Производственные коммерческие и экспертные

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
___________ Волосникова Л.М.
__________ _____________ 2011г.
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ КОММЕРЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРТНЫЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 021300.62 «Картография и геоинформатика»
очной формы обучения, профиль геоинформатика
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Авторы работы _______ Добрякова В.А.
«______»___________2011 г.
Рассмотрено на заседании кафедры картографии и ГИС
от_____2011г. протокол № ____
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем _________стр.
Зав. кафедрой ________ Новохатин В.В.
«______»___________ 2011г.
Рассмотрено на заседании УМК ИМЕНИТ
от ____ 2011г. протокол № _____
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК _______ Столярова О.А.
«______»_____________2011г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ______ Федорова С.А.
«______»_____________2011 г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики, естественных наук и информационных технологий
Кафедра картографии и геоинформационных систем
Добрякова В.А.
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ КОММЕРЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРТНЫЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 021300.62
«Картография и геоинформатика» очной формы обучения,
профиль геоинформатика
Тюменский государственный университет
2011
Добрякова В.А. Производственные коммерческие и экспертные
геоинформационные системы. Учебно-методический комплекс. Рабочая
программа для студентов направления 021300.62 «Картография и геоинформатика» очной формы обучения, профиль геоинформатика. Тюмень, 2011г.,
15 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС
ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Производственные коммерческие и экспертные геоинформационные системы.
[электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой картографии и геоинформационных систем. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой картографии и
геоинформационных систем,
д.т.н., профессор Новохатин В.В.
© Тюменский государственный университет, 2011.
© Добрякова В.А., 2011.
1. Пояснительная записка
1.1 Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины «Производственные коммерческие и экспертные геоинформационные системы» - приобретение практических навыков работы с
основными геоинформационными пакетами и изучение возможностей их применения в экологических исследованиях.
Задачи дисциплины:
- сформировать у студентов системные знания о функциях географических
информационных систем (ГИС);
- дать представление об основных идеях, принципах и методах использования
ГИС в естественных и общественных науках;
- сформировать навыки работы с геоинформационными пакетами.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Цикл ЕН Дисциплина «Геоинформационные системы в территориальном
управлении» является дисциплиной по выбору профессиональной компетенции и базируется на таких дисциплинах как, «ГИС в географии», «Основы геоинформатики», «Геоинформационное картографирование».
1.3 Компетенции выпускника ООП бакалавриата, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО
В результате освоения ООП бакалавриата выпускник должен обладать
следующими общенаучными компетенциями:
- уметь составлять общегеографические и тематические карты, атласы
и другие виды картографических произведений с использованием геоинформационных и издательских технологий (ПК-17).
В результате
освоения
содержанием
дисциплины обучающийся
должен:
 Знать:
- функции ГИС, возможности их интеграции с другими технологиями и
методами практического применения в различных областях географии.
 Уметь:
- применять ГИС в своей профессиональной деятельности,
- обладать навыками работы с основными геоинформационными пакетами, уметь их правильно использовать при решении пространственных задач.
 Владеть:
- навыками работы с основными профессиональными ГИС-пакетами,
- технологиями и особенностями применения ГИС в различных отраслях
географии.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 8. Форма промежуточной аттестации – зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.
3. Тематический план.
Таблица 1.
Лекции
недели семестра
Тема
Виды учебной Из них Итоработы и само- в инго
стоятельная ра- терак- чабота, в час.
тивсов
ных
по
фор- теме
мах, в
час.
1
2
Модуль 1. Коммерческие программные средства ГИС.
1.1 Сферы применения
ГИС.
1.2 Аналитические возможности инструментальных ГИС.
1.3 Обзор современных
ГИС.
Всего
Итого
количество
баллов
Лабораторные
(практические)
занятия
Самостоятельная работа
№
3
4
5
6
1
1
1-4
2
8
4
5-9
3
10
4
6
18
12
7
4
4
4
8
9
5
0-5
14
0-20
17
0-20
36
0-45
2.1
2.2
3.1
3.2
Модуль 2. Открытое ПО
ГИС.
