МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Казахский Национальный Технический Университет имени К.И.Сатпаева
Горно-металлургический институт
Кафедра Маркшейдерского дела и геодезии
«Утверждаю»
Директор
Горно-металлургического института
___________Рысбеков К.Б.
«_____» _________ 2012г
ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)
по дисциплине «Картографирование геодинамических процессов»
для магистрантов специальности 6М071100 - Геодезия
Срок обучения:
Всего
Курс
Семестр
Лекций
Лабораторные занятия
СРМ
СРМП
2 года
3 кредита
1
2
30 часов
15 часов
90 часов
45 часов
АЛМАТЫ 2012
Программа курса(Syllabus) для магистрантов по дисциплине «Компьютерные
технологии в науке и образовании» для специальности 6М071100 – Геодезия
составлена к.т.н., доцентом Киргизбаевой Г.М. в соответствии с ГОСО РК и
рабочим учебным планом, утвержденной 28 июля 2011 года.
Рассмотрена на заседании кафедры «Маркшейдерское дело и геодезия»
Протокол № 2 от «17» сентября 2012г.
Зав.кафедрой
«Маркшейдерское дело и геодезия_______________ Байгурин Д.Д.
Одобрено Научно - методическим Советом Горно-металлургического
института Протокол №2 от «01» ноября 2012г.
Председатель
Научно - методического Совета _________________ Рысбеков К.Б.
Сведения о составителе:
Кыргизбаева Гульдана Мейрамбековна – к.т.н., доцент, педагогический стаж
более 10 лет.
Офис: кафедра «Маркшейдерское дело и геодезия».
Адрес: г. Алматы, ул.К. Сатпаева 22а, уг.ул. Масанчи.корпус ГМК, ауд. 254
Тел: 257 72 91
Факс:
Е-mail
2
1 Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1 Цель преподавания дисциплины
Геодинамика как наука возникла в конце 50-х годов XX в., когда теория
литосферных плит была подтверждена научными открытиями. Одна из
важнейших проблем геодинамики – изучение перемещения литосферных плит.
Зная точное значение параметров перемещения плит, можно решать важнейшие
геодинамические и геодезические задачи: построение и уточнение земной
системы координат, изучение гравитационного поля и формы Земли, изучение
особенностей ее вращения.
Как всякая область науки, занимающаяся изучением природных
процессов, геодинамические исследования требуют соответствующего
картографического сопровождения. До настоящего времени картографирование
движения точек на земной поверхности должным образом не развивалось.
Сравнительно немногочисленные карты, основывающиеся на результатах
наблюдения систем космической геодезии, носят откровенно иллюстративный
характер и имеют очевидные недостатки: они бессистемны и не
унифицированы, не приведены к единой картографической основе,
представляют информацию в чрезмерно обобщенном виде. Отмеченные
недостатки приводят к тому, что эти карты выполняют только одну функцию,
присущую картографическим изображениям – фиксировать, визуализировать
результаты наблюдений, но они не могут быть инструментом исследования. В
то же время значительная и постоянно возрастающая информация о движении
точек на земной поверхности, обширные геологические и геофизические
данные требуют создания системы картографического обеспечения
геодинамических
исследований,
которая
позволила
бы
выявлять
пространственно-временные особенности и изменения регистрируемых
геодинамических параметров. В полной мере это может быть обеспечено
только с использованием ГИС-технологий, что позволит проводить
геодинамический мониторинг, обновлять базы данных, систематизировать и
визуализировать полученные результаты в виде различных тематических карт,
выявлять взаимодействие различных явлений в геодинамике и геодезии, а
также в сейсмологии и других областях наук, связанных с тектоникой
литосферных плит.
Цель данной дисциплины – определение основных установок
современного геодинамического картографирования на примере разработки
принципов структуры и картографического содержания самостоятельной ГИС
посвященной геодинамике и тектонике литосферных плит, создание
тематической коллекции карт, отражающих различные геодинамические
параметры.
