Аппроксимационные подходы в задачах геоинформатики и анализа геофизических данных

На обучение по программе образовательного модуля приглашаются бакалавры 2-4 курсов, магистры и аспиранты российских вузов и образовательных организаций, обучающихся по очной форме по группам специальностей «Математика и механика», «Компьютерные и информационные науки», «Физика и астрономия», «Науки о Земле», «Информатика и вычислительная техника», «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия», «Аэронавигация и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники», «Техника и технологии кораблестроения и водного транспорта», «Управление в технических системах».

Для освоения содержания дополнительной профессиональной программы обучающиеся должны владеть следующими знаниями и компетенциями:
- Основы программирования (языки C++ и/или Python, основы Unix, алгоритмы и структуры данных);
- Знания высшей математики (математический анализ, линейная алгебра, дифференциальные уравнения, теория функций комплексного переменного, теория вероятностей, основы математической статистики– не ниже intermediate).
- Знание английского языка, достаточное для чтения учебной литературы и документации.

Форма организации отбора обучающихся:
Индивидуальный отбор.
Оценивание резюме и мотивационного письма и тезисов по выполненному самостоятельному исследованию по тематике программы модуля.

Мотивационное письмо должно включать ответы на вопросы: почему участнику важно попасть именно на этот образовательный модуль; какие знания и компетенции он планирует развить в результате прохождения обучения, где он сможет использовать их в дальнейшем; какие конкретные цели (расширение кругозора, получение диплома об участии конференции, установление научных контактов, набор команды для реализации проекта и проч.) являются приоритетными.

Резюме должно содержать следующую информацию: 
- ФИО, дата рождения, место учебы (вуз, факультет, курс);
- направление подготовки, тематика дипломной или научно-квалификационной работы;
- перечень курсов по тематике образовательного модуля, в рамках которых получены наиболее значимые компетенции (как из основной образовательной программы, так и дополнительного профессионального образования);
- дополнительные сведения об имеющихся профессиональных навыках или владения профессиональным ПО, которые (по мнению соискателя) могут рассматривать как дополнительное преимущество;
- владение специализированным программным обеспечением;
- опыт участия в исследовательских проектах (гранты, проекты, договорные работы, экспедиции и проч.);
- перечень научных публикаций;
- перечень научных конференций и школ, интенсивов или тренингов, в которых студент принимал участие;
- награды и поощрения;
- научные интересы;
- уровень владения английским языком.

Тезисы доклада по выполненному самостоятельному исследованию по тематике программы модуля. Рекомендуется заранее согласовать ваш предполагаемый доклад с научным руководителем, чтобы избежать возможных недоразумений.

Также мы просим участников отбора предоставить нам следующие документы:

Справка с места обучения или диплом, если вы уже окончили обучение;

Сертификаты пройденных курсов/программ (при наличии);

Научные публикации, относящиеся к тематике образовательного модуля (при наличии).

Общее число обучающихся по программе – до 30 чел.

Интенсивный образовательный модуль в форме школы-семинара посвящен вопросам решения обратных и некорректных задач интерпретации геопотенциальных данных, методам экспериментальных исследований и аналитического представления геофизических и геодезических данных (таких, как гравитационное поле, рельеф и др.), а также проблематике обработки больших и сверхбольших объемов данных о физических полях Земли.

Задачей образовательной программы является ознакомление обучающихся с возможностями модифицированного метода аппроксимации данных и некоторыми его практическими приложениями в геофизики, геодезии и навигации, в частности, с методом линейных интегральных представлений, который может применяться для аппроксимации как потенциальных полей, так и рельефа. На лекциях и практических занятиях в доступной форме будет рассмотрен ряд конкретных обратных и некорректных задач геофизики, проблемы их решения, а также применение аппроксимационных подходов для анализа геофизических и геодезических данных, методы аналитического представления гравитационного поля и рельефа, особенности работы с данными о физических полях Земли большой размерности, вопросы обработки данных спутниковой геодезии и гравиметрии, методы исследования гравитационного поля других планет солнечной системы. Кроме того, будут представлены возможности применения модифицированных методов S- и F- аппроксимаций для анализа плотностных неоднородностей на Марсе и построения аналитических аппроксимаций потенциальных полей. Важной частью обучения является работа как с модельными, так и реальными данными спутниковых и наземных измерений, в связи с чем образовательная программа также включает знакомство с библиотекой инструментов для работы со сферическими гармониками SHTools, пакетами программных продуктов и библиотек для 2D и 3D визуализации.

