«1 1. Рекомендуемый список профилей направления подготовки 021300 Картография и геоинформатика: 1. Картография 2. Геоинформатика 2. Требования к результатам освоения основной образовательной программы Бакалавр по ...»

13. Картографическая топонимика.

14. Аналитические, комплексные и синтетические карты.

15. Инвентаризационные, оценочные и прогнозные карты.

16. Принципы выбора картографических проекций. Проекции для карт мира, полушарий, материков и океанов, стран и регионов.

17. Искажения в картографических проекциях. Их распределение, способы оценки размеров искажений на картах.

18. Координатные сетки. Разграфка многолистных карт. Компоновка.

19. Географические атласы, как системные картографические произведения.

20. Национальные атласы.

21. Картографический метод исследования.

22. Геоинформационное картографирование.

23. ИПД, понятие, концепция создания и развития в РФ, перспективы использования.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) а) основная литература:

Берлянт А. М. Картография. М.: УКД, 2010, 322 с.

Берлянт А. М.Теория геоизображений. М.: ГЕОС, 2006, 261 с.

Картоведение, под ред. А. М. Берлянта. М.: Аспект-Пресс, 2003, 477 с.

Салищев К.А. Картоведение. Изд. МГУ, М., 1990, 400 с.

б) дополнительная литература:

Берлянт А.М. Картографический метод исследования. М.Изд. МГУ, 1988, 252 с.

Востокова А.В., Кошель С.М., Ушакова Л.А. Оформление карт. М.: Аспект-Пресс, Географическое картографирование: карты природы, под ред.

Е.А.Божилиной. М., Изд. МГУ, 2005, 173 с.

Заруцкая И.П., Красильникова Н.В. Проектирование и составление карт природы. М., Изд. МГУ, 1989, 296 с.

Заруцкая И.П., Сваткова Т.Г. Проектирование и составление карт. Общегеографические карты. М., Изд. МГУ, 1982, 208 с.

Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В., Аэрокосмические методы географических исследований. М., Изд. ACADEMIA, 2004, 333 с.

Комплексные региональные атласы / Под ред. К.А. Салищева.– М.: Издво Моск. ун-та, 1976.– 637 с.

Кравцова В.И. Космические методы изучения природной среды. Современный фонд космических снимков. М.Изд. МГУ, 1992, 136 с.

Лабутина И.А. Дешифрирование космических снимков. М.: АспектПресс, 2004, 184 с.

Лурье И.К., Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков. М., Изд. КДУ, 2010, 340 с.

Лютый А.А. Язык карты: сущность, система, функции. М, 1988, 291 с.

Новаковский Б.А., Тульская Н.И. Аэрокосмические методы в географических исследованиях. Изд. МГУ,М., 2003, 144 с.

Прохорова Е.А. Географическое картографирование: социальноэкономические карты. М., Изд. МГУ, 2009, 235 с.

Прохорова Е.А. Социально-экономические карты. М., Изд. КДУ, 2010, 390 с.

Салищев К.А. Проектирование и составление карт. М., Изд. МГУ,1987, 240 с.

Сваткова Т.Г. Атласная картография. М.: Аспект-Пресс, 2002, 2003 с.

Сваткова Т.Г., Алексеенко Н.А. Географическое картографирование: общегеографические карты. М., Изд. МГУ, 2008, 149 с.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы - Сайт Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии, http://www.rosreestr.ru;

- Сайт Международной картографической Ассоциации, http://icaci.org/;

- Сайт ГИС-Ассоциации России, www.gisa.ru;

- Сайт «DATA+», www.dataplus.ru;

- Cайт инженерно-технологического центра Сканекс, www.scanex.ru/en/;

-http://www.ngdc.noaa.gov;

- Сайт геологической службы США, http://www.usgs.gov/;

http://maps.nrcan.gc.ca/;

http://www.ordnancesurvey.co.uk;

http://www.ga.gov.au/;

- Главный портал Гео Мета, www.geometa.ru;

- Портал «География – электронная земля», www.webgeo.ru.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) 29. Учебная аудитория на 25 мест с мультимедийным проектором для проведения семинарских занятий;

30. Компьютерный класс с доступом в Интернет;

31. Картографические фонды научных и публичных библиотек.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПООП ВПО по направлению подготовки 021300 Картография и геоинформатика.

Разработчик:

МГУ имени М.В.Ломоносова, геогра- доцент, к.г.н. Н.А. Алексеенко фический факультет, кафедра картографии и геоинформатики Эксперты:

Географический факультет Удмурт- профессор, д.г.н. В.И. Стурман ского государственного университета Санкт-Петербургский государствен- зав.кафедрой, про- Г.Д. Курошев ный университет, факультет географии и фессор, д.г.н.

геоэкологии, кафедра картографии и геоинформатики Институт географии РАН, лаборато- зав. лабораторией Н.Н. Комедрия картографии картографии, к.г.н. чиков Программа одобрена на заседании УМС по географии УМО по классическому университетскому образованию от 18-19 февраля 2011 года, протокол № 1-гео/умо..

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«МАТЕМАТИЧЕСКАЯ КАРТОГРАФИЯ»

Рекомендуется для направления подготовки 021300 Картография и геоинформатика Квалификация (степень) выпускника бакалавр 1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Математическая картография» является приобретение студентами общих и специальных знаний, а также практических навыков по владению математической основой географических карт. Специфической особенностью географических карт является их математически определенное построение. Математическая определенность достигается при опоре на геодезическую основу и при помощи математической основы карт. Благодаря этому, размещение картографических образов на карте однозначно соответствует расположению отображаемых объектов и явлений в пространстве и во времени.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Математическая картография» включена в Профессиональный цикл Базовой (общепрофессиональной) части и входит в модуль «Основы картографии».

Дисциплина «Математическая картография» требует знаний по топографии, основам геодезии, географии, математике, информатике и компьютерной технике. Она опирается на знания, полученные в курсе «Геодезические основы карт».

Курс необходим в качестве предшествующего для дисциплин следующих модулей: «Географическое картографирование», «Геоинформационное картографирование»

и «Дистанционное зондирование».

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

В процесс изучения дисциплины «Математическая картография» формируются части компетенций, дополнительно раскрытые ниже компонентами в виде знаний, умений и владений.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: особенности элементов математической основы карт с целью правильного отображения в плоскости проекции пространственно-временных закономерностей формирования, функционирования и развития геосистем при составлении, редактировании и издании общегеографических и тематических карт и атласов, как в традиционной аналоговой, так и в цифровой формах (ПК-13).

Уметь: разрабатывать математическую основу в соответствии с требованиями отображаемой географической ситуации при составлении общегеографических и тематических карт, атласов и других видов картографических произведений, в том числе с использованием геоинформационных и издательских технологий (ПК-17).

Владеть: методами оценки информационных и коммуникационных свойств картографических проекций, способами их выбора, расчта, компоновки, преобразования и дальнейшего использования, в том числе с учетом геоинформационных технологий и технологий Интернет-картографирования (ПК-23).

4. Структура и содержание дисциплины «Математическая картография»

Общая трудоемкость дисциплины составляет _2_ зачетные единицы 72 часа.

Введение.

Элементы математической основы карт. Главный масштаб карты, частные масштабы, временной масштаб. Динамические переменные. Картографическая проекция. Картографическая сетка, рамки карты, координатные сетки. Средний меридиан проекции. Смещнная географическая сетка. Системы нормальных, косых и поперечных полярных сферических координат.

Искажения в картографических проекциях.. Метрические элементы поверхности, коэффициенты Гаусса. Отображение линейного элемента, угла между меридианом и параллелью, азимута отрезка и площади элементарной трапеции со сферы и эллипсоида вращения на плоскость карты. Искажения длин линий, площадей участков, угловых элементов и форм в плоскости проекции. Способы отображения локальных искажений. Фигуры искажений.

Классификация картографических проекций. Признаки классификаций.

Проекции регулярных и реальных поверхностей. Классификация по виду уравнений проекций, по способам построения, по ориентировке картографической сетки.

Проекции карт Земли, проекции карт космического пространства. Классификация проекций по характеру и величинам искажений. Классификация проекций по виду нормальной картографической сетки. Проекции с параллелями постоянной кривизны.

Азимутальные, конические, цилиндрические проекции. Псевдоазимутальные, псевдоконические, псевдоцилиндрические проекции. Поликонические проекции.

Проекции с параллелями переменной кривизны. Классификация по составу параметров математических элементов. Составные проекции. Многополосные проекции.

Многогранные проекции. Проекции анамофированного пространства.

Способы получения проекций. Прямые способы получения проекций. Графогеометрические способы. Способы перспективного проектирование шара на плоскость, на поверхность конуса, на боковую поверхность цилиндра. Построение проекций по эскизам картографических сеток. Производные проекции. Проекции реальных поверхностей. Изыскание проекций с заданными свойствами искажений. Получение равноугольных проекций. Наилучшие равноугольные проекции. Получение равновеликих и произвольных проекций. Оптимизация искажений в картографических проекциях.

Картографические проекции карт различного назначения. Проекции общегеографических карт. Проекции карт мира, полушарий, океанов, частей света, материков и их частей, Российской Федерации. Проекции топографических карт.

Проекции навигационных карт. Проекции карт мира масштабов 1:1 000 000 и 1:2 500 000. Проекции карт природы. Проекции соиально-экономических карт.

Преобразования, картометрия, распознавание и выбор проекций.

Преобразования проекций по известным их параметрам и уравнениям. Преобразования с помощью аппроксимирующих математических моделей. Аффинное преобразование.

Проективное преобразование. Полиномиальные преобразования. Ссплайнаппроксимации. Статистические методы преобразования. Принципы современной картометрии. Определение длин линий. Определение площадей участков. Определение угловых величин. Распознавание и выбор проекций. Определение по карте вида проекции и данных о ней. Принципы выбора картографических проекций.

