GIS basics and geodetic data processing

Asylkhanova Zhanna Alexandrovna

The instructor profile

Description: The discipline introduces students to the basics of geoinformation systems (GIS) and methods of processing geodetic data. The course covers the theoretical aspects of cartography, spatial analysis and geodesy, and also includes the practical development of modern GIS programs and technologies. Students will learn how to collect, process and visualize geospatial data for various applications.

Amount of credits: 5

Пререквизиты:

  • Geodesy
  • Geoinformation science

Course Workload:

Types of classes hours
Lectures 15
Practical works
Laboratory works 30
SAWTG (Student Autonomous Work under Teacher Guidance) 30
SAW (Student autonomous work) 75
Form of final control Exam
Final assessment method Exam

Component: University component

Cycle: Base disciplines

Goal
  • The purpose of the discipline is to provide students with fundamental knowledge and practical skills in using geographic information systems to collect, store, analyze and visualize geospatial data.
Objective
  • The main objective of the course is to train specialists who are able to apply GIS technologies to solve a wide range of practical problems in such fields as ecology, urbanism, geology, agriculture, transport and others.
Learning outcome: knowledge and understanding
  • - Knowledge of key GIS concepts. - Understanding the basic terms and principles of geographic information systems - Ability to work with geospatial data: - Skills in collecting, processing, editing and analyzing vector and raster data. - Geospatial analysis skills
Learning outcome: applying knowledge and understanding
  • Practical skills in using popular GIS software
Learning outcome: formation of judgments
  • The ability to analyze information, make informed judgments and draw informed conclusions about the methods of production of various geodetic measurements and the conditions of their application.
Learning outcome: communicative abilities
  • - to work effectively individually and as a team member with the division of responsibility and authority in solving complex tasks; - to perform organizational and managerial functions in the team.
Learning outcome: learning skills or learning abilities
  • Skills in working with GIS instruments and instruments.
Teaching methods

- interactive lecture (the use of the following active forms of learning: guided discussion or conversation; moderation; demonstration of slides or educational films; brainstorming; motivational speech); - creation of scenarios for the development of various situations based on the specified conditions; - information and communication (for example, classes in a computer classroom using professional application software packages); - search and research (independent research activities of students in the learning process); - solving educational tasks.

Assessment of the student's knowledge

Teacher oversees various tasks related to ongoing assessment and determines students' current performance twice during each academic period. Ratings 1 and 2 are formulated based on the outcomes of this ongoing assessment. The student's learning achievements are assessed using a 100-point scale, and the final grades P1 and P2 are calculated as the average of their ongoing performance evaluations. The teacher evaluates the student's work throughout the academic period in alignment with the assignment submission schedule for the discipline. The assessment system may incorporate a mix of written and oral, group and individual formats.

