МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Східноєвропейський національний університет імені Лесі Українки

Кафедра геодезії, землевпорядкування та кадастру

ПРОГРАМА

нормативної навчальної дисципліни

ГІС і бази даних

підготовки бакалавра

галузь знань 0801 Геодезія та землеустрій

напрям підготовки 6.080101 Геодезія, картографія та землеустрій

Луцьк – 2017

Програма навчальної дисципліни „ ГІС і бази даних ” підготовки бакалавра,

галузі знань 0801 Геодезія та землеустрій, напряму підготовки 6.080101

Геодезія, картографія та землеустрій.

Розробник: кандидат технічних наук, доцент кафедри геодезії,

землевпорядкування та кадастру Бліндер Ю. С.

Рецензент: кандидат географічних наук, доцент кафедри геодезії,

землевпорядкування та кадастру Король П.П.

Програма навчальної дисципліни

затверджена на засіданні кафедри геодезії, землевпорядкування та кадастру

протокол № 1 від 1 вересня 2017 р.

Завідувач кафедри: _______________________ ____(Шостак А.В.)___

Програма навчальної дисципліни

схвалена науково-методичною комісією географічного факультету

протокол № 1 від 13 вересня 2017 р.

Голова науково-методичної

комісії факультету ______________ _____(Поручинський В. І.)

Програма навчальної дисципліни

схвалена науково-методичною радою Східноєвропейського національного

університету імені Лесі Українки

© Бліндер Ю. С., 2017

1. ОПИС НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

Таблиця 1

Денна форма навчання

Найменування

показників

Галузь знань,

спеціальність, освітня програма,

освітній ступінь

Характеристика

навчальної дисципліни

Денна форма навчання

Кількість кредитів – 4 галузь знань 0801 Геодезія та землеустрій

напрям підготовки 6.080101 Геодезія,

картографія та землеустрій

Професійна та

практична підготовка

Модулів – 2 Рік підготовки – 3

Змістових модулів – 2 Семестр – 5

ІНДЗ: немає Лекції – 18 год.

Загальна кількість

годин – 120 Лабораторні – 36 год.

Тижневих годин:

аудиторних – 3

Бакалавр

Самостійна робота –

58 год.

Консультації – 8 год.

Форма контролю: іспит

Таблиця 2

Заочна форма навчання

Найменування

показників

Галузь знань,

спеціальність, освітня програма,

освітній ступінь

Характеристика

навчальної дисципліни

Заочна форма навчання

Кількість кредитів – 4 галузь знань 0801 Геодезія та землеустрій

напрям підготовки 6.080101 Геодезія,

картографія та землеустрій

Професійна та

практична підготовка

Рік підготовки – 3

Семестр – 5

ІНДЗ: немає Лекції – 12 год.

Загальна кількість

годин – 120

Практичні – 14 год.

Бакалавр

Самостійна робота – 80

год.

Консультації – 14 год.

Форма контролю: іспит

2. АНОТАЦІЯ КУРСУ

Програма навчальної дисципліни «ГІС і бази даних», складена відповідно

до освітньо-професійної програми підготовки бакалавра 6.080101 «Геодезія,

картографія та землеустрій» галузі знань 0801 «Геодезія та землеустрій». Предметом вивчення навчальної дисципліни є система наукових знань в

галузі інформаційних технологій та геоінформатики. Розробляючи просторові

вимірювання, а на їх основі просторовий аналіз, ГІС пропонує нові можливості,

які можуть значно вдосконалити процес прийняття рішень, а також зменшити

трудомісткість та ресурсні затрати при вирішенні цілого ряду задач

землекористування та кадастру. ГІС застосовується в таких областях, як

управління природними ресурсами, моніторинг навколишнього середовища та

оцінки впливу, геології, міському та районному плануванні, архітектурі

ландшафтів, охороні здоров’я та суспільній безпеці, транспорті та військових

додатках.

Програма навчальної дисципліни складається з таких змістових модулів:

1. Основи географічних інформаційних систем.

2. Тривимірне моделювання поверхонь в ГІС.

