Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии




Скачать 101.99 Kb.
НазваниеНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии
Дата01.02.2013
Размер101.99 Kb.
ТипПрограмма
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


Геолого-геофизический факультет

Кафедра общей и региональной геологии


Рабочая программа дисциплины

«Введение в геоинформационные системы (ГИС)

и дистанционное зондирование (ДЗ)»


регионального компонента цикла ЕН ГОС ВПО

направления 511000 Геология

степень – бакалавр геологии


Новосибирск

2004

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования по специальности геология бакалавр


Программу составил доцент, к.т.н. Дементьев В.Н.


Программа одобрена на заседании кафедры

Протокол № 4 от 26 апреля 2004


Заведующий кафедрой ОиРГ

чл. – корр. РАН Верниковский В.А.


Декан геолого-геофизического факультета

чл. – корр. РАН Шацкий В.С.


1. Организационно-методический раздел.

Полное наименование курса «Введение в геоинформационные системы (ГИС) и дистанционное зондирование (ДЗ)». Данный курс предназначен для специальности 511000, рассчитан на один семестр и относится к разделу специальных дисциплин

1.2.Цели и задачи курса.

Дисциплина «Введение в ГИС и ДЗ» предназначена для знакомства студентов с современным уровнем развития новых информационных технологий – ГИС и систем автоматизированной обработки ДДЗ.

Основной целью освоения дисциплины является

Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса

1.3.Требования к уровню освоения содержания курса (дисциплины).

По окончании изучения указанной дисциплины студент должен

  • иметь представление о современном уровне развития ГИС и систем обработки ДДЗ;

  • знать основные понятия, структуры и модели данных, типовые ГИС-технологии, основные картографические проекции, виды космических снимков;

  • уметь выполнять типовые операции редактирования, обработки и анализа растровых и векторных изображений, создавать цифровые тематические карты (ГИС-проекты);

1.4. Формы контроля

Для контроля усвоения дисциплины учебным планом предусмотрен дифференцированный зачет.

В течение семестра выполняются контрольные работы (2), проводятся проверки остаточных знаний студентов (8). Выполнение указанных видов работ является обязательным для всех студентов, а результаты текущего контроля служат основанием для выставления оценок в ведомость контрольной недели на факультете.


2. Содержание дисциплины.

Данный курс является базовым и дает общую картину современного уровня развития интегрированных информационных систем нового поколения – географических информационных систем. Следует отметить, что предлагаемый курс является достаточно компактным (обзорным) и содержит изложение основных понятий и типовых ГИС-технологий используемых при решении широкого круга научных и практических задач из области наук о Земле. Важной и достаточно оригинальной частью данного курса является раздел, посвященный получению, обработке и использованию данных дистанционного зондирования, которые в настоящее время все шире используются при геологических исследованиях. Практическая часть курса ориентирована на освоение основных (типовых) операций редактирования, обработки и анализа как растровых, так и векторных изображений. Для этой цели используется наиболее распространенный, по данным маркетинговых исследований, программный инструментарий, предлагаемый на рынке ГИС. Особенностью практической части рассматриваемого курса является проработка полной технологической последовательности операций по интеграции данных ДЗ в ГИС. В целом курс соответствует уровню подобных курсов в России и за рубежом.



Наименование разделов и тем

К о л и ч е с т в о ч а с о в

Лекции

Лабораторные работы

Самостоятельная работа

Всего

часов

Введение, основные понятия.

4










Получение и предварительная обработка ДДЗ.

6

4

4




Тематическая обработка ДДЗ.

2

4

4




Картографические проекции, геометрические преобразования геоданных.


4


4


4




Ввод, редактирование и проверка данных.

2

4

8




Основные ГИС-технологии.

4

8

10




Моделирование в ГИС.

2










Итого по курсу

24

24

30

78


Содержание отдельных разделов и тем.

1. Введение, основные понятия.

Отличие ГИС от информационных систем предыдущего поколения. Определения. Геоинформатика. Компоненты. Классификации программных систем и ГИС-проектов. Этапы создания (эволюции) ГИС-проекта. Основные функциональные блоки (подсистемы). Категории характерных операций при создании ГИС-проектов. Послойная организация географических данных. Графические примитивы и их характеристики. Структуры данных, растровое и векторное представление географического пространства. Модели данных: спагетти-модель, топологическая модель. Пространственные БД, интеграция графических элементов данных с их атрибутивной частью. Форматы данных.

2. Получение и предварительная обработка ДДЗ.

ГИС и системы обработки ДДЗ. Дистанционное зондирование. Особенности съемки из космоса: влияние параметров орбиты, влияние атмосферы. Типы разрешения ДДЗ. Классификации снимков. Виды космической съемки. Доступные материалы ДЗ. Общая характеристика особенностей ДДЗ. Предварительная обработка изображений: радиометрические преобразования, фильтрация (высокочастотная и низкочастотная), цветовые композиции, геометрические преобразования.

3. Тематическая обработка ДДЗ.

Операции классификации: автоматическая, с обучением, интерактивная. Особенности классификации с обучением, этапы процедуры, сигнатуры, основные решающие правила. Автоматическая классификация или кластеризация, основные алгоритмы, пост-классификационная обработка. Особенности интерактивной классификации. Классификация с использованием нейронных сетей (основные понятия). Интеграция ДДЗ в ГИС. Алгебра изображений, относительные изображения (индексы). Анализ главных компонент.

4. Картографические проекции, геометрические преобразования изображений.

Модели представления поверхности Земли: геоид, эллипсоид вращения. Референц-эллипсоиды. Понятие о картографической проекции. Системы координат: сферическая, прямоугольная. Системы отсчета (датумы). Масштабы: длин, площадей, главный. Основные семейства картографических проекций: конические, цилиндрические, азимутальные. Классификация картографических проекций Каврайского. Выбор картографических проекций. Геометрические трансформации изображений: проекционные преобразования, геометрическая коррекция по орбитальным параметрам (ортотрансформирование), геопривязка по опорным точкам, поправка за рельеф, монтаж или мозаика изображений. Технология трансформации по опорным точкам: выбор опорных точек и их анализ, выбор степени полинома, операция передискретизации (восстановления) новых значений пикселов.

5. Ввод данных.

Источники данных: картографические материалы, ДДЗ, статистические данные, материалы полевых работ, данные GPS. Способы ввода: дигитализация (ручная оцифровка), сканирование, векторизация на экране, импорт. Типичные для каждого способа ввода ошибки в данных, их редактирование и коррекция. Проверка качества геоданных (верификация). Генерализация данных. Реструктурирование.

6. Основные ГИС-технологии.

Пространственный анализ. Запросы. Группирование объектов. Компиляция. Переклассификация. Геометрические объекты высокого уровня. Оверлеи (наложения). Получение новой информации. Измерения объектов, дополнительные количественные характеристики. Буферные зоны. Временные ряды. Зонирование (районирование). Геокодирование адресов. Маршрутизация. Представление (вывод) результатов.

7. Моделирование в ГИС.

ГИС – модель географических знаний. Математическое моделирование. Математико-картографическое моделирование. Основные классы моделей. Виды моделирования. Проверка достоверности моделей. Моделирование рельефа (основные понятия).


Темы лабораторных работ.

  1. Знакомство с растровой ГИС IDRISI. Предварительная обработка космического снимка.

  2. Классификация спектрозонального космического снимка.

  3. Географическая привязка космического снимка по опорным точкам.

  4. Знакомство с векторной ГИС ArcView 3.2а. Ввод и редактирование данных. Легенды.

  5. Типовые геопроцедуры. Использование модулей расширения.

  6. Примеры ГИС-технологий. Вывод данных.


Перечень примерных контрольных вопросов.

Определение ГИС как инструментального средства.

Определение ГИС-проекта или ГИС-приложения.

Чем локальные ГИС-приложения отличаются от региональных.

В чем основное различие между инвентаризационным и прогнозным ГИС-приложениями.

ГИС часто называют пространственными базами данных, почему это не совсем правильно.

Графические примитивы, используемые в ГИС и их характеристики.

Какие измеримые атрибуты могут использоваться для поиска линий.

