Rambler's Top100 Сайт цифровых учебно-методических материалов ВГУЭС // abc.vvsu.ru, методическое обеспечение учебного процесса
 
 Геоинформационные системы. Авторы: Дулепов В.И., Ермолицкая М.З., редактор: В авторской редакции

 Все учебники» | содержание |  Поиск » | помощь»
Учебные материалы ВГУЭС
ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в современной экологии актуальность приобретает комплексное изучение объекта исследования, для чего необходимо овладеть сведениями из различных областей знаний. В связи с этим возникла необходимость введения учебной дисциплины «Геоинформационные системы».

Курс «Геоинформационные системы» предназначен для ознакомления студентов с геоинформационными системами (ГИС), применяемыми сейчас для решения различных задач, в том числе и для экологии. Делается обзор всех поколений ГИС и рассматриваются возможности и различия самых популярных систем. Задача курса дать общее представление о ГИС – технологиях для применения их в экологических исследованиях. Трудности в освоении этих систем связаны с необходимостью знаний из различных областей науки: экологии, географии, математики и моделирования, компьютерных технологий, экономики и др., что свидетельствует о комплексности данной технологии научных исследований. ГИС рассматривается как комплексная интегрированная автоматизированная система. Более детальное изучение ГИС-технологий проводится на примере популярной русифицированной системы ArcView 3.2.

Учебная программа разработана на основе учебного плана Специальности «Экология».

1. Организационно-методические указания
1.1. Цель и задачи учебного курса

Целью настоящего курса является ознакомление студентов с существующими геоинформационными системами, с основными элементами их структуры, функциональными возможностями и назначением.

1.2. Требования к знаниям и умениям, приобретаемым при изучении курса в соответствии с квалификационной характеристикой выпускника

В результате изучения курса студент должен знать, что такое геоинформационная системы, характеристики и основные инструментальные средства ГИС, а также основные приемы использования ГИС на примере пакета прикладных программ ArcView.

1.3. Объем и сроки изучения курса

Курс «Геоинформационные системы» общим объемом 146 часов изучается в течение одного семестра. 64 часа отведено на аудиторные занятия, 82 часа на самостоятельную работу студентов. Все занятия проводятся на основе учебных планов.

1.4. Основные виды занятий и особенности их проведения при изучении данного курса

Программой курса для очной формы обучения предусмотрено чтение лекций (2 часа в неделю), проведение практических занятий (2 часа в неделю), выполнение тестов и контрольных работ с использованием пакета прикладных программ ArcView на ПК и написание рефератов.

1.5. Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы

Особое место в овладении данной дисциплины отводится самостоятельной работе студентов, которая заключается в написании и защите рефератов.

1.6. Техническое и программное обеспечение дисциплины

Практические работы выполняются на ПК с использованием пакета прикладных программ ArcView, совместимой со средой "Windows". Для эффективного изучения настоящего курса  в библиотеке университета имеется учебная и научная литература по информационным и геоинформационным системам и по пакету прикладных программ ArcView.

1.7. Виды контроля знаний студентов и их отчетности

Курс завершается зачетом. Обязательным условием допуска студента к зачету является предоставление и защита реферата и выполнение контрольных работ на ПК. Зачтено – экзаменационные требования сводятся к следующему: знание теоретического курса дисциплины и овладение практическими навыками при работе с пакетом прикладных программ на ПК.

2. Содержание курса
2.1. Перечень тем лекционных занятий

Тема 1. Понятия об информационных (ИС) и геоинформа­ционных системах (ГИС)

Что такое информационная и геоинформационная системы. Применение в экологии, картографии и их место в комплексе наук о Земле. Основные термины в геоинформационных системах. Понятия об измерениях наблюдениях, мониторинге. Классификация ГИС и процесс их развития.

Тема 2. Структура ГИС как интегрированной системы

Основные элементы структуры геоинформационных систем. Понятие о базах данных и их разновидностях. Входные и выходные характеристики в базах данных. История развития ГИС и экоинформатики в России. Применение экспертных систем в ГИС, методов обработки различных данных и моделирования.

Тема 3. Функциональные возможности современных ГИС

Обзор ГИС существующих в настоящее время и их функциональные возможности и назначение. Регистрация, ввод и хранение данных. Разновидности растрового представления и комбинаторного. Системы управления базами данных. Создание экспертных систем. Анализ данных и моделирование. Методы и средства визуализации данных. Отражение динамики географических объектов, пространственно-временных характеристик систем с помощью компьютерных карт, символов. Системы поддержки принятия решений. Конкретные примеры применения ГИС.

Тема 4. Место ГИС среди других автоматизированных систем

Сравнение геоинформационных систем с различными пакетами автоматизированных систем обработки и хранения данных. Прикладные аспекты ГИС для географических и экологических исследований. ГИС как среда научных и прикладных исследований.

Тема 5. Инструментальные средства ГИС, назначения и возможности

Основные инструментальные средства ГИС: доступ к базам данных, обработка чертежей САПР, модули программ, геокодирование, картографические проекции, преобразование данных, компоновка и вывод на принтер.

Тема 6. Основные пакеты ГИС используемые в настоящее время и их характеристики

Характеристики последних версий геоинформационных систем. Требования к ГИС и этапы проектирования. Примеры реализации ГИС. Глобальные проекты, международные программы и региональные ГИС. Коммерческие пакеты программ (Arc/Info, ArcView, MapInfo, GeoGraf/GeoDraw и др.). Опыт применения ГИС для изучения окружающей среды (вопросы мониторинга и моделирование окружающей среды, экологические экспертизы хозяйственных проектов и др.).

Тема 7. Применение ГИС в народном хозяйстве и экологии

Примеры применения ГИС в различных областях народного хозяйства, в экологических исследованиях и природопользовании. Процесс применения ГИС от накопления данных до решения практических задач.

2.2. Перечень тем практических занятий

Тема 1. Основные приемы использования ГИС на примере ArcView 3.2

Что можно делать с помощью ArcView. Основные кнопки и инструменты перемещения по карте. Освоение работы с помощью “avtutor”. Форматы пространственных данных, которые могут быть использованы в ArcView.

Тема 2. Создание новой карты и ее редактирование

Создание новой карты. Создание таблиц и добавление данных к объектам на карте, добавление точек на карту по их координатам. Изображение объектов символами. Надписи и графика на карте. Создание диаграмм и создание новой компоновки, вывод карт на печать.

Тема 3. Дополнительные возможности при работе с проектом

Управление изображением атрибутов на карте, поиск объектов внутри полигонов, работа с выбранными объектами. Выбор картографических проекций. Работа с чертежами CAD. Редактирование существующих тем.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА

В процессе самостоятельной работы при изучении данного курса предполагается, что каждый студент готовит по два реферата, защищает их на семинаре, а также выполняет практические работы на ПК с использованием пакета прикладных программ ArcView.

Реферат представляет собой самостоятельную и творческую работу студента, выполняется письменно. Тема реферата выбирается самостоятельно студентом исходя из пройденного материала и основываясь на проработке источников основной и дополнительной литературы. Кроме того, рекомендуется использовать в качестве дополнительной литературы периодические издания: журналы «Экология», «Инженерная экология», «Экосинформ», «География и природные ресурсы», «Экологический вестник России», «Экологическая экспертиза»; реферативные журналы «Экология человека», «Охрана и улучшение городской среды», «Технологические аспекты охраны окружающей среды», также экологическую газету «Зеленый мир». Страничка в Internet – http://www.esri.com.

3.1. Перечень и тематика самостоятельных работ студентов по дисциплине

Темы рефератов:

1.    Понятия о геоинформационных системах, ГИС с различных позиций.

