РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики, естественных наук и информационных технологий
Кафедра картографии и геоинформационных систем
Новохатин В.В.
Геоинформационные земельные кадастровые системы
Учебно-методический комплекс.
Рабочая учебная программа для студентов ОДО специальности
«Прикладная информатика в географии»
Тюменский государственный университет
2011
В.В. Новохатин Геоинформационные земельные кадастровые системы: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов ИМЕНИТ, обучающихся на ОДО по специальности «Прикладная информатика в географии». Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2011. 15с.
Рабочая программа составлена на основании требования государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, и предназначена для студентов 5 курса ИМЕНИТ, обучающихся на ОДО по специальности «Прикладная информатика в географии». В рабочей программе представлены основные разделы курса «Геоинформационные земельные кадастровые системы» объемом 90 часов: лекции – 32 часов, практические занятия – 32 часов, самостоятельная работа – 26 часа.
Программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Теория вероятностей и математическая статистика [электронный ресурс] / Режим доступа: http:// www.umk.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой картографии и геоинформационных систем. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой картографии и геоинформационных систем, д.т.н. Новохатин В.В.
© Тюменский государственный университет, 2011.
© Новохатин В.В., 2011.
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа курса рассчитана на 1 семестр, всего 90 часов. Из них: 32 ч. – лекционный курс, 32 ч. – отведено на практические занятия, 26 часа – самостоятельная работа студентов. Читается курс студентам дневного отделения, обучающихся по специальности «Прикладная информатика в географии» и разработан в соответствии:
- требованиям государственного образовательного стандарта высшего и профессионального образования к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки специалистов;
- учебным планам специальности «Прикладная информатика в географии».
Требования ГОС к содержанию курса
Цель курса:
дать будущему специалисту знания об основных принципах построения геоинформационных систем, о технологиях обработки данных,
дать общее представление об основных программных средствах, используемых в ГИС и ЗИС, о принципах и технологиях разработки и применения ГИС и ЗИС в земельно-кадастровых и землеустроительных действиях, основных средствах, обеспечивающих создание ГИС и ЗИС в землеустроительном производстве.
Задачи курса:
познакомить студентов с принципами построения геоинформационных систем, с основными технологиями обработки данных;
дать практические навыки работы с различным представлением данных в ГИС, преобразованием данных, редактированием, обменом данных с внешними системами, построением диаграмм, запросов, тематических слоев, а также составление карты (плана) заданных масштабов различных объектов, в том числе объектов землепользования и других отчетных форм в процессе создания рабочего ГИС-проекта;
развивать вычислительные и графические навыки при работе с запросами SQL, графиками, картографическим материалом в процессе создания ГИС-проекта.
2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
№
|
Наименование темы
|
Лекции
|
Практика
|
Сам. раб.
|
Формы контроля
|
1
|
Понятие о ГИС, их структура, классификация и применение
|
2
|
2
|
2
|
|
2
|
Организация, хранение и обработка графической и атрибутивной информации
|
6
|
16
|
6
|
К.р.
|
3
|
Выбор ГИС
|
2
|
2
|
2
|
|
4
|
Геоинформационные технологии
|
8
|
2
|
4
|
|
5
|
Методы обработки, анализа данных в Базах данных ГИС
|
6
|
8
|
6
|
К.р
|
6
|
Геоинформационные технологии, используемые в землеустроительном производстве
|
8
|
2
|
6
|
|
|
итого
|
32
|
32
|
26
|
90
|
3. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Понятие о ГИС, их структура, классификация и применение
ГИС. Основные понятия и определения
Область применения ГИС. Связанные технологии
Классификация ГИС
Общие функциональные требования к ГИС
Структура ГИС
Организация, хранение и обработка графической и атрибутивной информации
Подсистема ввода информации
Подсистема вывода информации
Подсистема хранения информации. Понятия о базах данных. Графическая и атрибутивная базы данных
Представления цифровой карты
Подсистема обработки, поиска, анализа данных
Выбор ГИС
Характеристика отечественных и зарубежных ГИС
Требования к ГИС
Геоинформационные технологии
Базы данных ГИС. Модели данных
Растровая и векторная модели данных
Источники информации для формирования БД ГИС
ГИС-технологии для формирования БД ГИС
Методы обработки, анализа данных в Базах данных ГИС
Формирование тематических слоев карты (способы изображения тематического содержания цифровых карт)
SQL – запросы. Виды запросов, создание и применение запросов в программе MapInfo
Поиск данных в базах данных ГИС. Создание выборок, их применение в ГИС.
