Page 1


Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки: 050100.68 Педагогическое образование, утвержденным Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации 14.01.2010 г., регистрационный № 35.

Учебно-методический комплекс разработан Матушкиным Алексеем Сергеевичем, канд. геогр. наук, ст. преп. кафедры географии ВятГГУ.

Рецензент – Прокашев Алексей Михайлович, д.с.х.н, профессор кафедры географии ВятГГУ.

Учебно-методический комплекс утвержден на заседании кафедры географии «29» августа 2013, протокол № 1

© Вятский государственный гуманитарный университет (ВятГГУ), 2013 © Матушкин А.С., 2013 2


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ГИС-ТЕХНОЛОГИИ В ГЕОГРАФИИ» 1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Дисциплина «ГИС-технологии в географии» является одной из составляющих географического образования при подготовке магистров педагогического образования по профилю «География». Основная задача ГИС-технологий в географии совпадает с целью изучения других географических дисциплин — формирование географического мышления на основе информационных систем. Кратко геоинформационные системы (ГИС) определяются как информационные системы, обеспечивающие сбор, хранение, обработку, отображение и распространение данных, а также получение на их основе новой информации и знаний о пространственно-координированных явлениях. Данный курс рассматривает ГИС как современную компьютерную технологию для картирования и анализа объектов и явлений реального мира. Курс предполагает знание у студентов основных дисциплин естественно-географического цикла, а также математики, информатики, картографии и др. Для работы с ГИС будущему магистру нужно знать понятия о ГИС, принципы цифровой топологии, основные способы создания и редактирования карт и баз данных, с ними связанных, владеть методикой работы с основными ГИС-программами и способами изображения явлений на общегеографических и тематических картах в среде ГИС, уметь классифицировать модели и типы данных. В курсе рассматриваются предмет геоинформатики, ее структура, как раздел новых информационных технологий. В результате изучения курса студенты должны знать: назначение и области применения ГИС, теоретические основы работы с пространственно-локализованной информацией, структуру и функциональные возможности ГИС, а также должны овладеть навыками практической работы с геоинформационными пакетами. Воспитательная роль ГИС-технологий тесно переплетается с их образовательной ролью в географии (умение ориентироваться в пространстве и во времени, извлекать и анализировать информацию), а также устанавливать взаимосвязи между природными и социально-экономическими явлениями. Привитие картографической культуры через ГИС возможно и при изучении других предметов, особенно при подготовке магистерской диссертации. При формировании знаний по геоинформатике устанавливаются межпредметные связи между математикой и экономикой, информатикой, географией и историей, черчением и графическим дизайном. Методы ГИС используются для решения практических задач планирования и размещения производства, разведки и рациональной эксплуатации природных ресурсов, охраны окружающей среды, в военном деле и т.д. Успешность изучения дисциплины студентами проверяется, при выполнении 1 тестовой контрольной работы и на зачете. 1.1. Цели и задачи освоения учебной дисциплины Цели дисциплины: 

развить и дополнить знания студентов о понятии пространственных данных, геоинформатики, об геоинформатике как науке, о пространственных методах обработки информации.

Задачи дисциплины:  развить и дополнить знания студентов, полученные в средней школе, по основам информатики;  рассмотреть теоретические основы геоинформатики; дать представление об геоинформатике как науке, ее месте в современном мире и в системе наук; рассмотреть взаимосвязи геоинформатики с другими науками; 3


 

дать представления об истории развития геоинформатики, информационных процессах, протекающих в обществе и о возможностях использования ПК для обработки пространственных данных; сформировать у студентов навыки взаимодействия с программным обеспечением ГИС ArcView.

1.2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Дисциплина «ГИС-технологии в географии» относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла по выбору студента (М.2.11). Для освоения дисциплины студенты используют знания, умения и виды деятельности, сформированные в ходе изучения дисциплин «Современные информационные технологии», а также практически всех географических дисциплин профессионального цикла: «Землеведение», «География почв с основами почвоведения», «Ландшафтоведение», «Экономическая и социальная география России» и др. Дисциплина является методической базой для проведения собственных научных исследований и подготовки магистерской диссертационной работы. Требования к знаниям, умениям, навыкам студента, необходимым для изучения дисциплины знать: – основы построения ГИС; – этапы создания ГИС; – модели организации данных в ГИС; – сферы и границы применения ГИС; – программные и аппаратные средства создания и использования ГИС. уметь: – создавать геоинформационную систему на основе имеющихся данных, программных и аппаратных средств; – составлять запросы к базе данных ГИС; – определять место использования ГИС в собственных исследованиях; – использовать ГИС в качестве инструмента получения нового знания. владеть: – методами создания новой ГИС; – навыками оцифровки картографической информации в ГИС – навыками создания базы данных ГИС; – использования ГИС для решения конкретных практических задач. 1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования: СК-1: знать историю географической науки, методологические основы и теоретические проблемы географии и подходы к их решению в исторической ретроспективе; знать: основные этапы развития географии, современные методы географии; уметь: использовать современные методы географии для решения конкретных исследовательских задач; владеть: приёмами обработки географической информации. СК-2: понимать современные проблемы географической науки и использовать фундаментальные географические представления в сфере профессиональной деятельности; знать: основные направления современного развития географии; уметь: применять полученные знания по геоинформатике для решения проблем географического исследования и педагогической деятельности;

4


владеть: современными геоинформационными приёмами анализа результатов географических исследований. СК-3: владеть базовыми компьютерными технологиями и программными средствами, технологиями обработки и отображения географической информации; знать: существующие программные и аппаратные решения для построения и использования ГИС; уметь: обрабатывать географическую информацию в ГИС и создавать собственные ГИС, используя необходимые компьютерные технологии и программные средства; владеть: навыками создания, поиска и отображения географической информации и ГИС-программах. СК-4: владеть ГИС-технологиями в анализе и моделировании структуры геосистем, взаимосвязей и динамики процессов и явлений, использовать ресурсы Интернет для получения географической информации. знать: основы создания ГИС-моделей географических систем, законы картографического построения моделей; уметь: свободно пользоваться ГИС-технологиями, применяемыми при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации; самостоятельно использовать картографические интернет-ресурсы для загрузки карт, материалов дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) на различные территории для последующей привязки их к местности и создания ГИС с целью решения конкретных задач; владеть: навыками работы с общим и специальным программным обеспечением, а также аппаратной частью ГИС. СК-5: определять географические объекты, явления и процессы на глобальном, региональном и локальном уровнях. знать: основные принципы дешифрирования аэрофото- и космоснимков, строить географические прогнозы развития объектов и явлений на различных масштабных уровнях; уметь: выделять определённые географические объекты на карте, векторизовать и заносить в базу данных ГИС; работать с масштабом в ГИС и режимами отображения информации; владеть: приёмами и методами ввода и отображения информации в ГИС.

5


КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ Сведения о рекомендуемых к использованию преподавателем образовательных технологий и материально-техническом обеспечении учебной дисциплины «ГИСтехнологии в географии» № Образовательная технология, Рекомендуемые рекомендуемая к использованию в п/п средства обучения преподавании учебной дисциплины Работа в группах Компьютеры с установленным ПО: ГИС ArcView, EasyTrace, SASPlanet, полевые и лабораторные данные географических исследований территории Кировской области (в электронном виде) Разработка проекта Компьютеры с установленным ПО: ГИС ArcView, EasyTrace, SASPlanet, полевые и лабораторные данные географических исследований территории Кировской области (в электронном виде), в т.ч. данные путевых точек GPS-навигатора, либо заимствованные данные по теме НИР студентамагистранта (в электронном виде), мультимедийные средства Решение ситуационных задач Компьютеры с установленным ПО: ГИС ArcView, EasyTrace, SASPlanet, руководства по выполнению задач, справочная литература 2.

Сведения о занятиях, проводимых в интерактивных формах № п/п 1

Показатель Занятия, проводимые в интерактивных формах

Общий объем (по РУП) в часах/ в процентах очная 14/47

заочная –

6


3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ / МОДУЛЯ «ГИС-технологии в географии» 3.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов. № п/п 1 2 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 3 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 4

Общий объем (по РУП) в часах

Виды учебной работы

очная 108 30

Трудоемкость (по ФГОС ВПО / СПО) Аудиторные занятия, всего в том числе: Лекции Лабораторные работы Практические занятия Семинарские занятия Коллоквиумы Прочие виды аудиторных занятий Самостоятельная работа студентов, всего в том числе: Контрольная работа Курсовая работа Научно-исследовательская работа Практика Прочие виды самостоятельной работы Вид(ы) промежуточного контроля

заочная

30

78

78 зачет

3.2. Матрица соотнесения разделов / тем учебной дисциплины / модуля и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций

Разделы / темы учебной дисциплины Раздел 1. Ведение в дисциплину «ГИС-технологии в географии» Тема 1.1. Классификация ПО ГИС. Знакомство с ГИС ArcView Раздел 2. Данные в ГИС. Общие принципы построения моделей данных в ГИС Тема 2.1. Данные в ГИС. Модели пространственных данных Тема 2.2. Программы Google Earth и SASPlanet. Загрузка географически привязанных космоснимков в ArcView Раздел 3. Интеграция пространственных и атрибутивных данных в ГИС

Колич ество часов

СК1

СК2

СК3

+

+

+

+

+

+

СК4

СК5

Σ

2 2

3

4 2 2

+

+

+

4

+

3

6

7


Тема 3.1. Пространственные и атрибутивные данные Тема 3.2. Создание пространственного слоя по атрибутивным данным Тема 3.3. Операции соединения таблиц в ГИС Раздел 4. Основные виды операций над координатными данными в ГИС Тема 4.1. Системы координат и проекции, используемые в России Тема 4.2. Работа с видом. Масштаб в ГИС Раздел 5. Векторизация. Создание ГИС-проекта Тема 5.1. Виды векторизации. Ручная векторизация растра в ArcView. Привязка растра к проекту Тема 5.2. Векторизация точечных и линейных тем Тема 5.3. Векторизация полигональных тем Тема 5.4. Создание базы данных и тематической легенды в ГИС-проекте ArcView Тема 5.5. Векторизация космоснимка Google в ГИС ArcView Тема 5.6. Знакомство с векторизатором EasyTrace Тема 5.7. Приёмы автоматической и полуавтоматической векторизации растра в EasyTrace Итого

2

+

+

+ +

+

4

+

3

2

+

2

+

+

2

4 2

+

+

+

+

4

2

+

+

+

+

4

+

+

+

+

+

5

2

+

+

+

3

2

+

+

+

3

+

+

+

5

2

+

+

+

3

2

+

+

+

3

2

+

+

+

3

14 2

2

+

+

30

3.3. Содержание разделов / тем учебной дисциплины «ГИС-технологии в географии» Раздел 1. Ведение в дисциплину «ГИС-технологии в географии» ТЕМА 1.1. Классификация ПО ГИС. Знакомство с ГИС ArcView Понятие ГИС. Схема геоинформационной системы. Связь геоинформатики и ГИС. Связь ГИС с научными дисциплинами и технологиями. Классификация ГИС по охвату территории. Основные принципы работы ГИС. Отличия цифровой карты для ГИС от цифрового макета карты. Периодизация в развитии ГИС. Структура ГИС в виде «этажерки», оверлейные операции. Классификация компонентов ГИС по основным этапам работы и по основным составляющим частям. Оборудование (аппаратная платформа ГИС), архитектура и конфигурация. Устройства ввода, управления, обработки, хранения и вывода информации ГИС. Программное обеспечение ГИС (ПО ГИС), его классификации в соответствии с решаемыми задачами и по функциональным возможностям. Примеры ПО ГИС с различными функциями (ARC/INFO(ESRI), MapInfo Professional, GeoDraw/GeoGraph, ArcView, ERDAS Imagine, EasyTrace и др.). Сравнение функциональных возможностей различных классов ПО ГИС. 8


Программное обеспечение, использующееся в комплексе с ПО ГИС. Создание проекта ArcView. Состав проекта. Работа с видами. Таблица содержания вида. Инструменты ArcView. Раздел 2. Данные в ГИС. Общие принципы построения моделей данных в ГИС ТЕМА 2.1. Данные в ГИС. Модели пространственных данных Понятие «Данные» в ГИС. Классификация ГИС-данных. Картографические данные. Аэрофортосъемка и данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), их сравнительная характеристика. Примеры, государственная принадлежность и основные характеристики спутников ДЗЗ (GeoEye-1, WorldView-2, WorldView-1, QuickBird, Ресурс ДК, Landsat-7 и др.). Понятие «пространственное разрешение» спутника ДЗЗ. Классификация спутников ДЗЗ по величине разрешения. Понятие «модель представления географических данных». Классификация моделей данных, отличительные особенности. Растровая модель данных. Понятия «элемент/ячейка/пиксель», «регулярная сетка/растр/матрица/грид». Принцип описания растровых данных. Классификация векторных моделей данных. Векторная нетопологическая модель (ВНТМ, модель «спагетти»). Принцип представления данных в ВНТМ. Понятие идентификатора объекта. Отличительные особенности ВНТМ. Векторная топологическая модель (ВТМ, «линейно-узловая»). Понятие топологии. Типы векторных объектов, основанные на определении пространственных размеров: безразмерные, одномерные, двумерные. Представление данных и связь пространственной и атрибутивной части данных в ВТМ. Отличительные особенности ВТМ. Преимущества и недостатки растровой и векторной моделей данных. ТЕМА 2.2. Программы Google Earth и SASPlanet. Загрузка географически привязанных космоснимков в ArcView Просмотр и использование космоснимков в программе Google Earth, основные функциональные возможности программы. Выбор района и склейка космоснимков на его территорию в программе SASPlanet. Создание и назначение файла привязки для ArcView. Раздел 3. Методы установления зависимости между географическими явлениями ТЕМА 3.1. Пространственные и атрибутивные данные Понятие пространственных и атрибутивных данных. Механизм связи пространственных и атрибутивных данных в ГИС. Важнейшие функции интеграции данных. Системы управления базами данных (СУБД). Уровни интеграции пространственных и атрибутивных данных: низкий, средний, высокий. Варианты реализации встроенной СУБД на среднем и высоком уровне интеграции данных. Реализация автоматической взаимосвязи пространственных и атрибутивных данных в ГИС ArcView 3.2. ТЕМА 3.2. Создание пространственного слоя по атрибутивным данным Использование данных навигационных спутников Земли (системы GPS и ГЛОНАС) для создания новых тем в проекте ArcView. Проекционные преобразования. Основы GPSкартографирования. ТЕМА 3.3. Операции соединения таблиц в ГИС Работа с табличными данными в ArcView, элементы таблицы и типы данных. Создание пространственного слоя в ArcView по атрибутивным данным (координатам точек) объекта. Установление связи между таблицами в ArcView: соединение (Join) и 9


