МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Компьютерные технологии в географии
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра физической географии и геоинформационных систем
Направление подготовки05.04.02. География
ПрофильГеоинформационные технологии в изучении и управлении природными и техногенными системами
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план05_04_02_ГиТ-2-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 36
самостоятельная работа 72
Виды контроля по семестрам
зачеты: 1

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (1) Итого
Недель 15
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 6 6 6 6
Лабораторные 30 30 30 30
Сам. работа 72 72 72 72
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.г.н., доцент, Байкалова Т.В.

Рецензент(ы):
к.г.н., доцент, Козырева Ю.В.

Рабочая программа дисциплины
Компьютерные технологии в географии

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 05.04.02 ГЕОГРАФИЯ (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 28.08.2015г. №908)

составлена на основании учебного плана:
05.04.02 География
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра физической географии и геоинформационных систем

Протокол от 28.08.2020 г. № 1
Срок действия программы: 2019-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
к.г.н., доцент Останин О.В.

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра физической географии и геоинформационных систем

Протокол от 28.08.2020 г. № 1
Заведующий кафедрой к.г.н., доцент Останин О.В.

1. Цели освоения дисциплины

1.1.приобретение навыков обработки географической информации с использованием ГИС технологий

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2: способностью использовать современные компьютерные технологии при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации и для решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности
ОПК-6: способностью использовать методы оценки репрезентативности материала, объема выборок при проведении количественных исследований, статистические методы сравнения полученных данных и определения закономерностей
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- основные базовые понятия в области геоинформационных систем;
- основы картографии;
- знать основные принципы и методы географических исследований.
3.2.Уметь:
3.2.1.- применять базовые знания в рабочих ситуациях;
- применять основные методы получения информации в рабочих ситуациях;
- свободно пользоваться современными компьютерными технологиями, применяемыми при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации;
- самостоятельно использовать современные компьютерные технологии для решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности
использовать знания картографии в заданных условиях моделирования;
применять методы географических исследований для обработки географической информации.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- по созданию геоинформационных моделей;
- привязки картографических данных.
- обработки геоинформации - анализ и синтез географической информации: картографические, аэрокосмические, комплексные географические, методами географического районирования и прогнозирования.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. 1.Создание баз геоданных и классов пространственных объектов
1.1. Типы баз геоданных. Организация базы геоданных. Организация классов пространственных объектов. Свойства класса пространственных объектов. Определение атрибутов класса объектов. Создание и редактирование метаданных. Просмотр метаданных. Импорт и экспорт метаданных. Создание объектов для класса объектов. Лекции 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
1.2. Лабораторная работа №1. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
1.3. Решение задач и упражнений из сборника по геоинформатике Сам. работа 1 8 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
Раздел 2. 2.Загрузка данных в базу геоданных
2.1. Обзор терминов ArcGIS. Термины, относящиеся к базам геоданных. Среда геообработки ArcGIS. Преимущества базы геоданных. Работа с файловой базой геоданных. Форматы данных, доступные для конвертации. Конвертация данных из других источников. Конвертация между базами геоданных. XML для импорта и экспорта. Загрузка данных в существующий класс объектов. Работа с данными x,y. Доступ к табличным данным. Доступ к данным через ГИС-сервер. Проецирование ГИС-данных. Географические преобразования. Лекции 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
2.2. Лабораторная работа №2. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
2.3. Решение задач и упражнений из сборника по геоинформатике Сам. работа 1 8 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
Раздел 3. 3.Поведение базы геоданных
3.1. Географические данные. Что такое поведение базы геоданных? Значения по умолчанию. Подтипы и домены. Топология базы геоданных. Лекции 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
3.2. Лабораторная работа №3. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
3.3. Решение задач и упражнений из сборника по геоинформатике Сам. работа 1 8 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
Раздел 4. 4.Редактирование ГИС-данных
4.1. Редактирование пространственных данных. Создание новых данных. Команды меню Редактор. Инструменты меню скетч. Построение скетча с использованием ограничителей. Построение смежных полигонов. Редактирование существующих объектов. Изменение формы объекта и изменение границ. Работа с составными объектами. Упрощение геометрии. Редактирование с использованием доменов, подтипов и топологии базы геоданных. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
4.2. Решение задач и упражнений из сборника по геоинформатике Сам. работа 1 8 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
Раздел 5. 5.Корректировка пространственных данных
5.1. Общие особенности привязки пространственных данных. Простанственная привязка данных в ArcMap. Ключевые моменты работы с пространственной привязкой. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
5.2. Векторная трансформация ArcMap. Трансформация. Трансформация методом резинного листа. Сопоставление данных на границах листов. Ошибки трансформации. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
