liels) dzīvo skrajos mežos, krūmājos un dārzos Eiropā, Ziemeļāfrikā, Mazāzijā un Centrālajā Āzijā. Tas pārtiek no riekstiem un sēklām, īpaši no saulespuķu sēklām un zemesriekstiem.

Klasifikācija:AUGĒDĀJS

2. Mājas strazds(Sturnus vulgaris)

Šis putns (21 cm liels) dzīvo skrajos mežos, parkos un dārzos Eiropā un Rietumāzijā, ir ieviests Ziemeļamerikā, Dienvidamerikā, Dienvidaustrālijā un Jaunzēlandē. Tas ēd gan augus, gan dzīvniekus.

Klasifikācija:VISĒDĀJS

3. Divkrāsainais ceplītis(Campylorhynchus griseus)

Šis putns (22 cm liels) dzīvo sausā savannā, kaktusu puduros un skrajos mežos Kolumbijā, Venecuēlā, Ziemeļbrazīlijā un Gajanā. Tas meklē kukaiņus un kukaiņu oliņas zemes plaisās.

Klasifikācija:PLĒSĒJS

4. Aleksandra papagailis(Psittacula krameri)

Šis putns (41 cm liels) dzīvo mežu un lauku apvidos centrālajā Āfrikā uz austrumiem līdz Ugandai, Indijai, Šrilankai un ieviests centrālajos un Tālajos Austrumos, Ziemeļamerikā, Anglijā, Nīderlandē, Beļģijā un Rietumvācijā. Tas ēd graudus vai nogatavojušos augļus.


5. Dienvidāfrikas čakste(Nilaus afer)

Šis putns (15 cm liels) dzīvo savannas mežos un dažreiz – mežu malās tropiskajā Āfrikā. Tas pārtiek no kukaiņiem un savu barību noķer lidojumā.


6. Palsais meža strazds(Turdus grayi)

Šis putns (23 – 24 cm liels) dzīvo mežos, mežu malās un līdumos, parasti ūdeņu tuvumā Dienvidaustrummeksikā, Centrālajā Amerikā, Kolumbijas piekrastē. Tas ēd kukaiņus, sliekas, gliemežus, ķirzakas, kā arī augļus.


7. Ziemeļu svilpis(Pinicola enucleator)

Šis putns (20 cm liels) dzīvo skuju koku un krūmāju mežos Ziemeļamerikā un Ziemeļrietumu Amerikā, Ziemeļu Skandināvijā un Sibīrijā. Tas ēd ogas vai pumpurus, atrastus uz zemes vai koku zaros.


8. Sīlis(Garrulus glandarius)

Šis putns dzīvo ozolu mežos, atklātos lauku apvidos Rietumeiropā, pāri visai Āzijai līdz Japānai un Dienvidaustrumu Āzijai. Tas ēd kukaiņus, dižskābarža riekstus un ozolzīles.


9. Mizložņa(Certhia familiaris)

Šis putns (12,5 cm liels) dzīvo mežu apvidos, īpaši skuju koku mežos Rietumeiropā un Japānā. Tas pārtiek no kukaiņiem un kukaiņu oliņām, kuras nolasa no koku stumbriem.


10. Raibais meža strazds(Catharus guttatus)

Šis putns (15 – 20 cm liels) dzīvo mežos, mežu malās un biezokņos Ziemeļamerikā un Centrālajā Amerikā. Tas ēd kukaiņus, zirnekļus, gliemežus, sliekas un ķirzakas, kā arī augļus un sēklas.


KĀDA ATŠĶIRĪBA?

Iemesls

Uzzināt, kā kvantitatīvi izvērtēt klasifikācijas precizitāti.

PārskatsSkolēni klasificēs mākoņus trīs klasēs:

spalvu, slāņu un gubu mākoņos, kas balstās uz viņu zināšanām no Mākoņu identificēšanas darba apraksta. Tad viņi salīdzinās savas atbildes pēc apstiprinošo datu komplekta un izveidos atšķirību/kļūdu matricu. Pēc tam skolēni pārrunās, kā uzlabot viņu precizitāti, kas balstās uz matricā parādīto specifisku kļūdu noteikšanu.

PriekšnosacījumiNodarbība, kas aptver klasifikācijas

pamatus, pieredze GLOBE Mākoņu identificēšanas darba aprakstā un mācību nodarbība Atšķirību/kļūdu matrica – putnu klasifikācija.

LīmenisVidējais un augstākais.

LaiksViena mācību stunda.

Pamatjēdzieni un iemaņasKlasificēšana palīdz mums organizēt un

saprast dabisko pasauli.Lai klasificēšanas sistēmas būtu

lietojamas, mums nepieciešams kvantitatīvi noteikt to precizitāti.

Kritēriji tiek izmantoti, lai noteiktu precizitātes līmeņus.

IemaņasMākoņu klasificēšana.Klasificēšanas precizitātes novērtēšana.Klasificēšanas precizitātes uzlabošana, kas

balstīta uz novērtēšanu.Datu analizēšana, lai saprastu klasifikācijas

iekšējās attiecības un tās precizitāti.

Klasifikācijas sistēmas lēmumu kritēriju noteikšana.

Apstiprinošo datu vākšana un skaidrošana.Precizitātes vērtējumu Atšķirību/kļūdu

matricas veidošana un analizēšana.Kopēja problēmas risināšana, lai atrisinātu


PalīgmateriāliIelaminētu mākoņu attēlu komplekts.Atbilžu lapa (apstiprinošo datu lapa).Nodarbības process.Klasifikācijas darba lapa.Atšķirību/kļūdu matricas darba lapa.

SagatavošanāsKatrai grupai nepieciešams izdalīt skolēnu

darba lapas.

PamatinformācijaZinātnieki klasificē dažādas vidē

pastāvošas lietas, piemēram, sugas, mežu vai augsnes tipus. Lai gan klasificēšana ir cilvēku patvaļīga piespiedu rīcība pret dabu, tā ir arī fundamentāls mehānisms, kas palīdz mums organizēt un saprast dabu. Ir vairāki piemēroti veidi, kā klasificēt noteiktu interešu objektu kopumu. Divus konkrētus objektus var klasificēt dažādi vai nu pēc viena, vai pēc abu klasificētāju kļūdām, vai arī vienkārši tādēļ, ka tika lietoti dažādi klasificēšanas kritēriji. Jebkurā gadījumā mums ir jāzina, cik daudz kļūdu ir mūsu veiktajā klasificēšanā, lai izmantotu informāciju, ko mēs esam ieguvuši, uzticoties tās precizitātei. Galu galā tālraidīto datu klasifikācijas radītā informācija tiks izmantota, lai pieņemtu svarīgus lēmumus tādās globālās problēmās kā mežu izciršana, globālā sasilšana un vides degradācija. Tas nav pieļaujams, ka mēs pieņemam šos lēmumus, balstoties uz neprecīzu informāciju.

Atšķirību/kļūdu matrica ir pamatlīdzeklis, ko izmanto tālraidīto datu precizitātes vērtējumiem. Tās vērtība ir tāda, ka mums tiek sniegts ne tikai mehānisms skaitļu reitinga kartes vai klasifikācijas precizitātes radīšanai, bet tā arī

sniedz milzīgu informācijas daudzumu par kļūdu avotiem. Tas mums ļauj pievērst uzmanību tām vietām vai klasēm, kurām tas nepieciešams. Mēs varam izmantot šo informāciju, lai uzlabotu klasificēšanas kritēriju kvalitāti un lai uzlabotu mūsu iemaņas saskatīt tās klases, kurās ir daudz neskaidrības. Mākoņu klasificēšanas izmantošana kā šīs nodarbības pamats izveidos un nostiprinās skolēnu iemaņas mākoņu klasificēšanā no GLOBE klimata darba apraksta.

PamatjēdzieniPamatjēdzieni un termini ir atrodami

sadaļā Iepazīstināšana ar putnu klasificēšanas atšķirību/kļūdu matricu.

Iespējams, jūs vēlaties papildināt nākamās lappuses Mākoņu klasificēšanas darba lapu un Atšķirību/kļūdu matricu ar piemēru. Tālāk sniegti norādījumi.

Nosaukuma veidošana un vispārējās precizitātes aprēķināšana1. solis. Paraugam nr.1 no Mākoņu

klasificēšanas darba lapas (21. tabula) nosakiet Skolēnu mākoņu klasificēšanas tipu (21. tabula, A šūna - spalvu mākoņi).

2. solis. 22. tabulā Atšķirību/kļūdu matricā atrodiet, kur sakrīt skolēnu klasificētais mākoņu tips (spalvu mākoņi) ar kolonnu pa kreisi.

3. solis. Paraugam nr.1 no Mākoņu klasificēšanas darba lapas (21. tabula) nosakiet Apstiprinošo datu mākoņu tipu (22. tabula, B šūna - slāņu mākoņi).

4. solis. 22. tabulā Atšķirību/kļūdu matricā no skolēnu noteiktās mākoņu tipa (spalvu

mākoņi) klasifikācijas šūnas virzieties pa rindu uz labo pusi, līdz jūs atrodat augšējās rindas kategoriju, kas sakrīt ar Apstiprinošo datu mākoņu tipu (slāņu mākoņi). Šūnā, kura atrodas spalvu mākoņu rindas un slāņu mākoņu kolonnas krustpunktā (šūna B3), ierakstiet "1" un pārejiet uz nākamo piemēru. Šādā veidā rindas attēlo skolēnu datus un kolonnas – apstiprinošos datus.

5. solis. Pārejiet uz otro piemēru Mākoņu klasificēšanas darba lapā un turpiniet šo procesu. Kad jūs esat apzīmējuši visus piemērus, jums jāaprēķina vispārējā precizitāte.

6. solis. Piemēru kopējais skaitlis (šūna D4) ir vienāds ar kopējo rindu skaitļiem (D1+D2+D3), kas arī ir vienāds ar kolonnu kopējo skaitli (A4+B4+C4). Kopējās pareizās klasifikācijas ir vienādas ar šūnu A1 + B2 + C3 (galvenās diagonāles) summu. Izdaliet kopējo summu "1" ar piemēru kopējo skaitu "3". Pareiziniet ar 100, lai iegūtu procentus – 33%. Šī vērtība parāda skolēnu klasificēšanas vispārējo precizitāti.

7. solis. Ja šūnas, kas atrodas uz galvenās diagonāles, attēlo visas "pareizās" klasifikācijas, tad pārējās šūnas, kas nav uz šīs diagonāles, parāda visas "nepareizās" klasifikācijas vai atšķirības. Tādēļ arī ir šis nosaukums Atšķirību/kļūdu matrica. Katra kļūda vai atšķirība ir kāda izlaista MUC klase, kas bija jāklasificē, un nepareizas MUC klases kļūdains papildinājums. Šo informāciju var izmantot, nosakot mākoņu tipus, kurus bija grūti klasificēt, un arī tos mākoņu tipus, kurus bija viegli sajaukt ar citiem.

Tabula 4-17.

Piemērs Mākoņu klasificēšanas darba lapai.

Piemēra numurs

Fotoattēla numurs

Skolēna veiktā klasificēšana

Apstiprinošie datiy

1 3a A: spalvu mākoņi B: slāņu mākoņi

2 3c C: slāņu mākoņi D: slāņu mākoņi

3 3d E: slāņu mākoņi F: gubu mākoņi

Tabula 4-18.

