2

3

1. Цели и задачи дисциплины

Целью преподавания дисциплины «Цифровое картографирование»

является изучение структуры специализированных географических

информационных сис-тем (ГИС), технологии создания цифровых

топографических и тематических карт для целей кадастра.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Данная учебная дисциплина входит в раздел «Б.2. «Базовая (общепрофессиональная) часть ФГОС-3 по направлению подготовки ВПО «Землеустройство и кадастры». Код дисциплины – Б3.ДВ.4. Для изучения дисциплины не-обходимы компетенции, сформированные у обучающихся в результате обучения в средней общеобразовательной школе и в результате освоения дисциплин ООП подготовки бакалавра по дисциплинам:

Геодезия – обеспечивает точными данными о форме, размерах Земли и координатах геодезических опорных пунктах.

Фотограмметрия и дистанционное зондирование – обеспечивает методами определения положения, размеров и формы объектов земной поверхности по материалам аэрокосмических съёмок.

Картография – обеспечивает современными методами и технологиями про-ектирования, создания и использования планов и карт природных (земельных) ресурсов.

Дисциплина является базовой для изучения дисциплин: «Геоинформационные технологии при ведении кадастрового дела», «Территориальное планирование».

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Освоение дисциплины направлено на формирование:

общекультурных (ОК) компетенций:

ОК-1 – владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию, систематизации информации, постановке цели и выбору путей её достижения. В пределах данной компетенции обу-чающийся должен:

знать:

основные понятия и определения в области геоинформационного картографирования;

основные сферы применения полученных знаний по цифровому картографированию;

уметь:

выбирать необходимое программное обеспечение для решения производст-венной задачи;

применять методы обеспечения принятия пространственных решений;

владеть:

способностью анализировать и использовать исходную картографическую информацию в целях ведения кадастра;

навыками применения ГИС-технологий при создании электронных карт для целей кадастра;

ОК-12 – владение основными методами, способами и средствами по-лучения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией. В пределах данной компетенции обучающийся должен:

знать:

требования к техническому и программному обеспечению картографиче-ских информационных систем;

способы проектирования картографических баз данных; способы получения данных и представления в БД пространственных объектов;

уметь:

представлять и организовывать картографическую информацию в базах данных;

владеть:

технологией ввода, цифровой обработки и вывода информации; технологией послойной организации данных;

– профессиональных (ПК) компетенций:

ПК-14 – способностью использовать знание традиционных и современных технологий создания оригиналов карт, планов, других графических ма-териалов для Городского кадастра. В пределах данной компетенции обучающийся должен:

знать:

требования к картографической документации кадастра; правила компоновки карт и теорию генерализации;

методы дешифрирования, основанные на преобразовании спектральных яркостей;

способы подготовки цифровой карты к изданию и способы малотиражного их издания;

уметь:

использовать картографические информационные системы для охраны ок-ружающей среды и мониторинга земель;

применять ГИС-технологии при создании электронных карт для целей ка-дастра;

владеть:

методами геоинформационного картографирования;

методами цифровой обработки аэро- и космических снимков;

методами цифровой картометрии с использованием современных приборов, оборудования и технологий;

технологиями вывода картографических изображений;

технологиями создания тематических карт в среде MapInfo; технологиями обновления карт (планов) в среде MicroStation.

Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины/модуля и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций 4.1. Лекционные занятия Географические информационные системы (ГИС) в Понятие о геоинформационном картографировании. Принципы представления графической информации в компьютере. Методы геоинформационного картографирования 2. Состав и структура специализированных ГИС.

Подсистема ввода информации. Подсистема вывода изображений. Подсистема хранения информации, понятия о базах данных. Проектирование картографических баз и банков данных. Подсистема обработки, поиска и анализа 3. Координатная привязка и трансформирование изображений.

Пространственная привязка данных и преобразование проекций. Системы координат, используемые в России. Алгоритмы трансформирования изображений: афинный, нелинейный, метод резинового листа и др. Определение координат контрольных точек при регистрации данных. Оценка ошибок трансформирования изображений по отклонениям координат трансформированных и исходных точек [1,2,3].

при цифровом картографировании.

Физические основы получения данных дистанционного зондирования и системы регистрации данных. Классификация изображений по спектральному диапазону. Показатели разрешения данных аэрокосмической съемки. Методы цифровой обработки снимков. Координатная привязка и трансформирование изображений [1,2].

5. Дешифрирование изображений, основанное на преобразовании спектральных яркостей.

ровочные признаки. Алгоритмы классификации. Оценка результатов классификации. Алгоритмы выполнения картографического анализа по космическим снимкам [2].

6. Настольная картографическая система MapInfo.

