Учебная дисциплина«Геоинформационные системы»

Казанский государственный технический университет им. А.Н.ТуполеваИнститут радиоэлектроники и телекоммуникаций

Кафедра радиоэлектронных и телекоммуникационных систем

Казань, 2009 г.

Цели и задачи дисциплины

Дисциплина «Геоинформационные системы» является вспомогательной для студентов телекоммуникационных специальностей. Предмет изучения – электронная картография и географические информационные системы, организация информации в ГИС, представление графической и тематической информации в ГИС, современные инструментальные и специализированные ГИС в области связи и вещания. Задачи изучения дисциплины состоят в освоении основных принципов построения географических информационных систем, их организации и возможностей при решении задач в области телекоммуникаций.

Объем дисциплины и виды учебной работы

зачетВид итогового контроля (зачет, экзамен)

и (или) другие виды самостоятельной работы

Реферат

Расчетно-графические работы

10*Курсовой проект (работа)

1089Самостоятельная работа

и (или) другие виды аудиторных занятий

1017Лабораторные работы (ЛР)

Семинары (С)

Практические занятия (ПЗ)

1034Лекции

51Аудиторные занятия

140Общая трудоемкость дисциплины

СеместрыВсего часовВиды учебной работы

Содержание дисциплины

Тема 1. Введение 1/3ч (ауд/срс).Предмет и задачи курса. Роль и значение курса для

радиоинженера. Учебная литература.Тема 2. Общее понятие о геоинформационных системах 1/3ч

(ауд/срс).Что такое ГИС? Составные части ГИС. История развития ГИС.

Источники данных для геоинформационных систем.Тема 3. Развитие, классификация и проблемы выбора ГИС 2/6ч

(ауд/срс).Системы автоматизированного проектирования. Системы

автоматизированного картографирования. Системы управления сетями. Системы мелкомасштабного пространственного анализа. Классификация ГИС по функциональным возможностям. Архитектура ГИС.

Тема 4. Организация информации в ГИС 2/6ч (ауд/срс).Понятие объекта. Понятие слоя. Системы координат и

проекции, используемые в ГИС. Тема 5. Графическая информация в ГИС 2/6ч (ауд/срс).Растровая модель представления данных, стандартные

форматы. Векторная модель представления данных, стандартные форматы. Способы ввода графической информации в ГИС.

Содержание дисциплины

Тема 6. Тематическая информация в ГИС 2/6ч (ауд/срс).Системы управления базами данных. Основные функции

систем управления базами данных. Компоненты систем управления базами данных. Геокодирование. Тематическое картографирование.

Тема 7. Инструментальные ГИС 2/6ч (ауд/срс).Система Atlas GIS. Система WinGIS. Система MapInfo. Система

GeoGraph/GeoDraw. ГИС «ПАНОРАМА»Тема 8. Проектирование сетей связи и вещания на основе

геоинформационных технологий 3/10ч (ауд/срс).Этап частотно-территориального планирования. Требования к

картографической информации при планировании сетей связи. Модели распространения радиоволн, используемые в ГИС.

Тема 9. Специализированные ГИС, ориентированные на решение задач в области телекоммуникаций 2/10ч (ауд/срс).

Система автоматизированного проектирования «Балтика». Комплекс «RADIUS». Программные комплексы «Алтай», «Банк-4», «Запрос». Программный комплекс «Частотно-территориальное планирование радиосетей». Программный комплекс «ПИАР». Программные комплексы «GIS-ZONE», «Ресурс».

Учебно-методическое обеспечение дисциплины

а) основная литература:Валеев А.К., Линдваль В.Р., Спирина Е.А., Щербаков Г.И.

Геоинформационные системы для решения задач частотно-территориального планирования/ Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. тех. ун-та, 2002.- 136с. (108 экз.)

Залялов Р.Г., Линдваль В.Р., Спирина Е.А., Щербаков Г.И. Расчет зон действия радио- и телевещательных станций с применением геоинформационной системы «GIS-Zone 2001»/ Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. тех. ун-та, 2002.- 88с. (90 экз.)

Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. -СПб.: Спб ГУТ, 2000.- 196с. (18 экз.)

Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. –М.: 1997.Берлянт А.М. Картография и телекоммуникации.- М.: Изд-во

МГУ, 1998.- 74с.Бугаевский Л.М. Математическая картография: Учебник для

вузов.-.М.: 1998.- 400с.

Учебно-методическое обеспечение дисциплины

б) дополнительная литература:Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы:

Учебное пособие для вузов. -М.: 2000.- 222с.ArcView GIS. Руководство пользователя.– ESRI, 1996.- 300с.MapInfo Professional/ Руководство пользователя/ Пер. В.

Журавлева, Д. Анрющенко, В. Николаева, А. Просянова. –ЭСТИ МЭП, 1999. –540с.

Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии.- М.: Финансы и статистика, 1998.- 288с.

Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС./ Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Часть1. Под. ред А.М. Берлянта.- М.: Изд-во ООО «ИНЭКС-92», 2002.- 140с.

