ПРОГРАММА
вступительного экзамена на основную образовательную программу
послевузовского профессионального образования (аспирантура)
КАРТОГРАФИЯ
по научной специальности
25.00.33 - Картография
Санкт-Петербург
Программа вступительного экзамена по географии в аспирантуру естественно-географических кафедр по специальности 25.00.33 - Картография
Геодезическая основа карт
Основные геодезические работы. Структура государственной геодезической сети (ФАГС, ВГС, ДГС, АГС). Краткий анализ состояния геодезических сетей за рубежом. Главнейшие положения о построении плановых, высотных геодезических сетей. Классификация геодезических сетей. Сети местного значения и сети съемочного обоснования, плановые и высотные, методы их построения. Развитие геодезических сетей на акваториях.
Триангуляция. Полигонометрия. Трилатерация. Угловые и линейные измерения. Геодезическое (тригонометрическое) нивелирование.
Геометрическое нивелирование. Нивелирные сети, их классификация и назначение. Закрепление нивелирных сетей. Производство нивелирования. Общие сведения о других видах нивелирования: барометрическом, автоматическом, гидростатическом. Балтийская система высот.
Определение положения пунктов методами космической геодезии. Система координат. Основные виды измерений: доплеровские, фазовые, кодовые. Спутниковое нивелирование. Интерферометрия со сверхдлинной базой.
Глобальные космические навигационные системы ГЛОНАСС и GPS. Подсистема космического сегмента, подсистема наземного комплекса контроля и управления, и аппаратура сегмента пользователей. Абсолютный, относительный и дифференциальный методы использования.
Уравнивание геодезических сетей. Способы математической обработки и уравнивания геодезических сетей.
Сфероидическая геодезия. Геометрия земного эллипсоида. Задачи сфероидической геодезии. Основные параметры земного эллипсоида и соотношения между ними. Системы координат, применение их и связь между ними. Главные радиусы кривизны в данной точке эллипсоида. Средний радиус кривизны. Нормальные сечения. Расхождения взаимных нормальных сечений. Геодезическая линия. Вычисление длин дуг меридианов и параллелей. Вычисление длин сторон и площади съемочной трапеции. Решение сфероидического треугольника по теореме Лежандра и способу аддитаментов.
Решение главных геодезических задач. Общие сведения о методах решения главных геодезических задач. Ряды для приращений широты, долготы и азимута. Решение прямой геодезической задачи методом Рунге-Кутта-Ингланда. Решение обратной геодезической задачи по формулам со средними аргументами (способ Гаусса).
Система плоских прямоугольных координат Гаусса-Крюгера. Общие сведения о системе координат Гаусса-Крюгера. Деление поверхности земного эллипсоида на зоны. Сущность задач, возникающих при переходе с поверхности эллипсоида на плоскость проекции. Формулы для выражения сближения меридианов на плоскости и масштаба проекции в функции геодезических координат. Редукции расстояний и направлений на плоскости проекции Гаусса-Крюгера. Рабочие формулы и геодезические таблицы для вычисления в системе координат Гаусса-Крюгера. Преобразование прямоугольных координат пунктов из одной координатной зоны в другую. Понятие о некоторых других проекциях в системах плоских координат.
Теоретическая геодезия. Уклонение отвесных линий. Гравиметрический, астрономо-геодезический и астрономо-гравиметрический методы определения уклонений отвесных линий.
Высоты. Основные понятия. Понятие об астрономо-геодезическом и астрономо-гравиметрическом нивелировании. Геопотенциальные величины, динамические, ортометрические и нормальные высоты. Аномалии высот.
Редукционная задача. Редуцирование на поверхность референц-эллипсоида измеренных горизонтальных направлений, базисов и наклонных дальностей.
Гравиметрические методы в геодезии. Понятие о гравитационном поле Земли. Нормальная Земля, ускорение силы тяжести. Теория потенциала. Модель гравитационного поля. Фундаментальные геодезические постоянные. Опорные гравиметрические сети и съемки.
Уравнивание астрономо-геодезической сети. Совместное уравнивание космической, астрономо-геодезической и доплеровской сетей.
Исследования движений земной коры на глобальном, региональном и локальном уровнях.
Рекомендуемая литература:
1. Антонович спутниковых радионавигационных систем в геодезии Т. 1. / ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия».– М.: », 20с.
2. Антонович, спутниковых радионавигационных систем в геодезии. Т. 2. / ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». – М.: », 2005. – 360 с.
3. , Побединский спутниковая система определения местоположения GPS и ее применение в геодезии. – М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1999.
4. Герасимов государственной геодезической сети. - М.: Картгеоцентр-Геоиздат. 19с.
5. , Назаров системы координат. – М: «Проспект», 2010. – 64 с.
6. Закатов геодезия. - М.: Недра, 1997.
7. , Смирнов и топография. 3-е изд. - М.: Изд центр «Академия», 2009.
8. Курошев и география: Учебник. – СПб.: Изд - во С.- Петербург. ун-та, 1999. – 372 с.
9. Курошев геодезия и глобальные системы позиционирования. Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПбГУ. 20с.
10. Куштин . Учебно-практическое пособие. – М.: ПРИОР, 2001. – 448 с.
11. , , Голубев . Вычисление и уравнивание геодезических сетей. Справ. пособие. - М:. Картгеоцентр-Геодезиздат, 1994. – 431 с.
12. Машимов обработки астрономо-геодезических измерений. - М. Изд-во ВИА, 1990.
13. Машимов геодезия. Методы изучения фигуры Земли и создания общеземной системы геодезических координат. - М.: Изд-во ВИА, 1991.
14. Морозов сфероидической геодезии. М.: Недра, 19с.
15. , , Юзефович . - М.: Недра, 1978.
16. Пеллинен геодезия. - М.: Недра, 1987.
20. Хаимов высшей геодезии. - М.: Недра, 1984.
21. Яковлев геодезия. - М.: Недра, 1989.
22. и др. Практикум по высшей геодезии. - М.: Недра, 1982.
Математическая картография
Картографические проекции и сетки. Картографические проекции и сетки: нормальная, поперечная, косая. Центральная точка, центральная линия проекции. Способы определения картографических проекций. Общий порядок расчета и построения сеток картографических проекций.