Какие измеримые атрибуты могут использоваться для поиска полигонов.

Что такое геореляционная связь и как она реализуется.

Какие параметры орбиты влияют на пространственное разрешение ДДЗ.

Что зависит от угла наклона орбиты.

Какие характеристики ДДЗ зависят от высоты орбиты.

Виды разрешений ДДЗ.

Виды аэрокосмической съемки.

Виды спутников по назначению.

Основные решающие правила, используемые при классификации ДДЗ.

Виды геометрических преобразований данных.

Группы операций обработки ДДЗ.

Существует ли взаимосвязь пространственного разрешения и обзорности ДДЗ.

3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Образцы вопросов для подготовки к дифференцированному зачету.

Компоненты ГИС, их характеристика.

Основные классификации ГИС.

Семейства картографических проекций и их назначение.

Выбор картографических проекций при различных видах географического анализа.

Методы ввода данных в ГИС (преимущества, недостатки).

Топологическая модель данных, ее преимущества и недостатки.

Основные проблемы организации информации в ГИС.

Сходство и различие структур растрового изображения и покрытия.

Проблемы использования данных ДЗ в ГИС.

Основные методы классификации данных ДЗ.

Виды геометрических преобразований данных.

Объекты высокого уровня. Чем они отличаются от простых объектов.

Что такое буферные зоны и для чего они используются.

Временные ряды, основные проблемы их формирования и использования.

Роль и место моделирования в ГИС.


Список основной и дополнительной литературы.

  1. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика./Под ред. Д.В. Лисицкого – М.:Картгеоцентр - Геодезиздат, 1993. - 213с.

  2. Картография. Вып. 4. Геоинформационные системы: Сб. перев. статей./ Сост., ред. и предисл. А.М.Берлянт и В.С.Тикунов. – М.: Картгеоцентр – Геодезиздат, 1994. – 350 с.

  3. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. Учебное пособие. Издание 2-е. - М., 1997. - 155с.

  4. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. – М.: Финансы и статистика, 1998. – 288с.

  5. Кравцова В.И. Космические методы картографирования. Учебное пособие. – М.: Изд-во МГУ, 1995. – 236с.

  6. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли: Основы и методы дистанционных исследований в геологии: Пер. с нем. – М.: Мир, 1988. – 343с.

  7. IDRISI для Windows. Руководство пользователя. Версия 2.0. Перевод с англ., 1998.

  8. ДеМерс Майкл Н. Географические Информационные Системы. Основы.: Пер.с англ. – М.: Дата+, 1999. – 490 с.

  9. Аэрокосмические методы геологических исследований./ Под ред. А.В. Перцова. СПб.: Изд-во СПб картфабрики ВСЕГЕИ, 2000. – 316 с.

  10. Кашкин В.Б., Сухинин А.И. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений: Учебное пособие. – М.: Логос, 2001. – 264 с.

Похожие:

Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования по специальности...
Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования по специальности...
Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра минералогии и петрографии Теория кристаллизации
Программа предназначена для студентов 4 курса геолого-геофизического факультета профилизация геохимия, специализация "экспериментальная...
Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра минералогии и петрографии Онтогения минералов
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования
Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра минералогии и петрографии Петрография осадочных пород
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования
Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра минералогии и петрографии Методы расчета минеральных равновесий
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования
Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра месторождений полезных ископаемых Минераграфия
Обобщаются приемы получения сведений, необходимых для разработки технологии разделения тонких минеральных срастаний и выбора эффективных...
Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии iconПрограмма для поступающих в аспирантуру на Геолого-геофизический факультет
Геолого-геофизический факультет Новосибирского госуниверситета принимает в аспирантуру по следующим специальностям
Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии iconПрограмма одобрена на заседании кафедры общей и региональной геологии. © Новосибирский государственный университет, 2010 Организационно-методический раздел Курс «Геоморфология и четвертичная геология»
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования по специальности...
Новосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии iconГеофизический факультет кафедра информатики и гис
Министерство образования и науки РФ российский государственный геологоразведочный университет имени серго орджоникидзе
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница