Н. Г. Чернышевского геологический факультет (наименование института, факультета) утверждаю " " 2011 г. Рабочая программа
| Вид материала | Рабочая программа |
- Н. Г. Чернышевского геологический факультет (наименование института, факультета) утверждаю, 160.68kb.
- Н. Г. Чернышевского (Наименование института, факультета) утверждаю " " 20 г. Рабочая, 441.5kb.
- Н. Г. Чернышевского Геологический факультет Саратовское отделение Евро Азиатского Геофизического, 134.64kb.
- Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю " " 2011 г. Рабочая программа, 271.73kb.
- Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю " " 2011 г. Рабочая программа, 257.68kb.
- Н. Г. Чернышевского Экономический факультет утверждаю " " 2011 г. Рабочая программа, 598.19kb.
- Н. Г. Чернышевского Юридический факультет утверждаю " " 20 г. Рабочая программа, 395.01kb.
- Н. Г. Чернышевского Юридический факультет утверждаю " " 2011 г. Рабочая программа, 483.95kb.
- Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор по умр профессор, 189.39kb.
- Н. Г. Чернышевского Юридический факультет утверждаю " " 20 г. Рабочая программа, 383.69kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
_____________________геологический факультет__________________
(наименование института, факультета)
УТВЕРЖДАЮ
___________________________
"__" __________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины (модуля)
_________________Геоинформатика_____________
(Наименование дисциплины (модуля)
Направление подготовки
_____Геология________
Профиль подготовки
020700_Геология_и разведка полезных ископаемых
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
____________очная___________
(очная, заочная)
Саратов,
2011
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины (модуля) «Геоинформатика» является изучение разномасштабных геосистем. Глубокое и всестороннее знание процессов функционирования которых, обеспечивает правильное понимание протекающих в них процессов, а современная методология их изучения с использованием геоинформационных технологий позволяет достигать высокой экономической обоснованности их эксплуатации и устойчивого развития.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Применение геоинформационных систем становит ся признаком современного уровня научно-производственных работ в геологии в связи с чем, наличие профессиональных компетенций по геоинформатики у бакалавров, обучающихся по направлению «Геология», гарантирует их соответствие существующим требованиям профессиональной подготовки геолога. Интенсивное развитие геоинформатики, как нового научного направления, охватывает уже не только географию и геологию, но и ряд соподчиненных им научных дисциплин: структурную геологию, инженерную геологию и гидрогеологию, экологическую геологию и природопользование. Востребованность систем анализа и обработки территориально зависимых (геореляционных) данных на современном рынке научных разработок, привела к росту спроса на подготовленных специалистов в этой области.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) ___________«Геоинформатика»_________
В результате освоения дисциплины (модуля) формируется компетенция работы с геореляционными данными и создания геоинформационных систем (ГИС) отраслевой направленности.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
•Знать: - особенности организации векторных и растровых данных в ГИС;
- разнообразные методы представления статистического анализа
данных посредством ГИС;
- принцип организации регионального и локального мониторинга
на базе ГИС с привлечением данных дистанционного
зондирования и глобального позиционирования.
•Уметь: - самостоятельно анализировать тематическую компоненту ГИС
(глобальный, региональный, локальный уровни) в зависимости от
вида выполняемых проектно-изыскательских или мониторинговых
работ;
- формировать тематическую направленность разрабатываемой ГИС
в зависимости от вида геологических изысканий.
•Владеть: - навыками создания, наполнения и сетевой реализации ГИС.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
_______________________Геоинформатика_____________________________
Общая трудоемкость дисциплины составляет ____5_____ зачетных единиц _180__ часов.
4.1 Структура дисциплины
| № п/п | Раздел дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Формы промежуточной аттестации (по семестрам) | |||
| | | | | лекция | практическое занятие | семинар | контрольная работа | |
| 1 | Введение. Место геоинформатики среди наук. Междисциплинарные связи. | 2 | 1 | 1 | | | | |
| 2 | История и методология | 2 | 1 | 1 | | | | |
| 2.1 | Основы геоинформатики | 2 | 1 | 1 | | | | |
| 2.2 | Картографическая и атрибутивная информация в ГИС. Картографические проекции и координатные системы. | 2 | 2 | 2 | 2 | | | |
| 2.3 | Цифровые формы представления картографической информации. Растровые и век-торные способы представления данных. | 2 | 3 - 4 | 2 | 2 | | 1 | Контрольная работа №1 |
| 2.3 | Типы топологических данных. | 2 | 4 | 1 | 1 | | | |
| 2.4 | Геореляционные базы данных. Организация и реализация в современных ГИС. | 2 | 4 -5 | 1 | 2 | 1 | | |
| 2.5 | Цифровые модели рельефа. Сравнение DTD и TIN данных. Геовизуализация. | 2 | 5 | 1 | | | | |
| 2.6 | Статистический анализ с ис-пользованием ГИС. | 2 | 5 | 1 | 2 | | | |
| 2.7 | Создание ЦТО с использованием различных современных ГИС пакетов. | 2 | 6 | 2 | 2 | | 1 | Контрольная работа №2 |
| 3 | ГИС в геологии | 2 | 7 | 1 | | | | |
| 3.1 | Применение ГИС при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях. | 2 | 7- 8 | 2 | 4 | 1 | | |
| 3.2 | Комплексное использование ГИС с данными геофизического исследования при региональных геологических исследованиях. | 2 | 8 - 9 | 2 | 4 | 1 | | |
| 3.3 | ГИС при добыче и транспортировке углеводородного сырья. | 2 | 9 - 10 | 2 | 2 | 1 | | |
| 3.4 | ГИС при геологическом кар-тировании. Построение ос-новных и специализирован-ных карт при ГСР-200. | 2 | 10 - 11 | 2 | 4 | 1 | | |
| 3.5 | Мониторинг с использованием ГИС. Применение ДДЗ как компоненты ГИС. | 2 | 11 - 12 | 2 | 4 | | 1 | Контрольная работа №3 |
| 4 | Концепция GPS. | 2 | 12 | 1 | | | | |
| 4.1 | Типы GPS. Основы работы с GPS. | 2 | 12 -13 | 1 | 2 | | | |
| 4.2 | Использование GPS при геологическом картировании. | 2 | 13 -14 | 2 | 2 | | 1 | Контрольная работа №4 |
| 5 | Перспективы развития ГИС. | 2 | 14 | 1 | | 1 | | |
4.2 Содержание разделов дисциплины
Введение
Определение ГИС. Проблема существования многозначных и неверных толкований термина. Переход от утилитарных геоинформационных систем к новому научному направлению, геоинформатике. Определение геоинформатики, ее структура и место среди наук. Междисциплинарное взаимодействие с точными и естественными науками.
1 ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ
Зарождение, становление и развитие геоинформатики. Методология. Причины преобразования в самостоятельную научную дисциплину.
2 ОСНОВЫ ГЕОИНФОРМАТИКИ
2.1 Картографическая и атрибутивная информация в ГИС. Картографические проекции и координатные системы.
Картографическая информация в ГИС как графический вид атрибутивных данных. Атрибутивная информация и ее организация. Запрос как система обслуживания атрибутивной информации ГИС.
Основные типы картографических проекций и координатных систем. Значение картографической проекции в ГИС.
2.2 Цифровые формы представления картографической информации. Растровые и векторные способы представления данных.
Растровая и векторная модель в ГИС. Преимущества и недостатки указанных моделей. Особенности цифрового выражения растровых и векторных данных. Битовое разрешение и массив в растровой ГИС. Типы векторных объектов.
2.3 Типы топологических данных.
Вид как основа топологических данных ГИС. Вид компьютерной графики и вид атрибутивной компоненты. Специальные преобразования топологических данных. Типы топологических отношений. Буферизация.
2.4 Геореляционные базы данных. Организация и реализация в современных ГИС.
Геореляционная база данных как форма реляционной БД с развитыми топологическими отношениями. Организация геореляционной БД.
SQL при обслуживании геореляционной БД. Применение СУБД ORACLE при работе с геореляционными базами данных. СУБД современных ГИС.
2.5 Цифровые модели рельефа. Сравнение DTD и TIN данных. Геовизуализация.
Переход от двумерных, планиметрических карт, к 2,5 и трехмерным моделям. Синтетические и естественные трехмерные модели в ГИС. Трехмерные изобразительные средства тематического картирования.
Типы цифровых моделей рельефа (ЦМР). Способы построения ЦМР. Кригинг. Построение TIN моделей. Отличие трехмерных моделей моделей программного обеспечения (ПО) ГИС и ПО Golden Software Surfer.
Геовизуализация как спсоб улучшения восприятия ЦМР и современное направление в геоинформатике.
2.6 Статистический анализ с использованием ГИС.
Методы статистической обработки данных в ГИС. Реализация и визуализация выборки. Программные средства построения временных рядов и их визуализация. Обзор профильного ПО.
Статистическая выборка средствами тематического картирования. Средство Crystal Report как инструмент визуализации статистических данных в пакетах MapInfo и ArcGIS.
2.7 Создание ЦТО с использованием различных современных ГИС пакетов.
Требования к современным картам. Цифровые карты. Технология создания цифровых карт. Точность и актуальность цифровой топографической основы (ЦТО). Программная реализация процедур создания ЦТО в различных ГИС пакетах.
3 ГИС В ГЕОЛОГИИ
3.1 Применение ГИС при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях.
Поддержка инженерно-геологических и гидрогеологических работ средствами ГИС. ГИС компонента инженерно-геологического и гидрогеологического мониторинга.
3.2 Комплексное использование ГИС с данными геофизического исследования при региональных геологических исследованиях.
ГИС как дополнительный инструмент поддержки региональных геофизических исследований. Геореляционная информация как составной компонент в системах геофизического моделирования геологических объектов.
3.3 ГИС при добыче и транспортировке углеводородного сырья.
ГИС как инструмент оптимизации устройства систем транспортировки нефтепродуктов. ГИС в региональном мониторинге промышленной безопасности нефтедобычи.
3.4 ГИС при геологическом картировании. Построение основных и специализированных карт при ГСР-200.
ГСР с использованием различного геоинформационного ПО. Построение специализированных карт утвержденных требованием по ведению ГСР – 200 в ГИС MapInfo и ArcGIS. Требования к организации ЦТО в практике ГСР.
3.5 Мониторинг с использованием ГИС. Применение ДДЗ как компоненты ГИС.
Организация поддержки мониторинговых работ глобального, регионального и локального уровней, средствами ГИС. Аналитические компоненты ГИС как часть системы поддержки принятия решений. ДДЗ как компонент мониторинговой ГИС.
4 КОНЦЕПЦИЯ GPS
4.1 Типы GPS. Основы работы с GPS.
Системы спутниковой навигации. История их развития и современное состояние. Специальные и пользовательские системы глобального позиционирования. Сравнение систем США и России.
Устройство и принципы работы GPS. Приемы работы с GPS приемником в полевых и стационарных условиях.
4.2 Использование GPS при геологическом картировании.
Применение ГИС в практике ГСР и ГРР. Удобства и недостатки современных GPS систем. Организация базовых станций и ходов при работе по геологическому картированию на полигоне.
5 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ГИС
Развитие ГИС, перспективы и направления. ГИС как виртуальная инфраструктура осуществления поисковых и разведочных работ на перспективной площади. ГИС в системе автоматизации инженерно-геологических изысканий.
Примерное содержание лабораторных занятий
Знакомство с программным обеспечением (ПО) ArcGIS: оконный интерфейс, типы меню, иерархическая структура вида и темы.
Создание заготовки планшета карты: векторизация объектов с использованием растровой подложки, ввод геореляционной табличной информации, тематическое разделение объектов, создание топологических связей.
Построение и заполнение атрибутивных таблиц. Импорт внешних табличных данных. Реорганизация и редактирование данных.
Анализ созданной информации: организация контекстного набора картографического материала, дополнительные процедуры обработки и статистического анализа данных средствами ПО.
