«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 ...»

Понятие нечетких множеств, их использование в ГИС. Экспертные подсистемы, структура подсистемы принятия решений в ГИС и технологии ее функционирования.

Методы обеспечения поддержки принятия решений. Процедуры многокритериальных и многоцелевых оценок.

Дисциплина «Создание геоинформационных систем».

Классификация ГИС по масштабам исследований и сферам приложения. Проектирование и создание проблемно-ориентированных ГИС. Оптимизация выбора используемой модели данных. ГИС как информационная модель территории. Интерфейс пользователя в ГИС. Использование телекоммуникационных сетей. Открытые ГИС.

Техническое и программное обеспечение ГИС. Требования к техническому и программному обеспечению ГИС. Подсистемы реализации ГИСтехнологий и характеристика технических средств ГИС. Технологии ввода графической информации. преобразования форматов данных. Графическая визуализация информации.

Программное обеспечение ГИС. Общая характеристика программных коммерческих ГИС-пакетов. Основные стандартные ГИС-пакеты: структура и особенности функционирования. Создание и применение ГИС. Веб-технологии создания ГИС.

Мультимедийные средства.

Проектирование ГИС.

Разработка ГИС-проекта и этапы создания. Особенности организационного и технического этапов. Задачи менеджера проекта. Функции ГИСадминистратора. Концептуальный и физический этап проектирования. Оценка потребностей пользователей ГИС. Определение требований к результатам, создаваемым в ходе выполнения ГИС-проекта. Общие вопросы проектирования базы данных ГИС. Учет особенностей моделей данных и функциональных средств ГИС.

Блок моделирования в ГИС: операции с цифровой моделью рельефа, построение математико-картографических моделей в ГИС, использование мультимедийных средств.

Специфические особенности проектирования ГИС разных типов: природноресурсных, кадастровых, сетевых, информационно-управленческих (муниципальных, региональных, глобальных).

Дисциплина «Базы пространственных данных»

Построение модели данных: информационное обеспечение ГИС. Структура БД и системы управления базами данных (СУБД) и их функции. Модели баз данных в ГИС.

Этапы проектирования базы данных. Представление пространственных объектов в БД.

Выбор модели пространственной информации.

Системы управления базами данных в ГИС. Задачи и функции СУБД в ГИС. Базовые понятия реляционных баз данных. Понятие множества. Операции над множествами (объединение, пересечение, разность). Конструирование множеств (операция Декартового произведения). Представление множеств в виде таблиц. Понятия домена, атрибута, кортежа и отношения. Реляционные операции над отношениями (проекция, селекция, соединение). Навигационные и вспомогательные (выборка, включение, удаление, обновление) операции над отношениями. Классификация отображений (один - к одному, один - ко - многим, многие - ко - многим). Понятие ключа отношения. Реализация отображений.

Объектно-ориентированные и реляционные структуры БД. Понятие базы геоданных.

Способы оценки качества данных и контроль ошибок. Создание каталогов метаданных. Хранение и обновление данных в ГИС; особенности интеграции разнотипных данных.

Проектирование базы данных. Выбор модели данных. Адекватность модели предметной области и потребностям. Анализ потребностей. Создание схемы предметной области. Отображение схемы предметной области на схему базы данных. Использование реляционных коммерческих СУБД: СУБД DBase, MS Access, Oracle Spatial, MySQL. Унифицированный программный интерфейс ODBC. Технические характеристики. Сетевые базы данных. Распределенные базы данных. Технология клиент-сервер.

SQL серверы. Языки описания данных и языки манипулирования данными. Языки запросов QBE и SQL.

5. Рекомендуемые образовательные технологии Для реализация компетентностного подхода предусматривается использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения аудиторных и внеаудиторных занятий (интерактивного геоинформационного моделирования территорий, оптимизация пространственных размещений объектов, деловых и ролевых игр на примере разбора конкретных ситуаций – 20% объема аудиторных занятий) с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. Предусматриваются встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.

В процессе преподавания дисциплин модуля «Геоинформатика» применяются образовательные технологии лекционно-семинарско-зачетной системы обучения и развития креативного мышления (в том числе методов разбора практических ситуаций). При чтении курсов модуля применяются такие виды лекций, как вводная, обзорная, проблемная, лекция-презентация. Обязательны компьютерные практикумы по разделам (дисциплинам) модуля.

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

Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы по курсу «Геоинформатика»

Чем отличаются типы систем управления базами данных, используемые в ГИС?

Приведите примеры.

В чем заключаются принципиальные отличия и особенности формирования моделей объектов реальности, пространственных объектов, пространственных данных?

Опишите особенности, преимущества и дайте обоснование выбора формата данных.

Каковы основные причины и предпосылки, способствовавшие появлению ГИС?

Каковы основные задачи первых ГИС? Раскройте сущность, структуру, функции Охарактеризуйте показатели качества данных. Как осуществляется цифрование исходных картографических материалов? Как отслеживается точность? Каковы пути устранения последствий ошибок в данных?

Особенности технического и программного обеспечения ГИС.

Задачи и способы географической привязки данных.

Раскройте и сопоставьте базовые понятия информатики: данные, информация, знания Особенности интерфейса пользователя в ГИС. Обоснуйте определение ГИС как 10.

информационной модели территории.

Методы пространственного моделирования:

11.

- назначение каждого из методов - методические особенности - используемые ГИС-технологии Способы учета топологических отношений и представления топологии в БД ГИС.

12.

Сопоставьте возможности реализации векторных и векторно-топологичнских моделей в разных ГИС-пакетах..

Операции оверлея полигонов. Опишите особенности их применения для исследования пространственных взаимосвязей.

14. Каковы основные задачи пространственного моделирования геосистем и принципы их решения (перечислить).

15. Каковы задачи и в чем специфика методов определения местоположения и оптимального размещения объектов 16. Цели и методы моделирования пространственных распределений. Сопоставьте с традиционными картографическими методами 17. Опишите задачи построения статистических поверхностей и проанализируйте специфику применения разных методов моделирования таких поверхностей.

18. В каких случаях необходимо выполнять интерполяцию по ареалам и каковы общие подходы к ее реализации?

19. Почему ГИС является определяющим в системе поддержки принятия решений (СППР) на ситуационном уровне? Каковы основные требования к информации на этом уровне?

20. Каковы цели и методы создания системы поддержки принятия решений (СППР)?

Определение, структура системы, критерии.

21. Чем отличаются методы и технологии многокритериальных и многоцелевых оценок в СППР? Дайте определения и примеры.

по курсу «Создание геоинформационных систем»

1. Классификация ГИС 2. Основные этапы развития ГИС 3. Географические основы ГИС 4. Современное аппаратное и программное обеспечение ГИС 5. Проблемная ориентация ГИС и выбор программного обеспечения.

6. Источники пространственно определенной информации и их интеграция.

7. Модели данных и функциональные средства ГИС 8. Возможности ГИС, основанных на растровых моделях пространственных данных 9. Организация информации в ГИС 10. Оценка потребностей пользователей ГИС 11. Особенности этапов проектирования ГИС.

12. Функции менеджера ГИС-проекта..

13. Оценка эффективности создаваемой ГИС 14. Структура экспертной подсистемы ГИС по курсу «Базы пространственных данных»

Иерархическая модель данных. Предпосылки возникновения и использования. Исторический экскурс. Актуальность модели в настоящее время. СУБД ADABAS.

Сетевая модель данных. Предпосылки возникновения и использования. Исторический экскурс. Актуальность модели в настоящее время. Стандарт КОДАСИЛ.

Реляционная модель данных. Причины абсолютного доминирования над иерархической и сетевой моделями данных.

Базы географических данных - в чем особенность понятия "база географических данных" по сравнению с другими типами баз данных?

- что такое модель базы данных, почему она важна для проектирования базы геоданных?

Какие свойства реляционной модели обусловили ее широкое распространение?

Каковы основные функции СУБД ?

Обзор современных SQL управляемых СУБД Причины возникновения и эволюция языка SQL.

9. Язык QBE. Сравнение возможностей с языком SQL.

10. Архитектура СУБД клиент-сервер. Слабые и сильные стороны. Области применения.

11. Объектно-ориентированные базы данных: области применения и стандарты.

12. Поддержка пространственно-ориентированных запросов в СУБД Oracle и MySQL.

13. Блокировки, транзакции и восстановление данных в распределенных СУБД.

14. Архитектура представления данных ANSI/X3/SPARC.

15. Инфологические модели данных. Базы знаний.

1. Проблемно-ориентированные ГИС и модели данных. ГИС: а) экологические, б) кадастровые, в) муниципальные и др.

2. Методы тематического согласования информации в ГИС.

3. Понятия нечетких географических объектов и нечетких множеств. Использование метода нечетких множеств при тематическом согласовании слоев 4. Задачи и способы функционирования системы принятия решений в ГИС. Типовая структура экспертной подсистемы ГИС.

5. Проектирование ГИС. Создание ГИС-проектов 6. Задачи и способы проектирования и функционирования и картографической БД в структуре ГИС.

7. Базовые принципы и технологии применения пространственных моделей.

8. Задачи, структура и компоненты инфраструктуры пространственных данных 9. Обзор современных SQL управляемых СУБД (4) 10. Базы знаний: задачи создания и использования.

11. Расширения языка SQL для обеспечения выполнения пространственных запросов в СУБД пространственных данных (СУБПД).

12. Индексные структуры, используемые в СУБПД для ускорения выполнения запросов по пространственным данным.

13. СУПБД с поддержкой стандартов OGC (The Open Geospatial Consortium, Inc).

14. Новые функциональные возможности СУБПД: аналитические запросы, пространственные измерения, манипулирование пространственными данными (построение буферных зон, пересечение объектов и т. д.), пространственные предикаты;

1. Геоинформатика и ее взаимосвязи с науками о Земле.