Мета навчальної дисципліни «ГІС і бази даних» – дати уявлення про

комп’ютерну технологію інтегрованої обробки (вводу, збереження,

представлення в пам’яті ЕОМ, аналізу та візуалізації) просторово-

координованої інформації про об’єкти земної поверхні, яка отримала назву

«ГІС-технологія». Спектр застосування геоінформаційних систем і технологій

надзвичайно широкий (кадастрові системи, інженерне вишукування та

проектування, військова справа, регіональне управління і планування і т. ін.),

вона є інструментом міждисциплінарних проектів, пов’язаних з глобальними,

регіональними та локальними проблемами охорони і раціонального

використання природних ресурсів (моніторинг, моделювання, прогнозування).

Методологічною основою технології є просторово - часове інформаційне

моделювання (математичні, імітаційні, картографічні, фотометричні моделі);

теорія і методологія організації баз даних, методи машинної графіки та обробки

зображень.

1.1. Основними завданнями дисципліни «ГІС і бази даних» є:

– формування у студентів базових понять інформаційних систем,

геоінформатики та географічних інформаційних систем систем;

– оволодіння студентами знань про функціональне призначення та

структуру геоінформаційних систем; джерела та типи даних, методи

інтегрованого опрацювання даних різного типу та їх форматів;

– отримання відомостей про методи структуризації та формалізації даних

для предоставлення їх у пам’яті ЕОМ для подальшого використання в

ГІС;

– засвоєння навичок роботи у прикладних ГІС.

1.2. Згідно з вимогами освітньо-кваліфікаційної програми студенти

повинні знати:

– структуру типової геоінформаційної системи, функції та компоненти ГІС;

– джерела та технічні засоби для збору і вводу даних;

– методи та засоби перетворення зображень в цифрову форму;

– способи формалізації даних про просторові об’єкти, з метою

представлення їх в пам’яті ЕОМ;

– можливості спеціалізованих програмних продуктів та інструментальних

ГІС для побудови тематичних карт та цифрових моделей рельєфу;

– можливості та особливості використання ГІС-технологій для розв’язку

задач інженерної геодезії, картографії та кадастру.

вміти:

– проводити збір даних до ГІС;

– формувати інфраструктури геопросторових кадастрових даних;

– виконувати ручне та напівавтоматичне цифрування растрової

картографічної основи;

– у середовищі Surfer будувати ЦМР декількома методами та проводити їх

порівняння;

– володіти прийомами роботи з базовим набором команд настільних ГІС;

– виконувати просторовий аналіз даних;

– створювати макет карти для виводу на тверду основу;

– проектувати бази геопросторових даних ГІС кадастрових систем;

– використовувати технічні прийоми вводу та редагування просторових

даних;

Міждисциплінарні зв’язки: курс «ГІС і бази даних» має тісний зв’язок з

іншими дисциплінами підготовки бакалавра напряму 6.080101 «Геодезія,

картографія та землеустрій», такими як «Вища математика», «Інформатика і

програмування», «Геодезія», «Картографія», «Фотограмметрія і дистанційне

зондування», «Топографічне креслення, інженерна та комп’ютерна графіка» та

ін.

На вивчення навчальної дисципліни відводиться 120 годин / 4 кредити ECTS.

3. КОМПЕТЕНЦІЇ

До кінця навчання студенти будуть компетентними у таких питаннях:

структура типової геоінформаційної системи, функції та компоненти ГІС

джерела та технічні засоби для збору і вводу даних;

способи формалізації даних про просторові об’єкти, з метою

представлення їх в пам’яті ЕОМ;

можливості спеціалізованих програмних продуктів та інструментальних

ГІС для побудови тематичних карт та цифрових моделей рельєфу;

методи та засоби перетворення зображень в цифрову форму;

– проводити збір даних до ГІС;

– формувати інфраструктури геопросторових кадастрових даних;

– виконувати ручне та напівавтоматичне цифрування растрової

картографічної основи;

– у середовищі Surfer будувати ЦМР декількома методами та проводити їх

порівняння;

– володіти прийомами роботи з базовим набором команд настільних ГІС;

– виконувати просторовий аналіз даних;

– створювати макет карти для виводу на тверду основу;

– проектувати бази геопросторових даних ГІС кадастрових систем;

використовувати технічні прийоми вводу та редагування просторових

даних;

можливості та особливості використання ГІС-технологій для розв’язку

задач інженерної геодезії, картографії та кадастру.

