МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Астраханский государственный университет»
в г. Знаменске Астраханской области
«УТВЕРЖДАЮ»
Директор филиала ФГБОУ ВПО АГУ
в г. Знаменске Астраханской области
__________________В.Н.Крамаренко
Дисциплина блока специальные дисциплины
(название блока учебного плана)
Кафедра математики и информатики
(название кафедры)
Геоинформационные системы
(дисциплина)
учебно-методический комплекс
для специальности
230201.65 Информационные системы и технологии (Знаменск)
(название специальности/ей)
3 курс
(номер курса)
Автор- составитель:
Бориско С.Н.
(ФИО авторов)
e-mail:
znamensk@aspu.ru
Геоинформационные системы
(название дисциплины)
учебно-методический комплекс
Автор составитель к.т.н. доцент
к.т.н., доцент Бориско С.Н.
(звание, ФИО)
Ответственный редактор
Зав. кафедрой математики и информатики, д.т.н.
профессор, Лобейко В.И.
(звание, ФИО)
учебно-методический комплекс обсужден
на заседании кафедры математики и информатики
Протокол № 16 от 30.08. 2011 г.
РАБОЧАЯ учебная ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Цели изучения дисциплины
Целью учебного курса является обучение использованию геоинформацционных систем и технологий, программного и информационного обеспечения, способам и методы проектирования и эксплуатации ГИС. Курс ориентирован на формирование у студентов навыков и умения практической деятельности в данной области.
В результате изучения данного курса студенты должны научится:
разработке и проектированию информационных систем, баз и банков данных цифровой картографической информации;
выполнению геоинформационного картографирования, создание электронных карт и атласов и других картографических произведений;
использованию ГИС для обработки данных дистанционного зондирования и других геоизображений;
эксплуатация и модернизация ГИС и их картографических подсистем.
Требования к уровню освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины специалист должен:
владеть основными понятиями и терминами ГИС;
владеть основными способами организации и использовании пространственных данных;
создавать семантические базы данных и использовать их при тематическом картографировании;
создавать самостоятельные пользовательские проекты на основе ГИС;
иметь представление об использовании ГИС-технологий в решении прикладных задач;
обладать навыками использования модулей ArcGIS 9 по обработке пространственных данных.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ
|
Количество аудиторных часов
|
|
|
в том числе по видам учебных занятий
|
Наименование тем
|
Всего
|
|
|
Лекции
|
Практические, семинарские занятия
|
Лабораторные занятия
|
Самостоятельая работа
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
1. Примеры использования ГИС-технологий и создание геоинформационных систем прикладного назначения
|
8
|
4
|
|
4
|
20
|
2. Модули в составе ArcView GIS. Spatial Analyst.
|
8
|
4
|
|
4
|
20
|
3. Модули в составе ArcView GIS. 3D Analyst.
|
8
|
4
|
|
4
|
20
|
4. Модули в составе ArcView GIS. Image Analyst.
|
8
|
4
|
|
4
|
20
|
5. Модули в составе ArcView GIS. Network Analyst.
|
6
|
3
|
|
3
|
16
|
Итого аудиторных часов
|
34
|
17
|
|
17
|
96
|
Всего часов
|
130
|
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
1. Примеры использования ГИС-технологий и создание геоинформационных систем прикладного назначения.
Рассматриваются вопросы использования ГИС-технологий на территории Пермского края. Приводятся примеры создания региональных и локальных геоинформационных систем различного тематического содержания. Уделяется внимание ГИС органов государственной власти Пермского края.
2. Модули в составе ArcView GIS. Spatial Analyst.
Модуль Spatial Analyst предоставляет пользователям дополнительные возможности создания, отображения и анализа растровых данных. Растровые данные или грид-данные особенно удобны для отображения географических явлений непрерывных в пространстве, таких как рельеф, осадки, температура, плотность населения и других данных, которые можно представить в виде статистических поверхностей. Грид-данные используются также для анализа различного рода потоков по поверхности, например, поверхностного стока, а также изменений географических явлений во времени.