связывание (Link). Пространственное соединение таблиц по общему полю Shape: принципы соединения по 3 типам связи («близость», «часть от», «внутри»). Раздел 4. Основные виды операций над координатными данными в ГИС ТЕМА 4.1. Системы координат и проекции, используемые в России Понятия «система координат (datum)» и «проекция (projection)». Географические и спроектированные координаты. Классификации проекций по типу поверхности, на которую осуществляется проектирование и по характеру искажений, вносимых в содержание карты после проектирования. Геоцентрические и топоцентрические (национальные) спректированные системы координат. Параметры эллипсоидов и использующие их системы координат. Системы координат, применяемые в России. Пулково-1942 (Pulkovo 1942). Эллипсоид Красовского, его параметры. Изменение проекции и её свойств в ГИС ArcView. Файл описания проекции. ТЕМА 4.2. Работа с видом. Масштаб в ГИС. Идентификация и подпись объектов на карте. Изменение порядка отображения тем на карте. Установка масштаба вида. Определение масштаба отображения темы на карте. Параметры отображения темы. Максимальный и минимальный масштаб. Генерализация в ГИС. Раздел 5. Векторизация. Создание ГИС-проекта ТЕМА 5.1. Виды векторизации. Ручная векторизация растра в ArcView. Привязка растра к проекту Полевой и объектный характер изображений в ГИС. Понятие векторизации. Виды векторизации: ручная, полуавтоматическая и автоматическая. Требования, предъявляемые к векторизации. Понятия «векторный объект», «векторный рисунок», «маска», «примитив», «рабочая область». Файл параметров распознавания. Фильтрация. Режимы отображения растрового изображения («один к одному» и «один к двум»). Работа с проектами. Работа с видами. Таблица содержания вида, темы. Понятия «включить тему» и «сделать тему активной». Порядок отображения тем в виде. Работа с таблицами. Работа с масштабом. Экстент вида. Модули ArcView. ТЕМА 5.2. Векторизация точечных и линейных тем Подключение растрового изображения в качестве новой темы. Использование инструментов ГИС ArcView для векторизации растровых карт. Привязка растра и подключение растровых данных в качестве новой темы в ArcView. Оцифровка пуансонов населённых пунктов Кировской области (создание точечной темы). Оцифровка линий рек и полигонов административных границ Кировской области (создание линейных тем). Инструменты создания точечных и линейных объектов в ArcView. Соединение линейных объектов. Редактирование геометрии. ТЕМА 5.3. Векторизация полигональных тем Оцифровка данных по четвертичной геологии Кировской области (создание полигональной темы). Инструменты создания полигонов в ArcView. Автоматическое замыкание. Соединение полигонов. Редактирование геометрии. ТЕМА 5.4. Создание базы данных и тематической легенды в ГИС-проекте ArcView Таблица темы в ArcView, её редактирование. Добавление полей в таблицу темы. Типы данных поля: символьные, целые, десятичные, логические данные. Создание базы 10


данных к точечным, линейным и полигональным темам. Отображение данных на карте. Организация запросов. Создание легенды тем методом цветовой шкалы на основе созданных таблиц ArcView. ТЕМА 5.5. Векторизация космоснимка Google в ГИС ArcView Создание точечных, линейных и полигональных тем на основе привязанного космоснимка SASPlanet на территорию Кировской области. Анализ площадного распределения оцифрованных объектов. ТЕМА 5.6. Знакомство с векторизатором EasyTrace Разработка проекта карты. Создание проекта карты. Регистрация растрового изображения. Подготовка растров к векторизации в EasyTrace. Инструменты чистка растра, резкость, контраст, размытие, утоньшение, выделение тематических слоёв, сегментация, бинаризация. Инструменты векторизации EasyTrace. Трассировка. Режимы трассировки: ручной и автоматический. ТЕМА 5.7. Приёмы автоматической и полуавтоматической векторизации растра в EasyTrace Инструменты векторизации EasyTrace. Трассировка. Режимы трассировки: ручной и автоматический. Трассировщики EasyTrace. Ввод атрибутивной информации для векторных объектов. Проверка корректности топологической структуры. 3.4. Тематический план учебной дисциплины «ГИС-технологии в географии» а) аудиторные занятия Часов Технология Форма Вид учебной обучения текущ Разделы / темы учебной очная заоч работы его дисциплины ная контро ля Раздел 1. Ведение в дисциплину «ГИС-технологии 2 в географии» Тема 1.1. Классификация ПО Лабораторное ГИС. Знакомство с ГИС Опрос, занятие 2 Интерактивная ArcView тест лекция Раздел 2. Данные в ГИС. Общие принципы построения моделей данных в ГИС Тема 2.1. Данные в ГИС. Модели пространственных данных Тема 2.2. Программы Google Earth и SASPlanet. Загрузка географически привязанных космоснимков в ArcView Раздел 3. Интеграция пространственных и атрибутивных данных в ГИС

4 Лабораторное занятие

2

Решение ситуационных задач

Тест

Лабораторное занятие

2

Работа в группах

Тест

6

11


Тема 3.1. Пространственные и атрибутивные данные

Лабораторное занятие

2

Решение ситуационных задач

Тест

Тема 3.2. Создание пространственного слоя по атрибутивным данным Тема 3.3. Операции соединения таблиц в ГИС

Лабораторное занятие

2

Работа в группах

Тест

2

Решение ситуационных задач

Тест

Раздел 4. Основные виды операций над координатными данными в ГИС Тема 4.1. Системы координат и проекции, используемые в России Тема 4.2. Работа с видом. Масштаб в ГИС Раздел 5. Векторизация. Создание ГИС-проекта Тема 5.1. Виды векторизации. Ручная векторизация растра в ArcView. Привязка растра к проекту Тема 5.2. Векторизация точечных и линейных тем Тема 5.3. Векторизация полигональных тем Тема 5.4. Создание базы данных и тематической легенды в ГИС-проекте ArcView Тема 5.5. Векторизация космоснимка Google в ГИС ArcView Тема 5.6. Знакомство с векторизатором EasyTrace Тема 5.7. Приёмы автоматической и полуавтоматической векторизации растра в EasyTrace Всего

Лабораторное занятие

4 Лабораторное занятие Лабораторное занятие

2

2

Решение ситуационных задач Решение ситуационных задач

Опрос, тест Тест

14 Лабораторное занятие

2

Разработка проекта

Тест

Лабораторное занятие

2

Разработка проекта

Тест

Лабораторное занятие

2

Разработка проекта

Тест

Лабораторное занятие

2

Разработка проекта

Тест

Лабораторное занятие

2

Работа в группах

Тест

Лабораторное занятие

2

Опрос, тест

Лабораторное занятие

2

Решение ситуационных задач Решение ситуационных задач

Тест

30

12


б) самостоятельная аудиторная работа Вид учебной работы Разделы / темы учебной (форма самостоятельной Результат дисциплины работы) Раздел 1. Ведение в дисциплину «ГИС-технологии в географии» Тема 1.1. Классификация ПО Работа с интернетГИС. Знакомство с ГИС ресурсами, справочной СК-1, СК-2, СК-3 ArcView информацией Раздел 2. Данные в ГИС. Общие принципы построения моделей данных в ГИС Тема 2.1. Данные в ГИС. Работа с Модели пространственных экспериментальными СК-1, СК-2, СК-3, СК-5 данных данными географических исследований Тема 2.2. Программы Google Earth и SASPlanet. Загрузка Работа с интернетСК-3, СК-4, СК-5 географически привязанных ресурсами космоснимков в ArcView Раздел 3. Интеграция пространственных и атрибутивных данных в ГИС Тема 3.1. Пространственные и Работа с атрибутивные данные экспериментальными СК-1, СК-2, СК-3, СК-5 данными географических исследований Тема 3.2. Создание Работа с пространственного слоя по экспериментальными СК-3, СК-4, СК-5 атрибутивным данным данными географических исследований Тема 3.3. Операции Работа с соединения таблиц в ГИС экспериментальными СК-3, СК-5 данными географических исследований Раздел 4. Основные виды операций над координатными данными в ГИС Тема 4.1. Системы координат Работа с интернети проекции, используемые в СК-1, СК-2, СК-3, СК-5 ресурсами России Тема 4.2. Работа с видом. Работа с Масштаб в ГИС экспериментальными СК-1, СК-2, СК-3, СК-5 данными географических исследований Раздел 5. Векторизация. Создание ГИС-проекта Тема 5.1. Виды векторизации. Работа с Ручная векторизация растра в экспериментальными СК-1, СК-2, СК-3, СК-4, СК-5 ArcView. Привязка растра к данными географических 13


проекту Тема 5.2. Векторизация точечных и линейных тем Тема 5.3. Векторизация полигональных тем Тема 5.4. Создание базы данных и тематической легенды в ГИС-проекте ArcView Тема 5.5. Векторизация космоснимка Google в ГИС ArcView Тема 5.6. Знакомство с векторизатором EasyTrace Тема 5.7. Приёмы автоматической и полуавтоматической векторизации растра в EasyTrace

исследований Работа с экспериментальными данными географических исследований Работа с экспериментальными данными географических исследований Работа с экспериментальными данными географических исследований Работа с интернетресурсами, справочной информацией Работа с интернетресурсами, справочной информацией

СК-3, СК-4, СК-5

СК-3, СК-4, СК-5

СК-1, СК-2, СК-3, СК-4, СК-5

Работа с картами, интернетресурсами, справочной информацией

СК-3, СК-4, СК-5 СК-3, СК-4, СК-5

СК-3, СК-4, СК-5

в) занятия в интерактивных формах п/п РАЗДЕЛЫ / ТЕМЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Раздел 1. Тема 1.1. Классификация ПО ГИС. Знакомство с 1 ГИС ArcView Интерактивная лекция Раздел 2. Тема 2.2. Программы Google Earth и SASPlanet. Загрузка географически привязанных космоснимков в ArcView 2 Работа в группах над загрузкой различных частей определённого района Кировской области из ресурса SASPlanet. Раздел 3. Тема 3.2. Создание пространственного слоя по атрибутивным данным 3 Работа в группах над созданием своей темы по экспериментальным полевым данным GPSкартографирования Раздел 5. Тема 5.4. Создание базы данных и тематической легенды в ГИС-проекте ArcView. 4. Обсуждение ГИС-проектов «Четвертичная геология Кировской области» Раздел 5. Тема 5.5. Векторизация космоснимка Google в ГИС ArcView 4 Работа в группах по векторизации космоснимка определённого района Кировской области из ресурса SASPlanet. ИТОГО

очная

заочная

2

2

2

2

2

10

14


г) самостоятельная внеаудиторная работа Вид учебной Часов работы Разделы / темы учебной (форма Результат задисциплины самостоятельной очная очная работы) Раздел 1. Ведение в дисциплину «ГИС6 технологии в географии» Тема 1.1. Классификация ПО ГИС. Знакомство с ГИС Реферирование 6 СК-1, СК-2, СК-3 литературы ArcView Раздел 2. Данные в ГИС. Общие принципы 12 построения моделей данных в ГИС Тема 2.1. Данные в ГИС. Реферирование СК-1, СК-2, СК-3, Модели пространственных 6 литературы СК-5 данных Тема 2.2. Программы Google Earth и SASPlanet. Реферирование Загрузка географически 6 СК-3, СК-4, СК-5 литературы привязанных космоснимков в ArcView Раздел 3. Интеграция пространственных и Реферирование 18 атрибутивных данных в литературы ГИС Тема 3.1. Реферирование СК-1, СК-2, СК-3, Пространственные и 6 литературы СК-5 атрибутивные данные Тема 3.2. Создание Реферирование пространственного слоя по 6 СК-3, СК-4, СК-5 литературы атрибутивным данным Тема 3.3. Операции Реферирование 6 СК-3, СК-5 соединения таблиц в ГИС литературы Раздел 4. Основные виды операций над 10 координатными данными в ГИС Тема 4.1. Системы Реферирование СК-1, СК-2, СК-3, координат и проекции, 5 литературы СК-5 используемые в России Тема 4.2. Работа с видом. Реферирование СК-1, СК-2, СК-3, 5 Масштаб в ГИС литературы СК-5 Раздел 5. Векторизация. 32 Создание ГИС-проекта Тема 5.1. Виды векторизации. Ручная Реферирование СК-1, СК-2, СК-3, 4 векторизация растра в литературы СК-4, СК-5 ArcView. Привязка растра к 15


проекту Тема 5.2. Векторизация точечных и линейных тем Тема 5.3. Векторизация полигональных тем Тема 5.4. Создание базы данных и тематической легенды в ГИС-проекте ArcView Тема 5.5. Векторизация космоснимка Google в ГИС ArcView Тема 5.6. Знакомство с векторизатором EasyTrace Тема 5.7. Приёмы автоматической и полуавтоматической векторизации растра в EasyTrace Всего

Реферирование литературы Реферирование литературы Подготовка докладов и презентаций Подготовка докладов и презентаций Реферирование литературы Реферирование литературы