Mākoņu klasificēšanas Atšķirību/kļūdu matrica

Skol.

dati

Gubu Slāņu Spalvu Rindā kopā

Gubu A1: B1: C1: D2: 0Slāņu A2: 1 B2: 1 C2: D2: 2

Spalvu A3: B3: 1 C3: D3: 1Kolonnā kopā A4: 1 B4: 2 C4: 0 D4: 3

A p s t i p r i n o š i e d a t i

D4 = A4 + B4 + C4 = D1 + D2 + D3(kopējais skaitlis

kolonnās)

(kopējais skaitlis rindās)

VISPĀRĒJĀ PRECIZITĀTE = A1 +B2 + C3 / D4 X 100 = (1/3) X 100 = 33%

Ko un kā darīt?

1. Lai sagatavotu skolēnus darbam, pārrunājiet ar viņiem šādus jautājumus.

Kāda ir atšķirība/kļūda starp klasifikācijas kategorijām un klasifikācijas kritērijiem?

Kāpēc klasificēšana ir svarīga nodarbība?

Kā klasificēšana ir attiecināma uz kartografēšanu?

Kāpēc ir svarīgi, lai karte būtu precīza?

2. Nokopējiet un izdaliet skolēniem instrukcijas un sanumurētus mākoņu attēlus.

Maris, 03/01/-1,

3. Lai skolēni seko instrukcijai darba lapās un izpilda šādas darbības:

klasificē pēc mākoņu tipu kategorijām;

šķērso ar apstiprinošo mākoņu tipu norādēm;

sagatavo Atšķirību/kļūdu matricu.

4. Pārrunājiet ar skolēniem, kā šī nodarbība sasaucas ar Precizitātes novērtēšanas darba aprakstu.

SKOLĒNU MATERIĀLI

PārskatsZinātnieki klasificē daudz ko mūsu vidē,

piemēram, dzīvības sugas, mežu vai klinšu tipus, u.c. Šīs klasifikācijas vai kategorijas palīdz mums organizēt un saprast dabas pasauli. Lai šīs klasifikācijas būtu derīgas zinātniekiem, mums jāzina, cik tās ir precīzas. Atšķirību/kļūdu matrica ir pamatlīdzeklis, ar kuru mērīt klasificēšanas procesa precizitāti. Tā mums parāda arī to, kurā vietā bija pārpratums vai grūtības, klasificējot atsevišķas klases.

Šajā nodarbībā mākoņu attēli tiks klasificēti 3 skaidri definētās kategorijās saskaņā ar dotajiem kritērijiem. Klasificēšanas rezultāts tiks salīdzināts ar apstiprinošajiem datiem, ievadot tos tabulā. Tabulas rezultātu precizitāte tiks atzīmēta Atšķirību/kļūdu matricā.

Kad jūs pabeigsiet šo nodarbību, jūs varēsiet:

klasificēt priekšmetu komplektu (mākoņu attēlus) skaidri definētās klasificēšanas shēmās;

salīdzināt klasifikāciju ar apstiprinošo datu komplektu, lai radītu Atšķirību/kļūdu matricu;

iegūt sapratni par mērījumu precizitātes un akurātuma nozīmi;

iegūt ieskatu dažos zinātnisko mērījumu kļūdu avotos.

Materiāli un instrumenti20 mākoņu attēlu komplekts.Atšķirību/kļūdu matricas un mākoņu tipu

uzmetumu procedūras kopijas.Mākoņu klasificēšanas darba lapa.

Ko un kā darīt? Rūpīgi izklājiet sanumurētos

mākoņu attēlus, kurus jums izsniedzis skolotājs. Šajā uzdevumā tiks klasificēti 20 attēli.

Izmantojot Mākoņu klasificēšanas darba lapu, klasificējiet visus dotos mākoņus trīs kategorijās: gubu, slāņu un spalvu mākoņos.

PiezīmeMākoņu tipi ne vienmēr atbilst pilnībā

kādai no šīm trim kategorijām. Šī uzdevuma nolūkos izmantojiet tikai vienkāršotu klasificēšanas shēmu. Klasificēšanas procesā varētu rasties dažas neskaidrības. Pieņemiet šo neskaidrību kā daļu no nodarbības nenoteiktības. Šī nenoteiktība ir zinātniskās dabas daļa, neviena klasificēšanas shēma pilnībā nekad nesakrīt ar dabiskajā vidē redzamo stāvokli.

Kritēriji klasēm.

Gubu mākoņi: atdalīti, parasti blīvi, ar skaidrām līnijām iezīmēti mākoņi, kas attīstās vertikāli kalnu, kupolu vai torņu veidā, kam augšējā daļa atgādina puķkāposta galvu.

Slāņu mākoņi: parasti pelēks mākoņu slānis ar diezgan vienveidīgu pamatu.

Spalvu mākoņi: atdalīti mākoņi baltu, smalku pavedienu veidā vai kā pārsvarā balti gabali vai tievas saites. Šie mākoņi var arī izskatīties kā zirgu astes.


1. Sašķirojiet mākoņu attēlu trīs kaudzītēs vai kolonnās; tos, kurus grūti šķirot, atstājiet starp kolonnām. Pēc tam, kad attēli ir klasificēti, ķerieties pie grūti nosakāmajiem attēliem. Katram no tiem dodiet gala slēdzienu par aptuveno klasi. Ja attēlā ir redzami vairāk par vienu mākoņu tipu, jums jāklasificē pēc dominējošā. Izšķirošais kritērijs dominējošajam mākoņu tipam ir tas, cik procentuāli lielāku attēla laukumu tie aizņem. Pārbaudiet visām 20 fotogrāfijām klasifikācijas vēlreiz un ierakstiet datus kolonnā "Skolēnu klasificēšana" Mākoņu klasificēšanas darba lapā.

2. Jūsu skolotājs iedos jums apstiprinošās mākoņu tipu klases. Jums jāpieraksta apstiprinošais mākoņu tips katram attēlam kolonnā "Apstiprinošie dati" Mākoņu klasificēšanas darba lapā. Lai izpildītu uzdevumu, jums būs nepieciešams pierakstīt visu mākoņu tipu apstiprinošos datus.

3. Katram attēlam, kuram Skolēnu klasificēšanas mākoņu tips sakrīt ar Apstiprinošo datu mākoņu tipu, ielieciet kolonnā atzīmi "", bet katram, kas nesakrīt – "".

4. Atzīmējiet rezultātus no kolonnas ar "" un "" matricā, izmantojot šādus norādījumus un piemēru.

Izmantojot Mākoņu klasificēšanas darba lapu, saskaitiet, cik reižu jūsu grupā skolēnu klasificēšanas dati gubu mākoņiem sakrita ar apstiprinošajiem datiem. Ierakstiet šo skaitli šeit . Tagad šo pašu atbildi ierakstiet šūnā A1 Atšķirību/kļūdu matricā.

Tagad saskaitiet, cik reižu jūsu grupas skolēnu gubu mākoņu klasificēšana sakrita ar apstiprinošo slāņu mākoņu datiem. Ierakstiet šo skaitli šeit __________. Tagad ierakstiet atbildi šūnā B1. __________

Pirms turpiniet, pārbaudiet kopā ar skolotāju!

Pēc tāda paša piemēra aizpildiet visu Atšķirību/kļūdu matricu.

Otrreiz pārbaudiet, vai visi piemēri no Mākoņu klasificēšanas darba lapas ir ierakstīti Atšķirību/kļūdu matricā. Tagad aprēķiniet klasificēšanas vispārējo precizitāti saskaņā ar tālāk redzamo formulu.


Tabula 4-19.

Mākoņu klasificēšana - Atšķirību/kļūdu matricas darba lapa.

Skol.

dati

Gubu Slāņu Spalvu Rindā kopāGubu A1: B1: C1: D2: 0Slāņu A2: 1 B2: 1 C2: D2: 2

Spalvu A3: B3: 1 C3: D3: 1Kolonnā kopā A4: 1 B4: 2 C4: 0 D4: 3

Apstiprinošie dati

D4 = A4 + B4 + C4 = D1 + D2 + D3(kopējais skaitlis kolonnās) (kopējais skaitlis rindās)

VISPĀRĒJĀ PRECIZITĀTE = A1 +B2 + C3 / D4 X 100

VISPĀRĒJĀ PRECIZITĀTE = / X 100=


Tabula 4-20.

Mākoņu klasificēšanas darba lapa.

Piemēra numurs

Attēla numurs

Skolēnu dotā klasifikācija

Apstiprinošie dati

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

Tabula 4-21.

Mākoņu klasificēšana – apstiprinošo datu lapa.

(pareizās atbildes)

Fotoattēla # Apstiprinošie dati

1. Spalvu gubu mākoņi2. Spalvu slāņu mākoņi3. Gubu mākoņi4. Slāņu mākoņi5. Spalvu mākoņi6. Slāņu gubu mākoņi7. Augsti gubu mākoņi8. Augsti slāņu mākoņi9. Lietus slāņu mākoņi

10. Gubu lietus mākoņi11. Lietus slāņu mākoņi12. Gubu lietus mākoņi13. Augsti gubu mākoņi14. Spalvu slāņu mākoņi15. Spalvu slāņu mākoņi16. Augsti gubu mākoņi17. Lietus slāņu mākoņi18. Gubu mākoņi19. Augsti gubu mākoņi20. Lietus slāņu mākoņi

Skolēnu precizitātes mērs: Līmenis:

0% - 50% iesācēju51% - 75% vidējais76% - 100% augstākais

Zemsedzes/bioloģiskie pētījumi

MUC klasificēšanas darba lapa

Piemēra #

Vietas nosaukum

s

Skolēnu dotā klasifikācija pēc

MultiSpec vai prakt. interpretāc. met.

Apstiprinošie dati no vietu

apmeklējumiem

Pareizi

Nepareizi

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Zemsedzes/bioloģiskie pētījumiAtšķirību/kļūdu matricas darba lapa

Apstiprinošie dati

Skol.

dati

MUC kods

MUC kods

MUC kods

MUC kods

Rindā kopā

MUC kods A1: B1: C1: D1: E1:




Kolonnā kopā A5: B5: C5: D5: E5:

E5 = A5 + B5 + C5 + D5 = E1 + E2 + E3 + E4(kolonnā kopā) (rindā kopā)

VISPĀRĒJĀ PRECIZITĀTE = A1 + B2 + C3 + D4

E5

X 100 = (2/3) X 100 = 67%

Zemsedzes/bioloģiskie pētījumiDatu darba lapa

Vietas veids:

Vietas nosaukums: Valsts/pilsēta:

Atrašanās vieta pēc GPS: platums garums

Datums: Laiks: Pierakstīja:

MUC zemsedzes klases 2. līmenis

Nosaukums: 3. līmenis

Nosaukums: 4. līmenis

Nosaukums:Kods: Kods: Kods:

Ja tā ir lauksaimniecībā apstrādājamā zeme, ūdens, neauglīga vai apdzīvota vieta, apstājieties šeit.Ja tiek pētīta zemsedzes kvalitatīvo pētījumu vieta, apstājieties šeit.

