Геоинформационные технологии by VyatGGU

Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 022000.68 Экология и природопользование профиль подготовки «Геоэкология», утвержденным приказом Министерства образования РФ от 29.03.2010 г., регистрационный №243.

Учебно-методический комплекс разработан Адамович Т. А. к. геогр. н., ст. преподавателем кафедры химии ВятГГУ.

Рецензент – Л. В. Кондакова, доктор биологических наук, доцент кафедры экологии химического факультета ВятГГУ.

Учебно-методический комплекс утвержден на заседании кафедры экологии ВятГГУ ____ ______ 2013, протокол №___.

Рабочая программа учебной дисциплины «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях» 1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 1.1. Цели и задачи освоения учебной дисциплины «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях» 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. Задачи дисциплины:  Сформировать понятия геоинформационные технологии, картография, электронные карты, экологическое картографирование.  Сформировать умение пользоваться электронными картографическими документами для получения информации об экологическом состоянии территорий;  Сформировать умение создавать электронные (цифровые) географические карты разнообразного тематического содержания, в том числе экологического;  Способствовать формированию навыков использования технических средств спутниковой радионавигации и глобальных телекоммуникационных сетей для создания электронной картографической продукции;  Сформировать умение применять геоинформационные технологии в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства.  Способствовать формированию культуры умственного труда и экологической культуры личности каждого студента.

1.2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Учебная дисциплина «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях» относится к вариативной части (дисциплины и курсы по выбору студента) профессионального цикла М.1.6. «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях» – дисциплина прикладного характера, позволяющая студентам освоить приёмы и методы создания электронных (цифровых) географических карт 3

разнообразного тематического содержания, в том числе экологического. В рамках дисциплины магистрантам даются знания, направленные на практическое освоение геоинформационных технологий в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства основных методов гидрохимического анализа. Преподавание дисциплины «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях» опирается на знания студентов из курсов высшей математики, информатики, географии (школьный курс), экологии. Дисциплина «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях» включает следующие основные блоки содержания учебного материала основные понятия и концепции геоинформационных систем и технологий, теоретические основы электронного картографирования, практическая работа с коммерческими геоинформационными пакетами, использование ГИС для экологического картографирования Требования к знаниям, умениям, навыкам студента, необходимым для изучения дисциплины «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях» Знать: - основные понятия и термины ГИС; - теоретические основы геоинформационных технологий; - области применения ГИС, в том числе, в экологических исследованиях. Уметь: - создавать семантические базы данных и использовать их при тематическом картографировании; - создавать самостоятельные пользовательские проекты на основе ГИС; - работать с учебной литературой, самостоятельно выделяя суть материала. Владеть: основными способами организации и использования пространственных данных; - иметь представление об использовании ГИС-технологий в решении прикладных задач экологии; - навыками использования модулей ArcGIS 9 по обработке пространственных данных. 1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины обучающийся демонстрировать следующие результаты образования:

должен 4

1. ОК-2: знает современные компьютерные технологии, применяемые при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации; способен самостоятельно использовать современные компьютерные технологии для решения научноисследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности. 1) знать: современные компьютерные технологии, применяемые при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации; 2) уметь: самостоятельно использовать современные компьютерные технологии для решения научно-исследовательских и производственнотехнологических задач профессиональной деятельности; 3) владеть: современными компьютерными технологиями для решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности. 2. ОК-6: владеет навыками самостоятельной научноисследовательской работы и работы в научном коллективе, способностью порождать новые идеи. 1) владеть навыками самостоятельной научно-исследовательской работы и работы в научном коллективе, способностью порождать новые идеи. 3. ОК-7: владеет культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения. 1) знать: основы истории и философии науки; 2) уметь: самостоятельно находить информацию, обобщать, анализировать её; 3) владеть: культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения. 4. ОК-8: умеет строить и анализировать математические модели процессов и технологий, используемых в профессиональной деятельности. 1) знать: суть процессов и технологий, используемых в профессиональной деятельности; 2) уметь: строить и анализировать математические модели процессов и технологий, используемых в профессиональной деятельности; 3) владеть: умением анализировать математические модели процессов и технологий, используемых в профессиональной деятельности эколога. 5. ОК-10: стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства. 1) владеть: способностью к саморазвитию, повышению своей квалификации и профессионального мастерства. 6. ПК-3: владеет основами проектирования, экспертноаналитической деятельности и выполнения исследований с использованием современных подходов и методов, аппаратуры и вычислительных комплексов в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры. 5

1) знать: современные подходы и методы, аппаратуру и вычислительные комплексы в соответствии с профильной направленностью магистратуры; 2) уметь: выполнения исследований с использованием современных подходов и методов, аппаратуры и вычислительных комплексов в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры; 3) владеть: основами проектирования, экспертно-аналитической деятельности и выполнения исследований с использованием современных подходов и методов, аппаратуры. 7. ПК-4: использует современные методы обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований. 1) знать: современные методы обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований; 2) уметь: применять современные методы обработки и интерпретации экологической информации; 3) владеть: современными методами обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований. 8. ПК-9: способен методически грамотно разрабатывать план мероприятий по экологическому аудиту, контролю за соблюдением экологических требований, экологическому управлению производственными процессами 1) знать: понятие экологический аудит, экологическое управление; 2) уметь: методически грамотно разрабатывать план мероприятий по экологическому аудиту, контролю за соблюдением экологических требований, экологическому управлению производственными процессами; 3) владеть: навыками разработки плана мероприятий по экологическому аудиту, контролю за соблюдением экологических требований, экологическому управлению производственными процессами. 9. ПК-11: готов осуществлять организацию и управление научноисследовательскими и научно-производственными и экспертноаналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользованием (в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры). 1) уметь: осуществлять организацию и управление научноисследовательскими и научно-производственными и экспертноаналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользованием; 2) владеть: навыками организации и управления научноисследовательскими и научно-производственными и экспертноаналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользованием.