4

СК-3, СК-4, СК-5

4

СК-3, СК-4, СК-5

6

СК-1, СК-2, СК-3, СК-4, СК-5

6

СК-3, СК-4, СК-5

4

СК-3, СК-4, СК-5

4

СК-3, СК-4, СК-5

78

16


4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ Раздел 1. Ведение в дисциплину «ГИС-технологии в географии» Тема 1.1. Классификация ПО ГИС. Знакомство с ГИС ArcView Лабораторная работа №1. Знакомство с ГИС ArcView Пояснения и задания для самостоятельной работы: ArcView разработан Институтом Исследований Систем Окружающей Среды (Environmental Systems Research Institute – ESRI – «эзри»), изготовителем Arc/Info – ПО для ГИС. В этой области ESRI работает уже более 25 лет. Главный продукт компании ПО ArcGIS. Файлы В ArcView непосредственно используются файлы с расширениями:  *.apr – файл проекта.  *.shp – shapefile – файл, который хранит геометрию объектов.  *.shx – индексный файл для геометрии объектов.  *.dbf – файл формата dBASE для хранения атрибутивной информации по объектам.  *.sbn, *.sbx – файлы пространственных индексов.  *.ain, *.aih – файлы атрибутивных индексов. Файлы с данными расширениями следует сохранять в том же рабочем каталоге, что и соответствующий проект. Shapefile – это основной, один из пространственных форматов данных ArcView. Формат shapefile’а представляет собой простой нетопологический формат хранения геометрической и атрибутивной информации о географически привязанных объектах. Файлы пространственных индексов – хранят пространственные индексы объектов. Эти файлы могут отсутствовать до тех пор, пока не будут выполнены операции выбор объектов темы другой темой, пространственное соединение, или создание индекса. Файлы атрибутивных индексов – хранят атрибутивные индексы для активных полей таблицы или атрибутивной таблицы темы. Этих файлов может не быть до тех пор, пока над таблицами не будет выполнена операция Связать. Работа с системой Загрузите систему ArcView (AV): Пуск – Программы – ESRI – ArcView GIS, откроется главное окно ArcView, а также Окно проекта и Окно приветствия (окно приветствия можно закрыть). В ArcView мы работаем с Видами (объектами класса Views), Таблицами (класс Tables), Диаграммами (класс Charts) и Скриптами (класс Scripts), хранящимися в одном файле, который называют Проектом и именуют с расширением .apr. В ArcView в одно и то же время вы можете работать только с одним Проектом. Project (Проект) – класс, объекты которого обеспечивают решение конкретных пользовательских задач и представляют собой файлы (с расширением ".apr"), сохраняющие работу пользователя в ArcView. Конкретный проект обычно содержит Виды, Таблицы, Диаграммы, Макеты и Скрипты, которые вы используете в данной работе. В дальнейшем, чтобы продолжить работу, нужно лишь запустить файл соответствующего Проекта. Откроем проект АrcView: Файл – Открыть проект. В правой части открывшегося окна пройдём по пути: C:\esri\av_gis30\avtutor\arcview. Затем в левой части окна 2 раза щёлкнем на файле проекта qstart.apr. Теперь мы видим, что в Окне проекта открылось 3 Вида: Atlanta, United States и World. Два раза щёлкнем на виде United States. Открылось окно вида с картой США. Итак, View (Вид) – Класс типа интерактивной карты, который позволяет отобра17


жать, исследовать, делать запросы и анализировать географические данные в ArcView. В ArcView одновременно может быть открыто несколько окон, но только одно из них может являться активным. Активное окно – это окно, с которым вы в данный момент работаете. Все действия в AV применяются к активному окну. Чтобы сделать окно Проекта активным, нужно щёлкнуть по нему, но если окно скрыто за другими окнами, то поможет пункт главного меню Window (Окно). В этом меню окно Проекта всегда на первом месте в списке открытых на данный момент окон. Чтобы восстановить «скрытое» окно Проекта, используйте пункт Tile (Мозаика) в меню Окно. Так, чтобы вновь увидеть окно Проекта «qstart» выполните: Окно – Мозаика. Каждая иконка в окне Проекта представляет способ отображения ваших данных со своим собственным пользовательским интерфейсом. Иконки стандартных пользовательских интерфейсов документа для каждого класса документов (Виды, Таблицы, Диаграммы, Скрипты) отображаются в окне Проекта по умолчанию. Вы можете создать новые способы отображения ваших данных и добавить соответствующие иконки в окно Проекта, а также удалить любые иконки, которые не нужны для вашего Проекта. Щёлкнем на иконке Таблицы. Пока в проекте нет таблиц, но их можно туда добавить. Для этого в Окне есть соответствующая кнопка. Например, добавим в наш проект Таблицу с данными по городам США. Нажмём на кнопку «Добавить» и в правой части открывшегося окна пройдём по адресу: C:\esri\av_gis30\avtutor\arcview\qstart. Затем в левой части Окна выберем файл базы данных dBASE под названием «uscities.dbf». Table (Таблица) – класс, объектами которого являются данные из большинства табличных источников. Другими компонентами проекта могут выступать Диаграммы, Компановки и Скрипты. Chart (Диаграмма) – Визуальное представление данных Таблицы, главным образом, атрибутов географических объектов. Layouts (Компоновка) – это карта, на которой вы можете показать виды, диаграммы, таблицы, импортированную графику и графические примитивы. Компоновка используется для подготовки этих графических объектов для вывода из ArcView. Компоновка определяет, какие данные будут использоваться для вывода, и как они будут отображаться. Компоновка может быть динамической, потому что она позволяет Вам в динамике выводить на экран отдельные графические элементы. Когда для графики задана динамическая связь, то в компоновке будет показано ее текущее состояние. Например, если данные в Виде изменяются, то компоновка автоматически отображает эти изменения. Script (Скрипт) – Компонент проекта ArcView, который содержит код языка программирования Avenue, аналогичен макросу, процедуре или скрипту в других языках программирования. Скрипты Avenue сочетают в себе средства для достижения трех основных целей: автоматизировать решение конкретной пользовательской задачи, добавлять новые возможности в ArcView и строить законченные приложения. Пользовательский интерфейс Интерфейс пользователя ArcView изменяется в связи с тем, какое окно является активным. Например, попеременно щелкнем (т.е. сделаем активным) на окне проекта и на окне вида. Убедимся что количество и содержание панелей в верхней части окна меняется. Точно также, таблицы, диаграммы, компоновки и скрипты будут иметь свои пользовательские интерфейсы. Разберём более подробно самый часто используемый интерфейс окна Вида. Для этого сделаем его активным и развернём на всё окно программы AV. Вверху окна будут располагаться следующие панели: Панель меню: Файл, Редактировать, Вид … Панель кнопок – Эта панель, расположенная ниже панели меню, содержит кнопки, дающие быстрый доступ к различным элементам управления. При наведении курсора мыши на кнопку появляется всплывающая подсказка: Сохранить проект, Добавить тему… 18


Панель инструментов – Эта панель, расположенная ниже панели кнопок, содержит различные инструменты, с которыми вы можете работать. В окне Проекта или в окне Скрипта, панель инструментов не появляется вовсе. У инструментов также имеются всплывающие подсказки. При использовании инструмента курсор изменяется в соответствии с выбранным инструментом. Инструмент остается выделенным, пока вы не выберите другой. Таблица содержания вида Каждый Вид имеет свою собственную таблицу содержания, которая содержит список Тем и показывает, с помощью каких символов и цветов они отображаются. Theme (Тема) – Класс, объектом которого может быть множество географических компонент Вида. Тема представляет источник географических данных на диске или в сети. Источниками данных могут быть: покрытия Arclnfo и шейпфайлы ArcView; рисунки AutoCad; растровые изображения; таблицы, содержащие пары координат X, У. Обычно тема представляет все объекты источника данных, однако они могут фильтроваться согласно установленному критерию. Тема имеет множество параметров, которые можно регулировать. Каждая конкретная тема имеет легенду, отображаемую в таблице содержания. Таблица содержания показывает: - Название каждой темы в Виде. Темам можно давать любое имя. По умолчанию именем темы является имя источника данных, например, «Highways» (для документа «Highways») или «US States» (для документа «US States»). Можно давать темам длинные, более описательные имена, можете вместо «Highways.shp» назвать тему «Шоссе»; - Легенду для каждой Темы. Легенда Темы показывает символы и цвета, используемые для ее отображения. Тема может быть отображена с использованием одного символа либо с использованием ряда символов и цветов для классификации объектов в Теме; - Включена тема или нет. Каждая Тема слева содержит флаговую кнопку, которая показывает, отображается в данный момент Тема в Виде или нет. Можно включать или выключать тему с помощью установки или снятия флажка. Например, включите тему «Highways», отключите «Канаду», «Мексику» и «Океан»; - Порядок, в котором отображаются темы. Тема, расположенная в верху таблицы содержания, отображается поверх всех Тем, расположенных ниже. Темы, которые отображаются на заднем плане вида, расположены внизу таблицы содержания. Просто перетащите мышкой Темы вверх или вниз для изменения порядка их отображения; - Темы, которые активны. Когда вы делаете Темы активными, вы выбираете, с какими Темами вы работаете. Когда Тема активна, она выделена в таблице содержания. Чтобы сделать тему активной нужно щелкнуть на имени Темы или на ее легенде (не на флажке вкл/выкл темы!). Чтобы сделать активной более чем одну тему, держите нажатой клавишу Shift, когда вы щелкаете мышкой на Темах. Потренируйтесь. Наибольшее число операций, которые вы выполняете в Виде, применяются к активным Темам (выбор пунктов меню, нажатие на кнопки, использование инструментов); - Редактируема ли Тема. Штриховая линия вокруг флаговой кнопки означает, что вы в данный момент редактируете объекты темы. Только Темы, основанные на шейпфайлах (shapefiles), могут быть редактируемыми. Например, создадим новую редактируемую тему: Вид – Новая тема – выберем тип объектов темы: Полигон – Введём имя темы: Леса – ОК. Тема появилась вверху таблицы содержания, и она редактируема, то есть мы можем, например, создать полигоны лесных угодий с помощью инструментов. Сокрытие таблицы содержания. Чтобы скрыть таблицу содержания, перетащите ее правую границу до крайнего левого положения. Вид будет перерисован с учетом освободившегося пространства. Чтобы показать таблицу содержания снова, перетащите ее границу обратно направо. 19


Сокрытие легенды темы. Таблица содержания обычно показывает легенды каждой из тем в Виде. Тем не менее, вы можете сократить место, занимаемое таблицей содержания с помощью сокрытия легенд Тем. Это особенно полезно, когда Вид содержит много Тем. Чтобы скрыть легенду Темы, сделайте Тему активной и выберите: Тема – «Спрятать/показать легенду». Когда легенда скрыта, название темы и флаговая кнопка остаются видимыми. Раздел 2. Данные в ГИС. Общие принципы построения моделей данных в ГИС Тема 2.1. Данные в ГИС. Модели пространственных данных Лабораторная работа № 2. Создание и подготовка к печати карты Африки Задание для самостоятельной работы: Для написания доклада о населении Африки необходимо создать карту продолжительности жизни на континенте. Ход работы: 1. Запустите AV 2. Из меню файл выберите опцию Открыть проект. 3. В диалоговом окне установите курсор на имени каталога или папки «avtutor», где хранятся данные уроков AV. Дважды щёлкните на каталоге «avtutor», а затем дважды – на каталоге «arcview», который содержится в нём и ещё дважды щёлкните на каталоге «qstart_r». 4. Выберите файл проекта под названием «avtutor.apr» из списка на левой стороне аналогового окна и нажмите ОК. Когда проект откроется, Вы увидите окно Проекта. Оно открывает Вам доступ ко всем компонентам проекта. Здесь можно создавать новые компоненты. Из списка в окне Проекта видно, что окно содержит 3 Вида. 5. Откройте карту мира. Для этого дважды щёлкните на Виде под названием «Карта мира» в списке окна Проекта. Появится карта мира. На этой карте изображена численность населения по странам мира по состоянию на 2000 год. Вид состоит из слоёв пространственной информации, охватывающей определённую территорию. Каждый слой представляет собой набор географических объектов, таких, как реки, озёра, страны и города. В AV слои называются темами. Все темы перечислены слева от карты в Таблице содержания Вида. Здесь также показаны символы, используемые для изображения объектов в каждой теме. Флажок-переключатель, расположенный рядом с каждой темой, показывает, включена или выключена тема на карте. Также важен порядок расположения тем в Таблице содержания. Темы, расположенные вверху прорисовываются поверх тем, расположенных внизу. Темы, представляющие фон карты, такие, как океаны, следует располагать внизу таблицы содержания. 6. Прорисуйте страны мира по продолжительности жизни. Для этого в таблице содержания Вида щёлкните на флажке-переключателе рядом с темой под названием «Численность населения в 2000 году». 7. Щёлкните на флажке-переключателе рядом с темой «Продолжительность жизни» 8. Добавьте на карту реки и озёра. Для этого включите эти темы. 9. Увеличьте масштаб изображения до размеров Африки, используя инструмент Увеличить. 10. Растяните рамку над Африкой: поставьте курсор в том месте, где хотите расположить один из углов рамки, нажмите, не отпуская, левую кнопку мыши, перемещайте мышь до тех пор, пока в рамку не попадёт вся область, до размеров которой Вы увеличиваете масштаб изображения. Если ошиблись, щёлкните по кнопке Предыдущий экстент, чтобы отменить данную операцию. После увеличения изображения, Вы отчётливо можете видеть, что в странах Африки наименьшая продолжительность жизни в мире. 20


11. Подпишите некоторые страны на карте. Для этого в Таблице содержания Вида щёлкните на названии темы «Ожидаемая продолжительность жизни», чтобы сделать её активной. Убедитесь, что Вы щёлкнули на названии темы, а не на флажке-переключателе рядом с названием темы. В таблице содержания выделяется активная тема. Делая тему активной, Вы сообщаете AV, что хотите работать с объектами данной темы. 12. Щёлкните на инструменте Подписать. 13. Щёлкните на любой стране Африки в том месте, где Вы хотели бы начать подпись. Страна будет автоматически подписана. Обратите внимание, что, когда Вы добавляете подпись, она помечается 4-мя маркерами. 14. Для перемещения подписи выберите инструмент Указатель, затем щёлкните один раз на подписи, которую Вы хотите переместить. Вокруг подписи появятся маркеры, указывающие на то, что она стала выбранной. Теперь перемещайте её в любое место. С помощью инструмента Указатель Вы также можете потянуть за один из маркеров, чтобы изменить размер подписи. 15. Подготовьте Вашу карту для включения её в доклад. Для этого из меню Вид выберите Компановка. 16. В диалоговом окне, которое появится на экране, выберите Landscape. 17. Нажмите ОК. AV автоматически создаст компановку, включающую Вашу карту, легенду, заголовок, стрелку Севера и масштабную линейку. 18. По умолчанию AV использует название Вида в качестве заголовка Компоновки. Поскольку Ваша карта уже не является картой мира, измените заголовок. С помощью инструмента Указатель дважды щёлкните на заголовке. 19. В диалоговом окне, которое появится на экране, удалите существующий текст и впечатайте «Африка». 20. Нажмите ОК. Если Вы хотите изменить шрифт заголовка, выберите из меню Окно опцию Показать окно символов. Используйте инструмент Указатель, чтобы изменить размер заголовка или других элементов Компановки. 21. Сохраните работу как новый файл проекта. Для этого сделайте окно Проекта активным. Для этого выберите qstart_r.apr из меню Окно. Из меню Файл выберите Сохранить проект как. В аналоговом окне, которое появится на экране, укажите имя и адрес нового файла проекта и нажмите ОК. AV автоматически добавит расширение .apr к имени, которое Вы дали новому файлу проекта.