3. Модули в составе ArcView GIS. 3D Analyst.
Модуль расширения ArcView 3D Analyst сделает доступными для пользователя настольной ГИС многие сложные функции трехмерного и перспективного отображения, моделирования и анализа поверхностей. Для поддержания данных функций модуль включает в себя возможности создания и работы с триангуляционными нерегулярными сетями (TIN). TIN - это специфическая векторная топологическая модель данных, наиболее подходящая для отображения и моделирования поверхностей. В среде 3D Analyst имеются функции для создания и редактирования моделей TIN из существующих векторных тем ArcView. Модуль также включает полностью интегрированные функции анализа данных грид-формата, а также создания трехмерных моделей, интерполируя координату Z c данных поверхностей.
4. Модули в составе ArcView GIS. Image Analyst.
Модуль ArcView Image Analysis разработан специально для работы с данными дистанционного зондирования, которые сегодня являются одним из главных источников пополнения новой информацией пространственных баз данных в геоинформационных системах. Как известно, данные дистанционного зондирования, то есть космических и аэросъемок, часто представляются растром очень большого размера, но в то же время использование для работы с ними методов сильной компрессии изображения, таких как JPEG и MrSID часто является недопустимым, так как при этом происходит потеря информации, визуально, может быть и неощутимая, но сильно и отрицательно влияющая практически на все методы количественной работы с изображением и искажающая его яркостную гистограмму.
5. Модули в составе ArcView GIS. Network Analyst.
Модуль Network Analyst предлагает дополнительные функции к ArcView GIS для анализа линейных сетевых тем, таких как дороги, линии коммуникаций, городские улицы, реки и др. В качестве сетевых тем могут использоваться как покрытия ARC/INFO и шейп-файлы ArcView GIS , так и темы AUTOCAD.
При подгрузке модуля в графическом интерфейсе пользователя будут добавлены отдельные пункты меню Сеть (Network), кнопки и инструменты для решения транспортных задач.
Лабораторные работы (лабораторный практикум)
Лабораторные занятия проводятся в специально оборудованных компьютерных аудиториях с применением необходимых средств обучения: современных компьютеров на базе Pentium IV, сканера, принтера (в том числе цветного широкоформатного).
Тематика курсовых/контрольных работ/рефератов и методические указания по их выполнению
Темы рефератов
Геоинформационные системы как средство моделирования мира.
Экологические геоинформационные системы.
Гидрологические геоинформационные системы.
Метеорологические геоинформационные системы.
Муниципальные геоинформационные системы.
Социально-ориентированные ГИС.
Программные средства моделирования пространственных данных.
Особенности геоинформационного картографирования.
Геоиконика – наука о геоизображениях.
Анаморфорзы – что это такое ?
ГИС и Интернет
Web-дизайн в ГИС.
Учебно-методическое обеспечение
Литература
Основная:
Основы геоинформатики: В 2 кн.: Учеб. пособие для студ. ВУЗов /Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов и др.; под ред. В.С. Тикунова . – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 352 с.
Дополнительная:
Кошкарев А.В., Тикунов B.C. Геоинформатика. Москва, "Картгеоиздат"-Геодезиздат", 2004.
Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. Петрозаводск, 2007.
Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / Под. ред. А.М. Берлянта и А.В. Кошкарева. –М.: ГИС-Ассоциация, 2009. – 204 с.
Лурье И.К. Геоинформатика. Учебные геоинформационные системы //Москва, МГУ, 2007.
Цветков В.Я Геоинформационные системы и технологии //Москва, «Финансы и статистика», 2006.
Экоинформатика. Теория, практика, методы и системы. СПб.: Гидрометеоиздат, 2006.
Жуков В.Т., Сербенюк С.Н., Тикунов B.C. Математико-картографическое моделирование в географии//Москва, "Мысль", 2007.