Технология создания карт в среде ГИС MapInfo. Организация данных и интерфейс. Модели и форматы данных. Регистрация информации. Построение таблиц атрибутивных характеристик. Ввод пространственных и атрибутивных данных. Геокодирование. Буферные зоны. Оверлейные операции. Требования к цифровой карте. Формирование электронного топографического плана. Создание тематических карт в MapInfo. Структура тематических карт, способы картографического изображения [1,3].

7. Обновление электронных карт по снимкам в программе MicroStation.

Функциональные возможности MicroStation. Основные команды, процедуры и инструменты для создания и обновления электронных карт. Ввод, обработка и хранение пространственной информации [1].

8. Особенности картографирования для целей кадастра.

Вопросы информационного обеспечения кадастра. Требования к картографической документации кадастра. Применение ГИС-технологий при создании электронных карт для 4.2. Лабораторные занятия 1. Создание фрагмента цифрового топографического плана по аэроснимку с использованием персонального компьютера и программы MapInfo.

3. Обновление фрагмента цифровой топографической карты по ортофотоснимку с использованием персонального компьютера и 16, 4.3. Самостоятельная работа студента Контроль самостоятельной работы студентов осуществляется преподавателем путем устного опроса при сдаче лабораторной работы и текущего тестирования.

Изучение тем 4,5 [2, стр. 329 – 398]. Завершение лабораторной работы №2.

4.4. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента Промежуточный 5. Образовательные технологии В процессе освоения дисциплины применяются следующие образовательные технологии:

разъяснения нового материала; презентации слайдов (тема 2 – 0, часа; тема 6 – 0,3 часа; тема 7 – 0,3 часа); представление на ПК и обсуждение раздаточных материалов, программного обеспечения для выполнения лабораторных работ;

лабораторная работа №1: ортофотоснимки – 0,2 часа;

картографическая система MapInfo – 0,5 часа;

лабораторная работа №2: цифровой топографический план – лабораторная работа №3: ортофотопланы – 0,4 часа;

топографи-ческие карты – 0,2 часа; программы MicroStation – представление контрольных тестов – 3 часа.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов Текущий контроль успеваемости, промежуточная аттестация по итогам ос-воения дисциплины предполагает дифференцированную оценку выполненных лабораторных работ, устный опрос по контрольным вопросам и компьютерное тестирование.

Фонд оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации включает:

контрольные вопросы к лабораторным занятиям; компьютерные тесты; вопросы к Пример контрольных вопросов к лабораторным занятиям 1. Интерфейс настольной картографической системы MapInfo.

2. Работа с графическими данными в среде MapInfo.

3. С какими моделями данных позволяет работать система MapInfo?

4. В каком формате ведется работа с векторными данными в среде MapInfo?

5. Порядок регистрации растрового изображения в окне Карта.

6. Порядок создания точечного объекта на карте.

Примеры тестовых заданий F1: Цифровое картографирование F2: Изместьев Анатолий Григорьевич F3: Городской кадастр F4: Раздел,тема V1:04. Применение данных дистанционного зондирования при картографирова-нии V2:04.01. Физические основы получения ДДЗ S: При изучении земной поверхности дистанционными методами носителем ин-формации об объектах служит их ###.

+: излучение излучен#$# Q: Выбрать вариант правильного ответа S: Системы регистрации ДДЗ, обеспечивающие одномоментное получение всего кадра снимка в центральной проекции +: фото- или электронные камеры -: сканирующие системы -: радарные системы -: оптико-механические детекторы S: Для объектов суши наиболее информативно ### излучение. +: отраженное +: отражен*ое Вопросы к зачету 1. Понятие о геоинформационном картографировании. Этапы подготовки карт с применением картографических информационных систем.

2. Структура специализированных информационных систем. Назначение информационных систем в городском кадастре.

3. Базовые понятия реляционных баз данных.

информационных систем. Пространственные объекты и данные.

Классификация моделей простран-ственных объектов и данных.

5. Форматы представления пространственных данных в БД.

6. Качество данных и контроль ошибок при создании баз данных.

7. Правила цифрового описания пространственной информации: определения, требования к содержанию и структура.

8. Пространственная привязка данных и преобразование проекций.

Пози-ционная база. Виды привязки. Системы координат, используемые в России.

9. Алгоритмы трансформирования изображений: афинный, нелинейный, метод резинового листа и др.

Определение координат контрольных точек при регистрации 11. Оценка ошибок трансформирования изображений по отклонениям координат трансформированных и исходных точек.

12. Виды технологического представления взаимосвязей в базе данных, способы кодирования линейных и полигональных объектов.

13. Ввод пространственных и связанных с ними атрибутивных данных.

Согласование и обеспечение топологической корректности при вводе информации (редактирование объектов).

14. Технологии пространственного анализа данных в картографических информационных системах.

15. Применение данных дистанционного зондирования в картографии.

Физические основы.

16. Системы регистрации данных дистанционного зондирования.

17. Классификация изображений по спектральному диапазону.

Синтези-рование изображений.