Общая теория искажений. Масштабы: главный и частный — длин, площадей, искажение длин, площадей. Изображение в проекции бесконечно малого круга, эллипс искажений, главные направления. Элементы эллипса искажений.
Искажения заданного направления и углов в данной точке, наиболее искажаемые направления. Увеличение длин по заданному направлению в данной точке. Увеличение площадей в данной точке.
Классификации проекций. Классификация проекций по характеру искажений: равноугольные проекции, условия соблюдения равноугольности. Равновеликие проекции, условия равновеликости; произвольные проекции и среди них — равнопромежуточные и ортодромические.
Классификация проекций по виду нормальной сетки.
Формы применения проекций: сплошные, многополосные, многогранные, составные, надорванные.
Цилиндрические проекции. Общая теория цилиндрических проекций. Проекции на касательный и секущий цилиндры. Поперечные и косые цилиндрические проекции. Применение цилиндрических проекций.
Равноугольная цилиндрическая проекция /Меркатора/. Основное свойство проекции Меркатора и ее применение в навигации. Равновеликая цилиндрическая проекция шара. Равнопромежуточная цилиндрическая проекция. Перспективные цилиндрические проекции.
Конические проекции и соответствующие им азимутальные.
Общая теория конических проекций. Применение конических проекций и их приспособление для изображения полос между заданными параллелями: выбор так называемых параллелей "касания" и "сечения".
Перспективные проекции. Общая теория перспективных проекций, вид нормальной сетки, выражение для увеличений масштабов по главным направлениям. Стереографическая проекция. Внешние перспективные проекции. Ортографическая проекция. Центральная (гномоническая) проекция.
Другие применяемые проекции. Псевдоцилиндрические равновеликие и произвольные проекции. Псевдоконическая равновеликая проекция Бонна. Простая поликоническая проекция. Проекция международной карты Мира в масштабе 1:1 000 000.
Рекомендуемая литература:
1. Бугаевский картография. Учебник для вузов по специальности «Картография». – М.: Златоуст, 1998. – 400 с.
2. , , Казакова картография. Учебник для вузов по специальности «Картография».- М.: Недра, 19с.
3. , Салманова для выбора картографических проекций. Труды ЦНИИГАиК. Вып. 110. М., 1957.– 239 с.
4. Граур картография. Учебное пособие для вузов.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1956.
5. Каврайский труды. Том II. Вып. 2. - УН ГС ВМФ, 1959. – 856 с.
6. Каврайский труды. Том II. Вып. 3. - УН ГС ВМФ, 1959. – 350 с.
7. Ледовская к атласу для выбора картографических проекций. Труды ЦНИИГАиК. Вып. 1– М.: ОНТИ ЦНИИГАиК, 1975. – 108 с.
8. Павлов пособие по математической картографии. – Л.: Изд-во ЛГУ, 19с.
9. Серапинас картография. Учебник для вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 336 с.
10. Серапинас теории картографических проекций. Учебное пособие. –М.: Изд-во МГУ, 1988. – 142 с.
История картографии
Зарубежная картография
Основные астрономо-географические представления в древнем Вавилоне и древнем Египте. Древнейшие картографические памятники. Космологические представления у древних греков в доалександрийский период. Развитие астрономо-геодезических наук в александрийский период. Греческая картография послеалександийского периода. Римская картография. Картография в период средневековья в Европе. Арабская картография Арабские морские карты.
Европейская картография ХII— XVI в. Развитие морской картографии в Италии и Португалии. Распространение и переиздание «Географического руководства» Птоломея. Развитие картографии в Германии. Возрождение топографические съемок: многолистные карты Баварии и Саксонии. Нидерландская картография (антверпенская школа). Создание мировых и специальных атласов. Состояние съемочных и картографических работ в Англии: карты графств Н. Секстона.
Европейская картография XVII в. Нидерландская картография. Французская картографическая школа. Развитие морской картографии в Англии.
Европейская картография ХVIII в. Французские градусные измерения. Мелкомасштабные карты. Крупномасштабное картографирование Становление сравнительно-гипсометрического подхода к изучению форм рельефа как основы для количественной характеристики рельефа на картах. Основные достижение в области математической картографии.
Русская картография
Русская картография XVI-XVII вв. Географические и космологические (мироведческие) взгляды в русском государстве в ХV-ХVII вв. Основные особенности первых русских чертежей. Картографическая деятельность Разрядного, Посольского, Сибирского приказов. Работы .
Русская картография ХVIII в. Гидрографические работы при Петре I. Зарождение картографо-геодезического образования в России. Возникновение картографического издания. Первая русская инструментальная съемка и ее картографические результаты. Кирилова.
Географический департамент Академии Наук. Атлас 1745 г. Астрономические экспедиции 70-х гг. Генеральные карты России 1776 и 1786 гг. Генеральное межевание. Картографические работы Географического департамента Кабинета Сената.
Русская картография XIX в.: Морская картография. Астрономические работы. Деятельность . Хронометрические экспедиции. Геодезические и съемочные работы Военно-топографического Депо и Корпуса военных топографов. Развитие триангуляционных работ и крупномасштабных мензульных съемок.
Топографические карты России ХIХ г. Работы Географического общества и других гражданских организаций по картографированию территории России. Становление тематического картографирования. Картографирование Санкт-Петербурга.
Рекомендуемая литература:
1. История картографии. – М., 2004.
2. История русской картографии. – М., 2005.
3. Браун географических карт. - М., 2006.
4. Постников картографии и вопросы использования старых карт. - М., Наука, 19с.
5. Салищев картоведения. История Картографии и картографические источники. - М., 1962.
6. Кусов государство XIV-начало XVIII в. Сводный каталог русских географических чертежей. - М., 2007.
7. Кусов отечественной картографии. – М., 2003.
8. Гнучева департамент Академии наук ХУШ в.- М.-Л., 19с.
9. Бондарский география. - М., 19с.
10. Глушков военной картографии в России. – М., 2007.
11. Точные науки в древности. - М., 19с.