Геоинформационные технологии, используемые в землеустроительном производстве:
Межевание земель
Создание базовых кадастровых карт и планов земель
Инвентаризация земель
Практические занятия
Работа с растровыми форматами представления данных:
загрузка растров,
переформатирование файлов растровых данных в различные форматы представления растровых данных,
регистрация растровых изображений,
«склеивание» растров различных форматов,
создание растровой подложки для процедуры оцифровки
Создание пространственной базы данных.
Оцифровка (преобразование растрового в векторное представление пространственных данных) рабочего планшета масштаба 1:2000, создание слоев карты:
1) слои, содержащие площадные объекты:
2) слои, содержащие линейные объекты:
3) слои, содержащие точечные объекты:
4) слои, содержащие текстовые объекты:
Создание атрибутивной базы данных.
Работа с таблицами: создание, редактирование структуры, заполнение таблиц.
Работа с базами данных ГИС:
изменение проекции таблиц (слоев) рабочего набора,
аффинное преобразование координат таблиц (слоев) рабочего набора,
обмен данными (импорт и экспорт) в форматы других ГИС и САПР (на примере AutoCAD)
Обработка, поиск, анализ данных ГИС.
Создание простых запросов, запросов SQL.
Создание тематических карт:
способом качественного фона:
способом количественного фона:
точечным способом:
значковым способом:
Создать карту-призму:
жилые здания по полю «этажность»
Работа с графиками ГИС
Создание легенд
Работа с отчетами
Печать рабочего проекта на плоттере
4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
Целостность и защита данных ГИС. Информационная безопасность:
система безопасности,
классы защищенности автоматизированных систем,
каналы доступа к информационным системам,
группы методов несанкционированного доступа,
политика безопасности и уровни ее реализации,
методы защиты от компьютерных вирусов,
оценки характеристики информационной безопасности ГИС,
защита информационных ресурсов в геоинформатике,
уровни информационной защиты в ГИС,
тактика и стратегия защиты информации в геоинформатике,
условия безопасности и передачи данных по сети.
Стандартизация информационного, программного и иного обеспечения ГИС:
типы стандартов в области новых информационных технологий,
концепция разработки стандартов,
стандартизация информационных продуктов и систем в международных организациях,
особенности стандартизации программных средств и программных продуктов,
основные положения стандартизации,
объекты стандартизации,
основные цели стандартизации,
виды стандартов,
качество информации,
сертификация информационных средств и программных продуктов ГИС.
5. ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ
Информационное обеспечение управления земельными ресурсами. Роль информационных систем в создании и ведении Государственного земельного кадастра.
Значение, основные принципы функционирования и структура геоинформационных систем.
ГИС-технологии создания цифровых топографических карт. Использование геоинформационных систем (MapInfo, ArcGIS и пр.) при создании цифровых топографических карт.
Понятие, классификация, структура земельных информационных систем. Основные характеристики земельных информационных систем.
Применение ГИС-технологий в земельной информационной системе.
Защита информации в географических и земельных информационных системах.
Применение ГИС-технологий при создании электронных карт для целей земельного кадастра.
Применение ГИС-технологий для целей государственного кадастрового учета земельных участков, государственного мониторинга земель.
Формирование региональных земельных информационных систем в Российской Федерации.
Создание географических и земельных информационных систем в зарубежных странах.
6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К АТТЕСТАЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Перечислить основные этапы в истории развития ГИС. Дать название каждого этапа, период жизни, характеристику.
Географические информационные системы. Дать определение.
Перечислить области применения ГИС.
Какие виды классификации ГИС вы знаете? Перечислить.
Дать классификацию ГИС по каждому из видов классификации ГИС.
Перечислить основные функции, которые должны выполнять ГИС.