2.    Применение ГИС в различных науках (экология, география, геоэкология, картография и т.п., примеры), классификация ГИС.

3.    Структура интегрированной системы, элементы ГИС как интегрированной системы, системы и подсистемы ГИС, процессы и класс задач. 

4.    Понятия о базах данных и их разновидностях.

5.    Экспертные системы в ГИС, примеры применения.

6.    Функциональные возможности ГИС.

7.    Обзор ГИС существующих в настоящее время и их функцио­нальные возможности.

8.    Место ГИС среди других автоматизированных систем.

9.    Автоматизированные справочно-информационные системы.

10.    Координатные данные и их основные типы.

11.    Основные виды моделирования в ГИС.

12.    Цифровые модели местности.

13.    Структуры (логическая, физическая) и свойства цифровых моделей.    

14.    Инструментальные средства ГИС, назначение и возможности.

15.    Пакет ER Mapper.

16.    Система ГеоДраф, Географ (GeoDraw, GeoGraph).

17.    Система ArGIS, ArcCAD.

18.    Система ArcView.

19.    Система MapInfo.

20.    Применение ГИС: электронные карты.

21.    ГИС и экология.

22.    Работа с ArcView 3.2.

23.    Создание новой карты.

24.    Создание таблиц и добавление данных к объектам на карте.

25.    Надписи и графика на картах.

26.    Создание диаграмм.

27.    Создание новой компоновки.

28.    Вывод карт на печать и управление изображением атрибутов.

29.    Редактирование существующих тем.

30.    Что такое проект, виды, таблицы, диаграммы, компоновка и тексты программ.

31.    Основные кнопки и инструменты перемещения по карте.

32.    Подготовка карты для отчета и вывод ее на печать, магнитный носитель.

33.    Доступ к базам данных.

34.    Добавление аннотаций из покрытий Arc/Info.

35.    Преобразование данных.

36.    Модули.

37.    Геокодирование.

38.    Дополнительные модули анализа данных.

39.    Построение легенд тем.

3.1. Обзор рекомендованной литературы

В процессе изучения дисциплины «Геоинформационные системы» студент должен овладеть навыками организации информации при решении задач на ПК, технологии обработки и представления информации. Данный вопрос рассмотрен в учебнике: Мишенин, А.И. Теория экономических информационных систем – М.: Финансы и статистика, 2001. – 237 с. В книге представлена система понятий, описывающих экономическую информационную систему в целом и ее компоненты. Рассматриваются основные проблемы, модели и методы создания и сопровождения экономической информационной системы. Учебник рекомендуется для изучения третьей и пятой тем лекционных занятий. Данный курс предназначен для ознакомления студента с геоинформационными системами. Основные термины, элементы структуры, функциональные возможности и примеры применения геонформационных систем описаны в учебном пособии: Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. – М., 1997. – 160 с. В этой книге освещены все темы лекционных занятий.

В изучаемом курсе студент самостоятельно выполняет практические работы на ПК с использованием пакета ArcView. Для этого необходимо обратиться к учебному пособию: ArcView. Руководство пользователя – М.: МГУ, географический факультет, 1998. – 364 с. В пособии описан интерфейс и приведены ссылки на систему интерактивной справки русифицированной версии ArcView, а также многие функции иллюстрированы данными по России, которые включены в дистрибутив. Книга предназначена для подготовки по всем темам практических занятий.

3.2. Контрольные вопросы для самостоятельной оценки качества освоения дисциплины

1.    Понятия о геоинформационных системах, ГИС с различных позиций.

2.    Применение ГИС в различных науках (экология, география, геоэкология, картография и т.п., примеры), классификация ГИС.

3.    Структура интегрированной системы, элементы ГИС как интегрированной системы, системы и подсистемы ГИС, процессы и класс задач.

4.    Понятия о базах данных и их разновидностях.

5.    Входные и выходные характеристики в базах данных.

