Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Сибирская государственная геодезическая академия»
(ФГБОУ ВПО «СГГА»)
Кафедра инженерной геодезии и информационных систем
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_____________
_____________2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ГИС - ТЕХНОЛОГИИ СОСТАВЛЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ
КАРТ И ПЛАНОВ
Для подготовки дипломированного специалиста
направления 230200 – Информационные системы
специальности 230201 - Информационные системы и технологии
код квалификации – 65 (инженер)
Новосибирск
2012
1 ТРЕБОВАНИЯ К УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
1.1 Общая характеристика направления подготовки дипломированного специалиста
Выпускник по направлению подготовки дипломированного специалиста «ГИС - ТЕХНОЛОГИИ СОСТАВЛЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ» в зависимости от вида профессиональной деятельности подготовлен к решению следующих профессиональных задач:
- анализ состояния научно-технической проблемы геоинформационного обеспечения создания цифровой картографической продукции;
- сбор и анализ исходных материалов для создания цифровой тематической картографической продукции;
- анализ и выбор методов проектирования;
- оценка результатов проектирования;
б) научно-исследовательская деятельность:
- построение на основе ГИС – средств трехмерных карт для исследования пространственных явлений и выбор численного метода их моделирования, выбор готового или разработка нового алгоритма решения задачи;
- выполнение математического (компьютерного) моделирования и оптимизации объектов на базе имеющихся средств исследований и проектирования, включая стандартные и специализированные пакеты прикладных программ.
2 ОСОБЕННОСТИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 Требования к начальной подготовке, необходимые для успешного освоения дисциплины
Учебная дисциплина «ГИС - ТЕХНОЛОГИИ СОСТАВЛЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ» входит в базовое число дисциплин специализации для специальности 230201 – Информационные системы и технологии.
Для успешного изучения дисциплины студенту необходимо знать:
- современные программные средства геоинформационных технологий для создания, компоновки и обновления тематических карт, баз геопространственных данных, редактированию и векторизации данных;
- базовые функции для создания специализированных тематических карт и планов и поддержка цифровых планов в актуальном состоянии с помощью технологией обновления, выполненных на базе автоматизированных систем обработки;
- источники данных для создания цифровых карт и других видов продукции;
- основы геодезии, картографии, цифрового картографирования;
2.2 Обеспечение последующих дисциплин образовательной программы
Перечень дисциплин, следующих за данной дисциплиной, при освоении которых используются ГИС - технологии:
- дипломное проектирование;
- преддипломная практика.
2.3 Области применения полученных знаний и умений
Студент, освоивший дисциплину «ГИС - ТЕХНОЛОГИИ СОСТАВЛЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ» может применять полученные знания и умения для:
- решения производственных задач на основе цифровых и электронных карт и планов с применением инструментальных средств ГИС;
- исследования новых ГИС оболочек, приложений и других картографических систем;
- изучению и анализу пространственно-временного состояния и развития объектов инфраструктуры и природных явлений с использованием материалов дистанционного зондирования.
2.4 Итоговый контроль
Оценка знаний и умений студентов проводится с помощью:
- экзамена;
- приема и разбора индивидуальных заданий в виде решения задач по основным разделам дисциплины;
- контроля за усвоением лекционного и практического материала с использованием компьютерного тестирования;
- защиты лабораторных работ;
2.5 Современные информационные технологии, используемые при чтении дисциплины
Для проведения лекционных занятий используются:
- комплект слайдов для мультимедийного проектора.
Для проведения лабораторных и практических занятий используются:
- электронные уроки для освоения данной дисциплины;
- компьютерные программы для выполнения практических занятий.
3 Цели и задачи дисциплины
Дисциплина «ГИС - ТЕХНОЛОГИИ СОСТАВЛЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ КАРТ И ПЛАНОВ» имеет своей целью освоение современных методов и инструментальных ГИС – средств для создания цифровой картографической продукции, а также формирование представлений о хранении и оперировании пространственными данными в геоинформационных системах.
Задачами преподавания дисциплины, связанными с ее содержанием, являются:
- сформировать у студентов необходимый объем знаний о геоинформатике;
- ознакомить обучающихся с основными функциями инструментальных средств ГИС для организации процесса хранения и редактирования данных;
- обеспечить получение студентами знаний и основных принципов для компоновки различных тематических карт и возможность создания высококачественной картографической продукции;
- ознакомить обучающихся с основами компьютерной обработки пространственных данных;
- обеспечить приобретение студентами практических навыков в применении пространственных данных для решения прикладных задач.
Студент будет иметь представление:
- о методах работы с ГИС – средствами;
- о методах представления данных в трехмерном виде;
- о методах пространственно-временного анализа данных;
- о методах создания и использования многоцелевых баз картографических данных;
- о методах представления данных в виде интерполяционных поверхностей;
- о методах и способах обеспечения информационной поддержки экспертных решений справочными, фактографическими и аналитическими данными.
