Геоинформационные системы в управлении природопользованием - Рабочая программа дисциплины - 05.04.06. Экология и природопользование - Направления подготовки

Закреплена за кафедрой	Кафедра природопользования и геоэкологии
Направление подготовки	05.04.06. Экология и природопользование
Профиль	Управление природопользованием
Форма обучения	Очная
Общая трудоемкость	3 ЗЕТ
Учебный план	05_04_06_УП_12-2019

Курс (семестр)	1 (2)	Итого
Недель	16
Вид занятий	УП	РПД	УП	РПД
Лекции	4	4	4	4
Лабораторные	44	44	44	44
Сам. работа	60	60	60	60
Итого	108	108	108	108

1. Цели освоения дисциплины

1.1.	организовать деятельность студентов по изучению методов создания ГИС и использования их для информационного обеспечения принятия решений в управлении природопользованием, получение практических навыков использования ГИС-технологий для решения конкретных задач в области природопользования и охраны окружающей среды.

1.1.

организовать деятельность студентов по изучению методов создания ГИС и использования их для информационного обеспечения принятия решений в управлении природопользованием, получение практических навыков использования ГИС-технологий для решения конкретных задач в области природопользования и охраны окружающей среды.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2	способностью применять современные компьютерные технологии при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации и для решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности
ПК-4	способностью использовать современные методы обработки и интерпретации экологической информации при проведении научных и производственных исследований
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.	Знать:
3.1.1.	основы геоинформационных технологий, применяемых для решения профессиональных задач в сфере управления природопользованием
3.2.	Уметь:
3.2.1.	подбирать и применять методы геоинформатики, разрабатывать алгоритмы для решения прикладных задач в сфере управления природопользованием
3.3.	Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.	владения методами ГИС-анализа необходимыми для решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия	Наименование разделов и тем	Вид занятия	Семестр	Часов	Компетенции	Литература
Раздел 1. Геонформационное обеспечение системы принятия решений в области природопользования
1.1.	Существующее информационное обеспечение системы принятия решений в области природопользования	Лекции	2	2	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.2.	Геоинформатика. Географические информационные системы. Геоинформационные технологии. Данные. Информация. Знания. Пространственные данные. Пространственные объекты.	Сам. работа	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.3.	Концептуальные модели представления географической информации в ГИС. Ввод данных в ГИС. Источники пространственных данных для ГИС. Устройства для преобразования аналоговой пространственной информации в цифровую форму. Программы-векторизаторы. Растровая и векторная модели пространственных данных. Тип геометрии и размерность вектоных данных. Пиксел и его пространственное разрешение. Грид.	Сам. работа	2	6	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.4.	Пространственная привязка и оцифровка топографической карты	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.5.	Хранение данных в ГИС. Функции системы управления базами данных (СУБД). Задачи и функции СУБД в ГИС. Основные модели баз данных. Базовые понятия реляционных баз данных. Язык реляционных баз данных SQL – функции и основные возможности.	Сам. работа	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.6.	Пространственная привязка и оцифровка почвенной карты. Заполнение атрибутивной базы данных	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.7.	Качество данных и контроль ошибок. Типы ошибок в данных и их источники. Позиционная точность данных. Точность атрибутивных данных. Логическая непротиворечивость, полнота, происхождение. Особенности интеграции разнотипных данных. Преобразование систем координат (проекций). Трансформирование векторных и растровых изображений.	Сам. работа	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.8.	Использование программы Google Earth для анализа и картографирования динамики географических объектов	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.9.	Создание аналитических карт по данным атрибутивных таблиц БД. Классификация. Метод уникальных (отдельных) значений. Интервальные шкалы: метод естественных интервалов, метод равных классов (или квантилей), метод равных интервалов, метод стандартных отклонений. Метод плотности точек. Метод масштабируемых символов. Локализованная диаграмма. Цветовая шкала	Сам. работа	2	6	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.10.	Геоинформационное картографирование статистических данных	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.11.	Создание тематических карт на основе методов пространственного моделирования в ГИС. Математико-картографическое моделирование. Представление географических полей. Аппроксимация. Интерполяция на основе функции расстояний (по регулярной сетке) и триангуляция Делоне. Способы выбора точек для построения модели. Создание карт рельефа и произвольных карт на основе ЦМР. Построение изолинейных карт. Отображение рельефа шкалой послойной окраски. Построение карт светотеневой отмывки рельефа, углов наклона поверхности, экспозиции склона.	Сам. работа	2	8	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.12.	Создение и анализ ЦМР ипроизводных от нее поверхностей методами триангуляции Делоне и растровой интерполяции Хатчинсона.	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.13.	Автоматизированная генерализация тематических карт. Семантическая (для атрибутивных данных) и геометрическая (для позиционных данных) генерализация. Методы классификации для семантической генерализации. Элементы генерализации линий: упрощение, сглаживание, перемещение, структурирование, слияние, локальная обработка. Генерализация в интерактивном режиме.	Сам. работа	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.14.	Генерализация точечных, линейных и полигональных векторных объектов. Генерализация растров.	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.15.	Картометрические функции. Измерение расстояний, площадей и периметров замкнутых контуров, и определение взаимного положения точечных, линейных и полигональных объектов (например, линий и полигонов). Определение положения центральной точки полигона и скелетизация. Построение системы картографических знаков и размещение надписей.	Сам. работа	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.16.	Рассчет геометрических характеристик пространственных объектов средствами ГИС.	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
Раздел 2. Использование ГИС в принятии управленческих решений
2.1.	Использование ГИС в принятии управленческих решений	Лекции	2	2	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
2.2.	Использование ГИС в принятии управленческих решений	Сам. работа	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
2.3.	Геоинформационный анализ антропогенной трансформации ландшафтов территории административного района	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
2.4.	Базовые понятия и представления ГИСУП. Характеристика концепции ГИС в управлении природопользованием. Эволюционное развитие информационных методов исследования объектов, основанных на сочетании геоинформационных систем и управленческих информационных систем (АСУ).	Сам. работа	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
2.5.	Аспекты и подходы к созданию ГИС УП. Основные аспекты создания элементов ГИСУП: инструментальный, технологический, технологический. Информационные технологии и их виды: инструментальные ГИС, ГИС-технологии, прикладные ГИС. Подходы к созданию ГИС управления природопользованием.	Сам. работа	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
2.6.	Составление аналитического обзора существующих примеров реализации ГИС для поддержки принятия управленческих решений в сфере природопользования.	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
2.7.	Специфические особенности природопользования как объекта информационного управления. Содержание основных понятий и определений, которые формируют представление об управлении природопользованием как информационном процессе. Особенности современного подхода к управлению. Основные этапы технологии управления, как информационного процесса. Типы ГИСУП по технологическим этапам (по С. Л. Широковой, 2003). Характеристику принципиальной структуры ГИСУП.	Сам. работа	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
2.8.	Разработка блок-схеы структуры ГИС в управлении природпользованием.	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
2.9.	Подходы к проектированию ГИСУП. Показатели, используемые в ГИСУП. Типы моделей в зависимости от характера оцениваемой информации. Отображение показателей качества окружающей среды. Подходы, используемые при анализе альтернативных стратегий управления.	Сам. работа	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
2.10.	Проектирование ГИС для решения прикладных задач в сфере управления природопользованием	Лабораторные	2	4	ОПК-2, ПК-4	Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

Фонд оценочных средств приводится в Приложениях

5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)

5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
	Авторы	Заглавие	Издательство, год	Эл. адрес
Л1.1	К.В. Шошина, Р.А. Алешко	Геоинформационные системы и дистанционное зондирование.Ч.1.: учебное пособие	Архангельск : ИД САФУ, 2014	http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=312310
Л1.2	О.И. Жуковский	Геоинформационные системы: учебное пособие	Томск: Эль Контент, 2014	biblioclub.ru
6.1.2. Дополнительная литература
	Авторы	Заглавие	Издательство, год	Эл. адрес
Л2.1	Д.А. Ловцов; А.М. Черных	Геоинформационные системы: учебное пособие	Москва: Российская академия правосудия, 2012	biblioclub.ru
Л2.2	Зеливянская О.Е.	Геоинформационные системы: лабораторный практикум	Ставрополь : СКФУ, 2017	biblioclub.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
	Название		Эл. адрес
Э1	GIS-Lab: Геоинформационные системы и Дистанционное зондирование Земли – неформальное сообще-ство специалистов в области ГИС и ДЗЗ		gis-lab.info
Э2	Геоинформационный портал ГИС-Ассоциации		www.gisa.ru
Э3	NextGIS: Открытые геотехнологии:		nextgis.ru
Э4	QGIS: Свободная географическая информационная система с открытым кодом:		www.qgis.org
Э5	GeoFAQ: советы по ГИС, САПР, СУБД		www.geofaq.ru
Э6	Лаборатория АгроГИС-технологий. Консультации по ГИС Калуга:		npk-kaluga.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
1. Microsoft Windows7, №лицензии 60674416 (бессрочная) 2. Microsoft Office 2010 №лицензии 60674416 (бессрочная) 3. Corel DRAW Graphics Suite X5 Education License ML (61 - 300), серийный №LCCDGSX5MULAB (30 мест/лицензий). 4. MapInfo – лицензия для образовательных учреждений серийный №MINWRS1200026830 5. ENVI №лицензия 503626 6. Surfer 10 (номер лицензии ws-119118-pjdc); 7. ArcGIS 10.3.1 (автаризационный номер лицензии EFL613246244); 8. Google Earth Pro (свободно распространяемое ПО). 9. QGIS (свободно распространяемое ПО). 7-Zip AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
1. Справочная информационная система ArcGIS Resources online: http://resources.arcgis.com/ru/help/ 2. Онлайн-энциклопедия «Вики-GIS-Lab»: http://wiki.gis-lab.info/w/Категория:Опубликованные_статьи

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория	Назначение	Оборудование
406М	лаборатория "Научно-образовательный центр геоинформационных технологий" - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации	Учебная мебель на 16 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска магнитно-маркерная – 1 шт.; компьютеры: ACPI x64-based PC, Intel (R) Core (TM) i5-3470, 3200 MHz, 3200 MHz – 15 ед.; интерактивная доска: Triumph MULTI TOUCH 78 – 1ед.
Учебная аудитория	для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик	Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

8.1 Методические указания обучающимся к лекциям
В ходе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспектирование лекций – сложный вид вузовской аудиторной работы, предполагающий интенсивную умственную деятельность студента.
В процессе конспектирования не следует записывать дословно всю лекцию. Целесообразно вначале понять основную мысль, излагаемую лектором, а затем записать ее. Желательно запись осуществлять, оставляя поля, на которых позднее, при самостоятельной работе с конспектом, можно сделать дополнительные записи, отметить непонятные места.
Конспект лекции лучше подразделять на пункты, соблюдая красную строку. Этому в большой степени будут способствовать вопросы плана лекции, предложенные преподавателям. Следует обращать внимание на акценты, выводы, которые делает лектор, отмечая наиболее важные моменты в лекционном материале замечаниями «важно», «хорошо запомнить» и т.п. Можно делать это и с помощью разноцветных маркеров или ручек, подчеркивая термины и определения.
Целесообразно разработать собственную систему сокращений, аббревиатур и символов общераспространенных слов и выражений. Специфичные термины и их сокращения преподавателем будут акцентированы преподавателем дополнительно.
Работа над конспектом лекции не заканчивается в лекционной аудитории, а продолжается студентом дома, при этом обучающийся повторно знакомится с содержанием лекционного материала, знакомится с рекомендованной литературой, делает себе пометки в тексте лекции, или дополняет конспект.
Работая над конспектом лекций, всегда необходимо использовать не только учебник, но и ту литературу, которую дополнительно рекомендовал лектор. Именно такая серьезная, кропотливая работа с лекционным материалом позволит глубоко овладеть теоретическим материалом.

8.2. Методические указания обучающимся при подготовке к выполнению лабораторных практикумов
Лабораторные занятия – одна из форм учебного занятия, направленная на приобретение практических умений и навыков. Лабораторные занятия проводятся на компьютерах, что позволяет студентам привить практические навыки работы с различными ГИС-приложениями, получить опыт самостоятельной работы.
Каждая лабораторная работа содержит название темы, практическое задание, описание порядка выполнения работы. В зависимости от подготовленности учебной группы и отдельных студентов преподаватель вправе перераспределить учебные часы между лабораторными работами.
Справочный материал содержит сведения, необходимые студенту для выполнения лабораторной работы, а также может содержать пример выполнения задания. Задание выполняется студентом на компьютере и сохраняется в виде файла в папке, указанной преподавателем. Преподаватель проверяя результат задания, задает контрольные вопросы и просит выполнить отдельные операции, позволяющие выяснить степень самостоятельности выполнения и уровень овладения требуемыми умениями и навыками.

8.3. Методические указания обучающимся для организации самостоятельной работы
Основной формой самостоятельной работы обучающихся является изучение конспекта лекций, их дополнение рекомендованной литературой, активное участие в лабораторных работах.
Основой самостоятельной работы студентов является работа с рекомендованной литературой. Список основной и дополнительной литературы под дисциплине приведен в РПД.
Изучение дисциплины следует начинать с проработки РПД, особое внимание, уделяя целям и задачам, структуре и содержанию курса.
Правила самостоятельной работы с литературой
- Составить перечень книг, с которыми Вам следует познакомиться;
- Перечень книг должен быть систематизированным (что необходимо для обязательного прочтения, что пригодится для написания рефератов, а что может расширить Вашу общую культуру и т.д.).
- Не пытайтесь читать быстро, вынужденное скорочтение не только не способствует качеству чтения, но и не приносит чувства удовлетворения, которое мы получаем, размышляя о прочитанном.