4. ІНФОРМАЦІЙНИЙ ОБСЯГ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

Таблиця 3

Структура навчальної дисципліни для денної форми навчання

Тема

Кількість годин

Усь

ого

У тому числі

Лек

ції

Лабор

атор

ні

роботи

Сам

ост

ійн

а

робота

Кон

сул

ьтац

ії

Змістовий модуль І. Основи географічних інформаційних систем

Тема 1. Методологічні основи ГІС-

технологій. 5 1 4

Тема 2. Джерела даних та їх типи.

6 2 4

Тема 3. Основи теорії баз даних в ГІС.

5 1 4

Тема 4. Просторова інформація в ГІС

6 2 4

Тема 5. Аналітичні можливості сучасних

інструментальних ГІС 8 2 2 4

Тема 6. Уведення даних у ГІС

10 2 4 4

Тема 7. Візуалізація даних у ГІС

10 2 4 4 2

Разом за змістовим модулем I 50 12 10 28 2

Змістовий модуль ІІ. Тривимірне моделювання поверхонь в ГІС

Тема 8. Тривимірні об'єкти в ГІС

21 2 7 10 2

Тема 9. Просторова інтерполяція

19 2 7 10

Тема 10. Пакет Surfer 30 4 12 10 4

Разом за змістовим модулем ІІ 70 8 26 30 6

Усього 120 18 36 58 8

Таблиця 4

Структура навчальної дисципліни для заочної форми навчання

Тема

Кількість годин

Усь

ого

У тому числі

Лек

ції

Пр

ак

ти

чн

і

зан

яття

Сам

ост

ійн

а

робота

Кон

сул

ьтац

ії

Змістовий модуль І. Основи географічних інформаційних систем

Тема 1. Методологічні основи ГІС-

технологій. 10 2 8

Тема 2. Джерела даних та їх типи.

8 8

Тема 3. Основи теорії баз даних в ГІС.

10 2 8

Тема 4. Просторова інформація в ГІС

8 8

Тема 5. Аналітичні можливості сучасних

інструментальних ГІС 10 2 8

Тема 6. Уведення даних у ГІС

12 2 8 2

Тема 7. Візуалізація даних у ГІС

12 2 8 2

Разом за змістовим модулем I 70 6 4 56 4

Змістовий модуль ІІ. Тривимірне моделювання поверхонь в ГІС

Тема 8. Тривимірні об'єкти в ГІС

15 5 8 2

Тема 9. Просторова інтерполяція

8 8

Тема 10. Пакет Surfer

27 6 5 8 8

Разом за змістовим модулем ІІ 50 6 10 24 10

Усього 120 12 14 80 14

5. ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ОПРАЦЮВАННЯ

1. Опрацювання теоретичних основ лекційного матеріалу. 60 год.

Перевірка здійснюється під час тестового контролю і оцінюється

відповідною кількістю балів.

2. Підготовка до занять, виконання індивідуальних завдань 52 год.

Перевірка здійснюється під час виконання практичних занять.

Якість, кількість і терміни виконання враховуються при

виставленні поточної оцінки за відповідний змістовий модуль.

3. Систематизація вивченого матеріалу перед заліком

та іспитом 20 год.

Перевірка здійснюється під час заліку та іспиту.

4. Вивчення тем, що не розглядаються в курсі лекцій. 18 год.