2. Определения и задачи геоинформатики 3. Общее представление о ГИС: история развития, сущность, структура, функции 4. Концептуальные модели реальности и пространственной информации 5. Модели пространственных данных 6. Структура баз данных и модели СУБД 7. Классификация ГИС 8. Модели данных в разных проблемно-ориентированных ГИС 9. Информационное обеспечение ГИС. Типы источников данных 10. Проектирование географических баз и банков данных 11. Представление географической информации в базах данных 12. Графическая визуализация информации 13. ГИС и информационно-аналитические модели территории 14. Оценка качества и особенности интеграции разнотипных данных 15. Базовые функции программного обеспечения ГИС 16. Географическая привязка данных 17. Понятия: данные, информация, знания 18. Интерфейс пользователя в ГИС 19. Структура и функции экспертных подсистем ГИС 20. Особенности представления и хранения пространственной и атрибутивной инфор- мации о географических объектах 21. Преобразования форматов данных (конвертирование) 22. Способы хранения и преобразования векторных данных (вычисление длин, площадей, определение взаимоположения точек, линий и полигонов) 23. Учет топологических отношений объектов и представление топологии в БД 24. Операции оверлея полигонов и их использование при исследовании взаимосвязей 25. Хранение и преобразования растровых данных. Операции с растровыми слоями 26. Иерархические структуры данных: дерево квадрантов 27. Задачи и методы пространственного анализа в ГИС 28. Принципы и способы пространственного моделирования 29. Методы определения местоположения и оптимального размещения 30. Методы пространственной интерполяции. Моделирование статистических 25. Моделирование пространственных распределений 26. Операции с цифровой моделью рельефа 27. Триангуляционные модели (построение и использование) 28. Методы тематического согласования слоев информации в ГИС 29. Использование метода нечетких множеств при тематическом согласовании слоев 30. Задачи и способы функционирования системы принятия решений в ГИС 31. Блок моделирования ГИС, примеры построения математико-картографических моделей в ГИС; гидрологические приложения 32. Основные коммерческие ГИС-пакеты: структура и особенности функционирования по курсу «Создание геоинформационных систем»

1. Классификация ГИС по типам и задачам использования.

2. Требования к техническому и программному обеспечению ГИС.

3. Подсистемы ГИС.

4. Технологии ввода графической информации.

5. Графическая визуализация информации.

6. Общая характеристика программных коммерческих ГИС-пакетов.

7. Оценка функциональности ГИС-пакета.

8. Базовые принципы создания и применения ГИС.

9. Общие вопросы проектирования базы данных ГИС.

10. Особенности проектирования подсистемы анализа и моделирования в ГИС.

11. Операции с цифровой моделью рельефа в ГИС.

12. Использование мультимедийных средств.

13. Веб-технологии создания ГИС.

14. ГИС и Интернет-технологии Построение модели данных: информационное обеспечение ГИС.

Представление пространственных объектов в БД.

Системы управления базами данных в ГИС.

Этапы проектирования базы пространственных данных.

Разработка содержания базы данных ГИС.

Индексирование данных. Первичные и внешние ключи.

Использование внешних ключей для создания связей между таблицами. Правила обновления и удаления данных в связанных таблицах.

Проектирование и создание таблиц БД в среде СУБД Access.

Типы запросов. Создание запросов на выборку в среде СУБД Access.

Создание вычисляемых полей в запросах.

10.

Понятие о базе данных и системе управления СУБД. Функции СУБД.

11.

Схема данных и схема БД. Языки описания и манипулирования данными.

12.

Концептуальная и логическая модели данных 13.

Модель "сущность-связь". Классификация отображений.

14.

Реляционная модель данных.

15.

Язык SQL. Спецификации описания данных и операторы манипулирования 16.

Распределенная обработка данных. Модель клиент-сервер. Файловый сервер 17.

Понятие базы геоданных.

18.

Технологии интеграции разнотипных данных в БД ГИС.

19.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля «Геоинформатика»

Основная литература Берлянт А.М. Геоиконика. М., "Астрея", 1996, 208 с.

Берлянт А. М. Теория геоизображений. М.: ГЕОС, 2006. 262 с.

Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов/Под ред. А.М. Берлянта, А.В. Кошкарева. М.: ГИС Ассоциация, 1999. 204 с.

Геоинформатика: (в 2 кн.) / Под ред. В. С. Тикунова. М.: Издательский центр «Академия», 2010. Кн. 1– 400 с., Кн. 2 – 432 с.

Дейт К. Введение в системы баз данных, 6-е-издание. –СПб.: Издательский дом «Вильямс», 2000. – 848с.

Картоведение /под ред. А. М. Берлянта. М.: Аспект-Пресс, 2003, 477 с Книжников Ю. Ф., Кравцова В. И., Тутубалина О. В. Аэрокосмические методы географических исследований. М.: Изд. Центр Академия, 2004. 336 с.

Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учебносправочное пособие. /Российская академия наук. Институт Географии. М.: ИГЕМ РАН.

2000, 76 с.

Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС. Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Под ред. А.М. Берлянта. М.: Изд-во ООО ИНЕКС-92, 2002, 140 с.

Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков: учебник. М.: КДУ, 2008, 424 с.

Лурье И. К. Косиков А. Г. Теория и практика цифровой обработки изображений М.:

Изд-во Научный мир, 2003, 168 с.

Серапинас Б. Б. Основы спутникового позиционирования. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 84 с.

Серапинас Б.Б. Геодезические основы карт. М., Изд. МГУ, 2001, 132 с.

Шекхар Шаши, Чаула Санжей. Основы пространственных баз данных. М.: КУДИЦОБРАЗ. 2004.-330 c.

Дополнительная литература:

Взаимодействие картографии и геоинформатики. /Под ред. А.М. Берлянта и О.Р.

Мусина. М.: Научный Мир, 2000. 192 с.

География, общество, окружающая среда. Том VII «Картография, геоинформатика, аэрокосмическое зондирование». / Под ред. А. М. Берлянта, Ю. Ф. Книжникова. М.:

Изд. Дом «Городец», 2004. 24 с. +32 с. цв ГОСТ Р 52571—2006 «Географические информационные системы. Совместимость пространственных данных. Общие требования». М.: ИПК Изд-во стандартов. ГОСТ Р 53339-2009 «Данные пространственные базовые. Общие требования».

[сайт] / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. URL:

http://protect.gost.ru ДеМерс М.Н. Географические информационные системы. Основы. Пер. с англ. М.:

Дата+, 1999. 490 с.

Капралов Е.Г. Типичные ошибки цифровых карт // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации. Москва, ГИС-Ассоциация №5(7), 1996, С. Королев Ю. К. Общая геоинформатика. Ч. 1. «Теоретическая геоинформатика». М.:

ООО Дата+, 1998. 118 с.

Сербенюк С.Н. Картография и геоинформатика - их взаимодействие /Под ред. В.А.

Садовничего. -М.: Изд-во Моск. ун-та,1990. 159 с.

Скворцов А.В. Геоинформатика в дорожной отрасли / А.В.Скворцов, П.И.Поспелов, А.А.Котов. — М.: Изд-во МАДИ (ГТУ), 2005. — 250 с Хромых В.В., Хромых О.В. Цифровые модели рельефа. -2009.

Burrough P. A. and McDonnell R. A. Principles of Geographical Information Systems.

Oxford University Press, 1998. 333 p.

Jones C. Geographical Information Systems and Computer Cartography. Longman Limited, 1997. 319 p.

Marble D. F. and oth. Computer software for spatial data handling (3 vols). Ottawa, Canada, 1981. 1043 p.

Plewe B. GIS Online: Information Retrieval, Mapping, and the Internet. Geoinformation International, Cambridge, UK, 1997. 311 p.

Robinson A. H., Morrison J. L., Muchrcke P. C., Kimerling A. J., Guptil S. C. Elements of Cartography, 6th ed. New York Wiley & Sons, 1995. 450 р.

Tobler W. Map Transformation of Geographical Space. Unpublished PhD dissertation, Univ. Of Washington, 1961. 84 p.

Zadeh L. A. Fuzzy sets / Information and Control, №8. 1965. Р. 338- Дисциплина «Создание геоинформационных систем»

Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов/Под ред. А.М. Берлянта, А.В. Кошкарева. М.: ГИС Ассоциация, 1999. 204 с.

Геоинформатика: (в 2 кн.) / Под ред. В. С. Тикунова. М.: Издательский центр «Академия», 2010. Кн. 1– 400 с., Кн. 2 – 432 с.

ДеМерс М.Н. Географические информационные системы. Основы. Пер. с англ. М.:

Дата+, 1999. 490 с.

Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС. Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Под ред. А.М. Берлянта. М.: Изд-во ООО ИНЕКС-92, 2002, 140 с.

Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков: учебник. М.: КДУ, 2008, 424 с.

Томлинсон Р.Ф. Думая о ГИС. Планирование географических информационных систем: руководство для менеджеров. Пер. с англ. М.: Дата+, 2004. 325 с.

Дополнительная литература:

ГОСТ Р 52571—2006 «Географические информационные системы. Совместимость пространственных данных. Общие требования». М.: ИПК Изд-во стандартов. ГОСТ Р 53339-2009 «Данные пространственные базовые. Общие требования».

[сайт] / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. URL:

http://protect.gost.ru ГИС «Черное море». / Под ред. А. М. Берлянта, В. О. Мамаева, О. Р. Мусина. М.:

Астрея, 1999. 59 с.

ДеМерс М.Н. Географические информационные системы. Основы. Пер. с англ. М.:

Дата+, 1999. 490 с.

Интернет для географов. / Под ред. О.А.Блинковой. Харьков, Kharkiv University Press, 2003. 137 с.

Королев Ю. К. Общая геоинформатика. Ч. 1. «Теоретическая геоинформатика». М.:

ООО Дата+, 1998. 118 с.

Кошкарев А. В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учебносправочное пособие. / Российская академия наук. Институт Географии. М.: ИГЕМ РАН, 2000. 76 с.

Электронная Земля, Электронная Россия, Электронная Москва: методология и технология // Материалы Первого Общероссийского научно-практического семинара. М.:

ИПИ РАН, 21-22 мая 2002 г. 144 с.

Plewe B. GIS Online: Information Retrieval, Mapping, and the Internet. Geoinformation International, Cambridge, UK, 1997. 311 p.