1.2 Задачи изучения дисциплины
Задачами изучения дисциплины «Картографирование геодинамических
процессов» является обучение магистрантов знаниям и умению:
3
- изучать предметные области геодинамики, что позволит
сформулировать основные принципы картографирования геодинамических
процессов и определить элементы содержания создаваемых карт;
определять
возможные
структуры
ГИС,
соответствующей
необходимому
информационному
обеспечению
картографирования
геодинамических процессов.
По окончании курса магистрант должен решать следующие задачи:
основные
принципы
картографирования
геодинамических
процессов, методики создания оперативных карт;
их использование для изучения особенностей движения
литосферных плит;
основы для формирования и дальнейшего развития нового
направления в картографировании геодинамических процессов.
1.3 Пререквизиты
Перечень
дисциплин,
предшествующих
«Картографирование геодинамических процессов»:
Геология;
Картография;
Высшая геодезия;
Геоинформатика;
Спутниковая навигация;
Космическая картография.
изучению
курса
1.4 Постреквизиты дисциплины
Знания дисциплины «Картографирование геодинамических процессов»
используются при написании магистерских диссертаций и научных
исследований.
2 Система оценки знаний магистранта
2.1 Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
№
Вид итогового
Виды
вариантов
контроля
контроля
Текущий контроль
1
Экзамен
Рубежный контроль
Итоговый контроль
4
%
100
100
100
2.2 Календарный график cдачи всех видов контроля по дисциплине
«Картографирование геодинамических процессов»
Недели
1
2
3
4
5
6
7
8
Виды
контроля
Л
1/
С
Р
М
1
2
Л
2/
С
Р
М
2
2
Л
3/
С
Р
М
3
2
Л
4/
С
Р
М
4
2
Л
5/
С
Р
М
5
2
Л
6/
С
Р
М
6
2
Л
7/
С
Р
М
7
2
РК/
Л8/
СРМ
8
Недельное
количество
контроля
9
2
10
11
12
13
14
15
Л Л
9/ 10/
С С
Р
Р
М М
9 10
2
2
Л
11/
С
Р
М
11
2
Л
12/
С
Р
М
12
2
Л
13/
С
Р
М
13
2
Л
14/
С
Р
М
14
2
РК/
Л15/
СРМ
15
2
Виды контроля:
Л – лабораторная работа
СРМ – самостоятельная работа магистранта
РК – рубежный контроль
2.2 Оценка знаний магистрантов
Оценка по
Баллы
буквенной системе
A
4,0
A3,67
B+
3,33
B
3,0
B2,67
C+
2,33
C
2,0
C1,67
D+
1,33
D
1,0
F
0
% - ное
содержание
95-100
90-94
85-89
80-84
75-79
70-74
65- 69
60-64
55-59
50-54
0-49
Оценка по
традиционной системе
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
3 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 Распределение часов по видам занятий
№
1
1
Количество академических часов
Лаб.
СРМ
Лекция
СРМП
занятия
3
4
5
6
3
2
1
6
Наименование темы
2
Геодинамические процессы как объект
картографирования
5
1
2
3
4
2
Основные положения теории тектоники
литосферных плит. Литосферные плиты,
их кинематика. Основные
геодинамические структуры.
Существующие модели движения
литосферных плит.
Кинематика литосферных плит
Механизм движения литосферных плит.
Горячие точки Земли (плюмы)
6
3
4
5
2
1
6
2
1
6
2
1
6
2
1
6
2
1
6
2
1
6
2
1
6
3
2
1
6
3
3
3
3
9
Геодинамические зоны,
оконтуривающие литосферные плиты
0сновные принципы картографирования
геодинамических
процессов.
Возникновение
и
развитие
тектонического картографирования
Исследования
методов
и
систем
регистрации движений литосферных
плит.. Методика плито-тектонических
исследований.
