Раздел 1. Введение. Понятие геоинформационных систем и геоинформатики.

Лекция. Понятие геоинформационных систем и геоинформатики. Цели и задачи геоинформационных систем и геоинформатики. Предмет, цели и задачи курса. Материально-техническая и программная базы геоинформационных систем и геоинформатики. Историческая справка.

Раздел 2. Понятие о пространственно привязанной информации и основных способах ее получения

Лекция. Понятие о пространственно привязанной информации. Способы получения пространственно привязанной информации. Способы получения координат точек наблюдения. Глобальная система позиционирования. Использование GPS-приемников для координатной привязки точек наблюдений. Основные принципы работы GPS. Использование материалов дистанционного зондирования для получения пространственно привязанной информации.

Лабораторная работа. Составные части и общие принципы работы ГИС ArcGIS.

Раздел 3. Данные геоинформационных систем и способы создания цифровой основы для геоинформационных систем

Лекция. Растровое и векторное представление пространственных объектов. Их особенности, области применения.

Растровое представление пространственно привязанной информации. Основные характеристики и особенности. Достоинства и недостатки. Области применения.

Нетопологическое представление пространственно привязанной векторной информации. Основные особенности. Общие черты и отличия. Форматы представления векторных нетопологических данных.

Топологические покрытия. Основные особенности. Общие черты и отличия. Форматы представления векторных топологических покрытий.

Поверхности. Основные способы описания и представления геополей (поверхностей). GRID и TIN представление. Способы получения и расчета геополей. Форматы представления. Способы обработки геополей.

Картографические проекции. Виды проекций. Способы проецирования пространственно привязанной информации. Задание картографических проекций.

Базы данных. Системы управления базами данных. Банки данных. Назначение и решаемые задачи. Принципы хранения данных и организации доступа к ним. Организация связей между данными. Реляционные базы данных. Организация хранения пространственно привязанной и картографической информации. Базы геоданных. Краткая характеристика основных СУБД. Наиболее широко используемые форматы хранения и передачи данных.

С пособы создания цифровой основы. Способы «сканерного» ввода изображения. Способы обработки растрового изображения. Основные форматы хранения и представления растровой информации. Способы получения и обработки векторного изображения. Способы векторизации изображения. Ручная оцифровка изображения. Оцифровка изображения с помощью дигитайзера. Полуавтоматическая векторизация. Автоматическая векторизация. Характеристика основных программно-аппаратных средств оцифровки изображения.

Лабораторная работа. Привязка растрового фрагмента карты в ГИС ArcGIS.

Лабораторная работа. Ручная векторизация топографической основы в ГИС ArcGIS.

Лабораторная работа. Регулярные сетки GRID. Способы получения, анализа и визуализации.

Раздел 4. Программные средства ГИС

Лекция. Программное обеспечение, используемое при работе с пространственно привязанными данными. Краткая характеристика, принципы работы, круг решаемых задач, основные форматы данных. Технологии создания цифровых карт геологического содержания.

Лабораторная работа. TIN сети. Способы получения, анализа и визуализации.

Лабораторная работа. Внешние базы данных в ГИС. Решение «Геохимической» задачи и построение геохимической карты.

Лабораторная работа. Построение геологической карты средствами геоинформационных систем.

Раздел 5. Геоинформационные системы в прикладной геологии. Примеры их применения

Лекция. Геоинформационные системы в прикладной геологии. Место геоинформационных систем в науках о Земле. Интегрированный системный анализ геоинформации, полученной на разных уровнях наблюдения. Примеры проектов, подготовленных в геоинформационных системах.

Лабораторная работа. Знакомство с геоинформационным проектом «Природные ресурсы России».

5. Организация самостоятельной работы студентов

 

Самостоятельная работа студентов при изучении дисциплины предусмотрена в видах и формах, приведенных в табл. 3.

Таблица 3

Основные виды и формы самостоятельной работы

Виды самостоятельной работы	Объем времени, ч
Работа с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по проблеме курса	60
Выполнение контрольной работы	12
Подготовка отчетов по лабораторным работам, подготовка к экзамену	20

6. Оценка качества освоения дисциплины (модуля)

Оценка качества освоения дисциплины в ходе текущей и промежуточной аттестации обучающихся осуществляется в соответствии с «Положением о промежуточной аттестации студентов Томского политехнического университета».

Максимальное количество баллов по дисциплине в семестре – 100 баллов, в т.ч.:

-  в рамках текущего контроля – 80 баллов,

-  за промежуточную аттестацию (экзамен/зачет) – 20 баллов.

Предусмотрены следующие оценочные мероприятия:

– выполнение контрольной работы (30 баллов);

– выполнение и защита лабораторных работ (50 баллов);

– промежуточная аттестация в виде экзамена (максимум 20 баллов).

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

Методическое обеспечение

 

Основная литература: