Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное 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
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ГИС
для направления подготовки дипломированного специалиста
120100 – ГЕОДЕЗИЯ
специальность – 120101 Прикладная геодезия
код квалификации – 65 (инженер)
Новосибирск
2012
1 ТРЕБОВАНИЯ К УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
1.1 Общая характеристика направления подготовки дипломированного специалиста
Ниже перечислены требования к профессиональной подготовленности выпускника, на формирование которых влияет освоение дисциплины «Инструментальные средства ГИС» в комплексе с другими дисциплинами подготовки по направлению (выписка из ГОС).
Выпускник по направлению подготовки дипломированного специалиста «Инструментальные средства в ГИС» в зависимости от вида профессиональной деятельности подготовлен к решению следующих профессиональных задач:
- анализ состояния научно-технической проблемы, технического задания и постановка цели и задач проектирования с использованием средств геоинформационных систем;
- сбор и анализ исходных материалов для целей обработки средствами геоинформационных систем;
- выбор и анализ методов проектирования;
- оценка результатов проектирования;
б) научно-исследовательская деятельность:
- построение математических моделей объектов исследования 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 «Инструментальные средства ГИС» входит в число дисциплин специализации «Геодезическое обеспечение устойчивого развития территорий» для специальности 120101 – Прикладная геодезия. Для успешного изучения дисциплины студенту необходимо знать:
- современные программные и аппаратные средства, необходимые для функционирования инструментальных ГИС;
- базовые функции инструментальных программных средств ГИС;
- источники данных для создания цифровых геоинформационных видов продукции;
- основы геодезии, картографии, компьютерной графики;
2.2 Обеспечение последующих дисциплин образовательной программы
Перечень дисциплин, следующих за данной дисциплиной, при изучении которых используется знание инструментальных средств ГИС:
- технология создания электронного геопространства;
- трехмерное лазерное сканирование и моделирование объектов.
2.3 Области применения полученных знаний и умений
Студент, освоивший «Инструментальные средства ГИС», может применять полученные знания и умения для:
- использования инструментальных возможностей геоинформационных систем для создания приложений;
- использование конвекторов пространственных данных между ГИС;
- проведения расчетов с использованием языков запросов;
- создания и обновления ЦТП, ЦММ, ЦМР;
- применения функций моделирования при прогнозирования и предотвращения чрезвычайных ситуаций;
- использования возможностей проектирования и моделирования геоинформационных систем в различных сферах человеческой деятельности;
2.4 Итоговый контроль
Оценка знаний и умений студентов проводится с помощью:
- экзамена;
- контроля за усвоением лекционного и практического материала с использованием тестирования;
- защиты лабораторных работ;
2.5 Современные информационные технологии, используемые при чтении дисциплины
Для проведения лекционных занятий используются:
- комплект слайдов для мультимедийного проектора;
- учебный фильм, демонстрирующий пример использования ГИС для обеспечения безопасности и информации городских служб.
Для проведения лабораторных занятий используются:
- электронная библиотека учебников по дисциплине;
- компьютерные программы для выполнения практических заданий.
3 ЦЕЛИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина «Инструментальные средства ГИС» относится к специальным дисциплинам содержания образовательных программ по направлению подготовки «Геодезия» и имеет своей целью подготовку студентов в области теории, проектирования, технологий в геоинформационных системах.
Дисциплина базируется на знаниях студентами теоретических основ современной информатики, геоинформатики, информационных технологий, приобретенных при изучении соответствующих дисциплин.
Целью данной дисциплины является обеспечение будущих инженеров теоретическими знаниями и практическими навыками работы с геоинформационными системами, технологиями создания современных геоинформационных видов продукции и решения прикладных задач на их основе.
Задачами преподавания дисциплины, связанными с ее содержанием, являются:
- сформировать у студентов необходимый объем знаний о геоинформационных системах;
- ознакомить обучающихся с основными функциями инструментальных средства ГИС;
- обеспечить получение студентами знаний основных принципов построения ЦТП, ЦММ, ЦМР;
- 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 круге проблем, решаемых с применением знаний в области инструментальных средств ГИС;
- об основных методах цифрового моделирования;
- о задачах, решаемых с использованием инструментальных средств ГИС;
- каким образом осуществляется создание ЦТП, ЦММ, ЦМР, используемых для целей моделирования и анализа;
Студент будет знать:
- возможности используемых инструментальных ГИС;
- методы определения пригодности пространственных данных для анализа и моделирования;
-
- методы подготовки пространственных данных для анализа и моделирования;
Студент будет уметь:
- выбирать способы, методы и средства решения прикладных задач в области моделирования и пространственного анализа в геоинформационных системах;
- проводить расчеты с использованием языков запросов;
- использовать компьютерную технику для создания и редактирования ЦТП, ЦММ, ЦМР;
- применять отдельные пакеты прикладных программ для решения прикладных задач;
- строить модели различных природных явлений с использованием цифровых моделей.