18. Показатели разрешения данных аэрокосмической съемки. Числовые типы записей цифровых снимков. Данные координатной привязки.

19. Методы цифровой обработки космических снимков. Координатная привязка и трансформирование изображений. Переопределение значений яркости пикселов трансформированного снимка в соответствии с их новым положением.

20. Ортотрансформирование аэроснимков. Создание мозаик снимков.

21. Способы стереоскопического наблюдения и измерение цифровых изображений.

22. Фотограмметрическая обработка цифровых снимков: внутреннее ориентирова ние, выбор точек и построение фотограмметрических моделей.

23. Построение цифровой модели рельефа. Способы, фотограмметрическая технология.

24. Технология создания базового плана состояния и использования земель по отдельным снимкам.

25. Технология создания ортофотоплана способом цифровой стереофотограмметрической обработки снимков.

26. Методика обновления планов и карт с использованием материалов новой аэрофотосъемки.

27. Создание электронного топографического плана в MapInfo, передача электронного топографического плана в программу Microsoft Word.

28. Создание тематических карт в MapInfo.

29. Современные цифровые фотограмметрические системы и к ним.

30. Цифровая фотограмметрическая система Дельта. Состав ЦФС и её возможности.

31. Цифровая фотограмметрическая система PHOTOMOD. Назначение и технологическая схема сбора и обработки данных.

32. Краткая характеристика программных модулей ЦФС PHOTOMOD.

База данных ЦФС PHOTOMOD Принципы функционирования системы.

34. Основные команды, процедуры и инструменты для создания цифровых карт в MapInfo.

35. Основные команды, процедуры и инструменты для создания цифровых карт в MicroStation.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Основная литература 1. В.П. Раклов. Картография и ГИС: – М.: Академический Проект; Киров;

Константа, 2011. – 214 с.

2. И.К. Лурье. Геоинформационное картографирование. Методы геоинфор-матики и цифровой обработки космических снимков: – М.: КДУ, 2010. – 424 с.

3. http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90739&type=utchposob:commonю.

Кирильцева, Н. А. Цифровое картографирование и пространственный анализ [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов специальностей «Городской кадастр» и 130402 «Маркшейдерское дело» / Н. А. Кирильцева, Ю. М.

Игнатов; ФГБОУ ВПО «Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т. Ф. Горбачева», Каф.

маркшейд. дела, кадастра и геодезии. – Кемерово, 2012. – 135 с.

Дополнительная литература 3. Е.Г. Капралов, В.С. Тикунов, А.В. Заварзин и др.; Сборник задач и упражнений по геоинформатике: – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 512 с.

4. А.М. Берлянт. Картография. – М.: Аспект Пресс, 2002. – 336 с.

5. А.В. Донцов. Картографирование земель России. – М.: КартгеоцентрГеодезиздат, 1999. – 374 с.

6. http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90969&type=utchposob:common.

Изместьев А.Г.Фотограмметрия и дистанционное зондирование территории [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов специальности 120303 «Городской кадастр» / ФГБОУ ВПО «Кузбас. гос.

техн. ун-т им. Т. Ф. Горбачева», Каф. маркшейд. дела, кадастра и 7. http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90712&type=utchposob:common.

Игнатов, Ю. М. Географические и земельно-информационные системы [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов очной формы специальности 120303 «Городской кадастр» / ФГБОУ ВПО «Кузбас. гос.

техн. ун-т им. Т. Ф. Горбачева», Каф. маркшейд. дела, кадастра и геодезии. – Кемерово, 2012. – 190 с.

Программное обеспечение, базы данных, информационносправочные и поисковые системы и Интернет-ресурсы ГУ КузГТУ обеспечен необходимым комплектом лицензионного программного обеспечения:

Справочно-правовая система «КонсультантПлюс»

Электронная библиотечная система издательства «Лань»

База данных «Учебно-методические издания СибГИУ»

http://www.geoprofi.ru – Электронный журнал по геодезии, картографии и навигации http://www.2gis.ru – Электронная карта города «Дубль–ГИС»

http://www.gisa.ru – сайт ГИС–Ассоциации, межрегиональной общественной организации содействия развитию рынка геоинформационных техноло-гий и услуг http://journal.miigaik.ru/ – официальный сайт Московского государст-венного университета геодезии и картографии, электронный журнал «Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъемка»

http://www.rosreestr.ru –официальный сайт Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии 10. http://www.to42.rosreestr.ru/ – официальный сайт Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии по Кемеровской облас-ти 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Необходимый для реализации бакалаврской программы перечень материально-технического обеспечения включает в себя:

1. Компьютерные классы кафедры МДКиГ (1409, 1419) с комплектом лицензионного программного обеспечения MapInfo, MicroStation, AutoCad.

2. Учебные топографические карты масштабов 1:10 000, 1:25 000, 1: 3. Аэрофотоснимки.