Дисциплина «Базы пространственных баз данных»

Основная литература Дейт К. Введение в системы баз данных, 6-е-издание. –СПб.: Издательский дом «Вильямс», 2000. – 848с.

Диго С.М. Проектирование и использование баз данных. - М.: Финансы и статистика, 1995. - 208 с.

Мейер М. Теория реляционных баз данных. - М.: Мир, 1987. - 608 с.

Ульман Д. Основы систем баз данных. - М.: Финансы и статистика, 1983.

Цикритизис Д., Лоховски Ф. Модели данных. - М.: Финансы и статистика, 1985.

Шекхар Шаши, Чаула Санжей. Основы пространственных баз данных. М.: КУДИЦОБРАЗ. 2004.-330 c.

Zeiler M. Modeling our World. The ESRI Guide to Geodatabase Design. ESRI Inc, 1999.

p. 199 («Моделирование нашего Мира». Пер. с англ. М.: Дата+, 2001. 254 с.) Дополнительная литература Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. - М.: Финансы и статистика, 1983. - 320 с.

Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. М.: Финансы и стати-стика, 1989. - 351 с.

Васкевич Д. Стратегии клиент/сервер. - Киев: Диалектика, 1997.

Гилуа М.М. Множественная модель данных в информационных системах. - М.:

Наука, 1992.

Грабер М. Справочное руководство по SQL. - М.: Лори, 1997. - 291 с.

Нагао М., Катаяма Т., Уэмура С. Структуры и базы данных. - М.: Мир, 1986. - 197 с.

Тиори Т., Фрай Д. Проектирование структур баз данных. В 2 кн., - М.: Мир, 1985.

Кн. 1. - 287 с.: Кн. 2. - 320 с.

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы :

MySQL Community Server. Свободно распространяемая реляционная СУБД.

http://www.mysql.com/downloads/ Connector/ODBC. Стандартный ODBC драйвер для СУБД MySQL.

http://www.mysql.com/downloads/ MySQL Workbench. Интерактивное средство для управления сервера MySQL и работы с данными базы данных. http://dev.mysql.com/downloads/workbench/ МакКой Д., Джонстон К. ARCGIS9 Spatial Analyst. Руководство пользователя / ESRI Inc, 2001. / Пер. с англ. М.: Дата+, 2002. 216 с.

Руководство по использованию СУБД MySQL и спецификация языка SQL.

http://dev.mysql.com/doc/ Лицензионные ГИС-пакеты с руководствами для пользователей:

ArcGIS уровень ArcINFO с приложениями, Mapinfo Professional, ArcView 3.x.(все ESRI Inc, США), GeoMedia (Intergraph Corp., США), GGIS (свободно распространяется под лицензией GNU General Pudlic) 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) 43. Учебная аудитория на 25 мест с мультимедийным проектором для проведения лекционных и семинарских занятий 44. Компьютерный класс с компьютерами, организованными в локальную сеть 45. Выделенный компьютер, функционирующий в режиме сервера баз данных/сервера приложений 46. Учебные ГИС, учебный фонд цифровых карт и снимков, компьютерные средства экспертной оценки результатов самостоятельной работы (сопоставление с Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПООП ВПО по направлению подготовки «Картография и геоинформатика»

Разработчики:

МГУ имени М.В.Ломоносова, зав.кафедрой картографии МГУ имени М.В.Ломоносова, научный сотрудники Эксперты (представители работодателей):

Кубанский Государственный зав. кафедрой картографии и А.В. Погорелов информационных технологий и телекоммуникаций «ИНФОРМИКА»

Программа модуля «Геоинформатика» одобрена на заседании УМС по географии УМО по классическому университетскому образованию от 19 февраля 2011 года, протокол № 1.

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЯ

«Геоинформационное картографирование»

Рекомендуется для направления подготовки 021300 Картография и геоинформатика Квалификация (степень) выпускника бакалавр 1. Цели освоения модуля Фундаментальная подготовка специалистов высшей квалификации в области картографии на основе современных компьютерных и информационных технологий.

Овладение теоретическими представлениями и практическими навыками применения геоинформационных технологий, географических баз данных и знаний для создания и использования тематических и общегеографических карт, получение студентами навыков моделирования тематического содержания карт в научной и практической деятельности, а также формализованное использование картографических моделей при проведении географических исследований, овладение навыками оформления картографических произведений и правилами их практического применения при проектировании различных карт и атласов.

2. Место модуля в структуре ООП:

«Геоинформационное картографирование» – один из базовых модулей профессиональной части ООП бакалавриата. Модуль дает фундаментальные знания в области современной картографии как науки, технологии и производственной деятельности.

Для освоения материала разделов модуля необходимы знания информатики и компьютерных технологий, географии и картографии, полученные в курсах «Информатика.

ГИС в географии», «Картоведение», «Математическая картография», «Геодезические основы карт», а также в курсах «Высшая математика и основы программирования», «Дешифрирование аэрокосмических снимков». Освоение разделов модуля необходимо для освоения ряда программ модуля «Географическое картографирование», для выполнения производственной практики и написания выпускной работы.

3. Требования к результатам освоения дисциплин модуля:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

- владение базовыми знаниями фундаментальных разделов математики, в объеме, необходимом для владения математическим аппаратом географических наук и картографии, для обработки информации и анализа географических и картографических данных (ПКвладение базовыми знаниями в области информатики, геоинформатики и современных геоинформационных технологий: способность использовать программные средства и работать в компьютерных сетях, создавать базы данных и использовать ресурсов Интернет, использовать геоинформационные технологии для картографирования (ПК-2);

- способность использовать навыки работы с информацией из различных источников для решения профессиональных и социальных задач, способность понимания, изложения и критического анализа базовой информации в географии и картографии, использования теоретических знаний на практике (ПК-10);

- владеть 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);

- обладать базовыми знаниями в области компьютерных и мультимедийных технологий, уметь создавать базы данных и использовать ресурсы Интернет для целей картографирования, получения и обработки снимков; владеть средствами глобального позиционирования (ПК-15);

- владеть методами составления общегеографических и тематических карт, атласов и других видов картографических произведений с использованием геоинформационных и издательских технологий (ПК-17);

- способность разрабатывать оформление и компьютерный дизайн карт разных видов (ПК-18);

- владение технологией Интернет-картографирования и Веб-картографирования, способность развивать системы геотелекоммуникации (ПК-23).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: теоретические положения геоинформационного картографирования как программно управляемого создания и использования карт на основе ГИС и баз картографических данных и знаний, информационно-картографического моделирования геосистем и как отрасли картографии.

Уметь: уметь создавать картографические базы и банки данных, разрабатывать картографический дизайн в ГИС-пакетах и использовать ресурсы Интернет для целей картографирования Владеть: базовыми знаниями в области информатики, компьютерных и мультимедийных технологий, программных средств, методов работы в компьютерных сетях, ГИС- технологиями картографирования и моделирования, методами оформления компьютерных и электронных карт.

4. Структура и содержание модуля «Геоинформационное картографирование»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц 288 часов.

СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЯ

Введение Дисциплина «Геоинформационное картографирование».

Основные положения и задачи геоинформационного картографирования.

Определения, особенности и задачи геоинформационного картографирования (ГК);

взаимосвязь положений геоинформатики и ГК. Основные этапы развития методов и средств автоматизации в картографии. ГИС-технологии (геокодирование, оверлей, пространственные запросы, построение буферных зон и др.) в геоинформационном картографировании: Географические основы ГК. Структура системы геоинформационного картографирования.

Получение и представление данных в системах ГК. Источники данных геоинформационного картографирования. Устройства и методы цифрования карт. Модели и форматы пространственных данных, обменные форматы. Задачи проектирования БД для геоинформационного картографирования. Принципиальные отличия картографических БД и БД ГИС. Представление точечных, линейных и площадных объектов в БД и на цифровой карте. Связь параметров цифрования с масштабом и уровнем генерализации карт. Понятие мультимасштабного картографирования. Технологии вывода картографических изображений: электронные и компьютерные карты; графические стандарты; спецификация цвета и цветовые палитры. Понятие качества цифровой карты. Интернет-картографирование. Использование инфраструктуры пространственных данных в картографии. Принципы создания открытой цифровой картографической основы и ее использование при создании различных тематических карт.

Методы геоинформационного картографирования. Методы создания общегеографических и тематических компьютерных карт. Преобразование систем координат картографических изображений при известных и неопределенных проекциях. Методы классификации показателей для анализа и картографического отображения; получение интегрированных показателей. Создание аналитических карт по данным атрибутивных таблиц БД. Создание тематических карт на основе методов пространственного моделирования. Реализация картометрических функций (алгоритмы определения пересечения линий подсчета длин линий и площадей замкнутых контуров; определение положения центральной точки, определения корреляционных связей и др.). Автоматизированная генерализация тематических карт: семантическая и геометрическая генерализация;

элементы генерализации линий; использование теории фракталов. Методы визуализации пространственных данных: построение электронной и компьютерной карт; качественные и количественные шкалы и методы их построения в ГИС на основе атрибутивных данных.

Автоматизированное составление тематических карт на основе данных дистанционного зондирования. Методы компьютерной обработки снимков для создания тематической карты: формирование цифрового снимка, определение признаков дешифрирования. Принципы алгоритмов компонентного анализа, классификации и кластеризации и их применение для создания тематических карт. Построение карт динамики явления (объектов) по картам и снимкам, применение методов анимации.

Использование современных ГИС-пакетов в целях геоинформационного картографирования. Структура, терминология и функциональные возможности картографических пакетов программ, их сопоставление. Создание картографических (тематических) слоев на основе картографических и табличных баз данных. Способы редактирования картографических слоев. Способы построения выборок объектов разных тем. Установка картографических свойств (проекций); создание компоновки карты.

Дисциплина «Проектирование картографических баз данных».

Общие положения. Структура и содержание картографической БД (КБД). Требования к КБД. Концептуальный уровень проектирования картографической БД. Состав и локализация слоев для общегеографического и тематического картографирования.

Общность и отличия методик проектирования КБД и атласов комплексного картографирования территории.

