Рабочая программа дисциплины составлена в соответствии с федеральными государственными требованиями (приказ Минобрнауки РФ № 1365 от 16.03.2011, в ред. от 29.08.2011) по специальности (шифр, название). Рабочая программа дисциплины разработана Кантор Г. Я. кандидат технических наук, Адамович Т. А. кандидат географических наук, старший преподаватель, Колупаев А. В. кандидат биологических наук, старший преподаватель
Рецензент – Т. Я. Ашихмина доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой химии
Рабочая программа дисциплины утверждена на заседании кафедры экологии 17 октября 2011 г., протокол № 4.
Вятский государственный гуманитарный университет (ВятГГУ), 2011 г. Кантор Г. Я., Адамович Т.А., Колупаев А.В., 2011 г.
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА «Геоинформационные системы
Дисциплина
в
экологических
исследованиях» изучается на 3 курсе аспирантуры специальности 25.00.36 Геоэкология. Знания, обеспечивают исследования
полученные подготовку в
районах
студентами специалистов, промышленных
при
изучении
способных
этой
вести
предприятий,
дисциплины экологическое
эколабораториях
и
департаментах по охране окружающей среды; умеющих организовать исследование состояния окружающей природной среды на территории предприятий разного рода деятельности; способных дать оценку экологического состояния исследуемой территории, использовать современные технические и программные средства для проведения экологических исследований, подготовки технической и отчетной документации, в том числе картографических материалов. Изучение аспирантами основных методов и приемов использования современной вычислительной техники является актуальным, т.к. способствует повышению качества и производительности научно-практической деятельности по изучению и охране окружающей среды. Рабочая
программа
Государственного
дисциплины
образовательного
составлена
стандарта
на
основе
высшего
требований
профессионального
образования первого поколения для специальности геоэкология. Цель учебной дисциплины Дисциплина
носит
практическую
направленность.
Целью
является
подготовка экологов к практическому использованию вычислительной техники для решения
конкретных
экологических
задач,
требующих
картографического
обеспечения, на основе глубокой теоретической и практической подготовки. Задачами дисциплины является выработка у аспиранта умений: пользоваться электронными картографическими документами для получения информации об экологическом состоянии территорий; создавать электронные (цифровые) географические карты разнообразного тематического содержания, в том числе экологического;
использовать глобальных
технические
средства
телекоммуникационных
сетей
спутниковой для
радионавигации
создания
и
электронной
картографической продукции; применять
геоинформационные
технологии
в
практической
природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства. Межпредметные связи Преподавание дисциплины «Геоинформационные системы в экологических исследованиях» опирается на знания из курсов высшей математики, информатики, географии, экологии. Дисциплина
«Геоинформационные
системы
в
экологических
исследованиях» включает следующие основные блоки содержания учебного материала: 1.Основные понятия и концепции геоинформационных систем и технологий 2.Теоретические основы электронного картографирования 3.Практическая работа с коммерческими геоинформационными пакетами 4.Использование ГИС для экологического картографирования
4
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «Геоинформационные системы в экологических исследованиях» 2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы Общий объем (по РУП)
Виды учебной работы
Общая трудоемкость (в ч./ в З.Е.) Аудиторные занятия Лекции Лабораторные Практические, семинарские занятия Самостоятельная работа аспирантов Виды контроля
очная
заочная
72/2 36 20 8 8
72/2 12 4 4 4
36
60
зачет
зачет
2.2. Тематический план
3.
2
2
4
4
Самостоятельная работа аспирантов
2
Лабораторные занятия
4
Практические занятия
Лабораторные занятия
4
Лекции
2.
Раздел I. Основные понятия и концепции геоинформационных систем и технологий Тема 1.1. Основные сферы применения ГИС. Использование ГИС для решения природоохранных задач Тема 1.2. Основные компоненты ГИС. Цифровые карты. Виды цифровых карт. Базы данных. Атрибутивные таблицы. Специализированные модули ГИС.
Самостоятельная работа аспирантов
1.
Разделы, основные темы дисциплины
Практические занятия
№ п/п
Лекции
Часы на изучение дисциплины Очная форма Заочная форма
8
2
8
5
4.
5.
6.
7.
8.
9. 10. 11.
12. 13.
Раздел II. Теоретические основы электронного картографирования Тема 2.1. Географические координаты. Датум. Датумы WGS-84 и Пулково-1942. Тема 2.2.Прямоугольные координаты. Картографические проекции. Проекция Гаусса-Крюгера. Тема 2.3.Понятие географической карты Общегеографические и топографические карты. Раздел III. Практическая работа с коммерческими геоинформационными пакетами Тема 3.1. Программный пакет MapInfo Тема 3.2. Программный пакет ArcGIS Раздел IV. Использование ГИС для экологического картографирования Тема 4.1. Методы создания тематических карт Тема 4.2. Картографирование экологических проблем
2
4
8
2
4
6
2
4
2
2
2
4
4
2
6
4
2
4
2
2
6 6
2
4
6
2
4
6
ИТОГО: 20
8
8
36
4
4
4
60
2.3. Содержание разделов, основных тем учебной дисциплины «Геоинформационные системы в экологических исследованиях» Раздел 1. Основные понятия и концепции геоинформационных систем и технологий Тема 1.1. Основные сферы применения ГИС. Понятия "геоинформационные системы" и "геоинформационные технологии". Различные определения ГИС. Применение геоинформационных технологий в геодезии, картографии, государственном и муниципальном управлении, при проектировании и строительстве, в научных исследованиях, информационном обслуживании. Использование ГИС для решения природоохранных задач. Использование ГИС в задачах охраны окружающей среды. Картографическое обеспечение инженерно-экологических изысканий и оценки воздействия на окружающую среду при проектировании и строительстве промышленных объектов. Карты особо охраняемых природных территорий. Тема 1.2. Основные компоненты ГИС Цифровые карты. Виды цифровых карт. Понятие цифровой географической карты. Форматы цифровых карт. Растровые и векторные карты. Преимущества и недостатки различных видов цифровых карт. Разрешение растровой карты. Объекты векторной карты. Типы пространственных объектов.
6
Структуры данных ГИС. Базы данных. Атрибутивные таблицы. Реляционные базы данных в составе ГИС. Базы геоданных. Бинарные и квадратомические деревья. Топология. Специализированные модули ГИС. Программные модули расширения функциональных возможностей ГИС. Отображение трехмерных поверхностей. Геостатистика. Автоматическая векторизация. Проверка топологии. Поддержка GPS. Инструментальные средства ГИС. Средства разработки приложений для работы в среде ГИС. Компиляторы и интерпретаторы. Языки программирования. MapBasic и Visual Basic. Раздел 2. Теоретические основы электронного картографирования Тема 2.1. Основные понятия геодезии. Географические координаты. Датум. Географические координаты на сфере. Долгота и широта. Горизонтальное и вертикальное направления. Географические координаты на эллипсоиде. Причины изменения координат. Датум. Международные и национальные системы координат. Датум WGS-84. Датум Пулково-1942. Прямоугольные координаты. Картографические проекции. Метрические координаты на плоскости. Отображение поверхности земного эллипсоида на плоскость. Понятие картографической проекции. Общие принципы построения проекций. Виды проекций. Равновеликие и равноугольные проекции. Конические и цилиндрические проекции. Проекция Гаусса. Проекция Гаусса-Крюгера. Тема 2.2. Географические и топографические карты. Понятие географической карты. Карта как модель местности. Математическая основа карты. Географическое содержание карты. Оформление карты. Виды географических карт. Тема 2.3. Общегеографические и топографические карты. Географическое содержание общегеографических карт. Условные знаки общегеографических карт. Топографические карты. Основные отличия топографических карт от общегеографических. Масштабы топографических карт. Географическое содержание топографических карт. Раздел 3. Практическая работа с коммерческими геоинформационными пакетами Тема 3.1. Программный пакет MapInfo. Загрузка готовой цифровой карты. Типы файлов MapInfo. Рабочий набор. Способы загрузки рабочего набора. Слои. Открытие, добавление, удаление и закрытие слоя. Сохранение рабочего набора.
Основные приемы работы с ГИС MapInfo. Инструментальные панели. Панели "Операции" и "Пенал". Выбор объектов. Перемещение карты. Поиск слоя. Получение атрибутивной информации. Получение географической информации. Изменение масштаба и проекции карты. Инструменты изменения масштаба. Увеличение и уменьшение масштаба вдвое. Произвольное увеличение и уменьшение масштаба. Отображение масштаба. Виды проекций. Географические и прямоугольные координаты. Смена проекции карты. Преобразование координат "на лету". Управление слоями. Надписывание объектов карты. Инструмент "Управление слоями". Вход в панель управления слоями через главное меню. Признаки видимости, редактируемости и выбираемости слоя. Масштабный эффект отображения слоя. Включение и отключение масштабного эффекта. Автоматическое надписывание объектов. Управление параметрами надписывания. Позиционирование меток. Задание стиля надписей. Масштабный эффект отображения надписей. Просмотр атрибутивной таблицы слоя. Редактирование атрибутивных данных. Открытие окна списка. Атрибутивная таблица. Поля атрибутивной таблицы и их типы. Редактирование атрибутивных данных через окно списка и окно карты. Сохранение слоя после редактирования. Восстановление слоя.
7
Интерактивная выборка. Выборка и поиск объектов по атрибутам. Выбор объектов по карте и по списку. Выбор нескольких объектов одновременно. Запросы. Формулировка запроса при помощи ассистента. Отображение выборки на карте и в списке. Поиск выбранных объектов. Редактирование карты. Стили оформления векторных объектов. Стили точечных, линейных, полигональных и текстовых объектов. Признак редактируемости слоя. Включение и выключение режима редактирования. Смена графического стиля полигональных, линейных, точечных и текстовых объектов. Изменение формы объекта. Перемещение, удаление и добавление узлов. Прямое задание координат точечных и линейных объектов. Сохранение и восстановление слоя. Создание цифровой карты. Определение атрибутивной структуры, проекции и режимов отображения. Атрибутивная структура. Поля, их имена и типы. Добавление, удаление и переименование полей. Выбор проекции. Включение и отключение масштабного эффекта. Сохранение слоя. Растровые карты. Координатная привязка растровых изображений. Точность привязки. Графические файлы, используемые для создания растровых карт. Сканирование бумажных карт. Аэро- и космические снимки. Опорные точки растра. Привязка. Контроль точности привязки. Векторизация растровой карты. Понятие векторизации (оцифровки). Способы повышения точности оцифровки. Включение и отключение режима точного совпадения узлов. Автоматическая прорисовка контура. Создание тематических карт. Способы тематического картографирования. Средства MapInfo для создания тематических карт. Способы значков, картограмм, локализованных диаграмм, точечный. Интерполяция точечных данных. Гриды. Настройка тематической карты. Легенда. Установка масштабов и стилей при тематическом картографировании. Оформление легенды. Тема 3.2. Программный пакет ArcGIS. Сходство и различие ГИС MapInfo и ArcGIS. Принципы построения векторных карт, общие для обеих систем. Различия в терминологии. Шейп-файлы. Отличие шейп-файла ArcGIS от векторного слоя MapInfo. Компоненты ArcGIS: ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox. Модульная структура ArcGIS. Задачи, решаемые различными модулями. Картографические функции ArcMap. Операции с файлами в ArcCatalog. Инструменты ArcToolbox. Окно ArcMap. Таблица содержания и фрейм данных. Настройка стиля оформления слоев в таблице содержания. Свойства фрейма данных. Выбор проекции. Настройка режимов отображения. Слои. Оформление и сохранение слоѐв. Способы тематического оформления слоев. Настройка отображения растрового слоя. Растяжка и классификация. Установка степени прозрачности. Сохранение настроек в файле слоя. Получение атрибутивной информации. Идентификация объектов. Способы получения атрибутивной информации. Вывод таблицы атрибутов. Инструмент идентификации объектов. Способы интерактивной выборки. Выборка по расположению и по атрибутам. Статистика выборки. Создание новой выборки. Выборка из существующей выборки. Выборка по расположению. Выборка по атрибутам. Конструктор запросов. Отображение выборки на карте и в таблице. Тематическое оформление слоя. Раскраска объектов слоя по атрибутам. Варианты раскраски.Использование дополнительных модулей для построения тематических карт. Интерполяция. Построение изолиний. Растровые карты. Привязка растра. Сходство и различие процедуры привязки в MapInfo и ArcGIS. Трансформация растра. Построение пирамидных слоев. Сохранение трансформированного растра в формате GeoTIFF. Мозаика растров. Способы отображения растра. Растяжка и классификация. Установка яркости и контраста отображения растра. Различные варианты растяжки цветового диапазона. Классификация пикселов растра по цвету. Установка количества классов.
8
Создание шейп-файла. Классы пространственных объектов. Использование ArcCatalog для создания нового шейп-файла. Основные классы пространственных объектов – точка, линия, полигон. Оцифровка растра. Ручная и полуавтоматическая векторизация. Создание шейп-файлов на растровой основе. Инструмент автоматической трассировки ArcScan. Подготовка растра к трассировке. Выполнение трассировки. Редактирование векторного слоя. Скетч. Инструменты скетча. Включение режима редактирования. Выбор задачи редактирования. Выбор редактируемого слоя. Перемещение и поворот объекта. Изменение формы объекта. Создание нового объекта. Сохранение шейп-файла. Раздел 4. Использование ГИС для экологического картографирования Тема 4.1. Методы создания тематических карт. Метод значков. Отображение локализованных данных точечными объектами. Выбор значков для тематического картографирования в MapInfo и ArcGIS. Связь размера значка с численными данными. Метод картограмм. Понятие картограммы. Задачи, для которых эффективно применение метода картограмм. Выразительные средства тоновой заливки. "Принцип светофора". Недостатки метода. Метод изолиний. Непрерывные поля данных. Интерполяция выборочных данных. Методы интерполяции. Построение расчетной сетки (грида). Грид как разновидность растра. Отображение грида изолиниями. Варианты оформления карты изолиний. Метод локализованных диаграмм. Структурированные значки. Отображение внутренней структуры точечных данных локализованными диаграммами. Выразительные средства локализованных диаграмм.
Тема 4.2. Картографирование экологических проблем. Загрязнение атмосферы. Источники загрязнения, потенциал загрязнения, модели рассеивания. Способы картографирования атмосферных проблем. Загрязнение и самоочищение водных объектов. Индекс загрязнения воды. Способы картографирования водных проблем. Загрязнение почв и снегового покрова. Индексы загрязнения. Картографирование загрязнения почв и снегового покрова. Ботанические карты. Зоологические карты. Экологические карты для инженерноэкологических изысканий и ОВОС. Картографическое обеспечение проектирования промышленных объектов. Инженерно-экологические изыскания на предынвестиционном этапе. Оценка воздействия на окружающую среду. Содержание экологических карт, представляемых на экологическую экспертизу.
3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ дисциплины «Геоинформационные системы в экологических исследованиях» 3.1. Методические рекомендации для преподавателя Основными видами учебных занятий являются: лекции и лабораторные занятия. Лабораторные занятия проводятся в компьютерном классе на 10-12 ученических мест, оснащенном необходимым программным обеспечением – ГИС MapInfo версии не ниже 5.0, работающей под управлением операционной системы MS Windows 2000, XP или Vista, и ArcGIS 9.0 (или выше) с ОС Windows 2000 или XP. Общее количество лабораторных занятий –17, включая 3 проверочных работы.