Геологические и геофизические методы
регистрации движений литосферных
плит.
Методы космической геодезии
10
Роль сейсмокартографии в нынешних
катастрофических ситуациях
2
1
6
Основные положения
геоинформационного
картографирования геодинамических
процессов
2
1
6
12
Содержание карт геодинамического
назначения. Способы картографического
изображения
2
1
6
3
13
Разработка и составление системы
электронных геодинамических карт
2
1
6
3
14
Cовременная геодинамика: достижения
и проблемы
2
1
6
3
15
Этапы развития геодинамической
картографии
2
1
6
3
Итого
30
15
90
5
6
7
8
11
3
3
3
3
3
6
45
3.2 Наименование тем лекционных занятий, их содержание и объем
№
Наименование темы
Содержание
Объем в
часах
1
2
3
4
2
1
Геодинамические процессы как
объект картографирования
Картографирование движения точек на
земной
поверхности;
создание
системы
картографического
обеспечения
геодинамических
исследований
2
Основные положения теории
тектоники литосферных плит.
Литосферные плиты, их
кинематика. Основные
геодинамические структуры.
Изучение особенностей движения
литосферных плит, границы плит
разного
иерархического
уровня,
границы или ареалы геодинамических
зон, центры вращения плит, активные
тектоническиеразломы
2
3
Существующие модели движения
литосферных плит. Кинематика
литосферных плит
Силы, двигающие плиты; теория
дрейфа
континентов;
причины
перемещения литосферных плит –
тепловая конвекция в мантии Земли.
2
4
Механизм движения литосферных
плит. Горячие точки Земли
(плюмы)
Основные положения теории плюмов;
теорема Эйлера
2
Литосферные плиты, исследования
литосферных плит
2
5
6
7
8
9
Геодинамические зоны,
оконтуривающие литосферные
плиты
Данные геологического картирования;
0сновные
принципы
тектонические карты разных стран;
картографирования
Тектоническое районирование Европы
геодинамических
процессов.
Э. Огом (1907), схема Г. Штилле
Возникновение
и
развитие
(1924). схемы тектонического
тектонического
районирования СССР: Д.В.
картографирования
Наливкина, М.М. Тетяева и А.Д.
Архангельского - Н.С. Шатского и т.д.
Исследования методов и систем
регистрации
движений
литосферных
плит.
Методика Исследования Альфреда Вегенера
плито-тектонических
исследований.
Геологические и геофизические
Палеоклиматические
методы;
методы регистрации движений
палеомагнитные
методы;
литосферных плит.
кинематические методы
Глобальная
система
Методы космической геодезии
позиционирования - Global Position
System (GPS); обработка наблюдений
7
2
2
2
2
1
10
11
12
2
Роль сейсмокартографии в
нынешних катастрофических
ситуациях
Основные положения
геоинформационного
картографирования
геодинамических процессов
Содержание карт
геодинамического назначения.
Способы картографического
изображения
13
Разработка и составление системы
электронных геодинамических
карт
14
Cовременная геодинамика:
достижения и проблемы
15
Этапы развития геодинамической
картографии
3
Сейсмогеодинамика; прогноз
сейсмической опасности
Определение возможной структуры
ГИС, соответствующей необходимому
информационному
обеспечению
картографирования геодинамических
процессов.
Изучение
содержания
геодинамических карт на примере
одной карты: точечный способ, способ
линейных знаков, знаков движения,
ареалов.
Метод
послойного
картографирования;
геологические,
геофизические,
гравиметрические
данные
для
создания
системы
картографического
обеспечения
геодинамических исследований
Теория тектоники литосферных плит;
сейсмотомографические исследования;
История развития тектонических карт,
первые геодинамические карты,
дальнейшее развитие
картографических исследований
геодинамических процессов.
