- •Геоинформационные системы и технологии // 09.03.02 Информационные системы и технологии
- •1. Определение и задачи геоинформатики
- •2.Фундаментальные понятия геоинформатики. Понятие «геоинформационная система» и «геоинформационные технологии»
- •3. Периодизация развития геоинформатики. История развития ГИС
- •4. Классификация ГИС
- •5. Принципы функционирования ГИС. Структура универсальных ГИС
- •6. Программно-аппаратное обеспечение ГИС
- •7. Принципы организации данных в ГИС
- •8. Геореляционная модель данных
- •9. Источники данных ГИС
- •10. Технологии сбора пространственной информации. Единство измерений. Существующие шкалы измерений. Качество данных. Типы ошибок данных.
- •11. Цифровое представление пространственных данных в виде набора шейп-файлов, преимущества и недостатки // это могут спросить на практике
- •12. Геоинформационное картографирование
- •13. Моделирование пространства с помощью TIN-моделей
- •14. Фигура и размеры Земли, используемые модели. Геодезическая основа карт.
- •15. Системы координат, применяемые в геодезии и картографии
- •16. Геодезическая система координат. Система прямоугольных координат
- •17. Геоид и референц-эллипсоид, системы координат, связанные с референц-эллипсоидом
- •18. Картографические проекции. Масштаб. Искажения. Классификация картографических проекций
- •19. Разграфка и номенклатура листов топографических карт и планов
- •20. Цифровая модель местности. Структура ЦММ. Понятие одномерных, двумерных, трехмерных ЦММ
- •22.Типы пространственных объектов в ГИС. Принцип послойной организации данных. Объектно-ориентированный принцип
- •23. Понятие о моделях пространственных данных. Представление пространственных данных. Модель пространственных данных
- •24. Растровые модели данных. Метод группового кодирования. Регулярно-ячеистое представление данных. Квадротомическая модель данных
- •26. Топология и топологические отношения пространственных объектов
- •27. Спагетти-модель и ее цифровое представление, преимущества и недостатки
- •28. Особенности топологического и послойного представления данных в ГИС
- •29.Сравнение двух методов представления пространства: дискретное пространство и непрерывное пространство
- •30. Различные возможные формы описания пространства, примеры
- •31. Модели поверхностей. Регулярная сеть. Классификация регулярных сетей. Триангуляционная сеть
- •32. Общие принципы визуализации пространственных данных. Визуализация векторных данных. Визуализация растровых данных
- •33. Тематические карты. Основные методы (тематические визуализаторы), используемые для создания тематических карт
- •34. Генерализация. Варианты решения задачи генерализации
- •35. Геоизображения
- •36. Картографо-математическое моделирование
- •37. Определение и задачи пространственного анализа
- •38. Измерительные операции ГИС
- •39. Анализ отношений пространственных объектов. Бинарные отношения
- •40. Пространственные запросы. Пространственные функции. Пространственные операторы
- •41. Оверлейные операции. Буферные зоны
- •42. Сетевой анализ. Анализ инженерных сетей. Задачи, решаемые на основе транспортных сетей
- •43. Анализ геополей
- •44. Расчет зон видимости/невидимости
- •45. Восстановление геополей
- •46. Основные стандарты в области геоинформатики
- •48. Цифровое моделирование рельефа
- •49. Пространственные метаданные
- •50. Применение ГИС в различных областях (транспорт, инженерные коммуникации, управление чрезвычайными ситуациями, природные ресурсы, недвижимость, экология, здравоохранения и т.д.)
- •Практика
- •1. Создание слоя shapefile
- •2. Создание и редактирование векторного объекта
- •3. Настройки прилипания для проекта
- •4. Создание и настройка макета
- •5. Инструменты оцифровки
- •6. Дополнительные инструменты оцифровки
- •7. Стиль векторного слоя
- •8. Стиль растрового слоя
- •9. Подписи слоя
- •10. Таблица атрибутов слоя
- •11. Калькулятор полей
- •12. Инструменты сетевого анализа
- •13. Привязка растра
- •14. Векторная геообработка (буферизация, обрезка и т.д.)
