Программа дисциплины Геоинформационные системы в геологии Цикл опд

Скачать 174.81 Kb.

Название	Программа дисциплины Геоинформационные системы в геологии Цикл опд
Тип	Программа дисциплины

rykovodstvo.ru > Руководство ремонт > Программа дисциплины

казанский государственный университет
«Утверждаю»

Проректор по учебной работе

_______________проф. Н.К.Замов

Программа дисциплины
Геоинформационные системы в геологии

Цикл ОПД
Специальность: 011400 Гидрогеология и инженерная геология
Принята на заседании кафедры гидрогеологии и инженерной геологии

(протокол №___от «___»_____________2003 г.)

Заведующий кафедрой

___________________(Жарков И.Я.)

Утверждена Учебно-методической комиссией геологического факультета КГУ

(протокол №___ от «___»_____________2003 г.)

Председатель комиссии

__________________ (Червиков Б.Г.)

Рабочая программа дисциплины « Геоинформационные системы в геологии»

Предназначена для студентов III и IV курсов,

По специальности гидрогеология и инженерная геология

По специализации все специализации

Автор: Чернова Инна Юрьевна

Краткая аннотация: В данном курсе рассматриваются теоретические основы геоинформатики, принципы функционирования Географических информационных систем (ГИС), применение геоинформационных технологий в научных исследованиях и для решения широкого круга практических задач геофизики. Также даются практические навыки работы с различными ГИС. Доступная форма изложения материала, множество примеров, использование презентационного оборудования при проведении лекционных и лабораторных занятий делают курс наглядным и легким в усвоении.

1.Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины.
Студенты, завершившие изучение данной дисциплины должны:

понимать идеологию ГИС и их место среди других изучаемых дисциплин
обладать теоретическими знаниями о структуре ГИС и их компонентах, об основных принципах функционирования ГИС, об аналитических возможностях современных ГИС
ориентироваться в терминологии ГИС, способах получения, хранения, редактирования различных видов данных, в разнообразии средств и инструментов геообработки, способов анализа данных и представления результатов
приобрести навыки работы с различными ГИС

2.Объём дисциплины и виды учебной работы (114 часов).

Форма обучения – очная

Количество семестров - 3

Форма контроля: экзамен

№ п/п	Виды учебных занятий	Количество часов
1	Всего часов по дисциплине	114
2	Самостоятельная работа
3	Аудиторных занятий
	в том числе лекций	38
	лабораторно-практических	76

3. Содержание дисциплины.

3.1. требования государственного образовательного стандарта к обязательному минимуму содержания программы.

Индекс	Наименование дисциплины и её основные разделы	Всего часов
ОПД.Ф.16	Методы создания, управления и анализа баз пространственно распределенных данных, базовые платформы ГИС, методы автоматизированного сбора картографической информации, особенности геологических ГИС, разработка и мониторинг ГИС-проектов по конкретным регионам.	75