Геоинформационная система проектирования и анализа радиосетей: Учеб. пособие/Винтер И.А., Королев Н.И., Кренев А.Н., Лашков Н.И., Тимофеев В.А., Цыганок Е.Г.- Ярославль.: Яросл. гос. ун-т., 1999.- 88с.

Средства обеспечения освоения дисциплины

– Инструментальная геоинформационная система профессионального уровня «Карта 2005».

– Инструментальная геоинформационная система настольного типа MapInfo.

– Программный комплекс «Проектирование и анализ радиосетей - ПИАР».

– Программные комплекс для решения задач частотно-территориального планирования радиосредств связи и вещания в диапазоне частот 40÷1000 МГц «GIS-ZONE».

– Программный комплекс для решения задач оптимизации частотно-территориального планирования сетей ТВ и звукового ОВЧ ЧМ вещания с учетом электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в диапазоне частот 40÷1000 МГц «Ресурс».

– Тестирующая и обучающая программа LearningSpace 5.01.

ГИС «Карта 2005»

ГИС «MapInfo»

Программный комплекс «ПИАР»

Программный комплекс «Ресурс»

Программный комплекс «GIS-ZONE»

Тестирующая и обучающая программа LearningSpace 5.01

Лабораторная работа № 501

Планирование сетей связи и вещания. Создание, нанесение и редактирование объектов карты.

Целью работы является изучение возможностей геоинформационных систем (создание, нанесение и редактирование объектов карты) при планировании сетей связи и

вещания.

Лабораторная работа № 501

В лабораторной необходимо выполнить следующие задания:

•Создать слой в электронном классификаторе и определить порядок отображения слоя на электронной карте.

•Создать в новом слое точечный, линейный и площадный объект согласно табл.1.

•Создать и назначить новым объектам семантики (см. табл.2).•Нанести точечный объект.•Нанести линейный объект.•Нанести площадный объект .•Провести пространственное согласование объектов.•Провести редактирование отдельных точек выбранного

объекта карты.•Оформить и защитить отчёт по работе.

Лабораторная работа № 502

Проектирование телекоммуникационных сетей.Построение специализированных изображений,

решение информационно-статистических задач, создание и управление внешней базой данных

Целью работы является изучение возможностей геоинформационных систем (проведение измерений по карте, построение специализированных изображений, решение информационно-статистических задач, создание и управление внешней базой данных) при проектировании телекоммуникационных сетей.

Лабораторная работа № 502

В лабораторной необходимо выполнить следующие задания:

•Построить на электронной карте .г.Казани сеть в соответствии с указанным вариантом.

•Провести следующие измерения по карте:- вычислить площадь объекта;- определить площадь объекта с учетом рельефа местности;- вычислить площадь полигона;- определить длину объекта карты;- определить длину произвольной линии;- определить длину объекта с учетом рельефа местности;- определить длину участка объекта карты;- вычислить расстояние до объекта;- вычислить расстояние между объектами.

•Построить следующие специализированные изображения:- построить зону вокруг выбранного объекта;- построить суммарную зону вокруг выделенных объектов;- построение профиля высот по указанной линии;- построение профиля высот по объекту карты;- построение зон видимости в указанном секторе;- отображение трехмерной модели местности.

•Создать внешнюю БД и связать объекты карты с записями в таблице.

•Оформить и защитить отчёт по работе.

Лабораторная работа № 503

Расчет зон обслуживания радиопередающих станций сети телерадиовещания

Целью работы является изучение возможностей геоинформационных систем при расчете зон обслуживания радиопередающих станций сети телерадиовещания.

Лабораторная работа № 503

В лабораторной необходимо выполнить следующие задания:

•Разместить РПС на электронной карте Татарстана.•Построить в произвольном направлении от РПС профиль

трассы и рассчитать среднее колебание высот местности по выбранному направлению.

•По формулам (1)-(5) и графическим зависимостям, приведенных на рис.3-6,8, рассчитать необходимую граничную напряженность поля в точке приема , а также дальность связи в выбранном направлении.

•Рассчитать зону обслуживания РПС сети телерадиовещания с учетом рельефа местности с помощью программного комплекса «Ресурс».

•Сравнить полученные результаты и сделать выводы.•Оформить и защитить отчёт по работе.

Лабораторная работа № 504

Проектирование и анализ радиосетей. Программный комплекс «ПИАР»

Целью работы является изучение возможностей геоинформационных систем при решении задач проектирования сетей радиосвязи c использованием программного комплекса «ПИАР».

Лабораторная работа № 504

В лабораторной необходимо выполнить следующие задания:

•Разместить радиоэлектронные средства (согласно табл.2) на электронной карте.

•Рассчитать матрицу просветов от каждого РЭС и отобразить результаты расчета на карте.

•Рассчитать матрицу напряженности поля от каждого РЭС и отобразить результаты расчета на карте.

•Провести анализ ЭМС РЭС для заданных владельцев и разместить РЭС на электронной карте.

•Оформить и защитить отчёт по работе.