ГИС-технологии создания КБД. Технологии пространственного и тематического согласования картографических слоев. Технологии оценки качества цифровых карт;

стандарты и наставления. Построение и контроль топологических отношений объектов на цифровых картах. Понятие топологически корректного создания цифровой карты.

Методы построения и визуализации топологических баз данных. Создание баз геоданных для мультимасштабного картографирования. Технологии интеграции данных из разных источников в картографической БД. Проектирование КБД для создания электронных атласов.

Дисциплина «Математико-картографическое моделирование»

Теоретические основы математико-картографического моделирования. Роль математико-картографического моделирования в структуре "создание-использование карт". Основные теоретические концепции картографии и картографическое моделирование. Серии тематических карт и комплексные атласы как модели географических систем. Система способов моделирования тематического содержания аналитических, синтетических и комплексных карт. Классификация элементарных моделей конструирования тематического содержания карт.

Модели структуры явлений. Понятие модели структуры пространственных и содержательных характеристик явлений. Назначение моделей пространственного размещения точечных объектов. Особенности "гравитационных" моделей структуры явлений. Модели аппроксимации поверхностей пространственных характеристик явлений.

Модели снижения размерности многомерных географических данных» в комплексных моделях многомерных классификаций. Области приложения моделей типологических и оценочных характеристик географических систем. Особенности классификаций с использованием теории нечетких множеств.

Модели взаимосвязей явлений. Методы моделирования взаимосвязей пространственных и содержательных характеристик явлений. Сущность информационных моделей взаимосвязей пространственных характеристик явлений. Корреляционные модели взаимосвязей пространственных характеристик явлений. Таксономические модели взаимосвязей содержательных характеристик явлений.

Модели динамики явлений. Методы моделирования динамики пространственного распространения и содержательного развития явлений. Отображение динамики географических объектов на картах. «Гравитационные» модели динамики пространственного распространения явлений. Стохастическое моделирование пространственного распространения явлений. Диффузионные модели пространственного распространения явлений. Особенности применения Марковских и регрессионных моделей для характеристики динамики содержательного развития явлений.

Создание анаморфированных изображений. Понятия «анаморфоза», «картоид»

и «мысленные карты». Методы создания анаморфоз. Применение методов механической и электрической аналогии для создания анаморфоз. Фотографический и численные методы получения анаморфоз. Особенности создания и использования анаморфоз в географических исследованиях.

Конструирование сложных моделей. Задачи создания сложных моделей. Оценка достоверности моделирования. Многовариантность моделирования. Примеры построения сложных моделей.

Организация процессов математико-картографического моделирования.

Информационная обеспеченность моделирования тематического содержания карт. Вопросы достоверности моделирования. Картографирование оценок достоверности моделирования. Многовариантность моделирования тематического содержания карт. Содержательно-географический анализ результатов моделирования. Роль технических средств в моделировании тематического содержания карт. Перспективы развития математико-картографического моделирования.

Дисциплина «Оформление компьютерных и электронных карт»

Общие положения. Понятие о растровой и векторной графике. Форматы графических файлов. Математические основы векторной графики и структура векторной иллюстрации.

Методы построения картографических знаков. Основные элементы векторной графики. Освоение инструментов рисования при создании картографических знаков (в программных средах CorelDRAW и Adobe Illustrator). Операции с векторными объектами (выравнивание, размещение по горизонтали и вертикали, группировка, дублирование, копирование, удаление перемещение и масштабирование). Работа со слоями.

Присвоение параметров слоям, группам и объектам. Использование различных приемов для построения картографических знаков: создание знаков из графических примитивов; оцифровка растровых изображений; использование различных инструментов рисования и трансформации объектов, имеющихся в графических программных пакетах.

Картографические шрифты и надписи на картах. Термин шрифт и другие специальные термины, основные элементы начертания и единицы измерения шрифтов.

Основные группы компьютерных шрифтов, форматы и гарнитуры шрифтов. Шрифтовая нагрузка карт, размещение надписей на картах.

Создание картографических основ в графических программных пакетах. Основные правила и инструменты построения и редактирования прямых и кривых линий.

Понятие о кривых Безье. Типы опорных точек. Создание произвольных замкнутых контуров с использованием разного количества опорных точек. Использование комбинированных и составных контуров. Инструменты трансформирования векторных объектов. Создание и сохранение элементов штриховки. Библиотеки штриховок. Типы кистей. Изменение параметров кисти и создание новых кистей. Библиотеки кистей Цветовое оформление карт. Понятие цвета. Роль цвета на карте. Передача цветом качественных и количественных различий, динамики явлений. Отображение цветом логических связей и соподчиненности категорий объектов. Выделение цветом главного и второстепенного содержания карт, приемы многоплановости. Учет требований технологии издания карт в цветовом оформлении.

Цветовые модели и цветовые палитры. Атрибуты цвета, аддитивные и субтрактивные цвета. Основные цветовые модели, цветовой охват. Цветовые палитры и цветовые стили, плашечные цвета. Принципы построения цветовых шкал для карт разных типов. Выбор и создание цвета для графических объектов и контуров в программных пакетах CorelDRAW и Adobe Illustrator.

Цветовая и светотеневая пластика на картах. Сущность цветовой пластики Зрительное восприятие послойной окраски. Принципы построения гипсометрических шкал. Сущность светотеневой пластики. Элементы светотени и закономерности ее распределения. Графические приемы светотеневого изображения. Компьютерные технологии светотеневой пластики.

Методы проектирования систем знаков для карт разного тематического содержания. Проектирование систем знаков в зависимости от масштаба, назначения и характера использования карт. Применение художественных элементов, изобразительной символики в цвете и рисунке знаков, ассоциативных моментов, эффектов цветовой и светотеневой пластики при проектировании знаков. Методы проектирования систем знаков для карт разного тематического содержания. Взаимосвязь оформления географической основы и тематического содержания карты.

Внешнее оформление картографических произведений. Приемы композиции элементов общего оформления картографических произведений. Взаимосвязь общего оформления с назначением картографических произведений.

5. Рекомендуемые образовательные технологии Для реализации компетентностного подхода предусматривается использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения аудиторных и внеаудиторных занятий (интерактивного геоинформационного картографирования территорий, оптимизация пространственных размещений объектов, деловых и ролевых игр на примере разбора конкретных ситуаций – 20% объема аудиторных занятий) с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. Предусматриваются встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов. В рамках учебного курса предусмотрено проведение практических занятий представителями российских компаний-дистрибьюторов ГИС-программного обеспечения.

В процессе преподавания дисциплин модуля «Геоинформационное картографирование» применяются образовательные технологии лекционно-семинарско-зачетной системы обучения и развития креативного мышления (в том числе методов разбора практических ситуаций). При чтении курсов модуля применяются такие виды лекций, как вводная, обзорная, проблемная, лекция-презентация. Обязательны компьютерные практикумы по дисциплинам модуля.

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

Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы по курсам «Геоинформационное картографирование» и «Создание картографических баз данных»

1. Понятия картографических баз и банков данных. Базовые особенности.

2. Каковы характерные особенности ГК?

3. В чем состоит отличие цифровых представлений пространственных данных объектов реальности в БД ГИС и цифровых картах?

4. Каковы географические основы геоинформационного картографирования?

5. Каковы принципы выбора основы и базовой карты для создания КБД 6. Технологии создания и визуализации электронных и компьютерных карт.

7. Методы контроля качества цифровых карт. Общие требования к качеству цифровых карт 8. Способы создания картографических слоев БД на основе табличных баз данных 9. Способы создания тематических карт по данным атрибутивных таблиц 10. Концептуальный уровень проектирования картографической базы данных.

11. Различия в технологиях создания общегеографических и тематических компьютерных карт 12. Способы картографического отображения распределений тематических показателей 13. Методы классификации при создании тематических карт. Разработка легенды.

14. Способы картографического отображения особенностей размещения явлений 15. ГИС-технологии обработки данных при создании картограмм 16. Понятие цифровой карты-основы (ЦКО) и технологии ее создания.

17. Методы геоинформационного картографирования (перечислить и дать краткое описание) 18. Способы отображения картографических слоев в ГИС-пакетах. Способы построения выборок объектов разных тем.

19. Способы установки картографических свойств цифровой карты.

20. Проектирование структуры и содержания мультимасштабной БД.

по курсу «Математико-картографическое моделирование»

1. В чем состоит роль математико-картографического моделирования в структуре "создание-использование карт"?

2. В чем отличия между основными концепциями картографии - модельнопознавательной, информационной, языковой?

3. Почему серии тематических карт и комплексные атласы могут рассматриваться как модели географических систем?

4. Охарактеризуйте систему способов моделирования тематического содержания аналитических, синтетических и комплексных карт.

5. Как классифицируют элементарные модели конструирования тематического содержания карт?

6. Что такое модели структуры пространственных и содержательных характеристик явлений»?

7. Каково предназначение моделей пространственного размещения точечных объектов?

8. В чем особенности "гравитационных" моделей структуры явлений?

9. В чем сущность моделей аппроксимации поверхностей пространственных характеристик явлений?

10. Какова роль «моделей снижения размерности многомерных географических данных» в комплексных моделях многомерных классификаций?

11. Поясните области приложения моделей типологических и оценочных характеристик географических систем.

12. В чем особенности классификаций с использованием теории нечетких множеств?

13. Что такое «модели взаимосвязей пространственных и содержательных характеристик явлений»?

14. Объясните сущность информационных моделей взаимосвязей пространственных характеристик явлений.

15. Объясните сущность корреляционных моделей взаимосвязей пространственных характеристик явлений.

16. В чем особенности создания корреляционных и таксономических моделей взаимосвязей содержательных характеристик явлений.

17. Что такое «модели динамики пространственного распространения и содержательного развития явлений»?

18. Как отображается динамика географических объектов?

19. Что такое "гравитационные" модели динамики пространственного распространения явлений?

20. В чем суть стохастического моделирования пространственного распространения явлений?

21. Какова специфика диффузионных моделей пространственного распространения явлений?

22. Объясните особенности применения марковских и регрессионных моделей для характеристики динамики содержательного развития явлений.

23. Что такое «анаморфозы, картоиды и мысленные карты»?

24. Каковы методы создания анаморфоз?