Основными задачами воспитательной работы в процессе проведения всех видов учебных занятий и руководства самостоятельной работой студентов являются следующие:
– формирование ориентиров в сфере профессиональной деятельности; интереса к дальнейшему изучению специальных дисциплин;
- поддержка стремления к изучению дисциплины на продвинутом уровне, стремления к самосовершенствованию;
4 ОБЪЕМ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Вид занятий | Количество часов | ||
Всего | Семестр | ||
7 | |||
Аудиторная нагрузка | 39 | 36 | |
Лекции | 13 | 12 | |
Лабораторные (практические) занятия | 26 | 26 | |
Самостоятельная работа: | 34 | 34 | |
Курсовой проект | - | - | |
Индивидуальные задания по решению задач | 16 | ||
Подготовка, оформление и защита лабораторных работ | 5 | ||
Коллоквиум | - | ||
Подготовка к итоговому контролю | 27 | 27 | |
Всего по курсу | 97 | 97 | |
Вид итогового контроля | экзамен |
5 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1 Лекционные занятия
Номер лекции | Темы лекционных занятий | Часы |
1 | Общие сведения о ГИС. Обзор современных ГИС. Введение в ГИС. Терминология. Классификация ГИС по территориальному уровню, назначению, архитектуре. Технические компоненты ГИС. Инфраструктура ГИС. Отечественные и зарубежные полнофункциональные ГИС. Особенности полнофункциональных ГИС. Область применения ГИС. | 2 |
2 | Инструментальные средства разработки программного обеспечения (ПО). Этапы разработки ПО ГИС. Программные компоненты или библиотеки. Известные среды разработки ПО на различных языках программирования (Microsoft Visual C ++, Borland / Inprise Delphi). Системы включающие ввод данных, хранение, сложные запросы, пространственный анализ, вывод данных, собственные языки программирования. | 2 |
3 | Модели пространственных данных. Основные технологические этапы обработки данных в ГИС. Цифровое моделирование и цифровые модели (цифровая картография, цифровая карта, ЦММ, ЦМР, ЦМО). Модели пространственных данных. Информационная основа ГИС – цифровые модели реальности (цифровые, аналоговые). Цифровые модели данных (растровые, векторные). | 2 |
4 | ПРОЕКТ ГИС Панорама. ТЕХНОЛОГИИ, Структура программного обеспечения. Технология ГИС Карта 2011. Основные задачи, решаемые в ГИС Карта 2011. Структура ПО. Виды обрабатываемых данных. Технология создания и обновления ЦТП, ЦММ, ЦМР, трехмерных сцен средствами ГИС Карта 2011. Система классификации и кодирования, правила цифрового описания, знаковая система, форматы представления. Средства контроля качества. | 4 |
5 | Дистанционное зондирование и ГИС. Виды ДДЗ. Особенности программного обеспечения для обработки ДДЗ. Цифровые фотограмметрические системы (отечественные, зарубежные). Понятие и принципы лазерной локации. | 3 |
5.2 Лабораторные занятия
Лабораторный практикум предусматривает обязательное выполнение работ в компьютерной аудитории как совместно (построение единой компьютерной сети) так и по индивидуальным для каждого студента вариантам.