Dominējošā un otro populārāko sugu augu valsts (ģintis un sugas) tikai kokiem Dominējošās: Otrās populārākās:

Bioloģisko pētījumu vieta Zemsedzes pētījumu vieta

Kvalitatīvā vieta Kvantitatīvā vieta

Atzīmējiet vienu: Mācību vieta Apstiprinošā vieta

Zemsedzes pētījumu vietām

Biometrijas dati

Lapotnes pārsedze:( + , ja ir lapotne)( – , ja lapotnes nav)

"+" kopā: " – " kopā:

Zemes pārsedze:(“g”, ja ir lapotne)(“b”, ja lapotnes nav)(“ – ”, ja pārsedzes nav)

Kopā "g": Kopā "b": Kopā " – ":

Zemsedzes/bioloģisko pētījumu datu darba lapa (turpinājums)

Dominējošās sugas: Otrās populārākās sugas:Ja koki: Ja koki:Koku skaits: Koku skaits:

Koku augstums: m m m m m Koku augstums: m m m m m

Koku apkārtmērs: cm cm cm cm cm

Koku apkārtmērs: cm cm cm cm cm

Ja zāle:Zaļā biomasa: g/m² g/m² g/m²

Brūnā biomasa: g/m² g/m² g/m²

Kopsavilkums biometrijāZaļa: %

Lapotnes pārsedze: % Zemes pārsedze: Brūna: %

Kopā: % Koku skaits:

Vidējais koku augstums: m Vidējais koka CBH: cm

Vidēji zaļā biomasa: g/m² Vidēji brūnā biomasa: g/m²

Kopējā biomasa: g/m²

Piezīmes:

Fotoattēli:


Bioloģisko datu ievadīšanas lapa

Skolas nosaukumsMērījumu veikšanas laiks:

Gads: 1999 Mēnesis: jūlijs Diena: 17 Laiks: 21 GL

Pētījumu vietas atrašanās: Bioloģisko pētījumu vieta

Dominējošie augi: Ģints SugaOtrie populārākie augi: Ģints Suga

Ievadiet augu ģinšu un sugu latīnisko nosaukumu pirmos četrus burtus.

Koku mērījumiDominējošo augu augstums (m):Dominējošo augu apkārtmērs (cm):Otrā pop. augu augstums (m):Otrā pop. augu apkārtmērs (cm):

Zāles mērījumiZaļā biomasa (gramos uz vienu kvadrātmeru):Brūnā biomasa (gramos uz vienu kvadrātmeru):

Lapotnes pārsedzeKopējais skaits "+" laukumiemKopējais skaits " – " laukumiem

Zemes pārsedze

Kopējais skaits "zaļš" laukumiemKopējais skaits "brūns" laukumiemKopējais skaits " – " laukumiem


Zemes pārsedzes kvalitatīvo datu ievadīšanas lapa



Vietas nosaukums:

Dodiet unikālu vārdu, kas aprakstītu jūsu pētījumu vietu.Lūdzu, pievienojiet tik daudz informācijas, cik iespējams.

Līdzko jūs iegūstat papildinformāciju, noklikšķiniet uz Datu ievadīšanas (Data Entry) pogas un ejiet uz "Edit a Study Site".

O Mācību vieta O Apstiprinošā vieta

Datu avots: O GPS O Cits

Platuma grādi minūtes O ziemeļi O dienvidi

(Ievadiet datus pēc parauga 56 grādi 12,84 minūtes un atzīmējiet, vai uz ziemeļiem vai uz dienvidiem.)

Garuma grādi minūtes O rietumi O austrumi No galv. meridiāna

(Ievadiet datus pēc parauga 102 grādi 43,90 minūtes un atzīmējiet, vai uz rietumiem vai uz austrumiem.)

Augstums virs jūras līmeņa: metri

Ievadiet pēc iespējas detalizētāku MUC līmeni.

MUC klasifikācija:

Ievadiet MUC nosaukumu:

Sūtīt Dzēst

Zemsedzes/ bioloģiskie pētījumi

Zemes pārsedzes kvantitatīvo datu ievadīšanas lapa



Vietas nosaukums:

Dodiet unikālu vārdu, kas aprakstītu jūsu pētījumu vietu.Lūdzu, pievienojiet tik daudz informācijas, cik iespējams.

Līdzko jūs iegūstat papildinformāciju, noklikšķiniet uz Datu ievadīšanas (Data Entry) pogas un ejiet uz "Edit a Study Site".

O Mācību vieta O Apstiprinošā vieta

Datu avots: O GPS O Cits

Platuma grādi minūtes O ziemeļi O dienvidi

(Ievadiet datus pēc parauga 56 grādi 12,84 minūtes un atzīmējiet, vai uz ziemeļiem vai uz dienvidiem.)

Garuma grādi minūtes O rietumi O austrumi No galv. meridiāna

(Ievadiet datus pēc parauga 102 grādi 43,90 minūtes un atzīmējiet, vai uz rietumiem vai uz austrumiem.)

Augstums virs jūras līmeņa: metri

Ievadiet pēc iespējas detalizētāku MUC līmeni.

MUC klasifikācija:

Ievadiet MUC nosaukumu:

Dominējošie augi: Ģints SugaOtrie populārākie augi: Ģints Suga

Ievadiet augu ģinšu un sugu latīnisko nosaukumu pirmos četrus burtus.

Koku mērījumiDominējošo augu augstums (m):Dominējošo augu apkārtmērs (cm):Otrā pop. augu augstums (m):Otrā pop. augu apkārtmērs (cm):

Zāles mērījumiZaļā biomasa (gramos uz vienu kvadrātmeru):Brūnā biomasa (gramos uz vienu kvadrātmeru):

Lapotnes pārsedzeKopējais skaits "+" laukumiemKopējais skaits " – " laukumiem

Zemes pārsedzeKopējais skaits "zaļš" laukumiemKopējais skaits "brūns" laukumiemKopējais skaits " – " laukumiem

Sūtīt Dzēst

MultiSpec instalēšana uz PC Izveidojiet MULTSPEC direktoriju uz cietā

diska. Nokopējiet MULTSPEC.EXE (nav

matemātikas līdzprocesors) un/vai MULTSPEP.EXE (matemātikas līdzprocesors) jaunā direktorijā uz cietā diska.

Ievietojiet disketi Beverly, MA. Nokopējiet BEVERLY.LAN failu

MULTSPEC direktorijā uz cietā diska, kurā atrodas MultiSpec programmas fails.

Nokopējiet BEVERLY.STA failu MULTSPEC direktorijā uz cietā diska, kurā atrodas MultiSpec programmas fails.

Sāciet Windows programmu. Izveidojiet jaunu Program Group:

1. No File menu izvēlieties New. Parādīsies New Program Object logs.

2. Izvēlieties Program Group un noklikšķiniet uz OK.

3. Logā Program Group Properties pie Description nosaukuma loga ierakstiet vārdu “MultiSpec”.

4. Noklikšķiniet uz OK. Tagad Program Manager logā jāparādās jaunai grupu ikonai.

Izveidojiet jaunu Program Item:5. Atveriet tikko izveidoto Program Group.

5. No File menu izvēlieties New. Parādīsies New Program Object logs.

6. Izvēlieties Program Item un noklikšķiniet uz OK.

7. Logā Program Item Properties pie Description nosaukuma loga ierakstiet vārdu “MultiSpec”.

8. Logā Command Line ierakstiet ceļu, programmas failu un paplašinājumu,piemēram: C:\MULTSPEC\MULTSPEP.EXE

9. Logā Working Directory ierakstiet ceļu un direktoriju, kurā faili atrodas, piemēram: C:\MULTSPEC

10. Noklikšķiniet uz OK. Jaunajā Group logā jāparādās jaunu izvēļu ikonai.

Ar dubultklikšķi uz Item ikonas jūs varat uzsākt MultiSpec programmu.

Satelītu attēla pētīšana

Sākums Sāciet Windows programmu. Ar dubultklikšķi atveriet Multispec Group Icon. Ar dubultklikšķi uz MultiSpec Item ikonas sāciet MultiSpec programmu. Jāparādās Text Output

logam, līdzīgi kā tālāk redzamajā attēlā.

Attēls

Zem File izvēlieties Open Image. Attēlu jūs varat iegūt, uzklikšķinot uz BEVERLY.LAN Tagad jāparādās logam Set Display Specifications for BEVERLY.LAN

Attēls

Uzklikšķiniet uz Display Type un izvēlieties 3-Channel Color. Lodziņā Bits of color atstājiet skaitli 8! Zem izvēlnes Channels ierakstiet lodziņā Red skaitli 3, Green – skaitli 2, Blue – skaitli 1 un

noklikšķiniet OK. Lai ierakstītu šos skaitļus, nepieciešams lodziņu iezīmēt, t.i., divreiz ieklikšķināt tajā ar peli vai arī, neatlaižot pogu, ar peli vilkt no lodziņa kreisā stūra pa labi. No viena lodziņa uz otru jūs pārvietojaties ar Tab taustiņu.

Noklikšķiniet OK. Ekrāna augšējā daļā jāparādās attēlam. Ja ir x.500 palielinājums, jūs uzreiz varat redzēt visu attēlu kopumā.

Attēls

Lai palielinātu logu, noklikšķiniet apakšējā labajā attēla stūrī un pavelciet to pa labi un uz leju. Šajā stūrī ir arī lodziņš, kas rāda Zoom = x.500 un norāda attēla pašreizējo palielinājumu. Ar augšējās instrumentu rindas trim pēdējām pogām pa labi var regulēt palielinājuma faktoru. Ikona X1., ja tai uzklikšķina, vienmēr jebkuru palielinājuma faktoru atgriezīs atpakaļ uz 1. Uzklikšķiniet tagad šai pogai! Loga apakšējā labajā stūrī jāparādās Zoom = x1.0 un satelītu attēlam logā ir stipri jāpalielinās. Ar malā esošajām bultām jums būs jāpārbīda attēls no vienas malas līdz otrai, lai to pārskatītu, izņemot gadījumus, ja jums ir lielais 17 collu ekrāns.

Mēģiniet izšķirt attēlā ceļus, tiltus, ezerus, pilsētas, koku platības, pludmales, purvainos rajonus utt.

Attēls

Attēla lieluma mainīšanaPa labi no pogas X1. instrumentu rindā

atrodas poga ar it kā lielu kalnu zīmējumu uz tās (turpmāk – i poga), ar kuru var palielināt attēlu, pievilkt to tuvāk, un vēl pa labi – poga ar mazu kalnu attēlu uz tās (turpmāk – o poga), ar kuru satelītu attēlu var samazināt, attālināties no attēlā redzamajām vietām. Logs labajā apakšējā stūrī, attēlam katrreiz attālinoties vai palielinoties, mainīsies. Noklikšķiniet tagad vienreiz uz i. Un tagad noklikšķiniet uz i daudz, daudz reižu. Beigās jūsu attēlam jāparādās uz ekrāna kā četrstūru (pikseļu) mozaīkai. Pirms turpināt šo nodarbību, noklikšķiniet atpakaļ uz pogas X1., lai iegūtu pilna lieluma attēlu.

JautājumiF) Kādas izmaiņas ir pamanāmas attēlā

redzamajiem priekšmetiem, kad jūs pievelkat to tuvāk/attālinieties no tā?

Priekšmeti palielinās/samazinās proporcionāli lieluma izmainīšanas faktoram.

G) Kādu informāciju var iegūt, pievelkot to/attālinoties no tā? Kāda informācija ir zaudēta?

Pievelkot attēlu, jūs varat koncentrēties uz mazākiem apjomiem. Beigās attēls kļūst par pikseļu mozaīku.

