1.1 Рабочая программа технологии создания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»
(ФГБОУ ВПО «СГГА»)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
__________ В. А. Ащеулов
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО
ГЕОПРОСТРАНСТВА
для направления подготовки дипломированного специалиста
120100 (650300) – ГЕОДЕЗИЯ
специальность 120101 «Прикладная геодезия»
2012 г.
1. Цели и задачи дисциплины.
Целью данной дисциплины является изучение
методов и средств для создания
информационного обеспечения процессов изыскания, проектирования, строительства и
эксплуатации инженерных сооружений для устойчивого развития территорий.
Основная задача заключается в получении знаний и приобретения навыков по
новым информационным технологиям сбора и обработки пространственных данных,
создания цифровых моделей местности (ЦММ) и решения инженерно-геодезических
задач на основе цифровых моелей ситуации и рельефа.
Особенностью дисциплины является формирование благоприятных условий для
возникновения и развития единой информационной и организационной среды для обмена
и распространения геопространственных данных, необходимых в управлении территориями, научных исследованиях и образовании.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
2.1 В итоге изучения данной дисциплины студент должен знать:





Теоретические основы и базовые понятия новых достижений в области инженерно- геодезической науки и производства;
Современные методы и средства для сбора данных, как основы для создания
единого электронного геопространства.
Технологические процессы автоматизированной обработки геоинформации;
Формирование базы геопространственных данных;
Методы создания цифровых моделей местности и их использования для решения инженерно-геодезических задач.
2.2 Студент должен уметь:
 работать с комплексом технических и программных средств, обеспечивающих сбор и обработку геопространственной информации;
 создавать цифровые модели местности, цифровые модели ситуации (ЦМС),
цифровые модели рельефа (ЦМР), цифровые карты и планы по новым технологиям;
 выполнять математическую обработку результатов измерений на основе программных и технических средств вычислений;
 решать инженерно-геодезические задачи на основе цифровых, электронных
карт и планов.
2.3 По данной дисциплине студент должен иметь представление:






о цифровом описании и классификации топографических объектов местности;
о преобразователях аналоговой информации в цифровую;
о системах автоматизированного проектирования для формирования цифровой картографической продукции, экспорта и импорта данных в другие системы;
о трехмерном моделировании местности;
о базах и банках данных для хранения геоинформации;
о технических и программных средствах ГИС.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы.
Вид учебной работы
Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия
Лекции
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа
Расчетно-графические работы
Вид итогового контроля
Семестры
8
72
36
24
12
36
9
68
51
17
34
17
Экзамен
Зачет
3.Содержание дисциплины
3.1 Разделы дисциплины и виды занятий (8 семестр)
№ п/п
Раздел дисциплины
1 Задачи и принципы математической обработки инженерно-геодезических построений на ЭВМ.
2 Интерактивное проектирование инженерногеодезических построений на основе цифровых карт.
3 Алгоритмы и программы для проектирования, уравнивания и оценки точности инженерно-геодезических
сетей на ЭВМ.
4 Критерии для оценки точности плановых и высотных
геодезических сетей.
5 Методы и проблемы поиска грубых ошибок.
6 Современные методы и средства обработки инженерно-геодезических съемок.
7 Системы автоматизированного оформления топопланов.
8 Решение инженерно-геодезических задач на основе
цифровых карт и планов.
3.2 Разделы дисциплины и виды занятий (9 семестр)
№
Раздел дисциплины
п/п
1
Введение
2
Технологии цифрового моделирования местности
3
Автоматизированные системы обработки геопространственных данных и цифрового моделирования местности.
4
Анализ методов построения ЦМР и отображения поверхностей
5
Решение инженерно-геодезических задач на основе ЦММ
6
Методы автоматизированного проектирования генпланов
4.2 Содержание разделов дисциплины (8 семестр) .
Лекции
ПЗ
3
1
3
1
3
2
3
2
3
3
2
2
3
1
3
1
Лекции
ЛР
2
4
2
6
4
2
8
2
4
8
8
4.2.1 Введение.
Задачи и краткое содержание курса. Обзор отечественного и зарубежного опыта
цифрового картографирования. Основные предпосылки автоматизации наземных методов крупномасштабного картографирования и создания электронного геопространства.
Связь курса с другими дисциплинами.
4.2.2 Автоматизированные системы цифрового картографирования.
Информационные топографические системы крупномасштабного картографирования. Состав и структура автоматизированных систем, обеспечивающих сбор, накопление,
обработку, хранение, передачу данных и выдачу топографо-геодезической информации.
Автоматизированные рабочие места (АРМы). Отечественные и зарубежные автоматизированные съемочные системы. Мобильные системы цифрового картографирования местности.
4.2.3 Автоматизированные технологии сбора топографо – геодезических данных.
