РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт математики, естественных наук и информационных технологий «УТВЕРЖДАЮ»: Проректор по учебной работе ___________ Волосникова Л.М. __________ _____________ 2011г. КАРТОГРАФИРОВАНИЕ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 021300.62 «Картография и геоинформатика» очной формы обучения «ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»: Авторы работы _____________ Пупырев М.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 института математики, естественных наук и информационных технологий 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 Пупырев М.А. КАРТОГРАФИРОВАНИЕ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 021300.62 «Картография и геоинформатика» очной формы обучения, профиль «Картография» Тюменский государственный университет 2011 2 Пупырев М.А. Картографирование автоматизированного проектирования. в системах Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 021300.62 «Картография и геоинформатика» очной формы обучения, профиль «Картография». Тюмень, 2011г., 24 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: Картографирование в системах автоматизированного проектирования [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. Новохатин В.В. © Тюменский государственный университет, 2011. © Пупырев М.А., 2011. 3 1. Пояснительная записка Цель и задачи освоения дисциплины 1.1 Цель дисциплины «Картографирование в системах автоматизированного проектирования», как одного из основных курсов в системе подготовки по направлению бакалавриата «Картография и геоинформатика», состоит в том, чтобы дать общие и специальные знания о составлении карт в среде САПР, возможностях применения систем автоматизированного проектирования для решения прикладных географических задач, выработать методические и практические навыки камеральной обработки картографических материалов. Задачи дисциплины: - познакомить с автоматизированного теорией и технологией проектирования (на применения примере систем программного комплекса AutoCAD Map 3D 2011) для картосоставительских проектных работ; - сформировать представление о существующих методических приемах картографических работ в системах автоматизированного проектирования (на примере программного комплекса AutoCAD Map 3D 2011); - научить конкретным практическим приемам создания карт в САПР при решении прикладных географических задач (на примере программного комплекса AutoCAD Map 3D 2011); - научить студентов использовать AutoCAD Map 3D 2011 для создания и обновления топографических и тематических карт. 1.2 Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Картографирование в системах автоматизированного 4 проектирования» является базовой в общей профессиональной подготовке специалистов в области картографии и геоинформатики. Понимание общих положений, владение навыками технологий обработки и интерпретации картографических данных в будущим специалистам для САПР необходимо 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. Дисциплина дает фундаментальные знания и умения по геометрически и географически корректной интерпретации картографических данных в САПР. Курс является одним из ведущих в подготовке картографов в современных условиях. Для освоения материала дисциплины необходимы знания основ географии, математики, топографии, владение информационными технологиями. Освоение дисциплины «Картографирование в системах автоматизированного проектирования» необходимо проводить после дисциплин, оперирующих данными дистанционного зондирования Земли, курсов географического картографирования, а также для прохождения учебных и производственных практик. 