Attālinoties no tā, jūs varat vienlaikus redzēt lielākas platības.

Lieluma izmainīšanas logsJūs varat pievilkt tuvāk arī atsevišķu attēla

rajonu. Pielieciet peles kursoru izvēlētās vietas augšējam kreisajam stūrim, nospiediet peles taustiņu un, to neatlaižot, pavelciet peli tik daudz uz leju un pa labi, cik lielu jūs vēlaties rajonu. Tagad atlaidiet peles pogu. Jūsu izvēlētais rajons ir iezīmēts ar pārtrauktu līniju. Uzklikšķiniet i pogai tik reižu, cik tuvu jūs vēlaties attēlu pievilkt. Ko jūs varat novērot? Ja iezīmētais rajons nav kvadrātveida, vai, attēlam palielinoties, tā daļas palielinās proporcionāli? Pamatojiet savas atbildes!

Zīmējuma proporcijas neizmainās. Visi garumi izmainās proporcionāli. Formas paliek tās pašas, mainās lielumi.

Lai pietuvotos attēlam vai attālinātos no tā uzreiz desmitkārtīgi, turot nospiestu Ctrl taustiņu, klikšķiniet uz i vai o pogas.

Satelītu attēla krāsas izpēteZem Processor loga izvēlieties Display

Image.Sarkanā, zaļā un zilā krāsa attiecas uz

datora ekrāna krāsu kūļiem. (Tie piešķir dažādas intensitātes sarkano, zaļo un zilo krāsu

katram pikselim.) Kanāli (angļu val. – channel), bieži saukti arī par frekvenču joslām (band), attiecas uz atstarotās gaismas viļņiem, kas atstaroti no attēlā redzamajiem priekšmetiem un uztverti ar satelītu. Band 1 ir atstarotā zilā gaisma, band 2 – zaļā, bet band 3 – sarkanā gaisma. Sajaucoties vienā pikselī šo trīs krāsu dažādām intensitātēm, rodas dažādas nokrāsas (piem., vienāda stipruma sarkanā un zaļā krāsa dod dzeltenu). Attiecīgi band 4 un 5 ir atstarotā tuvā infrasarkanā un vidējā infrasarkanā enerģija.

Mēs izmantosim RGB (no angļu val. – red, green, blue) kanālu kopu, lai iegūtu dažādu kanālu kombinācijas.

Patieso krāsu attēli (true color images). Šī kanālu kombinācija parāda satelītu attēlu tādu, kādu to redz cilvēks no kosmosa.

Sarkanais ZaļaisZilais

3 (redzamā sarkanā frekvences josla)2 (redzamā zaļās frekvences josla)1 (redzamā zilās frekvences josla)

Citas kanālu kombinācijas rada attēlus, kuri patiesībā tādi neizskatās ar cilvēka acīm. Šie attēli tiek saukti par neīsto krāsu attēliem (false color images). Ievadiet tālāk minētās kanālu kombinācijas un novērojiet rezultātu!

H) Tālāk redzamā kanālu kombinācija atdarina infrasarkano krāsu attēlu, kas uzņemts no kosmosa. Augu valsts, kas atstaro lielu daudzumu infrasarkanās enerģijas, parādīsies attēlā kā spilgti sarkani laukumi. Tas noderēs skolēniem, kuri pētīs meža zemsedzi.

Sarkans 4 (tuvās infrasarkanās krāsas frekvence)Zaļš 3 (redzamās sarkanās krāsas frekvence)Zils 2 (redzamās zaļās krāsas frekvence)

I) Šī kanālu kombinācija ir īpaši laba, lai atšķirtu koku platības no zāles platībām. Skujkoku un mūžzaļo koku apvidi parādās kā tumši zaļi laukumi,

lapu koku apvidi – kā vidēji zaļi un ar zāli pārklātās platības – gaiši zaļos vai dzeltenzaļos laukumos.

Sarkans 5 (vidējās infrasarkanās krāsas frekvence)Zaļš 4 (tuvās infrasarkanās krāsas frekvence)Zils 2 (redzamās zaļās krāsas frekvence)

Izmantojiet BEVERLY.LAN datora attēlu šādai nodarbībai.

Nosakiet tālāk minētos objektus, izmantojot norādītās RGB kanālu kopas. Pierakstiet katra objekta krāsu zem katras kanālu kombinācijas. RGB 321 nozīmē, ka kanālu 3 piešķir sarkanajai krāsai, kanālu 2 – zaļajai un

kanālu 1 – zilajai krāsai. LAI NOMAINĪTU PIEŠĶIRAMĀS KRĀSAS, NO PROCESSOR IZVĒLIETIES DISPLAY IMAGE.

Iespējamās problēmasJa jūs netīšām File menu logā izvēlaties

Open image, jums vajadzēs izlabot VISAS iepriekš veiktās darbības. Lai to izdarītu nekļūdīgi, izpildiet sadaļā Sākums dotos norādījumus.

Ja darba rezultātā jums uz ekrāna parādās ļoti mazs attēls, tas nozīmē, ka jūs netīšām esat

izvēlējušies un likuši attēlot tikai atsevišķu attēla daļu. Zem Processor izvēlieties Display image un noklikšķiniet uz mazās podziņas loga augšējā kreisajā stūrī, pa kreisi no vārdiem Line un Column. Attēls atgriezīsies tā sākotnējā, pilnā 512x512 pikseļu lielumā.

Aizpildiet tabulu, pierakstot katra objekta krāsu zem katras kanālu kombinācijas!

RGB

321RGB

432RGB

542

- Pludmales- Autoceļi

- Ar kokiem klātās platības- Pilsētas vai ciemi

Izmēģiniet arī citas kanālu kombinācijas un pierakstiet savus novērojumus!

Norādījumu lappuse

MultiSpec frekvences un to nozīmeFrekvence Galvenie izmantošanas veidi

1 Zilā redzamā gaisma Kartografējot piekrastes ūdeņus, mežu tipus, nosakot cilvēku veidotus objektus, piem., ceļus un celtnes

(materiālās kultūras iezīmes), kā arī, lai atšķirtu augsni no augiem.

2 Zaļā redzamā gaisma Atšķirot dažādu augu tipus, nosakot, cik veseli ir augi, kā arī nosakot materiālās kultūras iezīmes.

3 Sarkanā redzamā gaisma Meklējot atšķirību starp dažādu augu sugām un nosakot materiālās kultūras iezīmes.

4 Tuvā infrasarkanā enerģija Nosakot augu tipus un to, cik veseli ir augi, kā arī ūdens krātuvju robežas.

5 Vidējā infrasarkanā enerģija Atšķirot ar sniegu klātās vietas no mākoņu ēnām un nosakot veģetāciju un augsnes mitruma sastāvu.

6 Termālā infrasarkanā enerģija (Nav iekļauta Landsat Unit disketēs.) Nosakot relatīvo temperatūru un augsnes mitruma daudzumu.

7 Vidējā infrasarkanā enerģija(garāki viļņi nekā kanālam 5)

(Nav iekļauta Landsat Unit disketēs.) Dažādu minerālu un iežu tipu atšķiršanai, kā arī, lai noteiktu, cik daudz mitruma

saglabā augi.Atsauce: Lillesand, Thomas M.&Kiefer, Ralph W. (1987), Remote Sensing and Image Interpretation. 2nd Edition. New York: John Wiley and Sons. P. 567.

Iekrāso manu pasauli

SagatavošanāsIepriekšējā nodarbībā jūs mainījāt krāsas

uz datora attēla. Dažādi priekšmeti kļūst izšķirami, lietojot dažādas krāsas, vai arī tie kļūst neizšķirami, priekšmetu krāsām sajaucoties ar apkārtējām krāsām. Katram no pieciem dažādajiem elektromagnētiskā spektra kanāliem Landsat 5 uzrāda atstaroto gaismu un piešķir atstarošanas numuru, kas norāda spilgtuma līmeni.

Trīs no šiem kanāliem ir redzamajā diapazonā: kanāls 1 ir zilā atstarotā gaisma, kanāls 2 – zaļā un kanāls 3 – sarkanā atstarotā gaisma. Šīs gaismas lieto, lai izšķirtu dažādus cilvēku veidotus objektus, piem., ceļus un celtnes, vai arī dabas objektus, piem., upes, ezerus un kalnus.

Pārējie divi kanāli (4 un 5) ir infrasarkanajā diapazonā un ar cilvēka acīm neuztverami. Atstarotā infrasarkanā enerģija noder, ja jūs vēlaties noteikt augu tipus, cik tie veselīgi, lai atšķirtu sniegotās vietas no mākoņu ēnām, minerālus un iežu tipus.

Jūs varat satelītu attēlu paradīt arī 1 kanāla krāsā. Tādā gadījumā jūsu attēlā parādīsies tikai viena elektromagnētiskā spektra kanāla spilgtuma līmeņi, kā, piemēram, sarkanā redzamā gaisma vai tuvā infrasarkanā enerģija.

Šajā nodarbībā jums jāiemācās strādāt ar priekšmetu kategorijām, kas balstās uz priekšmetu atstarojumu dažādos elektromagnētisko spektru kanālos. Nodarbība palīdzēs jums vieglāk izprast Landsat 5 satelītu attēlus.

Nepieciešamie materiāliDivi datori, kuros ir MultiSpec programma un

BEVERLY.LAN attēls.Katrai grupai būs jāstrādā kopā ar citu grupu

un jāizmanto abi datori. Ja uz katru skolēnu vai skolēnu pāri ir viens dators, jūs šo nodarbību varat vadīt, izmantojot trīs datorus. Ja jums ir dators ar pietiekami lielu atmiņu, lai uzreiz atvērtu vairākus BEVERLY.LAN attēlus, šo nodarbību var novadīt, izmantojot tikai vienu datoru.

Jūs izpētīsiet saistību starp elektromagnētisko enerģiju un kanāliem, kuri tiek izvēlēti Display Image logā zem izvēlnes Processor.

Ja jūs pārlādējat savu datoru, izpildiet sadaļā Sākums dotos norādījumus, līdz nonākat pie loga Set Display Specifications for BEVERLY.LAN.

Noklikšķiniet uz Display Type un izvēlieties 1-channel color.

Noklikšķiniet uz Bits of color un izvēlieties 8 vai arī 24, ja jūsu datoram ir nepieciešamā atmiņa.

Attēls

Tālākie norādījumi abiem datoriem būs dažādi. Uz viena datora pie vārda grey ierakstiet numuru 4. Nospiediet Enter taustiņu vai

noklikšķiniet uz OK.Pelēkais attēls norāda vienas elektromagnētiskās frekvences atstarošanas līmeņus. Kas tā ir par frekvenci? Uz otra datora tajā pašā vietā ierakstiet skaitli 3, noklikšķiniet OK vai Enter.Kāda elektromagnētiskās frekvences josla tiek raidīta caur kanālu 3? Vai tā ir redzamā frekvence? Ja jums ir trešais dators, izvēlieties vēl vienu redzamo frekvenci, lai to aprakstītu.

Pēc tam, kad attēls ir parādījies, apmēram divkārši palieliniet logu. Noklikšķiniet uz X1. pogas, lai palielinātu satelītu attēlu. Jūsu datora monitoram jāizskatās līdzīgi kā tālāk redzamajā attēlā.

Attēls

Pavirziet attēlu uz augšu un leju, lai pārliecinātos, ka uz abiem datoriem ir tas pats attēla rajons.