10. ПК-18: понимает сущность техногенеза, формирования природно-техногенных ландшафтов, техногенной миграции химических элементов 1) знать: сущность техногенеза, формирования природно-техногенных ландшафтов, техногенной миграции химических элементов; 11. ПК-19: знает области применения геоэкологического проектирования, классификации ГИС, основные функции геоэкологического проектирования. 1) знать: области применения геоэкологического проектирования, классификацию ГИС, основные функции геоэкологического проектирования. 12. ПК-27: знает основные теоретические понятия геоэкологии и методы геоэкологических исследований 1) знать: основные теоретические понятия экологии; 2) уметь: применять методы экологического картографирования в геоэкологических исследованиях; 3) владеть: методами геоэкологических исследований. 13.ПК-34: использует электронные картографические документы для получения информации об экологическом состоянии территорий. 1) знать: классификацию картографические документы для получения информации об экологическом состоянии территорий; 2) уметь: использовать электронные картографические документы для получения информации об экологическом состоянии территорий; 3) владеть: навыками применения электронных картографических документов в экологических исследованиях. 14. ПК-35: применяет геоинформационные технологии в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства. 1) знать: области применения геоинформационных технологий в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства; 2) уметь: применять геоинформационные технологии в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства; 3) владеть: навыками использования геоинформационных технологий в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства. 12. ПК-43: знает основы геоинформационных технологий для принятия управленческих решений в условиях техногенеза. 1) знать: основы геоинформационных технологий для принятия управленческих решений в условиях техногенеза; 7

2) уметь: применять геоинформационные технологии для принятия управленческих решений в условиях техногенеза; 3) владеть: навыками принятия управленческих решений в условиях техногенеза с использованием геоинформационных технологий. 2. КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ Преподавание курса «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях» необходимо производить с ориентацией студентов на практическую деятельность. В ходе лекционных занятий освещаются ключевые моменты курса, содержащие общие понятия и определения геоинформационных систем, картографии, вопросы экологического картографирования и математического моделирования природных процессов, области применения геоинформационных технологий, в том числе, в экологических исследованиях. В ходе изучения дисциплины подробно рассматриваются области применения геоинформационных систем, а также методы дистанционного зондирования Земли и космический мониторинг. Основными формами проведения занятий являются лекции и практические занятия. Лекции направлены на раскрытие основного содержания курса. С целью повышения эффективности понимания и усвоения материала студентами рекомендуется использование мультимедийных технологий (презентации, демонстрационные слайды и т.д.). Лабораторные занятия посвящены практическому освоению областей применения геоинформационных технологий, работе в наиболее популярных в сфере ГИС программных продуктах. Для осуществления текущего контроля рекомендуется использование тестов, которые могут быть составлены как по одной теме, так и по нескольким темам дисциплины. Контроль теоретически сложных вопросов следует производить в форме опроса, чтобы вычленить аспекты, не усвоенные студентами. Активизировать самостоятельную работу студентов следует, предлагая подборку учебников и научной литературы для подготовки к семинарам и творческим заданиям. Одним из направлений практической деятельности студентов является, в частности, пополнение базы учебных пособий: изготовление схем, таблиц, каталога электронных сайтов и т.д. Творческие задания, выполняемые студентами, должны быть нацелены на обогащение знаний, пополнение их новейшими научными данными. В ходе выполнения творческих заданий студенты должны обучаться поиску необходимой информации, ранжированию её по значимости, тезисному оформлению полученных знаний. Такие задания могут стать основой выполнения курсовых и выпускных квалификационных работ. 8

Сведения о рекомендуемых к использованию преподавателем образовательных технологий и материально-техническом обеспечении учебной дисциплины «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях»: № п/п 1

Образовательная технология, рекомендуемая к использованию в преподавании учебной дисциплины Лекция-беседа

Проблемная лекция

Информационная лекция

4 5

Лабораторная работа Анализ проблемных ситуаций

Рекомендуемые средства обучения Интерактивная доска, мульмедиапроектор Интерактивная доска, мульмедиапроектор Интерактивная доска, мульмедиапроектор Раздаточный материал Интерактивная доска, раздаточный материал

Сведения о занятиях проводимых в интерактивных формах Общий объем №

Показатель

п/п 1

Занятия, проводимые в интерактивных формах

(по РУП) в часах/ в процентах очная

заочная

12/40%

3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ»

3.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа. Общий объем №

Виды учебной работы*

п/п

(по РУП) в часах очная

заочная

Трудоемкость (по ФГОС ВПО)

108

Аудиторные занятия, всего

в том числе:

2.1. Лекции

2.2. Лабораторные работы

2.3. Практические занятия

2.4. Семинарские занятия

2.5. Коллоквиумы

2.6. Прочие виды аудиторных занятий

3.1. Контрольная работа

3.2. Курсовая работа

3.3. Научно- исследовательская работа

3.4. Практика

3.5. Прочие виды самостоятельной работы

зачет

Самостоятельная работа студентов всего в том числе:

Вид(ы) промежуточного аттестации

3.2. Матрица соотнесения разделов / тем учебной дисциплины и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций Компетенции Разделы / темы учебной дисциплины

Раздел 1. Основные понятия и концепции геоинформационных технологий Тема 1.1. Назначение ГИС. Основные сферы применения ГИС Тема 1.2. Основные компоненты ГИС Раздел 2. Теоретические основы электронного картографирования Тема 2.1. Основные понятия геодезии Тема 2.2 Географические и топографические карт Раздел 3. Практическая работа с коммерческими геоинформационными пакетами Тема 3.1. Программный пакет MapInfo Тема 3.2. Программный пакет ArcGIS

Кол-во часов

ОК-2

ОК-6

ОК-7

ОК-8

ОК-10

ПК-3

ПК-4

ПК-9

ПК-11

ПК18

ПК-19

ПК-27

ПК-34

ПК-35

Σ общее количест ПК-43 во компете нций

Раздел 4. Использование ГИС для экологического

картографирования Тема 4.1. Методы создания тематических карт Тема 4.2. Картографирование экологических проблем Итого:

+ +

4 +

3.3. Содержание разделов / тем учебной дисциплины «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях» Раздел 1. Основные понятия и концепции геоинформационных технологий Тема 1.1. Назначение ГИС. 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 в задачах охраны окружающей среды. Тема 1.2. Основные компоненты ГИС Цифровые карты. Виды цифровых карт. Понятие цифровой географической карты. Растровые и векторные карты. Преимущества и недостатки различных видов цифровых карт. Типы пространственных объектов. Базы данных. Атрибутивные таблицы. Семантические атрибуты объектов векторной цифровой карты. Атрибутивные таблицы. Реляционные базы данных в составе ГИС. Базы геоданных. Раздел 2. Теоретические основы электронного картографирования Тема 2.1. Основные понятия геодезии Геоид. Модели земного эллипсоида. Эллипсоиды Красовского и GRS100. Размеры и форма Земли. Географические координаты. Международные и национальные системы координат. Датум WGS-84. Датум Пулково-1942. Прямоугольные координаты. Картографические проекции. 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. Общегеографические и топографические карты. Географическое содержание общегеографических карт. Условные знаки общегеографических карт. Раздел 3. Практическая работа с коммерческими геоинформационными пакетами Тема 3.1. Программный пакет MapInfo Типы файлов MapInfo. Рабочий набор. 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. 13