Что должны включать в себя функции автоматизированного картографирования, функции пространственного анализа, функции управлении данными?
Каковы основные задачи подсистемы сбора, подготовки и ввода данных?
Каковы основные задачи подсистемы хранения, обновления и управления данными?
Каковы основные задачи подсистемы обработки, моделирования и анализа данных.
Каковы основные задачи подсистемы контроля, визуализации и вывода данных?
Дать определение СУБД, географических, пространственных и атрибутивных данных.
Дать описание растровой модели данных. Показать в виде схемы структуру растровой модели данных.
В чем заключается основной принцип построения графических баз данных ГИС?
Назвать основные компоненты объекта модели данных ГИС.
Дать определение идентификатора, указать его назначение.
Перечислить способы преобразования графической информации в цифровую форму.
Дать описание векторной модели данных. Показать в виде схемы структуру векторной модели данных.
Модель данных «спагетти». Дать определение. Показать в виде схемы.
В чем заключается главное различие между векторной и растровой моделями данных?
Что включает в себя подсистема ввода информации?
Какие устройства используют при точечном и линейном способах преобразования графической информации в цифровую форму?
Перечислить известные в настоящее время виды сканеров. Какие особенности имеет каждый вид, какие различия существуют между ними.
Что включает в себя подсистема вывода информации?
Перечислите виды печатающих устройств.
Опишите принцип работы матричного, лазерного и струйного принтеров.
Какие печатающие устройства используют в настоящее время для вывода широкоэкранных чертежей?
Какие виды плоттеров по принципу построения изображения вы знаете?
Перечислить виды баз данных по их структуре.
Представить в виде схемы иерархическую и реляционную базы данных.
Как осуществляется связь между таблицами?
Что включает в себя полная цифровая модель объекта цифровой карты?
Дать определение цифровой карты, цифровой модели земной поверхности, электронной карты, семантики объекта цифровой топографической карты, метрической картографической информации.
Перечислите логические и топологические характеристики объекта цифровой карты.
Перечислите основные аналитические операции системы обработки, поиска и анализа данных.
Дать определение пространственно-логической связи объектов.
Что такое буферизация?
В чем суть оверлейной операции или оверлея слоев?
Какой основной общепринятый принцип построения графической информации используется при создании пространственной базы данных ГИС?
Какие основные классы геосистем вы знаете? Перечислить, дать краткую характеристику и назвать наиболее ярких представителей для каждого класса.
Стандартизация. Дать определение понятия.
Какие два типа стандартов в области новых информационных технологий вы знаете? В чем главное их отличие?
Какие задачи решаются в процессе стандартизации?
Назовите два методических подхода, которые используются при разработке стандартов.
Перечислите условия, на которых основана система стандартов.
Перечислите основные положения, которые определяет стандарт как нормативный документ.
Что является объектом стандартизации в области информационных продуктов?
Перечислите основные цели стандартизации.
Перечислите основные задачи стандартизации.
Перечислить виды стандартов.
Что является результатами деятельности по стандартизации?
Дать определение стандарта.
Технические условия. Дать определение понятия.
Что включает в себя понятие жизненный цикл продукции? Перечислить этапы жизненного цикла информационного продукта.
Для чего предназначена система качества информационной продукции?
Что включает в себя анализ и оценка системы качества информационных продуктов. Перечислить.
Дать определение репрезентативности, содержательности, достаточности, актуальности, точности информации, используемой в оценке качества продукции.
Что является объектом сертификации информационных средств и программных продуктов? Перечислить.
В какой последовательности этапов осуществляется сертификация?
Перечислить цели сертификации.
Перечислить условия, при которых осуществляется процесс сертификации.
Опишите процесс сертификации.
Опишите структуру тематических карт, используемых в ЗИС.
Дать определение межевания земель.
Приведите перечень информационных слоев для базовых кадастровых карт и планов земель масштабов 1:2000 и 1:10000, содержащие площадные, линейные и точечные объекты, (не менее 5 по каждому типу объектов).
Инвентаризация земель. Цель инвентаризации земель. Содержание работ.
В каких сферах деятельности используются базы данных ГИС, полученные с помощью инвентаризации земель? Перечислить (не менее 6).