Atstājiet šos abus attēlus uz datoru ekrāniem un pārliecinieties, ka ikviens skolēns apskata abus ekrānus. Attēli būs pelēkās nokrāsās.

Jums vajadzēs izmainīt kanālus uz datoriem, lai atbildētu uz tālāk uzdotajiem jautājumiem. Lai to izdarītu, zem Processor izvēlieties Display Image un nomainiet kanālu numurus.

Lūdzu, izlasiet!Ja kādam objektam ir augsts konkrētās

frekvences atstarošanas līmenis, tas parādās kā ļoti gaišs (gandrīz balts). Ja tam ir ļoti zema atstarošana, objekts absorbē vairumu frekvences un parādās uz attēla kā ļoti tumšs (gandrīz melns). Piemēram, ja priekšmets atstaro vairāk zilo nekā sarkano gaismu, tas parādīsies gaišāks tajā attēlā, kurā zilajai gaismai piešķīra kanālu 1, nekā attēlā, kurā izvēlētais kanāls sarkanajai gaismai bija 3.

Atbildiet uz jautājumiem pēc iespējas precīzāk!1. Jums jāspēj labāk saskatīt kokus, dzelzceļa

tiltus un seklos līčus vienā attēlā nekā otrā. Ceļi ir gaiši vienā, bet tumši otrā attēlā. Izskaidrojiet šos novērojumus, atsaucoties uz elektromagnētiskā spektra sarkano un tuvo sarkano frekvenci.

Koki absorbē sarkano gaismu un ir redzami tumšā krāsā sarkanās frekvences joslā, un tos var atšķirt no pludmalēm vai zālēm klātajām zemēm. Tuvās infrasarkanās frekvences joslā koki parādās ļoti gaiši, jo tie atstaro tuvo infrasarkano enerģiju. Tie nav viegli atšķirami no zālāju platībām.

Seklākie ūdeņi atstaro mazāku daudzumu redzamās sarkanās gaismas, tāpēc tie ir gaišākā krāsā nekā dziļākās ūdens vietas.

Dzelzceļa tilts atstaro sarkano gaismu un ir redzams sarkanajā frekvencē. Tas absorbē tuvo infrasarkano enerģiju un nav viegli atšķirams infrasarkanajā frekvencē.

Autoceļi atstaro sarkano redzamo gaismu un absorbē tuvo infrasarkano enerģiju.

2. Sarakstiet vēl citus priekšmetus, kuriem ir vai nu augsts redzamās sarkanās gaismas atstarošanas līmenis un zems tuvās infrasarkanās enerģijas atstarošanas līmenis, vai arī otrādi.

Celtnes, bieži sauktas par materiālās kultūras iezīmēm, jo tās ir cilvēka veidotas, atstaro redzamo sarkano gaismu, bet absorbē tuvo infrasarkano enerģiju.

Piezīme. Lai atbildētu uz tālākajiem jautājumiem, jums nepieciešams izmainīt datorā frekvenču joslas un veikt attēlu salīdzinājumus.

3. Materiālās kultūras iezīmes ir, piemēram, ceļi, ēkas, tilti. Ko jūs varat pamanīt, vērojot to atstarojumu redzamajā gaismā un infrasarkanajā enerģijā? Uz datora, kas attēlo redzamo sarkano gaismu, izmainiet kanālu uz redzamo zaļo (frekvence 2) un tad uz redzamo zilo (frekvence 1) gaismu, lai atbildētu uz jautājumu.

Materiālās kultūras iezīmēm ir augsta visu redzamo gaismu atstarošana un zema tuvās infrasarkanās enerģijas atstarošana.

4. Ko jūs novērojat, ja ir ūdeņu relatīva a) sarkanās; b) zilās; c) zaļās gaismas un d) tuvās infrasarkanās enerģijas atstarošana? Kā papilduzdevumu jūs varat veikt dažus pētījumus ar bibliotēkas literatūras palīdzību, lai noteiktu, kādēļ ūdenskrātuvēs ūdeni parasti redz zilā krāsā.

Ūdenskrātuves absorbē gandrīz visu enerģiju, bet zilā redzamā gaisma tiek atstarota vairāk nekā citas frekvences.

5. Ko jūs novērojat, ja ir koku relatīva a) sarkanās; b) zilās; c) zaļās gaismas un d) tuvās infrasarkanās enerģijas atstarošana?

Koki atstaro zemu sarkanās un zilās redzamās gaismas līmeņus un nedaudz augstāku redzamās zaļās gaismas līmeni. Tie atstaro augstus tuvo un vidējo infrasarkano enerģiju līmeņus.

6. Ko jūs novērojat, ja ir materiālās kultūras iezīmju relatīva a) sarkanās; b) zilās; c) zaļās gaismas un d)

tuvās infrasarkanās enerģijas atstarošana?

Materiālās kultūras iezīmes atstaro visu redzamo gaismu un zemus tuvās infrasarkanās enerģijas līmeņus.

7. Pāri pilsētai redzams viens liels un daži mazāki mākoņi. Izmēģiniet dažādas frekvences, lai novērotu mākoņu atstarošanas līmeni.

Mākoņi atstaro visu redzamo gaismu un visu infrasarkano enerģiju. Tādēļ ļoti nozīmīgi ir attēli bez mākoņiem, nosakot zemes virsmas pazīmes. Mākoņi noslēpj zemi. Radars uztver mākoņus.

8. Mākoņu ēnas un ezeri attēlā ir redzami tumši. Izmēģiniet dažādas frekvences, lai atrastu veidu, kā atšķirt mākoņu ēnas no ezeriem.

Ezeri atstaro zemos redzamās gaismas līmeņus un būtībā nemaz neatstaro infrasarkano enerģiju. Ēnas ir “caurspīdīgas” un atstaro jebko, kas ir zem tām. Tas nozīmē – ja ēna krīt pāri kokiem, apēnotais reģions atstaros infrasarkanās enerģijas augstos līmeņus.

9. Uzrakstiet jautājumu par krāsām un satelītu attēliem un vai nu atbildiet uz to paši, vai arī dodiet citai grupai atbildēt. Uzrakstiet jautājumu un atbildiet šeit.

Atbildes būs dažādas.

10. Tālāk redzamās diagrammas zīmētājs nav savu darbu pabeidzis – a) ievietojiet skalu uz “atstarošanas līmeņu”

ass;b) ievietojiet vārdus, kas sakrīt ar “kanālu”

ass skaitļiem.

11. Pieņemsim, ka jūs esat izvēlējušies pikseli, kurā ir tikai koki. Pēc 10. jautājumā redzamās diagrammas mēģiniet noteikt katras frekvences kanālu atstarošanas vērtību. Izmantojiet 5. jautājuma atbildes, lai atbildētu uz šo jautājumu.

ATST

AR

OŠA

NA

S LĪ

MEŅ

I

KANĀLI1 2 3 4 5

Grafiku veidošana

SagatavošanāsDiagrammas, kuras jūs pētīsiet, ir veidotas

no atstarošanas lielumiem katrā no satelīta mērītajiem 5 viļņu garumiem. Horizontālajā skalā skaitļi 1 – 5 attiecas uz zilās, zaļās, sarkanās, tuvās infrasarkanās un vidējās infrasarkanās gaismas viļņu garumiem. Vertikālajā skalā parādās atstarošanas stiprums no 0 (nav atstarošana) līdz 255 (maksimālais atstarošanas līmenis). Reizēm vertikālā skala ies pāri 255 atzīmei, taču diagrammā iezīmētās līnijas nekad nepārsniegs atzīmi 255. Atcerieties, ka grafikā nozīmīgi ir tikai tie punkti, kas nolasāmi attiecībā pret horizontālās ass pozīcijām 1, 2, 3, 4 un 5. Pārējā līnijas daļa, kas savieno šos punktus, nenorāda atstarojuma līmeni citiem viļņu garumiem. Līnijas tikai padara grafiku vieglāk nolasāmu.

Sarkanā līnija norāda vidējo atstarojuma līmeni no visu iezīmēto datu pikseļiem. Zaļā līnija norāda visus tos atstarojuma gadījumus, kad no vidēja līmeņa atstarošanas ir 1 standarta novirze. Zilā līnija iezīmē minimālās un maksimālās vērtības. Standarta novirzei nepastāv

oficiāla definīcija. Jums ir doti norādījumi, ka zaļās līnijas sastāda apmēram 66 % no visiem atstarojuma līmeņiem iezīmētajā attēla daļā.

Galvenā vērība būtu jāvelta grafiku skaidrošanai. Jūs vērosiet grafikus, kuri automātiski maina mērogu, lai aizpildītu logu. Grafiks var būt maldinošs, jo vertikālā skala var ļoti spēcīgi mainīties dažādos reģionos. Tādējādi pat tad, ja divi grafiki izskatās vienādi, to vertikālās skalas var ievērojami atšķirties. Tātad diviem grafikiem var būt vienāda relatīvā forma, bet dažādas absolūtās formas.

Piemēram, ja tālāk attēlotajiem grafikiem relatīvās formas ir vienādas, tad to absolūtās formas ļoti atšķiras. Diagrammā pa kreisi grafiks ieliecas pie frekvences 4, tāpat arī otrā grafikā, taču tajā ieliekums ir daudz mazāks nekā pirmajam grafikam. Ievērojiet, ka grafika ieliekums diagrammā pa labi pat izskatās lielāks nekā grafika ieliekums diagrammā pa kreisi. Tomēr, rūpīgāk vērojot vertikālo skalu, ir redzams, ka kreisā grafika ieliekums mainās par 200 vērtībām, kamēr labajā pusē tas izmainās tikai par 9 vērtībām.

Attēls

Kā mēs varam klasificēt un atrast atšķirības dažādiem reģioniem uz satelītu attēla, izmantojot diagrammas?

Ir jau zināms, ka attēli, kurus jūs pētāt, balstās uz skaitļiem, kas attēlo atstarotās gaismas intensitāti, ja ir pieci dažādi viļņu garumi. Izplešot attēlu un piešķirot tam dažādas krāsas, ja ir dažādi viļņu garumi, ir iespējams atrast atšķirību starp līdzīga izskata reģioniem, kuri patiesībā ir dažādi. Taču atsevišķi priekšmeti joprojām parādās uz datora ekrāna kā līdzīgi pat tad, ja tie ir dažādi objekti uz zemes. Šajā

nodarbībā jūs iemācīsieties, kā lietot vēl vienu MultiSpec programmas darbarīku, kas palīdzēs jums klasificēt reģionus un saskatīt atšķirību starp dažādiem reģioniem.

Savā datorā jau atvērtajam attēlam piešķiriet sarkano, zaļo un zilo krāsu kanāliem 3, 2 un 1, lai izveidotu patieso krāsu attēlu.

Tagad izvēlieties Coordinates bar (sauksim to par koordinātu sadaļu) no izvēlnes View. Zem Option izvēlieties New Selection

Graph. Noklikšķiniet ar peli jebkurā vietā uz satelītu attēla loga, lai to iezīmētu, un noklikšķiniet uz jebkuru vienu pikseli.

Samazinot logus un pārbīdot tos pa ekrānu, sakārtojiet visus logus tā, kā tas parādīts tālāk piemērā.