3.2. Методические указания для аспирантов Аспиранты в процессе изучения дисциплины посещают аудиторные занятия, а также самостоятельно изучают темы, предусмотренные рабочей программой. Лекционные занятия раскрывают основное содержание учебной дисциплины. Семинарские и практические занятия
9
направлены на изучение методов экологических исследований в рамках дисциплины. Приветствуется творческая работа аспирантов, изучение литературных источников, в том числе научных периодических изданий. Тема: 1.1. Основные сферы применения ГИС. Использование ГИС для решения природоохранных задач. Контрольные вопросы: 1. Что такое ГИС? 2. Применение ГИС в различных отраслях наук 3. Карты особо охраняемых природных территорий 4. Использование ГИС в задачах охраны окружающей среды Литература: 1. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 2. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. Задание для самостоятельной работы: Как используются ГИС в научных исследованиях, при проектировании и строительстве? Тема: 1.2. Основные компоненты ГИС. Цифровые карты. Виды цифровых карт. Базы данных. Атрибутивные таблицы. Специализированные модули ГИС. Контрольные вопросы: 1. Что такое цифровые карты 2. Растровые и векторные карты 3. Типы пространственных объектов 4. Типы баз данных 5. Геостатистика Литература: 1. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. /Под ред. Д.В. Лисицкого. М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. 2. Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС: Учеб. пособие / Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Ч. 1. М.: Изд-во ООО "ИНЭКС 92", 2002. Задание для самостоятельной работы: Какие существуют языки программирования, средства разработки приложений для работы в среде ГИС? Тема: 1.2. Основные компоненты ГИС. Цифровые карты. Виды цифровых карт. Базы данных. Атрибутивные таблицы. Специализированные модули ГИС. Семинар: «Запросы» Основные вопросы: 1. Выборка по атрибутам. Конструктор запросов. 2. Простые и сложные запросы. Логические условия. Отображение выборки картой и списком. 3. Поиск выборки по карте. 4. Получение статистической информации по выборке. Литература: 1. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М., 1997. 2. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 3. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. /Под ред. Д.В. Лисицкого. М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. 4. Лурье И.К. Основы геоинформационного картографирования. Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 2000. Контрольные вопросы:
10
1. Что такое конструктор запросов? 2. Что такое выборка? Задание для самостоятельной работы: Создайте базу данных книг, состоящую из не менее 50 наименований. Тема: 1.2. Основные компоненты ГИС. Цифровые карты. Виды цифровых карт. Базы данных. Атрибутивные таблицы. Специализированные модули ГИС. Лабораторная работа: «Редактирование цифровой карты» Задания: 1. Редактирование семантических атрибутов. Способы редактирования через таблицу атрибутов (список) и окно информации (карта) .. 2. Включение режима редактирования графики. Выбор объекта для редактирования. 3. Графические стили объектов. Стили точечных, линейных, полигональных и текстовых объектов. Инструменты и диалоговые панели выбора стиля. 4. Редактирование графического оформления административной карты России. 5. Перемещение и удаление объектов. Изменение формы объектов. Включение/выключение инструмента "Форма". Перемещение и удаление узлов контура. Добавление узлов. 6. Способы комбинирования объектов. Объединение объектов, удаление части объекта, создание буферной зоны. Литература 1. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М., 1997. 2. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / Под ред. А.М. Берлянта, А.В. Кошкарева. М.: ГИС-Ассоциация, 1999. 3. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 4. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. Тема: 1.2. Основные компоненты ГИС. Цифровые карты. Виды цифровых карт. Базы данных. Атрибутивные таблицы. Специализированные модули ГИС. Лабораторная работа: «Растровые карты» Задания: 1. Режимы открытия растрового файла. Просмотр и регистрация изображения. Выбор системы координат, проекции и единиц измерения. 2. Выбор опорных точек растра. Способы получения координат опорных точек. Ввод и редактирование координат. Получение координат с привязанной карты. Оценка ошибки привязки. 3. Создание нового слоя. Оцифровка по растровой подложке. 4. Решение задач. Литература: 1. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 2. Кузнецов О.Л., Никитин А.А. Геоинформатика. М.: Недра, 1992. 3. Лурье И.К. Основы геоинформационного картографирования. Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 2000. 4. Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС: Учеб. пособие / Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Ч. 1. М.: Изд-во ООО "ИНЭКС 92", 2002. Тема: 2.1. Географические координаты. Датум. Датумы WGS-84 и Пулково-1942. Контрольные вопросы: 1. Что такое географические координаты? 2. Географические координаты на эллипсоиде 3. Датум 4. Международные и национальные системы координат
11
5. Отображение поверхности земного эллипсоида на плоскость Литаратура: 1. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 2. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. 3. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. /Под ред. Д.В. Лисицкого. М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. Задание для самостоятельной работы: Начертите примеры проекций: равновеликих, равноугольных, конических, цилиндрических, Гаусса, Гаусса-Крюгера. Тема: 2.2. Прямоугольные координаты. Картографические проекции. Проекция Гаусса-Крюгера. Контрольные вопросы: 1. Что такое географические координаты? 2. Принцип построения равновеликих и равноугольных проекций 3. Принцип построения равновеликих и равноугольных проекций 4. Проекция Гаусса-Крюгера Литература: 1. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 2. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. 3. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. /Под ред. Д.В. Лисицкого. М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. Задание для самостоятельной работы: Какие общие принципы построения проекций? Тема: 2.3. Понятие географической карты Общегеографические и топографические карты. Контрольные вопросы: 1. Условные знаки общегеографических карт 2. Топографические карты 3. Масштабы топографических карт Литература: 1. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 2. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. Задание для самостоятельной работы: Каково географическое содержание топографических карт? Тема: 3.1. Программный пакет MapInfo Контрольные вопросы: 1. Рабочий набор программы 2. Слои 3. Инструменты изменения масштаба 4. Позиционирование меток 5. Поля атрибутивной таблицы и их типы. Литература: 1. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 2. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. 3. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. /Под ред. Д.В. Лисицкого. М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993.
12
Задание для самостоятельной работы: Каковы принципы построения векторных карт?
1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 2. 3. 4. 5.
1. 2.
3. 4.
1. 2. 3. 4. 5.
Тема Тема: 3.1. Программный пакет MapInfo Семинар: «Подготовка отчета» Основные вопросы: Создание нового отчета. Форматирование отчета. Оптимальное заполнение окна. Однооконные и многооконные отчеты. Дополнительные элементы оформления отчета. Настройка печати. Раскладка карты большого формата на листы. Литература: Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М., 1997. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. Кузнецов О.Л., Никитин А.А. Геоинформатика. М.: Недра, 1992. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. /Под ред. Д.В. Лисицкого. М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. Лурье И.К. Основы геоинформационного картографирования. Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 2000. Контрольные вопросы: 1. Что такое отчет? 2. Элементы оформления отчета Задание для самостоятельной работы: Создайте свой отчет на любую тему. Тема: 3.1. Программный пакет MapInfo Лабораторная работа: «Знакомство с MapInfo» Задания: Запуск MapInfo. Панель быстрой загрузки. Открытие рабочего набора. Цифровые карты мира, России, Москвы, Кировской области, г. Кирова. Слои цифровой карты. Управление слоями. Способы открытия панели управления слоями. Включение/выключение видимости слоя. Изменение порядка слоѐв. Удаление и добавление слоя. Закрытие рабочего набора. Открытие слоя цифровой карты. Различные режимы открытия слоя. Компоновка рабочего набора. Сохранение рабочего набора. Надписывание объектов карты. Форматирование надписей. Тема: 3.1. Программный пакет MapInfo Лабораторная работа: «Тематические карты» Задания: Виды тематических карт в MapInfo. Исходные данные для тематического картографирования. Способ значков. Настройка вида и легенды карты. Способ картограмм. Построение карты лесистости районов Кировской области. Настройка цветовой гаммы и легенды картограммы. Точечный способ. Построение карты плотности населения. Комбинирование точечного способа со способрм картограмм. Интерполяция пространственных данных. Построение карты плотности радиационного фона. Тема: 3.2. Программный пакет ArcGIS Контрольные вопросы:
13
1. 2. 3. 4. 5. 6.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 5.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
1. Способы тематического оформления слоев 2. Создание новой выборки 3. Классификация пикселов растра по цвету 4. Выборка по атрибутам 5. Установка степени прозрачности Литература: Берлянт А.М. Геоиконика. М.: Астрея, 1996. Ивченко Ю.А. Информационная экология. Ч.2. – М.: Нордмед издат, 2000. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. Кузнецов О.Л., Никитин А.А. Геоинформатика. М.: Недра, 1992. Кошкарев А.В., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы. М.: Наука, 1987. Экоинформатика. Теория, практика, методы и системы. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. Задание для самостоятельной работы: Какие существуют способы получения атрибутивной информации? Тема: 3.2. Программный пакет ArcGIS Семинар: «Знакомство с ArcGIS» Основные вопросы: Запуск ArcMap. Фрейм данных и таблица содержания. Меню и панель инструментов. Открытие документа ArcMap. Слои карты. Свойства слоя. Определение взаимоотоношений между географическими объектами. Связь описательной информации со слоем. Идентификация объектов. Выбор объектов на основе определенных условий. Работа с запросами Литература: Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М., 1997. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. Кузнецов О.Л., Никитин А.А. Геоинформатика. М.: Недра, 1992. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. /Под ред. Д.В. Лисицкого. М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. Peter Kasianchuk, Marnel Taggart. Введение в ArcGIS 9, часть 1. Упражнения. Пер. с англ. ООО Дата+. М., 2004. Контрольные вопросы: 1. Что такое описательная информация 2. Что такое слой 3. Как связана информация со слоем? Задание для самостоятельной работы: Как выполняется подготовка растра к трассировке? Тема: 3.2. Программный пакет ArcGIS Семинар: «Отображение данных» Основные вопросы: Добавление полигонального слоя и космического снимка в ArcMap. Добавление слоя для шейп-файла. Изменение имени слоя. Использование определяющего запроса. Классификация пространственных объектов и отображение их условными знаками. Надписывание объектов. Добавление гало (ореола) к надписям. Создание файла слоя.
14
8. Создание компоновки карты. Установка масштаба карты. 9. Сохранение документа карты. 10. Сохранение надписей как аннотаций. Литература: 1. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М., 1997. 2. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 3. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. 4. Кузнецов О.Л., Никитин А.А. Геоинформатика. М.: Недра, 1992. 5. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. /Под ред. Д.В. Лисицкого. М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. 6. Peter Kasianchuk, Marnel Taggart. Введение в ArcGIS 9, часть 1. Упражнения. Пер. с англ. ООО Дата+. М., 2004. Контрольные вопросы: 1. Что такое компановка карты? 2. Что такое файл слоя? 3. Что такое гало? Задание для самостоятельной работы: Как можно изменить форму объекта? Тема: 4.1. Методы создания тематических карт Контрольные вопросы: 1. Что такое тематическая карта? 2. Понятие картограммы 3. Структурированные значки 4. Выразительные средства локализованных диаграмм 5. Построение грида Литература: 2. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М., 1997. 2. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 3. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. Задание для самостоятельной работы: Какие существуют варианты оформления карты изолиний? Тема: 4.2. Картографирование экологических проблем Контрольные вопросы: 1. Источники загрязнения атмосферы 2. Модели рассеивания 3. Индексы загрязнения 4. Экологические карты 5. Содержание экологических карт, представляемых на экологическую экспертизу Литература: 3. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М., 1997. 2. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 3. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. 4. Кузнецов О.Л., Никитин А.А. Геоинформатика. М.: Недра, 1992. Задание для самостоятельной работы: Какие существуют ботанические, зоологические карты? Каково картографическое обеспечение проектирования промышленных объектов?
15
Примерная тематика рефератов 1. Картирование особо охраняемых природных территорий Кировской области. 2. Картирование загрязнения снега в г. Кирове. 3. Картирование данных биоиндикации по эпифитным лишайникам. 4. Картирование данных биоиндикации по макрозообентосу. 5. Создание цифровой карты при помощи GPS-навигатора. 6. Экологическое дешифрирование космических снимков. 7. Картирование вырубок по материалам космической съемки. 8. Картирование техногенной нагрузки на территорию по материалам космической съемки. 9. Оцифровка лесотасационной карты ООПТ. 10. Создание справочно-поисковой ГИС по г. Кирову. 11. Создание справочно-поисковой ГИС по Кировской области. 12. Создание справочно-поисковой ГИС по Российской Федерации.
3.3. Перечень основной и дополнительной литературы Основная литература 1. Гош С. К., Чандра А. М. Дистанционное зондирование и географические информационные системы Техносфера 2008 г., 328 с. 2. Бабенко Л.К., Макаревич О.Б., Журкин И.Г., Басан А.С. Защита данных геоинформационных систем Защита / Л. К. Бабенко [и др.]. - М. : Гелиос АРВ, 2010. - 336 с. 3. Сборник задач и упражнений по геоинформатике : учеб. пособие / под peд. В. С. Тикунова. - М. : Академия, 2009. - 512 с. 4. Геоинформатика : учеб. для вузов: в 2 кн. Кн. 1 / ред. В. С. Тикунов. - 3-е изд., перераб. и доп. М. : Академия, 2010. – 391 с. 5. Геоинформатика : в 2 кн. : учеб. для вузов. Кн. 2 / ред. В. С. Тикунов. - 3-е изд., перераб. и доп. М. : Академия, 2010. – 426 с. 6. Сергеев В. И. Логистика: информационные системы и технологии / В. И. Сергеев, М. Н. Григорьев, С. А. Уваров. - М. : Альфа-Пресс, 2008. - 607 с.
