Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева»

Кафедра маркшейдерского дела, кадастра и геодезии

Рабочая программа дисциплины

Основы аэрогеодезии и современные методы изысканий автомобильных дорог

по направлению подготовки бакалавров 270800.62 «Строительство»

профиль 270815.62 «Автомобильные дороги»

Трудоемкость дисциплины 3 ЗЕ Форма обучения Очная Заочная Курс/семестр 3/6 4/7 Всего, ч 108 Лекции, ч 17 Практические, ч 34 Самостоятельная работа, ч 57 Форма промежуточной Зачет/6 Зачет/ аттестации Кемерово 1. Цели и задачи дисциплины Целями освоения дисциплины «Основы аэрогеодезии и современные методы изысканий автомобильных дорог» являются теоретическое и практическое изучение основных положений применения материалов наземных и космических съёмок для создания планов, карт и 3D- изображений, используемых при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог. Освоение дисциплины направлено на приобретение знаний о физических основах производства наземных, аэро- и космических съёмок, геометрических свойствах снимков, технологий фотограмметрической обработки и дешифрования снимков.

Задачи дисциплины:

изучение основных положений применения наземных, аэро- и космических снимков для создания картографических материалов, получения оперативной информации по данным дистанционного зондирования, способов обработки снимков для целей изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог;

ознакомление с современными аэро- и космическими съёмочными системами;

изучение метрических свойств снимков;

ознакомление с технологиями аналоговой и цифровой фотограмметрической обработки снимков;

изучение технологий дешифрирования снимков для целей изысканий и получения оперативной информации об объектах ландшафта;

ознакомление с технологиями создания картографической продукции по снимкам для целей изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог;

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Основы аэрогеодезии и современные методы изысканий автомобильных дорог» представляет собой дисциплину базовой части цикла профессиональных дисциплин (Б3). Дисциплина базируется на курсах цикла дисциплин (Б2), на материалах изучаемых на предыдущих курсах дисциплин «Инженерная геодезия», «Основы проектирования мостовых переходов», «Технология строительства дорог», «Основы эксплуатации автомобильных дорог». Студенты, обучающиеся по данному направлению должны знать основы математического анализа, линейной алгебры, общего курса физики.

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

общекультурных (ОК) компетенций:

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

знать:

основные сферы применения полученных знаний по Основам аэрогеодезии и современным методам изысканий автомобильных дорог;

содержание основных процессов аэрогеодезических работ;

основные понятия и определения в области аэрогеодезии;

перспективные направления получения и обработки наземной и космической видеоинформации при создании топографических карт и планов, проектных работах, наблюдениях за состоянием сооружений.

уметь:

выбирать необходимое фотограмметрическое оборудование для решения производственной задачи;

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

знать:

средства и способы получения аэро- и космической видеоинформации;

способы обработки видеоинформации с помощью аналогового и цифрового оборудования;

уметь:

вводить, обрабатывать и выводить на печать видеоинформацию на ПК;

владеть:

теоретическими и практическими решениями для оптимизации проекта наземных, аэро- и космических съёмок при картографическом и информационном обеспечении выполнения проектных, изыскательских, строительных и мониторинговых работ.

– профессиональных (ПК) компетенций:

ПК-4 – способности использовать знание принципов управления земельными ресурсами, недвижимостью и кадастровыми работами. В пределах знать:

технологии дешифрирования аэро- и космических снимков в целях создания специальных карт и планов;

выполнять комплекс фотограмметрических преобразований снимков для получения специальной метрической информации;

выполнять специальные виды дешифрирования аэро- и космических изображений.

владеть:

навыками использования различных материалов наземных и аэро- и космических съёмок при проектных, изыскательских, строительных и мониторинговых работах;

ПК-15 – способности использовать знание современных методик и технологий получения и обработки данных дистанционного зондирования. В пределах данной компетенции обучающийся должен:

метрические и дешифровочные свойства изображений, получаемых различными аэро- и космическими съёмочными системами;

технологии дешифрирования аэро- и космических снимков в целях создания топографических карт и планов;

технологии аналоговой и цифровой фотограмметрической обработки аэро- и космических снимков для создания планов и карт в целях изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог;

формировать заказ на специализированные аэро- и космические съемки;

оценивать качество выполнения заказа, пригодность материалов съемок, выполненных другими организациями и ведомствами, в том числе архивных материалов;

навыками создания и обновления цифровых моделей местности и других картографических материалов по материалам наземных и аэро- и космических съёмок;

навыками использования различных материалов наземных и аэро- и космических съёмок при изысканиях автомобильных дорог;

методами картометрии с использованием современных приборов, оборудования и методикой оформления планов, карт, графических проектных и прогнозных материалов с использованием современных компьютерных технологий.

Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины/модуля и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций 4. Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 ЗЕ (108 ч).

4.1. Лекционные занятия Неделя семестра 1. Основы аэро- и космических съёмок.

Виды аэро- и космических съёмок. Съёмочное оборудование и его носители. Расчет основных параметров и оценка качества материалов аэро- и космической съёмки. [1,2,5].

2. Геометрические свойства одиночного снимка.

Основные положения теории центрального проектирования.

Системы координат в фотограмметрии. Элементы ориентирования аэроснимка. Связь координат соответственных точек местности и снимка. Искажения на аэроснимке вследствие влияния его наклона и рельефа местности [1,2,4].

3. Теория стереоскопической пары снимков.

Геометрическая модель местности. Создание стереомодели и способы её наблюдения и измерения. Элементы ориентирования 4. Основы дешифрирования аэро- и космических снимков.

Дешифровочные признаки. Особенности дешифрирования при изысканиях автомобильных дорог [1,2,5].

5. Фотограмметрическая обработка аэро- и космических Планово-высотная основа фотограмметрической обработки снимков. Оборудование и технологические схемы создания картографической продукции и фотодокументов по материалам 6. Проектирование автомобильных дорог аэрогеодезическими методами.

Ландшафтное проектирование автомобильных дорог. Детальная разбивка кривых. Вынос трассы с аэроснимков в натуру. Использование методов наземной фотограмметрии при изысканиях автомобильных дорог [1,2,3].

7. Применение аэрогеодезии при оценке транспортно-эксплуатационных показателей автомобильной дороги.

Определение состояния дорог и мостовых переходов. определение условий и режима движения автотранспорта. Организация дорожного движения [1,2, 5,6].

4.2. Практические занятия определение величины перекрытия аэроснимков и масштаба аэроснимка. Определение длин 4.3. Самостоятельная работа студента Контроль самостоятельной работы студентов осуществляется преподавателем путем устного опроса и текущего тестирования.

Изучение тем 3,4 [1,2,3]. Оформление результатов практического занятия № Изучение тем 6,7 [1,3,5,6,7,8,9]. Оформление результатов практических занятий 4.4. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента 5. Образовательные технологии В процессе освоения дисциплины применяются следующие образовательные технологии:

обсуждение раздаточных материалов, приборов:

практическое занятие №1: аэрофотоаппарат, аэрофотоснимки – практическое занятие №2: аэрофотоснимки, топографическая практическое занятие №6: универсальные стереофотограмметрические приборы СЦ-1, СПР-3, аэрофотоснимки – 0,8 часа;

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

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

контрольные вопросы к практическим занятиям;

Пример контрольных вопросов к практическим занятиям 1. Принципиальная схема конструкции АФА.

2. Принципы построения изображения в АФА.

3. Основные факторы, приводящие к деформации изображений, полученных кадровыми АФА.

4. Виды аэрофотосъемки и их характеристика.

5. Параметры для расчета аэрофотосъемки.

6. Параметры для оценки результатов аэрофотосъемки.

7. Особенности проведения аэрофотосъемки застроенных территорий.

Примеры тестовых заданий V1: 01. Аэросъёмка V2: 01.01. Виды аэрофотосъёмки Q: Выбрать два правильных варианта ответа S: Вид съёмки в зависимости от положения оптической оси АФА -: топографическая -: гиростабилизированная -: одинарная +: плановая +: перспективная Q: Выбрать два правильных варианта ответа S: Вид съёмки по способу построения изображения -: топографическая -: однокадровая -: плановая +: кадровая +: панорамная Q: Выбрать правильный вариант ответа S: Аэро-космическая съёмка по использованию разных зон спектра электромагнитных волн подразделяется на ### -: топографическую -: кадровую -: панорамную -: оптико-электронную +: цветную S: Аэрофотосъёмка, при которой наклон оптической оси АФА не превышает 3°, называется ### +:плановой +:планов#$# Вопросы к зачету 1. Применение аэрогеодезии при изысканиях, проектировании и строительстве инженерных сооружений.