Распределение разделов дисциплины «Математическая картография»

основы карт назначения выбор проекций 5. Рекомендуемые образовательные технологии В процессе преподавания дисциплины «Математическая картография» применяются следующие виды образовательных технологий: развивающее и проблемное обучение, проектные методы обучения, лекционно-семинарская система обучения, технология развития критического мышления, компьютерные и Интернет методы обучения.

При чтении данного курса применяются такие виды лекций, как вводная, обзорная, проблемно-тематич6еские.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Примерные темы рефератов для самостоятельной работы студентов Картографические проекции географических карт СССР и России.

Картографические проекции географических карт мира.

Картографические проекции географических карт полушарий.

Картографические проекции географических карт океанов.

Картографические проекции географических карт континентов.

Картографические проекции карт природы.

Картографические проекции социально-экономических карт.

Преобразования картографических изображений из одной проекции в другую.

Принципы современной электронной картометрии – учет искажений в 10. Проекции анаморфированного пространства.

11. Многогранные проекции – используемые многогранники.

12. Проекции, используемые в современных картографических программных 1. Что понимают под термином ?" 2. Что определяет главный масштаб длин?

3. Какую параллель называют главной?

4. Какие математические элементы электронной карты называют динамическими переменными?

5. Временной масштаб - что это такое?

6. Почему на некоторых тематических картах нет картографической сетки?

7. Электронные карты - каковы особенности их масштабов?

8. Как называется система полярных координат, полюс которой совмещен с географическим полюсом?

9. Чему равна широта условного полюса в проекциях поперечной ориентировки?

10. Как классифицируют проекции по характеру искажений?

11. В узлах картографической сетки эллипсы искажений имеют форму кругов.

Какая это проекция по характеру искажений?

12. Как по карте определить частный масштаб площади?

13. Экстремальные частные масштабы длин одинаковы, чему равны максимальные искажения углов?

14. Какие искажения характеризует индикатриса Тиссо?

15. Какими свойствами обладает азимутальная стереографическая проекция?

16. Чем отличаются проекции реальных поверхностей от проекций регулярных поверхностей?

17. Какими свойствами обладает нормальная азимутальная равнопромежуточная проекция?

18. Чем в нормальных конических проекциях определяется величина разрыва у полюса?

19. Как получена многогранная проекция Р.Б. Фуллера?

20. Какими линиями изображают меридианы и параллели в псевдоцилиндрических проекциях?

21. Как отличить равновеликую цилиндрическую проекцию от равноугольной или произвольной?

22. Чем отличается прямая задача математической картографии от обратной задачи?

23. Ортографическая проекция шара на цилиндр. Какой характер искажений в этой проекции?

24. Какие проекции называют производными?

25. Как получена проекция Международной карты мира масштаба 1:1 000 000?

26. Как получена производная проекция Аитова-Гаммера?

27. Как получена производная проекция Винкеля?

28. Как получена производная цилиндрическая проекция Миллера?

29. Как формулируется теорема Чебышева о наилучших равноугольных картографических проекциях?

30. Какой особенностью обладает равноугольная проекция Лагранжа?

31. Чему равны искажения углов на краю полушария в равновеликой азимутальной проекции?

32. Каким ценным свойством для тематического картографирования обладает проекция Меркатора?

33. Какая проекция использована для карт распределения в Мировом океане живого вещества, продукции фитомассы и донных отложений" 34. В какой проекции показан Индийский океан в Атласе океанов?

35. В какой проекции на картах России обычно отображается Северный Ледовитый океан?

36. В каких проекциях в большинстве случаев составляют карты материков и стран света?

37. В каком способе главные параллели равнопромежуточных конических проекций выбираются так, чтобы на крайних параллелях частные масштабы длин были одинаковыми и во столько раз больше 1, во сколько раз наименьший масштаб по параллели был меньше 1?

38. В каких случаях приходится трансформировать проекции?

39. Какие существуют подходы к трансформированию проекций? Какие из них обеспечивают наибольшую точность?

40. Какие применяются математические модели для преобразования изображений из одной проекции в другую?

41. Какие могут быть выполнены изменения в изображениях при помощи аффинного преобразования?

42. Чем отличается проективное преобразование от аффинного преобразования?

Сколько нужно иметь опорных точек для выполнения этих преобразований?

43. В чем суть локальных аффинных и локальных проективных преобразований?

44. Какие достоинства и недостатки у полиномиальных преобразований? Для каких преобразований используются гармонические полиномы?

45. Как осуществляется контроль качества преобразования изображений из проекции в проекцию при помощи аппроксимирующих математических моделей?

46. Какие задачи решаются методами картометрии?

47. Какие погрешности влияют на точность картометрических определений?

48. При каких условиях следует отказаться от измерения длин по картам и перейти к их определению решением обратных геодезических задач?

49. Почему возникает проблема распознавания проекций?

50. Как группируются факторы, которые определяют выбор картографической проекции?

Примерный перечень контрольных вопросов по итогам освоения дисциплины 1. Роль математической основы карт в эпоху технологий геоинформационного картографирования.

2. Математическая основа карты, позиционные и временные элементы, динамические переменные.

3. Математические элементы карты – главный масштаб, частные и временной масштабы.

4. Математические элементы карты – картографическая проекция и картографическая сетка.

5. Условный полюс и условный экватор. Сетка условных меридианов и параллелей.

Их назначение.

6. Зависимость зенитных расстояний альмукантаратов от широт параллелей и долгот меридианов.

7. Взаимосвязь азимутов вертикалов с широтами параллелей и долготами меридианов.

8. Коэффициенты Гаусса. Их применение для анализа искажений в картографических проекциях.

9. Искажения в проекции углов между меридианами и параллелями.

10. Определение частного масштаба длин по коэффициентам Гаусса.

11. Искажения азимутов в проекции.

12. Определение длин линий с учетом искажений в картографической проекции.

13. Экстремальные частные масштабы длин в картографической проекции.

14. Главные направления в картографической проекции. Азимуты главных направлений.

15. Искажения площадей. Оценка по коэффициентам Гаусса частного масштаба площади.

16. Определение площадей с учетом их искажений в проекции.

17. Искажения в проекции углов и форм.

18. Эллипс искажений как комплексная характеристика искажений.

19. Локальные показатели искажений. Их визуализация.

20. Интегральные показатели и оптимизация искажений в проекции.

21. Фигуры искажений. Их построение на электронных картах.

22. Показатели искажений длин и площадей, определяемые по фигурам искажений.

23. Показатели искажений форм, определяемые по фигурам искажений.

Коэффициент стереографичности. Оценка угла классификации проекции по фигурам искажений.

24. Применение коэффициентов Гаусса для анализа и оценки искажений проекций.

25. Классификация картографических проекций, основные классификационные признаки.

26. Классификация проекций по виду нормальной картографической сетки.

27. Классификация проекций по характеру и величинам искажений. Оценка угла классификации по локальным и обобщенным критериям искажений.

28. Классификация проекций по составу параметров математических элементов – составные, многополосные и многогранные проекции.

29. Азимутальные проекции, их виды, использование при построении карт суши и океанов.

30. Псевдоазимутальные проекции, их использование для построения карт мира и карт океанов.

31. Конические проекции. Их применение для построения карт Российской Федерации.

32. Простая поликоническая проекция. Е использование при построении многолистной карты мира масштаба 1:1 000 000.

33. Поликонические проекции ЦНИИГАиК, предназначенные для карт мира.

34. Цилиндрические картографические проекции. Их использование для построения карт мира.

35. Цилиндрическая проекция Меркатора, области ее использования.

36. Цилиндрические равновеликие проекции. Зависимость соотношения размеров вертикальной и горизонтальной рамок карты мира от выбора главных параллелей.

37. Псевдоцилиндрические проекции Эккерта.

38. Псевдоцилиндрическая проекция Робинсона, области е современного применения.

39. Псевдоцилиндрическая проекция Гинзбурга, е особенности и предназначение.

40. Проекция Затонского, е применение для карт мирового океана.

41. Современные проекции навигационных карт.

42. Факторы, определяющие выбор проекции для тематических карт.

43. Прямые способы получения картографических проекций.

44. Глобулярные проекции как пример решения прямой задачи математической картографии графо-геометрическими построениями.

45. Построение азимутальных проекций способом перспективного проектирования.

46. Построение азимутальных проекций многократным проектированием земной сферы на вспомогательные промежуточные сферы, а с последней сферы – на плоскость.

47. Построение цилиндрических проекций способом перспективного проектирования.

48. Построение конических проекций способом перспективного проектирования.

49. Производные проекции. Способы их получения.

50. Построение проекций по эскизам картографических сеток.

51. Алгоритм расчета косых и поперечных азимутальных и цилиндрических проекций.

52. Изыскание проекций с заданными свойствами. Условия получения равнопромежуточных, равновеликих и равноугольных проекций.

53. Теорема Чебышева о наилучших равноугольных проекциях.

54. Проекции с приспособляемыми изоколами, проекция Лагранжа.

55. Нормальные цилиндрические проекции эллипсоида – общая характеристика, получение равноугольных, равнопромежуточных и равновеликих проекций.

56. Нормальные конические проекции эллипсоида – общая характеристика, получение равноугольных, равнопромежуточных и равновеликих проекций.

57. Нормальные азимутальные проекции эллипсоида – общая характеристика, получение равноугольных, равнопромежуточных и равновеликих проекций.

58. Построение произвольных цилиндрических проекций способом Урмаева.

59. Псевдоконические проекции – геометрическая интерпретация. Проекция Бонна.

60. Псевдоцилиндрические проекции. Проекция Мольвейде и е применение.

61. Определение параметров нормальных конических проекций, построенных на касательном конусе.

62. Определение параметров конических проекций на секущем конусе упрощенным способом Каврайского.

63. Способ Витковского определения главных параллелей конических проекций на секущем конусе.