Виды проекций. Географические и прямоугольные координаты. Смена проекции карты. Управление слоями. Просмотр атрибутивной таблицы слоя. Редактирование атрибутивных данных. Открытие окна списка. Атрибутивная таблица. Редактирование карты. Стили оформления векторных объектов. Стили точечных, линейных, полигональных и текстовых объектов. Изменение формы объекта. Перемещение, удаление и добавление узлов. Создание цифровой карты. Растровые карты. Координатная привязка растровых изображений. Сканирование бумажных карт. Аэро- и космические снимки. Опорные точки растра. Привязка. Создание тематических карт. Способы тематического картографирования. Настройка тематической карты. Легенда. Создание и оформление отчета. Под готовка отчета к печати. Тема 3.2. Программный пакет ArcGIS. Сходство и различие ГИС MapInfo и ArcGIS. 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. Слои. Оформление и сохранение слоёв. Способы тематического оформления слоев. Получение атрибутивной информации. Способы интерактивной выборки. Растровые карты. Привязка растра. Способы отображения растра. Создание шейп-файла. Основные классы пространственных объектов – точка, линия, полигон. Редактирование векторного слоя. Скетч. Инструменты скетча. Включение режима редактирования. Компоновка. Подготовка компоновки к печати. Раздел 4. Использование ГИС для экологического картографирования Тема 4.1. Методы создания тематических карт. Метод значков. Метод картограмм. Понятие картограммы. Задачи, для которых эффективно применение метода картограмм. Метод изолиний. Методы интерполяции. Варианты оформления карты изолиний. Метод локализованных диаграмм. Структурированные значки. Тема 4.2. Картографирование экологических проблем. Загрязнение атмосферы. Способы картографирования атмосферных проблем. Исходные данные для картографирования источников загрязнения атмосферы. Способы картографирования водных проблем. Картографирование источников загрязнения. Оценка и картографирование уровней загрязнения природных вод. Биоиндикационные оценки качества воды и их использование для картографирования водных проблем. Загрязнение почв и снегового покрова. Индексы загрязнения. Картографирование загрязнения почв и снегового покрова. Применение данных дистанционного зондирования для оценки и картографирования загрязнения снегового покрова. 14

Ботанические карты. Разновидности ботанических карт. Лесотаксационные карты. Карты растительных ресурсов, редких и исчезающих видов растений. Зоологические карты. Картографирование данных зоологических исследований. Способы создания зоологических карт. Экологические карты для инженерно-экологических изысканий и ОВОС. Картографическое обеспечение проектирования промышленных объектов. Содержание экологических карт, представляемых на экологическую экспертизу. 3.4. Тематический план учебной дисциплины а) аудиторные занятия: Разделы / темы учебной

дисциплины

Часов Вид учебной работы

Раздел 1. Основные понятия и концепции геоинформационных технологий Тема 1.1. Назначение ГИС. Лекция Основные сферы применения ГИС

очная

заочная

Технология обучения

Форма текущего контроля

Информацион Посещение ная лекция занятия, опрос (входной контроль)

Лекция

Проблемная лекция

Посещение занятия, опрос

Тема 2.1. Основные понятия Лекция геодезии

Проблемная лекция

Посещение занятия, опрос

Тема 2.2 Географические и Лабораторное топографические карты занятие

Выполнение Отчет по задания по лабораторной инструкции работе

1)Выполнение задания по инструкции 2)Письменная контрольная работа

Тема 1.2. Основные компоненты ГИС Раздел 2. Теоретические основы электронного картографирования

Раздел 3. Практическая работа с коммерческими геоинформационными пакетами Тема 3.1. Программный пакет 1)Лабораторное MapInfo занятие 2)Рубежный контроль

Тема 3.2. Программный пакет Лабораторное занятие ArcGIS

Ответы на вопросы контрольной работы. Отчет по лабораторной работе. Выполнение Защита задания по лабораторного инструкции практикума

Раздел 4. Использование ГИС для экологического картографирования Тема 4.1. Методы создания Лабораторное тематических карт занятие Тема 4.2. Картографирование 1)Лабораторное занятие экологических проблем 2)Итоговый контроль

ИТОГО

Выполнение задания по инструкции 1)Выполнение задания по инструкции 2)Письменная контрольная работа

Защита лабораторного практикума Ответы на вопросы контрольной работы. Отчет по лабораторной работе

б) самостоятельная аудиторная работа Разделы / темы учебной дисциплины

Вид учебной работы (форма самостоятельной работы)

Раздел 1. Основные понятия и концепции геоинформационных технологий Тема 1.1. Назначение ГИС. 1) Ответ на Основные сферы применения ГИС поставленные вопросы 2) Формулирование выводов по итогам лекции

Результат

1) знает современные компьютерные технологии, применяемые при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации; способен самостоятельно использовать современные компьютерные технологии для решения научно-исследовательских и производственнотехнологических задач профессиональной деятельности (ОК-2). 2) владеет навыками самостоятельной научноисследовательской работы и работы в научном коллективе, способностью порождать новые идеи (ОК6). 3) владеет культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-7). 4) способен методически грамотно разрабатывать план мероприятий по экологическому аудиту, контролю за соблюдением

экологических требований, экологическому управлению производственными процессами (ПК-9) Тема 1.2 Основные компоненты ГИС 1) Ответ на 1) Владеет навыками поставленные вопросы самостоятельной научно2) Формулирование исследовательской работы и выводов по итогам работы в научном лекции коллективе, способностью порождать новые идеи (ОК6); 2) готов осуществлять организацию и управление научно-исследовательскими и научно-производственными и экспертно-аналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользованием (ПК11). Раздел 2. Теоретические основы электронного картографирования Тема 2.1. Основные понятия 1) Ответ на геодезии поставленные вопросы; 2) Формулирование выводов по итогам лекции

Тема 2.2 Географические топографические карты

1) использует современные методы обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований (ПК-4). 2) владеет культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-7). и 1)Лабораторная работа; 1) использует современные 2)Защита методы обработки и лабораторного интерпретации практикума. экологической информации при проведении научных и производственных исследований (ПК-4). 2) использует электронные картографические документы для получения информации об экологическом состоянии территорий (ПК-34).

Раздел 3. Практическая работа с коммерческими геоинформационными пакетами Тема 3.1. MapInfo

Программный

пакет 1) Лабораторная работа; 2)Защита лабораторного практикума.

1) знает области применения геоэкологического проектирования, классификации ГИС, основные функции

геоэкологического проектирования (ПК-19). 2) использует электронные картографические документы для получения информации об экологическом состоянии территорий (ПК-34).

Тема 3.2. Программный пакет ArcGIS 1) Лабораторная работа; 2)Защита лабораторного практикума.

Раздел 4. Использование ГИС для экологического картографирования Тема 4.1. Методы создания 1) Лабораторная работа; тематических карт 2)Защита лабораторного практикума.

1) знает области применения геоэкологического проектирования, классификации ГИС, основные функции геоэкологического проектирования (ПК-19). 2) использует электронные картографические документы для получения информации об экологическом состоянии территорий (ПК-34).

1) стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-10). 2) знает области

применения геоэкологического проектирования, классификации ГИС, основные функции геоэкологического проектирования (ПК-19); 3) знает основные теоретические понятия геоэкологии и методы геоэкологических исследований (ПК-27); 4)применяет геоинформационные технологии в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства (ПК-35). Тема 4.2. Картографирование 1) Лабораторная работа; 1) умеет строить и 2)Защита анализировать экологических проблем лабораторного математические модели практикума. процессов и технологий, используемых в профессиональной

деятельности (ОК-8). 2) владеет основами проектирования, экспертноаналитической деятельности и выполнения исследований с использованием современных подходов и методов, аппаратуры и вычислительных комплексов в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры (ПК-3). 3) знает области применения геоэкологического проектирования, классификации ГИС, основные функции геоэкологического проектирования (ПК-19); 4) знает основные теоретические понятия геоэкологии и методы геоэкологических исследований (ПК-27); 5) знает основы геоинформационных технологий для принятия управленческих решений в условиях техногенеза (ПК43).

в) занятия в интерактивных формах Общий объем №

Разделы / темы учебной дисциплины

ОФО

п/п 1. 2. 3.

(по РУП) в часах

Тема 2.2. Географические и топографические карты

Тема 4.1. Методы создания тематических карт

Тема 4.2. Картографирование экологических проблем

ИТОГО:

12 часов (3 занятия)

г) самостоятельная внеаудиторная работа Разделы / темы учебной дисциплины

Вид учебной работы (форма самостоятельной работы)

Раздел 1. Основные понятия и концепции геоинформационных технологий Тема 1.1. Назначение ГИС. Повторение основных Основные сферы применения ГИС понятий географии и картографии

Тема 1.2 Основные компоненты Повторение основ ГИС ГИС

Раздел 2. Теоретические основы электронного картографирования Тема 2.1. Основные понятия 1) Повторение материала геодезии лекции (подготовка к опросу);

Часов ОФО

Результат

1)знать: современные компьютерные технологии, применяемые при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации; 2) уметь: самостоятельно использовать современные компьютерные технологии для решения научноисследовательских и производственнотехнологических задач профессиональной деятельности; 3) владеть: современными компьютерными технологиями для решения научноисследовательских и производственнотехнологических задач профессиональной деятельности. 1)знать: основные понятия ГИС 2) уметь: осуществлять организацию и управление научно-исследовательскими и научно-производственными и экспертно-аналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользованием; 3) владеть: навыками организации и управления научно-исследовательскими и научно-производственными и экспертно-аналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользованием.

1) Знает понятийный аппарат фундаментальных и прикладных дисциплин

2)изучение рекомендуемой литературы

Тема 2.2 Географические и Повторение пройденного топографические карты материала

Раздел 3. Практическая работа с коммерческими геоинформационными пакетами Тема 3.1. Программный пакет 1)Повторение MapInfo пройденного материала (подготовка к опросу); 2)изучение рекомендуемой литературы

Тема 3.2. ArcGIS

Программный

пакет Повторение пройденного материала

магистратуры 2) умеет самостоятельно находить информацию, обобщать, анализировать её; 3) владеет культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения. 1) Знает понятийный аппарат фундаментальных и прикладных дисциплин магистратуры 2) умеет самостоятельно находить информацию, обобщать, анализировать её; 3) владеет культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения.

1) знает области применения геоэкологического проектирования, классификацию ГИС, основные функции геоэкологического проектирования, классификацию картографические документы для получения информации об экологическом состоянии территорий; 2) умеет использовать электронные картографические документы для получения информации об экологическом состоянии территорий; 3) владеет навыками применения электронных картографических документов в экологических исследованиях. 1) знает области применения геоэкологического проектирования, классификацию ГИС, основные функции геоэкологического проектирования, классификацию картографические документы для получения информации об экологическом состоянии

территорий; 2) умеет использовать электронные картографические документы для получения информации об экологическом состоянии территорий; 3) владеет навыками применения электронных картографических документов в экологических исследованиях. Раздел 4. Использование ГИС для экологического картографирования Тема 4.1. Методы создания Повторение пройденного тематических карт материала

Тема 4.2. Картографирование Повторение пройденного экологических проблем материала

1) знает области применения геоинформационных технологий в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства; 2) умеет применять геоинформационные технологии в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства; 3) владеет навыками использования геоинформационных технологий в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства. 1) знает основы геоинформационных технологий для принятия управленческих решений в условиях техногенеза; 2) умеет применять геоинформационные технологии для принятия управленческих решений в условиях техногенеза; 3) владеет навыками принятия управленческих решений в условиях техногенеза с использованием геоинформационных

технологий. ИТОГО:

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ Раздел 1. Основные понятия и концепции геоинформационных технологий Тема 1.1. Назначение ГИС. Основные сферы применения ГИС Аудиторные занятия Лекция 1. «Понятие ГИС. Сферы применения ГИС» План лекции: 1. Цель, задачи, основные понятия геоинформационных систем и технологий. 2. Различные определения ГИС. 3. Применение геоинформационных технологий в геодезии, картографии, государственном и муниципальном управлении. 4. Использование ГИС в задачах охраны окружающей среды. Задание по аудиторной самостоятельной работе: • Различные определения понятия ГИС. • Применение геоинформационных технологий в геодезии, картографии, государственном и муниципальном управлении при проектировании и строительстве, в научных исследованиях, информационном обслуживании. Литература: 1.1, 1.2. Тема 1.2. Основные компоненты ГИС Лекция 2. «Основные компоненты геоинформационных систем» План лекции: 1. Цифровые карты. Виды цифровых карт. 2. Растровые и векторные карты. 3. Базы данных. 4. Реляционные базы данных в составе ГИС. Базы геоданных. Задание по аудиторной самостоятельной работе: 1. Преимущества и недостатки различных видов цифровых карт. 2. Типы пространственных объектов. 3. Атрибутивные таблицы. Семантические атрибуты объектов векторной цифровой карты. Литература: 1.2, 2.1, 2.2. Самостоятельная аудиторная работа по разделу 1 № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Форма отчётности

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Работа на лекции: Конспект лекции работа с текстом Контрольные вопросы лекции, по изученной теме конспектирование

Групповая

Работа в малых группах по решению проблемы

Групповое проблемы

Индивидуальная

Разбор конкретных ситуаций

Письменный анализ ситуации

решение

Групповая самостоятельная работа по темам 1.1, 1.2 проводится в интерактивной форме на лекции. Студенты обсуждают и решают проблемные ситуации, которые преподаватель ставит на лекции.