1) 2) 3) 4) 5)

Тема 2.2. Программы Google Earth и SASPlanet. Загрузка географически привязанных космоснимков в ArcView Лабораторная работа №3. Загрузка географически привязанных космоснимков в ArcView Для загрузки и сохранения файла с космоснимком нам потребуется программа SAS.Планета, которая работает с космоснимками Google. Создадим цифровую карту г. Кирова и окрестностей. Для этого: Запустим программу SASPlanet (необходимо подключение к сети интернет). Выберем нужный источник получения космоснимков: Источник – Интернет+кеш В строке поиска наберём «Киров», нажмём Enter. Отобразим разграфку для топокарты М 1:10000. Для этого: Вид – Отображать бланковку карт ГШ – 1:10 000 (100 м). Наша цель – вручную оцифровать космоснимок г. Кирова. Как мы видим (рис. 1), основная часть города попадает в пределы 9-и топографических планшетов 1: 10 000 с соответствующими номерами: О-39-52-А-а-2 О-39-52-А-б-1 О-39-52-А-б-2 О-39-52-А-а-4 О-39-52-А-б-3 О-39-52-А-б-4 О-39-52-А-в-2 О-39-52-А-г-1 О-39-52-А-г-2 21


Распределите эти планшеты между собой (1 компьютер – 1 планшет).

Рис. 1 6) Выделим планшет, который хотим сохранить одним файлом изображения. Для этого пройдём по пути: Операции – Операции с выделенной областью – По координатам. Откроется окно (см. рис. 2), куда необходимо ввести координаты левого верхнего и правого нижнего угла нашего планшета. Чтобы определить эти координаты, подведём курсор мыши к соответствующему углу. Широта и долгота в градусах, минутах и секундах с сотыми долями будут прописаны в левом нижнем углу основного окна программы. Координатами углов планшетов должны быть ровные числа (до 5 секунд). Например, для планшета О-39-52-А-а-2 координаты будут следующими (см. рис. 2):

Рис. 2 7) После того, как координаты введены, жмём Применить – Нужный нам планшет должен выделиться чёрной границей. 8) Появится окно «Операции с выделенной областью» (см. рис. 3). В этом окне выбираем: Тип карты: Спутник (Google), Масштаб: 19. Ставим флажок «Заменять старые файлы», убираем флажок «Закрыть окно после старта». Жмём «Начать». После окончания загрузки нажмите «Выход».

22


Рис. 3 9) Как видим при таком масштабе у нас загрузилось 3266 мелких файлов изображения. Сейчас необходимо их соединить. Перейдём на вкладку «Склеить». В поле «Куда сохранять» укажите папку «Лаб 8» в своей личной папке. Имя файла задайте соответственно номеру планшета. Остальные позиции выберите согласно следующего скриншота (см. рис. 4):

Рис. 4 10) Жмём «Начать». После окончания процесса в вашей папке должен появится файл с космоснимком в формате .jpg и world-файл привязки в формате .jpgw. Если это так, то программу SAS. Планета можно закрыть. Раздел 3. Интеграция пространственных и атрибутивных данных в ГИС Тема 3.1. Пространственные и атрибутивные данные Лабораторная работа №4. Геокодирование адресов Ваша компания продает в Вашем городе хлебобулочные изделия различным магазинам, кафе, ресторанам и др. Вы хотите создать карту, на которой будет представлено расположение булочных, куда Вы продали больше всего продуктов в прошлом году. У Вас имеется dBASE файл, содержащий названия, адреса и данные по продажам за последний год по все Вашим клиентам. У Вас также имеются данные по улицам Вашего города. С помощью AV Вы нанесёте адреса Ваших клиентов на карту города, выберете из них булочные и определите, в какие из них Вы продали больше продуктов за последний год.

23


Выведите на экран Вид «г. Москва (центр)» 1. Запустите AV и откройте проект qstart_r.apr. 2. Сделайте окно Проекта активным. 3. В окне проекта щелкните на значке Виды. Дважды щелкните на Виде под названием «г. Москва (центр)», чтобы открыть его. Добавьте Ваши данные о покупателях в проект 4. Сделайте окно Проекта активным. 5. Щелкните на значке Таблицы и затем на кнопке Добавить. 6. В диалоговом окне, которое появится на экране, перейдите в каталог «qstart_r» и дважды щелкните на нём. Из списка в левой части диалогового окна выберите dBASE файл под названием «moscust.dbf» и нажмите OK. Таблица с данными появится в проекте.

Теперь Вы добавите эти данные на карту с помощью геокодирования адресов. Геокодирование – это процесс добавления точек по адресам на карту. При геокодировании табличных данных, содержащих адреса, AV считывает адрес, находит его расположение на карте и создает новую тему, в которой хранятся точки для каждого адреса. Геокодирование адресов Ваших покупателей 7. Сделайте активным Вид «г. Москва (центр)». 8. Из меню Вид выберите Геокодировать адреса. 9. В диалоговом окне, которое появится на экране, из ниспадающего списка Таблица адресов выберите moscust.dbf. AV автоматически распознает поля в этой таблице, содержащие адресную информацию.

24


10. Щелкните на кнопке Поиск в автоматическом режиме. AV геокодирует адреса в moscust.dbf. После завершения появляется диалоговое окно с результатами геокодирования.

В данном случае AV распределила адреса всех 50 покупателей из Вашей таблицы по адресам улиц, изображенным в Виде. 11. Щелкните на кнопке Выполнено. Новая тема, отображающая распределение Ваших покупателей, появится вверху Таблицы содержания. 12. Щелкните на флажке-переключателе рядом с темой, чтобы включить её. 13. Распределение Ваших покупателей отобразится на карте.

Отберите из всех клиентов только булочные 14. В Таблице содержания Вида щелкните на теме, отображающей Ваших покупателей, чтобы сделать её активной. 15. Щелкните на кнопке Конструктор запросов . В этом упражнении Вы воспользуетесь Конструктором запросов для поиска определённого набора объектов, представленных в Вашей теме, и высвечивания этих объектов на карте. 16. В диалоговом окне Конструктора запросов постройте выражение запроса, чтобы выбрать из Ваших клиентов булочные. Для этого дважды щелкните на Buisness_t в списке Поля, щелкните на кнопке оператора «равно» щелкните на «Булочная».

и затем в списке Значения дважды

25


17. Нажмите на кнопку Новая выборка. AV выполнит заданную Вами выборку клиентов. Закройте окно Конструктора запросов. Ваша выборка высвечивается на карте жёлтым цветом. Теперь Вы отсортируете выбранные Вами булочные по величине продаж и создадите карту, показывающую расположение первых пяти по величине продаж. Откройте атрибутивную таблицу темы по покупателям и отсортируйте её по величине продаж 18. Щелкните на кнопке Открыть таблицу темы . На экране появится атрибутивная таблица темы по клиентам. Таблица содержит все данные исходной таблицы moscust.dbf, которую Вы геокодировали, создавая эту тему. Клиенты, выбранные Вами на карте, в таблице также высвечиваются жёлтым. В строке инструментов AV, показано число выбранных клиентов, в данном случае – 25 из 50. 19. В таблице выберите поле «Sales» (Объём продаж), щелкнув на названии поля. Возможно Вам потребуется прокрутить таблицу вправо, чтобы найти поле «Sales». 20. Щелкните по кнопке Сортировать по убыванию . Записи пересортируются по величине продаж, начиная с самой высокой. 21. Вы отсортировали все записи, но хотите просмотреть только булочные. Щелкните по кнопке Переместить вверх . Выбранные записи переместятся наверх, и Вы сможете увидеть их вместе. А так как таблица отсортирована, выбранные записи представлены в порядке величин продаж:

26


Выберите 5 верхних записей 22. Щелкните в таблице на первой записи, чтобы выбрать её. 23. Удерживая клавишу SHIFT, щелкните на следующих четырёх записях в таблице. Теперь на карте подсвечивается пять булочных, в которые были наибольшие поставки в прошлом году.

На карте видно, что 5 выбранных Вами магазинов находятся в пределах Садового кольца. Вы нашли своих лучших покупателей! Тема 3.2. Создание пространственного слоя по атрибутивным данным Лабораторная работа №5. Добавление в проект АrcView своей темы (по данным GPS) Задание для самостоятельной работы 1. Создание текстового файла из координат точек Откройте текстовый редактор «Блокнот» (Пуск – Программы – Стандартные) и создайте документ на основе таблицы, приведенной ниже. Обратите внимание на то, что первая строка документа должна иметь вид: "name" "Y_coord" "X_coord" где name – имя точки, Y_coord – широта точки, а X_coord – её долгота. Разделителем между этими данными должен выступать знак табуляции (Tab). Разделитель между целой и дробной частью градуса – точка (.) Таблица координат точек GPS-картографирования карстовой воронки (Медведский бор, Нолинский р-н) Имя точки K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11

Широта, град. 57.391729 57.391649 57.391979 57.391939 57.392019 57.392109 57.392209 57.392279 57.392399 57.392489 57.392749

Долгота, град. 50.116214 50.116494 50.116444 50.116384 50.116254 50.115864 50.115994 50.116394 50.116244 50.116354 50.116604

27


K12 K13 K14 K15 K16 K17 K18 K19 K20 K21 K22 K23 K24 K25 K26 K27 K28 K29 K30 K31 K32 K33 K34 K35 K36 K37 K38 K39 K40 K41 K42 K43 K44 K45 K46 K47

57.392879 57.392849 57.392979 57.393099 57.393159 57.393299 57.393349 57.393419 57.393509 57.393409 57.393029 57.392979 57.392889 57.392849 57.392669 57.392669 57.392529 57.392269 57.392209 57.392069 57.391739 57.391529 57.391499 57.391379 57.391369 57.391069 57.391109 57.391019 57.391169 57.391119 57.391229 57.391359 57.391389 57.391559 57.391599 57.391599

50.116184 50.115984 50.116004 50.115864 50.115804 50.115784 50.115544 50.115504 50.115134 50.114994 50.114634 50.114104 50.114124 50.114424 50.114044 50.113764 50.113674 50.113494 50.113224 50.112954 50.113164 50.113154 50.113164 50.113514 50.114134 50.114054 50.114394 50.114504 50.114834 50.115054 50.115384 50.115634 50.115864 50.116054 50.116004 50.116354

Сохраните созданный документ под именем «Лаб 6» в вашу папку. Разрешение файла должно быть «.txt». 2. Добавление текстового файла в ArcView в качестве новой точечной темы. 2.1. Запустите AV и откройте проект qstart_r.apr. 2.2. Сделайте окно Проекта активным. 2.3. В окне проекта щелкните на значке Виды. Дважды щелкните на Виде под названием «Российская Федерация», чтобы открыть его. Сейчас можно свернуть окно с этим видом. 2.4. Теперь добавим созданный нами текстовый файл с координатами точек в качестве новой темы. В окне проекта щелкните на значке Таблицы, а затем – на кнопке Добавить. 2.5. Из раскрывающегося списка Тип файла выберите «с разделителями .txt». Из открывшегося списка каталогов выберите свою папку, куда сохраняли текстовый файл «Лаб 6.txt». Он появится в левой части окна. Дважды щелкните по нему. 2.6. Автоматически откроется созданная таблица атрибутов ArcView с координатами наших точек. Закройте её. 2.7. Разверните на экран окно с видом «Российская Федерация». Из меню Вид выберите «Добавить тему событий». Откроется окно. В строке Таблица выберите из раскрывающегося списка «Лаб 6.txt» и нажмите OK.