6.    История развития ГИС и экоинформатики в России.

7.    Экспертные системы в ГИС, примеры применения.

8.    Общие сведения о системном построении информационной системы.

9.    Схема обобщенной ГИС, системный подход при ее разработке.

10.    Функциональные возможности ГИС.

11.    Обзор ГИС существующих в настоящее время и их функциональные возможности.

12.    Место ГИС среди других автоматизированных систем.

13.    Системы автоматизированного проектирования.

14.    Автоматизированные справочно-информационные системы.

15.    Типы экспертных систем для решения задач ГИС.

16.    Общие принципы построения моделей данных в ГИС, основные понятия моделей данных.

17.    Аспекты рассмотрения моделей данных.

18.    Классификационные задачи ГИС.

19.    Базовые модели данных, используемые в ГИС. Инфологическая, иерархическая модели.

20.    Квадратомическая модель данных.

21.    Реляционная модель данных.

22.    Модель «сущность-связь».

23.    Сетевые, семантические и бинарные модели.

24.    Особенности организации данных в ГИС.

25.    Координатные данные и их основные типы.

26.    Номенклатура и разграфка топографических карт, взаимосвязи между координатными моделями.

27.    Атрибутивное описание данных, точность атрибутивных и координатных данных.

28.    Векторные и растровые модели.

29.    Топологическое описание данных.

30.    Оверлейные структуры (слои).

31.    Трехмерные модели.

32.    Основные виды моделирования в ГИС.

33.    Методические основы моделирования в ГИС.

34.    Программно-технологические блоки моделирования в ГИС.

35.    Функционально-моделирующие операции.

36.    Цифровые модели местности.

37.    Характеристики цифровых моделей.

38.    Структуры (логическая, физическая) и свойства цифровых моделей.    

39.    Методы фотограмметрического проектирования цифровых моделей.

40.    Инструментальные средства ГИС, назначение и возможности.

41.    Пакет ER Mapper.

42.    Система ГеоДраф, Географ (GeoDraw, GeoGraph).

43.    Система ArGIS, ArcCAD.

44.    Система ArcView.

45.    Система AtlasGIS.

46.    Система WinGIS.

47.    Системы четвертого поколения (SICAD/open, Star, CADdy, MGE).

48.    Система MapInfo.

49.    Отечественная система «Панорама».

50.    Применение ГИС: электронные карты.

51.    ГИС и городское хозяйство.

52.    ГИС и земельный кадастр.

53.    ГИС и экология.

54.    ГИС в бизнесе.

55.    Основные приемы использования ГИС ArcView 3.1.

56.    Что такое проект, виды, таблицы, диаграммы, компоновка и тексты программ.

57.    Основные кнопки и инструменты перемещения по карте.

58.    Подготовка карты для отчета и вывод ее на печать, магнитный носитель.

59.    Создание новой карты.

60.    Форматы пространственных данных.

61.    Создание таблиц и добавление данных к объектам на карте.

62.    Добавление точек на карту по их координатам.

63.    Надписи и графика на картах.

64.    Создание диаграмм.

65.    Создание новой компоновки.

66.    Вывод карт на печать и управление изображением атрибутов.

67.    Поиск объектов внутри полигонов и работа с выбранными объектами.

68.    Редактирование существующих тем.

69.    Доступ к базам данных.

70.    Добавление аннотаций из покрытий Arc/Info.

71.    Преобразование данных.

72.    Модули.

73.    Геокодирование.

74.    Дополнительные модули анализа данных.

75.    Построение легенд тем.

URL: http://abc.vvsu.ru/Books/geoinforma_sistem/page0001.asp
Все учебники : поиск : разработчики : лицензия : информация : abc@vvsu.ru
Все права защищены и принадлежат ВГУЭС. Любая перепечатка и/или распространение запрещено!
© 1999-2014 Владивостокский государственный университет экономики и сервиса, www.vvsu.ru