Перевірка здійснюється під час модульного контролю і і оцінюється

відповідною кількістю балів

Перелік тем, що виносяться на самостійне опрацювання

№

з/п Завдання Кількість

годин

1 Апаратне забезпечення геоінформаційних систем і технологій. 2

2 Способи подання атрибутивних даних в ГІС. 2

3 Технології введення просторових даних в ГІС. 2

4 Аналітичні можливості сучасних інструментальних ГІС. 2

5 Основи картографічної алгебри. 2

6 Статисничний аналіз в прикладних ГІС пакетах. 2

7 Використання просторового аналізу в комерційних ГІС. 2

8 Основи мережевого аналізу. 2

9 Комерційні ГІС-пакети фірм ESRI, Intergraph, Bentley Systems,

Autodesk, GeoniCS, MapInfo, IDRISI, PCRaster, GeoDraw, Digitals. 2

Усього 18

6. ВИДИ (ФОРМИ) ІНДИВІДУАЛЬНИХ НАУКОВО-ДОСЛІДНИХ

ЗАВДАНЬ (ІНДЗ)

Індивідуальна робота студента полягає у виконанні індивідуальних

завдань стосовно тематики по кожному із змістових модулів із

використанням комп’ютерних технологій.

1. Використовуючи растрове зображення фрагменту учбової карти масштабу

1 : 10000 (згідно варіанту) створити цифрову модель рельєфу методом

Кригінга із кроком сіткового файлу 10м по обох осях. За створеною

цифровою моделюю рельєфу побувати профіль рельєфу по лінії з початком

у лівому нижньому куті растру з кінцем у правому верхному куті.

Результати роботи необхідно оформити за зразком.

Завдання: побудувати та проаналізувати геолого-геоморфологічний

профіль за заданим напрямком.

7. РОЗПОДІЛ БАЛІВ ТА КРИТЕРІЇ ОЦІНЮВАННЯ

Оцінювання знань студентів з курсу «ГІС і бази даних» здійснюється за 100

бальною шкалою. Кожен семестр оцінюється незалежно. У кожному із семестрів

передбачено по два модулі.

Результати поточного контролю:

– оцінки за виконання і захист студентом лабораторних робіт;

– оцінка за виконання і захист індивідуального завдання;

– оцінка за виконання контрольних робіт за темами змістових модулів.

Максимальна кількість балів, яку може заробити студент під час поточного

оцінювання за семестр складає 40 балів. Підсумковий модульний контроль за

семестр включає в себе оцінки за всі модульні контрольні роботи. Максимальна

кількість балів, яку може заробити студент під час модульного контролю за

семестр складає 60 балів.

Наприкінці викладання дисципліни формою підсумкового контролю є

екзамен у шостому семестрі, кожен з яких оцінюються від 0 до 60 балів. Однак

студент, який на протязі семестру набрав більше 60 балів має право не складати

залік або іспит, при цьому йому зараховуються бали, що набрані на протязі

семестру.

Модуль 1 передбачає перевірку якості засвоєння теоретичного курсу,

виконання лабораторних робіт безпосередньо на заняттях по кожному з змістових

модулів. Загальна кількість тем цього модуля становить 10 у кожному із

семестрів (7 – І змістовий модуль, 3 – ІІ змістовий модуль, 4 – ІІІ змістовий

модуль, 6 – ІV змістовий модуль). Кожна з тем оцінюється від 0 до 3 поточних

балів у кожному семестрі.

При визначенні кількості балів за тему викладач керується такими

критеріями:

3 бали ставиться у тому випадку, якщо при вивченні теми показано

осмислене розуміння теоретичних і практичних положень, матеріал викладається

чітко, логічно, грамотно. Знання, вміння й навички студента повністю

відповідають вимогам програми, зокрема, студент: усвідомлює нові для нього

факти, ідеї, вміє доводити передбачені програмою твердження з достатнім

обґрунтуванням; під керівництвом викладача знаходить джерела інформації та

самостійно використовує їх; правильно виконує комп’ютерні завдання з повним

поясненням і обґрунтуванням.

2 бали ставиться, якщо при вивченні теми показано розуміння практичних

завдань, наявні окремі несуттєві помилки у відповідях студента. Студент володіє

визначеним програмою навчальним матеріалом; розв'язує завдання, передбачені

програмою, з частковим поясненням; частково аргументує математичні

міркування й розв'язування завдань.

1 бали ставиться у тому разі, коли студент має фрагментарні знання при

незначному загальному обсязі, менше половини навчального матеріалу, за

відсутності сформованих умінь та навичок; припускається суттєвих помилок.

0 балів ставиться у тому разі, коли студент, за допомогою викладача,

розпізнає окремі об'єкти, явища і факти навчального матеріалу.

