3-D моделирование (стр. 3 )

Таблица 4.

№ п/п	Наименование освоенных ранее дисциплин	Темы дисциплины, опирающиеся на материал изученных ранее дисциплин
1.1.	1.2.	1.3.	2.1.	2.2.	2.3.	3.1.	3.2.	3.3.
1.	Основы геоинформатики	+	+	+	+	+	+	+	+	+
2.	Геоинформационные системы в географии	+	+	+	-	-	+	+	+	+
3.	Теория геоизображений	+	-	-	-	+	-	+	-	-
4.	Геоинформационное картографирование ландшафтов	+	-	+	-	-	+	+	+	+
5.	Аэрокосмическое зондирование и фотограмметрия	+	+	-	+	-	+	+	-	+
6.	Мультимедиа технологии в картографии и геоинформатике	-	-	-	+	+	+	-	-	+
7.	Базы пространственных геоданных	+	+	+	-	+	+	-	-	+
8.	Математико-картографическое моделирование	+	+	+	+	+	+	+	+	+
9.	Дешифрирование аэрокосмических снимков	+	-	-	+	-	+	+	-	-

5. Структура и содержание дисциплины

1. ВВЕДЕНИЕ. Методы моделирования с использованием ГИС.

Предмет и задачи курса «3-D МОДЕЛИРОВАНИЕ». Особенности современного этапа развития ГИС-систем. Моделирование в географии и методы моделирования, представленные в программных пакетах ГИС.

2. Основные пространственные модели.

Основные модели, применяемы в ГИС. Особенности моделирования различных процессов и явлений. Подходы к моделированию поверхностей.

3. Цифровые модели местности.

Характеристика цифровых моделей местности, особенности их использования. Применение программных средств при создании различных моделей местности.

4. Растровые трехмерные модели.

Регулярные модели при создании цифровых моделей местности. Основные программные средства создания моделей GRID. Общая схема создания ЦМР по космическим снимкам. Основные алгоритмы создания стереомоделей.

5. Векторные (каркасные) модели.

Особенности векторных моделей местности. Преимущества и недостатки TIN моделей.

6. особенности использования различных моделей.

Области использования растровых и векторных моделей. Типовые задачи, решаемые с использованием различных моделей. Преимущества и недостатки различных видов моделей.

7. Особенности создания моделей рельефа по снимкам.

Использование снимков высокого разрешения при создании ЦМР. Построение регулярной ЦМР и автоматические способы коррекции.

8. Создание трехмерных моделей по картам.

Преобразование данных аналоговых карт для создании ЦМР. Особенности построения векторных TIN-моделей на основе данных о высотах, полученных с топографических карт. Улучшающие преобразования.

9. Применение моделей в практике природопользования и географических исследованиях.

Основные направления практического использования результатов моделирования. Основные программные средства.

6. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.
моделирование с использованием ГИС и основные протсранственные модели.

Цель работы – знакомство с программами, используемыми при построении трехмерных моделей.

ЗАДАНИЕ. Изучение основных методов создания моделей с использованием ARCGIS и ENVI

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.

Цифровые модели местности. Растровые модели

Цель работы – изучение особенностей векторных программных комплексов по созданию ЦМР.

ЗАДАНИЕ. Построение ЦМР с использованием готовых наборов данных с использованием ENVI.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Векторные (каркасные) модели
Цель работы – создание трехмерных моделей по векторным данным в среде ARCGIS и Mapinfo.

ЗАДАНИЕ. Изучение способов создания моделей местности средствами программных комплексов ARCGIS и Mapinfo

7. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

7.1. Темы докладов и рефератов для самостоятельной работы

1. Типы цифровых моделей рельефа.

2. Особенности построения векторных и растровых поверхностей.

3. Трехмерные и псевдотрехмерные поверхности: особенности создания, отличия, сферы применения

4. Алгоритм создания каркасной модели с использованием метода Делоне.

5. Алгоритмы обработки снимков высокого разрешения для создания поверхности.

6. Регуляризация поверхности

7. Способы повышения качества трехмерной модели, создаваемой по результатам оцифровки топокарт.

7.2. Примеры комплексных ситуационных заданий

1. Задание по теме 2 «Основные пространственные модели». На основе исходных данных (значения высот точек и горизонтали) необходимо построить трехмерную векторную модель местности.