Attēls

Koordinātu sadaļaTieši virs satelītu attēla atrodas

koordinātu sadaļa. Tajā ir parādīts, tieši kādu satelīta attēla daļu jūs esat izvēlējušies, kad noklikšķinājāt uz satelītu attēla loga. Kursora koordinātas ir dotas kā skaitļu pāris, kur pirmais cipars ir līnijas, bet otrais – kolonnas skaitlis. Šajā attēlā izvēlētais pikselis atrodas (102, 135) koordinātās. Atšķirībā no palielināšanas faktora jūs varat izmantot attēla pārbīdīšanas pogu, lai atrastu noteiktu pikseli.

Atlases grafiks (selection graph)Pa labi no satelītu attēla atrodas

Selection Graph logs. Grafiks attēlo jūsu

izvēlētā pikseļa atstarojuma stipruma vērtību. Iepriekšējā attēlā redzams grafiks pikselim pie koordinātām (102, 135).

Šis grafiks sniedz daudz informācijas. Horizontālā ass ar iedaļām 1, 2, 3, 4 un 5 atbilst zilajam, zaļajam, sarkanajam, tuvajam infrasarkanajam un vidējam infrasarkanajam viļņu garumam, ko uztver Landsat satelīts. Vertikālā skala attiecas uz atstarošanas stiprumu un mainās no 0 līdz 255. Izvēlētais pikselis ir visspilgtākais kanālā 4 un vistumšākais kanālā 3. Tas nozīmē, ka objekts uz zemes šajā vietā atstaro tuvo infrasarkano gaismu vairāk nekā citu viļņu garumu gaismu.

Tagad noklikšķiniet jebkurā vietā uz satelītu attēla, lai to aktivizētu. Tad noklikšķiniet uz pikseļa ar koordinātām (L, C) = (254, 248), kas ir lejā pie

okeāna. Šajā punktā atstarošana ir pie 60, 44, 10, 11 un 6. Sk. tālāk esošo zīmējumu, lai redzētu, kādam jāizskatās jūsu datora attēlam.

Attēli

Atcerieties, ka atstarošanas līmenis jebkurā no pieciem kanāliem ir zemāks salīdzinājumā ar iepriekšējo pikseli (102, 135). Šai atšķirībai ir nozīme, jo ir zināms, ka okeāns ir tumšāks par zemi. Ja jūs jebkad esat lidojuši virs okeāna un kokiem, tad būsiet ievērojuši, ka okeāns tiešām izskatās gandrīz melns, bet koki – gaišāki. Fakts, ka ūdens absorbē gandrīz visu enerģiju, kas krīt uz tā, var palīdzēt mums noteikt, vai nezināms tumšs reģions ir ūdens vai ne.

Tagad ieklikšķiniet attēlā un ievelciet taisnstūri ar vairākiem pikseļiem. Mēs izvēlējāmies taisnstūri, kura augšējais kreisais stūris atrodas pikselī (L, C) = (85, 94) un apakšējais labais stūris – (L, C) = (129, 138). Mēģiniet iezīmēt tos pašus punktus sava taisnstūra augšējam kreisajam un apakšējam labajam stūrim. Rezultātam jālīdzinās tam, kā tas redzams tālāk esošajā attēlā.

Attēls

Atcerieties, ka tagad jūsu atlases grafika diagrammā ir piecas līnijas. Sarkanā līnija attēlo visu iezīmēto taisnstūra pikseļu atstarošanas vidējo lielumu. Zaļās līnijas parāda amplitūdu, kas ietver vidējos 60 % no atstarošanas vērtībām. Zilās līnijas iezīmē minimālo un maksimālo vērtību visiem iezīmēto pikseļu atstarošanas līmeņiem. Pievērsiet uzmanību, piemēram, kanāla 4 atstarošanas līmenim. No visiem pikseļiem, kas iezīmēti taisnstūrī, zemākā atstarošana ir pie atzīmes 10, augstākā – ap 255, 66 % no atstarošanas – ir starp 130 un 208, un vidējais atstarošanas līmenis ir ap 160.

Diagrammas loga izmantošana, lai saskatītu atšķirību starp dažādiem reģioniem

Diagrammas logu var izmantot, lai noteiktu vienādos un atšķirīgos rajonus. Kā to darīt? Atrodiet jūs interesējošu reģionu un saglabājiet datora atmiņā tā diagrammu, lai varētu to salīdzināt ar otru diagrammu no kāda cita jūsu izvēlēta reģiona. Palieliniet attēlu uz x2.0. Noklikšķiniet un velciet ar peli, lai iezīmētu taisnstūri, kura augšējā kreisā stūra koordinātas ir (L, C) = (179, 30) un apakšējā labā stūra koordinātas ir (L, C) = (183, 37). Uz ekrāna jāparādās attēlam, kāds redzams tālāk.

Attēls

Tagad zem Option izvēlieties Keep Selection Graph. Parādīsies jauns atlases grafiks, bet iepriekšējais paliks nofiksēts uz ekrāna, pat ja jūs izvēlaties jaunu pikseļu kopu. Novietojiet šo jauno grafika logu zem pirmā – tā, kā norādīts tālāk attēlā.

Attēls

Noklikšķiniet satelīta attēla logu, lai to aktivizētu, un tad uz kāda no attēla pikseļiem. Atcerieties, ka augšējais grafiks saglabājas tāds pats, mainās tikai apakšējais. Abu grafiku attēlošana ļauj salīdzināt jauna reģiona diagrammu ar saglabāto iepriekšējā reģiona grafiku (balto reģionu). Šis baltais reģions atrodas tuvu ceļam un ir iekļauts Beverlijas pilsētas robežās. Ļoti iespējams, ka šis gaišais plankums radies no kādu augstceltņu metāla vai betona jumtu atstarotās gaismas.

Iezīmējiet tikai vienu pikseli (L, C) = (210, 216). Šis ir cita balta reģiona pikselis. Tas atrodas ārpus Beverlijas. Vai tas arī varētu būt celtne? Salīdzināsim reģionu diagrammas un mēģināsim noteikt, vai objekti ir vienādi vai dažādi! Pēc tam, kad pikselis (L, C) = (210, 216) ir iezīmēts, jums uz ekrāna jāparādās līdzīgai situācijai, kāda attēlota tālāk.

Attēls

Absolūtās un relatīvās atšķirībasŠajā attēlā augšējais grafiks attiecas uz

gaišo objektu Beverlijas pilsētā, bet apakšējais –

uz gaišo objektu pikselī (210, 216). Vai šie abi reģioni ir vienādi? To grafiki izskatās līdzīgi. Abiem grafikiem ieliekums ir pret atzīmi 4.

Pavirši paskatoties uz abiem grafikiem, mēs varam uzskatīt, ka tie ir vienādi. Ja iegūstamie dati būtu ļoti svarīgi, varētu arī veikt konkrētās vietas apmeklējumu, taču šis process varētu izrādīties pārāk dārgs vai pat neiespējams. Tādējādi, lai noteiktu objektus, grafiki ir sīki jāizpēta.

Pavērojiet rūpīgāk grafikus, īpaši to vertikālās asis! MultiSpec programma automātiski izvēlas vertikālajā skalā minimālās un maksimālās vērtības. Tā ir priekšrocība, ka

mēs redzam skalas daļu, kas atbilst tikai mūsu izvēlētajam reģionam. Trūkums ir tas, ka, pētot divus dažādu skalu grafikus, ir iespēja kļūdīties.

Pievērsiet uzmanību, ka abiem grafikiem līknes ieliecas pret kanāla 4 atzīmi, taču pēc vertikālās skalas to iegrime ir atšķirīga. Sākotnēji to neievēro tādēļ, ka cilvēks reaģē uz līkņu līdzīgo izskatu. Lai precīzi redzētu abu grafiku atšķirību, mēs tos varam novietot uz kopīgas koordinātu sistēmas, kā parādīts tālāk zīmējumā.

Attēls

Objekts, kura grafika līknei ir dziļš ieliekums, atstaro ļoti nedaudz infrasarkanās enerģijas. Otra objekta diagramma norāda, ka tas atstaro ļoti daudz visa veida viļņu garumus.

Šīs sadaļas secinājums – jāmāk pārliecināties, ka divu grafiku šķietamā līdzība ir relatīva.

Vēl viens uzdevums par objektu atšķiršanu

Gaišie objekti attēla kreisajā daļā (Beverlijas centrā) izskatās kā celtnes. Tagad mums ir pierādījumus (diagrammas), kas norāda, ka gaišie objekti varētu arī būt kaut kas

cits, nevis celtnes. Mēs esam atraduši atšķirību starp diviem līdzīga izskata, tomēr dažādiem objektiem.

Bet kas ir gaišais laukums ekrāna labajā stūrī?

Izmantojot palielinājumu x2.0, novietojiet nezināmo gaišo objektu attēla loga centra tuvumā. Ir redzami 3 pāri tumšu un gaišu reģionu. Visu trīs pāru centrējums ir vienāds. Tumšie reģioni vienmēr atrodas vienādā attālumā ekrāna augšējā kreisā stūra attiecībā pret gaišajiem reģioniem. Varbūt šie pāri varētu būt mākoņi un to ēnas?

Abas līdzīgās formas liecina par mākoņiem un to ēnām. Pievērsiet uzmanību tālāk redzamajam attēlam, cik ļoti pārī A sakrīt tumšais objekts ar gaišo!

Attēls

Ja mēs tomēr esam skeptiski un nepiekrītam apgalvojumam, ka tie ir mākoņi un to ēnas, kas vēl varētu būt šie tumšie reģioni attēlā? Varbūt tie ir ezeri? Izveidosim viena šāda reģiona diagrammu un saglabāsim to (save)! Pēc tam izveidosim diagrammu vietai, kura, kā mēs droši zinām, ir ezers.

Noklikšķiniet uz augšējā grafika, lai to aktivizētu. Tad ieklikšķiniet augšējā kreisā stūra podziņā, lai grafiku aizvērtu.

Ieklikšķiniet satelīta attēla logā un izveidojiet taisnstūri, kura stūri būtu punktos (L, C) = (186, 183) un (L, C) = (189, 186). Šis reģions atbilst tam tumšajam laukumam, kas varētu būt vai nu mākoņa ēna, vai ezers. Jūs varat izmainīt palielinājumu x2.0 (vai x1.0). Datora ekrānā jāparādās tādam pašam attēlam, kāds redzams šajā aprakstā tālāk.

Attēls

Tagad pavelciet grafiku no ekrāna lejas daļas uz augšu (tur, kur parasti atradās iepriekšējais grafiks). No Options izvēlieties Keep Selection Graph. Tagad augšējais grafiks paliks nemainīgs un attēlos diagrammu iespējamai mākoņu ēnai. Novietojiet jaunizveidoto grafiku zem augšējā.

Tagad sameklēsim ezeru. Noklikšķiniet uz satelīta attēla loga un izveidojiet taisnstūri ar tā stūru koordinātām no (L, C) = (52, 237) līdz (L, C) = (56, 243). Šis reģions noteikti ir ezers, jo iepriekš pārbaudīts, to apmeklējot. Šī ezera reģiona diagrammai jāparādās apakšējā grafika logā. Pēc tam, kad viss ir izdarīts, jūsu datora ekrānā jāizskatās tāpat, kā attēlā tālāk.