Номер занятия | Темы лабораторных занятий | Часы |
1 | Введение в ГИС Панорама. Назначение ГИС Карта 2005. Функциональные возможности ГИС Карта 2005. Структура данных ГИС Карта 2005. Использование раздела «Справка». Получение и изучение исходного материала, данных и правил ввода. Подготовка редакционных указаний по исходной копии фрагмента ЦТП масштаба 1:2000. | 2 |
2-5 | Создание слоя объектов рельефа ЦТП масштаба 1:2000 по исходному растровому фрагменту ЦТП. Создание ЦМР (регулярная матрица высот с заданным размером элемента матрицы, нерегулярная триангуляционная сеть). Оценка точности построенных ЦМР. Оформление отчетного материала. | 8 |
6-10 | Векторизация растрового плана по слоям в соответствии с требованиями действующих НТД. Изучение и использование основных функций редактирования ЦТП. Буферные зоны. Создание трехмерной видеосцены фрагмента ЦТП. | 8 |
11-12 | Решение прикладных задач (статистические, измерительные) с использованием ЦТП, ЦМР. | 4 |
13 | Оформление отчетного материала. Сдача и защита отчетов. | 4 |
5.3 Курсовой проект
Нет
5.4 Самостоятельная работа студента (СРС) по дисциплине и контроль её выполнения
Вид СРС | Содержание СРС | Вид контроля выполнения СРС | Объем СРС, ч |
Решение индивидуальных заданий по темам текущих лекций | Студент решает индивидуальные задачи по следующим темам: автоматизированные информационные системы (ИС); отличие ГИС от ИС; отечественные и зарубежные полнофункциональные ГИС; системы координат и высот, в ГИС; СУБД, применяемые в ГИС. | В процессе индивидуальной работы со студентом осуществляется проверка правильности усвоения тем лекций. На групповых консультациях – разбор типовых задач. | 8 |
Подготовка, оформление и защита лабораторных работ | Студент изучает теоретический материал по темам лабораторных работ 2 – 12, готовит ответы на контрольные вопросы, оформляет отчеты согласно требованиям, защищает лабораторные работы | По каждой лабораторной работе проводится индивидуальный контроль: - проверяются результаты выполнения работы, содержание отчета; - проверяется усвоение теоретического материала. | 8 |
Подготовка к экзамену и его сдача | Студент изучает теоретический материал дисциплины и сдает экзамен | При выполнении всех видов аудиторной и СРС студент получает допуск к экзамену. | 15 |
Итого СРС за семестр | 31 |
6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1 Список вопросов для подготовки к экзамену
1.Понятие, определение географических информационных систем (ГИС) информационных систем (ИС), отличие ГИС от ИС. Области применения ГИС.
2.Классификация ГИС по назначению.
3.Классификация ГИС по архитектуре.
4.Структура подсистем в ГИС.
5. Технические средства ГИС.
6.Информационное обеспечение ГИС.
7. Элементарные типы пространственных объектов в ГИС (с примерами).
8. Типы объектов, поддерживаемых в ГИС «Карта 2005».
9. Модели пространственных данных. Понятие слоя, объекта.
10. Системы координат и высот, картографические проекции в ГИС.
11.Источники данных для ГИС.
12.Состав технических средств технологии создания цифровых карт, ЦММ, ЦМР.
13. Растровый и векторный форматы, стандартные форматы.
14. Информационное обеспечение, используемое в ГИС Карта 2005.
15. Объект информационного моделирования в ГИС (понятие, типы).
16. Понятие объекта, слоя применительно к ЦТК, ЦТП.
17. Материалы ДДЗ. Особенности программного обеспечения для обработки ДДЗ, цифровые фотограмметрические системы (отечественные, зарубежные) для обработки ДДЗ.
18. Полнофункциональные ГИС (отечественные, зарубежные), характерные свойства полнофункциональных ГИС.
19. Наземная и воздушная лазерная локация.
20. Инструментальные средства разработки программного обеспечения.
6.2 Библиографический список основной и дополнительной литературы
а) основная
1 Сборник задач и упражнений по геоинформатике [Текст] : учеб. пособие для вузов (рек.) / под ред. , 20с.
2 Панкрушин, В. К. Математическое моделирование и идентификация геодинамических систем [Электронный ресурс] : монография / . - Новосибирск : СГГА, 2002. – Режим доступа: http://lib. *****/. – загл. с экрана.
3 Исследование и анализ точности специальных инженерно-геодезических сетей методом математического моделирования [Электронный ресурс] : метод. указания / , ; СГГА. - Новосибирск : СГГА, 20с. – Режим доступа: http://lib. *****/. – загл. с экрана.
б) дополнительная
1 Журкин, системы [Текст] / , . – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2009. – 272с.
2 Советов, технологии [Текст] Учеб. для вузов / , . 3-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2006. – 263с.
3 Берлянт, словарь [Текст] / . – М.: Научный мир, 2005. – 424с.
4 Создание цифровых карт и планов средствами ГИС «Панорама» [Текст]: учебно-метод. пособие / . – Новосибирск: СГГА, 2007. – 125 с.
5 Геоинформационная система «Карта 2011»: Руководство пользователя. Версия 11. [Электронный ресурс] – Ногинск: КБ Панорама, 1991–2010. – 139 с. − 1электр. опт. диск (DVD+R).
6 ГОСТ Р Национальный стандарт Российской Федерации. Географические информационные системы. Термины и определения. Стандартинформ.2006г.
7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Компьютерный класс.
2. Программное обеспечение ГИС «Панорама» версии не ниже
3. Сетевой аппаратный ключ защиты.
Разработчик: , – доцент кафедры инженерной геодезии и информационных систем, к. т. н., уч. звание – доцент.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры инженерной геодезии и информационных систем (ИГ и ИС)
Протокол №________
«____»___________2012 г.
Зав. кафедрой ИГ и ИС ____________
Одобрено научно-методическим советом института_Геодезии и Менеджмента СГГА
«____»___________2012 г.
Председатель____________
Директор института___________
«____»___________2012 г.