Итого
4
2
2
2
2
2
2
15
3.3 Наименование тем лабораторных занятий, их содержание и объем
№
Наименование темы
Содержание
1
2
Объем в
часах
1
Геодинамические процессы как
объект картографирования
3
Создание технологической схемы для
системы картографического изучения
геодинамических исследований
2
Основные положения теории
тектоники литосферных плит.
Литосферные плиты, их
кинематика. Основные
геодинамические структуры.
Изучение особенностей движения
литосферных плит, границы или
ареалы геодинамических зон, центры
вращения плит.
1
3
Существующие модели движения
литосферных плит. Кинематика
литосферных плит
Изучение карт движения литосферных
плит;
причины
перемещения
литосферных
плит
–
тепловая
конвекция в мантии Земли.
1
4
Механизм движения литосферных
плит. Горячие точки Земли
(плюмы)
Основные положения теории плюмов.
Исползование снимков плюмов
1
8
4
1
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
Геодинамические зоны,
Литосферные плиты, исследования
оконтуривающие литосферные
литосферных плит
плиты
0сновные
принципы
картографирования
геодинамических
процессов. Карты А.П. Карпинского (Европейская
Возникновение
и
развитие
Россия) и В.А. Обручева (Сибирь).
тектонического
картографирования
Исследования методов и систем
регистрации
движений
литосферных
плит.
Методика Исследования Альфреда Вегенера
плито-тектонических
исследований.
Геологические
и
геофизические
Геологические и геофизические
методы
регистрации
движений
методы регистрации движений
литосферных
плит;
литосферных плит.
палеокпиматические
методы;
палеомагнитные методы
Глобальная
система
Методы космической геодезии
позиционирования - Global Position
System (GPS); обработка наблюдений
Роль сейсмокартографии в
нынешних катастрофических
ситуациях
Основные положения
геоинформационного
картографирования
геодинамических процессов
Содержание карт
геодинамического назначения.
Способы картографического
изображения
13
Разработка и составление системы
электронных геодинамических
карт
14
Cовременная геодинамика:
достижения и проблемы
15
Этапы развития геодинамической
картографии
Сейсмогеодинамика; прогноз
сейсмической опасности
Определение возможной структуры
ГИС, соответствующей необходимому
информационному
обеспечению
картографирования геодинамических
процессов;
Геодинамическая часть содержания
карт; точечный способ, способ
линейных знаков, знаков движения,
ареалов.
Метод
послойного
картографирования;
геологические,
геофизические,
гравиметрические
данные
для
создания
системы
картографического
обеспечения
геодинамических исследований
Теория тектоники литосферных плит;
сейсмотомографические исследования;
История развития тектонических карт,
первые геодинамические карты,
дальнейшее развитие
картографических исследований
геодинамических процессов.
Итого
4
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
15
9
3.4 План занятий в рамках самостоятельной работы магистрантов под
руководством преподавателя (СРМП)
Рекомендуемая
литература
Форма
проведения
3
презентация
Методические
рекомендации
4
Слайд-презентация.
Автоматизированные
информационные
системы.
Основные положения
теории тектоники
литосферных плит.
презентация
Существующие
модели движения
литосферных плит
Основные
геодинамические
структуры.
презентация
Слайд-презентация.
интернет
Лобковский
Л.
И.,
Никишин А. М., Хаин В.
Е.
Современные
проблемы геотектоники и
геодинамики.
Слайд-презентация
интернет
5
Литосферные плиты
презентация
6
Типы межтитовых
границ
презентация
7
Возникновение и
развитие
тектонического
картографирования
Основные принципы
картографирования
геодинамических
процессов
презентация
Геологические и
геофизические методы
регистрации движений
литосферных плит
презентация
№
Задание
1
1
2
Возникновение и
развитие геодинамики
и теории тектоники
литосферных плит.