Самостоятельная внеаудиторная работа по разделу 1 № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Срок сдачи

Форма отчётности

Общая (единое задание для Работа с текстом, каждого студента группы) конспектирование

Групповая

Творческое К следующей применение лабораторной усвоенных знаний работе

Устное собеседование на лабораторной работе

Индивидуальная

Изучение материала, подготовка к практическому занятию

Выполнение лабораторной работы

Через неделю Конспект после лекции лекции

К следующей лабораторной работе

Формы текущего контроля по разделу 1: проверка конспекта лекции, контрольные вопросы по изученной теме, анализ ситуации, защита лабораторных практикумов. Раздел 2. Теоретические основы электронного картографирования Тема 2.1. Основные понятия геодезии Лекция 3. «Основные понятия геодезии» План лекции: 24

1. Понятие геоида. 2. Эллипсоиды Красовского и GRS-100. 3. Понятие размеров и формы Земли. 4. Географические координаты. 5. Международные и национальные системы координат. Датум WGS84. Датум Пулково-1942. Задание по аудиторной самостоятельной работе: 1. Картографические проекции. 2. Виды проекций. Равновеликие и равноугольные проекции. 3. Конические и цилиндрические проекции. 4. Проекция Гаусса-Крюгера. Литература: 1.2, 2.2, 2.3. Тема 2.2. Географические и топографические карты Лабораторная работа № 1. «Общегеографические и топографические карты» План лекции: 1. Понятие географической карты. Карта как модель местности. Математическая основа карты. Географическое содержание карты. Оформление карты. Виды географических карт. 2. Общегеографические и топографические карты. Условные знаки общегеографических карт. Топографические карты. 3. Масштабы топографических карт. Задание по аудиторной самостоятельной работе: 1. Основные отличия топографических карт от общегеографических. 2. Географическое содержание топографических карт 3. Оформление карты. Литература: 1.2, 2.2, 2.5. Самостоятельная аудиторная работа по разделу 2

№

Вид самостоятельной работы

п/п

Форма самостоятельной работы

Форма отчётности

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Работа на лабораторных Опрос занятиях: работа по Защита лабораторного методическим рекомендациям, участие практикума в дискуссии, решении Верный ответ проблем

Групповая

Работа в малых группах по решению проблемных ситуаций,

Групповое решение проблем, сверка полученных

Индивидуальная

взаимоконтроль

результатов

Разбор конкретных ситуаций, отработка экспериментальных умений и навыков, самоконтроль

Защита лабораторного практикума

1. Групповая самостоятельная работа по теме 2.2 проводится в интерактивной форме на лабораторном занятии. При проведении занятия используется метод группового решения проблемных ситуаций. Преподаватель предоставляет студентам перечень проблемных ситуаций по изученным темам (в форме небольшого рассказа, мини-презентации, схемы), которые они должны разобрать: выявить недостатки и преимущества, объяснить тот или иной процесс или явление и тому подобное. При этом преподаватель следит за дискуссией студентов и поправляет, если студенты не правы. Таким образом, происходит повторение и осмысление изученного материала. В конце занятия студенты пишут небольшую проверочную работу. Представляют преподавателю электронную тематическую карту. Самостоятельная внеаудиторная работа по разделу 2 № п/п

Вид самостоятельной работы

Форма самостоятельной работы

Срок сдачи

Форма отчётности

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Подготовка к лабораторным работам, выполнение заданий и упражнений

В течение недели до лабораторной работы

Проверка тетрадей с выполненными заданиями. Сдача отчета

Групповая

Творческое применение усвоенных знаний.

К следующей лабораторной работе.

Устное собеседование на лабораторной работе.

К текущей лабораторной работе 3

Индивидуальная

Изучение материала, вынесенного на самостоятельную проработку

К следующей лабораторной работе.

Проверка тетрадей с выполненными заданиями.

Формы текущего контроля по разделу 2: самоконтроль, взаимоконтроль, опрос, защита лабораторных практикумов. Раздел 3. Практическая работа с коммерческими геоинформационными пакетами Тема 3.1. Программный пакет MapInfo Лабораторная работа 2. «Работа в ПК MapInfo» План лабораторного занятия: 1. Загрузка готовой цифровой карты. Типы файлов MapInfo. Рабочий набор. Способы загрузки рабочего набора. Слои. Открытие, добавление, удаление и закрытие слоя. Сохранение рабочего набора. 2. Основные приемы работы с ГИС MapInfo. Инструментальные панели. Панели "Операции" и "Пенал". Выбор объектов. Перемещение карты. Поиск слоя. Получение атрибутивной информации. Получение географической информации. 3. 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". 4. 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. Задание по аудиторной самостоятельной работе: 1. Запуск MapInfo. Панель быстрой загрузки. Открытие рабочего набора. Цифровые карты мира, России, Москвы, Кировской области, г. Кирова. 2. Слои цифровой карты. Управление слоями. Способы открытия панели управления слоями. Включение/выключение видимости слоя. Изменение порядка слоёв. Удаление и добавление слоя. Закрытие рабочего набора. 3. Открытие слоя цифровой карты. Различные режимы открытия слоя. Компоновка рабочего набора. Сохранение рабочего набора. Надписывание объектов карты. Форматирование надписей. Литература: 1.2, 2.2, 2.4 Лабораторная работа № 3. «Работа в ПК MapInfo» План лабораторной работы: 1. 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. 27

2.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. 3. 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. 4. 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. Задание по аудиторной самостоятельной работе: 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. Литература: 1.2, 2.1, 2.3. Лабораторная работа № 4. Работа в ПК MapInfo План лабораторной работы: 1. 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. 2. Векторизация растровой карты. Понятие векторизации (оцифровки). Способы повышения точности оцифровки. 3. Создание тематических карт. Способы тематического картографирования. Средства MapInfo для создания тематических карт. Способы значков, картограмм, локализованных диаграмм, точечный. 4. Настройка тематической карты. Легенда. Установка масштабов и стилей при тематическом картографировании. Оформление легенды. 5. Создание и оформление отчета. Подготовка отчета к печати. Дополнительные элементы оформления отчета. Экспорт отчета в графический файл. Задания по аудиторной самостоятельной работе: 1. Редактирование семантических атрибутов. Способы редактирования через таблицу атрибутов (список) и окно информации (карта) .. 28