25. Поясните особенности создания и использования анаморфоз в географических исследованиях.

26. В чем заключается роль сложных моделей.

27. Как оценивается достоверность моделирования?

28. В чем проявляется многовариантность моделирования 29. В чем Вы видите перспективы развития математико-картографического моделирования?

по курсу «Оформление компьютерных и электронных карт»

1. Какие виды компьютерной графики вы знаете?

2. Какой вид графики стоит применять при составлении (изготовлении) карт или фрагментов карт?

3. Какой вид графики следует использовать при обработке фотографий и почему?

4. Какие программы предоставляют больше возможностей работы со шрифтами: растровые или векторные?

5. Какие типы графических форматов вы знаете?

6. Какие из растровых графических форматов универсальны?

7. Какой формат используется для переноса векторных форматов между разными программами и платформами?

8. Какие типы сжатия используются в форматах изображений?

9. Перечислите известные Вам алгоритмы сжатия. Поясните принцип их действия 10. Какие векторные графические программы вы знаете?

11. Какова структура векторного рисунка? Разложите какой либо векторный рисунок на составляющие (от самого рисунка до его низших составляющих) 12. Каковы свойства объектов?

13. Что вы можете сказать о графических примитивах (формах)?

14. Что такое кривые Безье?

15. Назовите основные свойства контуров 16. Что собой представляет открытый (закрытый контур)? Нарисуйте их.

17. Приведите примеры выполнения логических операций над объектами (нарисуйте последовательно исходные и комбинированные объекты) 18. В чем отличие цветовых моделей от цветовых режимов?

19. В каких случаях применяется плашечная схема печати, а в каких - триадная?

20. Как вы понимаете такие понятия компьютерной графики, как слои и объекты?

21. Какая цветовая модель является субтрактивной? Аддитивной?

22. Какой цвет даст сумма всех основных цветов в RGB-модели?

23. Чем определяется качество изображения?

24. Расшифруйте следующие единицы измерения: dpi, ppi, lpi 25. Что такое векторная графика и каковы ее задачи?

26. Какие виды заливок Вам известны?

Примерная тематика рефератов Оценка качества цифровых карт.

27.

Методы проектирования картографических баз данных.

28.

Способы автоматизированной картографической генерализации.

29.

Мультимедийные средства геоинформационного картографирования.

30.

Интернет-картографирование.

31.

Инфраструктура пространственных данных и картография 32.

Концепции цифровой картографии.

33.

Методы электронной картографической визуализации.

34.

Роль математико-картографического моделирования в географических науках.

35.

Проблема оптимизации способов моделирования тематического содержания аналитических, синтетических и комплексных карт.

Моделирование географических систем.

37.

Модели структуры, взаимосвязей и динамики географических явлений.

38.

Сложные математико-картографические модели.

39.

Серии компьютерных карт – как модели геосистем.

40.

Атласные информационные системы.

41.

Возможности применения анаморфоз в географических исследованиях.

42.

43. Возможности оценки достоверности моделирования.

44. Многовариантность – пути ее проявления.

45. Системное картографирование и проблемы перехода России к устойчивому развитию.

46. Перспективы математико-картографического моделирования: расширение возможностей, новые методы, области применения.

47. Разработка библиотек картографических знаков разных видов в среде компьютерной графики.

48. Разработка красочного оформления карт разной тематики (по выбору студента).

49. Компьютерное оформление тематических карт (природы, социальноэкономических).

50. Разработка цветовых шкал рельефа по различным принципам.

51. Компьютерное воспроизведение цветовой пластики.

52. Художественное проектирование атласов разного назначения.

53. Автоматизация художественных приемов оформления карт (светотеневая пластика).

54. Дизайн в оформлении туристских карт.

55. Картографический дизайн и голография.

56. Средства создания векторных изображений. Достоинства и недостатки векторной графики Примерный перечень вопросов к экзамену по курсу «Геоинформационное картографирование»

1. Определения, особенности и задачи геоинформационного картографирования 2. Общие принципы геоинформационного картографирования (ГК); понятие о ГИС и 3. Основные этапы развития методов и средств автоматизации в картографии 4. ГИС-технологии и геоинформационное картографирование 5. Источники данных геоинформационного картографирования 6. Географическое обоснование ГК 7. Структура системы геоинформационного картографирования 8. Проектирование картографических баз и банков данных 9. Задачи проектирования картографических БД, их сопоставление с БД ГИС.

10. Понятие качества цифровых карт и способы его оценки.

11. Технологии вывода картографических изображений 12. Особенности цифровых, электронных и компьютерных карт 13. Графические стандарты в ГК 14. Спецификация цвета и цветовые палитры 15. Методы картографической: компоновка электронных и компьютерных карт 16. Методы геоинформационного картографирования 17. Методы создания общегеографических и тематических компьютерных карт 18. Создание аналитических карт по данным атрибутивных таблиц БД 19. Создание тематических карт на основе методов пространственного моделирования 20. Автоматизированная генерализация тематических карт 21. Семантическая и геометрическая генерализация 22. Элементы генерализации линий 23. Структура и содержание баз геоданных для мультимасштабного картографирования 24. Использование теории фракталов. Определение фрактальной размерности 25. Методы обработки данных для получения синтезированных показателей 26. Методы построения цифровых моделей рельефа и компьютерное построение изолинейных карт 27. Реализация картометрических функций в ГК 28. Определение положения центральной точки полигона и скелетизация 29. Построение системы картографических знаков и размещение надписей 30. Новые направления и технологии геоинформационного картографирования 31. Оперативное картографирование и картографические анимации 32. Технологии картографирования в Интернете 33. Структура и возможности картографических пакетов программ, их сопоставление 34. Использование данных дистанционного зондирования для составления тематических карт 35. Алгоритмы компьютерной обработки снимков для создания тематической карты 36. Картографирование динамики объектов и явлений с использованием снимков и 37. Способы проектирования и создания карт с помощью распространенных ГИСпакетов по курсу «Проектирование картографических баз данных»

Понятие картографической базы данных.

Структура и содержание картографической БД (КБД).

Требования к содержанию КБД.

Этапы и технологии концептуального уровня проектирования КБД.

Специфика определения состава и локализации слоев КБД при создании общегеографических и тематических карт.

Общность и отличия методик проектирования КБД и атласов комплексного картографирования территории.

Базовые технологии пространственного и тематического согласования картографических слоев.

Понятие качества цифровых карт.

Правила выработки требований к качеству цифровых карт как слоев КБД.

Технологии оценки качества цифровых карт; стандарты и наставления.

10.

Понятие топологии в КБД. Кодирование топологии.

11.

Контроль топологических отношений объектов на цифровых картах.

12.

Методы географически корректной визуализации электронных карт.

13.

Особенности создание баз геоданных для мультимасштабного картографирования.

14.

Технологии интеграции данных из разных источников в картографической БД.

15.

Проектирование КБД для создания электронных атласов.

16.

Примерный перечень вопросов к зачету/экзамену по курсу по курсу «Математико-картографическое моделирование»

Классификация элементарных математико-картографических моделей.

Классификация сложных математико-картографических моделей.

Марковские и регрессионные модели содержательного развития явлений.

Модели структуры пространственных характеристик явлений.

Моделирование тематического содержания типологических карт.

Моделирование и картографирование нечетких географических систем.

Модели структуры содержательных характеристик явлений.

Многовариантность моделирования, способы ее реализации.

Модели взаимосвязей пространственных характеристик явлений.

Характеристика алгоритмов, применяемых для создания карт динамики пространственного распространения явлений.

Пути оценки надежности моделирования тематического содержания карт.

11.

Модели динамики содержательного развития явлений.

12.

Понятие об анаморфозах. Способы их создания.

13.

Принципы построения сложных цепочкообразных моделей.

14.

Математические модели, применяемые для создания типологических карт.

15.

Принципы построения сложных сетевых моделей.

16.

Модели динамики пространственного распространения явлений.

17.

Принципы построения сложных древовидных моделей.

18.

Характеристика алгоритмов, применяемых для создания синтетических карт в автоматическом режиме.

Краткий обзор методов создания анаморфированных изображений.

20.

Принципы построения элементарных моделей структуры географических явлений.

21.

Области использования электрического моделирования в моделировании тематического содержания карт.

Характеристика алгоритмов, применяемых для создания синтетических карт в режиме классификации «с учителем».

Принципы построения элементарных моделей взаимосвязей географических явлений.

Принципы построения элементарных моделей динамики географических явлений.

25.

Моделирование тематического содержания оценочных карт.

26.

Подходы к созданию корреляционных карт.

27.

Область применения регрессионных моделей при создании тематических карт.

28.

Понятие об анаморфированных изображениях и их отношении к традиционным 29.

Подходы к оценке достоверности математико-картографических моделей.

30.

Понятие и подходы к моделированию тематического содержания синтетических 31.

Характеристика алгоритмов, применяемых для создания карт взаимосвязей.

32.

Принципы алгоритмизации и различия моделирования типологических и оценочных карт.

Особенности создания цепочкообразных, сетевых и древовидных моделей.

34.

по курсу «Оформление компьютерных и электронных карт»

Научно-методические основы оформления карт.

Влияние картографической коммуникации на оформление карт.

Изобразительные средства и их восприятие.

Характеристика знаков по их графическим средствам: форма, размер, ориентировка, внутренняя структура, светлота, цвет.

Основные свойства картографических знаков и их восприятие.

Методы и приемы построения картографических знаков.

Основные виды шрифтов, их свойства, применение.

Правила размещения надписей на географических картах.

Основные характеристики цвета: цветовой тон, насыщенность, яркость.

Смешение цветов: слагательное (аддитивное) и вычитательное (субстрактивное).

10.

Восприятие цвета.

11.

Цветовые шкалы, принципы их построения.

12.

Специфика построения цветовых шкал с использованием графических программных пакетов.

Передача цветом качественных и количественных различий, динамики явлений.

14.

Компьютерное изготовление красочных оригиналов карт.

15.

Общие принципы пластических способов оформления и их применение.

16.

Свойства цветовых шкал рельефа.

17.