1.3 Компетенции выпускника ООП бакалавриата, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО Процесс изучения дисциплин модуля направлен на формирование следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО: - владеть исследования технологиями в в географии, области аэрокосмических геоэкологии, 5 методов общегеографическом и тематическом картографировании (ПК-16); * в результате освоения модуля бакалавр должен сформировать навыки владения картографическими методами. - уметь составлять общегеографические и тематические карты, атласы и другие виды картографических произведений с использованием геоинформационных и издательских технологий (ПК-17; В результате освоения дисциплин модуля обучающийся должен: Знать: * возможности AutoCAD Map 3D 2011; * способы взаимодействия САПР и ГИС; * возможности подготовки, редактирования и управления данными в САПР; * функции составления и анализа карт в САПР; * принципы работы с данными топографической съемки в AutoCAD Map 3D 2011; Уметь: * создавать цифровые модели местности и использовать их для создания и обновления топографических и тематических карт в AutoCAD Map 3D 2011; * экспортировать объекты из ГИС в САПР и обратно; * выполнять весь комплекс картографических работ в AutoCAD Map 3D 2011. Владеть: * навыками аналитической обработки картографических материалов в системах автоматизированного проектирования; 6 * методическими приемами картосоставительских работ в AutoCAD Map 3D 2011; * методами оценки пригодности баз картографических данных решения конкретных проектных задач в ГИС и САПР. 2. Структура и трудоёмкость дисциплины Дисциплина преподаётся в 8 семестре. Форма аттестации – зачет. Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зачётных единицы 108 часов. 7 3. Тематический план Таблица 1. N п/ п Раздел дисциплины 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Модуль 1 Введение. САПР и ГИС, возможности и область применения. Всего Модуль 2 САПР AutoCAD Map 3D 2011 Импорт и создание картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011 Всего Модуль 3 Редактирование картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011 Интеграция баз данных и файлы пространственных данных SDF Экспорт, публикация и печать картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011 С е м е с т р Н е д е л я с е м е с т р а Виды учебной работы, включая самостоятельную работу и трудоёмкость (в часах) Л Лаб. СР ОТ Из них в интерак тивных формах, час. Итого коли честв о балл ов 8 1 2 2 2 6 2 0-2 8 2-4 2 4 4 10 2 0-8 5 4 4 8 16 4 0 - 10 8 5-7 6 8 6 20 4 0 - 20 8 8-9 6 10 8 24 4 0 - 20 4 12 18 14 44 8 0 - 40 8 1011 4 6 8 18 2 0 - 15 8 1213 4 6 6 16 4 0 - 25 8 14 4 6 4 14 4 0 - 10 8 Всего Итого 8 5 12 18 18 48 10 0 - 50 14 28 42 38 108 22 0 -100 8 12 2 Из них в интерактивной форме 22 Таблица 2. Виды и формы отдельных оценочных средств в период текущего контроля № темы Устный опрос н о м е н к л а т у р а с о б е с е д о в а н и е к о л л о к в и у м ла бо ра то рн ая ра бо та ко нт ро ль на я ра бо та те ст - 0-1 - 0-1 - - 0-1 0-1 0-1 Модуль 1 1. Введение. 2. САПР и ГИС, возможности и область применения. Всего Модуль 2 3. САПР AutoCAD Map 3D 2011 4. Импорт и создание картографич еских данных в AutoCAD Map 3D 2011 Всего Модуль 3 5. Редактирова ние картографич еских данных в AutoCAD Map 3D 2011 - 0-2 Технические формы контроля Письменные работы 0-1 Информаци онные системы и технологии Ит ого кол иче ств оба лл ов ре ф ер ат эс се прог рамм ы комп ьюте рног отес тиро вани я комп лекс ные ситу ацио нные зада ния 0-2 - - - - 0-4 - - 0-1 - 0-1 0-1 0-6 0-2 - 0-2 0-1 - 0-1 0-10 0-1 электрон ные практику м - 0-2 0-4 0-4 0-2 - 0-2 0-1 0-2 0-3 0 - 20 - 0-1 0-3 0-4 0-2 0-1 0-2 - 0-4 0-3 0 - 20 - 0-3 0-7 0-8 0-4 0-1 0-4 0-1 0-6 0-6 0 - 40 - 0-2 0-4 0-4 0-2 0-2 0-2 - 0-2 0-2 0 - 20 9 6. Интеграция баз данных и файлы пространстве нных данных SDF 7. Экспорт, публикация и печать картографич еских данных в AutoCAD Map 3D 2011 Всего Итого - 0-2 0-2 0-3 0-2 0-2 0-2 0-3 0-2 0-2 0 - 20 - 0-1 0-1 0-1 0-2 0-2 0-1 - 0-2 - 0 - 10 - 0-8 010 0-7 015 0-8 0-6 0-6 0-5 0-3 0-6 0-4 0-18 0-10 0-9 0-10 0-4 0-13 0-11 0 - 50 0100 - Таблица 3. Планирование самостоятельной работы студентов Виды СРС № Модули и темы обязательны дополнител е ьные Недел я семес тра Объе м часо в Колво балл ов Модуль 1 Введение. 