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. Литература: 1.1, 1.2, 2.1. Тема 3.2. Программный пакет ArcGIS. Лабораторная работа № 5. «Работа в ПК ArcGIS» План лабораторной работы: 1. Принципы построения векторных карт, общие для обеих систем. Различия в терминологии. Шейп-файлы. Отличие шейп-файла ArcGIS от векторного слоя MapInfo. 2. Компоненты ArcGIS: ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox. Модульная структура ArcGIS. Задачи, решаемые различными модулями. Картографические функции ArcMap. Операции с файлами в ArcCatalog. Инструменты ArcToolbox. 3. Окно ArcMap. Таблица содержания и фрейм данных. Настройка стиля оформления слоев в таблице содержания. Свойства фрейма данных. Выбор проекции. Настройка режимов отображения. 4. Слои. Оформление и сохранение слоёв. Задания по самостоятельной аудиторной работе: 1. Сходство и различие ГИС MapInfo и ArcGIS. 2. Способы тематического оформления слоев. Настройка отображения растрового слоя. Растяжка и классификация. Установка степени прозрачности. Сохранение настроек в файле слоя. Литература: 1.2, 2.2. Лабораторная работа № 6. Работа в ПК ArcGIS План практического занятия: 1. Получение атрибутивной информации. Идентификация объектов. Способы получения атрибутивной информации. Вывод таблицы атрибутов. Инструмент идентификации объектов. 2. Способы интерактивной выборки. Выборка по расположению и по атрибутам. Статистика выборки. 3. Отображение выборки на карте и в таблице. 4. Растровые карты. Привязка растра. Сходство и различие процедуры привязки в MapInfo и ArcGIS. Трансформация растра. Построение пирамидных слоев. 5. 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. Задания по самостоятельной аудиторной работе: 1. Тематическое оформление слоя. Раскраска объектов слоя по атрибутам. Варианты раскраски. Использование дополнительных модулей для построения тематических карт. 29

2. Интерполяция. Построение изолиний. 3. Создание шейп-файла. Классы пространственных объектов. Использование ArcCatalog для создания нового шейп-файла. Основные классы пространственных объектов – точка, линия, полигон. Литература: 1.1, 1.2, 2.1. Лабораторная работа № 7. Работа в ПК ArcGIS. Оцифровка растра. План лабораторного занятия: 1. Ручная и полуавтоматическая векторизация. Создание шейп-файлов на растровой основе. 2. 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. 3. Надписывание объектов. Стили надписей. Включение и выключение режима надписывания. Опции надписывания. Автоматическое и ручное размещение надписей. Конвертирование надписей в аннотации. Задания по самостоятельной аудиторной работе: 1. База геоданных как альтернативный способ хранения информации в ГИС. Реляционные отношения между таблицами базы геоданных. Конвертирование шейп-файла в класс пространственных объектов. 2. База геоданных. Реляционная модель данных. Связанные таблицы. 5. Компоновка. Подготовка компоновки к печати. Дополнительные элементы оформления карты. Два режима отображения карты – режим данных и режим компоновки. Литература: 1.1, 1.2, 2.1. Самостоятельная аудиторная работа по разделу 3 №

Вид самостоятельной работы

п/п

Форма самостоятельной работы

Форма отчётности

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Работа на лабораторных Опрос занятиях: работа по методическим рекомендациям, участие в дискуссии, решении проблем

Групповая

Работа в малых группах по решению проблем, п

Индивидуальная

Выполостроение тематической карты, привязка растрового изображения, выполнение задания по

Групповое решение проблем, сверка полученных результатов Построение тематической карты. Отчёт по лабораторной

инструкции, работа с картами, космическими снимками, отработка экспериментальных умений и навыков, самоконтроль

работе. Защита творческих работ

1. Групповая самостоятельная работа по теме 3.1 проводится в интерактивной форме на лабораторном занятии. Группа разбивается на 3 минигрупппы. Каждая группа получает карточки с описанием методов анализа и вопросами, и затем в течение 20 минут работают группами. Затем каждая группа представляет свои ответы на вопросы (другие группы тоже могут задавать вопросы, отвечать на вопросы отвечающих). В конце занятия подводится итог в форме совместного обсуждения. 2. Групповая самостоятельная работа по данной теме 3.2 проводится в интерактивной форме на практическом занятии. Задание для докладчика: подготовить краткий доклад по теме реферата (3-5 минут), разработать электронную презентацию, быть готовым к вопросам. Задание для слушателей: в группе (2 человека) анализировать проблемные ситуации, звучащие в докладе, конспектировать основные тезисы доклада. Формы текущего контроля по разделу 3: самоконтроль, участие в коллоквиуме, отчёт по лабораторной работе, защита творческих работ, защита рефератов. Примерная тематика рефератов: 1. Использование геоинформационных технологий при создании подсистемы мониторинга водохозяйственных систем и сооружений. 2. Геоинформационное обеспечение принятия управленческих решений (на примере ПГУ). 3. Применение интегральных показателей для оценки влияния антропогенных факторов на территорию. 4. Специализированные учебные ГИС. 5. Применение математико-картографического моделирования при решении гидрологических задач 6. Геоинформационное моделирование процессов осушки крупных водохранилищ 7. Оценка эколого-экономического ущерба окружающей природной среде при авариях на нефтепроводах 8. Применение исследованиях.

статистических

методов

пространственных

Примерная тематика контрольных работ: 1. Сферы применения геоинформационных технологий. 2. Способы экологического картографирования.

Раздел 4. Использование ГИС для экологического картографирования Тема 4.1. Методы создания тематических карт Лабораторная работа № 8. Методы создания тематических карт План лабораторной работы: 1. Метод значков. Отображение локализованных данных точечными объектами. Выбор значков для тематического картографирования в MapInfo и ArcGIS. Связь размера значка с численными данными. 2. Метод картограмм. Понятие картограммы. Задачи, для которых эффективно применение метода картограмм. Выразительные средства тоновой заливки. "Принцип светофора". Недостатки метода. 3. 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. 4. Метод локализованных диаграмм. Структурированные значки. Отображение внутренней структуры точечных данных локализованными диаграммами. Выразительные средства локализованных диаграмм. Задания по самостоятельной аудиторной работе: 1. Виды тематических карт в MapInfo. Исходные данные для тематического картографирования. 2. Способ значков. Настройка вида и легенды карты. 3. Способ картограмм. Построение карты лесистости районов Кировской области. Настройка цветовой гаммы и легенды картограммы. 4. Точечный способ. Построение карты плотности населения. Комбинирование точечного способа со способом картограмм. 5. Интерполяция пространственных данных. Построение карты плотности радиационного фона. Литература: 1.1, 1.2, 2.1. Тема 4.2. Картографирование экологических проблем. Лабораторная работа № 9. «Методы создания тематических карт» План лабораторной работы: 1. Загрязнение атмосферы. Источники загрязнения, потенциал загрязнения, модели рассеивания. 2. Способы картографирования атмосферных проблем. Понятие загрязняющего вещества. Классы опасности ЗВ. Классификация источников загрязнения атмосферы. Исходные данные для картографирования источников загрязнения атмосферы. 3. Потенциал загрязнения атмосферы. Связь ПЗА с географическими и климатическими параметрами. 4. Уровни загрязнения. Предельно допустимые концентрации. Модели рассеивания ЗВ. Документ ОНД-86 и его применение для целей экологического нормирования. Задания для самостоятельной аудиторной работы: 32