Дополнительная литература 7. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М., 1997. 8. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / Под ред. А.М. Берлянта, А.В. Кошкарева. М.: ГИС-Ассоциация, 1999. 9. Ивченко Ю.А. Информационная экология. Ч.2. – М.: Нордмед издат, 2000. 10. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.,1997. 11. Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учеб.-справоч. пособие. М.: ИГЕМ РАН, 2000. 12. Кузнецов О.Л., Никитин А.А. Геоинформатика. М.: Недра, 1992. 13. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. /Под ред. Д.В. Лисицкого. М.: Изд-во Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. 14. Кошкарев А.В., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы. М.: Наука, 1987. 15. Линник В.Г. Построение геоинформационных систем в физической географии: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1990. 16. Лурье И.К. Основы геоинформационного картографирования. Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 2000. 17. Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС: Учеб. пособие / Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Ч. 1. М.: Изд-во ООО "ИНЭКС 92", 2002. 18. Сербенюк С.Н. Картография и геоинформатика – их взаимодействие / Под ред. В.А. Садовничего. М.: Изд-во МГУ,1990.
16
19. Стурман В.И. Экологическое картографирование. Ижевск, 2002. 20. Экоинформатика. Теория, практика, методы и системы. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.
4. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И ФОРМЫ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ по дисциплине «Геоинформационные системы в экологических исследованиях» 4.1. Основные требования к уровню освоения аспирантами содержания дисциплины «Геоинформационные системы в экологических исследованиях» Программа дисциплины «Геоинформационные системы в экологических исследованиях» определяет совокупность необходимых для профессиональной подготовки знаний, навыков и умений, которыми должен обладать аспирант в соответствии с требованиями ФГТ. По завершении курса аспирант должен: Знать: -назначение, состав и основные функциональные возможности геоинформационных систем; - сферы применения ГИС и других геоинформационных технологий; - методы отображения геоданных на компьютерном видеомониторе; - методы создания и использования цифровых географических карт. Уметь: -пользоваться готовыми цифровыми картами и прикладными геоинформационными системами; - создавать цифровые карты на основе сканированных изображений, космических и аэтофотоснимков. Владеть: - навыками создания, редактирования и практического использования электронных документов ГИС, применения техники геоинформационных систем для экологических исследований, экологического нормирования и мониторинга.
4.2. Формы текущего промежуточного и итогового контроля Итоговый контроль проводится в форме зачета.
Примерный перечень вопросов к зачету
1. Загрузка цифровой карты в MapInfo. 2. Изменение масштаба и проекции карты. 3. Управление слоями. 4. Надписывание объектов карты. 5. Просмотр атрибутивной таблицы слоя. 6. Редактирование атрибутивных данных. 7. Интерактивная выборка. 8. Выборка и поиск объектов по атрибутам. 9. Редактирование карты. 10. Стили оформления векторных объектов. 11. Создание цифровой карты. 12. Растровые карты. 13. Координатная привязка растровых изображений.
17
14. Точность привязки. 15. Векторизация растровой карты. 16. Создание тематических карт. 17. Способы тематического картографирования. 18. Настройка тематической карты. 19. Легенда тематической карты. 20. Создание и оформление отчета. 21. Сходство и различие ГИС MapInfo и ArcGIS. 22. Компоненты ArcGIS. 23. Назначение приложения ArcMap. 24. Назначение приложения ArcCatalog. 25. Назначение приложения ArcToolbox. 26. Таблица содержания в ArcMap. 27. Фрейм данных в ArcMap. 28. Слои в ArcMap. 29. Оформление и сохранение слоя в ArcMap. 30. Идентификация объектов в ArcMap. 31. Способы интерактивной выборки. 32. Выборка по расположению. 33. Выборка по атрибутам. 34. Статистика выборки. 35. Пространственная привязка растра в ArcMap. 36. Растяжка и классификация. 37. Ручная векторизация. 38. Автоматическая векторизация. 39. Создание шейп-файла. 40. Классы пространственных объектов в ArcMap.. 41. Редактирование векторного слоя. 42. Скетч. Инструменты скетча. 43. Надписывание объектов. 44. База геоданных. 45. Реляционная модель данных. Связанные таблицы. 46. Компоновка. 47. Нанесение координатной сетки на компоновку. 48.Дополнительные элементы оформления карты.
18