1. 2. САПР и ГИС, возможности и область применения. собеседован ие подготовка сообщений к докладу 1 2 0-2 исследовате льская работа решение примеров 2-4 4 0-2 6 0-4 5-7 6 0-2 8-9 8 0-2 Всего по модулю 1: Модуль 2 исследовате льская работа 3. САПР AutoCAD 3D 2011 4. Импорт и создание картографических реферат данных в AutoCAD Map 3D 2011 Map решение примеров подготовка сообщений к докладу 10 Всего по модулю 2: 14 0-4 10-11 8 0-3 12-13 6 0-3 14 4 0-2 Всего по модулю 3: 18 0-8 ИТОГО: 38 0-24 Модуль 3 5. 6. 7. Редактирование картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011 Интеграция баз данных и файлы пространственных данных SDF Экспорт, публикация и печать картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011 исследовате льская работа решение примеров расчётнографическая исследовате льская работа 11 решение примеров подготовка сообщений 4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами Таблица 4 № Наименование обеспечиваемых п/п (последующих) дисциплины 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин 1 2 3 4 5 6 7 Основы геоинформатики Фотограмметрия + + + + + + + - + + + + + + Геодезические основы карт Создание геоинформационны х систем Основы спутникового позиционирования Оформление компьютерных и электронных карт Базы пространственных геоданных Тематическое картографирование - - + - + + + - + + + + + + - + + + - + + - - + - + - - - - - + + + - - + + + + + + 12 5. Структура и содержание дисциплины Модуль 1. 1. ВВЕДЕНИЕ. Термины и определения, цель и задачи курса, связь с другими дисциплинами картографического профиля, краткий исторический обзор. 2. САПР И ГИС, ВОЗМОЖНОСТИ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ. Компоненты ГИС и САПР. Рабочая станция и операционная система ГИС и САПР. Специальное программное обеспечение ГИС и САПР. Пространственные данные в ГИС и САПР. Управление данными и процедуры их анализа в ГИС и САПР. Структура пространственных данных в ГИС и САПР. Модуль 2. 3. САПР AutoCAD Map 3D 2011 САПР AutoCAD Map 3D 2011 как ведущая ГИС-платформа для создания картографических данных и управления ими. Объединение САПР и ГИС, работа с основными форматами проектных и ГИС-данных. Возможность обработки обширных наборов картографических данных средствами AutoCAD. Работа с инструментами проектирования и функциями ГИС в единой среде. Повышение эффективности рабочего процесса. Публикация данных в сети Internet и корпоративных сетях. 4. ИМПОРТ И СОЗДАНИЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ В AUTOCAD MAP 3D 2011 Обзор основных инструментов импорта картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011. 13 и создания Модуль 3. 5. РЕДАКТИРОВАНИЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ В AUTOCAD MAP 3D 2011 Обзор основных инструментов редактирования картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011. 6. ИНТЕГРАЦИЯ БАЗ ДАННЫХ И ФАЙЛЫ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ SDF Файлы пространственных данных (SDF). Управление данными на основании реальных хранилище данных характеристик. – база SDF. Универсальное Работа с и удобное разнообразными геометрическими объектами, одновременные операции с несколькими таблицами и пространственное индексирование. Переход на СУБД Oracle, Microsoft SQL Server. 7. ЭКСПОРТ, ПУБЛИКАЦИЯ И ПЕЧАТЬ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ В AUTOCAD MAP 3D 2011 Экспорт данных в различные ГИС и САПР форматы для дальнейшего использования картографической информации. Сравнение публикации и печати картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011 и популярных ГИС-приложениях. Добавление на карту координатной сетки и градуировки. Стандартизованное оформление используемой системы координат. Возможность динамического обновления координатной сетки при смене системы координат. 