Period Type of task Total
1  rating IWS 1. Working with geoportals 0-100
IWS 2. Coordinate conversion
IWS 3. Digitization of maps. Working with spatial data
IWS 4. Digitization of maps. Working with attribute data
2  rating IWS 5. creation of thematic cards 0-100
Лабораторные работы
Самостоятельная работа обучающегося (СРО)
Контрольная работа (рубежный контроль)
Total control Exam 0-100
The evaluating policy of learning outcomes by work type
Type of task 90-100 70-89 50-69 0-49
Excellent Good Satisfactory Unsatisfactory
Independent work of student (IWS) The grade "excellent" is given if the student actively works during the entire practical lesson, gives complete answers to the teacher's questions in accordance with the practical lesson plan and shows at the same time a deep mastery of the lecture material, knowledge of the relevant literature, is able to express his own attitude to this problem, shows the ability to independently and argumentatively present the material, analyze phenomena and facts, make independent generalizations and conclusions, correctly performs educational tasks, allowing no more than 1-2 arithmetic errors or descriptions. The "good" rating is given subject to the following requirements: the student actively works during the practical lesson, the questions are fully covered, the presentation of the material is logical, substantiated by facts, with links to relevant literary sources, the coverage of the issues is completed with conclusions, the student has discovered the ability to analyze facts and events, as well as perform educational tasks. But there are inaccuracies in the answers, some minor errors, insufficient argumentation in the presentation of the material, a clearly expressed student's attitude to facts and events, or 1-2 arithmetic and 1-2 logical errors in solving problems. The grade "satisfactory" is given when the student as a whole has mastered the essence of the questions on this topic, discovers knowledge of lecture material and educational literature, tries to analyze facts and events, draw conclusions and solve problems. But in the classroom, he behaves passively, responds only when called by the teacher, gives incomplete answers to questions, makes gross mistakes when covering practical material or 3-4 logical errors when solving special tasks. The grade "excellent" is given if the student actively works during the entire practical lesson, gives complete answers to the teacher's questions in accordance with the practical lesson plan and shows at the same time a deep mastery of the lecture material, knowledge of the relevant literature, is able to express his own attitude to this problem, shows the ability to independently and argumentatively present the material, analyze phenomena and facts, make independent generalizations and conclusions, correctly performs educational tasks, allowing no more than 1-2 arithmetic errors or descriptions.
Laboratory it is given to a student who has discovered a comprehensive, systematic and in-depth knowledge of educational and program material, the ability to freely perform tasks provided by the program, who has mastered the basic and familiar with additional literature recommended by the program; as a rule, the "excellent" grade is given to those who have mastered the relationship of the basic concepts of the discipline and their significance for the acquired profession, who have shown creative abilities in understanding, presentation and use of educational and program material. it is presented to the student who has discovered full knowledge of the educational and program material, who successfully completes the tasks provided in the program, who has mastered the basic literature recommended in the program. As a rule, the grade "good" is given to students who have shown the systematic nature of knowledge in the discipline and are capable of independently replenishing and updating them in the course of further academic work and professional activity. it is presented to a student who has discovered knowledge of the basic educational and program material in the amount necessary for further study and upcoming work in the profession, copes with the tasks provided for in the program, is familiar with the basic literature recommended by the program. As a rule, the grade "satisfactory" is given to students who have made errors in the answer on the test and when completing exam tasks, but who have the necessary knowledge to eliminate them under the guidance of a teacher. it is given to a student who has discovered a comprehensive, systematic and in-depth knowledge of educational and program material, the ability to freely perform tasks provided by the program, who has mastered the basic and familiar with additional literature recommended by the program; as a rule, the "excellent" grade is given to those who have mastered the relationship of the basic concepts of the discipline and their significance for the acquired profession, who have shown creative abilities in understanding, presentation and use of educational and program material.
