Раздел 5. Создание и применение гис

Номер раздела, темы

Наименование разделов, тем дисциплины

Се-местр

Объем в часах по видам учебной работы

Формы контроля успеваемости

Всего

Л

ПЗ

С

ЛР

СРС

1

Общие вопросы геоинформатики. Объект, предмет и метод исследованиягеоинформатики.Определение и толкование базовых понятий геоинформатики. Взаимосвязь геоинформатики, картографии и дистанционного зондирования.

9

12

2

10

Контрольная работа

2

Географическая информация и информационное моделирование. Концептуальная модель пространственной информации: объектно-ориентированная, географического поля; сетевая. Понятие пространственного объекта. Инфраструктура пространственных данных.

9

16

4

2

10

3

Представление географической информации в базах данных ГИС. Информационное обеспечение ГИС, типы источников данных; географическая привязка данных. Выбор модели пространственной информации, особенности представления пространственных объектов в БД. Объектно-ориентированные и реляционные структуры БД. Понятие системы «клиент-сервер». Понятие качества данных и контроль ошибок.

9

54

6

8

40

Контрольная работа

4

Географический анализ и пространственное моделирование. ГИС как информационная модель территории. Базовые ГИС-технологии анализа и моделирования. Специфика применения операций оверлея и построения запросов для пространственного анализа; особенности использования растровых и векторных данных. Представление о топологии и топологических связях объектов. Пространственное моделирование и пространственная интерполяция. Понятие нечетких множеств, их использование в ГИС. Экспертные подсистемы, структура подсистемы принятия решений в ГИС.

10

68

8

20

40

Контрольная работа

5

Создание и применение ГИС. Классификация ГИС по масштабам исследований и сферам приложения. Проектирование и создание проблемно-ориентированных ГИС. Понятие ГИС-проекта. Цифровые, электронные и компьютерные карты и ГИС-технологии их создания.

10

30

4

6

20

Контрольная работа

Итого

180

24

36

120

Тема лекции

Содержание

Количество часов

Основные понятия геоинформатики

Место геоинформатики в системе наук. Научно-познавательный и инженерно-технологический подходы к геоинформатике как научной дисциплине; объект, предмет и метод исследования геоинформатики. Определение и толкование базовых понятий геоинформатики. Взаимосвязи геоинформатики, картографии и дистанционного зондирования.

2

Общее представление о геоинформационных системах

ГИС и карты, понятие о геоинформационном картографировании. Геоизображения. Системы спутникового позиционирования и ГИС. Требования к информационному, техническому и программному обеспечению ГИС, интерфейс пользователя в ГИС. ГИС-инфраструктура, ГИС-центры

2

Географическая информация и её моделирование

Концептуальная модель пространственной информации: объектно-ориентированная, географического поля; сетевая. Понятие пространственного объекта. Классификация моделей пространственных объектов и данных. Понятие инфраструктуры пространственных данных (ИПД), компоненты ИПД.

2

Информационное обеспечение ГИС

Типы источников данных; географическая привязка данных; позиционная и семантическая информация, тематические слои, форматы данных. Проектирование географических баз данных (БД)

2

Системы управления базами данных

Задачи и функции СУБД в ГИС. Базовые понятия реляционных БД. Объектно-ориентированные и реляционные структуры БД. Понятие системы «клиент-сервер». Проектирование картографических баз данных, их отличие от баз данных ГИС. Способы представления данных в цифровой форме; преобразования форматов данных.

2

ГИС как информационная модель территории

Базовые ГИС-технологии анализа и моделирования. Специфика применения операций оверлея и построения запросов для пространственного анализа; особенности использования растровых и векторных данных. Преобразование систем координат при известных и неопределенных проекциях. Методы тематического согласования слоев информации в ГИС. Вычисление длин, площадей, определение взаимоположения точек, линий и полигонов.

2

Методы пространственного моделирования территории

Подготовка исходных данных для создания модели; методы интерполяции по дискретно расположенным точкам; построение статистических поверхностей (геополей), TIN-модели. Блок моделирования ГИС: операции с цифровой моделью рельефа, создание производных слоев, построение математико-картографических моделей в ГИС. Применение пространственных моделей.

2

Экспертные системы в ГИС

Понятие нечетких множеств, их использование в ГИС. Экспертные подсистемы, структура подсистемы принятия решений в ГИС и технологии ее функционирования.