Линник В.Г. Построение геоинформационных систем в физической географии. М., МГУ, 2008.
Кошкарев А.В., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы. М., Наука, 2007.
Сербенюк С.Н. Картография и геоинформатика - их взаимодействие. //Москва, 2008.
Вопросы для подготовки к экзамену:
Структура ГИС.
Модули в составе ArcView (3D Analyst).
Конвертирование данных в ГИС.
Особенности отображения пространственных данных. Визуализация цифровых картографических данных.
Принципы проектирования ГИС.
Структура ГИС ArcView. Файловая организация хранения картографических и атрибутивных данных. Источники пространственных и атрибутивных данных.
Классические ГИС настольного типа (WinGis, Панорама).
Оверлейные операции. Пространственные операции в составе ArcView.
Операции с трехмерными объектами.
Примеры реализации ГИС. ГИС ОГВ Пермской области.
Программные средства ввода и вывода данных в ГИС.
Модули в составе ArcView (Spatial Analyst).
Общая характеристика ГИС Arc View.
Особенности создания муниципальных геоинформационных систем.
Классические ГИС настольного типа (MicroStation, Geograph/Geodraw).
Организационно-управленческая структура ГИС.
Реляционные и геореляционные отношения в ГИС.
Конвертирование данных в ГИС.
Модули в составе ArcView (Network Analyst).
Календарный план
Календарный план лекционных занятий
Порядковый номер
|
Содержание занятия
|
Количество аудиторных часов
|
Объем материала
|
Форма контроля
|
Задания для самостоятельной работы студентов
|
|
1. Примеры использования использования ГИС-технологий и создание геоинформационных систем прикладного назначения
|
4
|
[1] гл. 1
[6] гл.30
|
Контрольная работа №1
|
Изучение лекционного материала
|
|
2. Модули в составе ArcView GIS. Spatial Analyst.
|
4
|
[1] гл. 2
[6] гл.30
|
Контрольная работа №1
|
Изучение лекционного материала
|
|
3. Модули в составе ArcView GIS. 3D Analyst.
|
4
|
[1] гл. 2
[6] гл.30
|
Контрольная работа №2
|
Изучение лекционного материала
|
|
4. Модули в составе ArcView GIS. Image Analyst.
|
4
|
[1] гл. 3
[6] гл.30
|
Контрольная работа №2
|
Изучение лекционного материала
|
|
5. Модули в составе ArcView GIS. Network Analyst.
|
3
|
[1] гл. 2,3
[2] гл. 2
|
Контрольная работа №3
|
Изучение лекционного материала
|
Календарный план лабораторных занятий
Порядковый номер
|
Содержание занятия
|
Количество аудиторных часов
|
Объем материала
|
Форма контроля
|
Задания для самостоятельной работы студентов
|
1
|
1. Примеры использования использования ГИС-технологий и создание геоинформационных систем прикладного назначения
|
4
|
[2] гл. 2,3
|
Отчет по лабораторной работе
|
Решение задач
|
2
|
2. Модули в составе ArcView GIS. Spatial Analyst.
|
4
|
[2] гл. 4,6,8,9
|
Отчет по лабораторной работе
|
Решение задач
|
3
|
3. Модули в составе ArcView GIS. 3D Analyst.
|
4
|
[2] гл. 13
|
Отчет по лабораторной работе
|
Решение задач
|
4
|
4. Модули в составе ArcView GIS. Image Analyst.
|
4
|
[2] гл. 15,16, 18,20
|
Отчет по лабораторной работе
|
Решение задач
|
5
|
5. Модули в составе ArcView GIS. Network Analyst.
|
3
|
[2] гл. 23, 28, 30-33
|
Отчет по лабораторной работе
|
Решение задач
|
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ.