Сума набраних поточних балів переводиться у бали ECTS. За даний модуль

студент має можливість отримати максимум 30 балів ECTS у кожному із

семестрів.

Модуль 2 передбачає перевірку виконання студентами індивідуальних

завдань. Індивідуальна робота оцінюється від 0 до 10 балів ECTS. В кожному

семестрі індивудальна робота складається з одного комплексного завдання. ІНДЗ

подається викладачу, який читає лекційний курс із даної дисципліни та приймає

залік або іспит, не пізніше, ніж за 2 тижні до підсумкового контролю.

Модуль 3 передбачає перевірку підсумкових та залишкових знань і вмінь

студентів шляхом комп’ютерного тестування та виконання модульних

контрольних робіт з використанням комп’ютерних технолгый. Оцінка за модуль

3 виставляється за виконання студентом двох контрольних робіт у кожному із

семестрів , яка передбачає перевірку не лише практичних навичок, але й

теоретичних знань. Контрольні роботи оцінюються відповідно.

Розподіл балів за модулями, змістовими модулями та темами, а також шкалу

та критерії оцінювання відображено в таблиці.

Оцінювання Розподіл балів за модулями, змістовими модулями та темами

Модуль 1

(поточне опитування)

Модуль 2

(індивідуальна

робота)

Модуль 3

(модульний

контроль)

Сум

а ЗМ 1 ЗМ2 ІР МКР

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6

Т7

Т8

Т9

Т10

ІНД

З

МК

Р 1

МК

Р 2

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 10

30 10 30 30 100

Модуль 4

(поточне опитування)

Модуль 5

(індивідуальна

робота)

Модуль 6

(модульний

контроль)

Сум

а ЗМ 3 ЗМ 4 ІР МКР

Т11

Т12

Т13

Т14

Т15

Т16

Т17

Т18

Т19

Т20

ІНД

З

МК

Р 3

МК

Р 4

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 10

30 10 30 30 100

Шкала оцінювання (національна та ЕСТS)

Сума балів

за всі види

навчальної діяльності

Оцінка ECTS

Оцінка за національною шкалою

для екзамену, курсової

роботи (проекту), практики для заліку

90 – 100 A Відмінно

Зараховано

82 – 89 B Добре

75 - 81 C

67 -74 D Задовільно

60 - 66 E

1 – 59 Fx Незадовільно

Незараховано (з

можливістю повторного

складання)

8. РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Волошин В.У., Король П.П. Геоінформаційне тематичне картографування

засобами ГІС MapInfo Professional / Навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл.

/ В.У. Волошин, П.П. Король. – Луцьк: Вежа-Друк, 2013. – 280с.

2. Волошин В.У. Теоретичні основи географічних інформаційних систем.

Методична розробка. –Луцьк: РВВ “Вежа» Волинського нац. ун-ту. ім.

Лесі Українки, 2008. –48 с.

3. Волошин В.У., Бліндер Ю.С. Цифрові моделі рельєфу та їх реалізація у

ПП “SURFER”. Методичні матеріали. –Луцьк: РВВ “Вежа’ Волинського

нац. ун-ту. ім. Лесі Українки, 2008. –36 с.

Список джерел 1. Банки географических данных для тематического картографирования. М.,

Изд-во Моск. ун-та, 1987, 188с..

2. Берлянт. А.М. Геоиконика. –М.: Астрея, 1996. –208 с.

3. Берлянт. А.М. Геоинформационное картографирование. –М.: Изд-во

Моск. ун-та, 1997. –64 с.

4. Волошин В.У., Король П.П. Геоінформаційне тематичне картографування

засобами ГІС MapInfo Professional / Навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл.

/ В.У. Волошин, П.П. Король. – Луцьк: Вежа-Друк, 2013. – 280с.

5. Гарелик И.С. Географические информационные системы и

дистанционное зондирование. –Исследование Земли из космоса. Итоги

науки и техники, т. 3, ВИНИТИ АН СССР, М., 1989, с.3-80.

6. Геоинформационные системы с дистанционным потоком информации.

Географическое обеспечение управления народным хозяйством /Под. ред.