Классификация гипсометрических шкал, принципы их построения.

18.

Географические принципы светотеневого изображения рельефа.

19.

Компьютерное исполнение цветовой и светотеневой пластики.

20.

Научно-методические основы проектирования систем знаков.

21.

Методы проектирования систем знаков для карт разного тематического содержания.

Взаимосвязь штрихового, шрифтового и фонового оформления оригинала карты.

23.

Общие принципы внешнего оформления картографических произведений.

24.

Элементы внешнего оформления карты и основы их композиции.

25.

Теоретические аспекты дизайна, понятие, основные свойства.

26.

Особенности дизайна при создании атласов.

27.

Специфика компьютерного картографического дизайна.

28.

20. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля «Геоинформационное картографирование»

Дисциплина «Геоинформационное картогрвафирование»

Основная литература Берлянт А. М. Картография. М.: КДУ, 2010, 322 с.

Берлянт А.М. Картографический словарь. М.: Научный мир, 2005. С. Берлянт А. М. Теория геоизображений. М.: ГЕОС, 2006, 261 с.

Берлянт А. М. Картографический метод исследования. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. 252 с.

Востокова А. В., Кошель С. М., Ушакова Л. А. Оформление карт. Компьютерный дизайн. М.: Аспект-ПРЕСС, 2002. 278 стр.

Картоведение / Под ред. А. М. Берлянта. М.: Изд-во Аспект-Пресс, 2003. 477 с.

Книжников Ю. Ф., Кравцова В. И., Тутубалина О. В. Аэрокосмические методы географических исследований. М.: Изд. Центр Акадмия, 2004. 336 с.

Кравцова В. И. Космические методы картографирования / Под ред. Ю. Ф. Книжникова. М.: Изд-во МГУ, 1995. 236 с.

Лабутина И. А. Дешифрирование аэрокосмических снимков. М.: Аспект Пресс, 2004. 184 с., 8 цв. вкл.

Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков: учебник. М.: КДУ, 2008, 424 с.

Лурье И. К. Косиков А. Г. Теория и практика цифровой обработки изображений М.: Изд-во Научный мир, 2003. 168 с.+8 с. цв.

Новаковский Б. А., Прасолова А. И., Прасолов С. В. Цифровая картография: цифровые модели и электронные карты. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 116 с.

Серапинас Б. Б. Глобальные системы позиционирования. 3-е изд. М.: «Каталог», 2002. 106 с.

Серапинас Б. Б. Математическая картография. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 336 с.

Шекхар Шаши, Чаула Санжей. Основы пространственных баз данных. М.: КУДИЦ-ОБРАЗ. 2004.-330 c.

Jensen J. R. Introductory Digital Image Processing. A Remote Sensing Perspective, 2nd еd. NJ: Prentice Hall, 1996. 318 p.

Zeiler M. Modeling our World. The ESRI Guide to Geodatabase Design. ESRI Inc, 1999. p. 199 («Моделирование нашего Мира». Пер. с англ. М.: Дата+, 2001. 254 с.) Дополнительная Берлянт А. М., Кошкарев А. В., Тикунов В. С. Картография и геоинформатика // Итоги науки и техники. Сер. Картография. Т. 14. М.: ВИНИТИ, 1991. 178 с.

Берлянт А. М. Геоиконика. М.: «Астрея», 1996. 208 с.

Берлянт А. М. Геоинформационное картографирование. М.: Астрея, 1997. 64 с.

Берлянт А. М., Мусин О. Р., Собчук Т. В. Картографическая генерализация и теория фракталов. М.: Астрея, 1998. 136 с.

Берлянт А. М., Ушакова Л. А. Картографические анимации. М.: Научный мир, 2000. 108 с.

Буйе Ф. Автоматизированная тематическая картография и ее применение. // Картография. Вып. 2. Использование карт в научных и практических целях в зарубежной картографии. М.: Прогресс, 1983. С. 161- География, общество, окружающая среда. Том VII «Картография, геоинформатика, аэрокосмическое зондирование». / Под ред. А. М. Берлянта, Ю. Ф. Книжникова. М.:

Изд. Дом «Городец», 2004. 24 с. +32 с. цв Кринов Е. Л. Спектральная отражательная способность природных образований.

М.: Изд-во АН СССР, 1947. 272 с.

Лютый А. А. Язык карты: сущность, система, функции. М.: Ин-т географии АН СССР, 1988. 292 с.

Серапинас Б. Б. Качество и надежность геоинформационного картогафирования. / «Картография, геоинформатика, аэрокосмическое зондирование» (Коллективная монография). М.: Изд. Дом «Городец», 2004. С. 150- Сербенюк С. Н. Картография и геоинформатика — их взаимодействие. / Под ред.

В. А. Садовничего. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. 159 с.

Jones C. Geographical Information Systems and Computer Cartography. Longman Limited, 1997. 319 p.

Robinson A. H., Morrison J. L., Muchrcke P. C., Kimerling A. J., Guptil S. C. Elements of Cartography, 6th ed. New York Wiley & Sons, 1995. 450 р.

Tobler W. Map Transformation of Geographical Space. Unpublished PhD dissertation, Univ. Of Washington, 1961. 84 p.

Бут Б., Митчелл Э. Начало работы с ARCGIS. ESRI Inc, 2001 / Пер. с англ. М.: Дата+, 2001, 253 с.

ГОСТ Р 50828–95. Государственный стандарт Российской Федерации «Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования», М.: ИПК Изд-во стандартов. ГОСТ Р 551353–99. Государственный стандарт Российской Федерации «Геоинформационное картографирование. Метаданные электронных карт. Состав и содержание», М.: ИПК Изд-во стандартов. 1999.

Заруцкая И. П., Гусева И. Н. Согласование карт в комплексном региональном атласе // Метод. указания по проектированию и составлению карт комплексных научн.справочн. атласов. Вып. 22. М.: Изд-во МГУ, 1971. 35 с.

Дисциплина «Проектирование картографических баз данных»

основная литература Банки географических данных для тематического картографирования / Под ред. К.

А. Салищева, С. Н. Сербенюка. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. 188 с.

Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков: учебник. М.: КДУ, 2008, 424 с.

Шекхар Шаши, Чаула Санжей. Основы пространственных баз данных. М.: КУДИЦОБРАЗ. 2004.-330 c.

Дополнительная литература:

Взаимодействие картографии и геоинформатики. /Под ред. А.М. Берлянта и О.Р.

Мусина. М.: Научный Мир, 2000. 192 с.

Лурье И.К., Самсонов Т.Е. Структура и содержание базы пространственных данных для мультимасштабного картографирования. /Геодезия и картография. № 11, ноябрь 2010. стр. 17- Zeiler M. Modeling our World. The ESRI Guide to Geodatabase Design. ESRI Inc, 1999. p. 199 («Моделирование нашего Мира». Пер. с англ. М.: Дата+, 2001. 254 с.) Дисциплина «Математико-картографическое моделирование»

основная литература Жуков В.Т.,Сербенюк С.Н.,Тикунов В.С. Математико-картографическое моделирование в географии.- М.: Мысль, 1980, 224с.

Тикунов В.С. Моделирование в картографии. М., МГУ, 1997, 405 с.

Трофимов А.М. Моделирование геосистем (концептуальеый аспект). Казань, Экоцентр, 1997, 143с.

дополнительная литература:

Архипов Ю.Р.,Блажко Н.И.,Григорьев С.В., Заботин Я.И.,Трофимов А.М., Хузеев Р.Г. Математические методы в географии. Казань, Изд-во Казанск. ун-та, 1976, Асланикашвили А.Ф. Метакартография. Основные проблемы. Тбилиси. Мецниереба, 1974, 125с.

Асланикашвили А.Ф. Единство и системная сущность географии и картографии. – Человек и природа в географической науке. Тбилиси, Мецниереба, 1981, с.6-27.

Виноградов Б.В. Системное картографирование растительности на многомасштабных интеграционных уровнях. – Картографирование географических систем. М., МГУ, 1981, с.112-118.

Евтеев О.А. Проектирование и составление социально-экономических карт. М., МГУ, 1999, 224 с.

Жуковская В.М.,Мучник И.Б. Факторный анализ в социально-экономических исследованиях.- М.: Статистика, 1976, 152 с.

Лэнгтон Д. Возможности и проблемы применения системного подхода к изучению географии человека. – Новые идеи в географии. Часть 2. Городские системы и информатика. М., Прогресс, 1976. С, 3-44.

Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М., Мир, 1973, 344с.

Модели в географии. М., Прогресс, 1971, 380с.

Николаев В.А. Классификация и мелкомасштабное картографирование ландшафтов. М., Изд-во Моск. ун-та, 1978, 63 с.

Салищев К.А. Идеи и теоретические проблемы в картографии 80-х годов. - Итоги науки и техники. Картография, М., ВИНИТИ АН СССР, 1982, том 10, 156 с.

Системное картографирование природы и хозяйства Украинской ССР (теория, опыт, задачи) Киев, Наукова Думка, 1985, 236с.

Системные исследования природы. – Вопросы географии. Вып. 104, М., Мысль, 1977, 232с.

Тикунов В.С. Моделирование в социально-экономической картографии. М., Издво Моск. ун-та, 1985, 280 с.

Тимофеев Д.А., Трофимов А.М. О сущности и месте системного подхода в геоморфологии. – Геоморфология, 1983, № 4, с.37-41.

Топчиев А.Г., Андерсон В.Н. Изучение географических структур и текстур. Одесса, Одесск. ун-т, 1987, 80с.

Уемов А.И., Кормачев В.А. Методологические основы системного подхода к эколого-экономическому прогнозированию. Ин-т экономики АН УССР, Киев, 1980, 92с.

Чорли Р., Кеннеди Б. Системы. – Новые идеи в географии. Часть 1. Проблемы моделирования и информации. М., Прогресс, 1976. с. 9-35.

Раздел «Оформление компьютерных и электронных карт»

основная литература:

Берлянт А. М. Картография. М.: Изд. КДУ, 2010, 322 с.

Востокова А.В., Кошель С.М., Ушакова Л.А. Оформление карт, компьютерный дизайн. М.: Аспект-Пресс, 2002, 288 с.