Дать определение информационной безопасности.
Какие достигаются цели при осуществлении информационной безопасности? Перечислить.
Перечислить понятия по степени возрастания их надежности, используемые при разработке систем защиты или безопасности.
На какие две категории разделяют множество информационных объектов при организации систем информационной безопасности?
Сколько классов защищенности средств вычислительной техники от несанкционированного доступа установлено руководящим документом по классификации средств вычислительной техники по уровням защищенности от НСД?
К каким классам предъявляются самые высокие и требования к защите средств вычислительной техники от несанкциони-рованного доступа?
К каким классам предъявляются самые низкие требования к защите средств вычислительной техники от несанкциони-рованного доступа?
Сколько классов защищенности автоматизированных систем от несанкционированного доступа установлено руководящим документом Гостехкомиссии?
На сколько групп подразделяются классы защищенности автоматизированных систем от НСД? Перечислить классы в каждой группе.
На основании каких признаков определяются группы классов защищенности автоматизированных систем от НСД?
Каким индексом обозначается класс, соответствующий высшей степени защищенности автоматизированных систем от НСД?
Сколько классов содержит каждая группа классов защищенности автоматизированных систем от НСД и какие автоматизированные системы она включает?
Какие существуют виды каналов несанкционированного доступа к информационным системам?
Какие объекты информационной системы можно отнести к контролируемым каналам доступа информационной системы? Перечислить.
Какие объекты информационной системы можно отнести к неконтролируемым каналам несанкционированного доступа к информации информационной системы? Перечислить.
Перечислите основные группы методов, использующихся для совершения несанкционированного доступа?
Имитация, сканирование, троянский конь, люк, технология салями, суперотключение. Опишите суть каждой группы методов, использующиеся для совершения несанкционированного доступа к информационной системе.
Какими мерами ускоряется процесс обнаружения угрозы несанкционированного доступа? Перечислить.
Дать определение политики безопасности.
Какие группы мер, направленные на предотвращение угроз НСД к информационным системам предусматривает законодательный уровень политики информационной безопасности?
Опишите суть административного уровня политики информационной безопасности?
Перечислить группы процедурных мер, направленных на обеспечение информационной безопасности.
Какие меры включает в себя программно-технический уровень политики информационной безопасности? Перечислить.
Утрата, утечка, искажение информации, модификация данных и программ, взлом системы. В чем суть данных видов возможных последствий НСД к информации ГИС? В чем основная их опасность?
Перечислите функции системы информационной безопасности ГИС на процедурном уровне.
Дать определение безопасности ГИС-технологий.
Для чего проводится оценка безопасности ГИС-технологий?
Дать определение понятия профиля, используемого в оценке безопасности ГИС-технологий.
Что включает в себя защита информации в геоинформатике? Перечислить.
Перечислить основные задачи, решаемые при осуществлении защиты информации от НСД в геоинформатике.
Дать определение информационной безопасности ГИС-технологий.
Перечислить уровни информационной защиты в ГИС.
7. ЛИТЕРАТУРА
Основная
Геоинформатика / Под ред. В.С. Тикунова. Учеб. для студ. вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. 480 с.
Основы геоинформатики: В 2 кн. / Под ред. В.С. Тикунова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. 251с.
Информационные технологии: учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по спец. "Прикл. информатика (по областям)"/ И. А. Коноплева, О. А. Хохлова, А. В. Денисов. - Москва: Проспект, 2007. - 304 с.
Информационные системы: учеб.-метод. пособие/ А. Г. Ивашко. - Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2007. - 256 с.
Дополнительная
5.Востокова А. В. Оформление карт. Компьютерный дизайн. М.: Аспект-Пресс, 2002. 288с.
6.Использование геоинформационных систем и технологий при решении пространственных задач: метод. пособие/ С. В. Пьянков, А. В. Некрасов, Ю. Н. Шавнина; Перм. гос. ун-т. - Пермь: Изд-во ПГУ, 2007. - 164 с.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины используется учебная литература, методические разработки по данной дисциплине (карточки, тесты, пособия).
При выполнении лабораторных работ используется компьютерный класс.