2
3
4
8
9
презентация
презентация
5
интернет
Достижения в области
геодинамических
исследований В.Е.Хаина,
Л.П.Зоненшайна,
С.А.Ушакова,
Ю.И.Галушкина,
О.Г.Сорохтина,
С.В.Аплонова,
В.Н.Жаркова и др.
Данилова И.Е. Тектоника
литосферных плит по
современным
данным
космической геодезии
Хаин В.Е. Современная
геология: проблемы и
перспективы
Хаин В.Е. Тектоника
плит, их структуры,
движения и деформации
интернет
Данилова И.Е
Геодинамическое
моделирование по
современным данным
космической геодезии.
Слайд-презентация
интернет
10
интернет
интернет
интернет
интернет
1
2
10 Методы космической
геодезии
3
презентация
5
интернет
презентация
4
В. Н. Баранов, Е. Г.
Бойко, И. И.
Краснорылов и др.
«Космическая геодезия»
Слайд-презентация
11 Глобальная система
позиционирования —
Global Position System
(GPS)
12 Радиоинтерферометрия
со сверхдлинной базой
(РСДБ) -Very Long
Baseline Interferometry
(VLBI)
13 Лазерная локация
искусственных
спутников Земли —
Satellite Laser Ranging
(SLR)
14 Допплеровская
орбитографическая
радиопозиционная
интегрированная
спутниковая система
— Doppier Orbit
determination and
Radiopositioning
Integrated on Satellite
(DORIS)
15 Международные
геодинамические
проекты и их
дальнейшее
развитие.
презентация
Слайд-презентация
интернет
презентация
Слайд-презентация
интернет
презентация
Изучение спутниковых
систем, повторение из
курса «Высшей
геодезии» Доплеровского
эффекта
интернет
презентация
Использование интернета
в научной работе по
геодинамике и изучение
материалов
международных
конференций по
геодинамическому
картографированию.
интернет
интернет
3.5 План занятий в рамках самостоятельной работы магистрантов (СРМ)
№
1
1
2
Задание
2
Геодинамические процессы
как объект
картографирования.
Литосферные плиты, их
кинематика.
Форма
проведен
ия
3
реферат
реферат
11
Методические
рекомендации
Рекомендуе
мая
литература
5
С. интернет
4
Батугин
А.
Геодинамическое
районирование
Данилова И.Е. Тектоника интернет
литосферных
плит
по
современным
данным
космической геодезии
1
3
2
Механизм движения
литосферных плит. Горячие
точки Земли
3
реферат
4
Основные геодинамические
структуры...
реферат
5
Основные положения теории
тектоники литосферных
плит.
Геодинамические зоны,
оконтуривающие
литосферные плиты
реферат
Изучение тектоники плит для
предсказания землетрясений
реферат
Экспериментальное
картографирование
различных геодинамических
параметров: землетрясений,
скоростей движения точек на
земной поверхности,
результатов
геодинамического
моделирования
9
Временная динамика
картографируемых
показателей в различных
геодинамических процессах
10 ГИС – это оптимальный
метод картографического
исследования проблем
геодинамики.
11 Геодинамический
мониторинг
реферат
6
7
8
реферат
4
5
Данилова И.Е. Тектоника интернет
литосферных
плит
по
современным
данным
космической геодезии
Кирдяшкин А.А. Глубинная интернет
геодинамика.
Хаин
В.Е.
Современная интернет
геология:
проблемы
и
перспективы
Хаин
В.Е.
Современная интернет
геология:
проблемы
и
перспективы
Соболев Г.А. Основы
прогноза землетрясений. –
М.: Наука, 2003.
Батугин А. С.
Геодинамическое
районирование
интернет
Батугин А. С.
Геодинамическое
районирование
интернет
презентац
ия
ГИС, картография и
геодинамика
интернет
презентац
ия
Батугин А. С.
Геодинамическое
районирование
Изучение связи родственных
наук
интернет
Изучение создания
электронных карт
интернет
сеть станций наблюдений. количественные показатели
азимуты трансформных
разломов, сейсмологические
данные и т.д.