28


2.8. Появилась новая точечная тема в таблице содержания Вида. Сделайте её активной и включите её. 3. Изменение масштаба отображения темы. 3.1. Откройте таблицу темы. Из меню Редактировать щелкните на Выбрать все. Закройте таблицу. 3.2. В панели инструментов щелкните на кнопке Экстент выбранного объекта, масштаб изображения станет больше. 3.3. Снова зайдите в таблицу темы. Из меню Редактировать щелкните на Отменить выбор (подсвечивание желтым нам больше не нужно). Закройте таблицу темы. Изменение свойств вида и проекции В свойствах Вида в качестве единиц карты и длины выберите метры. В свойствах проекции среди подгруппы «Определяется пользователем» укажите проекцию Равнопромежуточная коническая на эллипсоиде Красовского. Измените главный меридиан на 48, прочие параметры без изменений. 4. Автоподпись точек Увеличим масштаб до 1:800. В меню тема щелкните на Автоподпись. Откроется окно, в котором поле подписи должно быть «name». Нажмите OK. Все точки, ограничивающие карстовую воронку, автоматически подпишутся. 5. Оцифровка карстовой воронки Медведского бора по имеющимся точкам её вершин. Начнём оцифровку с точки К1. Найдём её. Откроем таблицу темы, выделим первую строку. Теперь закроем таблицу. Нажмем на кнопку Экстент выбранного объекта . Точка К1 подсвечена жёлтым. 5.1. Карстовая воронка – это площадной объект. В меню Вид щелкните «Новая тема» и в открывшемся окне выберите тип объекта «полигон». Нажмите OK. В открывшемся окне выберите диск D, вашу папку, наберите Имя файла «Карстовая воронка 1» и нажмите OK. 5.2. Чтобы увеличить точность оцифровки выберите Тема – свойства – редактирование – общее замыкание. Значение допуска установите равным 1 м – ОК. В строке инструментов выберите инструмент Полигон неправильной формы. Начните соединять все точки карстовой воронки, начиная с К1. 5.3. Двойной клик завершает редактирование объекта (замыкает полигон). 5.4. Во время оцифровки окно подвинуть невозможно, поэтому, если оцифровать весь объект целиком при заданном масштабе не получается, оцифруйте только его часть (которая видна). Другую часть воронки оцифруйте с перекрытием первой. Выберите обе части – Редактировать – Объединить объекты. 5.5. После завершения построения полигона карстовой воронки, измените его заливку. В таблице содержания вида дважды щелкните на теме «Карстовая воронка 1». Откроется окно Редактора легенды. Дважды щелкните на поле Символ. Выберите заливку с 29


кружочками и нажмите Применить. Закройте редактор легенды и палитру штриховок. Заливка нашей карстовой воронки соответствующим образом изменилась. 6. Определение периметра и площади карстовой воронки. 6.1. Сейчас мы можем легко узнать реальные периметр и площадь полигонального объекта (карстовой воронки). Сделайте тему «Карстовая воронка 1» редактируемой (выберите её в таблице содержания вида) 6.2. Выберите на карте полигон карстовой воронки инструментом Указатель. В статусной строке внизу экрана ArcView отображается периметр и площадь полигона. 7. Сохраните проект в Вашей папке и покажите результат работы преподавателю. Тема 3.3. Операции соединения таблиц в ГИС Лабораторная работа №6. Операции соединения таблиц в ГИС Задание для самостоятельной работы Как часть выполнения плана по увеличению числа продаж Вашей компанией на европейской части России, Вы хотите выделить города с численностью населения более 100 тыс. жителей, где компания могла бы разместить новый выставочный зал. Вы хотите, чтобы новый выставочный центр был размещён на расстоянии однодневной поездки грузовика (400 км) от вашего регионального центра распределения в Москве (чтобы заказчики могли получать свои товары на следующий день). Вы также хотите разместить новый выставочный зал в том месте, где Ваши продажи были низкими в прошлом году, для того, чтобы попытаться их увеличить. Выведите на экран Вид «Российская Федерация» 1. Запустите AV и откройте проект с упражнениями: из меню файл выберите опцию Открыть проект. 2. В диалоговом окне установите курсор на имени каталога «avtutor». Дважды щелкните на каталоге «avtutor», а затем дважды щелкните на каталоге «arcview», который содержится в нём. 3. Выберите файл проекта под названием «qstart_r.apr» из списка на левой стороне диалогового окна и нажмите OK. 4. В окне Проекта щелкните на значке Виды. Дважды щелкните на Виде «Российская Федерация», чтобы открыть его. На экране отобразится карта РФ.

Рис. 1. Вид «Российская Федерация» Добавьте ваши цифровые данные по продажам в проект 5. Сделайте активным окно Проекта: в меню Окно щелкните на qstart_r.apr.

30


6. В окне Проекта щелкните на значке Таблицы и затем на кнопке Добавить.

Рис. 2. Окно Проекта qstart_r Рис. 3. Окно «Добавить таблицу» 7. В диалоговом окне, которое появиться на экране, перейдите в каталог qstart_r и дважды щелкните кнопкой мыши. Из списка в левой части диалогового окна выберите dBASE файл под названием «sales.dbf» и нажмите OK. Ваши цифровые данные по продажам появятся в Проекте в виде таблицы. Добавьте Ваши цифровые данные в тему «Административное деление» 8. Сделайте активным Вид «Российская Федерация». 9. В Таблице содержания Вида щелкните на названии темы «Административное деление» (не на флажке-переключателе), чтобы сделать её активной. 10. Щелкните на кнопке Открыть таблицу темы . На экране появится таблица атрибутов темы. В таблице атрибутов темы содержится информация об объектах темы, по одной записи для каждого объекта. Как Вы можете видеть, в строке инструментов в AV в таблице атрибутов «Административное деление» содержится 284 записи (по одной для каждого субъекта Федерации на материке и отдельно на островах).

Рис. 4. Таблица атрибутов темы «Административное деление» 11. Выберите таблицу sales.dbf из меню Окно, чтобы сделать её активной. Обратите внимание, что в обеих таблицах имеется поле, содержащее название субъектов Федерации (поле Name в таблице в таблице атрибутов и поле Oblast в таблице продаж). Используя это общее поле, Вы соедините данные таблицы sales.dbf с атрибутивной таблицей темы «Административное деление». 12. Выберите поле «Oblast» в таблице Sales, щелкнув на названии поля. 13. Щелкните на имени поля «Name» в таблице «Атрибуты Административное деление». 14. Щелкните на кнопке Соединить . Данные таблицы sales.dbf присоединяются к атрибутивной таблице «Атрибуты Административное деление» (таблица, которая стала активной, когда Вы щелкнули на кнопке Соединить, содержит данные из другой таблицы, объединенной с первой). Посмотрите поля объединенной таблицы «Атрибуты Административное деление». AV закрывает sales.dbf автоматически. Закройте атрибутивную таблицу. Теперь Вы можете отобразить условными знаками тему «Административное деление» по величине продаж 15. Сделайте активным Вид «Российская Федерация».

31


16. В Таблице содержания Вида дважды щелкните на названии темы «Административное деление», чтобы открыть окно Редактор легенды. 17. Выберите опцию Цветовая шкала из ниспадающего списка Тип легенды. 18. Выберите «Total_sale» из ниспадающего списка Поле классификации. Субъекты РФ будут разделены на 5 классов по величине продаж за последний год. 19. Выберите «Зеленые и оранжевые тона» из ниспадающего списка Цветовые линейки. 20. Щелкните на кнопке Реверс символов , чтобы изменить порядок цветов в легенде. Таким образом, оранжевые цвета обозначают самые низкие значения продаж, а зелёные – наиболее высокие. 21. Щелкните на кнопке Применить. Тема перерисуется с новой легендой. Закройте Редактор легенды. Добавьте города на карту 22. Щелкните на кнопке Добавить тему . 23. В диалоговом окне, которое появится на экране, перейдите в каталог «qstart_r». Из списка слева в диалоговом окне выберите шейп-файл AV под названием «rfcities.shp». 24. Шейп-файл содержит пространственные объекты, которые могут отображаться как тема в Виде. 25. Щелкните OK. Новая тема появится вверху Таблицы содержания. AV произвольно выбирает цвет для этой темы (самостоятельно разберитесь, как поменять цвет для темы, используя Редактор легенды, поменяйте цвет на тот, который Вы хотите). 26. Щелкните на флажке-переключателе рядом с темой rfcities.shp, чтобы включить её. На Вашей карте отобразится более 2000 городов России с населением более 10000 жителей.

Рис. 5. Редактор легенды Вы хотите разместить новый выставочный зал в городе с населением не менее 100000 жителей, поэтому Вам необходимо выделить в теме города с тем, чтобы отобразить только города с указанным количеством жителей. Выберите города в теме, чтобы отобразить только крупные

Рис. 6. Окно «Свойства темы»

32


27. Щелкните на кнопке Свойства темы задавать различные свойства темы.

. В появившемся диалоговом окне можно

28. В диалоговом окне Свойства темы щелкните на кнопке Конструктор запросов .В диалоговом окне, которое появится на экране, постройте выражение запроса, чтобы определить, какие объекты из шейп-файла rfcities.shp будут представлены в теме. 29. В списке Поля конструктора запросов показаны все поля атрибутивной таблицы данной темы. В этом списке дважды щелкните на поле Pop.95 (численность населения на 1995 год). Поле добавится в выражение запроса. 30. Щелкните на кнопке Больше или равно , чтобы ввести оператор >= в выражение запроса. 31. Наберите на клавиатуре число 100. Оно появится в выражении запроса между оператором и закрывающей скобкой (см. рис. 7). Нажмите OK. 32. Смените название темы, набрав новое название «Крупные города» в поле Имя темы в верхней части диалогового окна Свойства темы. Нажмите OK.

Рис. 7. Окно «Конструктор запросов» Теперь городов на Вашей карте отображается значительно меньше соответственно запросу. Теперь нужно определить, какие из данных городов ближе всего расположены к г. Москва и могут рассматриваться в качестве возможных вариантов размещения нового выставочного зала. Найдите г. Москва 33. Щелкните на кнопке Найти

.

Рис. 8. Окно поиска 34. В появившемся диалоговом окне наберите «Москва». Нажмите ОК. Точечный символ, отображающий Москву высветится жёлтым. Найдите, какие города находятся на расстоянии 400 км от г. Москва

Рис. 9. Окно «Выбрать темой» 35. В меню Тема выберите опцию Выборка темой. 33


36. В диалоговом окне, появившемся на экране, выберите опцию «отстоят от» из первого ниспадающего списка и в поле, которое появится внизу окна, наберите 400. 37. Щелкните на кнопке Новая выборка. AV найдет все города, находящиеся на расстоянии 400 км от Москвы, и высветит их жёлтым. Увеличьте масштаб до экстента (простирания) выбранных городов 38. Щелкните на кнопке Экстент выбранного объекта . AV автоматически увеличивает масштаб до простирания выбранных объектов в Вашей теме. Подпишите выбранные города 39. В отличие от подписывания объектов вручную, как в предыдущем упражнении, здесь Вы подпишете выбранные города автоматически. Из меню Тема выберите Автоподпись.

Рис. 10. Окно «Автоматический ввод подписей» 40. В диалоговом окне, которое появится на экране, убедитесь, что в Поле подписи установлено поле Name_rwin (название), т.е. то поле в атрибутивной таблице темы, откуда AV берет текст для подписей. Нажмите OK. На карте видно, что несколько городов расположены на расстоянии однодневной поездки от г. Москва. Эти города высвечены жёлтым на Вашей карте. Из них 3 города могут рассматриваться с точки зрения возможности размещения нового выставочного центра: Арзамас, Дзержинск и Нижний Новгород. В дополнении к тому, что эти города расположены на нужном расстоянии от Москвы, эти 3 города расположены в тех субъектах РФ, где Ваши продажи за последний год были низкими. Раздел 4. Основные виды операций над координатными данными в ГИС Тема 4.1. Системы координат и проекции, используемые в России Лабораторная работа №7. Создание новых карт До сих пор мы работали с готовыми картами, сейчас же попробуем сделать новый проект – создадим карту Московской области. Для этого выполним следующие действия: 1. Откройте AV. 2. Добавим в окно проекта Новый вид (щелкнув по кнопке Новый). Появится Окно вида – View 1, пока пустое:

34


3. Добавим тему, используя кнопку с панели инструментов. В появившемся окне выбираем esri/esridata: в правом окне – подкаталог Russia, в левом окне – файл euasdd.shp. Нажимаем OK. Название темы появится в таблице содержания. Чтобы тема отображалась в окне вида, сделаем её активной – поставим флажок слева от названия темы:

4. Измените цветовое оформление отображенной темы. Для этого вызовите Редактор легенды (двойной щелчок на названии темы). В появившемся окне Редактор легенды выполните двойной щелчок по кнопке символ. Используя кнопку , выберите цвет переднего плана, лучше светлых оттенков. 5. Обратите внимание на масштаб изображения (на панели инструментов). 6. Посмотрите свойства вида. Для этого выполните: Меню Вид/Свойства. Появится диалоговое окно Свойства вида:

Укажите свою фамилию в поле Разработчик, заполните поле Имя (название проекта), измените единицу длины на километры, щелкните OK/ 7. Добавьте следующие темы: grid.shp и moregion.shp (Московский регион). Окно вида после активизации темы moregion.shp (обведена кружком) станет примерно таким:

35


На карте появилась Московская обл.

8. Увеличьте экстент активной темы (moregion.shp) до размеров окна с помощью инструмента Лупа:

9. Добавьте ещё одну тему – mocities.shp (московские города) и разверните окно программы и окно проекта на весь экран. Должно получиться примерно так:

10. Подпишите названия городов, используя функцию Автоподписи: меню Тема/Автоподпись; согласитесь с предложенными по умолчанию опциями, OK. Названия городов появятся на карте. 11. Отредактируйте размер шрифта и измените его цвет так, чтобы он контрастировал с фоном. Для этого сначала выделим все названия (меню Редактировать/ Выбрать всю графику). Затем вызовем Палитру шрифтов (меню Окно/ Показать Окно символов). Чтобы редактировать шрифт, нажмите на кнопку

, палитра примет следующий вид:

36


 В этой же палитре можно изменять цвет шрифта, вызвав её кнопкой . При этом сначала в окне Цвет нужно отметить объект, для которого выбирается цвет, а потом уже – нужный цвет.  Название столицы подпишите более крупным шрифтом и отличным от названия других городов цветом (удалите сначала название Москва, а потом воспользуйтесь кнопкой Подписать с панели инструментов и отредактируйте).  Закройте палитру для применения выбранных изменений. После окончательного редактирования, окно должно принять примерно следующий вид:

12. Измерьте расстояние от Москвы до некоторых городов. Для этого:  Выберите инструмент (Измерить) с панели инструментов.  Щелкните в начальной точке измерения (г. Москва) и протяните курсор до конечной точки измерения (другой город). В конечной точке выполните двойной щелчок. Результат появится в строке состояния, внизу окна.  При измерении расстояния в виде ломаной линии в строке состояния будет появляться сначала длина отдельного сегмента, а справа от него – суммированный результат измерения. 13. Покажите результат вашей работы преподавателю и сохраните в своей папке под именем Moregion (C:\Documents and Settings\User_Comp(№)\Документы).