Дополнения и изменения к программе на 2011 / 2012 учебный год
В программу «Геоинформационные земельные кадастровые системы» вносятся следующие изменения:
Добавляется тематический план разбитый по модулям, балльно-рейтинговая оценка текущей успеваемости студентов и планирование самостоятельной работы студентов
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры Картографии и геоинформационных систем «26»марта 2010 г.
Заведующий кафедрой ___________________/Новохатин В.В./
Планирование самостоятельной работы студентов
№
|
Модули и темы
|
Виды СРС
|
Неделя семестра
|
Кол-во баллов
|
Кол-во часов
|
обязательные
|
дополнительные
|
Модуль 1
|
|
|
|
1.
|
Понятие о ГИС, их структура, классификация и применение
|
собеседование
|
|
1-2
|
0-9
|
2
|
2.
|
Организация, хранение и обработка графической и атрибутивной информации
|
выполнение заданий поискового исследовательского характера, реферирование литературы, аннотирование книг, статей
|
разработка и выполнение проектов
|
3-5
|
0-5
|
3
|
Всего по модулю 1:
|
|
0-14
|
5
|
Модуль 2
|
|
|
|
|
|
1.
|
Выбор ГИС
|
аннотирование книг, статей, подготовка к аудиторным занятиям
|
разработка и выполнение проектов
|
6-8
|
0-8
|
3
|
2.
|
Геоинформационные технологии
|
собеседование
|
|
9-10
|
0-4
|
2
|
Всего по модулю 2:
|
|
0-12
|
5
|
Модуль 3
|
|
|
|
1.
|
Методы обработки, анализа данных в Базах данных ГИС
|
подготовка к аудиторным занятиям, выполнение и лабораторных работ, реферат
|
|
11-13
|
0-6
|
3
|
2.
|
Геоинформационные технологии, используемые в землеустроительном производстве
|
собеседование
|
разработка и выполнение проектов
|
14-16
|
0-5
|
3
|
Всего по модулю 3:
|
|
0-18
|
6
|
ИТОГО:
|
|
0-49
|
16
|
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Тема
|
Лекции, час
|
Лабораторные работы, час
|
Самостоятельная работа, час
|
Итого часов
|
Итого баллов
|
Модуль1
|
|
|
|
|
|
Понятие о ГИС, их структура, классификация и применение
|
5
|
5
|
2
|
15
|
10
|
Организация, хранение и обработка графической и атрибутивной информации
|
5
|
5
|
3
|
16
|
10
|
Модуль2
|
|
|
|
|
|
Выбор ГИС
|
6
|
5
|
3
|
17
|
15
|
Геоинформационные технологии
|
6
|
5
|
2
|
18
|
15
|
Модуль3
|
|
|
|
|
|
Методы обработки, анализа данных в Базах данных ГИС
|
5
|
6
|
3
|
17
|
25
|
Геоинформационные технологии, используемые в землеустроительном производстве
|
5
|
6
|
3
|
17
|
25
|
Итого часов
|
32
|
32
|
16
|
100
|
100
|
БАЛЛЬНО-РЕЙТИНГОВАЯ ОЦЕНКА ТЕКУШЕЙ УСПЕВАЕМОСТИ СТУДЕНТА
Тема
|
Формы текущего контроля
|
Выполнение и защита лабораторных работ
|
Реферат
|
Другие формы
|
Итого баллов
|
Модуль1
|
|
|
|
|
Понятие о ГИС, их структура, классификация и применение
|
5
|
2
|
3
|
10
|
Организация, хранение и обработка графической и атрибутивной информации
|
3
|
5
|
2
|
10
|
Модуль2
|
|
|
|
|
Выбор ГИС
|
6
|
4
|
5
|
15
|
Геоинформационные технологии
|
4
|
5
|
6
|
15
|
Модуль3
|
|
|
|
|
Методы обработки, анализа данных в Базах данных ГИС
|
10
|
8
|
7
|
25
|
Геоинформационные технологии, используемые в землеустроительном производстве
|
9
|
9
|
7
|
25
|
Итого
|
37
|
33
|
30
|
100
|
|