- •15. Векторная обработка геометрии
- •16. Векторный анализ
- •17. Растровый анализ рельефа
- •18. Расчет уклонов по ЦМР
- •19. Создание и сглаживание изолиний
- •20. Инструменты выбора объектов
- •Доп вопрос: Алгоритм Дейкстры и A*
● Используется в США и военных приложениях[Kadastr]
19. Разграфка и номенклатура листов топографических карт и планов
Определения
Разграфка — система деления карт и планов на отдельные листы по определённой системе, используя линии картографической сетки (меридианы и параллели) или координатных линий.[ГСТОУ; Studfile]
Номенклатура — система обозначения (нумерации) отдельных листов топографических карт и планов.[ГСТОУ; Studfile]
Плоские прямоугольные координаты (X, Y) — линейные величины, определяющие положение точек на плоскости, на которой отображена в заданной картографической проекции часть поверхности эллипсоида. Осями являются прямолинейные величины в координатных зонах,
пересекающихся под прямым углом.[ГОСТ Р 50828-95]
Основа системы разграфки и номенклатуры
Основой разграфки и номенклатуры является карта масштаба 1:1 000
000.[ГСТОУ]
Земной шар делится:
● Меридианами через каждые 6° долготы на колонны
● Параллелями через каждые 4° широты на ряды
Номенклатура листа 1:1 000 000 состоит из:
● Буквы латинского алфавита (обозначает ряд): A, B, C... W
● Номера колонны: 1-60 (отсчитывается от меридиана 180°)
Пример: N-37 (Москва), N-44 (Новосибирск)[ГСТОУ]
Разграфка карт более крупных масштабов Карта 1:500 000 — 4 листа из 1:1 000 000 (обозначаются буквами А, Б, В, Г)
● Пример: N-37-А
Карта 1:200 000 — 36 листов из 1:1 000 000 (обозначаются римскими цифрами I-XXXVI)
● Пример: N-37-XXI
Карта 1:100 000 — 144 листа из 1:1 000 000 (обозначаются арабскими цифрами 1-144)
● Пример: N-37-124
● Служит основой для дальнейшего деления
Карта 1:50 000 — 4 листа из 1:100 000 (обозначаются буквами А, Б, В, Г) ● Пример: N-37-124-А
Карта 1:25 000 — 4 листа из 1:50 000 (обозначаются строчными буквами а, б, в, г)
● Пример: N-37-124-А-г
Карта 1:10 000 — 4 листа из 1:25 000 (обозначаются цифрами 1, 2, 3, 4) ● Пример: N-37-124-А-г-1
Разграфка топографических планов
Для планов используется прямоугольная разграфка (не по географическим координатам):
● 1:5000 — 40 см × 40 см ● 1:2000 — 50 см × 50 см ● 1:1000 — 50 см × 50 см ● 1:500 — 50 см × 50 см
Основой для номенклатуры планов является лист масштаба 1:5000, номер которого берётся из номера топографической карты масштаба 1:100 000.[Studfile]
Размеры листов карт
● 1:1 000 000 — 6° по долготе, 4° по широте ● 1:100 000 — 30' по долготе, 20' по широте
● 1:50 000 — 15' по долготе, 10' по широте ● 1:25 000 — 7'30'' по долготе, 5' по широте
● 1:10 000 — 3'45'' по долготе, 2'30'' по широте
20. Цифровая модель местности. Структура ЦММ. Понятие одномерных, двумерных, трехмерных ЦММ
Определение ЦММ
Цифровая модель местности (ЦММ) — цифровое представление местности, включающее как форму рельефа, так и расположенные на
поверхности объекты: здания, дороги, растительность и другие элементы
инфраструктуры.[INNOTER; GOST Р 51605-2023]
ЦММ формируется по результатам съёмки и фотограмметрической обработки и служит базой для создания трёхмерных моделей и инженерных расчётов.
Структура ЦММ
ЦММ должна содержать независимые модели для:[INNOTER]
● Рельефа местности (высотные отметки)
● Коммуникаций (дороги, линии электропередач, трубопроводы) ● Зданий и сооружений (контуры, типы)
● Гидрографии (реки, озёра, водоёмы)
● Почвенно-растительного покрова (лесные массивы, луга, поля)
Цифровое описание объекта включает:[ГОСТ Р 51605-2000]
● Идентификатор объекта (уникальный номер)
● Семантику (тип объекта, его свойства и коды) ● Метрику (геометрия и плановые очертания)
Типы ЦММ по размерности
1. Одномерная ЦММ (1D)
Линейные объекты: дороги, линии электропередач, реки, трубопроводы. Описываются цепочками координат (X, Y).
2. Двумерная ЦММ (2D) — ЦМР
Цифровая модель рельефа (ЦМР, DEM) — трёхмерное отображение земной поверхности, содержит информацию о высотах (Z) без учёта растительности и зданий.[INNOTER]
Представления ЦМР:
● Регулярная сеть (Grid/Raster) — матрица высот, регулярная сетка квадратов или прямоугольников
● TIN-модель — триангуляционная нерегулярная сеть с линиями разрыва непрерывности
3. Трёхмерная ЦММ (3D) — ЦМП
Цифровая модель поверхности (ЦМП, DSM) — описывает все неровности земной поверхности, включая растительность, здания и антропогенные объекты (координаты X, Y, Z).[INNOTER]
Продукты ЦММ:
● 3D-модель — трёхмерное представление из облака точек или TIN
● Текстурированная 3D-модель — 3D с наложением ортофото, обеспечивает наглядное трёхмерное представление местности
Практические применения ЦММ
На основе ЦММ выполняют:[Вопрос]
● Вычисление разницы объёмов (земляные работы, дорожное строительство)
● Проектирование автомобильных и железнодорожных съездов ● Гидродинамическое моделирование затопления местности ● Построение трёхмерных геологических моделей
● Анализ движения поверхностных вод и прогнозирование зон затопления
● Экологический мониторинг
Обновление и стандартизация ЦММ Обновление ЦММ осуществляется для:[Вопрос]
● Особо важных районов ● Мест строительства, освоения новых территорий
● Зон дорог и линейных сооружений ● Гидрографии и гидротехнических сооружений
● Населённых пунктов, промышленных и сельскохозяйственных объектов
● Растительного покрова и собственных названий объектов
Требования к стандартизации:
При создании ЦММ используются положения ГОСТ Р 51605, который:
● Устанавливает основные требования к цифровым топографическим картам масштабов 1:10 000 — 1:1 000 000
● Требует классификации и кодирования объектов согласно системе классификации и кодирования цифровой информации
● Определяет правила создания и обновления ЦММ[ГОСТ Р
51605-2023]
21. Основные отличия цифровой модели местности, цифровой
карты и электронной карты ГОСТ 28441-99 (Картография цифровая. Термины и определения):
ЦКМ (цифровая картографическая модель) — Логико-математическое представление в цифровой форме объектов картографирования и отношений между ними
ЦММ — ЦКМ, содержащая данные об объектах местности и ее характеристиках