1. Загрязнение и самоочищение водных объектов. Индекс загрязнения воды. 2. Источники загрязнения водных объектов. Процессы самоочищения. Картографирование источников загрязнения. Оценка и картографирование уровней загрязнения природных вод. Индекс загрязнения воды. 3. Биоиндикационные оценки качества воды и их использование для картографирования водных проблем. 4. Методы исследования и оценки экологического состояния водной среды. 5.Загрязнение почв и снегового покрова. Индексы загрязнения почв. 6. Природные и техногенные источники загрязнения почв и снегового покрова. Предельно допустимые концентрации. Индекс загрязнения почв. 7. Почвенный мониторинг. 8. Применение данных дистанционного зондирования для оценки и картографирования загрязнения снегового покрова. Литература: 1.2, 2.1, 2.2. Самостоятельная аудиторная работа по разделу 4 №

Вид самостоятельной работы

п/п

Форма самостоятельной работы

Форма отчётности

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Групповая

Работа в малых группах по решению проблем

Индивидуальная

Выполостроение тематической карты, привязка растрового изображения, выполнение задания по инструкции, работа с картами, космическими снимками, отработка экспериментальных умений и навыков, самоконтроль

Групповое решение проблем, сверка полученных результатов Построение тематической карты. Отчёт по лабораторной работе.

1. Групповая самостоятельная работа по теме 4.1 проводится в интерактивной форме на лабораторном занятии. Группа разбивается на 3 минигрупппы. Каждая группа получает карточки с описанием методов анализа и 33

вопросами, и затем в течение 20 минут работают группами. Затем каждая группа представляет свои ответы на вопросы (другие группы тоже могут задавать вопросы, отвечать на вопросы отвечающих). В конце занятия подводится итог в форме совместного обсуждения. 2. Групповая самостоятельная работа по данной теме 4.2 проводится в интерактивной форме на практическом занятии. Формы текущего контроля по разделу 4: самоконтроль, участие в коллоквиуме, отчёт по лабораторной работе.

5. ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Основная литература 1.1. Чандра, А. М., Гош, С. К. Дистанционное зондирование и географические информационные системы. – Москва: Техносфера, 2008. 312 с. 1.2. Лурье, И. К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков. – Москва: КДУ, 2010. 424 с. Дополнительная литература 2.1. Капралов, Е.Г. Геоинформатика: Учеб. Для студ. вузов / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов и др.; Под ред. Тикунова. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. 480 с. 2.2. ДеМерс, Майкл, Н. Географические Информационные Системы. Основы.: Пер. с англ. - М: Дата+, 1999. 289 с. 2.3. Коновалова, Н.В., Капралов, Е.Г. Введение в ГИС. Учебное пособие. — Петрозаводск: Изд. Петрозаводского университета, 1995. 148 с. 2.4. Тикунов, В.С. Моделирование в картографии. М.: Изд. Московского университета, 1997. 404 с.

6. СИСТЕМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ СТУДЕНТАМИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «БИОИНДИКАЦИЯ И БИОТЕСТИРОВАНИЕ» И ФОРМЫ ТЕКУЩЕЙ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ И ИТОГОВОЙ АТТЕСТАЦИИ 6.1. Шкала баллов по учебной дисциплине В соответствии с Положением о бально-рейтинговой системе оценки знаний студентов ВятГГУ по учебной дисциплине предусмотрены следующие виды контроля качества знаний студентов: 34

- текущая аттестация; - межсессионная аттестация; - промежуточная аттестация. Шкала баллов по учебной дисциплине №

Показатели

Норма баллов

п/п Виды текущей аттестации до и после межсессионной аттестации 1

Конспект лекции

Посещение аудиторных занятий

Активность на занятии

Опрос

Защита лабораторного практикума

Виды межсессионной аттестации Межсессионная аттестация (контрольное мероприятие) по теме 3 1) Письменная контрольная работа

Межсессионная аттестация (контрольное мероприятие) по теме 3 1) Написание и защита реферата

Виды работ и заданий на зачете

1 2

Устный ответ на вопросы билета Устный ответ на дополнительные (уточняющие) вопросы по теме

15 5

Всего баллов за зачет

Всего баллов

100

6.2. Фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации Сводные данные по оценке компетенций №

Результат

п/п

(освоенные компетенции)

Знает современные компьютерные технологии, применяемые при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации; способен самостоятельно использовать современные компьютерные технологии для решения научноисследовательских и производственнотехнологических задач профессиональной деятельности (ОК2).

Основные показатели оценки результата

Виды контроля*

знает современные т, в компьютерные технологии, применяемые при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации; умеет самостоятельно использовать современные компьютерные технологии для решения научноисследовательских и производственнотехнологических задач профессиональной деятельности; владеет современными компьютерными технологиями для решения научноисследовательских и производственнотехнологических задач профессиональной деятельности. Владеет навыками знает: правила и в, м, т, п. самостоятельной порядок постановки научнонаучного эксперимента исследовательской в лабораторных и работы и работы в полевых условиях; научном умеет: на практике коллективе, применять полученные способностью порождать новые знания по постановке научного эксперимента; идеи (ОК-6)

Формы и методы контроля**

Номер раздела / темы (для текущего контроля)

Защита лабораторного практикума; анализ проблемных ситуаций по теме доклада практикума; зачет

1.1

Защита 1.1 лабораторного 1.2 практикума; доклад на 5 минут; анализ проблемных ситуаций по теме доклада практикума; зачет

владеет: способами выражения и анализа результатов научно-

исследовательской работы. 3.

Владеет культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-7).

Умеет строить и анализировать математические модели процессов и технологий, используемых в профессиональной деятельности (ОК8).

Стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК10).

знает основы истории в, м, т и философии науки; умеет самостоятельно находить информацию, обобщать, анализировать её; владеет культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения. знает суть процессов и в, т, м технологий, используемых в профессиональной деятельности; умеет строить и анализировать математические модели процессов и технологий, используемых в профессиональной деятельности; владеет умением анализировать математические модели процессов и технологий, используемых в профессиональной деятельности эколога. владеет способностью к в, т саморазвитию, повышению своей квалификации и профессионального мастерства

Владеет основами проектирования, экспертноаналитической деятельности и выполнения исследований с использованием современных подходов и методов,

знает современные в, т подходы и методы, аппаратуру и вычислительные комплексы в соответствии с профильной направленностью магистратуры; умеет выполнения исследований с

Защита 1.1 лабораторного 2.1 практикума; доклад на 5 минут; анализ проблемных ситуаций по теме доклада практикума; зачет

Ответ на 4.2 поставленные вопросы; формулирование выводов по итогам лекции, защита лабораторного практикума анализ проблемных ситуаций зачет

ответ на 4.1 поставленные вопросы; защита лабораторного практикума зачет Ответ на 4.2 поставленные вопросы; формулирование выводов по итогам лекции, защита лабораторного практикума анализ проблемных

аппаратуры и вычислительных комплексов в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры (ПК-3).