64. Способ Тиссо–Каврайского расчета главных параллелей конических проекций на секущем конусе.

65. Способ Красовского определения параметров конических проекций на секущем конусе при частном масштабе длин по меридиану m < 1.

66. Минимизация искажений в конических проекциях путем определения их параметров по методу наименьших квадратов.

67. Преобразование проекций по известным уравнениям и параметрам.

68. Преобразование картографических проекций по опорным точкам при помощи математических моделей.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература:

1. Бугаевский Л. М. Математическая картография. Учебник для вузов по специальности "Картография". –М.: "Златоуст", 1998. –400с.

2. Гинзбург Г. А., Салманова Т. Д. Атлас для выбора картографических проекций.

Труды ЦНИИГАиК. 1957. Вып. 110.–239с.

3. ГОСТ 21667-76. Картография. Термины и определения.

4. Ледовская Л. С. Дополнение к атласу для выбора картографических проекций.

"Труды ЦНИИГАиК. 1957. Вып. 110".–М.: ОНТИ ЦНИИГАиК, 1975. –108с.

5. Павлова А. А. Морские навигационные карты. Л.: Изд-во ЛГУ, 1961. -180 с.

6. Серапинас Б.Б. Математическая картография. Учебник для вузов. – М.:

Издательский центр «Академия», 2005. – 336 с.

7. Snyder J. P., Voxland P. M. An Album of Map Projections. U.S. Geological Survey Professional Paper 1453. U.S. Government Printing Office: 1989. –249p.

б) дополнительная литература:

1. Аляутдинов Р. А., Кошель С.М. Геометрическая трансформация картографических проекций. // Геодезия и картография. – 2000, № 6, с. 36–39.

2. Берлянт А.М., Серапинас Б.Б. Математические элементы и надежность геоизображений // Вест. Моск. Ун-та. Серия 5. География. 2004, № 3, с. 10-14.

3. Бугаевский Л. М. Теория картографических проекций регулярных поверхностей.–М.: "Златоуст", 1999.–144с.

4. Гинзбург Г. А., Салманова Т. Д. Пособие по математической картографии. Труды ЦНИИГАиК. Вып. 160. М.: Недра, 1964.–456с.

Нефедова Е.А. Картографические проекции для карт СССР и России // К.А. Салищев и географическая картография (к 90-летию со дня рождения). – М.: МЦ РГО. 1995. С. 99-123.

6. Прохорова Е.А., Серапинас Б.Б. О математической основе социальноэкономических карт // Вест. Моск. Ун-та. Серия 5. География. 2006, №2, с. 18-22.

7. Серапинас Б.Б. Основы теории картографических проекций. Учебное пособие.– М.: Изд-во Моск. ун-та. 1988.–142с.

8. Серапинас Б.Б. Пространственно-временная основа геоизображений // Вест.

Моск. Ун-та. Серия 5. География. 2007, №4, с. 5-9.

9. Свентэк Ю. В. Теоретические и прикладные аспекты современной картографии.– М.:. Эдиториал УРСС, 1999. С.44–56.

10. Флейс М.Э. Метод пересчета координат точек из прямоугольных в географические для любой аналитически заданной проекции // Геодезия и картография. 1989, № 9, с 34–36.

11. Флейс М.Э., Борисов М.М., Александрович М.В. Картографические проекции и согласование разновременных карт России и Советского союза в геоинформационной среде. // Известия РАН. Серия географическая. 2008. № 5. С.118в) информационное обеспечение, Интернет-ресурсы 10. Информационный сайт ЦГИ ИГРАН http://geocnt.geonet.ru 11. A world of projections - a photoset on Flickr.

http://www.flickr.com/photos/sbprzd/sets/ 12. Dana P.H. Map Projection Overview.

http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/mapproj/mapproj.html 13. Fuller Projection. http://www.grunch.net/synergetics/map/dymax.html 14. National Atlas of the United States. http://www.nationalatlas.gov/ 15. The Arthur H. Robinson Map Library at the University of Wisconsin-Madison.

http://www.geography.wisc.edu/maplib/index.html 16. Welcome to Carlos A. Furuti Map Projection Pages.

http://www.progonos.com/furuti/MapProj/CartIndex/cartIndex.html 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины 1. Учебная аудитория с мультимедийным проектором для проведения лекционных, практических и семинарских занятий.

2. Компьютерный класс с доступом в Интернет.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПООП ВПО по направлению и профилю подготовки 021300 Картография и геоинформатика.

Разработчики:

и геоинформатики Эксперты:

Саратовский государственный уни- проректор, зав.каф., А.Н. Чумаверситет им. Н.Г.Чернышевского, гео- профессор, д.г.н. ченко графический факультет, кафедра геоморфологии и геоэкологии ный университет, факультет географии и геоэкологии, кафедра картографии и геоинформатики Программа одобрена на заседании УМС по географии УМО по классическому университетскому образованию от 19 февраля 2011 года, протокол № 1.

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КАРТ

Рекомендуется для направления подготовки 021300 Картография и геоинформатика Квалификация (степень) выпускника бакалавр 1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Геодезические основы карт» является приобретение общих и специальных знаний об земных системах отсчта, системах координат и системах счта времени, используемых в картографо-геодезических работах, методах решения задач по определению, применению и трансформированию координат, современных методах создания координатной отсчтной основы, и других геодзических работах, направленных на сбор, систематизацию, обработку и интерпретацию пространственной информации на локальном, региональном и глобальном уровнях в интересах картографии, геоинформационного картографирования и аэрокосмических методов зондирования земной поверхности.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Геодезические основы карт» включена в Профессиональный цикл Базовой (общепрофессиональной) части и входит в модуль «Основы картографии».

Дисциплина «Геодезические основы карт» требует знаний по топографии, основам геодезии, географии, математике, информатике и компьютерной технике.

Дисциплина служит фундаментом курсов «Основы спутникового позиционирования» и «Математическая картография». Она необходима в качестве предшествующей для дисциплин модулей «Географическое картографирование», «Геоинформационное картографирование» и «Дистанционное зондирование».

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

В процесс изучения дисциплины формируются части компетенций, дополнительно раскрытые ниже компонентами в виде знаний, умений и владений. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: современные концепции и принципы формирования пространственновременных систем отсчта; принципы представления и описания фигуры Земли и е гравитационного поля; системы координат для решения картографо-геодезических задач; принципы, методы и средства построения и математической обработки современных практических реализаций координатных систем отсчта и их отсчтных основ в целях использования этих знаний в ходе применения картографических и аэрокосмических методов в географических исследованиях (ПК-6), работы в компьютерных и Интернет сетях, при создании баз данных, при обработке материалов дистанционного зондирования и результатов глобального спутникового позиционирования (ПК-15).

Уметь: решать задачи по вычислению геометрических элементов шарообразной и эллипсоидальной моделей Земли, географических координат на земном шаре и земном эллипсоиде; решать задачи по определению по географическим координатам плоских и пространственных прямоугольных координат, а по ним – географических координат; использовать эти навыки и теоретические знания на практике (ПК-10), при составлении разных видов картографических произведений с применением геоинформационных технологий (ПК-17), при создании цифровых моделей Земли (ПК-19), сборе и обработке пространственных данных при помощи систем спутникового позиционирования (ПК-22).

Владеть: профессионально профилированными знаниями, умениями и навыками применения координатных систем отсчта при сборе, хранении и обработке пространственно-временной информации, решении геодезических задач на плоскости, земном шаре, земном эллипсоиде и в трхмерном пространстве в ходе решения задач теоретической и практической картографии и геоинформатики (ПК-12, ПК-14).

4. Структура и содержание дисциплины «Геодезические основы карт»

Общая трудоемкость дисциплины составляет _2_ зачетных единиц 72_ часа.

Структура дисциплины Введение. Задачи и содержание курса. Его связь с картографическими дисциплинами. Земные координатные системы отсчта и их составные части: 1) системы координат, используемые в картографо-геодезических задачах, 2) параметры Земли, определяющие исходные геодезические и высотные даты, 3) координатная отсчтная основа – геодезические сети. Территориальные уровни земных систем отсчета.

астрономических широт, долгот и азимутов. Географическая система координат земной сферы. Полярные координаты на сфере – географический азимут и ортодромия. Связь сферических координат с астрономическими координатами. Географическая система координат земного эллипсоида. Земные эллипсоиды, их параметры. Геодезические широта, долгота, азимут и высота. Геоцентрические широта и долгота. Приведенная широта. Радиусы эллипсоида вращения. Длины дуг параллелей и меридианов. Площадь сфероидической трапеции. Полярные координаты на эллипсоиде вращения – геодезический азимут, геодезическая линия, локсодромия. Изометрические координаты на земном шаре и земном эллипсоиде. Отображение земного эллипсоида на шар. Цели и задачи замены эллипсоида шаром. Способы проектирования (отображения) эллипсоида на шар. Сферическое (по нормалям) проектирование. Геоцентрическое (по радиус-векторам) проектирование. Равноугольное проектирование. Равновеликое проектирование. Проектирование с сохранением длин параллелей и сохранением длин меридианов. Вычисление географических координат. Решение прямой и обратной геодезических задач на сфере и на эллипсоиде. Понятие о способе решения главных геодезических задач способом Бесселя. Решение прямой и обратной задач на эллипсоиде по локсодромии.

Система координат в плоскости геодезической проекции. Требования к геодезической проекции для введения плоских координат. Прямоугольные координаты Гаусса-Крюгера и UTM. Вычисление плоских прямоугольных координат по геодезическим широтам и долготам. Вычисление геодезических широт и долгот по плоским прямоугольным координатам. Полярные координаты на плоскости.

Взаимосвязь геодезического азимута и дирекционного угла. Гауссово сближение меридианов. Поправка за кривизну изображения геодезической линии в плоскости проекции. Масштаб длин и масштаб площади. Поправки в длины линий.

Преобразование плоских координат из данной зоны в смежную зону.