Exam Demonstrates systemic theoretical knowledge, knows terminology, logically and consistently explains the essence of phenomena and processes, makes reasoned conclusions and generalizations, gives examples, shows fluency in monologue speech and the ability to quickly respond to clarifying questions Demonstrates solid theoretical knowledge, knows terminology, logically and consistently explains the essence of phenomena and processes, makes reasoned conclusions and generalizations, gives examples, shows fluency in monologue speech, but at the same time makes insignificant mistakes that he corrects independently or with minor correction by the teacher Demonstrates shallow theoretical knowledge, shows poorly formed skills in analyzing phenomena and processes, insufficient ability to draw reasoned conclusions and give examples, shows insufficient fluency in monologue speech, terminology, logic and consistency of presentation, makes mistakes that can only be corrected by a teacher Demonstrates systemic theoretical knowledge, knows terminology, logically and consistently explains the essence of phenomena and processes, makes reasoned conclusions and generalizations, gives examples, shows fluency in monologue speech and the ability to quickly respond to clarifying questions
Лекция Выставляется, если обучающийся раскрыл содержание материала в объеме, предусмотренном программой, изложил материал грамотным языком в определенной логической последовательности, точно используя терминологию данного предмета как учебной дисциплины; отвечал самостоятельно без наводящих вопросов преподавателя; успешно ответил на тестовые задания, правильно и обоснованно решил ситуационные задачи. Возможны одна – две неточности при освещении второстепенных вопросов или в выкладках, которые обучающийся легко исправил по замечанию преподавателя. Выставляется, если ответ обучающегося удовлетворяет в основном требованиям на отметку «отлично», но при этом имеет место один из недостатков: допущены одна - две неточности при освещении основного содержания ответа, исправленные по замечанию преподавателя; допущены ошибка или более двух неточностей при освещении второстепенных вопросов или в выкладках, легко исправленные по замечанию преподавателя. Выставляется в следующих случаях: неполно или непоследовательно раскрыто содержание материала, имеются ошибки при ответах на тесты, неточности в решении ситуационных задач, но показано общее понимание вопроса и продемонстрированы умения, достаточные для дальнейшего усвоения материала, определенного учебной программой дисциплины. Выставляется в случаях, если не раскрыто основное содержание учебного материала; обнаружено незнание или неполное понимание обучающимся большей или наиболее важной части учебного материала; допущены грубые ошибки при ответах на вопросы собеседования, неправильно решены ситуационные задачи, допущены ошибки в ответах на тесты, допущены ошибки в определении понятий при использовании специальной терминологии в рисунках, схемах, выкладках, которые не исправлены после нескольких наводящих вопросов преподавателя.
Контрольная работа (рубежный контроль) выставляется студенту, обнаружившему всестороннее, систематическое и глубокое знание учебно-программного материала, умение свободно выполнять задания, предусмотренные программой, усвоивший основную и знакомый с дополнительной литературой, рекомендованной программой; как правило, оценка «отлично» выставляется усвоившим взаимосвязь основных понятий дисциплины и их значение для приобретаемой профессии, проявившим творческие способности в понимании, изложении и использовании учебно-программного материала. выставляется студенту, обнаружившему полное знание учебно-программного материала, успешно выполняющий предусмотренные в программе задания, усвоившему основную литературу, рекомендованную в программе. Как правило, оценка «хорошо» выставляется студентам, показавшим систематический характер знаний по дисциплине и способным к их самостоятельному пополнению и обновлению в ходе дальнейшей учебной работы и профессиональной деятельности. выставляется студенту, обнаружившему знание основного учебно-программного материала в объеме, необходимом для дальнейшей учебы и предстоящей работы по профессии, справляющемуся с выполнением заданий, предусмотренных программой, знакомому с основной литературой, рекомендованной программой. Как правило, оценка «удовлетворительно» выставляется студентам, допустившим погрешности в ответе на зачете и при выполнении экзаменационных заданий, но обладающим необходимыми знаниями для их устранения под руководством преподавателя. выставляется студенту, обнаружившему пробелы в знаниях основного учебно-программного материала, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой заданий. Как правило, оценка «неудовлетворительно» ставится студентам, которые не могут продолжить обучение или приступить к профессиональной деятельности по окончании вуза без дополнительных занятий по соответствующей дисциплине.
Evaluation form