2. Задание по теме 3 «Цифровые модели местности». На основе имеющейся трехмерной модели рельефа построить модель местности, путем присвоения значений высоты слоям карты.

3. Задание по теме 7 «Создание моделей рельефа по снимкам». На основе имеющейся высокоточной съемки проиллюстрировать варианты создания моделей рельефа в ENVI.

4. Задание по теме 8 «Создание трехмерных моделей по картам». На основе данных сканированных топокарт привести схему создания модели местности в различных программных средствах.

7.3. Примерный перечень вопросов к зачету

1. Предмет и задачи курса.

2. Характеристика современного этапа развития моделирования средствами ГИС.

3. Моделирование в географии и основные алгоритмы создания моделей в ГИС.

4. Особенности моделирования различных процессов и явлений.

5. Создание трехмерных и псевдотрехмерных поверхностей.

6. Особенности использования цифровых моделей местности

7. Программные средства для создания различных видов моделей.

8. Регулярные модели при создании цифровых моделей местности.

9. Общая схема создания ЦМР по космическим снимкам.

10. Основные алгоритмы создания стереомоделей.

11. Особенности векторных моделей местности. Преимущества и недостатки TIN моделей.

12. Области использования растровых и векторных моделей. Типовые задачи, решаемые с использованием различных моделей.

13. Преимущества и недостатки различных видов моделей.

14. Использование снимков высокого разрешения при создании ЦМР. 15. Построение регулярной ЦМР и автоматические способы коррекции.

16. Преобразование данных аналоговых карт для создании ЦМР. Особенности построения векторных TIN-моделей на основе данных о высотах, полученных с топографических карт. Улучшающие преобразования.

17.Основные направления практического использования результатов моделирования.

8. Образовательные технологии.

Тема 1. – Тема 6. Основное внимание уделено проведению лабораторных работ, собеседованиям, написанию рефератов по заданным темам.

Тема 7. Выполнение индивидуальных творческих работ по созданию трехмерных моделей на основе доступных материалов космосьемки для различных участков Тюменской области.

Тема 8. Работа в группах по созданию и корректировке модели на основе материалов топокарты.

Тема 9. Диспут на тему «Применение моделей в практике природоохранной деятельности и географических исследованиях».

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

9.1 Основная литература

1.  Берлянт A. M. Картография и телекоммуникация. - М., 20с,

2.  , , Тутубалина методы в географических исследованиях. – М.: Академия, 2004. – 336 с.

3.  Космические методы изучения среды: Автоматизированный аэрокосмический практикум 1 Под ред. , . - М..Изд-во Моск. ун-та, 20с.

4.  Лурье геоинформационного картографирования: Учеб. пособие. - М: Изд-во Моск. ун-та, 20с.

5.  , Сербенюк модели рельефа континуальных и дискретных полей / Банки географических данных для тематического картографирования. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. - С. 156-170.

9.2 Дополнительная литература

1.  Автоматизированная картография и геоинформатика / Под ред. , // Материалы к науч. конференции, посвященной 50-летию проф. - М., 200с.

2.  Берлянт картографирование. - М.: 20с.

3.  Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / Под ред. , , -М.: ГИС Ассоциация, 20с.

4.  Государственный стандарт Российской Федерации "Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования '' (ГОСТ Р ). - М.: ИПК Изд-во стандартов, 19с.

5.  , Тикунов B. C. Геоинформатика / Под ред. . - М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 20с.

9.3 Программное обеспечение и интернет-ресурсы

1.  Геоинформационные системы и ДЗ – http://gis-lab.ru – неформальное объединение специалистов в области ГИС и ДЗ.

2.  Фонд картографических материалов Российской национальной библиотеки – http://www. *****/fonds/maps/

3.  Программные комплексы ENVI – для дешифрирования материалов космосьемки.

4.  ARCGis – для создания векторных и растровых моделей на основе данных топографических карт.

10. Технические средства и материально-техническое

обеспечение дисциплины

1. Учебная аудитория с мультимедийным проектором для лекционных занятий.

2. Учебные аудитории для проведения лабораторных занятий.

3. Комплект цифровых топографических карт масштаба 1: 25000, 1: 100000.

4. Комплект космических снимков высокого разрешения

5. Фотограмметрические станции.