Ю.Г. Симонова. М., изд-во Моск. ун-та, 1990, 182с.

7. ДеМерс М.Н. Географические информационные системы. –М.: Изд-во СП

Дата+, 1999. –491 с.

8. Кошкарев А.В., Каракин В.П. Региональные геоиформационные системы,

М., Наука, 1987, 126с.

9. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. М., Картгеоцентр-

Геоиздат, 1993, 213с.

10. Линник В.Г. Построение геоинформационных систем в физической

географии, М., изд-во Моск. ун-та, 1990, 80с.

11. Основи геоінформатики: Навч.посіб./За заг. ред. О.О. Світличного. –

Суми: ВТД «Університетська книга», 2006. –295 с.

12. Портянский И.А. Компютерный арсенал географии. М., Мысль, 1989,

172с.

13. Светличный А.А., Андерсон В.Н., Плотницкий С.В. Географические

информационные системы: технология и приложения. –Одесса:

Астропринт, 1997. –196 с.

14. Смирнов Л.Е. Трехмерное картографирование. Л., изд-во ЛГУ, 1982,

104с.

15. Трофимов А.М., Панасюк М.В. Геоинформационные системы и

проблемы управления окружающей средой. Казань, изд-во Казанского

ун-та, 1984, 142с.

9. ПЕРЕЛІК ПИТАНЬ ДО ЕКЗАМЕНУ

1. Геоінформатика як наука. Термінологія. Поняття про ГІС.

2. Предмет і задачі геоінформатики.

3. Геоінформаційна система. Функції ГІС.

4. Геоінформаційна система. Компоненти ГІС.

5. Класифікація ГІС і використання інформації та даних в ГІС.

6. Історія розвитку ГІС в світі та минулому СРСР.

7. Джерела даних ГІС і їх типи.

8. Реєстрація, введення та зберігання даних в ГІС.

9. Використання картографічних даних в ГІС.

10. Використання статистичних матеріалів в ГІС.

11. Матеріали дистанційного зондування в ГІС.

12. Використання астрономо-геодезичних даних в ГІС.

13. Використання матеріалів польових зйомок в ГІС.

14. Джерела атрибутивних даних.

15. Моделі даних в ГІС. Ієрархічна модель.

16. Моделі даних в ГІС. Мережева модель.

17. Моделі даних в ГІС. Реляційна модель.

18. Моделі даних в ГІС. Об’єктно-орієнтована модель.

19. Географічна база даних в ГІС.

20. Опис об’єктів бази даних ГІС.

21. Типи записів в базу даних ГІС.

22. Архітектура і призначення баз даних.

23. Адміністрація баз даних ГІС та її функції.

24. Системи управління базами даних (СУБД) в ГІС.

25. Функціональні можливості СУБД: опис структури та маніпулювання

даними.

26. Функціональні можливості СУБД: завантаження бази і формування звітів.

27. Функціональні можливості СУБД: мова запитів та діалогові засоби.

28. Цифрові моделі рельєфу (ЦМР) в ГІС.

29. Операції обробки ЦМР в ГІС.

30. Програма “SURFER”, як одна із систем ГІС.

31. Програма “SURFER” та принципи роботи з нею.

32. Запуск програми “SURFER”.

33. Елементи управління у програмі “SURFER”.

34. Меню програми “SURFER”.

35. Панель інструментів програми “SURFER”.

36. Створення, оформлення і настройка параметрів карти.

37. Створення, оформлення і настройка параметрів 3-вимірних зображень карти.

38. Побудова регулярної цифрової моделі рельєфу з використанням

спеціалізованого пакету програм SURFER.

39. Побудова топографічної карти на базі цифрової моделі рельєфу.

Трьохвимірне відтворення та візуалізація рельєфу на основі ЦМР.

40. Настройка положення тривимірних моделей рельєфу і тривимірних

зображень топографічної карти.

Схвалено Вченою радою

Східноєвропейського національного

університету імені Лесі Українки

Протокол № __ від ___________ 2017 р.

Проректор з науково-педагогічної

і навчальної роботи та рекрутації С. В. Гаврилюк

Навчальний відділ Л. О. Заєць

Юридичний відділ А. В. Маїло