Управление пространственными данными

Бакалавриат 2023/2024

Лучший по критерию «Полезность курса для Вашей будущей карьеры»

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс по выбору (География глобальных изменений и геоинформационные технологии)

Направление: 05.03.02. География

Кто читает: Факультет географии и геоинформационных технологий

Где читается: Факультет географии и геоинформационных технологий

Когда читается: 4-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Осокин Степан Артемович

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 60

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Курс является обязательным для студентов, выбравших специализацию (направление) «Геоинформационные технологии и пространственное моделирование». Курс направлен на то, чтобы научить студентов эффективно управлять пространственными данными с использованием современных географических информационных систем и систем управлениями базами данных. Курс предлагает расширенный подход к управлению пространственными данными как к процессу, включающему не только загрузку, хранение и манипулирование данными в среде системы управления базой данных (СУБД), но и задачи поиска, получения и интеграции пространственных данных из различных источников, построение системной архитектуры многопользовательских геоинформационных систем (МГИС), а также методы предоставления пространственных данных пользователям в среде МГИС. Курс включает рассмотрение теоретических основ управления пространственными данными, знакомство с различными стандартами и форматами пространственных данных, примеры различных видов источников данных, сравнение различных видов пространственных СУБД и освоение навыков их разворачивания, основные методы построения многопользовательских баз пространственных данных, манипулирование пространственными данными, методы многопользовательского редактирования данных и другие темы. Курс состоит из лекций, практических заданий и индивидуального проекта. В заданиях студентам предлагается решать задачи различной сложности на основе детальных инструкций или наводящих подсказок. Задания включают элементы программирования на языке Python, написание SQL-запросов, использование CLI-утилит, работу с протоколами HTTP и OGC, выполнение процедур с СУБД PostgreSQL с модулями PostGIS и PostGIS Topology, использование пакета QGIS и другого программного обеспечения. Для индивидуального проекта предлагается список тем на выбор.

Цель освоения дисциплины

Целью данного кура является освоение теоретических основ, базовых навыков и основных технологий, необходимых для решения задач управления пространственными данными в реальной практике современных компаний и организаций из различных отраслей. Такая практика кроме решения задач по применению пространственных СУБД включает в себя также построение системной архитектуры ГИС, сбор пространственных данных из различных источников, предоставление их пользователям системы и другие задачи.

Планируемые результаты обучения

Эффективно управляет пространственными данными с использованием функционала современных географических информационных систем и систем управлениями базами данных
Знать определение управления пространственными данными (УПД) как раздела геоинформатики.
Знать задачи управления пространственными данными.
Понимать особенности управления пространственными данными по сравнению с управлением данными вообще.
Понимать задачи интеграции пространственных данных.
Понимать актуальность управления пространственными данными в многопользовательских ГИС
Знать функциональные и архитектурные компоненты ГИС.
Знать варианты системной архитектуры многопользовательских ГИС.
Знать факторы выбора системной архитектуры ГИС.
Знать виды и примеры программного обеспечения для разных архитектурных компонентов ГИС.
Уметь выбирать программное обеспечение для компонентов ГИС.
Знать классификацию источников пространственных данных
Знать виды первичных источников пространственных данных - данных, собираемых в поле
Знать наиболее актуальные и активно развивающиеся источники данных дистанционного зондирования Земли и соответствующие съемочные системы: космические снимки сверхвысокого разрешения, "ночные" снимки, данные космической альтиметрии, системы космического видеомониторинга в сверхвысоком разрешении, системы микро- и нано-спутников, комплексные системы дистанционного зондирования, ретроспективные системы ДЗЗ.
Знать общие принципы работы глобальных навигационных спутниковых систем
Знать основные современные глобальные и региональные навигационные системы
Знать классификацию ГНСС-измерений по различным признакам. Знать классификацию дифференциальных поправок для ГНСС-измерений.
Понимать основные принципы создания ГНСС, сегменты ГНСС, особенности навигационных сигналов спутников.
Знать примеры различных методов позиционирования в ГНСС, отличающихся различным сочетанием видов ГНСС-измерений
Знать примеры действующих систем повышения точности ГНСС-измерений
Знать примеры основных провайдеров открытых пространственных данных.
Понимать принцип работы Google Earth Engine Data Catalog и геофреймворка Google Earth Engine. Уметь составлять простейшие скрипты для загрузки данных из Google Earth Engine Data Catalog.
Знать примеры открытых цифровых моделей рельефа и понимать их особенности
Уметь собирать в одном проекте разнородные данные из внешних источников, включая гео веб-сервисы и API
Знать примеры крупнейших отраслевых и коммерческих баз пространственных данных
Понимать принцип работы с непространственными источниками для формирования пространственных данных. Знать технологии геокодирования и гео веб-скрэпинга.

Элементы контроля

Практическая работа
Оценка за практические работы Опрактич определяется как среднее оценок за практические работы на занятиях в течение модуля. В течение модуля студент выполняет три практических работы. Практическая работа оценивается по 5 критериям, каждый из которых оценивается максимально в 2 балла: 1) соответствие содержания работы поставленной задаче, 2) соответствие изложения требованиям оформления научных текстов, 3) логическая ясность и целостность, 4) корректность применения инструментов и методов, 5) качество представления результатов. Таким образом, суммарная оценка за практическую работу составляет 10 баллов.
Проект
Тематики индивидуальной работы (проекта) определяется между 1-й лекцией и 1-м семинарским занятиям. Запись на конкретную тему проекта осуществляется у преподавателя, ведущего семинары в группе, не позднее 2-го семинарского занятия. Проект может основываться на результатах практических работ, проводимых в течение курса. Проект оценивается по 5 критериям, каждый из которых оценивается максимально в 2 балла: 1. Логическая структура проекта (последовательность и связь отдельных задач). 2. Применение современных и релевантных проблеме методов исследования и работы с данными, программных инструментов и источников данных. 3. Обоснованность и достоверность полученных результатов и выводов. 4. Качество изложения, визуализации и презентации результатов. 5. Критическая оценка полученных результатов, понимание ограничений примененных методов и источников данных.
Экзамен
Экзамен проводится в устной форме. Устная часть экзамена представляет собой устную беседу с преподавателем на основе плана учебной дисциплины и списка примерных вопросов. Студенту будет задано 2 вопроса, каждый из которых оценивается 5 баллами (знание определений основных понятий, грамотное употребления понятий – 1 балл; полнота и логичность раскрытия вопроса – 1 балл; умение раскрыть взаимосвязи между отдельными компонентами проблемы –1 балл; понимание основных методических приемов анализа проблемы / решения задач по теме – 1 балл; ответы на дополнительные вопросы – 1 балл). Таким образом, суммарная оценка за экзамен составляет 10 баллов.

Промежуточная аттестация

2023/2024 учебный год 2 модуль
0.3 * Практическая работа + 0.3 * Проект + 0.4 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Медведев Андрей Александрович

Программа дисциплины