использованием современных подходов и методов, аппаратуры и вычислительных комплексов в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры; владеет основами проектирования, экспертноаналитической деятельности и выполнения исследований с использованием современных подходов и методов, аппаратуры.

ситуаций зачет

Использует современные методы обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований (ПК4).

Ответ на поставленные вопросы; формулирование выводов по итогам лекции, защита лабораторного практикума доклад на 5 минут; анализ проблемных ситуаций по теме доклада выступающего; зачет

Способен методически грамотно разрабатывать план мероприятий по экологическому аудиту, контролю за соблюдением экологических требований, экологическому управлению производственным и процессами (ПК9)

знает современные в, т, м, п методы обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований; умеет: применять современные методы обработки и интерпретации экологической информации; владеет современными методами обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований. знает понятие в, т, м, п экологический аудит, экологическое управление; умеет методически грамотно разрабатывать план мероприятий по экологическому аудиту, контролю за соблюдением экологических требований, экологическому управлению

2.1 2.2 3.1 3.2

Ответ на 1.1 поставленные вопросы; формулирование выводов по итогам лекции, зачет

Готов осуществлять организацию и управление научноисследовательским и и научнопроизводственным и и экспертноаналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользовани ем (в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры) (ПК-11).

Понимает сущность техногенеза, формирования природнотехногенных ландшафтов, техногенной миграции химических элементов (ПК-18)

производственными процессами; владеет навыками разработки плана мероприятий по экологическому аудиту, контролю за соблюдением экологических требований, экологическому управлению производственными процессами. Умеет осуществлять в, т организацию и управление научноисследовательскими и научнопроизводственными и экспертноаналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользованием; владеет навыками организации и управления научноисследовательскими и научнопроизводственными и экспертноаналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользованием. знает сущность в, т техногенеза, формирования природно-техногенных ландшафтов, техногенной миграции химических элементов

Ответ на 1.2 поставленные вопросы; формулирование выводов по итогам лекции, защита лабораторного практикума; доклад на 5 минут; анализ проблемных ситуаций по теме доклада выступающего зачет

Ответ на 4.1 поставленные 4.2 вопросы; формулирование выводов по итогам лекции, защита лабораторного практикума; доклад на 5 минут; анализ проблемных ситуаций по теме доклада выступающего

11.

13.

14.

зачет Защита лабораторного практикума.

3.1

знает основные т, м теоретические понятия экологии; умеет применять методы экологического картографирования в геоэкологических исследованиях; владеет методами геоэкологических исследований. Использует знает классификацию в, т электронные картографические картографические документы для документы для получения информации получения об экологическом информации об состоянии территорий; экологическом умеет использовать состоянии электронные территорий (ПК- картографические 34). документы для получения информации об экологическом состоянии территорий; владеет навыками применения электронных картографических документов в экологических исследованиях.

Защита лабораторного практикума.

4.1. 4.2

Применяет геоинформационн ые технологии в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального

Ответ на 4.1 поставленные вопросы; защита лабораторного практикума.

Знает области применения геоэкологического проектирования, классификации ГИС, основные функции геоэкологического проектирования (ПК-19). Знает основные теоретические понятия геоэкологии и методы геоэкологических исследований (ПК-27)

знает области т, м применения геоэкологического проектирования, классификацию ГИС, основные функции геоэкологического проектирования.

знает области в,т применения геоинформационных технологий в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального

Ответ на 2.2 поставленные 3.1 вопросы; защита 3.2 лабораторного практикума.

хозяйства (ПК-35).

хозяйства; умеет применять геоинформационные технологии в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства; владеет навыками использования геоинформационных технологий в практической природоохранной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов промышленности, сельского и коммунального хозяйства. 12. Знает основы знает основы в, м, т Ответ на 4.2 геоинформационн геоинформационных поставленные ых технологий для технологий для вопросы; защита принятия принятия лабораторного управленческих управленческих практикума. решений в решений в условиях условиях техногенеза; техногенеза (ПК- умеет применять 43). геоинформационные технологии для принятия управленческих решений в условиях техногенеза; владеет: навыками принятия управленческих решений в условиях техногенеза с использованием геоинформационных технологий. * в – входной контроль; т – текущая аттестация; м – межсессионная аттестация; п – промежуточная аттестация.

6.2.1. Входной контроль знаний студентов Проводится в форме письменной контрольной работы, включающей базовые вопросы, необходимые для усвоения материала по дисциплине «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях». 6.2.2. Текущая аттестация Примерные задания для проведения текущей аттестации представлены в разделе 4 УМК. 6.2.3. Межсессионная аттестация Межсессионная аттестация проводится после изучения тем предложенных разделов. Для каждого раздела предусмотрен особый вид межсессионной аттестации: письменная контрольная работа, написание и защита реферата. Примерные задания для проведения текущей аттестации представлены в разделе 4 УМК. 6.2.4. Материалы для проведения промежуточной аттестации Промежуточная аттестация проводится в форме зачета. Примерный перечень вопросов к зачету: 1. Понятие геоинформационной системы. Предмет и задачи ГИС. Связь ГИС со смежными дисциплинами. 2. Типы ГИС. Различие между растровым и векторным представлением геоданных. 3. Географические координаты. Основные параметры земного эллипсоида. 4. Разграфка и номенклатура топографических карт. 5. Картографические проекции. Проекция Гаусса-Крюгера. 6. Условные обозначения топографических карт. 7. Задачи экологического картографирования. 8. Виды тематических карт природоохранного назначения. 9. Картографирование атмосферных проблем. 10. Картографирование загрязнения и самоочищения вод суши. 11. Источники данных для экологического картографирования. 12. Классификация карт по масштабу и содержанию. 13. Инструментальные средства ГИС. 14. Модели данных в ГИС. 15. Геоинформационная система MapInfo. Общая характеристика, функции, назначение.

16. Геоинформационная система ArcGIS. Общая характеристика, функции, назначение. Примерный перечень практических заданий: 1. Научится использовать модуль Spatial Analyst для создания GRIDтемы. Провести пространственный анализ полученных результатов. 2. Растровое представление данных, позволяющее оценить степень загрязнения тяжелыми металлами почвенного покрова. 3. Пространственные операции в ГИС. 4. Работа в ПК ArcGIS. 5. Оцифровка растра. 6. Методы создания тематических карт. 7. Работа в ПК MapInfo. 6.3. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения итоговой аттестации Содержание учебной дисциплины «Геоинформационные технологии в экологических исследованиях» входит в перечень вопросов государственного экзамена, проводимого в соответствии с «Положением об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений Российской Федерации», утвержденным приказом Минобразования РФ от 25.03.2003 № 1155, и программы государственной аттестации выпускников направления подготовки 022000.68 Экология и природопользование профиль подготовки «Геоэкология», приказом Министерства образования РФ от 29.03.2010 г., регистрационный №243, утвержденной на заседании ученого совета химического факультета.