Attēls

Pievērsiet uzmanību tam, ka grafiku vertikālās skalas ir gandrīz vienādas. Mēs varam nekļūdīgi salīdzināt abas diagrammas. Vai tās ir vienādas? Nē. Ezers absorbē daudz vairāk tuvo infrasarkano enerģiju (kanāls 4) nekā ēna. Atšķirība atstarojumā ir redzama tieši pret kanāla 4 atzīmi (ezeram tā ir 11, ēnai – 44). Šai redzamajai atšķirībai ir jēga, jo mēs zinām, ka koki ēnā atstaro vairāk infrasarkano enerģiju nekā ezers, kas ir lielisks infrasarkanās enerģijas absorbētājs.

Mūsu pētījumi ir beigušies. Mēs esam izmantojuši diagrammas, lai noteiktu attēlā mākoņus un to ēnas. Tagad ir jūsu kārta izmantot

diagrammas, kas palīdzēs jums atklāt daudz interesanta jūsu reģiona satelītu attēlā!

Kas tas ir?Izmantojot jau zināmo diagrammu kā

instrumentu, izpētiet savu satelīta attēlu un pamēģiniet, vai jūs varat atrast citu reģionu piemērus attēlā, kas pēc izskata būtu līdzīgi, taču ar atšķirīgām diagrammām. Lai salīdzinātu dažādus priekšmetus, uz sava datora ekrāna vienlaikus jūs varat novietot līdz 12 diagrammām. Tālāk norādīti iespējamie izpētes un salīdzināšanas objekti.

Pludmales/krastmalas un ļoti sekla ūdens atšķiršana.

Atšķirība starp gājēju celiņiem/autostāvvietām un celtnēm.

Dziļa un sekla ūdens salīdzinājums.Pēc krāsas līdzīgu (bet ar dažādām

diagrammām) augu platību salīdzināšana.Ja jūs atklājat kaut ko jaunu un interesantu,

izveidojiet par to aprakstu, kurā norādīta interesantā objekta izpētes gaita. Aprakstam ir jābūt pietiekami sīkam, lai kāds cits arī varētu veikt tādu pašu pētījumu. Šajā aprakstā ietveriet arī pētāmā objekta analīzi. Pamatojiet visus izdarītos secinājumus ar argumentiem, kas balstīti uz attiecīgā objekta diagrammu.

Neregulāru formu reģioniMežu apvidiem un ezeriem parasti ir

neregulāras robežas. Šajā sadaļā jūsu uzdevums būs atrast tādu vietu, kurā būtu neregulāru formu objekts.

Ievilktā/apvilktā četrstūra metodeNodarbībā, kurā jūs izmantosiet šo metodi,

ar viena četrstūra palīdzību jūs pārvērtēsiet kādu reģionu, bet ar mazāka četrstūra palīdzību – novērtēsiet par zemu šo reģionu. Reģionu vidējais matemātiskais aprēķins sniedz neregulāru formu platību ātru novērtējumu.

Piemēram, mēs atradīsim kādu piekrastes rajonu blakus Beverlijai. 1. zīmējumā četrstūris apņem lielāku platību, nekā ir pati sala.

1. zīmējums

Lai noteiktu iezīmētās vietas koordinātas, zem View izvēlieties Coordinates Bar. Atzīmējiet koordinātas zīmējumā.

Iedomājieties datora ekrānu kā lielu koordinātu tīklu (skat. 2. zīmējumu), kura augšējā kreisajā stūrī ir koordinātas (0;0), augšējā labajā stūrī – (512; 0), apakšējā kreisajā – (0; 512) un apakšējā labajā – (512; 512). Horizontālās līnijas tiek uzskatītas par matricas rindām, bet vertikālās – par matricas kolonnām.

2. zīmējums

2. zīmējums

1. zīmējuma koordinātas ir līnijas 272 līdz 301 un kolonnas 347 līdz 370. Tā kā 301 – 272 = 29, iezīmētais četrstūris ir 29 pikseļus plats (vertikāli) jeb 30 metri x 29 = 870 metri. Kolonnu starpība ir 370 – 347 = 23 pikseļi. 30 metri x 23 = 690 metri. Iezīmētā četrstūra platība ir 870 x 690 m jeb 600 300 kvadrātmetri.

Veiciet tādu pašu nodarbību, lai noteiktu tālāk redzamā 3. zīmējuma iezīmētās platības.

kolon

(0; 0)

100

200

300

400

100

(512; 512)

(0; 512)

(512; 0)

200

300

500

400

500

KOLONNAS

RIN

DA

S

3. zīmējums

(290 – 278) x 30 = 360 metri; (360 – 349) x 30 = 450 metri. Platība: 360 x 450 = 162 000 kvadrātmetri.Tikko iegūto informāciju izmantojiet, lai noteiktu salas platību. (600 300 + 162 00)/2 = 381 150 m².Šī nodarbība noslēdz MultiSpec mācību daļu. Šeit apgūtais jums jālieto, lai izpētītu savas

izvēlētās vietas platības.

APRĪKOJUMSZemsedzes/ bioloģiskie resursi

Globālais redzes viedoklis

IepazīstināšanaTumšās, skaidrās naktīs jūs tos varat

saredzēt: mazus gaismas punktiņus, kas lēnām kustas debesīs. Neraksturīgi fiksētiem zvaigz-nājiem debesu sfērā vai planētām to lēnajā klejojumā cauri zvaigznājiem, šie zvaigznēm līdzīgie objekti nokļūst no horizonta līdz horizontam dažu minūšu laikā. Tās, protams, nav zvaigznes, bet gan cilvēku radīti satelīti, kas lido ap Zemi simtiem jūdžu virs zemes virsmas. 1957. gadā, kad kosmosā pacēlās pirmais Sputnik, satelītiem bija aparatūra (uztvērēji), kas veidota, lai mērītu kosmosa stāvokli Zemes tuvumā. Vēlāk jau ar sarežģītākiem instrumentiem satelīti sāka pētīt arvien dziļāk kosmosu, un 1972. gadā tika palaists Zemes resursu tehnoloģijas satelīts (vēlāk pārdēvēts par Landsat), kurš pats arī atgriežas uz Zemes. Kopš tā laika satelītu kameras un uztvērēji ir iezīmējuši kartēs Zemes vidi; tās atmosfēru (gaisu), hidrosfēru (ūdeņus), kriosfēru (ledu) un biosfēru (dzīvos organismus), izmantojot tehnoloģiju, ko sauc par tālraidīšanu.

Zemes mērījumu veikšanas un skaidrošanas process no kosmosa vai aviācijas uztvērējiem tiek saukts par tālraidīšanu. Līdz brīdim, kad pagājušajā gadsimtā parādījās gaisa baloni, vienīgais veids, kā cilvēkiem redzēt Zemi no putna lidojuma, bija uzrāpties kalna virsotnē. Izgudrojot fotoaparātus 1800. gadu vidū, cilvēki sāka uzņemt fotoattēlus no gaisa baloniem.

Līdz 1960. gadam visvairāk lietotās tālraidīšanas sistēmas lielākoties izmantoja fototehniku, lai gan Otrā pasaules kara laikā jau tika izgudrotas un izmantotas infrasarkano un radaru sistēmas. Kosmiskā tālraidīšana sākās 1960. gadā ar pirmā Infrasarkano televīzijas novērojumu satelītu (angl. – Television Infrared Observation Satellite) TIROS-1. Šīs sērijas satelīti bija tagadējiem Nacionālās okeānu un atmosfēras administrācijas (angl. – National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) polārās orbītas laika satelītiem. Pirmie uz zemi orientētie satelīti bija Zemes resursu tehnoloģijas satelīti (angl. – Earth Resources Technology Satellite, ERTS-1), ko 1972. gada

jūlijā palaida NASA. Šo satelītu vēlāk pārdēvēja par Landsat 1, un tas kļuva par pirmo no Landsat satelītu sērijas, kas veidots, lai kartografētu zemes virsmas iezīmes. Mūsdienās daudzas valstis palaiž kosmosā un strādā ar daudziem vides satelītiem.

Zinātnes un tehnoloģijas jauninājumi, kas parādījušies pēdējo 30 satelītu attēlu analizēšanas gadu laikā, ir būtiski mainījuši mūsu priekšstatu par planētu. Daudzus gadus šī tehnoloģija bija ierobežota – to izmantoja nacionālās drošības, militāro vajadzību vai izpētes programmās lielās akadēmiskās vai komerciālās institūcijās. Taču pēdējo gadu laikā datoru ekrānu jauda un satelītu izmantošana citās zemēs ir atvērusi ceļu pie cilvēkiem jebkurā vietā. Tagad nelielas koledžas un uzņēmumi, pamatskolas un vidusskolas, zemes projektētāji un vides grupas, un pat atsevišķi indivīdi izmanto šo tehnoloģiju.

Dažādi attēli, iegūti no tālraidīšanas tehnoloģijām, ir redzami šajā aprakstā. Daži izskatās kā fotogrāfijas, daži arī ir fotogrāfijas. "Zilais marmors" – iespējams, vispopulārākais Zemes attēls no kosmosa – ir fotogrāfija, ko uzņēma Apollo 17 astronauti, lidojot uz Mēnesi 1972. gada decembrī. (Skatīt zīmējumu 8-4.: Zilais marmors.) Citi attēli izskatās kā abstrakti zīmējumi. Vairums tālraidīto attēlu nav fotogrāfijas, bet gan digitāli attēli, ko radījuši datori. Vēl citi attēli vispār nav tālraidīti – tie ir datoru modeļu rezultāts, kas tiek pasniegti kā globālas "kartes".

GLOBE programmā tiks izmantoti vairāki tālraidītie dati, lai palīdzētu skolēniem labāk saprast, kā viņu skolas apkārtne iedarbojas uz reģionālo un globālo vidi. Jūs izmantosiet Landsat tematiskā kartografētāja (angl. – Landsat Thematic Mapper TM) un NOAA uzlaboto augstas izšķirtspējas radiometra (angl. – Advanced Very High Resolution, AVHRR) datus savai pētījumu vietai, lai izpētītu un uzzīmētu kartē zemes pārsedzes stāvokli savas skolas apkārtnē.

Satelītu attēliVizuālā informāciju var attēlot divos

dažādos veidos. Skatoties uz krāsu fotokopiju ar palielināmo stiklu, var redzēt, ka tā sastāv no daudz krāsām, kas vienlaidus saplūst viena otrā. Šādu informāciju sauc par analogu. Analogie dati tiek attēloti nepārtrauktā kādas kvantitātes variācijā. Patiešām, daži tālraidītie dati ir fotogrāfiju veidā, bet lielākā to daļa ir veidota no digitālajiem datiem. Datora radītais digitālais attēls ir veidots no attēla elementiem, ko sauc par pikseļiem, kas sakārtoti horizontāli un vertikāli uz datora ekrāna. Pilnībā attēlots, katrs pikselis attēlā attēlo noteiktu vietu uz Zemes, kas būtībā ir ierobežotas dimensijas kvadrātveida laukums. Pikselis parāda sīkāko platību, kādu uztvērējs var "saskatīt". Šo jēdzienu var redzēt satelītu attēlu tuvplānos, ko izmanto televīzijā laika ziņās. (Skatīt zīmējumu 8-7.)

Tālraidīšanas tehnikas pats svarīgākais aspekts ir telpiskā izšķirtspēja. Iedomājieties koordinātu tīklu, kas veidots no vienāda lieluma vienībām, kas izklātas pāri visai Zemei.

