• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
2020/2021

Введение в геоинформационные системы и технологии

Статус: Общеуниверситетский факультатив
Когда читается: 2-4 модуль
Охват аудитории: для всех
Язык: русский
Кредиты: 6

Программа дисциплины

Аннотация

Один из основных трендов последних лет – лавинообразный рост разнообразия, объемов и разнородности пространственных данных о территории в цифровой форме, производимых различными субъектами – органами государственного и муниципального управления, операторами информационных систем, исследовательскими организациями субъектами бизнеса, некоммерческими организациями, населением. Жизнедеятельность во всех этих сферах требует интеграции пространственных данных - для генерации, проверки, уточнения и развития гипотез в научных исследованиях, для осуществления различных функций, услуг, сделок - в гражданском обороте, которая все больше переходит в среду сетевой инфраструктуры. Анализ происходящих при этом процессов за предыдущие 20 лет показывает значительный рост масштабов и разнообразия несоответствий пространственных данных при их интеграции, которые в настоящее время рассматриваются обществом как барьеры соответствующих видов деятельности, сдерживающих результативность и эффективность их развития. Данная дисциплина нацелена на внедрение средств и методов геоинформационного анализа для оценки состояния компонентов природной среды, оперативного тематического картографирования, автоматизированного мониторинга окружающей среды и хозяйствующих субъектов на основе создания и сбора пространственных данных. Дисциплина включает также получение базовых знаний методологии получения, интеграции и анализа качества пространственных данных (моделей) природно-хозяйственных систем, в режиме реального времени с использованием распределенных систем. Навыки и знания, полученные в рамках данной дисциплины, позволят проводить анализ и обеспечение эффективных решений в географических исследованиях, в проектировании, государственном и муниципальном управлении, экономической и социальной деятельности бизнеса, населения и социальных групп.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Принимая во внимание быстрые изменениями в природных и антропогенных геосистемах и тенденции развития информационного общества становятся наиболее актуальными вопросы использования всех пространственно-временных данных. Ключевым направлением здесь выступает не просто материальное производство, а производство знаний и информации на базе передовых технологий и интеллектуальных систем. Современным предприятиям необходимо комплексное внедрение инновационных геоинформационных технологий и решений, причем в условиях дефицита финансовых ресурсов и выстраивания бережливых систем управления процессами. Для специалистов важны навыки и умения в применении эффективных интегрированных методов моделирования и внедрения новых инструментов управления процессами, знаниями и анализом данных. Виртуальные модели природно-антропогенных геосистем здесь призваны не только символьно отобразить свойств объектов в динамике, но и комплексно сформировать решения, основанные на использовании информационных технологий и методов работы с большими данными. Становятся наиболее востребованными и особую важность обретают инструменты мониторинга окружающей среды, управления природными и техногенными рисками, поиска и генерации данных, построение веб-геосервисов и технологий распределенной обработки данных. Целью изучения дисциплины становится формирование представления о технологиях сбора, организации и анализа пространственных данных для создания полноценных геоинформационных систем, которые представляют собой комплекс аппаратно-программных средств и алгоритмических процедур, созданных для цифровой поддержки, пополнения, управления, преобразования, анализа, пространственного моделирования и визуализации географической информации.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Творческое домашнее задание по 2 темам
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Введение в геоинформационные системы и технологии
    Ключевые понятия геоинформационных систем (ГИС) и технологий. Классификации ГИС. Архитектуры и виды ГИС. Современный рынок, сферы применения и перспективы развития геоинформационных систем и технологий.
  • Технологии и методы работы с большими данными в современной геоинформатике
    Современные инструменты мониторинга окружающей среды, управление природными и техногенными рисками, поиск и генерация данных, построение веб-геосервисов и технологий распределенной обработки данных
  • Работа с программным геоинформационным комплексом
    Краткий обзор подключения, функционирования и использования основных приложений программного комплекса на примере ArcGIS.
  • Особенности работы с геопространственными данными
    Ключевые характеристики и виды геопространственных данных, связь объектов и атрибутов, инструменты и технологии управления пространственными данными, методы интеграции.
  • Табличные геоинформационные данные
    Структура таблиц и типы данных. Управление данными. Технологии связывания таблиц. Построение диаграмм и отчетов на основе таблиц.
  • Редактирование геоинформационных данных
    Технологии редактирования, работа со скетчами, проектирование структуры таблиц, работа со значениями
  • Особенности пространственной идентификации данных
    Системы координат. Проекции. Технологии трансформирования и геопривязки.
  • Базы геоинформационных данных
    Современное информационно-технологическое обеспечение ГИС. Типы источников данных; географическая привязка данных; позиционная и семантическая информация. Базы данных и их разновидности. Графическая и атрибутивная базы данных. Позиционные и тематические характеристики в базах данных. Операции над базами данных. Организация, хранение и обработка графической и атрибутивной информации: подсистема ввода, подсистема вывода, подсистема хранения, подсистема обработки, поиска, анализа данных.
  • Алгоритмы и инструменты управления геоинформационными системами и технологиями
    Пространственное моделирование. Пространственное моделирование и пространственная интерполяция. Геокодирование и автоматическая векторизация. Цифрование исходных картографических материалов. Аналитический поиск данных ГИС, создание выборок и их применение. Инструменты визуализации данных. Картографическая визуализация
  • Методы моделирования и построения геоинформационных систем и технологий. Геоинформационные проекты.
    Проектирование и построение информационных моделей территории и проблемноориентированных решений. Экспертные ГИС-системы, решения и пакеты: структура и особенности функционирования. Использование телекоммуникационных сетей и технических инструментов. Интеграция различных и разноформатных геоинформационных данных, систем и технологий. Экспорт и импорт данных. Направления, перспективы и этапы создания ГИС-проектов.
  • Дистанционное зондирование земли, геомониторинг.
    Данные дистанционного зондирования и технологии их использования. Работа с акустическими, геодинамическими и видеоданными, аэро- и космоснимками. Управление георисками, геопространственное прогнозирование.
  • Актуальные направления современных геоинформационных исследований
    Обсуждаются перспективы применения данных геомониторинга в различных сферах человеческой жизнедеятельности.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий домашнее задание
  • неблокирующий экзамен
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.5 * домашнее задание + 0.5 * экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Аэрокосмические методы географических исследований : учебник для вузов, Книжников, Ю. Ф., Кравцова, В. И., 2004
  • Геоинформационное картографирование : методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков: учебник для вузов, Лурье, И. К., 2010
  • Геоинформационные технологии в экономике, учебно-методическое пособие, ГУ-ВШЭ, Нижегор. фил., Науч.-уч. лабор. колич. анализа и моделиров. экон., 116 с., Турлапов, В. Е., 2007
  • Разработка геоприложений на языке Python : разработка сложных картографических приложений с нуля с использованием геоинструментальных средств Python 3, Вестра, Э., Логунова, А. В., 2017

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Альбом форм федерального статистического наблюдения, сбор и обработка данных по которым осуществляются в системе федеральной службы государственной статистики, на 2014 год. Т.2: Здравоохранение и социальные услуги, образование, охрана окружающей среды и геологоразведочные ра..., , 2014
  • Анализ экономики геологоразведки, рисков и соглашений в международной нефтегазовой отрасли, Джонстон, Д., Селезневой, Н., 2005
  • Большая географическая энциклопедия : самое полное современное издание: более 10000 географических объектов и природных явлений, Алексеев, В. С., Бадикова, Е. Ю., 2007