История открытого ПО
9
ГИС.
Возможности, преиму11
щества и проблемы открытого ПО ГИС.
Всего
Модуль 3. Интеллектуализация и поддержка
принятия решений в ГИС.
Технологии искуственно- 13
го интеллекта и экспертные системы.
Системы поддержки при- 10-14
нятия решений.
Всего
Итого (часов, баллов):
Из них в интерактивных
формах 20% от аудиторной нагрузки
2
4
2
4
8
4
0
2
6
0-7
1
6
0-8
1
12
0-15
7
0-10
5
2
10
5
4
17
0-30
4
14
10
28
10
30
4
9
9
24
72
0-40
0-100
Виды и формы отдельных оценочных средств в период текущего контроля.
Таблица 2.
№
Устный опрос
темы
Письменные
Информацион-
Итого, коли-
работы
ные технологии чество
лов
собеседо-
ответ на контрольная
электронный
вание
семинаре работа
практикум
Модуль 1. Коммерческие программные средства ГИС.
1.1
-
-
0-5
-
0-5
1.2
0 - 10
-
-
0-10
0-20
1.3
0 - 10
-
-
0-10
0-20
Всего
0 - 20
-
0-5
0-20
0-45
Модуль 2. Открытое ПО ГИС.
2.1
-
0-2
0-5
-
0-7
2.2
-
0-3
0-5
-
0-8
бал-
Всего
-
0-5
0-10
0-15
-
Модуль 3. . Интеллектуализация и поддержка принятия решений в ГИС.
3.1
0-5
-
0-5
-
0-10
3.2
0-5
0-5
-
0-20
0-30
Всего
0-10
0-5
0-5
0-20
0-40
Итого
0-30
0-10
0-20
0-40
0-100
Таблица 3.
Планирование самостоятельной работы студентов
№
Модули и темы
Виды СРС
Неде-
Объ-
Кол-
обяза-
допол-
ля се-
ем
во
тельные
нитель-
местра
часов
баллов
ные
Модуль 1
1.1 Сферы применения ГИС. Работа с
литературой
1.2 Аналитические возможРабота с исследоности инструментальных литератувательГИС.
рой
ская ра-
1
4
0-5
1-4
4
0-10
5-9
4
0-10
12
0-25
9
4
0-5
11
4
0-5
бота
1.3 Обзор современных ГИС. Работа с исследолитератувательрой
ская работа
Всего по модулю 1:
Модуль 2
2.1 История открытого ПО
ГИС.
Работа с
литературой
2.2 Возможности, преимуще- Работа с исследоства и проблемы откры- литератувательтого ПО ГИС.
рой
ская работа
Всего по модулю 2:
8
0-10
5
0-5
5
0-5
10
0-10
Модуль 3
3.1 Технологии искуственно- Работа с исследого интеллекта и эксперт- литератувательные системы.
рой
ская ра-
13
бота
3.2 Системы поддержки при- Работа с исследо10-14
нятия решений.
литератувательрой
ская работа
Всего по модулю 3:
ИТОГО:
0-45
4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с
обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№
Наименование обеспечи-
Темы дисциплины необходимые для изуче-
п/п
ваемых (последующих)
ния обеспечиваемых (последующих) дисци-
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
плин
1.1
дисциплин
1.
ГИС в географии
+
+
+
+
+
+
+
2.
Основы геоинформатики
+
+
+
+
+
+
3.
Геоинформационное кар-
+
+
тографирование
5.Содержание дисциплины.
Модуль 1. Коммерческие программные средства ГИС.
1. Сферы применения ГИС. ГИС и цифровая картография. ГИС и дистанционное зондирование. ГИС и глобальные системы позиционирования.
2. Аналитические возможности инструментальных ГИС. Модели данных в ГИС. Организация и обработка информации в ГИС. Буферизация.
Оверлейные операции. Переклассификация. Картометрические функции.
Районирование. Сетевой анализ.
3. Обзор современных ГИС. Инструментальная ArcInfo, программный пакет ArcView 3.2, AutoCAD Map 2010, программные модули комплекса CREDO,
MapInfo, ArcGIS.
Модуль 2. Открытое ПО ГИС.
1. История открытого ПО ГИС.
2. Возможности, преимущества и проблемы открытого ПО ГИС.
Модуль 3. Интеллектуализация и поддержка принятия решений в ГИС.
1. Технологии искуственного интеллекта и экспертные системы. Технологии искуственного интеллекта. Экспертные системы. Фреймовые модели.
Продукционные модели. Структура экспертной системы.
2. Системы поддержки принятия решений. История систем поддержки
принятия решений. Современное состояние в области создания и использования систем поддержки принятия решений. Перспективы практического применения систем поддержки принятия решений.
6. Лабораторные работы.
ТЕМА: Аналитические возможности инструментальных ГИС.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Пространственный анализ и управление данными в ArcGIS.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Построение буферных зон; пространственное наложение и извлечение
пространственных объектов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Отображение и изучение данных в ArcGIS Spatial Analyst. Поиск подходящего места. Поиск альтернативного пути.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ArcGIS Spatial Analyst: Представление объектов в растровом наборе данных. Присвоение атрибутов растровому набору данных. Получение растровых
наборов данных из существующих карт. Работа с проекциями в процессе анализа.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Моделирование на базе ячеек растра.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Выполнение пространственного анализа. Поиск кратчайшего пути в
ArcGIS Spatial Analyst..
ТЕМА: Обзор современных ГИС.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
AutoCAD Map 2010: Создание чертежа. Объекты Автокад. Системы координат.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
AutoCAD Map 2010: Работа с изображением на экране. Оформление чертежа. Привязка.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
AutoCAD Map 2010: Редактирование объектов. Свойства объектов. Копирование свойств.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10
AutoCAD Map 2010: Контроль изображения. Оформление чертежа. Текст
и текстовые стили. Таблицы и стили таблиц. Размеры и размерные стили. Аннотированные элементы оформления, дополнительные возможности. Проверка орфографии. Штриховка и сплошная заливка. Редактирование штриховки.
ТЕМА: Системы поддержки принятия решений.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11
Технологии интеграции данных из разных источников в КБД.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12
Технологии создания цифровой карты-основы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13
Способы создания картографических слоев БД на основе табличных БД.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14
Топология. Построение и контроль топологических отношений объектов на
цифровых картах. Контроль атрибутивных данных.
8. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
8.1. ТЕМЫ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ И ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Назовите обобщенные функции ГИС-систем
2. Чем системы настольного картографирования отличаются от инструментальных ГИС?
3. Что такое пространственный объект?
4. Перечислите достоинства и недостатки растровой модели.
5. Опишите в общих чертах векторную модель данных.
6. Что такое стандартные форматы пространственных данных?
7. Что такое пространственный анализ?
8. Исходя из функциональных возможностей какие классы ГИС можно
выделить?
9. Назовите технологии, связанные с ГИС.
10. Каковы основные (фундаментальные) компоненты географических
данных?
11. Как связаны объекты на карте и их атрибуты?
12. AutoCAD: назначение и возможности.
13. Программный комплекс CREDO.
14. Что такое геокодирование?
15. Какие картометрические функции и как могут быть реализованы в
MapInfo.
16. Что такое буфер?
17. Сущность оверлейных операций.
18. Приведите примеры постановки сетевых задач.
19. История открытого ПО ГИС.
20. Возможности, преимущества и проблемы открытого ПО ГИС.
21. В чем специфика систем искусственного интеллекта?
22. Какова типовая структура экспертной системы?
23. Что такое фреймы?
24. Что такое продукции?
25. В чем смысл методов нечеткой логики?
26. Что такое база знаний?
27. Объясните механизм логических выводов ЭС?
28. Как работает модуль приобретения знаний?
29. Для чего необходима система объяснений?
30. Как классифицируют ЭС в географии и экологии?
31. Обзор программ, работающих с пространственной информацией.
32. Классификация ГИС по функциональным возможностям.