интернет
реферат
12 Взаимодействие различных
Практиче
явлений в геодинамике, в
ское
геодезии, в сейсмологии и
занятие
других областях наук,
связанных с тектоникой
литосферных плит
13 Разработка и составление
реферат
системы электронных карт по
геодинамике
14 Геодинамическая часть
реферат
содержания карт
12
интернет
интернет
1
15
2
Этапы развития
тектонической картографии
3
реферат
4
Исследования тектоники и
создание тектонических карт
исследователями
зарубежных стран
5
интернет
3.6 График проведения занятий
№
Неделя
1
1
Дата
Время
Наименование тем
Геодинамические процессы как объект
картографирования
Основные положения теории тектоники
литосферных плит. Литосферные плиты, их
кинематика. Основные геодинамические структуры.
Существующие модели движения литосферных
плит. Кинематика литосферных плит
Механизм движения литосферных плит. Горячие
точки Земли (плюмы)
Геодинамические зоны, оконтуривающие
литосферные плиты
0сновные
принципы
картографирования
геодинамических процессов. Возникновение и
развитие тектонического картографирования
Исследования методов и систем регистрации
движений литосферных плит.. Методика плитотектонических исследований.
Геологические и геофизические методы регистрации
движений литосферных плит.
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
Основные положения геоинформационного
картографирования геодинамических процессов
12
12
Содержание карт геодинамического назначения.
Способы картографического изображения
13
13
Разработка и составление системы электронных
геодинамических карт
14
14
Cовременная геодинамика: достижения и проблемы
15
15
Этапы развития геодинамической картографии
Методы космической геодезии
Роль сейсмокартографии в нынешних
катастрофических ситуациях
4 Учебно-методические материалы по дисциплине «Компьютерные
технологии в науке и образовании»
4.1 Основная и дополнительная литература
13
Основная литература
1. Батугин А. С. Геодинамическое районирование. Москва. МГГУ. 2003. ISBN
5-94999-007-2.
2. Берлянт А.М.Картография.Москва:Издательский центр «Аспект Пресс»,
2002.
3. Мехбалиев Мехман Мохуббат оглы, Опыт составления и картографостатистический анализ карты геодинамической активности склонов (на примере
ключевого участка Агричай), Известия Русского географического общества. —
2006.
4. Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. – М.: Наука, 2003.
Дополнительная литература
1. В. Н. Баранов, Е. Г. Бойко, И. И. Краснорылов и др. «Космическая геодезия»
— М.: Недра, 1986.
2. В. И. Крылов «Космическая геодезия» — Москва: МИИГАиК, 2002.
2. Интернет
14
Содержание
1. Цели и задачи обучения дисциплины…………………………….…………. 3
1.1 Цель преподавания дисциплины…………………………………………….3
1.2 Задачи изучения дисциплины………………………………………………..3
1.3 Пререквизиты…………………………………………………………………4
1.4 Постреквизиты………………………………………………………………..4
2. Система оценки знаний магистрантов…………………….………………….4
2.1 Распределение рейтинговых систем контроля……………………………..4
2.2 Календарный график cдачи всех видов контроля ..................................... 4
2.3 Оценка знаний магистрантов....……………………………………………..5
3. Содержание дисциплины……………………………………………………..5
3.1 Распределение часов по видам занятий .......................................................5
3.2 Наименование тем лекционных занятий, их содержание и объем….…… 7
3.3 Наименование тем лабораторных занятий, их содержание и объем….… 8
3.3 Наименование тем самостоятельных работ магистрантов под руководством
преподавателя (СРМП)……………………………………….............................10
3.4 Наименование тем самостоятельных работ магистрантов
(СРМ)..................................................................................................................... 11
3.5 График проведения занятий .........................................................................13
4. Список литературы ....................................………………………………… .13
15