14 6. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ТЕМА: САПР И ГИС, ВОЗМОЖНОСТИ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 Задание: ознакомиться с ведущими ГИС и САПР программами (ArcGIS 9.3 и AutoCAD Map 3D 2011). Выделить отличия представленных программных комплексов. ТЕМА: САПР AutoCAD Map 3D 2011 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 Задание: ознакомиться с учебными ГИС и CAD-моделями. Отредактировать их в соответствии с индивидуальным заданием. ТЕМА: ИМПОРТ И СОЗДАНИЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ В AUTOCAD MAP 3D 2011 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 Задание: ознакомиться с процедурой импорта и создания картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011. Выполнить работы по созданию ситуационных планов территорий нефтегазовых промыслов севера Тюменской области (с частичным импортом слоев из формата shp). ТЕМА: РЕДАКТИРОВАНИЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ В AUTOCAD MAP 3D 2011 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 15 Задание: Отредактировать полученные ситуационные планы территорий нефтегазовых промыслов севера Тюменской области (из лабораторной работы №3) с учетом реконструкции инфрастрктуры, из-за расширения нефте- и газосборной сети. ТЕМА: ИНТЕГРАЦИЯ БАЗ ДАННЫХ И ФАЙЛЫ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ SDF ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 Задание: Экспортировать доработанные ситуационные планы территорий нефтегазовых промыслов севера Тюменской области в единое хранилище SDF. ТЕМА: ЭКСПОРТ, ПУБЛИКАЦИЯ И ПЕЧАТЬ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ В AUTOCAD MAP 3D 2011 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 Задание: экспортировать данные (доработанные ситуационные планы территорий нефтегазовых промыслов севера Тюменской области) из формата SDF в ГИС и САПР форматы, разобрать публикацию в сети Internet и распечатать итоговые карты. 16 7. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины. 7.1 ТЕМЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ ЗАНЯТИЙ СТУДЕНТОВ 1. AutoCAD Civil 3D, как последнее вертикальное решение на базе AutoCAD. 2. Особенности баз данных со свободным кодом (SDF). 3. Картографирование в Auto CAD. 7.2 ТЕМЫ ДОКЛАДОВ И РЕФЕРАТОВ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ 1. Классификация объектов чертежа. 2. Обработка данных топографической съемки в AutoCAD Map 3D 2011. 3. Создание стилизованных карт. 4. Средства анализа в AutoCAD Map 3D 2011. 5. 3D моделирование в AutoCAD Map 3D 2011. 6. Интеграция баз данных в AutoCAD Map 3D 2011. 7.3 ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ 1. История развития САПР и ГИС. 2. Развитие САПР-технологий 3. Программный комплекс AutoCAD Map 3D 2011. 17 4. Взаимодействие САПР и ГИС. 5. Использование координатных систем в САПР. 6. Измерения в САПР и ГИС. 7. Тематическое картографирование в САПР. 8. Тематическое картографирование в ГИС (с экспортом в САПР). 9. Редактирование данных в AutoCAD Map 3D 2011. 10. Создание и редактирование метаданных в AutoCAD Map 3D 2011. 11. Технология Feature Data Object (FDO) в AutoCAD Map 3D 2011. 12. Обмен данными в AutoCAD Map 3D 2011. 13. Автоматизированная корректировка данных. 14. Запросы в файлах DWG. 15. Запросы в файлах SDF. 16. Координатная геометрия в AutoCAD Map 3D 2011. 17. Использование синтезированных фотоизображения и фотокарты в AutoCAD Map 3D 2011. 