33. Интеллектуализация ГИС и экспертные системы.
8.3. ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ.
1. В чем специфика систем искусственного интеллекта?
2. Какова типовая структура экспертной системы?
3. Что такое фреймы?
4. Что такое продукции?
5. В чем смысл методов нечеткой логики?
6. Что такое база знаний?
7. Объясните механизм логических выводов ЭС?
8. Как работает модуль приобретения знаний?
9. Для чего необходима система объяснений?
10. Как классифицируют ЭС в географии и экологии?
11. Что такое СППР?
12. В чем состоят особенности возникновения и развития дисциплины
СППР?
13. Что определяет успешность работы СППР?
14. Какие основные требования характеризуют качество информации при
формировании СППР?
15. В чем состоит важность правильной постановки задачи в начале
формирования проектов управленческих решений?
16. Что снижает риски для ЛПР при принятии управленческого решения?
17. В чем состоит разница уровней информации составляющих СППР?
18. Почему ГИС является определяющим в СППР на ситуационном
уровне? Каковы основные требования к информации на этом уровне?
19. Почему время подготовки информации для принятия управленческого
решения является определяющим по ее количеству?
20. В чем различие между «точными» и «неточными» ГИС и преимущества каждой из них?
21. Как интеграционные технологии расширяют возможности СППР?
22. В чем состоит роль ЛПР при выработке управленческого решения?
23. Почему мониторинг выполнения управленческих решений является
развивающей составляющей СППР?
24. В чем различие между профессиональными и пользовательскими
программными продуктами ГИС? Перечислите преимущества каждого из них.
9. Образовательные технологии.
В учебном процессе используются активные и интерактивные формы
проведения занятий: решение ситуационных задач, разбор конкретных ситуаций по следующим темам:
1. Аналитические возможности инструментальных ГИС. Оптимизация
перемещений.
2. Возможности, преимущества и проблемы открытого ПО ГИС.
3. Системы поддержки принятия решений.
Применяются
такие
типы
лекций:
вводная,
обзорная,
лекция-
презентация.
По большинству тем обязательным является компьютерный практикум.
10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.
10.1. ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. - М.: 1997. 64с.
2. Берлянт A.M. Картография. - М.: Изд-во «КДУ», 2010. - 328 с.
3. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / Под ред.
А.М. Берлянта, А.В. Кошкарева, -М.: ГИС Ассоциация, 1999. -204 с.
4. ДеМерс М.Н. Географические Информационные Системы. Основы.:
Пер. с англ. - М.: Дата+,1999. – 490с.
5. Кошкарев А.В., Тикунов B.C. Геоинформатика / Под ред. Д.В. Лисицкого. - М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. - 213 с.
6. Лурье И.К. Геоинформационное картографирование.: Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков. - М.: Изд-во «КДУ»,
2008.- 424с.
10.2. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1.
Автоматизированная картография и геоинформатика / Под ред. А.М.
Берлянта, В.Т. Жукова // Материалы к науч. конференции, посвященной 50летию проф. С.Н. Сербенюка -М., 1990.- 131 с.
10.3. ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ:
1. Сайт ГИС – ассоциации России - http:\\www.gisa.ru
2. Сайт компании « Data+» - http:\\www.dataplus.ru
3. Электронная библиотека ГАГУ, http://e-lib.gasu.ru/
4. Академия САПР и ГИС, http://www.cadacademy.ru/
5. Нижегородские Географические Информационные Системы и технологии, http://www.gis.nnov.ru/
6. Информационный сервер объединённого научного совета по проблемам геоинформатики - http://www.scgis.ru/
7. Санкт-Петербургский Университет, факультет географии и геоэкологии, http://www.geospb.ru/index.html
8. Сайт компании “Навгеоком”, http://www.agp.ru/
11. Технические средства и материально-техническое обеспечение
дисциплины
Учебная аудитория с мультимедийным проектором для проведения лекционных занятий.
Компьютерный класс для проведения лабораторных занятий.
САПР, ГИС, учебный фонд цифровых карт и снимков.