5.3. Решение задач и упражнений из сборника по геоинформатике Сам. работа 1 8 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
Раздел 6. 6.Управление инструментами геообработки и параметры среды геообработки
6.1. Что такое ArcToolbox? Типы наборов инструментов. Организация ArcToolbox. Типы инструментов. Расположение и выполнение инструментов. Выявление ошибок в параметрах. Просмотр ошибок геообработки. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
6.2. Параметры среды. Настройки ArcToolbox. Работа с инструментами в ArcMap. Результаты геообработки. Ключевые моменты работы в среде геообработки. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
6.3. Решение задач и упражнений из сборника по геоинформатике Сам. работа 1 8 ОПК-2 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
Раздел 7. 7.Анализ ГИС-данных
7.1. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
7.2. Стирание объектов. Слияние объектов по атрибуту. Обработка табличных данных. Создание поднабора растровых данных. Другие виды анализа. Пример рабочего процесса анализа. Ключевые моменты анализа. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
7.3. Решение задач и упражнений из сборника по геоинформатике Сам. работа 1 8 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
Раздел 8. 8.Управление таблицами. Редактирование пространственных объектов и атрибутов. Получение местоположений из атрибутивной информации
8.1. Исследование данных ГИС в ArcGIS Desktop. Процесс решения географических задач. Общие операции анализа. Работа с атрибутивными запросами. Работа с пространственными запросами (по расположению). Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
8.2. Работа с ArcToolbox при выполнении анализа. Извлечение объектов при помощи инструмента Вырезание. Построение буфера объектов. Анализ наложения. Объединение. Пересечение. Результаты анализа. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
8.3. Решение задач и упражнений из сборника по геоинформатике Сам. работа 1 8 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
Раздел 9. 9.Использование ModelBuilder для анализа
9.1. Что такое ModelBuilder? Проектирование и создание модели. Элементы модели. Инструменты. Переменные. Типы выходных данных. Переменные значений. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
9.2. Свойства блок-схемы модели. Параметры и статусы модели.Параметры среды. Промежуточные данные. Запуск модели. Поиск ошибок в модели. Документация модели. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
9.3. Решение задач и упражнений из сборника по геоинформатике Сам. работа 1 8 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2
Раздел 10. 10.Аналитические проекты в ГИС
10.1. Анализ. Выполнение проектов. Лабораторные 1 2 ОПК-2, ОПК-6 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
•Понятие структуры географических данных
•Что такое база геоданных
•Определение других форматов файлов
•Преимущества базы геоданных
•Главные функции приложений ArcCatalog и ArcMap
•Отношение между данными и слоями
•Перемещение по карте при помощи команд
•Установка диапазона масштабов для отображения слоя
•Определение объектов слоя, которые должны отображаться на карте
•Составные слои в таблице содержания
•Создание новых слоев из выбранных объектов
•Импорт символов из одного слоя в другой
•Сохранение свойств слоя на диске через файл слоя
•Понятие условных обозначений
•Понятие о связи между условными обозначениями и атрибутами слоя
•Описание и отображение данных по категориям
•Как создавать и пользоваться файлами стилей
•Как редактировать глифы шрифтов для создания символов
•Определение различных типов символов маркеров, линий и заливок
•Описание количественных данных
•Отображение количественных данных при помощи обычных свойств символов
•Понятие классификации количественных данных
•Классификация данных вручную и предустановленными методами
•Создание и размещение надписей в ArcMap
•Установка символов и свойств размещения надписей
•Различия между надписями, аннотациями базы геоданных и аннотациями документа карты
•Различие между географической системой координат и системой координат проекции
•Понятие датума
•Понятие проекции карты
•Понятие проецирования «на лету»
•Понятие о различиях между таблицами атрибутов слоя и автономными таблицами
•Определение обычных способов получения информации из таблиц
•Определение свойств поля и работа с ними
•Знакомство с форматами таблиц, используемых в ArcGIS
•Понятие о соединении и связи таблиц, об их создании
•Понятие кардинальности записей
•Понятие общих рабочих процессов редактирования
•Установка среды замыкания
•Понятие общих задач редактирования
•Понятие геокодирования
•Понятие процесса геокодирования
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
См. ФОС по дисциплине
5.3. Фонд оценочных средств
См. ФОС по дисциплине
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 под ред. В.С. Тикунова Геоинформатика. Кн. 1.: учебник для ВУЗов М.: Академия, 2008
Л1.2 под ред. В.С. Тикунова Геоинформатика. Кн. 2.: учебник для ВУЗов М.: Академия, 2008
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Е.П. Крупочкин [и др.] Теоретико-методические основы количественной оценки и интерпретации информации: учебное пособие АлтГУ: Барнаул, 2011
Л2.2 К.В. Шошина, Р.А. Алешко Геоинформационные системы и дистанционное зондирование: учебное пособие Архангельск: ИД САФУ, 2014 http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=312310
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Подшивка журнала «ArcReview» в электронном виде, начиная с 1997 г. Режим доступа: http://www.dataplus.ru/Arcrev/index.htm
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows 7
Microsoft Office 2010
MapInfo Professional (P) - Nodeljcked, MINWRS1200026830 от 12.10.2014 (бессрочная)
ArcGIS Desktop Advanced Educational Teaching Lab Pak (31), v. 10.3.1, № 302914 от 12.02.16 (бессрочная)
ENVI 4.8, № 503626-1 от 16.12.2011 (бессрочная)
7-Zip
AcrobatReader
DjVu reader, http://djvureader.org/
Chrome; http://www.chromium.org/chromium-os/licenses
6.4. Перечень информационных справочных систем
Информационно справочная система СПС «КонсультантПлюс»: http://www.consultant.ru/
Электронная база данных «Scopup»: http://www.scopus.com
Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета: http://elibrary.asu.ru/
Научная электронная библиотека eLIBRARY: http://elibrary.ru