2

Классификация ГИС

Классификация ГИС по масштабам исследований и сферам приложения: Глобальные, национальные, региональные, локальные ГИС. ГИС природоохранной направленности, ресурсной, экологического мониторинга.

2

Проектирование ГИС

Проектирование и создание проблемно-ориентированных ГИС. Понятие ГИС-проекта. Использование телекоммуникационных сетей. Цифровые, электронные и компьютерные карты и ГИС-технологии их создания.

2

Составляющие современного геоинформационного рынка

Основные коммерческие ГИС-пакеты: структура и особенности функционирования.

2

Номер лаб. работы

Номер раздела или темы

Наименование и краткое содержание лабораторной работы

Цель и характер лабораторной работы

Коли-чество часов

Литература и/или электронный источник

1

1, 2, 3

Использование аэрокосмической информации в ГИС.

Ознакомление с геопорталами пространственной информации. Получение спутниковых снимков среднего разрешения природоресурсного спутника Landsat

Обзор основных понятий аэрокосмических методов географических исследований: физические основы, технические средства и технологии получения аэрокосмических снимков.

4

2

3,4

Методы автоматизированного дешифрирования спутниковых снимков

Улучшение качества спутникового снимка, автоматизированное дешифрирование с использованием обучающей выборки в среде ГИС IDRISI

Использование данных дистанционного зондирования для получения информации о состоянии земной поверхности.

4

3

4

Создание цифровых карт.

На основе растрово-векторного преобразования, получить многослойную векторную электронную карту, оформленную в среде ГИС MapInfo Professional, Карта 2008 или ГИС ИнГео в соответствии с требованиями стандартов к оформлению электронных карт.

Получение навыков ГИС-проектирования: поиск данных, ввод, регистрация, формирование базы пространственных данных

10

4

4

Разработка структуры атрибутивной информации. Сформулировать и описать систему запросов и показать возможности использования полученной карты.

Получение навыков ГИС-проектирования: работа с атрибутивной частью пространственной информации

8

5

4

Создание и анализ поверхностей: цифровой модели рельефа, статистических поверхностей. Использование данных спутникового позиционирования.

Обучение использованию методов пространственного анализа, связанного с анализом полей величин.

10

Номер раздела или темы

Тема СРС

Коли-

чест-во часов

Литература и/или электронный источник

Формы контроля успеваемости

1

Основные теоретические концепции в геоинформатике: научно-познавательный и инженерно-технологический подходы к геоинформатике как научной дисциплине; История геоинформатики. Общее представление о ГИС: история развития, сущность, структура, функции. Географическое обоснование ГИС. ГИС и карты, понятие о геоинформационном картографировании. Геоизображения

20

отчет

2

Пространственная, временная, непространственная геоинформация. Концептуальная модель пространственной информации: объектно-ориентированная, географического поля; сетевая. Пространственные отношения. Понятие инфраструктуры пространственных данных. Стандарты пространственных данных и метаданных.

20

контрольная работа

3

Построение модели данных: информационное обеспечение ГИС, типы источников данных; географическая привязка данных; позиционная и семантическая информация, тематические слои, форматы данных. Проектирование географических баз данных (БД): требования к базе данных, этапы проектирования БД, представление пространственных объектов в БД.

20

контрольная работа

3

Понятие качества данных и контроль ошибок: точность данных и типы ошибок, позиционная точность, точность атрибутов, логическая непротиворечивость, полнота, происхождение. Хранение и обновление данных в ГИС. Аэро- и космические снимки как источники пространственной информации; методы и технологии их использования при создании БД ГИС. Особенности интеграции разнотипных данных.

20

отчет

4

ГИС как информационная модель территории. Базовые ГИС-технологии анализа и моделирования. Представление о топологии и топологических связях объектов. Хранение и преобразования растровых данных (кодирование, порядок сканирования и декодирование; иерархические структуры данных, дерево квадрантов). Использование и методы обработки аэро- и космических снимков для целей географического анализа в ГИС.

20

контрольная работа

5

Проектирование и создание проблемно-ориентированных ГИС. Понятие ГИС-проекта. Использование телекоммуникационных сетей. Основные коммерческие ГИС-пакеты: структура и особенности функционирования.

20

контрольная работа