курс лекций
TRANSCRIPT
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.
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.