Трансформирование плоских координат из одной системы отсчета в другую.

Прямоугольные координаты в трхмерном пространстве. Геоцентрические и квазигеоцентрические координаты. Геоцентр и его стабильность. Ось вращения Земли и изменения е положения в пространстве вследствие прецессии, нутации и движения полюсов. Вычисление пространственных прямоугольных координат. Вычисление пространственных прямоугольных координат по геоцентрическим и по геодезическим координатам. Вычисление геодезических широт, долгот и высот по пространственным прямоугольным координатам. Топоцентрические декартовые координаты.

Трансформирование пространственных координат по семи параметрам.

Поле силы тяжести Земли и системы счта высот. Сила тяжести и ее потенциал. Уровенные поверхности. Геоид. Нормальное гравитационное поле Земли.

Условия введения нормального гравитационного поля. Понятие об описании потенциала силы тяжести гармоническими коэффициентами и системой точечных масс. Фундаментальные геодезические постоянные. Возмущающий потенциал.

Аномалии силы тяжести. Уклонения отвеса. Взаимосвязь астрономических и геодезических координат. Азимуты Лапласа. Оновные системы счета высот в поле силы тяжести Земли. Ортометрические высоты и высоты геоида. Нормальные высоты, квазигеоид, высоты квазигеоида. Различия высот геоида и квазигеоида. Понятие о способах определения высот квазигеоида. Понятие о введении единой международной отсчетной вертикальной основы.

Системы счта времени. Астрономические способы определения времени.

Звздное время. Истинное и среднее солнечное время. Поясное, декретное, летнее время. Ситемы счета атомного времяни. Международное атомное время (TAI).

Всемирное координированное время (UTC). Земное время (TT). Геоцентрическое координатное время (TCG). Барицентрическое координатное время (TCB). Отсчт больших отрезков времени: год, юлианские даты.

Исходные даты. Историческое понятие об исходных датах. Исходные даты геоцентрических координатных систем отсчта, опорный нулевой меридиан и опорный полюс. Высотные (вертикальные) даты.

Координатная геодезическая отсчтная основа. Геодезические сети как способ закрепления координатных систем отсчта. Классификации геодезических сетей. Принципы закрепления пунктов геодезических сетей. Теоретические основы методов построения наземных сетей. Понятие о триангуляции, трилатерации, полигонометрии, нивелирных сетях, гравиметрических сетях. Их историческое и современное значения. Теоретические основы построения пространственных космических сетей. Применение внегалактических радиоисточников, искусственных спутников Земли, глобальных систем позиционирования. Уравнивание геодезических сетей. Задачи уравнивания, применение метода наименьших квадратов, способы уравнивания. Понятия о параметрическом и коррелатном способах уравнивания.

Точность элементов уравненных сетей.

Координатные системы отсчта. Международная общеземная система отсчета ITRS и ее отсчетная основа ITRF. Мировая геодезическая система WGS-84 и ее геодезическая отсчетная основа. Общеземная система «Параметры Земли» ПЗ-90.02 и ее космическая геодезическая сеть КГС. Региональные координатные системы отсчета.

Европейская координатная система ETRS и ее отсчетная основа ETRF.

Североамериканская система геодезических дат NAD-83. Североамериканская система высот NAVD-88. Координатные системы отсчета Российской Федерации.

Государственная система координат СК-42 и ее астрономо-геодезические сети АГС.

Государственная система координат СК-95 и ее Государственные геодезические сети ГГС, построенные на основе сетей АГС, ДГС и КГС. Современные геодезические сети Российской Федерации ФАГС, ВГС и СГС-1. Балтийская система нормальных высот.

Местные координатные системы России.

Распределение разделов дисциплины «Геодезические основы карт» по видам геодезической пространстве 5. Рекомендуемые образовательные технологии В процессе преподавания дисциплины «Геодезические основы карт» применяются следующие виды образовательных технологий: развивающее и проблемное обучение, проектные методы обучения, лекционно-семинарская система обучения, технология развития критического мышления, компьютерные и Интернет методы обучения. При чтении данного курса применяются такие виды лекций, как вводная, обзорная, проблемно-тематич6еские.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Примерные темы рефератов для самостоятельной работы студентов Геоцентрические координатные системы отсчта.

Системы счта ортометрических и нормальных высот.

Способы определения высот квазигеоида.

Задачи и проблемы развития единой общеземной система отсчта высот.

Международная общеземная система отсчта координат ITRS.

Общеземные системы отсчта координат WGS-84 и ПЗ-90.02.

Геодезическая отсчетная основа высот и плановых координат РФ.

Причины и источники изменений во времени координатных отсчетных основ.

Современные методы построения координатной геодезической основы.

Метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой - РСДБ.

Методы трансформирования координат.

1. Какие эллипсоиды применяются в координатной системе отсчета ITRS?

2. На каких эллипсоидах основаны результаты позиционирования GPS и 3. Какие радиусы кривизны эллипсоида являются главными?

4. Как определяется длина дуги параллели эллипсоида вращения?

5. Как определяется дуга меридиана эллипсоида вращения от экватора до заданной 6. Как совмещают земной эллипсоид с шаром при его отображении на шар?

7. Перечислите способы отображения земного эллипсоида на шар?

8. Что определяется решением прямой геодезической задачи?

9. Что определяется решением обратной геодезической задачи?

10. При каких расстояниях между пунктами можно решать главные задачи способом Бесселя?

11. Почему для введения координат на плоскости применяют равноугольные 12. Чем отличается проекция UTM от проекции Гаусса-Крюгера? Оцените, на сколько могут различаться коордтнаты в этих двух проекциях.

13. Чему в UTM равна абсцисса в южном полушарии на пересечении осевого меридиана с экватором?

14. В какой проекции строились ранее, и в какой проекции строятся в настоящее время обзорно топографические карты России миллионного масштаба?

15. В чем различие понятий Координатная система отсчета (Reference system) и Система координат (Coordinate System)?

16. Геодезические даты (Datum, Geodetic datum)?

17. Охарактеризуйте геодезические сети России ДГС, КГС, ФАГС, ВГС и СГС-1.

18. Чем обеспечена высотная основа России?

19. Для решения каких задач предназначены координатные системы СК-95 и ПЗЧто понимают под трансформированием координат?

21. Какой основополагающий тезис лежит в основе теории и практики измерений?

22. Что предполагают принципы избежания, обнаружения, исправления и допуска погрешностей?

23. Как проявляются систематическая и случайная составляющие погрешности?

Что понимают под грубой ошибкой?

24. Что понимают под «избыточными» измерениями?. Каково их назначение?

25. Чем отличается параметрический способ уравнивания от коррелатного способа?

26. Поясните принцип коррелатного уравнивания на примере небольшой нивелирной сети; покажите, как составляются уравнеия условий и нормальные уравнения. На примере этой же сети поясните, как составляются уравнения поправок и нормальные уравнения при параметрическом способе уравнивания.

Примерный перечень контрольных вопросов по итогам освоения дисциплины Координатные системы отсчта и их составные части.

Международная общеземная координатная система отсчта ITRS.

Системы отсчта координат, применяемые в Российской Федерации.

Системы координат, используемые в картографо-геодезических работах.

Исходные даты.

Земной эллипсоид вращения, его параметры и радиусы кривизны.

Радиус параллели земного эллипсоида вращения.

Радиус кривизны меридиана земного эллипсоида вращения.

Радиус кривизны первого вертикала земного эллипсоида вращения.

Средний радиус кривизны земного эллипсоида вращения.

10.

Радиус шара, эквивалентного по линейным размерам, площади поверхности и 11.

объему эллипсоиду вращения.

Длина дуги меридиана земного эллипсоида вращения, определение коротких и 12.

Площадь сфероидической трапеции земного эллипсоида вращения.

13.

Решение главных геодезических задач на земном шаре.

14.

Изометрические координаты для земной сферы и земного эллипсоида вращения.

15.

Плоские прямоугольные геодезические координаты. Условия выбора и практика 16.

их применения.

Пространственные прямоугольные координаты и их связь с геодезическими 17.

координатами Прецессия, нутация, движение земных полюсов.

18.

Системы счета времени.

19.

Сила тяжести Земли. Потенциал силы тяжести. Уровенные поверхности. Геоид.

20.

Нормальная Земля - ее сила тяжести и потенциал силы тяжести.

21.

Фундаментальные геодезические постоянные.

22.

Системы счета высот в поле силы тяжести Земли.

23.

Квазигеоид. Способы определения высот квазигеоида.

24.

Спутниковые способы определения координат в геодезических сетях.

25.

Применение глобальных систем позиционирования при развитии геодезических 26.

Коррелатный способ уравнивания измерений в геодезических сетях.

27.

Параметрический способ уравнивания измерений в геодезических сетях.

28.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Геодезические основы карт»

а) основная литература:

1. ГОСТ Р 52 572–2006. Географические информационные системы. Координатная основа. Общие требования. – М.: Госстандарт России, ИПК Изд-во стандартов, 2006. -15 с.

2. ГОСТ Р 51794-2008. Глобальные навигационные спутниковые системы.

Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек. - М.:

Стандартинформ. 2009. -16 с.

3. Руководство пользователя по выполнению работ в системе координат 1995 года (СК-95). Издание официальное. – М.: ЦНИИГАиК, 2004. –138 с.

Серапинас Б.Б. Геодезические основы карт: Учебное пособие. – М.: Издво Моск. Ун-та, 2001. -133 с.

Серапинас Б.Б. Практикум по геодезическим основам карт: Учебное пособие. – М.: Географический факультет МГУ, 2008. -146 с б) дополнительная литература:

Бовшин Н. А., Зубинский В.И., Остач О.М. Совместное уравнивание общегосударственных опорных геодезических сетей //Геодезия и картография.-1995.с.6-17.

Бойков В.В., Галазин В.Ф, Кораблев Е.Б. Применение геодезических спутников для решения фундаментальных и прикладных задач // Геодезия и картография. 1993. N 11, с. 8-12.

Герасимов А.П. Уравнивание государственной геодезической сети. -М.:

Картгеоцентр-Геоиздат. 1996. -216 с.

Герасимов А.П., Назаров В.Г. Местные системы координат. – М: ООО «Издательство «Проспект», 2010. – 64 с.

Дражнюк А.А., Лазарев С.А., Макаренко Н.Л., Демьянов Г.В., Зубинский В.И., Ефимов Г.А., Максимов В.Г. Завершение уравнивания ГГС и введение новой государственной системы геодезических координат // Геодезия и картография.-1998.с.1-5.

Инструкция о построении государственной геодезической сети СССР. М.: Недра. 1966. -341 с.

Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов. -М.: Недра. 2004. с.

Кафтан В.И. Системы координат и системы отсчета в геодезии, геоинформатике и навигации // Геопрофи. 2008, №3, с. 60-63.

Кафтан В.И. Системы координат и системы отсчета в геодезии, геоинформатике и навигации // Геопрофи. 2008, №4, с. 62-65.

Куштин И. Ф. Геодезия. Учебно-практическое пособие. – М.: ПРИОР, 2001. –448 с.

Маркузе Ю.И., Бойко Е.Г., Голубев В.В. Геодезия. Вычисление и уравнивание геодезических сетей. Справ. пособие. - М:. Картгеоцентр - Геодезиздат, 1994. – 431 с.

Морозов В.П. Курс сфероидической геодезии. -М.: Недра, 1979. -296 с.

Огородова Л.В., Шимбирев Б.П., Юзефович А.П. Гравиметрия. -М.: Недра. 1978. -325 с.

Основные положения о государственной геодезической сети Российской Федерации. М., 2004, 28 с. http://astrgeo.wl.dvgu.ru/Arx/OGGS.doc Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90). -М.: Координационный научноинформационный центр. -36 с.

Пеллинен Л.П. Высшая геодезия. -М.: Недра. 1978. -264 с.

Подшивалов В.П. Координатная среда для геоинформационных систем // Геодезия и картография. 1997. № 6, с. 51-55.

Правила закладки центров и реперов на пунктах геодезической и нивелирной сетей. — М.: Картгеоцентр — Геодезиздат, 1993. -104 с.

Серапинас Б.Б. Земная система отсчта и е составные части // Геопрофи.

2009. №1, с. 49-53.

Справочник геодезиста (под ред. В.Д.Большакова и Г.П.Левчука). В 2-х книгах. -М.: Недра. 1985. -455с. и -440 с.

Хаимов З.С. Основы высшей геодезии. Учебник. -М.: Недра. 1984. -360 с.

22. Центры и реперы государственной геодезической сети СССР. -М.: Недра. 1973. -40 с.

в) информационное обеспечение, Интернет-ресурсы Законы России. Распоряжение Правительства РФ от 20.06.2007 N 797-Р об использовании уточненной версии Государственной геоцентрической системы координат Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90.02). http://lawrussia.ru/ Международная служба вращения Земли и систем отсчета (International Earth Rotation and Reference Systems Service). http://www.iers.org/ Международная служба ГНСС (The International GNSS Service - IGS).

http://igscb.jpl.nasa.gov/ Международная отсчетная основа ITRF 2008.

http://itrf.ensg.ign.fr/ITRF_solutions/2008/ Национальная геодезическая съемка (National Geodetic Survey – NGS).

http://www.ngs.noaa.gov/ Природа России. Постановление Правительства РФ от 3 марта 2007 г. N 139 Об утверждении правил установления местных систем координат.

http://www.priroda.ru/law/detail.php?ID= Федеральное космическое агентство, Информационно-аналитический центр. http://www.glonass-ianc.rsa.ru/pls/htmldb/f?p=201:20:4431530573070005::NO Материально-техническое обеспечение дисциплины «Геодезические Учебная аудитория с мультимедийным проектором для проведения лекционных, практических и семинарских занятий.

Компьютерный класс с доступом в Интернет.

Программное обеспечение для проведения практических занятий и тестов по курсу «Геодезические основы карт».

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПООП ВПО по направлению и профилю подготовки 021300 Картография и геоинформатика.

Разработчики:

МГУ имени М.В.Ломоносова, геогра- профессор, Б.Б. Серапифический факультет, кафедра картографии д.г.н. нас и геоинформатики Эксперты:

Саратовский государственный уни- проректор, зав. А.Н. Чумаверситет им. Н.Г.Чернышевского, гео- каф., ченко графический факультет, кафедра гео- профессор, д.г.н.

морфологии и геоэкологии Санкт-Петербургский государствен- зав. каф., Г.Д. Куроный университет, факультет географии и профессор, д.г.н. шев геоэкологии, кафедра картографии и геоинформатики Программа одобрена на заседании УМС по географии УМО по классическому университетскому образованию от 19 февраля 2011 года, протокол № 1.

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Модуль Основы картографии Наименование дисциплины

ОСНОВЫ СПУТНИКОВОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Рекомендуется для направления подготовки 021300 Картография и геоинформатика Квалификация (степень) выпускника бакалавр 1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Основы спутникового позиционирования» является приобретение общих и специальных знаний о современных глобальных навигационных спутниковых системам (ГНСС), понимания их общественной значимости и практической важности применения в научных и прикладных работах в географии, геодезии, картографии, в других сферах человеческой деятельности.

Задачей курса является изучение теоретических и физико-технических основ ГНСС, современных методов позиционирования с целью определения координат объектов в широком диапазоне точностей в работах, направленных на сбор, систематизацию, обработку и интерпретацию пространственной информации в интересах картографии, геоинформационного картографирования и аэрокосмических методов зондирования земной поверхности.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Основы спутникового позиционирования» включена в Профессиональный цикл Базовой (общепрофессиональной) части и входит в модуль «Основы картографии».

Дисциплина «Основы спутникового позиционирования» требует знаний по топографии, основам геодезии, географии, математике, информатике и компьютерной технике. Она опирается на знания, полученные в курсе «Геодезические основы карт».

Курс необходим в качестве предшествующего для дисциплин модулей «Географическое картографирование», «Геоинформационное картографирование» и «Дистанционное зондирование».

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

В процесс изучения дисциплины «Основы спутникового позиционирования»

формируются части компетенций, дополнительно раскрытых ниже компонентами в виде знаний, умений и владений.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: об общественной значимости ГНСС; об их применении в целях научного познания природной среды, определения пространственно-временных характеристик земных объектов в ходе использования картографических и аэрокосмических методов в географических исследованиях (ПК-6), при создании баз данных, обработке материалов дистанционного зондирования и спутникового позиционирования (ПК-15).

Уметь: осуществлять сбор пространственных данных с помощью систем спутникового позиционирования (ПК-22).

Владеть: средствами глобального спутникового позиционирования (ПК-8,15).

4. Структура и содержание дисциплины «Основы спутникового позиционирования»

Общая трудоемкость дисциплины составляет _2_ зачетные единицы 72 часа.

Структура дисциплины Развитие и применение ГНСС. История развития глобальных навигационных спутниковых систем. TRANSIT (США), ЦИКАДА (СССР), SECOR (США), GEOLE (Франция), GPS (США), ГЛОНАСС (СССР-РФ), DORIS (Франция), Galileo (Европейский Союз), Compass (КНР). Региональные спутниковые системы QZSS (Япония), Beidou (КНР), IRNSS (Индия). Глобальная геодезических наблюдений система GGOS, включающая спутники всех действующих и проектируемых ГНСС. Терминология в сфере применения ГНСС. Общественная значимость и сферы применения ГНСС. Применение в целях познания ближнего космоса, ионосферы, тропосферы, метеорологических, океанологических, геодинамических и других процессов природной среды; для предупреждения катастрофических землетрясений, использования в сельском хозяйстве, создания и мониторинга координатных систем отсчета, развития разного территориального уровня геодезических сетей, проведения тематических съемок, развития социально-экономической сферы, медицинского обслуживания, отдыха, туризма, спорта, транспорта, мобильной связи, военного дела и др. Измеряемые параметры и методы местоопределения. Пространственные линейная и разностная геометрические засечки.

Импульсные и фазовые методы определения дальностей до спутников. Доплеровские методы измерений. Корреляционный метод определения линейных величин.

Беззапросный метод измерения дальностей. Элементы Кеплеровой орбиты.

Определение азимутов и зенитных расстояний направлений на спутники.

Функциональная схема систем навигации и позиционирования Подсистемы наземного контроля и управления, созвездия космических аппаратов и аппаратуры пользователей. Роль координатной основы и глобальной системы перманентных станций. Сети станций Международной службы ГНСС IGS. Их роль в определении стабильности координатной основы и уточнении координат спутников ГНСС.

Орбитальные параметры действующих ГНСС. Количество спутников в системе, число орбитальных плоскостей, наклоны орбит, эксцентриситеты орбит, периоды обращения спутников, угловая скорость обращения спутников, радиус-вектор орбиты, линейная скорость перемещения спутников, средняя высота спутника над Землей, зоны видимости со станции на Земле и со спутника, время нахождения спутника над горизонтом.

Физико-технические основы позиционирования. Электромагнитные колебания и волны. Когерентные колебания. Поляризация радиоволн. Несущие волны.

Модуляция колебаний. Манипуляция фазы. Радиосигналы, передаваемые со спутников.

Кодовые сигналы высокой и стандартной точности. Счет времени в системах спутникового позиционирования. Эфемериды и альманах. Навигационное послание, его содержание и формат в разных ГНСС. Задержки сигналов в ионосфере. Фазовая и групповая скорости радиоволн в ионосфере. Зависимость искажений дальностей в ионосфере от интегрального количества электронов (ТЕС) и частоты радиоволны.

Использование когерентных колебаний двух частот для исключения задержек в ионосфере. Задержки сигналов в тропосфере. Показатель преломления радиоволн. Его зависимость от температуры, давления и влажности атмосферы. Модели оценки задержек сигналов в тропосфере (экспоненциальная, Саастамойнена, Хопфилд). Маски по высоте. Многолучевость. Понятие о первой зоне Френеля. Формирование отражений. Квазипериодический характер отражений. Методы борьбы с многолучевостью.

Экраны отражения. Антенны, ослабляющие отражения. Препятствия на пути распространения радиосигналов. Оценка размеров необходимого свободного пространства для измерений на станции. Интеграция ГНСС с инерциальными навигационными системами ИНС.

Основы спутниковой дальнометрии. Кодовый корреляционный метод измерения псевдодальностей. Дальности и псевдодальности. Дальномерные коды.

Псевдослучайные последовательности. Определения псевдодальностей по кодовым сигналам. Неоднозначность кодового метода определения псевдодальностей. Фазовый метод измерения дальностей до спутников. Его расчетная инструментальная точность.

Искажения дальностей из–за несинхронности работы элементов спутниковой системы позиционирования. Неоднозначность фазовых измерений дальностей. Фазовые определения дальностей на комбинированных длинах волн. Спутниковая аппаратура пользователей. Основные функции спутниковых приемников. Классификации спутниковых приемников. Кодовые примники, их особенности, назначение. Кодовофазовые примники. Комплект высокоточной (геодезической) приемной аппаратуры.

Антенные устройства. Понятие о фазовой характеристике идеальной и реальной антенны. Фазовый центр и его стабильность. Поправки в определяемые координаты изза смещения фазового центра с точки, закрепленной на местности. Программное обеспечение спутниковых приемников. Способы позиционирования. Способы определения координат. Способы определения пространственных (базовых) векторов.

Априорная оценка источников погрешностей при разных способах позиционирования.

Трансформирование координат. Трансформирование пространственных прямоугольных координат по семи параметрам. Трансформирование координат в координатную систему окружающих пунктов. Трансформирование высот, определенных по результатам спутникового позиционирования, в систему высот окружающих пунктов.

Способы определения координат. Определение координат по кодовым измерениям псевдодальностей. Решение линейной пространственной засечки по псевдодальностям. Геометрический фактор потери точности. Оценка составляющих геометрического фактора по ковариационной матрице измерений. Оптимальные геометрические условия для измерений. Составляющие геометрического фактора, характеризующие точность положения определяемого пункта в пространстве, на горизонтальной плоскости и по высоте. Количественные и вербальные оценки геометрического фактора. Статистические оценки распределения геометрического фактора в зависимости от количества наблюдаемых спутников и географического места наблюдений. Определение координат по фазовым измерениям дальностей. Одночастотный метод. Двухчастотный метод. Дифференциальный режим определения координат. Дифференциальные поправки. Служба RTSM. Кодовый и фазовый методы.

Сетевые локальные, региональные, широкозонные и глобальные дифференциальные подсистемы. Широкозонные системы WAAS, EGNOS, MSAS. Глобальные дифференциальные системы GDGPS, StarFire, OmniSTAR, СДКМ (Система дифференциальной коррекции и мониторинга РФ).

Способы определения пространственных векторов. Статическое позиционирование. Статика, быстрая статика, псевдостатика. Ослабление влияний погрешностей формированием первых, вторых и третьих разностей фазовых измерений дальностей. Зависимость приращений координат пространственного вектора от сформированных разностей. Определение в режимах статики пространственного вектора обработкой по методу наименьших квадратов третьих и вторых разностей.

Разрешение неоднозначности фазовых измерений дальностей. Плавные и фиксированные решения. Построение геодезических сетей по пространственным векторам. Планирование полевых измерений. Лучевой и сетевой методы построения сетей. Основные этапы построения сети. Уравнивание пространственных векторных геодезических сетей. Роль избыточных измерений. Составление уравнений условий при коррелатном уравнивании. Составление уравнений поправок при параметрическом уравнивании. Выбор весов. Нормальные уравнения. Кинематическое позиционирование. Инициализация. Способы инициализации. Непрерывная кинематика. Способ «стой и иди». Кинематика реального времени RTK.

Топографическая съемка при сочетании способов кинематики с электронными тахеометрами. Сети референцных станций и их значение.

Распределение разделов дисциплины «Основы спутникового позиционирования» по видам учебной работы применение ГНСС позиционирования дальнометрии 5. Рекомендуемые образовательные технологии В процессе преподавания дисциплины «Основы спутникового позиционирования»

применяются следующие виды образовательных технологий: развивающее и проблемное обучение, проектные методы обучения, лекционно-семинарская система обучения, технология развития критического мышления, компьютерные и Интернет методы обучения. При чтении данного курса применяются такие виды лекций, как вводная, обзорная, проблемно-тематич6еские.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Примерные темы рефератов для самостоятельной работы студентов 1. ГНСС как социальное явление.

2. География и ГНСС.

3. Терминология в глобальных системах навигации и позиционирования.

4. Функциональная схема систем навигации и позиционирования.

5. Орбитальные параметры действующих систем позиционирования.

6. Кодовый корреляционный метод измерения псевдодальностей.

7. Неоднозначность фазовых измерений дальностей и способы е разрешения.

8. Влияние внешней среды на результаты позиционирования.

9. Спутниковые примники, их функции и классификация.

10. Широкозонные и глобальные дифференциальные подсистемы.

11. Относительные способы позиционировании.

12. Сети референцных станций и их назнчение.

1. Для чего предназначены альманах и эфемериды?

2. Чем различаются радиосигналы ГЛОНАСС и GPS?

3. Какие причины появления релятивистского эффекта и как его устраняют?

4. Что понимают под целостностью системы? Как она обеспечивается?

5. Чему равна разность фаз местных и принятых от спутника волн?

6. Чему равен доплеровский сдвиг частоты?

7. Как, какие и для чего образуют комбинированные волны?

8. Какие существуют способы разрешения неоднозначности фазовых измерений?

9. Какие искажения претерпевает сигнал на пути от передатчика на спутнике до приемного устройства пользователя?

10. Что характеризует фазовая скорость радиоволн в ионосфере?

11. Что характеризует групповая скорость радиоволн в ионосфере?

12. От чего зависят ионосферные искажения? Их величина?

13. Почему измеряют на двух когерентных волнах, например на L1 и L2?

14. Чем определяется скорость радиоволн в тропосфере?

15. Почему не наблюдают космические аппараты ниже 10 градусов над горизонтом?

16. Что происходит с волной при отражении от земной поверхности?

17. Как изменяются искажения из-за многолучевости при движении спутника?

18. Как влияет на отражения высота антенны?

19. Высота антенны 1,5 м, высота зданий 30 м. На каком удалении здания не будут препятствовать прохождению сигналов при маске10 градусов?

20. Почему целесообразно проектировать геодезическую сеть, в которой пространственные вектора образуют замкнутые фигуры?

21. Для чего комплексируют спутниковые приемники с электронными тахеометрами?

Примерный перечень контрольных вопросов по итогам освоения дисциплины Системы отсчта координат, используемых GPS и ГЛОНАСС.

Счет времени в системах спутникового позиционирования.

Элементы кеплеровой орбиты и их назначение.

Эфемериды и альманах, их назначение.

Сравнительная характеристика действующих ГНСС.

Навигационные послания, их содержание и форматы в GPS и ГЛОНАСС.

Классификация спутниковых приемников по назначению и по конструктивным особенностям.

Сравнительная характеристика известных способов позиционирования.

10. Автономный режим позиционирования и его точность.

11. Геометрическая сущность автономного способа позиционирования.

12. Геометрический фактор и его составляющие, характеризующие точность положения определяемого пункта.

13. Псевдослучайные последовательности, формирование кодовых сигналов.

14. Дифференциальный режим позиционирования и его точность.

15. Дифференциальные подсистемы и их классификация.

16. Фазовый метод измерения псевдодальностей в системах спутникового позиционирования.

17. Неоднозначность измерений фазовых дальностей.

18. Способы разрешения неоднозначности фазовых измерений дальностей.

19. Формирование разностей результатов фазовых измерений дальностей.

20. Планирование полевых измерений.

21. Статическое позиционирование и его разновидности.

22. Кинематическое позиционирование и его разновидности.

23. Способы инициализации при кинематическом позиционировании.

24. Влияние ионосферы на точность позиционирования.

25. Влияние тропосферы на точность позиционирования.

26. Многолучевость.

27. Препятствия на пути распространения радиосигналов систем спутникового позиционирования.

28. Трансформирование координат из одой системы отсчта в другую.

29. Понятие об уравнивании пространственных векторов в геодезических сетях, построенных статическим позиционированием.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература:

1. Генике А.А., Побединский Г.Г. Глобальные спутниковые системы определения ме-стоположения и их применение в геодезии. Изд. 2-е, перераб. И доп. — М.:

Картгеоцентр, 2004. –355 с.

2. Серапинас Б. Б. Глобальные системы позиционирования. Учебное пособие. – М.:ИКФ «Каталог». 2002. – 106 с.

3. Жуков А. В., Серапинас Б. Б. Практикум по спутниковому позиционированию /Под ред. Ю. Ф. Книжникова. Учебное пособие. – М.: Географический факультет МГУ, 2002. – 120 с.

б) дополнительная литература:

1. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. В двух томах. Т.1. – М.: ФГУП Картгеоцентр, 2005. 334 с.

2. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. В двух томах. Т.2. – М.: ФГУП Картгеоцентр, 2006. 360 с.

3. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС /Под ред.

В.Н.Харисова, А.И.Перова, В.А.Болдина. - М.: ИПРЖР, 1998. - 400 с.

4. ГОСТ Р 51794–2008. Глобальные навигационные спутниковые системы.

Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек.

Издание офи-циальное. – М.: Стандартинформ, 2009. -16 с.

5. Евстафьев О.В. Наземная инфраструктура ГНСС для точного позиционирования / под ред. В.В. Грошева. – М.: «Издательство «Проспект», 2009. – 48 с.

6. Манухов В.Ф., Разумов О.С., Тюряхин А.С., Коваленко А.К. Определение координат геодезических пунктов спутниковыми методами. Учебное пособие. – Саранск, 2006. -164 с.

7. Манухов В.Ф., Разумов О.С., Спиридонов А.И., Тюряхин А.С. Спутниковые методы определения координат пунктов геодезических сетей. Учебное пособие. – Саранск.: Изд-во Мордовского ун-та. 2010, -122 с.

8. Параметры Земли 1990 года (ПЗ–90). (Справ. док. под ред. Хвостова В.В.). –М.:

Координационный научно–информационный цент, 1998. – 37 с.

9. Серапинас Б. Б. Основы спутникового позиционирования. Учебное пособие. – М.: Издательство Московского университета, 1998. – 84 с.

10. Серапинас Б.Б. Интеграция спутникового позиционирования со средствами массовой коммуникации // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. География. 2005. № 4, с. 16Серапинас Б.Б. Глобальные системы навигации и позиционирования // Геопрофи. 2010. № 2, с. 60- 12. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. -М.: Эко–Трендз, 2000. -268 с.

13. Шануров Г.А., Мельников С.Р. Геотроника. Учебное пособие. – М.: УПП «Репрография», МИИГАиК, 2001. -136 с.

14. Leick, A., GPS Satellite Surveying. 3rd edition. -New Jersey. John Wiley & Sons, в) информационное обеспечение, Интернет-ресурсы 17. Международная служба вращения Земли и систем отсчета (International Earth Rotation and Reference Systems Service). http://www.iers.org/ 18. Международная служба ГНСС (The International GNSS Service - IGS).

http://igscb.jpl.nasa.gov/ 19. Международная отсчетная основа ITRF 2008.

http://itrf.ensg.ign.fr/ITRF_solutions/2008/ 20. ФГУП НТЦ «Интернавигация». Российский навигационный сервер.

http://www.internavigation.ru/ 21. Федеральное космическое агентство, Информационно-аналитический центр.

http://www.glonass-ianc.rsa.ru/ 22. European Space Agency (ESA) – Navigation. http://www.esa.int/esaNA/galileo.html 23. Global Positioning System Overview.

http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps.html 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины 3. Учебная аудитория с мультимедийным проектором для проведения лекционных, практических и семинарских занятий.

4. Компьютерный класс с доступом в Интернет.

5. Спутниковая приемная аппаратура и соответствующее ей программное обеспечение.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПООП ВПО по направлению и профилю подготовки 021300 Картография и геоинформатика.

Разработчик:

и геоинформатики Эксперты:

Саратовский государственный уни- проректор, зав.каф., А.Н. Чумаверситет им. Н.Г.Чернышевского, гео- профессор, д.г.н. ченко графический факультет, кафедра геоморфологии и геоэкологии геоэкологии, кафедра картографии и геоинформатики Программа одобрена на заседании УМС по географии УМО по классическому университетскому образованию от 19 февраля 2011 года, протокол № 1.

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОГО МОДУЛЯ

«Географическое картографирование»

Рекомендуется для направления подготовки 021300 Картография и геоинформатика Квалификация (степень) выпускника бакалавр 1. Цели освоения модуля Целями освоения модуля «Географическое картографирование» являются:

познакомить студентов с общими принципами и научными теоретическими основами географической картографии в их историческом развитии и современном состоянии;

научить практическим приемам проектирования, редактирования и составления общегеографических и тематических карт различной тематики и назначения, в том числе для серий карт и атласов;

познакомить с теорией и методологией создания карт общегеографических, природы, социальноэкономических, экологических по различным тематическим направлениям;

научить использовать различные источники для картографирования и осуществлять картографическую интерпретацию результатов съемок местности, данных дистанционного зондирования, баз данных, Интернет-источников и других информационных ресурсов;

обучить методам составления и приемам генерализации конкретных карт;

познакомить с отечественными и зарубежными картографическими произведениями;

дать специальные навыки выполнения комплекса работ по созданию карт и развить творческий подход для разработки новых методов и типов картографических произведений различной тематической направленности с учетом особенностей практического применения.

2. Место модуля в структуре ООП:

Модуль «Географическое картографирование» является базовым в общей профессиональной подготовке специалистов в области картографии и геоинформатики. Модуль входит в раздел «Б.3. Профессиональный цикл» ФГОС ВПО по направлению подготовки «Картография и геоинформатика».

Понимание общих положений, владение навыками географического картографирования необходимо будущим специалистам для выполнения комплекса картосоставительских, редакционных и научно-исследовательских работ. Модуль дает фундаментальные знания и умения в редакционно-составительских работах широкого диапазона.

Для освоения модуля необходимы знания основ картографии: картоведения, математической картографии, геодезических основ карт, фотограмметрии и дистанционного зондирования Земли, дешифрирования аэрокосмических снимков. В современных условиях большая роль принадлежит также знанию материала дисциплин модулей «Геоинформатика» и «Геоинформационное картографирование». Дисциплины модуля должны изучаться студентами после получения базовых знаний разделов географии, изучаемых в модуле «География», общих вопросов картографии, изучаемыми дисциплиной «Картоведение», навыков компьютерной графики, приобретаемых в процессе освоения дисциплин «Оформление компьютерных и электронных карт», после освоения дисциплины «Аэрокосмическое зондирование и фотограмметрия».

Знания и навыки, полученные в ходе изучения дисциплин модуля необходимы для прохождения научно-производственной практики и написания курсовой и итоговой аттестационной работы 3. Требования к результатам освоения модуля:

Процесс изучения дисциплин модуля направлен на формирование следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО:

общепрофессиональных:

уметь использовать навыки работы с информацией из различных источников для решения профессиональных и социальных задач, понимать, излагать и критически анализировать базовую информацию в географии и картографии, обладать способностью использовать теоретические знания на практике (ПК-10);

компетенций в области «картографии»:

владеть профессионально профилированными знаниями в области теоретической и практической картографии и геоинформатики (ПК-12);

знать методы составления, редактирования, подготовки к изданию и издания общегеографических и тематических карт и атласов в традиционной аналоговой и цифровой формах, уметь создавать новые виды и типы карт (ПКвладеть методами и технологиями обработки пространственной географической, в том числе, аэрокосмической информации, применять картографические методы познания в научно-практической деятельности, знать системы полевых и лабораторных методов исследования и моделирования и картографии (ПК-14);

уметь составлять общегеографические и тематические карты, атласы и другие виды картографических произведений с использованием геоинформационных и издательских технологий (ПК-17);

уметь разрабатывать оформление и компьютерный дизайн карт разных видов уметь редактировать картографические произведения на этапах проектирования, составления и издания карт (ПК – 19).

В результате освоения дисциплин модуля обучающийся должен:

Знать:

этапы и принципиальные технологические схемы создания картографических произведений, редакционные документы;

теоретические основы и системные концепции создания карт общегеографических, природы, социально-экономических, экологических;

состояние картографирования по отдельным тематическим направлениям, достоинства и недостатки изданных фундаментальных произведений;

методику проведения проектирования и составления карт разных масштабов, назначения и содержания;

традиционные и перспективные методы создания карт.

Уметь:

составлять и редактировать карты: общегеографические природы, социальноэкономические, экологические с использованием геоинформационных и издательских технологий;

осуществлять целенаправленный сбор материала для создания карт разного масштаба и назначения; использовать ресурсы Интернет для целей картографирования выполнять географическую генерализацию нормативно-цензового и графического характера;

подготавливать карты различно уровня сложности в графических редакторах и ГИС-пакетах;

разрабатывать новые виды и типы карт.

Владеть:

примами целенаправленной обработки пространственной географической и иной информации;

навыками разработки специального содержания и составления различных карт, методами разработки легенд, выбора способов изображения и оформления карт, географической интерполяцией, экстраполяцией, индикационной локализацией.

навыками работы на авторском, составительском и редакторском этапах.

4. Структура и содержание модуля «Географическое картографирование»

Общая трудоемкость модуля составляет 12 зачетных единиц, 432 часа.

Модуль включает пять взаимосвязанных дисциплин: «Общие вопросы проектирования и составления карт», «Общегеографические карты», «Карты природы», «Социально-экономические карты», «Экологические карты».

Структура модуля «Географическое дешифрирование»

ставления карт Дисциплина «Общие вопросы проектирования и составления карт»

4.1.Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины «Общие вопросы проектирования и составления карт» составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.

Распределение разделов дисциплины по видам учебной работы фических произведений оформительские работы 4.2. Содержание разделов дисциплины Предмет и задачи курса. Содержание курса. Связи со смежными дисциплинами.

Проектирование и составление карт как особый вид моделирования. Общие принципы моделирования. Их применение в картографии. Основные этапы создания карт.

Научно-техническое проектирование картографических произведений. Термины и определения. Основные задачи проектирования. Научно-техническая документация: концепции, технические задания, руководства, редакционно-технические материалы. Принципиальные технологические схемы создания карт с использованием ГИСтехнологий и автоматизированных картографических систем.

Редакционная подготовка. Определение назначения карты и предъявляемых к ней требований. Изучение картографируемого региона в целях составления карты. Источники составления карт (картографические материалы, данные ДЗЗ, интернет-ресурсы и др.), их сбор, анализ и обработка.Разработка содержания карты: определение элементов содержания, разработка классификаций, выбор способов отображения. Разработка легенд карт, их виды и принципы построения.Редакционные документы по созданию карты. Разработка программы карты, ее основные разделы. Сущность и задачи редактирования карт.Авторство в картографии.

Составительско-оформительские работы. Особенности процесса составления и порядок его выполнения. Особенности составления цифровых и электронных карт.Картографическая генерализация. Основные факторы, определяющие степень картографической генерализации. Способы картографической генерализации. Контроль и корректура составительских работ. Редактирование в процессе составления карт.