18 космических 8. Образовательные технологии Тема 1. Введение. История развития САПР. Обсуждение в рамках автоматизированного круглого стола: проектирования, этапы развития роль систем отечественных исследователей в развитии этой области знаний. Тема 2. САПР и ГИС, возможности и область применения. Диспут на тему: кто занимает лидирующие позиции в современном картографировании системы автоматизированного проектирования или географические информационные системы? Тема 3. САПР AutoCAD Map 3D 2011 Выполнение индивидуальных творческих работ: по использованию AutoCAD Map 3D 2011. Тема 4. Импорт и создание картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011 Разбор конкретных ситуаций: импорт картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011. Тема 5. Редактирование картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011 Выполнение индивидуальных творческих работ: по редактированию картографических данных в САПР. Тема 6. Интеграция баз данных и файлы пространственных данных SDF Обсуждение в рамках круглого стола: «плюсы» и «минусы» формата 19 SDF. Тема 7. Экспорт, публикация и печать картографических данных в AutoCAD Map 3D 2011 Выполнение индивидуальных творческих работ: по публикации и печати картографических данных в САПР. 20 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 9.1 ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Аковецкий В.Н. Дешифрирование снимков. – М.: Недра, 1983. 2. Богомолов Л.А. Дешифрирование аэрофотоснимков. – М.: Недра, 1976. 3. Руководство по дешифрированию снимков при топографической съемке и обновлении масштабов 1:2000 и 1:5000. – М.: ЦНИИГАиК, 1980. 4. Альбом образцов топографического дешифрирования. Труды ЦНИИГАиК. Вып. 180. – М., 1968. 5. Справка к программному комплексу AutoCAD Map 3D 2011 9.2 ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Брюханов А.В., Гоподиннов Г.В., Книжников Ю.Ф. Аэрокосмические методы в географических исследованиях. – М.: МГУ, 1982. 2. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И. Аэрокосмические исследования динамики географических исследований. – М.: МГУ, 1991. 3. Инструкция по дешифрированию аэроснимков и фотопланов в масштабах 1:10 000 и 1:25 000 для целей землеустройства, государственного учета и земельного кадастра. – М.: ВИСАГИ, 1978. 4. Верещака Т.В., Подобедов Н.С. Полевая картография. – М.: Недра, 1986. 5. Ильинский Н.Д., Обиралов А.И., Фостиков А.А. Фотограмметрия и дешифрирование снимков. – М.: Недра, 1986. 21 9.3 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ Программе обеспечение - AutoCAD Map 3D 2011. - ERDAS Imagine, ESRI. Лицензионный продукт для обработки аэрокосмических материалов и оформления результатов - ArcGIS 9.3 - ILWIS (Integrated Land and Water свободно http://52north.org/downloads/ilwis Information System) распространяемый программный пакет для обработки растровых изображений и создания векторных карт - Графические программы (CorelDraw, Adobe Illustrator и т.п.) Интернет-ресурсы - Каталог Геологической службы США (http://earthexplorer.usgs.gov), - Каталог портал центров НАСА (https://wist.echo.nasa.gov/~wist/api/imswelcome/) - Каталог Совзонда (http://www.sovzond.ru) - Генеральный каталог российского Научного центра оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ) (http://sun.ntsomz.ru/data_new/) - Геопортал GoogleEarth (http://www.googleearth.com) - Геопортал Космоснимки (http://www.kosmosnimki,ru) 22 10. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины - Учебная аудитория с мультимедийным проектором для проведения лекционных занятий. - Компьютерный класс с доступом в Интернет. - Учебная аудитория, оснащенная оборудованием для ведения компьютерных практикумов, включая работу в стереорежиме. - Компьютеры: ОЗУ не менее 1 Гб, объем жесткого диска от 100 Гб, экран монитора с минимальным размером 17" и разрешением от 1024x768. - Лицензионные программы и материалы на электронных носителях информации; - Комплект аэро- и космических снимков на территорию Российской Федерации и мира разного пространственного охвата и разрешения. - Комплект средне- и мелкомасштабных географических карт территориальной привязки снимков. - Комплект стереоскопических пар аэрофотоснимков. - Стереоскопы. Стереокомпараторы. Банк цифровых снимков, пополняемый и обновляемый по мере появления материалов новых съемочных экспериментов. 23 для