The student's final grade in the course is calculated on a 100 point grading scale, it includes:

  • 40% of the examination result;
  • 60% of current control result.

The final grade is calculated by the formula:

FG = 0,6 MT1+MT2 +0,4E
2

 

Where Midterm 1, Midterm 2are digital equivalents of the grades of Midterm 1 and 2;

E is a digital equivalent of the exam grade.

Final alphabetical grade and its equivalent in points:

The letter grading system for students' academic achievements, corresponding to the numerical equivalent on a four-point scale:

Alphabetical grade Numerical value Points (%) Traditional grade
A 4.0 95-100 Excellent
A- 3.67 90-94
B+ 3.33 85-89 Good
B 3.0 80-84
B- 2.67 75-79
C+ 2.33 70-74
C 2.0 65-69 Satisfactory
C- 1.67 60-64
D+ 1.33 55-59
D 1.0 50-54
FX 0.5 25-49 Unsatisfactory
F 0 0-24
Topics of lectures
  • Introduction to Geographic Information Systems (GIS)
  • The main components and architecture of GIS
  • Types of spatial data and their representation
  • Geodetic and cartographic projections
  • Digital Terrain Models (DEM) and their use
  • Creating and managing geodata
  • Editing and analysis of vector data
  • Analysis of raster data
  • Geoinformation modeling and spatial analysis
  • Integration of Earth remote sensing (ERS) data into GIS
  • Spatial statistics and geostatistics
  • Creating thematic maps and data visualization
  • Web GIS and cloud technologies
  • Automation and programming in GIS
  • Real projects and case stages of GIS use
Key reading
  • Яроцкая, Е. В. Географиялық ақпараттық жүйелер : оқу құралы / Е. В. Яроцкая, А. В. Матвеева, А. А. Дьяченко. — Алматы, Москва : EDP Hub (Идипи Хаб), Ай Пи Ар Медиа, 2024. — 111 c. — ISBN 978-5-4497-2643-8. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/135269.html (дата обращения: 13.09.2024). — Режим доступа: для авторизир. пользователей
  • Керімбай, Н. Н. Жерді қашықтықтан зондылауды геоақпараттық технологиялар әдістерімен талдау : оқу құралы / Н. Н. Керімбай, Б. С. Керімбай. — Алматы : Дарын, 2023. — 310 c. — ISBN 978-601-216-806-8. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/134727.html (дата обращения: 13.09.2024). — Режим доступа: для авторизир. пользователей
  • Яроцкая, Е. В. Географиялық ақпараттық жүйелер : ТжКБ үшін оқу құралы / Е. В. Яроцкая, А. В. Матвеева, А. А. Дьяченко. — Алматы, Саратов : EDP Hub (Идипи Хаб), Профобразование, 2024. — 110 c. — ISBN 978-5-4488-1765-6. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/136644.html (дата обращения: 13.09.2024). — Режим доступа: для авторизир. пользователей
  • Трифонова, Т. А. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологических исследованиях : учебное пособие для вузов / Т. А. Трифонова, Н. В. Мищенко, А. Н. Краснощеков. — Москва : Академический проект, 2020. — 349 c. — ISBN 978-5-8291-2999-6. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/110100.html (дата обращения: 13.09.2024). — Режим доступа: для авторизир. пользователей
  • Балтыжакова, Т. И. Геоинформационные системы : учебное пособие для СПО / Т. И. Балтыжакова. — Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2022. — 115 c. — ISBN 978-5-4497-1607-1. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/119613.html (дата обращения: 13.09.2024). — Режим доступа: для авторизир. пользователей. - DOI: https://doi.org/10.23682/119613
Further reading
  • Таныгина, Е. А. Географические информационные системы : Метод.указания по выполнению лаб.работ для студ.спец. 4313,4404,4603,4602 / Е.А.Таныгина. - Усть-Каменогорск : ВКГТУ, 2002. - 36 c. - Библиогр.: с. 36. - 70.00 т.
  • Любимов, А. В. Геоинформационные системы и дистанционные методы в науках о Земле и охране природы. (Англо-немецко-русский словарь-глоссарий специальных терминов и определений) : учебное пособие / А. В. Любимов, Е. М. Нестеров. — Санкт-Петербург : Издательство РГПУ им. А. И. Герцена, 2021. — 308 c. — ISBN 978-5-8064-3092-3. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/131698.html (дата обращения: 13.09.2024). — Режим доступа: для авторизир. пользователей
  • Зольников, И. Д. Введение в геоинформационные системы и дистанционное зондирование : учебно-методическое пособие / И. Д. Зольников, Н. В. Глушкова. — Новосибирск : Новосибирский государственный университет, 2023. — 88 c. — ISBN 978-5-4437-1498-1. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/134567.html (дата обращения: 13.09.2024). — Режим доступа: для авторизир. пользователей