5.Рекомендуемые образовательные технологии При реализации программы дисциплины «Общие вопросы проектирования и составления карт» аудиторные занятия проводятся:

в виде лекций с использованием слайдов и презентаций;

в виде лабораторных работ с использованием программ компьютерной графики и ГИС-пакетов.

Самостоятельная работа студентов подразумевает выполнение работ по редакционной подготовке, составлению карт и их фрагментов.

6.Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов 1. Основные этапы проектирования карты.

2. Проектирование и составление карт как особый вид моделирования. Общие принципы моделирования.

3. Научно-техническая документация по созданию карт, их виды.

4. Принципиальные технологические схемы создания карт.

5. Виды и содержание редакционно-подготовительных работ.

6. Источники составления карт, их сбор, анализ и обработка.

7. Проектирование содержания карты.

8. Структура и содержание редакционных документов по составлению карты.

9. Факторы, влияющие на картографическую генерализацию.

10. Способы картографической генерализации.

11. Порядок составления карты.

12. Контроль составительских работ.

13. Особенности составления цифровых и электронных карт.

14. Редактирование в процессе составления карт.

7.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература:

1. Берлянт А.М. Картография: Учебник для вузов. – 2-е изд. - М.: КДУ, 2010.- 2. Билич Ю.С., Васмут А.С. Проектирование и составление карт. – М.: Недра, 1984.

3. Билибина Н.А., Макаренко А.А., Моисеева В.С. Основные картографические произведения. Проектирование и составление общегеографических карт мелкого масштаба: учебное пособие (ГРИФ УМО по классическому университетскому образованию РФ). – М.: МИИГАиК, 2010. – 24 с.

б) дополнительная литература:

1. Справочник по картографии /Берлянт А.М., Гедымин А.В., Кельнер Ю.Г. и др. – 2. Картографическая изученность России (топографические и тематические карты) /Под ред. А.А.Лютого и Н.Н.Комедчикова. – М.:ИГ РАН, 1999. – 399 с.

3. Сваткова Т.Г. Атласная картография. – М.: Аспект-Пресс, 2002. – 268 с.

Евтеев О.А. Проектирование и составление социально-экономических карт. – 5. Заруцкая И.П., Красильникова Н.В. Проектирование и составление карт. Карты природы. – М.: МГУ, 1989. – 296 с.

6. ГОСТы, стандарты, нормативы [Электронный ресурс]. URL: www.gostrf.com.

в) программное обеспечение:

Компьютерные программы векторной графики, ГИС-пакеты.

8.Материально-техническое обеспечение дисциплины Общегеографические и тематические карты разных масштабов и территорий.

Атласы (общегеографические, социально-экономические, комплексные).

Нормативно-техническая документация по созданию карт (руководства, условные знаки, РТМ и т.п.).

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПООП ВПО по направлению и профилю подготовки 021300 Картография и геоинформатика.

Разработчики программы «Общие вопросы проектирования и составления карт»:

ГАиК), кафедра картографии Московский государственный уни- доцент, к.т.н. Е.Ю. Баева верситет геодезии и картографии (МИИГАиК), кафедра картографии ГАиК), кафедра картографии 4.1.Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

Распределение разделов дисциплины по видам учебной работы 4.2. Содержание разделов дисциплины Введение. Определение, содержание и назначение общегеографических карт. Их место и значение в системе картографирование страны и мира. Классификация общегеографических карт. Организация создания карт.

Топографические карты. Топографические карты суши (ТКС). Математическая основа, масштабный ряд. Собственно-топографические и обзорно-топографические карты. Система условных обозначений, качественные и количественные характеристики отдельных элементов. Действующие нормативные документы. Унификация и стандартизация содержания. Географические принципы отражения отдельных элементов местности и региональных ландшафтов в целом. Роль географической генерализации при крупномасштабном картографировании. Стандартные цензы и нормы отбора и их модификации при передаче особенностей ландшафта. Технология создания ТКС. Содержание этапов проектирования и составление; сквозное редактирование; рабочие редакционные документы. Традиционная и компьютерная схема создания карт. Полевой сбор данных. Сбор, анализ и использование ведомственных материалов. Составление по крупномасштабным источникам. Географические принципы рисовки рельефа при составлении карт различных масштабов. Установление и передача на ТКС географических терминов и названий объектов. Значение ТКС в качестве основной топонимической основы. Обзорно-топографические карты. Назначение и содержание карт от 1: 000 до 1:1 000 000. Обновление содержания ТКС. Задачи и организация работ. Дежурные карты. Определение степени изменения содержания карт и сроков обновления.

Технология работ. Совершенствование ТКС. Географический смысл изменения условных знаков (историческая справка). Возможности передачи местности и динамических черт отдельных объектов. Достижения в технологии создания ТКС. Использование космических съемок, систем слежения за состоянием местности, автоматизированных приемов составления. Развитие цифровой картографии. Издание карт и воспроизводство карт по цифровой модели. Создание специализированных топографических карт с учетом их целенаправленного использования. Этапы топографического картографирования страны (историческая справка), роль и значение ТКС разных масштабов. Современная топографическая изученность страны. Особенности организации топографических работ за рубежом. Отличительные черты содержания карт отдельных стран. Топографическая изученность мира. Международная карта масштаба 1:1 000 000; история создания; состояние работ; особенности содержания. Топографические карты шельфа (ТКШ). Назначение, математическая основа. Содержание карт, особенности изображения различных элементов. Связь ТКС и ТКШ. Методы создания карт. Состояние работ.

Морские навигационные карты. Морские навигационные карты (МНК). Организация картографирования и связь с международными гидрографическими службами.

Классификация карт по назначению. Навигационные и промысловые карты. Содержание карт. Методы создания и обновления. Принципы изображения подводного рельефа и поверхности дна.

Мелкомасштабные общегеографические карты. Мелкомасштабные общегеографические карты. Отличительные черты карт как самостоятельных картографических произведений. Классификация карт по назначению и содержанию. Тематические карты, производные от общегеографических. Проектирование карт. Выбор проекций, масштабов, компоновок. Отбор элементов содержания. Определение полноты содержания и читаемости карты. Выбор источников. Обоснование приемов генерализации по всем элементам содержания. Разработка переломной шкалы. Значение редакционных работ.

Создание редакционных документов различного уровня (программа, указание, планы).

Графические дополнения: макет компоновки, образцы на типичные ландшафты, приемы генерализации. Оформление карты. Обзор и анализ содержания основных мелкомасштабных общегеографических карт (историческая справка). Международная карта мира масштаба 1:2 500 000. История создания, особенности содержании, методы составления и редактирования.

Учебные общегеографические карты. Учебные общегеографические карты. Система школьных карт. Серия карт для высшей школы. Психологические и познавательные принципы выбора математической основы карт, определение содержания и оформления карт. Нормы генерализации, картографические способы изображения отдельных элементов. Новизна содержания и научное значение карт для высшей школы.

Гипсометрические карты. Гипсометрические карты (историческая справка). Становление и развитие русской гипсометрической школы. Требования к изображению рельефа. Геоморфологическое районирование территории (высотные уровни, рельефообразующие процессы, формы рельефа). Орографические схемы. Принципы изыскания и оформление переломных шкал. Образцы генерализации. Методы составительских работ.

Батиметрические карты. Батиметрические карты (историческая справка). Международная практика, карты ГЕБКО. Отечественные батиметрические карты. Механическая и географическая школы изображения подводного рельефа системой изобат.

Отечественные достижения в отражении шельфовой отмели, материкового склона, ложа и рифтовых зон.

Мелкомасштабные специализированные карты. Мелкомасштабные специализированные карты. Полетные, навигационные автодорожные и другие. Сочетание общегеографического и дополнительного содержания. Особенности оформления. Представление в графическом и компьютерном виде.

Общегеографические атласы. Общегеографические атласы (историческая справка). Типы атласов, содержание и оформление. Методика создания атласов, выбор источников, определение детальности. Особенности редакционно-составительских работ при создании системы карт, согласование приемов генерализации. Внутреннее единство атласа как законченного картографического произведения.

Заключение. Значение общегеографических карт в качестве единой государственной картографической основы. Понятие «точности и достоверности» при размещении объектов. Возможности передачи особенностей ландшафтов. Создание международной системы инфраструктуры пространственных данных (ИПД), участие России, формирование банков и баз данных.

5. Рекомендуемые образовательные технологии:

- системный подход к преподаванию и усвоению знаний с учетом технических и человеческих ресурсов и их взаимодействия;

- представлены все три аспекта педагогических технологий: научный, описательный (аналитический), творческий (созидательный).

При чтении данного курса применяются типы лекций, различающиеся по дидактическим задачам: текущие, установочные, обзорные, лекции-консультации, заключительно-обобщающие. Все лекции по количеству иллюстративного материала относятся к виду «лекции-визуализации» (с усиленным элементом наглядности).

Широко используются в учебном процессе активные и интерактивные формы проведения занятий (ролевые игры: составитель-редактор, заказчик-исполнитель, разбор конкретных ситуаций) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. В рамках учебного курса предусмотрены встречи с представителями российских компаний, выступающих на рынке геоинформационных технологий, данных дистанционного зондирования и картографического производства, мастер-классы экспертов и специалистов.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Виды самостоятельной работы: рефераты, картографические проекты, доклады, эссе. Виды контроля самостоятельной работы: оценка рефератов и эссе, аудиторный доклад, представление картографического проекта.

Перечень контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы Организация общегеографического картографирования в России и за рубежом.

Классификация общегеографических карт по масштабу, назначению, использованию.

Система топографических карт в России – отличительные черты.

Полнота отображения элементов местности на топографических картах всего масштабного ряда.

Полевые и камеральные методы создания топографических карт. Этапы работы.