Завершающий этап: масштабное представление заключительной карты, создание легенд тем, подготовка карты и атрибутивной информации к печати.
5. Образовательные технологии
Формирование профессиональных компетенций в курсе «Геоинформатика» осуществляется за счет активного использования образовательных технологий педагогического и профессионального контекста: построение курса с элементами деловой игры; анализа конкретных ситуаций (case-study); мультимедийных лекций и практических занятий с привлечением отраслевых брендовых (ArcGIS) и кроссплатформенных ГИС (GRASS GIS).
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Самостоятельная работа студента выражается в освоении дополнительной литературы для участия в семинарах и подготовки реферата. Выполнение самостоятельных практических работ по разработке и созданию проблемно-ориентированной ГИС. Подготовке к контрольным работам по тематическим блокам: Контрольная работа №1 по тематическому блоку 2.1 и 2.2; контрольная работа №2 по тематическим блокам 2.5 – 2.7; контрольная работа №3 по тематическим блока 3.1 и 3.2; контрольная работа №4 по тематическим блокам 3.3 – 3.5; контрольная работа №4 по тематическим блокам 4.1 и 4.2.
Система оценивания поэтапная представлена оценкой за:
выполнение лабораторных заданий (30%);
участие в семинарах, написание и защиту реферата (20%)
контрольные работы по тематическим блокам (15%)
посещение занятий (5%)
семестровая аттестация по предмету (30%).
Оценочный бал получается суммированием указанных этапов.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) ______Геоинформатика________________________
а) основная литература:
1. Зейлер М. Моделирование нашего мира (руководство ESRI по проектированию базы геоданных). – М.: МГУ, 2001. – 255 с.
2. Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Тикунов В.С. и др. Геоинформатика: Учеб. для студ. вузов / Под ред. Тикунова В.С. — М: Издательский центр «Академия», 2005. — 480 с.
3. Применение геоинформационных систем в геологии : учеб. пособие для
вузов по направлению 020300 (511000)- "Геология" / М. В. Коротаев, Н. В.
Правикова. - М. : Кн. дом "Ун-т", 2008. - 171 с.
4. Самардак А.С. Геоинформационные системы. – Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2005. – 123 с.
5. Шилина Г.В. Геоинформационные системы. Курс лекций. УГГУ, 2007г.- 129 с.
б) дополнительная литература:
1. «Введение в геоинформатику горного производства», учебное пособие, Екатеринбург, 2001г., 192с.
2. Геоинформационные системы : метод. указания для курсового
проектированию / Иркут. гос. техн. ун-т. - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2005. -
16 с.
3. Геоинформационный анализ: лаб. практикум для студентов геол.-геофиз. специальностей / О. В. Дударева. - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2008. - (CD)
4. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и
цифровой обработки космических снимков : учебник : пособие для вузов по
специальности 020501 - Картография, направления 020500 - География и
картография / И. К. Лурье. - М. : Кн. дом "Ун-т", 2008. - 423 с.
5. ДеМерс М. Я. Географические информационные системы. — М: ДАТА+, 1999.- 350 с.
6. Королев Ю.Г., Общая геонформатика, Изд-во ООО СП Дата+, М., 2001г., -118с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Программное обеспечение ESRI ArcGIS; MapInfo; Global Mapper; Golden Software Surfer.
Рекомендуемые Интернет ресурсы.
- ГИС пакет ESRI ArcGIS
- ГИС пакет GRASS GIS
- http:/www.gisa.ru/
- http:/www.dataplus.ru/
- nov.ru/
- .ru/
- u/
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) Компьютерный класс геологического моделирования. Персональные компьютеры и мультимедийная техника. Демонстрационные фильмы и слайды. Комплект материалов Государственной геологической карты.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю подготовки ____020700 Геология и разведка полезных ископаемых_________
Автор __А.С. Лашин _______________________________________________
Программа одобрена на заседании ____________________________________
(указать наименование кафедры)
от ___________года, протокол № _________________.
Заведующий кафедрой общей геологии
и полезных ископаемых _________________(А.Ю.Гужиков)
Декан геологического факультета _________________(Е.Н.Волкова)