«5» («отлично») - уровень выполнения требований значительно выше удовлетворительного: использование дополнительного материала, самостоятельность суждений, отражение своего отношения к предмету обсуждения, отсутствие ошибок в изложении учебного материала, логичность и полнота изложения. Вопросы раскрыты на высоком уровне, выявлены полнота материала, систематичность и последовательность в изложении основных теоретических положений и вопросов; показаны умения четко и коротко излагать сущность вопросов, способность формулировать основные идеи темы, умение дискутировать. Представлен полный ответ на дополнительные вопросы. Обоснованы все ключевые моменты вопросов.
«4» («хорошо») - уровень выполнения требования выше удовлетворительного: полнота раскрытия вопроса; самостоятельность суждений; не более 1-2 недочетов; незначительные нарушения логики изложения материала. Вопросы раскрыты полностью, выявлены систематичность и последовательность в изложении основных теоретических вопросов, обоснованы все ключевые моменты темы. Не отражены при дискутировании умения четко и ясно излагать основные идеи темы, её результаты. Не на все дополнительные вопросы был дан полный ответ.
«3» («удовлетворительно») - достаточный минимальный уровень выполнения требований предъявляемых к работе: не более 1 ошибки или 2-3 недочетов; отдельные нарушения логики изложения материала. Вопросы раскрыты не полностью, обоснованы не все ключевые моменты вопросов. Представлена последовательность в изложении основных теоретических положений вопросов. Сущность темы не отражена в ответах на дополнительные вопросы. Возможны ошибки при изложении материала, не показано умение дискутировать.
«2» («неудовлетворительно») - уровень выполнения требования ниже удовлетворительного: наличие более 2 ошибок или 4 недочетов; нарушение логики, неполнота, нераскрытость обсуждаемого вопроса; отсутствие аргументации либо ошибочность её основных положений. Вопросы раскрыты не полностью, общая идея верная, но не выявлены систематичность и последовательность в изложении основных теоретических положений. Большинство ключевых моментов темы не обоснованы или имеются неверные обоснования. Возможны ошибки в схемах или чертежах. Ни на один дополнительный вопрос не получен ответ. Не выявлено умение дискутировать, не показано умение излагать материал четко и ясно.
Классификация ошибок и недочетов, влияющих на снижение оценки.
ОШИБКИ:
-неправильный ответ на поставленный вопрос;
-неумение ответить на поставленный вопрос;
-неправильное определение понятия, замена существенной характеристики понятия несущественной;
-незнание фактического материала, неумение привести самостоятельные примеры, подтверждающие высказанное суждение;
-неправильное раскрытие причин, закономерностей, условия протекания того или иного изученного явления.
НЕДОЧЕТЫ:
-неточный или неполный ответ на поставленный вопрос;
-при правильном ответе неумение полно обосновать его или проиллюстрировать примерами;
-неумение точно сформулировать ответ;
-неправильное произношение терминов;
-неточности в определении понятия, точности формулировки осуществляется после наводящих вопросов.
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ.
«Зачтено» - уровень выполнения требований выше удовлетворительного: полнота раскрытия вопроса, самостоятельность суждений. Допускаются отдельные неточности или незначительные нарушения логики в изложении материала. Не более 2-3 недочетов.
«Не зачтено» - уровень выполнения требований ниже удовлетворительного: неполнота, нераскрытость вопроса; отсутствие аргументации или ошибочность её основных положений; нарушение логики изложения. Более 2 ошибок или 4 недочетов.
Классификация ошибок и недочетов, влияющих на снижение оценки.
ОШИБКИ:
-неправильный ответ на поставленный вопрос;
-неумение ответить на поставленный вопрос;
-неправильное определение понятия, замена существенной характеристики понятия несущественной;
-незнание фактического материала, неумение привести самостоятельные примеры, подтверждающие высказанное суждение;
-неправильное раскрытие причин, закономерностей, условия протекания того или иного изученного явления.