Современные проблемы цифрового картографирования и перехода на цифровую
форму топографических карт и планов. Основные принципы автоматизации наземных методов сбора и обработки топографо-геодезической информации.
Электронная тахеометрия. Степень автоматизации измерений. Технология сбора и
обработки данных при тахеометрической съемке (с применением электронных тахеометров).
Приборы для сбора и обработки первичной информации (электронные тахеометры,
кодовые теодолиты и нивелиры, регистраторы и накопители результатов измерений).
Форматы данных электронных тахеометров.
Экспорт данных с электронных тахеометров и передача информации в ПЭВМ. Интерфейсы и программное обеспечение для передачи данных с накопителей в ЭВМ. Протоколы передачи данных.
4.2.4 Полевое кодирование результатов топографической съемки.
Принципы и сущность полевого кодирования топографо-геодезической информации.
Системы классификации и кодирования топографических объектов. Цифровое и алфавитно - цифровое кодирование результатов измерений. Кодовые выражения.
4.2.5 Автоматизированные системы обработки топографо-геодезической информации.
Современные программные средства для автоматизации математической обработки
планового и высотного обоснования топографических съемок. Прикладные программы
уравнивания и оценки точности результатов измерений.
Программный комплекс CREDO для обработки геоинформации и цифрового моделирования местности. Пользовательский интерфейс, инструментальные средства и функциональные возможности данного пакета программ.
Связь программного комплекса CREDO с другими системами обработки геоинформации.
4.2.6 Цифровые модели местности.
Определение цифровой модели местности (ЦММ). Основные свойства ЦММ.
Структура и состав ЦММ. Виды и свойства топографических объектов. Слои ЦММ.
Цифровая модель ситуации. Метрическая информация. Синтаксическая (семантическая) информация. Модель точки. Модель контура. Модель топографического объекта.
4.2.7 Технология цифрового моделирования местности.
Принципиальная схема цифрового моделирования местности. Этапы проектирования базы данных цифровой модели местности (ЦММ). Описание обьектов и связей между
ними. Описание информационных потребностей пользователей.
Графическое отображение ЦММ. Цифровые карты. Операции с условными знаками.
Генерализация. Автоматизированное составление топопланов.
Применение цифровых моделей местности для решения задач автоматизации проектирования, планирования и управления.
Экспортно-импортные операции. Файлы обменного формата. Вывод чертежей, цифровых планов и карт на печать.
4.3 Содержание разделов дисциплины (9 семестр) .
4.3.1 Введение.
Задачи и краткое содержание курса. Обзор отечественного и зарубежного опыта
цифрового моделирования местности. Основные предпосылки автоматизации методов
обработки топографо-геодезической информации. Связь курса с другими дисциплинами.
4.3.2 Технологии цифрового моделирования местности.
Основные понятия о цифровой модели местности, ситуации и рельефа. Типы объектов. Концепции моделирования ЦММ. Слои ЦММ.
Источники данных для создания моделей ситуации и рельефа местности.
Структура ЦММ. Цифровая модель ситуации. Методы создания цифровой модели
ситуации. Метрическая информация. Семантическая информация. Структурная информация.
Модель точки. Модель контура. Модель местного предмета. Модель топографического объекта.
Основные свойства ЦММ. Понятие о топографическом объекте. Свойства топографических объектов. Отношения между топообъектами. Структурные отношения типа
часть-целое. Пространственные отношения типа целое-целое. Функциональные отношения типа класс-подкласс.
Принципиальная схема цифрового моделирования местности. Этапы проектирования базы данных цифровой модели местности (ЦММ). Описание обьектов и связей между
ними. Описание информационных потребностей пользователей. Создание цифровых
моделей рельефа местности.
Проектирование логической структуры базы данных ЦММ реляционного типа. Информационные и операционные системы управления базами данных топографогеодезического назначения.
4.3.3 Автоматизированные системы обработки геопространственных данных и цифрового моделирования местности.
Современные программные средства для автоматизации математической обработки
планового и высотного обоснования топографических съемок. Прикладные программы
для уравнивания и оценки точности результатов измерений.
Программный комплекс CREDO для обработки геопространственных данных и
цифрового моделирования местности. Пользовательский интерфейс, инструментальные
средства и функциональные возможности данного пакета программ.
Связь программного комплекса CREDO с другими системами обработки геопространственных данных.
4.3.4 Анализ методов построения ЦМР и отображения поверхностей
Цифровая модель рельефа. Типы моделей по характеру распределения опорных точек.
Обзор методов моделирования поверхности. Триангуляция Делоне. Метод конечных элементов. Метод дифференциальных сплайнов. Моделирование поверхности на основе интерполяционных сплайнов.
Графическое отображение ЦМР. Цифровые карты. Операции с условными знаками.
Генерализация. Автоматизированное составление топопланов.