12. Новлянская Кириллович Кириллов. - М.-Л., 19с.
Проектирование и составление географических карт
Общая теория картографии
Предмет и метод картографии. Этимология терминов «карта» и «картография». Эволюция предмета и метода картографии. Роль понятий «модель» и «система» в современных представлениях о предмете и методе картографии. Теоретические концепции в картографии. Деление картографии на составляющие дисциплины. Связь картографии с другими науками.
Географическая карта и другие виды геоизображений. Понятие «карта». Основные свойства карты как пространственно-временной модели. Структурные элементы карты. Прочие геоизображения: атласы, глобусы, рельефные карты, блок-диаграммы, карты звездного неба, фотокарты, космокарты, анаморфозы, менталоиды, цифровые карты, электронные карты, картографические анимации. Геоиконика как научная дисциплина, разрабатывающая общую теорию геоизображений.
Язык карты как специфическая образно-знаковая система. Семиотика как наука о знаковых системах. Понятие «знак» и «картографический знак». Связь картографического языка с письменностью и рисунком. Изобразительные средства в картографии. Требования, предъявляемые к картографическим знакам. Создание знаков высокой информативности.
Способы картографического изображения объектов, явлений и процессов. Способ значков. Разработка количественных шкал: масштабность абсолютная и условная; шкалы непрерывные и ступенчатые. Обоснование и выбор шкал. Способы линейных знаков, ареалов, качественного фона. Способ картодиаграммы. Способ картограммы и его модификации. Способ локализованной диаграммы, изолиний, точечный способ, способ знаков движения. Возможности и методики перехода от одного способа к другому. Приемы передачи динамики явлений. Приемы и способы локализации объектов и явлений. Теория выявления ареалов. Выявление ареалов распространения дискретных объектов, «сплошных» объектов, выделение заданных ареалов при картографировании непрерывных объектов. Выявление ареалов при неоднозначном, однозначном и взаимооднозначном соответствии территориальных структур содержательно взаимосвязанных геосистем.
Надписи на картах как элементы картографического языка. Правила размещения надписей. Топонимика и картография. Виды транскрипции географических названий: официальная форма, фонетическая форма, транслитерация, переводная форма, традиционная форма и ее разновидности. Указатели географических названий.
Структура картографического языка. Семантический, синтаксический, сигматический и прагматический аспекты картографического языка. ПЯК-1, ПЯК-2, ПЯИ. План выражения и план содержания карты и их связи (правила Э. Списса).
Картографическая генерализация. Сущность генерализации. Факторы и направления генерализации. Географические принципы генерализации. Виды генерализации: отбор и обобщение, отбор цензовый и нормативный, обобщение качественных характеристик, количественных показателей, обобщение линейных очертаний, замена отдельных знаков их собирательными обозначениями. Влияние размеров картографических значков на генерализацию. Генерализация явлений, локализованных по пунктам, локализованных на линиях, локализованных на площадях, сплошного распространения, рассеянного простирания. О генерализации показателей динамики и связи. Отбор надписей. Влияние генерализации на выбор способов изображения. Математическое обоснование генерализации.
Картографические легенды. Определение, требования к легендам карт. Типы легенд. Системное конструирование легенд.
Классификация географических карт. Классификация карт по содержанию, по степени обобщения, по масштабам, по назначению, по территории, по достоверности. Типы географических карт: инвентаризационные, оценочные, рекомендательные, прогнозные.
Общая технологическая схема создания картографических изображений и произведений. Принципиальная схема создания картографических произведений: проектирование, составление, подготовка к изданию и издание. Источники для создания карт и атласов: астрономо-геодезические данные, материалы наземных съёмок, обследований и дистанционного зондирования, статистические источники, графические и картографические материалы, результаты лабораторных анализов, теоретические и эмпирические закономерности, литературные источники, архивные материалы и др.. Анализ и оценка источников.
Проектирование карт. Разработка программы картографического произведения. Сбор, систематизация и предварительная обработка картографических материалов. Разработка содержания: выбор элементов содержания и способов картографического изображения, обоснование норм генерализации, разработка количественных шкал и качественных классификаций, выбор конкретного картографического языка. Картографический эксперимент.
Составление картографического изображения. Обработка исходных материалов. Последовательность составительских работ: авторский эскиз, авторский макет, авторский оригинал.
Основы подготовки карт к изданию. Издание карт.
Использование картографических изображений в географических исследованиях. Картографический метод исследований и его место в системе «создание – использование карт». Система приёмов картографического метода исследований: описания, графические и графоаналитические приёмы (в том числе картометрия, морфометрия), приёмы математико-статистического анализа и математического моделирования.
Современные тенденции развития картографии. Картографическая изученность мира и России. Общегеографическое, тематическое, комплексное картографирование в современной России. Системный подход и географические принципы географического картографирования. Современные крупные картографические произведения, проекты, ГИС.
Картографическая библиография. Научная информатика в картографии. Библиографические издания по картографической литературе. Реферативные издания. Основные картохранилища России и органы картографической информации. Базы данных и их использование. Инфраструктура пространственных данных.
Основные факторы общего оформления и дизайна картографических произведений. Внутреннее и внешнее содержание картографического произведения как единое целое. Принципы и специфика оформления в зависимости от характера произведения: отдельная карта, серия карт, атлас, путеводитель, буклет; их тематики и назначения; характера использования: камеральный (настольные, стенные карты) или полевой (в маршруте); уровня подготовки потребителей. Специфика общего оформления для тематических и общегеографических карт. Разработка оформления для карт с четко выраженным целевым назначением (учебных, культурно-просветительских, военных, туристических и т. п.)
Композиция элементов оформления картографического произведения. Правила, приемы и средства композиции: тон, размер, форма, ритм, пластика, цвет, контраст и т. д. Цельность композиции, подчинение второстепенно главному, связь всех элементов между собой. Модульные сетки и верстка всех элементов картографического произведения.
Приемы оформления и дизайна, обеспечивающие единство и целостность картографических произведений. Внутреннее единство и единый стиль оформления, как взаимосвязанный и согласованный выбор изобразительных средств, всех элементов картографического произведения.
Элементы оформления и приемы композиции различных картографических произведений (карты, серий карт, атласа, путеводителя, буклета). Приемы общего оформления (внутреннего и внешнего): проектирование формата, выбор переплета, художественная композиция обложки, суперобложки, форзаца, титульных листов самого произведения и его разделов.
Художественное оформление карт и атласов. Цвет как одно из изобразительных средств и его значение в цветовом оформлении картографических произведений. Цветовая гармония в шрифтовом и фоновом оформлении карт. Конструирование художественных шрифта и рамок. Закономерности выбора пропорций, гармоничности построения букв. Принцип «Золотого сечения».
Перспективы развития картографического дизайна и его связь с увеличением потребности карт в научной, производственной, управленческой и культурной сферах деятельности общества. Особенности проектирования знаковых систем с применением логико-семиотических принципов, психофизических особенностей зрительного восприятия, как отдельных знаков, так и картографического изображения в целом. Взаимосвязь и взаимообогащение картографического и компьютерного дизайна.
Общегеографическое картографирование
Назначение, область применения и общие требования к общегеографическим картам (крупно-, средне - и мелкомасштабные карты).
Цель, содержание и особенности редактирования общегеографических карт. Редакционные указания и редакционный план. Редактирование в процессе составления и подготовки карт к изданию.
Изображение и генерализация элементов содержания общегеографических карт
Геодезические и астрономические пункты и ориетиры. Цензы и нормативы. Факторы, влияющие на отбор пунктов. Местные предметы и контуры как ориентиры.
Гидрография. Изображение побережий. Основные типы берегов и типы их изображения. Изображение озер. Цензовый отбор. Изображение рек и речных систем. Основные типы речных систем. Густота речной сети как фактор определяющий генерализацию. Отбор и обобщение истоков рек. Отображение водного режима. Изображение транспортных и мелиоративных каналов. Гидротехнические сооружения.
Населенные пункты. Классификация населенных пунктов. Основные типы поселений и их структура. Планировка и застройка населенных пунктов. Изображение населенных пунктов пунсонами и кварталами. Порядок составления. Отбор населенных пунктов. Методика расчета нагрузки карты населенными пунктами. Условности положения населенных пунктов относительно объектов гидрографии, дорожной сети. Промышленные, сельскохозяйственные и социально-культурные объекты.
Дорожная сеть. Классификация дорог. Отображение типов и характеристик дорог. Изображение мостов, выемок, насыпей и др. дорожных сооружений и передача их характеристики. Отбор дорог.
Рельеф. Способы изображения рельефа. Перспективное изображение рельефа: перспективные рисунки, способ штрихов, отмывка, морфографический способ, физиографический способ. Математические способы изображения рельефа: высотные отметки, фиксация рельефа в цифровой форме, способ горизонталей, модификация способа горизонталей. Гипсометрическая раскраска рельефа. Рельефные карты. Блок-диаграммы.
Изображение рельефа горизонталями. Требования, предъявляемые к изображению рельефа. Выбор сечения рельефа. Основные горизонтали, полугоризонтали, вспомогательные горизонтали. Типы и формы рельефа. Генерализация рельефа.
Растительный покров и грунты. Классификация растительного покрова и грунтов. Отбор и обобщение площадей и контуров. Специфика изображения растительного покрова и грунтов в пустынных, безлесных и т. д. районах. Способы передачи качественных и количественных характеристик.
Границы. Правила нанесения границ. Особые требования, предъявляемые при показе государственных границ. Подписи объектов. Установление названий. Размещение надписей на карте. Шрифты. Кегли.
Топографические карты. Назначение и содержание карт 1:10000; 1:25000; 1:50000; 1:100000. Требования к точности. Общие вопросы технологии создания. Особенности генерализации для различных элементов содержания и типов местности. Редакционные указания.
Обзорно-топографические карты. Назначение и содержание карт масштабов 1:200000; 1:300000; 1:500000. Математическая основа, особенности составления и редактирования.
Обзорные карты. Назначение, типы, особенности классификации. Методы проектирования обзорных карт. Разработка программы. Выбор проекции и компоновки. Карты масштаба 1:1Варианты карты, ее назначение. Редакционные планы. Особенности генерализации различных элементов содержания.
Международная карта мира в масштабе 1:1и 1:2500000.
Тематическое картографирование
Общие вопросы теории и практики тематического картографирования. Тематическое картографирование, его задачи и значение. Практическое, теоретико-познавательное и информационное значение тематического картографирования. Место тематических карт и иных тематических произведений на современном картографическом рынке. Особенности организации труда при тематическом картографировании. Ведомства и организации, занимающиеся тематическим картографированием. Правая и нормативная база тематического картографирования. Вопросы авторского права при тематическом картографировании.
Классификация тематических картографических произведений: по содержанию, назначению, степени обобщения, полноте и детальности, форме и иным основаниям. Области применения различных тематических картпроизведений и влияние практических запросов на их содержание.
История тематического картографирования. Истоки тематического картографирования в изображениях первобытных народов. Тематические элементы картографических изображений древнего мира. Зачатки тематического картографирования в средние века: влияние хозяйственной деятельности, экономических связей, культуры, религии на содержание карт. Зарождение тематического картографирования в западно-европейской картографии в XVI-XVII вв. Формирование и развитие основных направлений тематического картографирования с развитием наук и печатных технологий в XVIII-XIX в., в том числе в России. Развитие тематического картографирования в XX в.: теоретические разработки и практические результаты. Уникальные, крупные и значимые отечественные и зарубежные тематические картографические произведения. Тематические карты и их системы в средствах массовой информации и Интернете. Тенденции и перспективы развития тематического картографирования.