3.2. содержание разделов дисциплины

№ п/п	Название темы и её содержание	Количество часов
№ п/п	Название темы и её содержание	лекции	лаб.-практ.занят.
1	Основные понятия общей геоинформатики. Понятие информационных технологий и информационных систем. Понятие геоинформатики и геоинформационных систем. Соотношение понятий информация, данные и знания. Возникновение и первоначальные задачи ГИС.	1
2	Определение ГИС, как набор подсистем ее образующих. Подсистема ввода данных. Подсистема хранения и редактирования. Подсистема анализа. Подсистема вывода.	1
3	Пространственные элементы. Точечные объекты. Линейные объекты. Площадные объекты. Поверхности. Атрибуты пространственных элементов. Шкалы измерения атрибутов. Связь графических элементов с атрибутами.	2	6
4	Карта – модель представления реальности. Характеристики карты: масштаб, разрешение, точность, экстент. Картографические проекции. Некоторые понятия теории фигуры Земли: геоид, квазигеоид, эллипсоид вращения, общеземной эллипсоид, референц-эллипсоид, DATUM. Измерения на поверхности Земли, GPS. Виды картографических проекций: планарные, цилиндрические, конические и их разновидности. Масштабный коэффициент, Искажения при проецировании. Системы прямоугольных координат для картографии. UTM. СК-42.	5	4
5	Базы данных и СУБД. Неупорядоченные структуры файлов. Последовательно упорядоченные файлы. Индексированные файлы. Понятие СУБД. Виды СУБД: иерархическая, сетевая, реляционная, объектно-ориентированная.	2	6
6	Графическое представление объектов и их атрибутов. Растровые модели данных. Методы сжатия растровых данных. Векторые модели данных. Спагетти-модель. Топологические модели. Понятие линейно-узловой и линейно-полигональной топологии на примере Arc/Info.	4	12
7	Подсистема ввода. Устройства ввода. Дигитайзеры, Сканеры. Средства распознавания и векторизации. Пространственная привязка данных.	1	8
8	Подсистема редактирования. Важность редактирования БД ГИС. Виды ошибок. Графические ошибки в векторных системах. Векторная трансформация. Конфляция.	1	6
9	Подсистема анализа. Элементарный анализ: точечные, линейные, площадные объекты высокого уровня. Измерения длин, периметров, площадей, в векторных и растровых моделях. Простое расстояние. Функциональное расстояние. Меры формы: измерения извилистости линейных объектов, меры формы полигонов.	4	6
10	Поверхности. Модель TIN. Структура TIN. Создание TIN. Триангуляция и топология. Пространственные объекты TIN. Преимущества и недостатки TIN. Модель GRID. Структура GRID. Значения ячеек в модели GRID. Интерполяция. Методы интерполяции: ОВР, сплайн, тренд, кригинг. Разрешение GRID. Пирамидные слои. ПРОстранственная привязка GRID. Вычисления на GRIDами. Алгебра карт. Локальные функции. Фокальные функции. Зональные функции. Глобальные функции. Преимущества и недостатки GRID.	4	12
11	Классификация. Кодирование и перекодирование атрибутов. Классификация на основе количественных атрибутов. Понятие окрестности. Фильтры. Переклассификация поверхностей: уклон, аспект, взаимная видимость, вычисление объемов. Буферы.	3	4
12	Пространственные распределения. Распределения точек. Анализ квадратов. Анализ ближайшего соседа. Распределения полигонов. Статистик соединений. Распределения линий. Плотность линий. Пересечения линий. Направленность линейных и площадных объектов. Связность линейных объектов. Модель гравитации.	4	2
13	Операции наложения. Наложения в векторных системах. Векторное наложение «точка в полигоне» и «линия в полигоне», наложение полигонов. Ошибки векторного наложения. Наложения в растровых системах.	2	4
14	Вывод результатов анализа. Картографический вывод. Принципы графического дизайна. Внешние факторы картографического дизайна. Нетрадиционный картографический вывод. Анимация. Картограммы. Анаморфозы. Некартографический вывод. Интерактивный вывод.	2	4
15	Современное программное обеспечение. ГИС для геологии. «ПАРК». ArcGIS. Системы обработки космических снимков.	2	2

Основная литература

1. Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы: Учеб. пособие для вузов. - М. 2000. - 222 с.

2. Введение в ArcView GIS. - Рязань: РИНФО, 1999.

3. Гараевская Л.С. Картография. - М.: Недра, 1971.

4. Дензин П.В. Геодезия. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1953.

5. Картографические проекции. Географическая привязка пространственных данных. - М.: Дата+, 1994.

6. Королев Ю.К. Общая геоинформатика. 4.1. Теоретическая геоинформатика. Вып. 1. - М.: Дата+, 1998. - 118 с.

7. Кравцова В.И. Космические методы картографирования: Учеб. пособие. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1995. - 236 с.

8. Майкл Н. ДеМерс. Географические информационные системы. Основы/Пер. с англ. - М.: Дата+, 1999. -491 с.

9. Серапинас Б.Б. Введение в ГЛОНАСС и GPS измерения: Учеб. пособие. - Ижевск: Удм. гос. ун-т, 1999. - 96 с.

10. Тикунов B.C. Моделирование в картографии. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1997.-405с.

Дополнительная литература

1. Геологическое картирование, цифровые базы данных и компьютерные технологии - составные звенья единой информационной базы системы недропользования России / А.Ф. Капрузов, B.C. Костяков, А.Ф. Морозов, И.С. Ротфельд// Информационный бюллетень ГИС-Ассо-циации. - 1997. - № 2(9). - С. 60-61.

2. Зейлер М. Моделирование нашего мира. Руководство ESRI по проектированию базы геоданных. - Нью-Йорк, ESRI Press, 1999. -254с.

3. Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:200 000 - М.: Роскомнедра, 1995. - 224 с.

4. Капралов Е.Г. Типичные ошибки цифровых карт // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации. - 1996. - № 5(7). - С. 50.

5. Майк Минами АгсМар. Руководство пользователя. Ч. 1. - М.: ДАТА+, 2001. - 290 с.

6. Майк Минами АгсМар. Руководство пользователя. Ч. 2. - М.: Дата+, 2001.-220 с.

7. Митчелл Э. Руководство ESRI по ГИС анализу. Т. 1: Географические закономерности и взаимодействия. - Нью-Йорк: ESRI Press, 1999. - 190с.

8. ArcReview. Современные геоинформационные системы. - М.: ДАТА+.

9. ArcView. Руководство пользователя. - ESRI, 1996. - 300 с.

10. ArcView 3D-Analyst. Руководство пользователя. - ESRI, 1997.

11.ArcView Spatial Analyst. Руководство пользователя. - ESRI, 1996.

