Скачать 258.95 Kb.
|
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ, ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙКАФЕДРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯОХОТНИКОВ Е.С. ГИС-ТЕХНОЛОГИИУчебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов очной формы обучения, направление 010500 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», профиль подготовки «Технологии программирования» Тюменский государственный университет 2011 Охотников Е.С. ГИС-технологии. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов очной формы обучения, направление 010500 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», профиль подготовки «Технологии программирования». Тюмень, 2011, ___ стр.Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки. Рабочая программа дисциплины «ГИС-технологии» опубликована на сайте ТюмГУ: [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный. Рекомендовано к изданию кафедрой программного обеспечения. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета. ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Захарова И.Г., д.п.н, профессор© Тюменский государственный университет, 2011. © Охотников Е.С., 2011.
Целью преподавания данной дисциплины является знакомство с принципами построения и возможностями использования географических информационных систем (ГИС), в частности: обучение способам ввода, хранения, обработки, анализа и визуализации пространственных данных, получение навыков работы с наиболее распространенными географическими информационными системами, применение полученных знаний в практической деятельности по специальности обучения. Задачи изучения дисциплины:
Дисциплина «ГИС-технологии» входит в вариативную часть профессионального цикла дисциплин Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) по направлению «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» Дисциплина «ГИС-технологии» базируется на знаниях, полученных в ходе изучения дисциплины «Геометрия и топология», «Информатика», «Основы программирования», «Технологии программирования», «Базы данных», «Корпоративные информационные системы».
В результате освоения ООП бакалавриата выпускник должен обладать следующими компетенциями: ОК 6. исследовательские навыки; ОК 7. способность учиться; ПК 22 знать принципы обеспечения условий безопасности жизнедеятельности при эксплуатации аппаратуры и систем различного назначения; ПК 23 знать проблемы и направления развития технологий программирования; ПК 24 знать основные методы и средства автоматизации проектирования, производства, испытаний и оценки качества программного обеспечения; ПК 25 знать направления развития компьютеров с традиционной (нетрадиционной) архитектурой; тенденции развития функций и архитектур проблемно-ориентированных программных систем и комплексов; ПК 26 знать проблемы и тенденции развития рынка программного обеспечения; ПК 27 знать основные концептуальные положения функционального, логического, объектно-ориентированного и визуального направлений программирования, методы, способы и средства разработки программ в рамках этих направлений; ПК 28 знать методы проектирования и производства программного продукта, принципы построения, структуры и приемы работы с инструментальными средствами, поддерживающими создание программного обеспечения ; ПК 29 знать методы организации работы в коллективах разработчиков ПО, направления развития методов и программных средств коллективной разработки ПО; ПК 30 знать архитектуру, алгоритмы функционирования систем реального времени и методы проектирования их программного обеспечения; ПК 31 иметь навыки использования современных системных программных средств: операционных систем, операционных и сетевых оболочек, сервисных программ; ПК 32 иметь навыки использования метода системного моделирования при исследовании и проектировании программных систем; ПК 33 иметь навыки разработки моделирующих алгоритмов и реализации их на базе языков и пакетов прикладных программ моделирования; ПК 34 иметь навыки использования основных моделей информационных технологий и способов их применения для решения задач в предметных областях; ПК 35 иметь навыки выбора архитектуры и комплексирования современных компьютеров, систем, комплексов и сетей системного администрирования; ПК 36 иметь навыки выбора, проектирования, реализации, оценки качества и анализа эффективности программного обеспечения для решения задач в различных предметных областях. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Таблица 2. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
Таблица 3. Планирование самостоятельной работы студентов
Дисциплина не является обеспечивающей, изучается в 8 (завершающем) семестре.
Модуль 1. Тема 1.1. Введение. Геоинформационные технологии и картографирование. Информационные и геоинформационные технологии. Основные понятия, определения. Связь с другими науками, технологиями и производствами. Классификация информационных систем. ГИС - системы поддержки принятия решений. История развития, классификация ГИС, функции полнофункциональных ГИС. Применение информационных систем для работы с пространственной информацией. Данные, информация, знания в геоинформатике. Пространство, время, атрибуты как базовые составляющие информации. Свойства пространственных данных. Шкалы измерений. Пространственные отношения. Тема 1.2. Карта как модель представления пространственной информации. Определение и основные свойства карт. Классификация, виды и типы карт. Математические основы карт. Фигура Земли и поверхность относимости. Земной эллипсоид вращения. Масштаб, картографические проекции. Проекция Гаусса-Крюгера. Разграфка и номенклатура карт. Способы картографического изображения, знаки, надписи, легенда карт. Картографическая генерализация – основа процесса проектирования и составления карт. Модуль 2. Тема 2.1. Модели для представления пространственных данных. Классификация моделей для представления пространственной информации. Геоиконика - наука о геоизображениях. Классификация и основные свойства геоизображений. Основные источники данных для целей ГИС. Аспекты, влияющие на выбор модели. Векторные модели. Классы задач, решаемые векторными ГИС. Векторная модель “Спагетти”. Векторно-топологическая модель “NODE-ARC-AREA”. Различные преобразования в Евклидовом пространстве и их инварианты. Топологические свойства геометрических фигур. Структуры для передачи этих свойств. Топологическая модель ГИС ArcInfo. Расширенная векторно-топологическая модель ArcInfo. Модель “Маршруты” и ”Регионы”. Операции в векторных ГИС – редактирования, устранения ошибок ввода, преобразования систем координат, сшивка по границам листов, “rubber heeting”. Пространственные запросы и анализ. Измерения в ГИС – измерения линейных, полигональных объектов. Меры форм и измерение извилистости. Измерение расстояний. “Топологический оверлей” - как средство пространственного анализа. Проблемы создания векторных цифровых моделей - проектирование, подбор источников, разработка структуры слоев, набора атрибутов. Технология создания векторных карт по растровой подложке. Понятие “ограничения целостности” в применение к векторным моделям. Растровые (мозаичные) модели данных. Форма ячеек. Подобие элементов деления. Классы задач, решаемые растровыми ГИС. Модель “GRID” ГИС ArcInfo. Картографическая алгебра как средство выполнения пространственных запросов. Цифровые модели для представления рельефа. Распространенные форматы цифровых пространственных данных и проблемы обмена. Тема 2.2. Проектирование ГИС. Анализ функциональной и информационной модели. Способы представления результатов анализа. Этапы разработки ГИС. Выбор программного обеспечения. Модуль 3. Тема 3.1. Обзор современных ГИС. Инструментальная ГИС ARC/INFO, программный пакет ARCVIEW GIS, программные продукты MAPINFO. Тема 3.2. Тенденции развития ГИС. Объектно-ориентированные ГИС. Клиент-серверные ГИС. ГИС и Интернет. Трехмерные ГИС. Концепция открытых ГИС. ГИС и экспертные системы. ГИС и системы обработки ДДЗ. Реляционные СУБД и пространственные данные.
Не предусмотрены.
Тема 1.2 Знакомство с ГИС ArcView. Основные функциональные возможности программы. Изучение интерфейса и организации данных в программе. Тема 1.2 Карты, таблицы, легенда и работа со слоями карт. Использование данных в ГИС ArcView. Работа с таблицами. Подготовка картограмм и картодиаграмм. Использование данных в ГИС ArcView. Понятие вида и темы. Компоновка карты. Экспорт карты. Подготовка карты к печати. Тема 2.1 Понятие атрибутивной информации. Редактирование данных. Создание и редактирование легенды. Понятие проекта в ГИС ArcView Тема 2.2 Проектирование и реализация базы данных для хранения геоинформации с применением СУБД Oracle. Тема 3.1 Использование данных в ГИС ArcView. Создание собственного проекта в ГИС ArcView Тема 3.2 Использование данных в ГИС MapInfo. Создание собственного проекта в ГИС MapInfo
Не предусмотрены
Вопросы к экзамену: 1. Понятие Географической Информационной Системы. Подсистемы ГИС. 2. Современные компьютерные ГИС и традиционные бумажные карты: сходство и различие. 3. Пространственные элементы. 4. Шкалы измерений атрибутов. 5. Карта-модель пространственных явлений. 6. Картографические проекции. Семейства проекций. 7. Масштабный коэффициент. 8. Виды искажений, возникающих при проецировании. 9. Картографические системы координат. 10.UTM. 11. Проекция Гаусса-Крюгера, система координат 1942 г. 12.Основные структуры компьютерных файлов. Внешний индекс. 13.Реляционная СУБД. 14.Два основных метода представления географического пространства. Их преимущества и недостатки. 15.Нетопологические модели векторных данных. 16.Топологические модели векторных данных. 17.Устройства ввода пространственной информации. 18.Типы ошибок. 19.Графические ошибки в векторных системах. 20.Точечные объекты высокого уровня. 21.Линейные объекты высокого уровня. 22.Площадные объекты высокого уровня. 23.Измерение длин линейных объектов и периметров. 24.Определение площадей. 25.Измерение извилистости. 26.Меры формы полигонов. 27.Измерение расстояний: простое и функциональное расстояние. 28.Грид-модели представления поверхностей. Их преимущества и недостатки. 29.TIN-модели представления поверхностей. Их преимущества и недостатки. 30.Понятие интерполяции. Линейная интерполяция. 31.Методы интерполяции: ОВР, Сплайн, Тренд. 32.Методы интерполяции: Кригинг. 33.Классификация данных порядковых и номинальных шкал измерений. 34.Методы классификации числовых данных 35.Переклассификация растровых данных с использованием фильтров. 36.Переклассификация поверхностей. 37.Буферы. 38.Пространственные распределения точек: анализ квадратов. 39.Пространственные распределения точек: анализ ближайшего соседа. 40.Полигоны Тиссена. 41.Распределения полигонов. 42.Распределения линий. 43.Направленность линейных объектов. 44.Связность линейных объектов. 45.Наложение покрытий в растровых системах. 46.Наложение покрытий в векторных системах. 47.Вывод результатов анализа: картографический вывод. 48.Вывод результатов анализа: некартографический вывод. 49.Принципы картографического дизайна. 50.Внешние факторы картографического дизайна
а) аудиторные занятия:
б) активные и интерактивные формы
в) внеаудиторные занятия:
11.1. Основная литература:
11.2. Дополнительная литература:
11.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы: не требуется.
Учебные аудитории для проведения лекционных занятий, оснащенные мультимедийным оборудованием. Установленное ПО ГИС – системы Mapinfo и AcrView. |