НЕДОЧЕТЫ:
-неточный или неполный ответ на поставленный вопрос;
-при правильном ответе неумение полно обосновать его или проиллюстрировать примерами;
-неумение точно сформулировать ответ;
-неправильное произношение терминов;
-неточности в определении понятия, точности формулировки осуществляется после наводящих вопросов.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ
ДИСЦИПЛИНЫ И ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Самостоятельная работа студентов – совокупность всей самостоятельной деятельности обучаемых как в отсутствие преподавателя, так и в контакте с ним, в учебной аудитории и за ее пределами (в том числе и в ходе учебных занятий). При изучении данной дисциплины целесообразно использовать следующие формы учебной работы:
- обзорные лекции;
- самостоятельная работа студентов с учебной и методической литературой;
- выполнение контрольных заданий (упражнений, тестов, задач).
Планируя время на изучение дисциплины, студентам можно руководствоваться предложенным учебно-методическим планом, где указано распределение времени, отведенного на изучение дисциплины, между лекциями, семинарами и самостоятельной подготовкой.
В ходе самостоятельной работы студентам необходимо разбираться с изучаемым вопросом, используя учебники (смотри список основной литературы) и материалы лекций. Для подготовки докладов к семинарским занятиям, или для углубления знаний по той или иной теме, целесообразно воспользоваться дополнительной литературой (смотри список дополнительной литературы). Учебники и другую литературу можно взять в библиотеке.
При подготовке докладов, сообщений можно воспользоваться Интернет-ресурсами. При этом следует обратить внимание на то, чтобы используемая информация была актуальна и достоверна.
При подготовке докладов следует выписывать полные ссылки из тех источников, которыми воспользовались. Это позволит преподавателю проверить качество выполненной работы.
Для проверки знаний можно использовать тестовые материалы или вопросы для самостоятельной подготовки, предложенные в УМК.
Для контроля усвоения данной дисциплины учебным планом предусмотрен зачет. Вопросы к зачету приведены в разделе «Контрольные вопросы по дисциплине в целом».
НЕСКОЛЬКО ПРАКТИЧЕСКИХ СОВЕТОВ:
Не старайтесь записать дословно все, что говорит преподаватель — это невозможно, да и не нужно. Если вы будете к этому стремиться, в ваших записях неизбежны недописанные' предложения, пропуски, а значит — нарушения логики изложения материала, которые сделают конспект бесполезным. Учитесь формулировать мысли кратко и своими словами, записывая только самое существенное.
Учитесь «на слух» отделять главное от второстепенного. Но это не означает, что записывать нужно только основные положения и определения, которые без примеров и иллюстраций могут впоследствии, при чтении конспектов, оказаться непонятными. Поэтому факты, которые приводит лектор, также лучше отмечать; иногда для этого бывает достаточно нескольких ключевых слов.
Записи должны быть сжатыми, логично связанными, представлять собой нечто вроде развернутого плана лекции.
Если в лекции предлагаются схемы, таблицы, чертежи, обязательно полностью заносите их в тетрадь, выполняя аккуратно и внимательно.
По ходу лекции преподаватель обычно отмечает те или иные мысли, положения, поэтому сразу делайте соответствующие смысловые выделения в ваших записях. Для этого можно использовать не только разные виды подчеркиваний (прямая, волнистая линии, пунктир и т. п.), разноцветные выделения, но и различные значки, например:! — «важно», ? — «проверить, уточнить», NB (nota bene) — «обратить внимание» и др.
Оставляйте в тетради поля, которые можно использовать в дальнейшем для уточняющих записей, комментариев, дополнений и т. п.
Используйте красную строку для выделения смысловых частей в записях.
Постарайтесь выработать свою собственную систему сокращения часто встречающихся слов или их замены определенными знаками. Это даст вам возможность меньше писать, больше слушать и думать.
Сразу после лекции постарайтесь просмотреть записи и по свежим следам восстановить пропущенное, дописать недописанное, завершить выделение существенных моментов. |