4.3.5 Решение инженерно-геодезических задач на основе ЦММ
Применение цифровых моделей местности для решения задач автоматизации проектирования, планирования строительства и управления территориями.
Методы построения изолиний. Построение разрезов и профилей местности. Сеточные методы. Сканирующие методы. Аналитические методы.
Определение объемов земляных (масс) работ. Оценка точности геопространственных данных. Критерии оценки точности геопространственных данных.
4.3.6 Системы автоматизированного проектирования и цифрового моделирования генпланов.
Общие сведения о системах автоматизированного проектирования. Основные понятия. Системы координат проекта. Единицы измерений и масштаб. Вид, слой чертежа, активный слой. Системы меню. Управление изображением. Получение справочной информации. Свойства примитивов (слой, цвет, тип линии). Стили штрихования. Модели штриховок. Вывод текстовой информации. Блоки и атрибуты. Средства выбора объектов. Перенос объектов и их копирование. Поворот объектов, масштабирование, удаление. Деление объекта на части. Разметка объекта. Размеры. Изменение свойств для примитивов.
Редактирование простых и составных объектов. Двумерное и трехмерное проектирование.
Экспортно-импортные операции. Файлы обменного формата. Вывод чертежей, цифровых
планов и карт на печать.
Разработка проектов вертикальной планировки. Проектирование карьеров, откосов,
подпорных стенок.
5. Лабораторный практикум
5.1 Состав работ в 8 семестре
1
2
3
4
5
6
7
№ раздела
дисциплины
4.2. 2
4.2. 2
4.2. 2
4.2. 3
4.2. 4
4.2. 4
4.2. 4
8
4.2.7
9
4.2.7
№ п/п
Наименование лабораторных работ
Поготовка растровой основы с помощью Credo Transform
Проектирование плановых геодезических построений
Оценка точности плановых геодезическихъ сетей
Анализ точности плановых геодезическихъ сетей
Проектирование нивелирных ходов и сетей
Создание классификатора топографических объектов
Создание ЦМС
Создание проекта строительной сетки. (Самостоятельная
работа - 10 часов)
Подготовка планшетов и чертежей для печати. (Самостоятельная работа - 10 часов)
5.2 Состав работ в 9 семестре
№ п/п
1
2
№ раздела
дисциплины
4.3. 2
4.3. 2
Наименование лабораторных работ
Интерфейс программы Credo Topoplan
Управление базами данных
3
4
5
6
7
8
9
10
4.3. 2
4.3. 3
4.3. 4
4.3. 4
4.3. 4
4.3.5
4.3.5
4.3.6
11
4.3.7
12
4.3.7
13
4.3
Импорт данных
Создание ЦМС по материалам наземной съемки
Формирование ЦМC по картматериалам
Создание ЦМС
Создание ЦМР
Создание и редактирование элементов поверхности
Вычисление объемов земляных масс
Экспорт проектов во внешние системы
Создание проекта горизонтальной планировки. (Самостоятельная работа - 10 часов)
Создание проекта вертикальной планировки. (Самостоятельная работа - 10 часов)
Трехмерное моделирование. (Самостоятельная работа - 10
часов)
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
6.1 Рекомендуемая литература.
а) основная литература:
1. Карпик А.П. Методологические и технологические основы геоинформационного
обеспечения территорий [Текст] [Текст] : монография / А. П. Карпик, 2004. - 260 с.
2. Карпик, А. П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий [Электронный ресурс] : монография / А.П. Карпик ;
СГГА. - Новосибирск : СГГА, 2004. - 260 с.- режим доступа: http://lib.ssga.ru/. –
загл. с экрана.
3. Маликов, Б. Н. Составление и подготовка к изданию карт и атласов с использованием компьютерных технологий [Электронный ресурс] : монография / Б. Н. Маликов. - Новосибирск : СГГА, 2002. - 77 с. - режим доступа: http://lib.ssga.ru/. – загл. с
экрана.
б) дополнительная литература:
4. Конспект лекций.
5. Документация по Credo – технологии.
6. Методические указания в бумажном и электронном виде.
6.2 Средства обеспечения освоения дисциплины
Демонстрационные и обучающие информационно - программные комплексы САПР
и ГИС.
6.3 Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Электронные тахеометры в полной комплектации, дигитайзеры, принтеры, плоттеры, сканеры, класс ПЭВМ, специализированное программное обеспечение. Техническая
документация.
Автор:
Неволин А. Г. - доцент, кандидат технических наук, (СГГА).
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры инженерной геодезии и информационных систем. Протокол № 7 от 20 февраля 2012 г.
Заведующий кафедрой
В.А. Скрипников
Программа одобрена Учебно-методическим советом Института Геодезии и Менеджмента
СГГА, протокол № 6 от 21 февраля 2012 г.
Председатель совета
С. В.Середович