37


Тема 4.2. Работа с видом. Масштаб в ГИС Лабораторная работа №8. Повторение. Работа с масштабом. Задание для самостоятельной работы 1. Откройте файл проекта qstart.apr 2. В окне проекта выберите вид United States. 3. В данном виде включены все темы, кроме Highways. 4. Удалите тему Highways. 5. Добавьте ещё одну тему Wriver.shp 6. Включите тему. 7. Вызовите окно редактора легенды, смените цвет символа, обозначающего реки, на синий. 8. Нажмите Применить и закройте редактор легенды. 9. Активизируйте добавленную тему. 10. В окне свойств темы переименуйте тему, назвав её Rivers. 11. Активизируйте тему US States. 12. Подпишите все штаты с помощью команды Тема/Автоподпись. 13. Если подписи получились слишком громоздкими и накладываются друг на друга, уменьшите их. Для этого: А) выделите сразу все подписи, растянув около них прямоугольник с помощью инструмента. Б) Подведите указатель мыши к какому-либо маркеру выделения, чтобы он (указатель) принял вид двунаправленной стрелки, и измените размер в нужную сторону. В) Снимите выделение, щёлкнув вне области выделения. Идентификация объектов на карте Чтобы получить информацию о каком-либо объекте на карте, используйте инструмент Идентифицировать. Когда Вы щёлкаете на объекте этим инструментом, AV отображает атрибуты этого объекта в диалоговом окне. Чтобы идентифицировать объект на карте 1. В таблице содержания Вида щёлкните на названии темы, объекты которой Вы хотите идентифицировать. Тема станет активной. Когда тема является активной, она выдвигается на передний план в таблице содержания. 2. Выберите инструмент Идентифицировать. 3. Щёлкните на объекте, который Вы хотите идентифицировать. Выбранный объект высвечивается в Виде, и его атрибуты отображаются в диалоговом окне Информации об объекте. Если Вы хотите идентифицировать объект, но не уверены, к какой теме он принадлежит, сделайте активными все вероятные темы до использования инструмента Идентифицировать. Чтобы сделать активными несколько тем, нажмите, не отпуская, SHIFT и щёлкните поочерёдно на их названия в таблице содержания Вида. 14. Идентифицируйте реку, протекающую через штаты Колорадо, Юта, Невада, Аризона. 15. С помощью инструмента Подписать подпишите эту реку. Изменение порядка вывода тем на Вашей карте Порядок отображения тем в Виде зависит от их перечня в Таблице содержания. Тема, расположенная вверху Таблицы содержания, прорисовывается поверх тем, расположенных ниже, и так по всему перечню. Темы, обычно относящиеся к переднему плану вида, такие как темы, отображающие линейные и точечные объекты, должны 38


располагаться вверху Таблицы содержания. Полигональные темы – соответственно, внизу. Изменение порядка отображения тем Переместите тему вверх или вниз в Таблице содержания, перетащив её мышью. При перемещении темы в новое положение Вид автоматически перерисовывается. 16. Добавьте тему Uscities.shp и включите её. 17. Сделайте так, чтобы реки прорисовывались поверх городов. Установка масштаба Вашего Вида Если Вы хотите отобразить Вид в определённом масштабе, Вы можете задать этот масштаб. Для этого: 1) Щёлкните внутри поля Масштаб в строке инструментов AV; 2) Наберите на клавиатуре нужный Вам масштаб. Например, если Вы хотите, чтобы Вид выводился на экран в масштабе 1:50000, наберите на клавиатуре 50000; 3) Нажмите Enter. Вид перерисуется относительно центра Вида в заданном масштабе. Замечание: Если поле масштаба в Вашем Виде погашено, прежде всего следует задать единицы координат данных Вашего Вида. Для этого выберите опцию Свойства из меню Вид. В диалоговом окне, которое появится на экране выберите соответствующие единицы нз ниспадающего списка Картографические единицы. 18. Экспериментальным путём выясните масштаб, необходимый для того, чтобы в развёрнутом окне вида United States отобразился весь материк Северная Америка. Определение масштаба отображения темы на карте Параметры изображения определяют диапазон масштабов, в которых AV отображает темы в Виде. Как только масштаб изображения окажется за пределами этого диапазона, тема автоматически не будет отображаться. Чтобы установить параметры отображения темы сделайте следующее: 1) Щёлкните на названии темы в Таблице содержания, чтобы сделать её активной; 2) Щёлкните на кнопке Свойства темы; 3) В диалоговом окне, которое появится на экране, щёлкните Изображение. На экране появится панель Изображения; 4) Введите значения Минимального и Максимального масштабов для Вашей темы, заполнив одно или оба поля. Вот несколько примеров:  Если Вы хотите, чтобы тема рисовалась в масштабе изображения Вида меньше 1:50000, наберите 50000 в поле Минимального масштаба. Таким образом, если масштаб будет 1:100000, тема будет прорисована, а если 1:30000 – тема не будет прорисована.  Если Вы хотите, чтобы тема рисовалась в масштабе изображения Вида больше 1:50000, наберите 50000 в поле Максимального масштаба. Таким образом, если масштаб будет 1:100000, тема не будет прорисована, а если 1:30000 – тема будет прорисована.  Если Вы хотите, чтобы тема рисовалась в масштабе изображения Вида между 1:25000 и 1:50000, наберите 25000 в поле Минимального масштаба и 50000 в поле Максимального масштаба. 19. Сделайте так, чтобы при масштабе 1:50000000 тема Города (Uscities) уже не прорисовывалась. Включение или отключение всех тем сразу

39


Вы контролируйте, какие темы отображаются переключателем рядом с названием Темы в Таблице содержания Вида. Когда Вы включаете тему, она немедленно отображается в Виде. Включение всех тем сразу Удерживая клавишу CTRL, включите любую тему. Отключение всех тем сразу Из меню Вид выберите опцию Выключить темы. Вы также можете, удерживая клавишу CTRL, отключить любую тему, или просто нажмите ESC. Этими же способами Вы можете остановить прорисовку карты в AV, особенно, если база данных обширна. Раздел 5. Векторизация. Создание ГИС-проекта Тема 5.1. Виды векторизации. Ручная векторизация растра в ArcView. Привязка растра к проекту Лабораторная работа №9. Привязка растра к проекту ArcView Задание для самостоятельной работы До сих пор мы работали с готовыми картами, сейчас же попробуем сделать новый проект – карту четвертичных отложений Кировской области. Для этого выполним следующие этапы. 1. Геопривязка растровых изображений Для того, чтобы установить систему отношений между внутренними пиксельными координатами растрового изображения и реальными географическими или прямоугольными координатами в AV используется специальный файл называемый файлом привязки. Одним из вариантов его создания является ручной способ. 1.1. Скопируйте в личную папку растровое изображение – отсканированную карту четвертичных отложений Кировской области масштаба 1 : 2 500 000 (файл KirOblGeoQ.jpg) 1.2. Создание файла привязки Для полного описания отношений пиксельных координат к географическим достаточно 6 параметров: 1) размер пиксела на местности, по оси X, в метрах; 2) параметры поворота (обычно равны нулю); 3) параметры поворота (обычно равны нулю); 4) размер пикселя на местности, по оси Y (с минусом!), в метрах; 5) реальная x - координата верхнего левого угла изображения, в метрах; 6) реальная y - координата верхнего левого угла изображения, в метрах; Отрицательное значение размера пиксела по оси Y объясняется разницей между началом координат изображения и географической системы координат. В изображении начало находится в левом верхнем углу, в географической системе координат - в левом нижнем. Создать файл привязки из 6 строк можно в текстовом редакторе «Блокнот»

40


Введите параметры аналогично изображённым на рисунке. Для изображения карты четвертичных отложений Кировской области 1 пиксель соответствует примерно 140 м на местности. Координаты верхнего левого угла изображения находятся за пределами Кировской области и имеют координаты -100939 -41349.1 1.3. Сохранение файла привязки Имя файла привязки должно быть равно имени растрового файла, для которого создается файл привязки. Расширение составляется из трех букв: первая соответствует первой букве расширения соответствующего растрового файла, вторая - третьей букве расширения, третья - буква w (world). Например: файлу KirOblGeoQ.jpg будет соответствовать файл привязки KirOblGeoQ.jgw Сохраните результат под именем KirOblGeoQ.jgw Получившемуся файлу будет автоматически присвоено расширение .txt, которое необходимо сократить. Важно: файл привязки и файл растра должны находиться в одной папке. 2. Подключение растровых данных в AV. 2.1. Откройте AV 2.2. В меню Файл  Модули подключите скрипт JPEG (JFIF) Image Support Данный модуль позволяет использовать в качестве тем изображения в формате .jpeg 2.3. В новом виде откройте темы, содержащие линии рек и полигоны областей России. По умолчанию это файлы rfobldd.shp и rfrivers.shp, находящиеся по адресу C:\ESRI\ESRIDATA\RUSSIA\ 2.4. В свойствах Вида в качестве единиц карты и длины выберите метры. В свойствах проекции среди подгруппы «Определяется пользователем» укажите проекцию Равнопромежуточная коническая на эллипсоиде Красовского. Измените главный меридиан на 48, прочие параметры без изменений.

41


2.5. Добавьте тему KirOblGeoQ.jpg, выбрав её среди растровых данных в своей личной папке. 2.6. Убедитесь, что растр карты достаточно точно совпадает с векторными данными. Тема 5.2. Векторизация точечных и линейных тем Лабораторная работа №10. Оцифровка пуансонов населённых пунктов и линий рек Задание для самостоятельной работы В AV возможна ручная векторизация растрового изображения. В первую очередь обычно оцифровываются общегеографические объекты: пуансоны населённых пунктов, линии рек и полигоны административных границ. 1. Для удобства векторизации растра отключите все посторонние темы. 2. Для каждого типа данных в меню Вид Новая тема существует свой тип объекта: точка (населённые пункты), линия (реки), полигон (четвертичные отложения). 3. В точечной теме создадим пуансоны городов Кировской области.

42


4. Внимание: Для точной оцифровки линейных и полигональных объектов необходимо включить общее замыкание Если вы хотите, чтобы ваши объекты автоматически замыкались на другие объекты в пределах определенного допуска (например, главная река и её приток), установите общую среду замыкания в ArcView. Общее замыкание – это замыкание объекта на объект, которое применяется, как только вы добавите новый объект. Чтобы установить среду общего замыкания, вводя значение допуска: 1. В свойствах вида выберите единицы длины – метры. 2.В Таблице содержания Вида щелкните на имени темы, которую вы редактируете, чтобы сделать ее активной. 3.Щелкните на кнопке Свойства темы. 4.В появившемся диалоговом окне выберите значок Редактирование, чтобы отобразить параметры редактирования. На панели Замыкание щелкните на флажке-переключателе Общее, чтобы включить его. Введите значение допуска (1000 м) в появившемся поле допуска. Нажмите OK. 5. Оцифровка линий рек. Выберите инструмент рисования линий (для темы «реки»). Начинайте обводить реку от её истока к устью, начинайте с главных рек бассейна (Вятка, затем её притоки, Кама, затем её притоки и др.). В узлах, чтобы точнее повторять конфигурацию объекта, чаще щелкайте мышью. Реки которые не помещаются в экран при цифровании в большом масштабе (например, Вятка), цифруются частями. Затем части необходимо объединить. Внимание: каждая река – отдельный объект, реки с их притоками объединять нельзя. Тема 5.3. Векторизация полигональных тем Лабораторная работа №11. Оцифровка полигонов четвертичных отложений Кировской области Задание для самостоятельной работы В полигональной теме нажмите и удерживайте левую кнопку мыши на инструменте полигон: Выберите инструмент рисования неправильных полигонов. В узлах чтобы точнее повторять контур объекта, щелкайте мышью. Начинайте векторизацию полигонов по порядку, начиная с северо-западных районов. Каждый последующий полигон должен присоединяться к предыдущему. Если требуется присоединить соседний полигон, и эти полигоны имеют общую границу, выберите инструмент присоединения. Каждый следующий полигон будет примыкать к предыдущему и дважды границу проводить не надо. Для удобства можно временно сделать все полигоны бесцветными в редакторе легенды. Если требуется создать меньший полигон внутри большего, то необходимо выбрать оба полигона – меню редактировать – вычесть объекты. К полигонам также применима операция объединения. Тема 5.4. Создание базы данных и тематической легенды в ГИС-проекте ArcView Лабораторная работа №12. Создание базы данных и тематической легенды в ГИСпроекте ArcView Задание для самостоятельной работы

43


Любая ГИС включает не только карту, но и базу данных к ней. Эта база данных может быть использована для поиска нужного объекта на карте, для построения новых тематических карт, для подписывания объектов на карте. 1. Чтобы подписать объекты на карте, нужно начать редактирование темы Тема – Начать редактирование. Далее жмем кнопку Открыть таблицу темы – Редактировать – Добавить поле. В появившемся окне в поле Имя введите «Название». В поле Тип выберите из ниспадающего списка «Символьное». Жмем OK. Теперь можно вводить Названия объектов (рек, городов, индексы четверичных отложений и др.) с помощью инструмента Редактирование . При завершении редактирования темы Тема – Прекратить редактирование, эти объекты можно подписать при помощи инструмента Автоподпись. 2. Создание легенды карты четвертичных отложений Откройте редактор легенды темы. В поле Тип легенды выберите Уникальное значение (см. рис.). В Поле значений – Отложения.

В поле «Символ» таблицы легенды подберите цвета заливки, близкие к исходной карте. Тема 5.5. Векторизация космоснимка Google в ГИС ArcView Лабораторная работа №13. Векторизация космоснимка Google в ГИС ArcView Задание для самостоятельной работы 1. Откроем AV с новым видом. Добавим новую тему, в качестве которой используем наш растровый файл с планшетом (нужно, чтобы модуль JPEG был подключен), полученный в ходе Лабораторной работы №3. Создадим новую полигональную тему (Вид – Новая тема) «О-39-52-А-…» и сохраним в вашу личную папку. 2. Отредактируем свойства вида и темы. Вид – Свойства – Единицы карты: десятичные градусы – единицы длины: метры. Проекция: Стандартные, категория: проекция карт мира, тип: географическая. В свойствах вида установим значение замыкания 10 м. 3. Оцифруем полигоны по порядку с использованием инструментов полигон неправильной формы и присоединение полигонов (используя руководство к лабораторной работе №7). В качестве полигонов будем рассматривать все 1) здания, 2) дороги с твёрдым покрытием, 3) участки с естественным грунтовым покрытием (в т.ч. газоны), 4) древесные насаждения, 5) естественные леса, 6) естественные луга, 7) водные объекты, отдельно выделим 8) промышленные зоны. 44


После оцифровки всех полигонов добавим в таблицу темы новое символьное поле «гор_объекты», в котором пропишем все типы выделенных нами полигонов. Причём здания разделим на 4 категории: 1) одноэтажные здания и гаражи; 2) многоэтажные здания (2–5 этажей); 3) высотные здания (более 5 этажей); 4) деревянные здания. 5. Создадим легенду карты по полю «гор_объекты», используя тип легенды – уникальное значение. При этом все здания раскрасить различными оттенками оранжевого, 2) – черные, 3) – бледно-зелёные, 4) – зелёные, 5) – тёмно-зелёные, 6) – оливковые, 7) – голубые, 8) – серые. 6. Сохранить проект в личную папку и показать результат работы преподавателю. 4.

Тема 5.6. Знакомство с векторизатором EasyTrace Лабораторная работа №14. Знакомство с векторизатором EasyTrace Задание для самостоятельной работы Создадим новый проект EasyTrace на основе отсканированного листа топографической карты Кировской области. 1. Открываем EasyTrace. Файл/Новый проект. Выбираем свой растр.

На данном шаге необходимо определить систему координат, в большинстве ГИС используется первый вариант. Затем масштаб выбираем 1:1, единицы измерения по умолчанию – пиксели, на данном этапе можно оставить так, единицы измерения можно будет указать при привязке. Их можно задать и сразу, зная единицы измерения, используемые в конечной ГИС. Значение DPI должно совпадать с DPI, использованном при сканировании. Программа его определяет автоматически, но не всегда правильно, следует обращать внимание на этот нюанс.

45


Важно помнить что настройки указанные при создании проекта потом нельзя будет изменить. Если что-то было указано неверно, то следует пересоздать проект, пока не начата векторизация, иначе работа будет напрасной. Далее следует сохранить проект. После сохранения переходим к созданию слоёв Проект/Слои проекта. Выбираем в разделе тематические группы векторные слои, открываем, на слое «0» нажимаем правой кнопкой мыши и выбираем создать подгруппу. Далее операцию повторяем но используем Создать группу. Повторяем по количеству групп слоёв указанных в проекте карты. Операцию повторяем по количеству групп слоёв указанных в проекте карты.

В разделе векторные слои щелкаем по правой кнопке мыши и выбираем добавить векторный слой.

Далее задаём отображение слоя: цвет и тип точки/линии, доступно создание пользовательских линий, а так же выбор из библиотек условных знаков. Так же необходимо указать где будут храниться данные слоя. В зависимости от типа объектов точечные, линейные, полигональные нужно создать либо БД точек либо БД линий. Т.е. в первом случае БД точек, а в двух последних – БД линий.

46


Для хранения баз данных желательно создать отдельную папку в папке проекта. Если она не была создана ранее её можно указать задавая путь и Easy Trace предложит создать её. При создании БД автоматически следующим шагом система предлагает указать атрибуты слоя. На данном этапе задаётся имя базы. Если атрибутов нет, то нажимаем ОК, и слой будет иметь только один атрибут ID объекта. Если атрибуты есть, то нажимаем «Вставить» и в появившемся диалоговом окне указываем имя атрибута, тип поля и длину поля.

Для создания слоя содержащего полигоны, необходимо щёлкнуть по третей пиктограмме указанной перед названием слоя, так чтобы квадратик стал заполненным: . Для слоёв с полигональными объектами в отображении задаётся контур и заливка. После создания всех слоёв указанных в проекте, необходимо разнести их по ранее созданным группам.

После создания проекта можно приступать к векторизации. Регистрация растрового изображения заключается в пространственной привязке отсканированного изображения к реальным координатам векторного поля. 47


Для активации процедуры регистрации растрового изображения воспользоваться командой «Добавить растр…» из меню «Проект».

необходимо

В открывшемся окне «Привязка растра – Шаг 1», выбираем отсканированную бумажную карту, выбираем опцию «Коррекция по произвольному набору опорных точек» ее и нажимаем кнопку «Далее».

После этого открывается диалоговое окно «Привязка растра – Шаг 2»

В этом диалоговом окне основная задача – установить масштаб растрового фрагмента. В данном случае установлен масштаб в соответствии с номенклатурой листа – 1:100000 и нажимаем кнопку «Далее». После этого открывается диалоговое окно «Привязка растра – Шаг 3».

В этом диалоговом окне необходимо определить откуда будут получены опорные (привязочные) точки. Выбираем – «Будут введены вручную» и нажимаем кнопку «Далее». После этого открывается диалоговое окно «Привязка растра – Шаг 4»

48


После этого необходимо поставить точку в растровом поле, в окне «Привязка растра – Шаг 4» вписать реальные координаты по X и Y. Тем самым получаем «опорную точку» с реальными координатами. Таких опорных точек для регистрации растрового изображения необходимо иметь не менее 4, при этом необходимо стремиться к тому, чтобы опорные точки располагались максимально далеко друг от друга. После того, как выставлены и привязаны 4 реперные точки, в графе «Ошибка» можно увидеть точность пространственной привязки растрового изображения. Эта ошибка не должна быть больше чем величина, равная 0,5 мм в масштабе карты. Далее необходимо трансформировать растровое изображение с помощью кнопки «Correct» и сохранить трансформированное растровое изображение. Теперь, когда создан проект и произведена привязка растрового изображения, можно переходить к векторизации. Тема 5.7. Приёмы автоматической и полуавтоматической векторизации растра в EasyTrace Лабораторная работа №15. Приёмы автоматической и полуавтоматической векторизации растра в EasyTrace Задание для самостоятельной работы Easy Trace позволяет векторизвать данные в полуавтоматическом режиме, т.е. часть трассировки проводить полностью автоматически. Для автоматической трассировки необходимо создать набор цветов, составляющих растровое изображение объектов слоя:

В

итоге

маска

должна

максимально

покрывать

объекты

выбранного

слоя:

Для слоёв представленных близкими цветами (слои одной группы, например «Гидрография»: озёра, болота, реки, ручьи и т.д.) создаётся один общий набор цветов. 49


Маска имеет конечное число цветов, и для этого этапа оказывается важным при начальной обработке растра уменьшить его цветность, иначе можно попасть в ситуацию, где не полностью объекты слоя не могут быть покрыты маской, и автоматическая трассировка в таком случае затруднительна.

После создания набора цветов, необходимо определить стратегию трассировки Сервис/Параметры трассировки.

Вкладка «Параметры» Трассировать новую полилинию:  Автоматически: по умолчанию устанавливается автоматический режим трассировки.  Вручную: по умолчанию устанавливается ручной режим трассировки.  Как предыдущую: по умолчанию устанавливается последний использованный режим трассировки (ручной или автоматический) в следующих случаях: o сразу после выбора одного из трассировщиков полилиний; o после выбора другого набора параметров (стратегии); o после завершения линии. При первом вызове устанавливается автоматический режим. Паузы трассировщика  При достижении рамки скроллинга: установите значение паузы (в десятых долях секунды) перед скроллингом при достижении границы экрана в режиме автоматической трассировки.  При достижении границы проекта: установите значение паузы (в десятых долях секунды) перед завершением прослеживания линии в текущем направлении при достижении границы растрово-векторного поля проекта.  При выборе направления на развилке: установите значение паузы (в десятых долях секунды) перед автоматическим продолжением трассировки после развилки. Автоскроллинг рабочего окна 50


На … при достижении трассировщиком его границы задаётся значение перемещения экрана при автоскроллинге. При приближении к его границе в ручном режиме необходимо включить опцию для работы автоскроллинга в ручном режиме. Восстанавливать положение экрана после завершения полилинии если включена эта опция, то по завершении линии экран восстанавливается в исходное положение.

Вкладка «Стратегия» Текущая стратегия содержит список стратегий трассировки. Стратеги я выбирается в зависимости от используемого инструмента. Добавить стратегию позволяет сохранить созданный набор стратегий. Удалить стратегию позволяет удалить текущую стратегию. Стратегия на основе инструмента содержит список инструментов трассировки, для которых настраивается набор параметров трассировки. Под списком появляется пиктограмма выбранного инструмента векторизации. Трассировать позволяет выбрать режим прокладки трассы: По центру или ^ По контуру Скорость позволяет каждому оператору подобрать для себя оптимальную скорость автоматического прослеживания линий. Параметры... при нажатии на кнопку открывается окно, в котором можно задать параметры текущей стратегии трассировки.

Управление трассировкой Допустимый разрыв трассы – размер возможных разрывов в линии, связанных с плохим качеством растра, либо с размером пропуска в пунктире. Угол поиска продолжения – параметр задаёт (в градусах) полное раскрытие конуса поиска. Максимальное значение — 90 градусов. Допустимая каверна в трассе – размер игнорируемых локальных пустот (дыр) внутри линии. 51


Игнорировать отрезки до определяет минимальную длину отрезков, которые при разветвлении линии рассматриваются как возможные продолжения. Глубина поиска продолжения определяет длину сегментов во время поиска продолжения на развилке. Допустимый диаметр точки – минимально допустимый размер точки, которая должна рассматриваться как элемент точечной линии. Сглаживание линии Тип фильтра определяет предварительное сглаживание собранных точек трассы перед укладкой по ним полилинии. Линейный фильтр используется для достаточно плавных линий, квадратичный — для сильно извилистых. Длина фильтра – количество соседних точек, влияющих на значение координат текущей точки при сглаживании. Для очень изломанных изолиний не устанавливайте длину фильтра больше 3-4 при точности аппроксимации 0,5-0,6 или даже вообще выключите сглаживание. Для плавных линий, например, дорог или рек, длину фильтра разумно увеличить до 4-5 (и, возможно, уменьшить точность аппроксимации). Форма линии Аппроксимировать линию с точностью определяет максимально допустимое расстояние (в пикселах) от отрезка аппроксимирующей ломаной до точек трассы. Аппроксимировать линию отрезками длиной при включении данной опции узлы в полилинии расставляются через одинаковое расстояние (интервал), начиная с первого узла. Последний узел добавляется автоматически, не зависимо от расстояния до предыдущей точки. Точность аппроксимации максимально допустимое расстояние (в пикселах) от отрезка аппроксимирующей ломаной до точек трассы. Включить сглаживание линии Добавлять в каждый интервал по указывает сколько точек (вершин) должно быть вставлено в каждый интервал точечной линии. Аппроксимировать форму с точностью определяет максимально допустимое расстояние (в пикселях) от отрезка аппроксимирующей ломаной до точек трассы. Стандартные – задает стандартные параметры трассировки.

Вкладка «Визуализация» Здесь задаётся ширина и цвет генерируемой полилинии, диаметр и цвет маркера автоматической трассировки, а также параметры активного и других возможных продолжений линии при выборе направления на развилке. После того как создан набор цветов и задана стратегия трассировки, нужно указать слой, с которым предполагается работать и указать толщину линий, которыми будут представлены объекты после трассировки. После можно переходить к векторизации. 52


При создании векторных карт особенно важно соблюдать топологию объектов представленных на карте. Топология определяет пространственные связи между объектами. Следует помнить, что понятие топология для линейных объектов и площадей отличается. Топология линейных объектов Для определения топологических отношений между линейными объектами нужно определить:  Взаимоотношения линий;  Направления линий;  Длины линий. В качестве примера рассмотрим рисунок:

Здесь в качестве примера представлен кусок речной гидросети. Каждый участок гидросети создан отдельно. Но в местах пересечения стоят узлы (черные квадраты). Они не просто стоят близко. Для топологии они должны точно совпадать. Внутри ГИС систем линии хранятся в координатах - либо географических либо декардовых. И точки соединения линий должны совпадать точно. Именно точно. Например, в Corel Draw нет точного совпадения линий. Как бы Вы не старались приблизить одну линию к другой все равно при большом увеличении будет видно, что точки не совпадаютВажно. Целостный линейный объект (например, река) должен быть представлен одной полилинией. Топология полигональных/площадных объектов Для площадных объектов в топологию вкладываются другие понятия:  Определение полигонов  Соседство полигонов Определение полигона. Полигон – это замкнутая область. Замыкание области должно быть абсолютно точно математически. То есть первая и последняя точка должны совпадать абсолютно. Как и при пересечении линий. Соседство полигонов:

53


Рисунок А иллюстрирует расположение примыкающих друг к другу полигонов, принадлежащих разным слоям (рисунок справа – план). На плане они как бы имеют общую границу, однако на самом деле у них должно быть две границы совпадающие в пространстве (примером может служить расположение друг относительно друга отмели и озера). Рисунок Б иллюстрирует расположение полигональных объектов внутри одного слоя. Они содержат общую границу (в качестве примера можно привести взаимное расположение земельных участков). Важно помнить:  Каждый линейный объект должен быть представлен одной полилинией, т.е. не должен состоять из нескольких отрезков.  Работая с объектами гидрографии, такими как реки, важно определить какая из рек является основной, а какие притоками, в итоге они должны быть представлены самостоятельными объектами.  Объекты, примыкающие друг к другу по смыслу (например, озеро из которого вытекает река, река и приток, пересыхающая часть реки и основная, две соединяющиеся дороги, горизонталь и берг-штрихи и т.д.), должны иметь общий узел.  Полигональные объекты должны быть замкнуты. Даже если такой объект «обрезан» рабочей областью, он должен быть замкнут по рамке.  Текст, представленный на бумажном носителе при создании векторной карты указывается в атрибутивной информации и не наносится в виде текстовых объектов. После проведения векторизации, сохраните результат работы в личной папке и покажите преподавателю.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Список тем рефератов Первые глобальные навигационные системы: GPS и ГЛОНАСС. Новая европейская глобальная навигационная система ГАЛИЛЕО. Обзор современных приёмников спутникового позиционирования. Дистанционное зондирование Земли. Задачи, история, перспективы. Дешифрирование космических снимков с использованием ГИС-технологий. Цифровое моделирование рельефа. Сущность, области применения. Буферные зоны. Сущность. Возможности различных ГИС при их построении. Картографические анимации. ПО ГИС MapInfo. Структура, возможности, область использования. ПО ГИС ArcGIS. Структура, возможности, область использования. ПО ГИС Панорама. Структура, возможности, область использования. Рынок геоинформатики в России. Использование ГИС в геологии. Использование ГИС в земельном кадастре. Использование ГИС в лесном хозяйстве. Использование ГИС в экологии.

54


5. ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Основная: 1. Капралов, Е.Г. Основы геоинформатики: В 2 кн. Учеб. пособие для студ. Вузов [Текст] / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарёв, В.С. Тикунов и др. // М.: Издательский центр «Академия», 2004. 2. Вахрамеева Л.А., Бугаевский Л.М., Казакова З.Л. Математическая картография: Учебник для вузов [Текст] / Л.А. Вахрамеева, Л.М. Бугаевский, З.Л. Казакова // М.: Недра, 1986.– 286 с. 3. Закатов П.С. Курс высшей геодезии [Текст] / П.С. Закатов // М.: Недра, 1976. 4. Берлянт, А.М. Картография: учебник для вузов [Текст] / А.М. Берлянт.– М.: Аспект Пресс, 2001.– 336 с. 5. Савиных В.П., Цветков В.Я. Геоинформационный анализ данных дистанционного зондирования. Учеб. пособие, 2001. 6. Ципилева, Т.А. Геоинформационные системы: Учебное пособие [Текст]. – Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2004, 163 с. 7. Лурье, И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС [Текст]. – М., 2002. 8. Картоведение [Текст] /Берлянт А.М. и др.; под ред. А.М. Берлянта. – М.: АспектПресс, 2003. 9. Лурье И.К., Косиков А.Г. Теория и практика цифровой обработки изображений [Текст]. – М.: Научный мир, 2003. 10. ArcView. Руководство пользователя [Текст]. – М.: МГУ, географический факультет, 1998. – 364 с. Дополнительная: 1. Журнал «ГИС-обозрение». 2. Журнал «Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации». 3. Журнал «Геоматика». 4. Журнал «Земля из космоса. Наиболее эффективные решения» 5. Карты цифровые топографические. Система классификации и кодирования цифровой картографической информации. Общие требования. // Государственный стандарт Российской Федерации (ГОСТ Р 51606–2000).– М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. 6. Астахов, С.И. Контроль качества цифровых и электронных карт в Топографической службе ВС РФ [Текст] / С.И.Астахов // Информационный бюллетень ГИС-ассоциации. – 1996. – №5(7). – С. 48-50. 7. Берштейн, Ю.Б. Механизм связывания атрибутивной информации пользовательских подсистем и пространственной информации банка данных в МГИС [Текст] /Ю.Б. Берштейн // Материалы четвертой конференции ГИСАссоциации «Организация, технология и опыт ведения кадастровых работ», 19–22 октября 1999 г. – М.,1999. 8. Геоинформационное картографирование. Метаданные электронных карт. Состав и содержание. // Государственный стандарт Российской Федерации (ГОСТ Р 51353– 99).– М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. 9. Картография цифровая. Термины и определения. // Межгосударственный стандарт ГОСТ 28441–99.– М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. 10. Карты цифровые топографические. Общие требования. // Государственный стандарт Российской Федерации (ГОСТ Р 51605–2000).– М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. 11. Карты цифровые топографические. Система классификации и кодирования цифровой картографической информации. Общие требования. // Государственный стандарт Российской Федерации (ГОСТ Р 51606–2000).– М.: ИПК Издательство стандартов, 2000.

55


12. Карты цифровые топографические. Требования к качеству. // Государственный стандарт Российской Федерации (ГОСТ Р 51608–2000).– М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. 13. Стрельцов, И. Технология ArcSDE – что это? [Текст] / И. Стрельцов // ArcReview. – 2001. – №4(19). – С.11–12. Интернет-ресурсы: 1. Астахов, С.И. Требования к топологичности объектов электронных карт [Электронный ресурс] / С.И. Астахов // Режим доступа: www.gisa.ru/2052.html. 2. Горбачёв, В.Г. Что такое «топологические» отношения в цифровой картографии или для чего топологические отношения нужны в геоинформатике? [Электронный ресурс] / В.Г. Горбачёв // Режим доступа: http://www.integro.ru/metod/topo_relations.htm.

56


6. СИСТЕМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ СТУДЕНТАМИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ГИС-технологии в географии» И ФОРМЫ ТЕКУЩЕГО И ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОНТРОЛЯ 6.1. Шкала баллов по учебной дисциплине В соответствии с Положением о балльно-рейтинговой системе оценки успеваемости студентов ВятГГУ по учебной дисциплине предусмотрены следующие виды контроля успеваемости студентов: – текущая аттестация; – межсессионная аттестация; – промежуточная аттестация (зачет / экзамен). Шкала баллов по учебной дисциплине Показатели Норма баллов (от __ до___)

№ п/п

2

Виды текущей аттестации Посещение аудиторных занятий (лекции, лабораторные занятия) Выполнение лабораторных работ

0–32

3 4

Тест Выполнение самостоятельной работы в малых группах

0–10 0–12

5

Защита доклада с презентацией (проект)

0–10

6

Написание реферата

0–6

Межсессионная аттестация

20

1

80 0–10

Виды работ и заданий на зачете Всего баллов за устный зачет Всего баллов

20 100

6.2. Фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации Сводные данные по оценке компетенций * в – входной контроль; т – текущий контроль; р – рубежный контроль; п – промежуточная аттестация; и – итоговая аттестация. № Результат

1

СК-1: знает историю географической науки, методологические основы и теоретические проблемы географии и

Основные показатели Виды Формы и методы № оценки результата контроля контроля раздела, темы знает: т тест 1.1, 2.1, основные этапы 3.1, 4.1, развития географии, п зачет 4.2, 5.1, современные методы 5.4 географии; умеет: т лабораторная использовать работа современные методы п зачет географии для 57


подходы к их решению в исторической ретроспективе

2

3

4

СК-2: понимает современные проблемы географической науки и использует фундаментальные географические представления в сфере профессиональной деятельности

СК-3: владеет базовыми компьютерными технологиями и программными средствами, технологиями обработки и отображения географической информации

СК-4: владеет ГИС-технологиями

решения конкретных исследовательских задач; владеет: приёмами обработки географической информации. знает: основные направления современного развития географии; умеет: применять полученные знания по геоинформатике для решения проблем географического исследования и педагогической деятельности; владеет: современными геоинформационными приёмами анализа результатов географических исследований. знает: существующие программные и аппаратные решения для построения и использования ГИС; умеет: обрабатывать географическую информацию в ГИС и создавать собственные ГИС, используя необходимые компьютерные технологии и программные средства; владеет: навыками создания, поиска и отображения географической информации и ГИСпрограммах. знает: основы создания ГИС-моделей

т п

лабораторная работа зачет

т

тест

п

зачет

т

лабораторная работа зачет

п

т п

лабораторная работа зачет

т

тест

п

зачет

т

лабораторные работы зачет

п

т п

лабораторные работы зачет

т

тест

1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 4.2, 5.1, 5.4

1.1, 2.1,2.2, 3.1, 3.2, 3.3, 4.1, 4.2, 5.1– 5.7

2.2, 3.2, 5.1–5.7 58


в анализе и моделировании структуры геосистем, взаимосвязей и динамики процессов и явлений, использует ресурсы Интернет для получения географической информации

5

СК-5: определяет географические объекты, явления и процессы на глобальном, региональном и локальном уровнях

географических систем, законы картографического построения моделей; умеет: свободно пользоваться ГИС-технологиями, применяемыми при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации; самостоятельно использовать картографические интернет-ресурсы для загрузки карт, материалов дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) на различные территории для последующей привязки их к местности и создания ГИС с целью решения конкретных задач; владеет: навыками работы с общим и специальным программным обеспечением, а также аппаратной частью ГИС. знает: основные принципы дешифрирования аэрофотои космоснимков, строить географические прогнозы развития объектов и явлений на различных масштабных уровнях; умеет: выделять определённые географические объекты на карте, векторизовать и

п

зачет

т

лабораторные работы, проект зачет

п

т п

лабораторные работы, проект зачет

т

тест

п

зачет

т

лабораторные работы, проект зачет

п

2.1,2.2, 3.1, 3.2, 3.3, 4.1, 4.2, 5.1– 5.7

59


заносить в базу данных ГИС; работать с масштабом в ГИС и режимами отображения информации; владеет: т приёмами и методами ввода и отображения п информации в ГИС.

лабораторные работы, проект зачет

6.2.1. Текущий контроль Примерные задания для проведения текущего контроля представлены в разделе 4 УМК. 6.2.2. Межсессионная аттестация Межсессионная аттестация проводится в форме теста Примерные задания для подготовки к межсессионной аттестации 1. Особые аппаратно-программные комплексы, обеспечивающие сбор, обработку, преобразование, отображение и распространение пространственнокоординированных данных – это: а) ГИС; б) СУБД; в) БД; г) CPU. 2. Термин «геоинформатика» появился в 60-х гг. прошлого столетия из сочетания слов: а) география и информатика; б) геология и автоматика; в) география и кибернетика; г) геометрия и информатика. 3. Выберите несуществующий подход к трактовке геоинформатики: а) научно-познавательный; б) бальнеологический; в) технологический; г) производственный. 4. Предмет геоинформатики не составляют: а) природные геосистемы; б) общественные геосистемы; в) криптографические системы; г) природно-общественные геосистемы. 5. Геоинформационные технологии проникли в следующие сферы жизни а) Земельный кадастр и землеустройство; б) Региональное планирование; в) Социология и политология; г) все варианты верны. 6. Что не входит в число компонентов современной ГИС? а) Программное обеспечение; б) данные; в) оборудование; г) нет верного ответа. 7. Комплекс программ и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз данных – это: 60


а) ГИС; б) СУБД; в) БД; г) CPU. 8. Этот вид ГИС по территории охватывает отдельные государства, а также моря и крупные заливы а) Национальные; б) Региональные; в) Муниципальные; г) Локальные. 9. Этот вид ГИС по территории охватывает части государств, заливы и проливы а) Национальные; б) Региональные; в) Муниципальные; г) Локальные. 10. По какой причине до 1980 года интерес к ГИС-технологиям в СССР проявляли лишь крупные государственные научные и производственные организации а) отсутствие квалифицированных кадров; б) высокие цены на аппаратуру; в) вследствие рациональной политики природопользования; г) все варианты верны. 11. Наименьшая величина объекта местности, различаемого спутником ДЗЗ, называется его: а) траекторией съемки; б) пространственным разрешением; в) масштабом съёмки; г) режимом съёмки. 12. Общая организация взаимосвязи элементов аппаратного обеспечения вычислительных систем носит название а) структура; б) вычислительный комплекс; в) архитектура системы; г) информационная система. 13. Совокупность функциональных частей вычислительных систем носит название а) структура; б) архитектура системы; в) информационная система; г) конфигурация системы. 14. Программное обеспечение для оцифровки изображений называется: а) браузер; б) вьювер; в) векторизатор растров; г) СУБД. 15. Выберите программный продукт, не являющийся ГИС: а) MapInfo; б) ArcView; в) WinGIS; г) Adobe Photoshop. 16. Выберите программный продукт, являющийся ГИС: а) GeoDraw; б) CorelDraw; в) Abbyy FineReader; г) Paint .NET. 17. Источниками данных для формирования ГИС не являются а) картографические материалы; 61


б) данные дистанционного зондирования; в) материалы отраслевых фондов и библиотек; г) нет правильного варианта. 18. В ГИС не включают следующие типы координатных данных: а) точка; б) линия; в) полигон; г) буфер. 19. Точечным типом координатных данных на плане города будет не верно отображать а) улицы; б) деревья; в) места стоянок общественного транспорта; г) светофоры. 20. Атрибутами для дуг линейных объектов не могут быть: а) направление движения, интенсивность движения, протяженность; б) напряжение в ЛЭП; в) диаметр трубы, направление движения газа; г) число жителей. 21. Выберите группы типов объектов, содержащие только двумерные объекты: а) точка, дуга, линия; б) полигон, область, контур; в) полигон, линия, узел; г) точка, узел, вершина. 22. Выберите группы типов объектов, содержащие только безразмерные объекты: а) точка, узел, вершина; б) полигон, область, контур; в) полигон, линия, узел; г) точка, внутренняя область, вершина. 23. Самым малым неделимым элементом растрового изображения является а) узел; б) ареал; в) пиксель; г) байт. 24. Объект, состоящий из внутренней области, одного внешнего кольца и нескольких непересекающихся, не вложенных колец, в векторно-топологических представлениях, называется а) полигон; б) точка; в) сфера; г) линия. 25. Каждому индивидуальному объекту в ГИС сопоставляется свой уникальный указатель – а) идентификатор; б) столбец; в) x, y, z; г) высота. 26. Основной формой представления атрибутивных данных в базах данных ГИС является а) таблица; б) слой; в) тема; г) директория. 27. Отсутствием растеризации (зернистости) графических объектов при масштабировании зоны просмотра отличается следующая модель представления географической информации: а) растровая; б) регулярно-ячеистая; в) векторная; г) нет правильного ответа. 28. Ошибка оцифровки карт, в результате которой возникают два сегмента линии, не стыкующиеся друг с другом, называется а) разрыв; б) подергивания; в) петля; г) пересечение. 29. «Оверлей» - это: а) операция соединения таблиц; 62


б) операция наложения карт; в) операция поиска объектов; г) операция векторизации растра. 30. На каком эллипсоиде базируется система координат Pulkovo 1942, чаще всего используемая в России для целей ГИС? а) SGS 85; б) Бесселя; в) Красовского 1940; г) Кларка 1880. 6.2.3. Материалы для проведения промежуточной аттестации Промежуточная аттестация проводится в форме зачета Примерный перечень вопросов к зачету 1. Термин «геоинформатика», что он означает и история его появления. 2. Предмет геоинформатики, его определение и задачи. 3. Связь геоинформатики с другими науками. 4. Комплекс программ и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз данных. 5. Виды ГИС по территории. 6. Периодизация развития ГИС-технологий. 7. ГИС и цифровые карты, особенности и отличия. 8. Функциональная структура ГИС. 9. Программное обеспечение для оцифровки изображений. 10. Классификация программного обеспечения ГИС. 11. Объекты и явления, отображаемые в ГИС. 12. Источники данных для ГИС. 13. Интеграция пространственных и атрибутивных данных в ГИС. 14. Линейно-узловая модель данных. 15. Модель данных типа «спагетти». 16. Растровая модель данных. 17. Классификация объектов в векторных моделях данных. 18. Атрибутивные данные в ГИС. 19. Понятие разрешения, его применение. 20. Представление данных в векторной нетопологической модели. 21. Ошибки оцифровки карт, их виды, причины и последствия. 22. Понятие «оверлейных» операций, их использование в ГИС. 23. Принципы пространственного соединения таблиц в ГИС. 24. Системы координат и проекции в ГИС. 25. Понятие векторизации, её использование в ГИС.

63

Гис тех для 050100 68 по география матушкин а с