Студент будет знать:
- требования, предъявляемые к информационному обеспечению задач народного хозяйства;
- способ хранения цифровой картографической информации;
- способы ввода графической информации в ГИС;
- требования к цифровой картографической продукции;
- основные проблемы контроля качества цифровых и электронных карт;
- требования к связи объектов и таблиц атрибутов через идентификатор;
- основные характеристики программного обеспечения (ПО) ГИС.
Студент будет уметь:
- применять современные ГИС – технологии;
- использовать инструментальные средства ГИС для создания и обновления цифровых карт и планов;
- создавать цифровые тематические карты;
- организовывать пространственные данные в электронном виде;
- анализировать технологические процессы формирования цифровых и электронных карт и планов;
- решать задачи методического и алгоритмического обеспечения пространственно-временного подхода к анализу геопространства.
4 Место дисциплины в структуре ООП:
Данная учебная дисциплина входит в раздел «Б.3. Профессиональный цикл. Базовая (общеобразовательная) часть».
Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные в результате обучения в средней общеобразовательной школе.
Данная учебная дисциплина должна изучаться параллельно с дисциплинами «Моделирование и пространственный анализ в ГИС», «Геоинформатика», «САПР», «Инструментальные средства ГИС».
Данная учебная дисциплина предшествует изучению вариативной части дисциплин по выбору студентов, содержание которых связано с информационными технологиями для обработки данных. Дисциплина формирует общекультурные компетенции, необходимые для прохождения учебной и производственной практик.
5 Объем учебной дисциплины и виды учебной работы:
Вид учебной работы | Всего часов | Семестр |
9 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 36 | 36 |
В том числе: | ||
Лекции | 12 | 12 |
Практические занятия (ПЗ) | 24 | 24 |
Самостоятельная работа (всего) | 39 | 39 |
В том числе: | ||
Курсовая работа | ||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | Экзамен | |
Общая трудоемкость: | 75 | |
Часы | 102 | |
Зачетные единицы | 2 | |
6 Содержание дисциплины:
6.1 Содержание разделов дисциплины
№ п. п. | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Проблемы и задачи геоинформационного обеспечения создания цифровой картографической продукции | Задачи и принципы перехода на цифровую картографическую продукцию. Роль ГИС – технологий в создании цифровых карт и планов. Сущность и назначение цифровых и электронных карт. Государственный стандарт (ГОСТ) на цифровые и электронные карты (ЦК и ЭК). |
2. | Основные требования к цифровой картографической продукции. | Системы координат в России. Картографические проекции. Исходные данные для создания цифровых карт. Технологические процессы и схемы создания цифровых карт и планов. Растровые и векторные формы представления графической информации. Слои ЦК и ЭК. Правила цифрового описания объектов. Классификация и кодирование топографических объектов, способы их локализации. Условные знаки топографических объектов, библиотеки условных знаков. |
3. | Технологии создания цифровых карт и планов. | Системы автоматизированного картографирования. Цифровые методы и средства картосоставления. Сканерный способ создания карт. Дигитализация карт с помощью цифрового планшета. Методы создания тематических карт. Интерактивные карты. Электронные атласы. Создание отчетов. Подготовка и печать тематических карт. |
4. | Методы векторизации. | Технологические процессы создания карт на основе сканерной технологии. Сканирование бумажных (пластиковых) карт и планов. Точность сканирования. Подготовка растровых изображений, устранение погрешностей сканирования. Регистрация растровых данных. Векторизация. Программы – векторизаторы, их характеристики и возможности. Методы и точность векторизации. Анализ качества векторизации. Контроль топологической структуры цифровой карты. |
5. | ГИС - средства картосоставления. | Особенности применения ГИС – оболочек для векторизации растров. Вод атрибутивных данных. Формирование электронных карт средствами ГИС. Конвертация данных. Экспорт результатов векторизации во внешние системы. Импорт данных. |
6. | Разработка приложений к ГИС - оболочкам | Инструментальные средства разработки приложений для ГИС – оболочек. Алгоритмические языки программирования, структура программы, основные команды, процедуры и функции. Создание меню. |
7. | Методы обновления цифровых карт | Задачи и принципы обновления цифровых карт. Методы обновления цифровых карт на основе векторных и растровых данных. Растеризация, преобразование вектора в растр. Инструментальные средства для обновления цифровых карт. |
8. | Создание трехмерных цифровых карт и решение по ним пространственных задач | Принципы создания 3D – карты средствами ГИС. Исходные данные для 3D – карты. Формирование атрибутивных данных. Методы визуализации и интерпретации пространственных данных в 3D – картах. Практическое использование трехмерных карт. Пространственный анализ в ГИС. |
6.2 Разделы дисциплины и виды занятий (в часах)
№ п. п. | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | СРС | Всего |
1. | Проблемы и задачи геоинформационного обеспечения создания цифровой картографической продукции | 2 | 2 | 4 | |
2. | Основные требования к цифровой картографической продукции. | 2 | 4 | 2 | 12 |
3. | Технологии создания цифровых карт и планов. | 2 | 4 | 6 | 16 |
4. | Методы векторизации. | 2 | 4 | 4 | 10 |
5. | ГИС - средства картосоставления. | 2 | 4 | 4 | 18 |
6. | Разработка приложений к ГИС - оболочкам | 2 | 4 | 6 | 10 |
7. | Методы обновления цифровых карт | 2 | 4 | 4 | 10 |
8. | Создание трехмерных цифровых карт и решение по ним пространственных задач | 2 | 4 | 8 | 14 |
7 Лабораторный практикум: примерная тематика практических заданий
8
№ п. п. | № раздела дисциплины | Наименование практических заданий | Трудоемкость (час.) |
1 | 1-4 | Векторизация растровых изображений топографических карт: - Создание новой карты - Ручной ввод - Параметры трассировки - Позиционирование объектов. | 42 |
2 | 5 | Создание электронных карт средствами ГИС (MapEdit, MapInfo и др.): - Привязка растров - Экспорт результатов векторизации - Импорт результатов векторизации | 18 |
3 | 6 | Разработка приложений к ГИС - оболочкам | 10 |
4 | 7 | Обновление цифровых карт и планов | 10 |
5 | 8 | Решение пространственных задач в ГИС | 14 |
9 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Раклов и ГИС [Текст] : учеб. пособие для вузов: рекомендовано УМО / , 20с.