Методологические основы тематического картографирования. Системный подход как основа современного тематического картографирования. «Комплекс», «система» и «полисистема» в тематическом картографировании. Географические принципы, методы и приемы тематического картографирования. Роль понятий «объект», «субъект», «целое», «частное», типологий и классификаций, качественных показателей, количественных характеристик в тематического картографировании. Передача связей и динамики на тематических картах. Приемы переноса и интерпретации исходной географической информации. Способы локализации точечных, линейных, площадных объектов. Логико-графическая локализация объектов по связям и отношениям. Специфика генерализации при тематическом картографировании. Основные направления сочетания способов и средств изображения. Согласование тематических карт. Проблемы унификации тематических карт. Типы легенд. Общие требования к легендам карт. Системное конструирования легенд. Правила соотношений плана выражения и плана содержания карты. Эскиз, макет, оригинал (авторский, составительский, издательский) тематической карты. Геоинформационный характер современного тематического картографирования.
Общая технологическая схема создания тематических карт. Проектирование (редакционно-подготовительные работы). Собственно составление карт. Подготовка карт к изданию. Издание. Цель, задачи и итоги каждого этапа. Технологическая специфика создания тематических карт. Исследовательский и творческий характер создания тематических карт и произведений. Соотношение общего и уникального в технологии создания тематических карт. Редакционная работа и ее виды. Корректура и ее виды.
Источники для тематического картографирования. Виды источников – исходной информации для создания тематических карт. Сбор, систематизация, обработка и оценка и информации. Полевой (экспедиционный) и камеральный методы сбора данных. Создание карт или схем обеспеченности исходными данными.
Логическая схема разработки содержания и легенды тематической карты: выбор элементов содержания; обоснование качественных характеристик и количественных показателей; определение приемов и мер (цензов, нормативов, признаков, критериев) генерализации; осуществление интерпретирования исходной географической информации приемами типизации, классификации, количественного ранжирования, оценки, индекации и др.. Разработка картографического языка конкретной тематической карты: обоснование и выбор способов картографического изображения элементов содержания; обоснование и выбор (создание) графических средств. Построение легенды карты. Разработка компоновки карты или произведения в целом. Проведение картографического эксперимента.
Составительские работы при тематическом картографировании. Подготовка общегеографической основы (в бумажном, электронном виде): обоснование выбора математических элементов – масштаба, картографической проекции, густоты координатной сетки, комплектности и детальности общегеографических элементов – гидрографической сети, поселений, дорог, границ и др. Нанесение тематического содержания на общегеографическую основу последовательно по элементам (послойно). Нанесение подписей название географических объектов. Приемы составления в зависимости от технологического и программно-технического оснащения. Электронная сборка (верстака) тематической карты.
Редактирование тематических карт. Сущность деятельности редактора. Документация тематической карты: программа карты, научно-технический проект, формуляр, редакционные указания и замечания. Осуществление редактором контроля за созданием тематической карты. Разделение авторского и редакторского труда. Корректура и ее задачи при создании тематической карты. Особенности редактирования и корректуры многолистных тематических карт и атласов.
Основные направления тематического картографирования.
Природно-географическое картографирование. Общие задачи и состояние картографирования природы: крупномасштабное отраслевое картографирование, государственные тематические карты, международное сотрудничество в создании карт природы.
Классификация природно-географических карт. Классификации по содержанию, назначению, степень обобщения, основные элементы тематического содержания,
Геологические карты: государственная геологическая карта масштаба 1:1 государственная геологическая карта масштаба 1: стратиграфические, тектонические, геохимические, гидрогеологические, геофизические, геоэкологические, карты месторождений полезных ископаемых.
Карты рельефа: гипсометрические карты; геоморфологические карты, морфогенетические карты, морфометрические карты.
Карты вод: гидрологические, карты водного режима, гидрохимические, карты оценки поверхностных вод.
Климатические карты: карты основных элементов климата, карты климатических показателей, синоптические карты, карты климатического районирования.
Карты почв: карты типов почв, государственная почвенная карта масштаба 1:1 агрохимические, агропроизводственные и почвенно-мелиоративные карты, карты почвенного районирования.
Карты растительности: карты типов растительности, геоботанические карты.
Карты животного мира: карты ареалов отдельных видов животных, популяций, миграций животных, карты зоогеографического районирования.
Ландшафтные карты: карты типов местности, природных комплексов, геосистем, физико-географического районирования. Ландшафтный подход в физико-географическом и экономико-географическом картографировании и важное звено в согласовании тематических карт.
Природно-географические атласы как своды и обобщение научных знаний по физической географии.
Социально-экономическое картографирование. Общие задача и состояние социально-экономического картографирования. Классификация социально-экономических карт по содержанию, основные элементы тематического содержания, специфические источники, методические приемы составления, генерализации и согласования, центры картографирования, крупные и значимые произведения.
Карты населения: основы статистического учета населения; карты естественного и механического движения населения, карты размещения населения и расселения, картографирование процесса урбанизации, карты антропологические и этнографические, в том числе этнические, конфессиональные, лингвистические, социальные карты, международная карта населения мира 1:1 карта населения СССР 1:2 1:4000000. Современное состояние проблемы картографирования населения; новые методики и идеи.
Карты промышленности: картографирование добывающей промышленности: пути отображения наличия качества, запаса и эксплуатации картографируемых объектов; картографирование обрабатывающей промышленности: пространственные уровни картографирования: промышленное предприятие, пункт, узел, ТПК. Фактологический и типологический подход при картографировании качественных характеристик; количественные показатели промышленности, их достоинства и недостатки.
Сельскохозяйственное картографирование: классификация сельскохозяйственных карт по содержанию: карты земельных угодий, условий и факторов развития сельского хозяйства, отраслей земледелия и животноводства. Особенности применения способов картограммы, картодиаграммы, точечного (процентно-точечные карты) применительно к специфике территориальной структуры сельского хозяйства и агропромышленного комплекса.
Карты транспорта: карты территориальной структуры системы «транспорт» и ее подсистем; разработка и составление карт полимагистралей; карты перевозок, карты грузо - и пассажиропотоков; карты грузооборота интенсивности движения, карты транспортно-экономических связей; карты транспортной обеспеченности территорий.
Общеэкономические карты: значение общеэкономических карт для комплексной экономической характеристики территории; их виды в зависимости от поэлементного или интегрального подхода к картографированию.
Политические карты: политическая карта мира; делимитация и демаркация, типы границ, специфика их картографического отображения; надписи на картах; правила использования цветовой гаммы. Карты политико-административные и административные. Электоральные карты и геоинформационные системы
Полигосударственное картографирование социально-экономических систем: сущность и специфика подходов к объекту картографирования; методологические и методические особенности составления карт полигосударственных систем.