Географическое картографирование: карты природы, под ред. Е.А.Божилиной.

М.: Изд. КДУ, 2010, 316 с.

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

Корриган Д. Компьютерная графика: Секреты и решения. М.: Энтроп, 1995, Лурье И.К. Основы геоинформационного картографирования: Учеб пособие. М.:

Изд-во Моск. ун-та, 2000, 143 с.

Прохорова Е.А. Географическое картографирование: социально-экономические карты. М., Изд. МГУ, 2009, 235 с.

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

дополнительная литература:

Берлянт А. М. Теория геоизображений. М.: ГЕОС, 2006. 262 с. + 30 цв. вкл.

Бэйн С. Эффективная работа CorelDRAW 11. СПб.: Питер, 2003,764 с.

Залогова Л.А. Компьютерная графика. Элективный курс. Учебное пособие. М.:

БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009, 213 с.

Комолова Н.В., Тайц А.А., Тайц А.М. Самоучитель CorelDRAW X3. СПб.: БХВПетербург, 2006, 672 с.

Кохен Л.С. Adobe Illustrator CS. Дизайн лаборатория. М.: Изд-во ТРИУМФ, 2005, 384 с.

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

Пономаренко С.И. Adobe Illustrator CS2. СПб.: БХВ-Петербург, 2006, 992 с Роджерс Д.Ф., Адамс Дж. Математические основы машинной графики М., 2001, 234 с.

Федорова А.В. Adobe Illustrator CS2. Экспресс –курс. СПб.: БХВ-Петербург, 2006, 400 с.

Федорова А.В. CorelDRAW для студента. СПб.: БХВ-Петербург, 2007, 576 с.

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы :

MySQL Community Server. Свободно распространяемая реляционная СУБД.

http://www.mysql.com/downloads/ Connector/ODBC. Стандартный ODBC драйвер для СУБД MySQL.

http://www.mysql.com/downloads/ MySQL Workbench. Интерактивное средство для управления сервера MySQL и работы с данными базы данных. http://dev.mysql.com/downloads/workbench/ МакКой Д., Джонстон К. ARCGIS9 Spatial Analyst. Руководство пользователя / ESRI Inc, 2001. / Пер. с англ. М.: Дата+, 2002. 216 с.

Руководство по использованию СУБД MySQL и спецификация языка SQL.

http://dev.mysql.com/doc/ Лицензионные ГИС-пакеты с руководствами для пользователей:

Лицензионные ГИС-пакеты с руководствами для пользователей:

ArcGIS уровень ArcINFO с приложениями, Mapinfo Professional, ArcView 3.x.(все ESRI Inc, США), GeoMedia (Intergraph Corp., США), GGIS (свободно распространяется под лицензией GNU General Pudlic) GIS Cluster, Statgraf. Adobe Illustrator, Adobe Photoshop, Adobe InDesign, CorelDraw, Corel PHOTO-PAINT Информацию для выполнения практических работ можно получить в сборниках Государственного Комитета Российской Федерации по статистике или в Internet, адрес:

http\\www.gks.ru.

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 компании «DATA+», www.dataplus.ru;

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

-- Сайт международного центра геофизических данных, http://www.ngdc.noaa.gov;

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

- Сайт компании ESRI (США), http://resources.esri.com;

- Сайт Geography Network, http://www.geographynetwork.com;

- Сайт национальной топографической системы Канады, http://maps.nrcan.gc.ca/;

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

- Сайт Национальной картографической службы Австралии, http://www.ga.gov.au/;

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

- http://support.epson.ru/products/manuals/100045/col_g/o5o1.htm;

- http://realcolor.ru/lib/x-rite_color_guide/unit_01.shtml ;

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) 47. Учебная аудитория на 25 мест с мультимедийным проектором для проведения лекционных и семинарских занятий 48. Компьютерный класс с компьютерами, организованными в локальную сеть 49. Выделенный компьютер, функционирующий в режиме сервера баз данных/сервера приложений 50. Учебные ГИС, учебный фонд цифровых карт и снимков, компьютерные средства экспертной оценки результатов самостоятельной работы (сопоставление с Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПООП ВПО по направлению подготовки «Картография и геоинформатика»

Разработчики:

МГУ имени М.В.Ломоносова, зав.кафедрой картографии МГУ имени М.В.Ломоносова, профессор МГУ имени М.В.Ломоносова, доцент Эксперты:

А.Н.Чумаченко государственный университет деятельности, зав. кафедрой им. Н.Г.Чернышевского геоморфологии и геоэкологии, проф.

фамилия) Государственный университет кафедра картографии и геоинформатики Программа модуля «Геоинформационное картографирование» одобрена на заседании УМС по географии УМО по классическому университетскому образованию от февраля 2011 года, протокол № 1.

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОГО МОДУЛЯ

«Дистанционное зондирование»

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

познакомить студентов с теоретическими основами аналитической и цифровой фотограмметрической обработки данных дистанционного зондирования, их применением в общегеографическом и тематическом картографировании и при решении прикладных географических задач;

научить конкретным практическим приемам фотограмметрической обработки изображений;

познакомить с теорией и технологией применения аэрокосмических снимков для получения тематической информации о состоянии и изменениях географических объектов и картографирования, с основными свойствами аэрокосмических снимков и факторами, их определяющими;

сформировать представление о существующих методических приемах дешифрирования и оценки надежности результатов, обучить навыкам распознавания на снимках объектов земной поверхности;

познакомить с фондом космических снимков, представляющих источники для создания карт, историей его формирования; дать фундаментальные знания, обеспечивающие выбор оптимальных материалов космической съемки для топографического и тематического картографирования, географических и экологических исследований.

дать навыки оценки космических снимков по пространственному, спектральному, временному, географическому разрешению.

научить выбирать снимки для различных видов исследований и картографирования природной среды и ее антропогенной трансформации.

2. Место модуля в структуре ООП:

Модуль «Дистанционное зондирование» является базовым в общей профессиональной подготовке специалистов в области картографии и геоинформатики. Понимание общих положений, владение навыками обработки и интерпретации данных аэрокосмического зондирования необходимо будущим специалистам для выполнения комплекса картосоставительских и научно-исследовательских работ по разработке и актуализации топографических и тематических карт, формированию картографических баз данных и специализированных геоинформационных продуктов, решению прикладных географических и экологических задач. Курс дает фундаментальные знания и умения по геометрически и географически корректной интерпретации данных аэрокосмического зондирования. Модуль является одним из ведущих в подготовке картографов в современных условиях.

Для освоения материала модуля необходимы знания основ географии, физики и математики, топографии, владение информационными технологиями.

Освоение дисциплин модуля «Дистанционное зондирование» необходимо в качестве предшествующих для всех дисциплин, оперирующих данными дистанционного зондирования Земли, курсов топографического и географического картографирования, а также для прохождения учебных и производственных практик.

3. Требования к результатам освоения модуля:

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

- знать основы картографии, владеть картографическим и аэрокосмическим методами в географических исследованиях (ПК-6) в результате освоения модуля бакалавр должен сформировать навыки владения аэрокосмическими методами.

- уметь использовать в социальной жизнедеятельности, в познавательной и в профессиональной деятельности навыки работы с компьютером, современные геоинформационные и телекоммуникационные технологии создания карт, программные продукты в области картографии, геоинформатики и обработки аэрокосмических снимков (ПК-7);

бакалавр должен владеть программными продуктами для обработки данных дистанционного зондирования.

- владеть 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);

в результате освоения модуля бакалавр должен компетентно ориентироваться в важнейших дистанционных источниках для картографирования современного состояния и изменений природной среды – современном фонде космических снимков.

квалифицированно выбирать дистанционные материалы для информационного обеспечения проектов по созданию карт, геоинформационных систем и по географическому моделированию на разных территориальных уровнях.

- обладать базовыми знаниями в области информатики, компьютерных и мультимедийных технологий, программных средств, методов работы в компьютерных сетях, уметь создавать базы данных и использовать ресурсы Интернет для целей картографирования, получения и обработки снимков (ПКв части использования Интернет-ресурсов для создания цифровых фотограмметрических моделей местности, поиска и выбора снимков по Интернет каталогам и электронным библиотекам.

В результате освоения дисциплин модуля обучающийся должен:

Знать:

основные технологии получения данных дистанционного зондирования;

теоретические основы аналитической и цифровой фотограмметрической обработки данных дистанционного зондирования;

основные свойства аэрокосмических снимков и факторы, их определяющие, дешифровочные признаки объектов, существующие методические приемы дешифрирования и оценки надежности результатов;

материалы мирового фонда космических снимков и характеристики основных типов снимков.

Уметь:

создавать цифровые фотограмметрические модели местности и использовать их для создания и обновления топографических и тематических карт;

выбирать наиболее подходящие съемочные материалы, распознавать на снимках географические объекты по их дешифровочным признакам, оценивать надежность результатов дешифрирования;

взаимодействовать с организациями – поставщиками космических снимков по их заказу и получению; уметь найти и получить необходимые снимки через Интернет.

Владеть:

навыками аналитической обработки материалов дистанционного зондирования и стереофотограмметрических измерений;

методическими приемами визуального и компьютерного дешифрирования снимков;

методами оценки пригодности снимков для решения конкретных проектных задач.

4. Структура и содержание модуля «Дистанционное зондирование»

Общая трудоемкость модуля составляет 7 зачетных единиц 252 часа.

Модуль включает три взаимосвязанные дисциплины: «Аэрокосмическое зондирование и фотограмметрия», «Дешифрирование аэрокосмических снимков», «Фонд космических снимков для создания карт».

Содержание дисциплины «Аэрокосмическое зондирование и фотограмметрия»

Введение. Термины и определения, аэрокосмическое зондирование и фотограмметрия, цель и задачи курса, связь с другими дисциплинами картографического профиля, основные направления использования современных материалов дистанционного зондирования.