2. Аэрокосмическая съемка и её виды.

3. Аэрофотосъемка и её виды.

4. Аэрофотосъемочное оборудование.

5. Расчет основных параметров аэросъемки.

6. Главные точки и линии на аэроснимке.

7. Элементы ориентирования одиночного аэроснимка.

8. Смещение точек на снимке из-за влияния угла наклона снимка.

9. Смещение точек на снимке из-за влияния рельефа местности.

10. Фотосхемы, их назначение и технология изготовления.

11. Фотопланы, их назначение и технология изготовления.

12. Дешифрирование аэроснимков, его виды, методы и способы.

13. Основные признаки дешифрирования.

14. Условия возникновения стереоэффекта по аэроснимкам и его виды.

15. Элементы внешнего ориентирования стереомодели.

16. Поперечные и продольные параллаксы точек.

17. Определение превышений по аэроснимкам.

18. Сущность трассирования по стереомодели и способы.

19. Проведение линий заданного уклона трассы по стереомодели.

20. Фотограмметрическое нивелирование трассы.

21. Планово-высотное обоснование инженерно-геодезических работ 22. Сущность планово-высотной подготовки аэроснимков.

23. Детальная разбивка кривых способом прямоугольных координат.

24. Детальная разбивка кривых способом продолженных хорд.

25. Вынос трассы в натуру методом опознавания контуров и вешения створов.

26. Вынос трассы в натуру с точек магистрального хода. Технология выноса.

27. Определение состояния дорог и мостовых переходов по аэроснимкам.

28. Определение условий и режима движения автотранспорта по аэроснимкам.

29. Изучение транспортных потоков. Организация дорожного движения по аэроснимкам.

30. Понятие о создании цифровых моделей фотограмметрическим методом.

31. Применение цифровых моделей местности при проектировании автодорог.

32. Ландшафтное проектирование автомобильных дорог.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Основная литература:

1. http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90580&type=utchposob:common. Изместьев А. Г. Основы аэрогеодезии и инженерно-геодезические работы: учеб. пособие [Электронный ресурс] : для студентов специальности 270205 «Автомобильные дороги и эродромы» – Электрон. дан. – Кемерово : КузГТУ, 2012. – 113 с.

2. Назаров А. С. Фотограмметрия. - Мн.: ТетраСистемс, 2010. – 400 с.

Дополнительная литература:

3. Обиралов А. И., Лимонов А. Н., Гаврилова Л. А. Фотограмметрия и дистанционное зондирование. - М.: КолосС, 2006. – 334 с.

4. В. И. Федоров. Инженерная аэрогеодезия. – М.: Недра, 1988. – 212 с.

5. Федоров В. И., Титов А. И., Холдобаев В. А. Практикум по инженерной геодезии и аэрогеодезии. – М.: Недра, 1987. – 365 с.

6. Метелкин А. И. Фотограмметрия в дорожном строительстве: Учеб. пособие. – Воронеж: Изд. ВГУ, 1990. – 272 с.

7. Буров М. И., Краснопевцев Б. В., Михайлов А. П. Практикум по фотограмметрии. Учеб.

пособие для вузов. – М.: Недра, 1987. – 302 с.

8. Книжников Ю. Ф. Аэрокосмические методы географических исследований. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 336 с.

9. http://www.geoprofi.ru – Электронный журнал по геодезии, картографии и навигации.

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

Справочно-правовая система «КонсультантПлюс»

Электронная библиотечная система издательства «Лань»

База данных «Учебно-методические издания СибГИУ»

http://www.2gis.ru – Электронная карта города «Дубль–ГИС»

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

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Необходимый для реализации бакалаврской программы перечень материально-технического обеспечения включает в себя:

Компьютерные классы кафедры МДКиГ (1409, 1419) с комплектом лицензионного программного обеспечения (Surfer, AutoCAD, MapInfo).

Лаборатория (1415), оборудованная компьютером, фотограмметрическими приборами (стереограф СЦ-1, стереопроектор СПР-3, стереокомпараторы, стереометры, стереоскопы), стендами.