12. Easy Trace. Руководство пользователя. - М.: Easy Trace Grope, 1998.-250с.

- 346 pp.
приложение

к программе дисциплины

«Геоинформационные системы в геологии»

вопросы к контрольным работам

Контрольная работа №1.

Как вы понимаете следующие термины:

геоинформационные технологии -______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

геоинформационные системы-

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сколько пространственных измерений имеют : точечные объекты- ; линейные объекты- ; площадные объекты- ; поверхности-
Что такое атрибуты? Перечислите шкалы измерений атрибутов:______________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Что такое экстент и разрешение карты, как взаимосвязаны эти понятия.?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________5.Перечислите основные этапы создания картографических проекций.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________6.Запишите параметры картографической системы координат СК-42 применительно к территории Республики Татарстан:

Тип проекции и ее название –

Номер зоны -

Сфероид- Масштабный коэффициент-

Центральный меридиан- Широта отсчета-

Ложный сдвиг в восточном направлении -

Ложный сдвиг в северном направлении -

Единицы измерения координат -

Единицы измерения длины-

7. Укажите 3 различия картографических систем координат СК-42 и UTM:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________8. Перечислите основные документы ArcView GIS : ________________________________________________________________________________________________________________
9. Опишите структуру шейп-файла: ___________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Перечислите методы классификации количественных данных:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

В каком случае результаты равновеликой и равноплощадной классификаций будут похожими? _____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Перечислите последовательность выбора команд и опций, которую нужно произвести для того, чтобы отредактировать запись атрибутивной таблицы объектной темы (тема уже добавлена в Вид и включена).
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольная работа № 2.

1.Какие виды СУБД вам известны? Перечислите их .

________________________________________________________________________________________________________________________________________К какому виду относится СУБД ArcView GIS? ____________________________________

2.Кратко опишите основные операции, которые может выполнить СУБД ArcView GIS:

Для чего нужны индексные файлы?
3. Как меняется размерность пространственных объектов при переходе от векторного представления географического пространства к растровому:

для точек-______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________линий -________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________полигонов -______________________________________________________________________ 4.Перечислите преимущества и недостатки растровых ГИС :

недостатки -_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________преимущества- _________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Перечислите преимущества и недостатки нетопологических векторных ГИС :

недостатки -___________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________преимущества-___________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6.Перечислите преимущества и недостатки топологических векторных ГИС :

недостатки- ____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________преимущества -__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Каким образом можно обнаружить «паразитические» (осколочные) полигоны ? ________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8.В этом задании вы вручную построите геометрические и топологические взаимоотношения между объектами. Вы будете имитировать работу Arc/INFO по определению пространственных свойств площади, направления, связности и соседства.
Шаг 1. Ручное построение линейно-узловой топологии.

А. На диаграмме внизу показаны семь пронумерованных узлов, номера которых находятся в окружностях, и шесть дуг. Используйте таблицу для перечисления начального и конечного узла всех дуг. Заметим, что несколько дуг могут иметь один и тот же узел , но, по определению, узел не может существовать без дуги. Эта таблица определяет понятие направления.

2

1

2

6

5

4

3

Arc	From-Node	To-Node
1
2
3
4
5 Диаграмма 1
6

В. Укажите номера узлов, которые при построении топологии могут быть идентифицированы как псевдоузлы: ___________________________________,

как «висячие» узлы: ________________________________.

Шаг 2. Ручное построение полигональной топологии.

Этот шаг иллюстрирует понятие соседства для полигонов, показанных на диаграмме 2. В первой таблице укажите общее число дуг, которые определяют каждый полигон, и составьте их список для каждого полигона. Далее во второй таблице перечислите полигоны слева и справа от каждой дуги. Стрелки показывают направления каждой дуги.

Arc	Left polygon	Right polygon
1
2
3
4
5
6
7
8
9

1

5

2

3

4

6

7

8

9

+4

+2

+3

+ - метка полигона

+5

Диаграмма 2

2

3

4

5

приложение

к программе дисциплины

«Геоинформационные системы в геологии»

билеты к экзаменам

Билет № 1

1. Понятие Географической Информационной Системы. Подсистемы ГИС.

2. Модель гравитации.

Билет № 2
1. Современные компьютерные ГИС и традиционные бумажные карты: сходство и различие.

2. Типы ошибок.

Билет № 3

1. Пространственные элементы.

2. Сетевая СУБД.

Билет № 4
1. Шкалы измерений атрибутов.

2. Измерение расстояний: простое и функциональное расстояние.

Билет № 5
1. Карта-модель пространственных явлений.

2. Точечные объекты высокого уровня.

Билет № 6
1. Картографические проекции. Семейства проекций.

2. Методы интерполяции: Кригинг.

Билет № 7
1. Масштабный коэффициент.

2. Методы интерполяции: ОВР, Сплайн, Тренд.

Билет № 8

1. Виды искажений, возникающих при проецировании.

2. TIN-модели представления поверхностей. Их преимущества и недостатки.

Билет № 9

1. Картографические системы координат.

2. Переклассификация растровых данных с использованием фильтров.

Билет № 10
1. UTM.

2. Измерение извилистости.

Билет № 11
1. Проекция Гаусса-Крюгера, система координат 1942 г.

2. Измерение длин линейных объектов и периметров.

Билет № 12
1. Основные структуры компьютерных файлов. Внешний индекс.

2. Пространственные распределения точек: анализ квадратов.

Билет № 13

1. Иерархическая СУБД.

2. Переклассификация поверхностей.

Билет № 14
1. Реляционная СУБД.

2. Два основных метода представления географического пространства. Их преимущества и недостатки.

Билет № 15
1. Нетопологические модели векторных данных.

2. Распределения линий.

Билет № 16
1. Топологические модели векторных данных.

2. Внешние факторы картографического дизайна.

Билет № 17
1. Устройства ввода пространственной информации.

2. Грид-модели представления поверхностей. Их преимущества и недостатки.

Билет № 18

1. Графические ошибки в векторных системах.

2. Наложение покрытий в растровых системах.

Билет № 19

1. Конфляция.

2. Пространственные распределения точек: анализ ближайшего соседа.

Билет № 20
1. Линейные объекты высокого уровня.

2. Методы классификации числовых данных.

Билет № 21
1. Площадные объекты высокого уровня.

2. Связность линейных объектов.
Билет № 22
1. Определение площадей.

2. Направленность линейных объектов.

Билет № 23
1. Меры формы полигонов.

2. Классификация данных порядковых и номинальных шкал измерений.

Билет № 24
1. Цифровые модели рельефа.

2. Буферы.

Билет № 25
1. Полигоны Тиссена.

2. Вывод результатов анализа: картографический вывод.

Билет № 26

1. Распределения полигонов.

2. Принципы картографического дизайна.

Билет № 27
1. Наложение покрытий в векторных системах.

2. Вывод результатов анализа: некартографический вывод.

	Рабочая программа дисциплины дискретные сигналы и системы основная... Физика, утвержденного 17. 03. 00.(номер государственной регистрации 172 ен/сп) и типовой (примерной) программы дисциплины «Дискретные...		Рабочая программа дисциплины Отраслевые геоинформационные системы ...
	Рабочая учебная программа дисциплины «Геоинформационные системы» ...		Рабочая программа дисциплины административная ответственность образовательная... Юриспруденция, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации №709от 8 декабря 2009г. Зарегистрировано...
	Рабочая программа дисциплины (модуля) в. Од. 5 «геоинформационные... В. од. 5 «геоинформационные технологии сбора картографо-геодезической информации»		Методические указания для лабораторного практикума по учебным дисциплинам... Методические указания предназначены для подготовки к лабораторному практикуму и сасмостоятельным занятиям по учебным дисциплинам...
	Программа повышения квалификации «Геоинформационные системы в государственном... Категории слушателей, на обучение которых рассчитана программа повышения квалификации (далее – программа)		Программа наименование дисциплины: русский язык как иностранный Рекомендуется... Место дисциплины в структуре ооп: «Гуманитарный, социальный и экономический цикл», базовая (обязательная) часть цикла
	Рабочая программа дисциплины Компьютерные технологии в геологии Специализации: Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых; Геология нефти и газа		Программа наименование дисциплины: правоведние Дисциплина «Правоведние» входит в цикл общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины и читается для формирования у студентов...
	Рабочая программа учебной дисциплины «теория электросвязи» для специальностей... Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с фгос по...		Учебно-методический комплекс дисциплины Опд. Ф история и современное состояние молодежного движения в России и за рубежом
	Программа кандидатского экзамена кэ. А. 02; цикл кэ. А. 00 «Кандидатские экзамены» КЭ. А. 02; цикл кэ. А. 00 «Кандидатские экзамены» основной профессиональной образовательной программы подготовки аспиранта		Ooo "св-робот" Компьютерные курсы рабочая программа Переменные, операции, выражения в php. Типы переменных. Изменение типа переменной. Динамические переменные. Константы. Комментарии....
	С. Л. Смекалов, Д. Л. Федоров геоинформационные технологии в археологических исследованиях Геоинформационные технологии в археологических исследованиях / Балт гос техн ун-т. Спб., 2004. 104 с		Темы 5 Информационно-поисковые системы. Геоинформационные системы. (2ч.) Вопросы для обсуждения Современные информационно-телекоммуникационные технологии и виды компьютерных сетей. Локальные и глобальные компьютерные сети. Топология...