Рекомендуемая литература:
1. Берлянт . – М.: УДК, 2010. – 323 с.
2. Берлянт геоизображений. – М.: ГЕОС, 2006. – 261 с.
3. , , и др Картоведение / Под. ред.. . – М.: Аспект Пресс, 2003. – 477 с.
4. , , Собчук генерализация и теория фракталов. - М.: Изд-во МГУ, 1998.
5. Верещака карты. Научные основы содержания. - М.: МАИК; «Наука/Интерпериодика», 20с.
6. Курс макетирования и верстки. - СПб.: Питер, 20с.
7. , , Ушакова карт. Компьютерный дизайн. – М.: Аспект Пресс, 2002. – 288 с.
8. Географическое картографирование: карты природы Учеб. пособие. / Отв. ред. . - М.: Изд. КДУ, 20с.
9. Евтеев и составление социально-экономических карт: Учебник. – М.: Изд-во МГУ, 1999. – 224 с.
10. , Красильникова и составление карт. Карты природы. - М. Изд-во МГУ, 1989. – 206 с.
11. , Сваткова и составление карт. Общегеографические карты. - М.: Изд-во МГУ, 1982. – 208 с.
12. Каменский цветоведения в применении к оформлению карт. - Киев, 1986.
13. Картографическая изученность России (топографические и тематические карты) /Под редакцией , . - М.: ИГРАН, 1999.
14. Комплексные региональные атласы. - М.: Изд-во МГУ, 1976.
15. , , Костовска картографирование. - М.: Academia. 20с.
16. Левицкий основы комплексного сельскохозяйственного картографирования. – М.: Недра, 1975. – 204 с.
17. Лурье картографирование. - М.: КДУ, 20с.
18. Лютый карты: сущность, система, функции. – М.: ГЕОС, 2002. – 327 с.
19. Озерова полигосударственных социально-экономических систем (учебное пособие). - СПб.: Изд-во СПбГУ, 1996.
20. Озерова тематических карт. – СПб.: СПбГУ, 19с.
21. Прохорова картографирование: социально-экономические карты. - М.: Изд-во МГУ, 20с.
22. Прохорова -экономические карты. - М.: Изд. КДУ, 20с.
23. Салищев . 3-е изд. - М.: Изд-во МГУ, 19с.
24. Сваткова картография. - М.: Аспект Пресс, 2002. – 203 с.
25. , Алексеенко картографирование: общегеографические карты. - М.: Изд. МГУ, 20с.
26. Смирнов и картография: Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПбГУ, 19с.
27. Сокольникова композиции. – Обнинск: Титул, 1996.
28. Стурман картографирование Учебное пособие. - М.: Аспект Пресс, 20с.
Аэрокосмические методы
Физические основы дистанционных методов. Диапазоны электромагнитного спектра, используемые в дистанционном зондировании (ДЗ) и их внутреннее подразделение. Отраженное и собственное излучение земной поверхности. Пассивные и активные методы ДЗ. Влияние атмосферы на проходящее излучение: рассеяние, поглощение, отражение излучения. Прозрачность атмосферы. Основные полосы поглощения.
Оптические свойства объектов в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Интегральная и спектральная яркость. Влияние освещённости на яркостные характеристики. Относительные характеристики яркости. Спектральные кривые. Яркостные контрасты. Распределение излучения в пространстве.
Оптические свойства объектов в дальнем инфракрасном диапазоне. Абсолютно чёрное тело как идеальный излучатель, его спектральная кривая. Яркость объектов в тепловом диапазоне, коэффициент излучения. Серые и селективные излучатели. Смещение максимума излучения у аномально нагретых тел.
Электромагнитное излучение в радиодиапазоне. Пассивный и активный метод работы в радиодиапазоне. Особенности излучения в радиодиапазоне: проникающая способность, чувствительность к шероховатости поверхности.
Тепловое излучение в микроволновом диапазоне. Яркость объектов, коэффициент излучения. Принцип многочастотной радиометрии.
Отражённое излучение в СВЧ-диапазоне. Коэффициент и диаграмма обратного рассеяния. Поляризация зондирующего и отраженного сигнала.
Спектральная отражательная способность элементов ландшафта. Спектральная яркость горных пород и почв. Изменение спектральной яркости в зависимости от химического состава, влажности, гранулометрического состава. Спектральная яркость растительных покровов. Основные максимумы и минимумы отражения. Изменения спектральной яркости в зависимости от возраста и вегетационной стадии, условий произрастания. Спектральная яркость водных поверхностей. Взаимодействие солнечного излучения и водной толщи. Изменение спектральной яркости в зависимости от глубины водоёма, наличия минеральных взвесей, фитопланктона. Спектральная яркость облачных и снежных покровов. Изменение спектральной яркости в зависимости от содержания воды в жидком состоянии.
Виды съёмок. Фотографические съёмки: черно-белая, цветная, спектрозональная, многозональная. Оптико-электронные съёмки: в видимом диапазоне, тепловая, гиперспектральная, лазерная (лидарная). Съёмки в радиодиапазоне: радиотепловая, радиолокационная.
Материалы дистанционного зондирования. Аналоговые и цифровые снимки.
Классификация аэро - и космических снимков по спектральному диапазону и технологии получения,, по масштабу и пространственному разрешению, по территориальному охвату.
Основные системы дистанционного зондирования. Орбиты летательных аппаратов, их характеристики. Геостационарные, метеорологические, ресурсные, картографические спутники. Российские ресурсно-картографические системы: Ресурс-Ф, Ресурс-О, Океан-О, Ресурс-ДК. Зарубежные системы: Landsat, SPOT, Guick, Bird, Ikonos.
Дешифрирование снимков. Признаки дешифрирования. Прямые признаки: геометрические, яркостные, структурные. Косвенные признаки неизобразившихя объектов, свойств объектов, динамических процессов. Технологическая схема дешифрирования. Камеральное, полевое, аэровизуальное дешифрирование, их сочетание. Создание эталонов дешифрирования.
Цифровая обработка изображений. Яркостные преобразования снимков: радиометрическая коррекция, усиление контрастов, квантование, фильтрация. Производные индексные изображения. Вегетационные индексы, индексы для дешифрирования состава горных пород. Синтезирование, построение изображений по методу главных компонент. Автоматизация дешифрирования.
Спектральное пространство. Двумерное пространство спектральных признаков. Эллипс рассеяния. Параметрические и непараметрические способы классификации.
Контролируемая классификация. Создание обучающих выборок.
Способ параллелепипеда, минимального расстояния, максимального правдоподобия.
Классификация без обучения: способ быстрого выделения кластеров, способ ISODATA. Выбор способов классификации. Достоверность классификации.
Рекомендуемая литература:
1. , , Тутубалина методы географических исследований. - М., 2011.
2. Шовенгердт Дистанционное зондирование. Методы и модели обработки изображений. - М., 2010.
Фотограмметрия
Теория одиночного фотоснимкам и стререопары
Фотоснимок – центральная проекция. Общие сведения о фотоснимках. Элементы центральной проекции. Свойства центральной проекции. Инварианты перспективы и перспективное соответствие. Геометрические свойства фотоснимка.
Ориентирование фотоснимка и определение положения точек местности по фотоснимкам. Координаты точек местности. Системы координат фотоснимка. Элементы ориентирования фотоснимка. Зависимости между координатами точки местности и её изображения на фотоснимке. Обратная фотограмметрическая засечка. Элементы стереоскопической пары фотоснимков. Координаты и параллаксы одноименных точек стереопары. Зависимость между координатами точки местности и координатами её изображений на стереопаре фотоснимков.
Построение и внешнее ориентирование модели местности по стереопаре фотоснимков. Условие пересечения одноимённых проектирующих лучей. Взаимное ориентирование фотоснимков. Элементы взаимного ориентирования (ЭВзО). Уравнения взаимного ориентирования и определение ЭВзО. Построение модели местности по элементам взаимного ориентирования. Элементы внешнего (геодезического) ориентирования модели. Уравнения внешнего ориентирования модели. Определение ЭВО модели. Двойная обратная фотограмметрическая засечка.
Трансформирование фотоснимков и создание фотопланов. Способы трансформирования фотоснимков. Фотомеханическое трансформирование фотоснимков. Трансформирование фотоснимков на одну плоскость по опорным точкам. Цифровое трансформирование. Создание фотоплана. Цифровой фотоплан. Комбинированный метод аэрофототопографической съёмки.
Методы и средства фотограмметрической обработки фотоснимков
Измерение координат точек фотоснимков и модели местности. Методы и способы измерений. Точность визирования. Роль оптических систем. Принципиальная схема стереокомпаратора. Стереокомпараторы. Содержание основных процессов преобразования фотоснимков в цифровую форму. Преобразование фотоснимков в цифровую форму. Фотограмметрические сканеры. Технология измерения фотоснимков. Цифровой стереокомпаратор и измерение цифровых снимков.
Фототриангуляция и универсальные фотограмметрические приборы. Сущность, назначение и классификация пространственной фототриангуляции. Аналитическая маршрутная и блочная фототриангуляция. Особенности внешнего ориентирования фотограмметрической сети большой протяжённости. Аналоговые универсальные фотограмметрические приборы (УФП). Идея и принципиальные основы аналитических УФП. Аналитические УФП. Средства цифровой обработки снимков.
Автоматизация и цифровые методы фотограмметрической обработки снимков. Стереотопографический метод создания топографических карт. Сущность автоматизации фотограмметрической обработки. Реализация основных направлений автоматизации фотограмметрической обработки. Цифровое ортотрансформирование. Общая технология СТМ АФТС. Требования к аэрофотосъёмке. Особенности полевых работ. Камеральные работы. Технологические схемы камеральных работ.
Наземная съемка. Лазерное сканирование
Наземная съемка. Краткая историческая справка о развитии наземной фотограмметрии. Координаты точки объекта и её изображений на снимке. Элементы ориентирования наземных фотоснимков. Основные случаи наземной стереоскопической съемки. Формулы прямой фотограмметрической засечки. Определение геодезических координат Полевые работы. Фототеодолиты. Камеральные работы. Особенности решения нетопографических задач.
Лазерное сканирование. Общие сведения о лазерном сканировании. Наземное лазерное сканирование. Воздушное лазерное сканирование. Данные лазерного сканирования. Область применения лазерного сканирования.
Рекомендуемая литература:
1. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых карт и планов (издание официальное). ГКИНП (ГНТА)–. - М.: ЦНИИГАиК, 2002.
2. Лобанов фототриангуляция. - М.: Недра, 1989.
3. Лобанов . - М., 1984.
4. , . Автоматизация фотограмметрических процессов. – М.: Недра, 1980.
5. Руководство по аэрофотосъёмке в картографических целях. - М.: РИО, 1989.
6. Хpущ методы: Учеб. пособие. Часть 1. – СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2009. – 160 с.
7. Хpущ методы: Учеб. пособие. Часть 2.– СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2009. – 184 с.
8. , А, , Глухов . - М.: Военное издательство, 1989.
9. Хрущ фотоснимков. Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 20с.
Географические информационные системы
Теория информатики. Определение информатики. Базовые понятия: информация, данные, знания. Информационные системы. Информационные сети.
Теория геоинформатики. Место геоинформатики в системе наук. Геоинформатика как наука, технология, производственная деятельность. История геоинформатики. Определения, особенности и задачи геоинформатики. Объект, предмет и метод исследования геоинформатики. Взаимосвязи геоинформатики, картографии и дистанционного зондирования. Пространственная геоинформация. Пространственные отношения. Концептуальные модели пространственной информации: объектно-ориентированная; географического поля; сетевая. Растровые и векторные модели данных. Понятие пространственного объекта. Географическая информация и информационное моделирование геопространства. Геоизображения.
Теория баз данных (БД). Структура БД, системы управления базами данных (СУБД) и форматы данных. Способы представления пространственных данных в цифровой форме; преобразования форматов данных. Представление географической информации в базах данных ГИС.
