Рабочая программа дисциплины "Географические информационные системы"

Пояснительная записка

1. Цели и задачи дисциплины

Цель преподавания данной дисциплины заключается в том, чтобы на основе изученных дисциплин учебного плана дать студентам знания в области современных научных и практических методов проектирования, сопровождения и применения геоинформационных систем (ГИС) различного масштаба для разных предметных областей.

Основными задачами изучения дисциплины являются:

 системное представление частей различных типов ГИС и технологий их использования.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате обучения студенты должны:

иметь представление:

—  о типах современных ГИС и истории их развития, преимуществах и недостатках различных ГИС, технологических возможностях наиболее распространенных ГИС и тенденциях развития их системного программного обеспечения;

знать:

—  методологию построения различных типов ГИС, отдельных видов их обеспечения, стандартные этапы применения ГИС;

уметь:

—  решать различные прикладные задачи, требующие применения  ГИС: от этапа постановки задачи до программной реализации средствами стандартных пакетов прикладных программ;

иметь навыки:

—  решения прикладные задачи с применением  ГИС.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид занятий (учебной работы)	9 сем	_ сем	_ сем	_ сем	Итого:
Лекции	30				30
Лабораторные	36				36
Практические
КСР
Семинары
Итого аудиторных занятий:	66				66
РГЗ
Реферат
Курсовой проект (работа)
Другие виды самостоят. работы	70				70
Итого самостоятельных занятий:	70				70
ИТОГО:	136				136
Вид итогового контроля	Экзамен

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Раздел дисциплины	Лекции	Лаборат.	Практич.	КСР	Семинары	Итого аудиторных	РГЗ	Реферат	Курсовой проект (работа)	Другие виды сам.работы	Итого сам.работы	ИТОГО
1	Принципы и инструментальные средства моделирования реального мира	2					2				2	2	4
2	Основы компьютерной географии. Карта как модель географических данных и язык пространственного мышления	2					2				2	2	4
№ п/п	Раздел дисциплины	Лекции	Лаборат.	Практич.	КСР	Семинары	Итого аудиторных	РГЗ	Реферат	Курсовой проект (работа)	Другие виды сам.работы	Итого сам.работы	ИТОГО
3	Технологии преобразования геоинформации	2					2				2	2	4
4	Организация хранения и использования геоданных	2		2			4				4	4	8
5	Способы интеграции и представления пространственных и атрибутивных данных в ГИС	2		4			6				4	4	10
6	Однослойные модели геоданных	2					2				2	2	4
7	Многослойные модели геоданных.	2					2				4	4	6
8	Элементы пространственного анализа на основе геоинформационных систем	2		6			8				6	6	14
9	Принципы классификации поверхностей	2					2				4	4	6
10	Понятие пространственного распределения	2					2				4	4	6
11	Классификация и способы применения  картографических наложений	2					2				4	4	6
12	Принятие решений на основе геоинформационных систем	2		6			8				8	8	16
13	Использование ГИС-технологий при изучении природных геосистем	2		6			8				8	8	16
14	Инструментальные средства ГИС	2		6			8				8	8	16
15	Основы технологии построения и сопровождения базы данных ГИС	2		6			8				8	8	16
	Всего	30		36			66				70	70	136

4.2. Содержание разделов дисциплины

1. Принципы и инструментальные средства моделирования реального мира

Информационные ресурсы и информационные пространства природных и социально-экономических геосистем. Геоинформация: виды, ее свойства и преобразования. Геоинформационное пространство. Организация процессов сбора, измерение. Проблемы передачи, обработки, фиксации, накопления, представления геоинформации и знаний. Понятие, классификация и проблемы выбора ГИС.

2. Основы компьютерной географии. Карта как модель географических данных и язык пространственного мышления

Карта как модель представления реального мира и способ представления разнородной информации. Пространственные элементы. Шкалы измерений. Пространственные распределения. Сбор географических данных. Изменение парадигмы в картографии и пространственном сознании. Масштаб и другие основные характеристики карты. Картографические проекции. Системы координат для картографии. Картографический процесс. Условность карт и геоданных геоинформационных систем. Подготовка карты и процесс ее оцифровки. Геоинформационное картографирование. Телекоммуникационное картографирование.

3. Организация хранения и использования данных в ГИС

Базы данных ГИС. Уровни представления и классификация моделей данных для ГИС. Системы управления базами данных и ГИС. Современные концепции организации хранения данных.

4. Способы интеграции и представления пространственных и атрибутивных данных в ГИС

Модели пространственных и атрибутивных данных в ГИС и способы их интеграции: гибридная, интегрированная и объектно-ориентированная модели данных.

5. Однослойные модели данных

Растровые и векторные модели данных. Методы сжатия растровых и векторных данных. Методы ввода-вывода растровых и векторных данных в геоинформационных системах.

7. Многослойные модели данных.

          Растровые и векторные многослойные модели геоданных. Покрытия. Грид и ТИН наборы данных, решетки, изображения, САД-чертежи. Методы обнаружения и устранения графических ошибок, ошибок атрибутов в растровых и векторных системах хранения геоданных. Сшивка листов карты и увязка объектов по границам листов.

8. Элементы пространственного анализа на основе геоинформационных систем

          Способы нахождения и определения местоположения объектов. Определение точечных, линейных и площадных объектов электронной карты (простых и геометрических объектов высокого уровня сложности) на основе их атрибутов. Измерение длины линейных объектов. Линейные меры полигонов. Вычисление длины периметра и площади полигональных объектов. Меры формы полигонов. Измерение извилистости. Измерение простого и функционального расстояний.

9. Принципы классификации поверхностей

Окрестности. Фильтры. Переклассификация поверхностей. Уклон. Экспозиция склонов. Профиль поверхности. Взаимная видимость. Понятие статистической поверхности на электронной карте. Цифровые модели рельефа. Интерполяция и проблемы ее применения. Методы анализа статистических и дискретных поверхностей.

10. Понятие пространственного распределения

Распределения точек: анализ квадратов, ближайшего соседа. Полигоны Тиссена. Распределения полигонов: статистика соединений, других мер их распределений. Распределения линий: плотность линий, ближайшие соседи и пересечения линий. Направленность линейных и площадных объектов. Связность линейных объектов.

11. Классификация и способы применения  картографических наложений

Принципы осуществления растровых наложений; “точка в полигоне”, ”линия в полигоне”, наложение полигонов. Наложение в векторных системах. Основные проблемы компьютеризации картографических наложений.

12. Принятие решений на основе геоинформационных систем

Основные этапы выработки и принятия геоинформационных решений. Модель принятия решений; классификация задач принятия решений. Методы геоинформационного принятия решений в условиях: определенности, риска