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.
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
500М 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 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; ПК: BENQ XL2411 - 5 ед.; интерактивная доска: Triumph Multi touch - 1 ед.; Графическая рабочая станция DEPO Race (4 шт); GPS Spectra Precision Epoch; Комплект GNSS GPS/ГЛОНАСС; Плоттер Canon iPF605; Интерактивная система для голосования SMART, 12 пультов; сканер протяжной формата А0 Canon; 8 плакатов.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

8.1 Методические указания обучающимся к лекциям по дисциплине «Компьютерные технологии в географии»

В ходе лекционных занятий по дисциплине «Компьютерные технологии в географии» 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 по дисциплине «Компьютерные технологии в географии» не заканчивается в лекционной аудитории, а продолжается студентом дома, при этом обучающийся повторно ознакамливается с содержанием лекционного материала, знакомится с рекомендованной литературой, особенно нормативно-правовыми актами и методиками государственной кадастровой оценки, делает себе пометки в тексте лекции, или продолжает 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 семинарам, практическим занятиям

Семинары и практические занятия по данной дисциплине не предусмотрены.


8.3. Методические указания обучающимся при подготовке к выполнению лабораторных практикумов



8.4. Методические указания обучающимся при выполнению курсовых работ

Курсовые работы по дисциплине «Компьютерные технологии в географии» не предусмотрены.

8.5. Методические указания обучающимся для организации самостоятельной работы

Основной формой самостоятельной работы обучающихся является изучение конспекта лекций, их дополнение рекомендованной литературой, активное участие на семинарах и подготовка докладов и презентаций по основным проблемам дисциплины.
Основой самостоятельной работы студентов является работа с рекомендованной литературой. Список основной и дополнительной литературы под дисциплине приведен в РПД «Компьютерные технологии в географии»

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.

Подготовка рефератов направлена на развитие и закрепление у студентов навыков самостоятельного глубокого, творческого и всестороннего анализа научной, методической и другой литературы по актуальным проблемам дисциплины; на выработку навыков и умений грамотно и убедительно излагать материал, четко формулировать теоретические обобщения, выводы и практические рекомендации.
Рефераты должны отвечать высоким квалификационным требованиям в отношении научности содержания и оформления.
Темы рефератов, как правило, посвящены рассмотрению одной проблемы. Объем реферата может быть от 12 до 15 страниц машинописного текста, отпечатанного через 1,5 интервала, а на компьютере через 1 интервал (список литературы и приложения в объем не входят).
Текстовая часть работы состоит из введения, основной части и заключения.
Во введении студент кратко обосновывает актуальность избранной темы реферата, раскрывает конкретные цели и задачи, которые он собирается решить в ходе своего небольшого исследования.
В основной части подробно раскрывается содержание вопроса (вопросов) темы.
В заключении кратко должны быть сформулированы полученные результаты исследования и даны выводы. Кроме того, заключение может включать предложения автора, в том числе и по дальнейшему изучению заинтересовавшей его проблемы.
В список литературы (источников и литературы) студент включает только те документы, которые он использовал при написании реферата.
В приложении (приложения) к реферату могут выноситься таблицы, графики, схемы и другие вспомогательные материалы, на которые имеются ссылки в тексте реферата.