Построение модели пространственных данных; позиционная и семантическая информация. Понятия объекта и слоя в БД. Тематические слои.
Метаданные. Хранение и обновление данных в БД.
Язык запросов SQL.
Теория ГИС. Общее представление о ГИС: история развития, место среди других информационных систем, ГИС и системы автоматизированного картографирования, ГИС и системы автоматизированного черчения, концепция, функции.
Структура ГИС. Характеристика технических средств ГИС. Технологии цифрования и визуализации графической информации.
Информационное обеспечение ГИС. Типы источников данных. Карты как основа ГИС.
Назначение и характеристика программного обеспечения ГИС. Основные стандартные ГИС-пакеты: структура и особенности функционирования. Требования к информационному, техническому и программному обеспечению ГИС.
Элементы ГИС-технологий. Особенности использования растровых и векторных данных. Способы хранения и преобразования векторных данных (вычисление длин, площадей, определение взаимоположения точек, линий и полигонов). Представление топологии (связи в сетях и между полигонами). Хранение и преобразования растровых данных. Использование аэро - и космических снимков в ГИС. Назначение и использование данных систем спутникового позиционирования.
Системы координат в ГИС, их реализация и использование. Методы преобразования систем координат при известных и неопределенных проекциях. Операции оверлея и буферизации. Анализ атрибутивной информации и построение запросов.
Создание и применение ГИС. Классификация ГИС по масштабам исследований и сферам приложения. Проектирование и создание проблемно-ориентированных ГИС. Оптимизация выбора используемых моделей данных. Географическая информационная система как информационная модель территории. Интерфейс пользователя в ГИС.
Геоинформационное картографирование. Понятие о геоинформационном картографировании. Цифровые, электронные и компьютерные карты и ГИС-технологии их создания. Способы автоматизированной генерализации линий. Методы математико-картографического моделирования. Геоинформационные технологии создания тематических карт на основе аэро - и космических снимков.
Географический анализ и пространственное моделирование. Географическая привязка данных и геокодирование. Методы тематического согласования слоев информации в ГИС. Семантическая и геометрическая генерализация информации.
Выделение объектов по пространственным критериям. Построение буферных зон. Сетевой анализ.
Пространственное моделирование и пространственная интерполяция: задачи пространственного моделирования; подготовка исходных данных для создания модели.
Экспертные подсистемы. ГИС как средство принятия решений: структура подсистемы принятия решений в ГИС и технологии ее функционирования.
Рекомендуемая литература:
1. Геоинформатика: Учеб. для студ. вузов в 2 кн. / , , и др. ; Под ред. . - М.: Издательский центр «Академия», 20с
2. ACCESS 2003. Самоучитель с примерами. - М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 20с.
3. ГОСТ Р «Географические информационные системы. Совместимость пространственных данных. Общие требования». - М.: ИПК Изд-во стандартов. 2006.
4. ГОСТ Р «Данные пространственные базовые. Общие требования». - [сайт] Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. URL: http://protect. *****
5. ДеМерс информационные системы. Основы. / Пер. с англ. - М.: Дата+, 19с.
6. Моделирование нашего мира. Руководство ESRI по проектированию базы геоданных. - М.: Дата+, 19c.
7. Кошкарев и термины геоинформатики и ее окружения. Учебно-справочное пособие / Российская академия наук. Институт Географии. - М.: ИГЕМ РАН, 20с.
8. Лурье и практика цифровой обработки изображений. - М.: Изд-во Научный мир, 20с.+8 с. цв.
9. Лурье картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков: учебник. - М.: КДУ, 20с.
10. , Microsoft Access 2002. Наиболее полное руководство. - СПб: БХВ-Петербург, 20с.
11. Проектирование баз данных. СУБД Microsoft Access: Учебное пособие для вузов / , , . , . - М.: Горячая линия-Телеком, 20с.: ил.
12. Основы реляционных баз данных / Пер. с англ. - М.: Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 20с.: ил.
13. Сборник задач и упражнений по геоинформатике: Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений / , , и др.; Под ред. . - М.: Издательский центр «Академия», 20с.
14. , , Котов в дорожной отрасли. - М.: МАДИ (ГТУ), 2005. – 250 с.
15. Тикунов в картографии. - М.: Изд-во МГУ, 19с.
16. Думая о ГИС. Планирование географических информационных систем: руководство для менеджеров / Пер. с англ. - М.: Дата+, 20с.
17. SQL (Серия «Quick Start») / Пер. с англ. - М.: ДМК Пресс, 20с.: ил.
18. , SQL запросы для простых смертных. - М.: Лори, 20с.
19. Шекхар Шаши, Чаула Санжей. Основы пространственных баз данных. - М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 20c.
Рекомендуемые дополнительные информационные источники
ко всем разделам программы:
Периодические издания:
Геодезия и картография
Реферативный журнал. Геодезия и аэросъемка
Реферативный журнал. География
Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка
Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия Геология. География
Известия Русского географического общества
Геопрофи
Исследование Земли из космоса
Photogrametry
Photogrammetric Engineering and Remote Sensing
International Archives of Photogrametry and Remote Sensing
Законы Российской Федерации:
«О геодезии и картографии»
«О наименованиях географических объектов»
Картографические издания:
Национальный атлас России в четырёх томах. – М.: Роскартография. – .
Справочные издания:
Берлянт . Краткий толковый словарь. - М.: Научный мир, 2003.
Геодезия. Картография. Геоинформатика. Кадастры (в двух томах). – М.: Геодезиздат, 2008.
Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов /Под ред. , . - М.: ГИС Ассоциация, 19с.
Справочник геодезиста (в двух томах). – М.: Недра, 1975.
Справочник по картографии. – М.: Недра, 1988.
, Энциклопедия дизайнера печатной продукции. М.-СПб.-Киев: Изд-во Диалектика, 2006.
, Чельцова издателя и автора: Редакционно - издательское оформление издания. - М.: Олимп; АСТ, 1999.
Программа подготовлена ______________________________________________________
(должность, Ф. И.О., подпись)
Ресурсы Интернет:
www. *****
www. *****