2. Середович системы (назначение, функции, классификация) [Текст] : монография / , , 20с.
3. Карпик, и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий [Электронный ресурс] : монография / ; СГГА. - Новосибирск : СГГА, 20с. – Режим доступа: http://lib. *****/. – загл. с экрана.
4. Маликов, Б. Н. Составление и подготовка к изданию карт и атласов с использованием компьютерных технологий [Электронный ресурс] : монография / . - Новосибирск : СГГА, 20с. – Режим доступа: http://lib. *****/. – загл. с экрана.
б) дополнительная литература
1. , , Самойлюк системы - М.: Из-во Рос. эконом. академ, 19с.
2. Компьютерные технологии в высшем образовании / ред кол. , и др. – М.: Из-во МГУ, 1997 – 370 с.
3. Шемякин информатика - М.: Из-во Рос. эконом. академ, 19с.
4. Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:5000 ГУГиК при Совмине СССР. – М.: Недра, 1989. – 286 с.
5. С. Айриг, Э. Айриг. Подготовка цифровых изображений. – Минск: Попурри, 1997.
в) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
1. Электронный учебник по MapEdit (файл – Уроки. exe).
2. Справочное руководство по MapInfo (в электронном виде).
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
1. Компьютерный класс.
2. Программное обеспечение.
3. Сетевой аппаратный ключ защиты.
4. Доступ к сети Интернет (во время самостоятельной подготовки).
Примерный перечень вопросов для подготовки к экзамену по курсу «ГИС технологии составления тематических карт и планов»
1. Современные проблемы и задачи цифрового крупномасштабного картографирования. Требования к цифровой картографической продукции.
2. Методы и точность создания цифровых карт и планов.
3. Cоздание цифровых карт на основе бумажных картматериалов.
4. Классификация топографических объектов. Библиотека типов объектов. Правила цифрового описания топографических объектов в электронных картах.
5. Представление данных на электронных картах.
6. Инструментальные средства ГИС для создания цифровой картографической продукции. Требования к ГИС – оболочкам. Программы – векторизаторы.
7. Картографическая система MapEdit. Основные характеристики и возможности ГИС MapEdit. Состав файлов проекта в системе ГИС MapEdit.
8. Технологические процессы создания электронной карты в среде MapEdit.
9. Точность и последовательность оцифровки объектов по растру. Принципы автоматизированной трассировки растровых изображений. Параметры трассировки.
10. Топологическая корректность объектов электронной карты. Основные ошибки и качество векторизации.
11. Понятие пространственного «покрытия» топографических объектов в электронной карте. Способы построения полигональных «покрытий». Метки полигонов.
12. Формирование атрибутивной информации. Виды атрибутивных данных.
13. Системы координат электронной карты. Географическая привязка растровых и векторных данных.
14. Экспорт, импорт результатов векторизации. Связь MapEdit с другими системами (ГИС - MapInfo).
15. Методы создания электронных карт на основе ГИС - MapInfo.
16. Состав файлов проекта в ГИС MapInfo. Слои (таблицы) электронной карты в MapInfo.
17. Пространственный анализ в ГИС. Виды и сущность пространственного анализа.
18. Тематические карты, способы их создания с помощью ГИС.
19. Способ поверхностей для создания тематических карт. Интерполяция на основе нерегулярной сети треугольников (TIN - Triangulated Irregular Network) и среднего взвешенного (IDW –Interpolated Distance Weight).
20. 3D карты, их назначение, способы создания и использования.
Разработчик: , – старший преподаватель кафедры инженерной геодезии и информационных систем, к. т. н.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры инженерной геодезии и информационных систем (ИГ и ИС)
протокол №____ от «____»___________2012 г.
Зав. кафедрой ИГ и ИС ____________
Одобрено научно-методическим советом института Геодезии и Менеджмента СГГА протокол № _______ от «____»___________2012 г.
Председатель____________
Директор института___________
«____»___________2012 г.