Katrai koordinātu tīkla vienībai satelītu uztvērējs izmērīs enerģiju, kas izstarota no katras šīs vienības iezīmes. Šīs vienības ir pikseļi. Katrs vienības jeb pikseļa lielums noteiks vismazākās

iezīmes lielumu uz virsmas, kādu var uztvert jeb "izšķirt". Satelītiem, kas mēra procesus atmosfērā un okeānos, parasti ir lieli pikseļi, visbiežāk 1000 m (1 km) vai lielāki, jo šeit procesi parasti būtiski nemainās mazākās platībās. Viens no attēliem, ko jūs saņemsiet, ir izveidots no datiem, kas iegūti no AVHRR instrumenta, kas atrodas uz NOAA satelīta. Šī attēla izšķirtspēja (pikseļa lielums) ir 1,1 km (1100 m). Šāds attēls bieži tiek attiecināts uz telpisko izšķirtspēju, t.i., spēju redzēt izmēru, kas attiecas uz pikseļa lielumu: maza (zema) izšķirtspēja attiecas uz attēliem, kas sastāv no lielākiem pikseļiem, bet liela (augsta) izšķirtspēja attiecas uz attēliem, kas veidoti no maziem pikseļiem.

Uz zemi orientēta lietošana tomēr prasa daudz augstāku izšķirtspēju nekā citi pielietojumi, jo pazīmes uz zemes kā, piemēram, kultivētie lauki, ceļi un upes ir daudz mazāki, nekā lielāka apjoma pazīmes atmosfērā vai okeānos. Tematiskā kartografētāja (angl. – Thematic Mapper, TM) uztvērējs uz pašreizējā Landsat satelīta izšķir pazīmes, kas atrodas 30 m mērogā, un uztvērēji uz Franču sistēmas Probatoire d'Observation de la Terre (SPOT) satelītiem izšķir pazīmes, kas ir 10-20 m skalā. Zīmējumi no 8-9. līdz 8-12. parāda dažus satelītu attēlus tie pašai vietai ar dažādu izšķirtspēju, lai demonstrētu pikseļa efektu attēla kvalitātē.

Zīmējums 8-8. parāda "nepatieso krāsu" infrasarkano AVHRR uztvērēja attēlu, kas uzņemts no NOAA polārā orbīta satelīta. Katrs pikselis šajā ainavā ir aptuveni 1,1 x 1,1 km liels. Palielinātā nodaļa parāda

15 x 15 pikseļu lielu platību. Spilgtākie pikseļi šajā palielinātajā daļā attēlo ceļus un betonētus laukumus, ko izmanto, lai nosēdinātu lidmašīnas un apkalpotu automašīnas.

Uzlabotā augstas izšķirtspējas radiometra (AVHRR) datu kopa

Dati no šī meteoroloģiskā satelīta ir pieejami katram Zemes punktam katru dienu. AVHRR instruments ir uzstādīts uz diviem NOAA satelītiem, kas iegūst datus abām augšup un lejup ejošajām orbītām. AVHRR uztvērēja pamata izšķirtspēja ir 1,2 x 1,2 km, un tiek iegūtas divas datu kopas – pilnas izšķirtspējas vietējā apvidus reportāža (Local Area Coverage, LAC) un tās apakškopa – globālā apvidus reportāža (Global Area Coverage, GAC) ar izšķirtspēju 4 x 4 km.

GAC dati tiek ievākti no daudziem orbitālajiem vāliem, kas ir 2700 km plati un NASA kartografēti vienā globālajā attēlā ar 8 x 8 km (0,0625) izšķirtspēju. Pieejami ir ikdienas globālie attēli, taču tie bieži ir mākoņaini. Lai tiktu vaļā no mākoņiem, labākie dati tiek ievākti no apmēram 10 dienu perioda, lai sakombinētu globālo attēlu. Vairākums mākoņu no kombinētajiem attēliem tiek aizvākti un aizstāti ar skaidru attēla daļu. Vairāk jūs varat uzzināt par AVHRR datu produktiem, izmantojot AVHRR serveri mājas lapā, kas ir pieejama GLOBE tīkla serverī.

Zīmējums 8-9. Landsat TM attēls parāda to pašu apkārtni, uztvertu ar 80 m pikseļu multispektrālo skeneri uz Landsat satelītiem. Šādā skatā ļoti labi redzama ir autostāvvieta, bet nav redzamas (vai

slikti redzamas) citas detaļas uz zemes.

Tematiskā kartografētāja Landsat datu kopa (Landsat TM)

Zīmējumā 8-10. Landsat TM attēls ir attēlots 30 m pikseļa Landsat TM attēlā. Šajā skatā ir redzami galvenie ceļi. Šiem datiem ir pietiekami augsta izšķirtspēja (30 m), lai redzētu tik mazas lietas kā mājas, bet nav labs tādos gadījumos, kad jāsaskata īstermiņa izmaiņas, jo

dati tiek ievākti tikai katru 16. dienu visām vietām uz Zemes virsmas. Taču tiem dod priekšroku ekoloģisko un vides studiju gadījumā, jo tiem ir gan augsta telpiskā, gan spektra izšķirtspēja. Atšķirībā no AVHRR, TM datos jūs viegli varat saskatīt bojājumus mežos (mežu izciršanu, kukaiņu invāziju u.c.). TM dati ir nenovērtējami pasaules daļu tuvplānu ainām. TM dati tiek glabāti no 1980. gadu vidus.

Zīmējums 8-11. SPOT multispektrālā skenēšana ar 20 m izšķirtspēju uz franču SPOT satelītu multispektrālā skenera. Šajā skatā ir redzami vietējas nozīmes ceļi un celtnes.

Zīmējums 8-12. panorāmas skats ar 10 m izšķirtspēju uz franču SPOT satelītiem ar Panchromatic attēlu veidotājiem.

Ja pikseļa lielums palielinās, tad pieaug uztvērēju pierakstītās informācijas daudzums tā paša lieluma zemes platībai. Ierobežojumi datora uzglabāšanā var padarīt nepraktisku augstas

izšķirtspējas datu izmantošanu, pētot ļoti lielas platības. Tādējādi pētīšanas iemesls jāapsver tad, kad lemj, kuru uztvērēju lietot.

Zīmējums 8-13. parāda telpiskās izšķirtspējas salīdzināšanu dažādu satelītu uztvērējiem attiecībā pret futbola laukuma lielumu.

Vēl viens svarīgs satelītu tālraidīšanas aspekts ir reportāžas biežums, t.i., cik bieži satelīts šķērso kādu Zemes virsmas vietu. Tas ir stipri noteikts pēc orbītas, kādā satelīts atrodas.

Kopumā, jo augstāk ir orbīta, jo ilgāks laiks tiek patērēts, lai satelīts apriņķotu ap Zemi. Laika apstākļu satelītiem nepieciešama visbiežākā reportāža. Lai novērotu laika sistēmu kustību, ir nepieciešams uztvert izmaiņas, kas notiek laika posmā no minūtēm līdz stundām. Tas tiek panākts ar satelītu ievadīšanu ģeostacionārajā orbītā. Šādā orbītā, ceļojot no rietumiem uz austrumiem 35 600 km augstumā, satelītam nepieciešamas 24 h, lai apriņķotu 1 reizi ap Zemi. Lai gan šie satelīti kustas daudz ātrāk par pārējiem, tie šķiet stacionāri, t. i., tie atrodas virs vienas un tās pašas vietas attiecībā pret Zemi. NOAA ģeostacionārie operacionālie vides satelītu (angl. – Geostationary Operational Environmental Satellites, GOES) sērijas un Eiropas kosmosa aģentūras Meteosat (European Space Agency Meteosat) satelīti ir nostādīti ģeostacionāro satelītu ierindā virs ekvatora ģeostacionārajās orbītās. No šāda augstuma to uztvērēji ir spējīgi stiepties pāri visam Zemes diskam – gandrīz visai puslodei – pret satelītu. Ar modernizētajiem mākoņu paraugu attēliem zemi apgādā katru pusstundu. Tie ir attēli, kurus izmanto, lai radītu "lokus" televīzijā laika ziņās.

Pārveidotā UNESCO klasificēšanaTematiskās kartes tika aprakstītas kā

kartes, kas sastāv no zemsedzes kategorijām vai

klasēm, kā tas norādīts vairākās “klasifikāciju shēmās”. Klasifikācijas shēma ir saprotama kategoriju kopa ar nosaukumiem un definīcijām, kas parasti sakārtotas hierarhiskā vai “ideju zirnekļa” struktūrā. Klasifikācijas shēma ir nepieciešama, lai veidotu datu kopu, piemēram, atklāto zemsedzes tipu sarakstu, nozīmīgās grupās. Klasifikācijas shēmai jābūt gan izsmeļošai, gan izmeklētai. Izsmeļošajā klasifikācijā katrai iespējamajai datu daļai ir noteikta klase (piem., zemsedzes tips). Izmeklētajā klasifikācijā katrai datu daļai ir viena un tikai viena noteikta klase. Hierarhiskā struktūra nozīmē, ka pastāv vairāki klašu līmeņi: pirmajā līmenī ir pamat klases, katrā nākamajā līmenī klases tiek smalkāk sadalītas.

GLOBE programmā klasifikāciju sistēma tiek lietota tā, lai starptautiskos zemsedzes datus, kas ievākti no GLOBE programmas skolēniem, varētu apvienot zinātniekiem noderīgā informācijā. Izmantojot standarta klasificēšanas sistēmu, ikkatrus GLOBE datus var apkopot atsevišķa reģiona vai globālajā zemes pārsedzes datubāzē, bet zemes apstiprinošos datus var iegūt un salīdzināt ar tālraidītajiem datiem, izmantojot vienu un to pašu darba aprakstu visā pasaulē. Šī klasificēšanas sistēma dod GLOBE dalībniekiem iespēju precīzi aprakstīt zemsedzi jebkurā vietā uz Zemes, izmantojot tādus pašus kritērijus kā citi dalībnieki.

GLOBE darba aprakstā izmanto “Pārveidoto UNESCO klasificēšanas sistēmu” (MUC). Tā ir hierarhiska, starptautiska,

saprotama zemsedzes klasificēšanas sistēma. MUC ietver vairākas nozīmīgas zemsedzes klases, kā, piemēram, mežus, dažādus neauglīgas zemsedzes tipus un tropu mežu zemsedzes tipus. Izmantojot MUC četru līmeņu nozīmīgās daļas, skolotāji kopā ar skolēniem, kuriem ir izveidojušās iemaņas darbā ar MUC, var veidot progresīvu mācību programmu.

Pastāv divi MUC komponenti. Viena daļa ir klasifikācijas sistēmas skice, kurā ir hierarhisks katras klases nosaukumu saraksts. Otrā daļa ir vārdnīca ar noteikumiem un definīcijām. Pirms jebkuras zemsedzes tipa klasificēšanas ir ļoti nepieciešams vienmēr pārbaudīt noteiktas zemsedzes klases definīciju. Pat ja jums šķiet, ka zināt, kas par mežu tas ir, jūms tomēr ieteicams apskatīt definīciju, lai pārliecinātos, ka tas tik tiešām ir mežs nevis tikai mežains apgabals.

Documents

videsskola.lv · Web viewZemsedze/ bioloģija. ZINĀTNIEKU VĒSTULE. Labdien, GLOBE skolotāji! Laipni lūdzam jaunajos zemsedzes un bioloģisko materiālu pētījumos! Patiesībā