Физические основы получения изображений земной поверхности. Спектр электромагнитных колебаний, особенности получения изображений в отдельных его диапазонах. Основные параметры космической съемки земной поверхности. Особенности орбит: форма, высота, наклонение, период обращения, положение относительно Солнца. Влияние атмосферы: экранирующее влияние облачности; поглощение лучей атмосферой и окна прозрачности; рассеивание лучей атмосферой. Влияние прецессий орбит и других особенностей орбитальной съемки на картографо-фотограмметрические свойства снимков Земли.

Виды и технологии наземной, аэро- и космической съемок. Современная съемочная аппаратура. Классификация съемочных методов и средств. Фотографическая съемка: черно-белая, цветная, спектрозональная. Разрешающая способность фотоснимка и разрешение на земной поверхности. Принцип цифровой съемки. Сканерная съемка.

Оптико-механический и оптико-электронный способ съемки. Микроволновая радиометрическая съемка. Радиолокационная съемка. Лазерное сканирование. Многозональная и гиперспектральная съемка.

Одиночные и взаимно перекрывающиеся снимки. Система координат и элементы ориентирования аэрофотоснимка. Масштаб аэрофотоснимка и его изменения под влиянием угла наклона снимка, рельефа местности, кривизны Земли, атмосферной рефракции и других факторов. Трансформирование аэро- и космических фотоснимков. Стереоскопическая пара аэрофотоснимков и ее элементы ориентирования. Стереомодель местности, условия ее построения, наблюдения и измерения. Общие принципы, способы и точность стереофотограмметрических измерений.

Основы аналитической обработки материалов аэрокосмического зондирования Сущность аналитического способа определения элементов внешнего ориентирования аэро- и космических фотоснимков (их координирование и пространственная географическая привязка). Понятие об элементах взаимного и абсолютного ориентирования. Условное уравнение равенства масштабов, пространственное фототриангулирование. Особенности геометрии мелко- и крупномасштабных орбитальных фотоснимков.

Основные фотограмметрические принципы использования в целях картографирования взаимно перекрывающихся фотоснимков орбитальной стереофотосъемки земной поверхности (на примере современных отечественных и зарубежных космических фотосъемочных экспериментов).

Фотограмметрические методы создания геометрической модели местности.

Аналоговые, аналитические и цифровые фотограмметрические методы создания геометрической модели местности. Средства создания моделей: универсальные стереокартосоставительские приборы и цифровые фотограмметрические станции.

Особенности обработки снимков на универсальных приборах с подобными преобразованными связками проектирующих лучей. Способы взаимного ориентирования снимков. Приемы внешнего ориентирования модели. Получение составительского оригинала карты.

Цифровые фотограмметрические станции. Типы и форматы цифровых данных.

Программные средства обработки цифровых изображений. Создание цифровых фотограмметрических моделей местности, их использование при решении географокартографических задач.

Совершенствование методов создания и обновления карт, расширения диапазона их информативного содержания на основе использования современных материалов дистанционного зондирования, методов и средств аналитической и цифровой фотограмметрии.

Содержание дисциплины «Дешифрирование аэрокосмических снимков»

Введение. Исторический обзор. Основные термины, определения. Место процесса дешифрирования снимков в топографическом и тематическом картографировании Влияние атмосферы на дешифровочные свойства аэрокосмических снимков.

Рассеяние и поглощение солнечного излучения в атмосфере. Прямая и рассеянная радиация. Облачность.

Отражательные свойства объектов земной поверхности. Интегральная и спектральная яркость. Коэффициент и кривые спектральной яркости. Спектральные свойства горных пород и почв. Спектральные свойства зеленого листа и растительного покрова, зависимость от содержания хлорофилла, воды, геометрии растений и структуры покрова. Спектральные свойства водных объектов, снега и облаков. Пространственная отражательная способность объектов земной поверхности. Изменчивость природных и антропогенных объектов во времени. Влияние сезонных и суточных изменений объектов на результаты дешифрирования. Учет при картографировании изменчивости объектов во времени.

Дешифровочные свойства снимков в зависимости от технологии съемки и разрешения. Преимущества и недостатки фотографических, сканерных и радиолокационных снимков. Выбор снимков разного пространственного и спектрального разрешения в зависимости от характеристик дешифрируемых объектов.

Визуальное дешифрирование. Прямые дешифровочные признаки: геометрические (форма, размер) спектральные (яркость, цвет, спектральный образ), структурные (структура, рисунок изображения). Косвенные дешифровочные признаки наличия, свойств, движения объектов.

Компьютерные методы дешифрирования. Яркостные преобразования: квантование, синтез цветного изображения из снимков зональных, разновременных, разного пространственного разрешения. Определение индексов. Компьютерная классификация:

кластеризация, контролируемая классификация (с обучением).

Технология процесса дешифрирования. Полевое (наземное, аэровизуальное) дешифрирование. Камеральное дешифрирование. Эталоны объектов и признаков. Технологические схемы: подготовительный этап, варианты сочетания полевого и камерального дешифрирования.

Надежность результатов дешифрирования. Показатели надежности: точность, полнота, достоверность. Факторы, влияющие на надежность результатов: квалификация исполнителя, природные особенности территории, качество материалов.

Содержание дисциплины «Фонд космических снимков для создания карт»

Введение. Концепция единого мирового фонда космических снимков. Роль основных отечественных и зарубежных космических систем в формировании фонда снимков. Организация фондов аэрокосмических снимков в нашей стране и за рубежом. Космические снимки как источник информации о природных и хозяйственных объектах земной поверхности, их состоянии, о естественной динамике и антропогенной трансформации природной среды Классификация космических снимков. Система классификаций космических снимков по детальности и обзорности. Пространственное, спектральное, радиометрическое и временное разрешение снимков. Географическое разрешение снимков. Комплексная классификация космических снимков современного фонда по спектральным диапазонам съемки и технологии получения изображений. Характеристика основных типов космических снимков.

Основные типы космических снимков. Фотографические снимки. Сканерные снимки оптико-механического сканирования (ОМ). Сканерные снимки оптикоэлектронного сканирования (ПЗС). Фототелевизионные снимки. Тепловые инфракрасные снимки. Микроволновые радиометрические снимки. Радиолокационные снимки.

Технологии получения; геометрические и изобразительные свойства снимков; практическая реализация метода съемки; способы стереосъемки; масштаб, охват, разрешение основных снимков; области применения.

Обзор фонда космических снимков в видимом, ближнем и среднем инфракрасном (световом), тепловом инфракрасном диапазоне, в радиодиапазоне. Фотографические снимки. Отечественный фонд фотографических снимков с околоземных орбит.

Снимки с пилотируемых кораблей и орбитальных станций. Снимки со спутников системы Ресурс-Ф. Конверсионные снимки со спутников оборонного ведомства Комета.

Зарубежный фонд фотографических снимков с околоземных орбит. Фотоснимки с межпланетных орбит.

Сканерные ОМ-снимки. Снимки с отечественных и зарубежных метеорологических спутников на околоземных и геостационарных орбитах. Сканерные ОМ-снимки с ресурсных спутников Landsat, Метеор-Природа, Ресурс-О, Метеор-3М.

Сканерные ПЗС-снимки. Снимки с французских спутников SPOT, индийских IRS, немецких Rapid Eye, российских Метеор-М, спутников других стран. Снимки очень высокого разрешения со спутников Ikonos, QuickBird, OrbView, EROS, WorldView, GeoEye, Ресурс-ДК и др. Стереоскопические конвергентные снимки.

Снимки со специализированных картографических спутников ALOS, Cartosat и др.

Тепловые снимки с метеорологических, океанологических и ресурсных спутников.

Гиперспектральные снимки в оптическом диапазоне. Снимки ASTER, MODIS со спутников Terra, Aqua, снимки MERIS со спутника Envisat. Производная геовидеопродукция гиперспектральной съемки.

Микроволновые радиометрические снимки со спутников Nimbus, DMSP, Aqua. Радиолокационные снимки со спутника Seasat, космического корабля Shuttle, спутников Алмаз, ERS, Envisat, Radarsat, ALOS, TerraSAR-X, CosmoSkyMed.

Географическая оценка фонда космических снимков. Анализ снимков современного фонда по пространственному разрешению и задачи, решаемые по снимкам разного разрешения. Анализ фонда снимков по спектральному разрешению. Анализ фонда снимков по временному разрешению. Соотношение пространственного, спектрального и временного разрешения. Оценка географического разрешения снимков. Показатели географического разрешения: формы эрозионного рельефа, сельскохозяйственные поля, населенные пункты. Оценка с их помощью основных задач, решаемых по снимкам.

Информация о высотах рельефа земной и морской поверхности. Конвергентные стереосъемки со спутников SPOT, ALOS, Ikonos, QuickBird, WorldView, GeoEye. Радиолокационная интерферометрическая цифровая модель рельефа Земли SRTM с космического корабля Shuttle. Радиоальтиметрия со спутников ERS, Radarsat, Topex/Poseidon, Jason. Лазерная альтиметрия со спутника ICESat.

Электронные фонды космических снимков. Основные отечественные и зарубежные геопорталы и сайты для заказа космических снимков. Система Google Earth как источник информации о земной поверхности.

Применение космических снимков в различных областях географических исследований и тематического картографирования.

5. Рекомендуемые образовательные технологии В процессе преподавания дисциплины рекомендуется применять следующие виды образовательных технологий:

развивающее и проблемное обучение, проектные методы обучения, лекционно-семинарско-зачетная система обучения.

При чтении данного курса рекомендованы разные виды лекций:

Необходимо представить все три аспекта педагогических технологий: научный, описательный (аналитический), творческий (созидательный).

Целесообразно проведение экскурсий в центры или пункты приема космической информации (в зависимости от конкретных условий данного университета) и встреч с представителями фирм-дистрибьютеров данных дистанционного зондирования.

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

Перечень практических работ по дисциплинам модуля:

1. Работа с одиночным снимком: трансформирование изображения, создание фотоплана.

2. Работа со стереопарой снимков: определение превышений точек, построения 3. Работа со стереопарой снимков: создание фотограмметрической модели, цифрование стереопары, ввод результатов в компьютер. Автоматизированная обработка, построение цифровой модели рельефа и производных карт.

4. Топографическое дешифрирование городской территории по космическим снимкам сверхвысокого пространственного разрешения.