Целью образовательного модуля является подготовка специалистов в области математической геофизики и геоинформатики в текущую эпоху суперкомпьютеров, параллельных вычислений и большеразмерных данных. Методы, применяемые в геоинформатике, позволяют адекватно интерпретировать огромные массивы непрерывно меняющихся данных о рельефе земной поверхности (данные спутниковой альтиметрии и т.п.), решать геоморфологические задачи, создавать аналитические аппроксимации потенциальных полей Земли. Математическая геофизика основана на классических математических методах и подходах, разработанных исследователями в области математического анализа, дифференциальных уравнений (обыкновенных и с частными производными), функционального анализа. Важнейшим «структурным элементом» математической геофизики является теория некорректных задач. Специфика геофизической практики требует развития методов регуляризации, адаптации уже существующих алгоритмов к решению задач интерпретационного характера, создания новых подходов и концепций.  

Важной практической частью модуля станет проектная работа в небольших группах. Результатом этого интенсива станет представление проектов обучающихся, которые будут являться завершением проработки выбранной задачи от выдвижения гипотезы, определения цели, постановки задач до выполнения анализа бенчмарков, возможных стейкхолдеров и формирования стартовой концепции проекта и представления предварительных итогов в виде расчетов, тестовых версий программных или методических решений.

В рамках образовательного модуля обучающиеся должны:
- получить представление о методах и инструментальных средствах изучения Земли спутниковыми методами;
- изучить теорию и основные принципы применения ГНСС;
- изучить основные принципы определения параметров гравитационного поля Земли с использованием спутниковых данных.

В результате изучения курса, обучающиеся будут знать:
- основные методы и подходы, применяемые в геоинформатике, а также наиболее эффективные алгоритмы, решающие конкретные задачи интерпретационного характера;
- теоретические основы математической геофизики, наиболее эффективные регуляризирующие алгоритмы, применяемые при нахождении решений обратных задач гравимагниторазведки;
- методы построения линейных трансформант гравитационного и магнитного полей: высшие производные гравитационного потенциала, аналитическое продолжение потенциальных полей в сторону источников;
- новые методы решения плохо обусловленных систем линейных алгебраических уравнений, к которым редуцируются многие геофизические и геоморфологические задачи;
- возможности практического применения глобальных данных о гравитационном поле, комбинировании данных различных моделей и визуализации результатов.

Всем, кто прошел конкурсный отбор и был приглашен на программу, необходимо получить и отправить на почту oumr.university@talantiuspeh.ru скан-копии:

1) справки о санитарно-эпидемиологическом окружении, полученной не ранее чем за 3 дня до выезда в Университет;

2) справки с отрицательным результатом тестирования методом ПЦР на новую коронавирусную инфекцию COVID-19, полученной не ранее чем за 3 дня до выезда в Университет.

По приезде в Университет участникам образовательного модуля следует предоставить оригиналы указанных документов (справки и результата теста) во время регистрации участников.

Научно-технологический университет «Сириус» обеспечивает проживание, проезд / перелет по территории РФ и питание для участников программы.

Плата за обучение на программе не взимается.

К участию в программе допускаются только граждане РФ.

Образовательные организации:

Аспирантура Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (https://ifz.ru/obrazovanie/aspirantura).

Образовательный фонд "Талант и успех", (https://sochisirius.ru/).

Научные организации:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН) (https://www.ifz.ru/).

Технологические партнеры:

ЗАО «Геотехнологии» (http://geotechnologies-rus.com/).

ООО «Лоретт» (https://lorett.org/).