Трехмерное моделирование объектов в ГИС
内容描述: Курс направлен на изучение основных понятий 3D моделирования в информационных системах, основных подходов к моделированию геометрических объектов в 3D, методов 3D геоинформационного моделирования, обработки 2D данных в трехмерном пространстве, а также на решение прикладных задач по разработке крупномасштабных трехмерных моделей городов и объектов.
贷款数: 5
Пререквизиты:
- Цифровое картографирование
*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:
| *TypesOfClasses(zh-CN)* | *hours(zh-CN)* |
|---|---|
| *Lectures(zh-CN)* | 15 |
| *PracticalWork(zh-CN)* | 30 |
| *LaboratoryWork(zh-CN)* | |
| *srop(zh-CN)* | 30 |
| *sro(zh-CN)* | 75 |
| *FormOfFinalControl(zh-CN)* | экзамен |
| *FinalAssessment(zh-CN)* | Экзамен |
零件: Компонент по выбору
循环次数: Базовые дисциплины
Цель
- формирование теоретических знаний и практических навыков для решения научно-исследовательских и проектных задач, связанных с моделированием и прогнозированием развития процессов и объектов, с применением технологий трехмерного и геоинформационного моделирования
Задача
- Приобрести фундаментальные и прикладные знания в области трехмерного моделирования в информационных системах, научить строить модели процессы и объекты с использованием технологий трехмерного моделирования
- Изучение геоинформационного трехмерного моделирования, научить исследовать и анализировать теоретические и экспериментальные трехмерные модели, и объекты в области управления технологическими процессами.
- Освоение операций векторного и растрового ГИС-анализа, технологий трехмерного моделирования в среде ГИС.
- Формирование знаний и приобретение навыков в области использования средств ГИС для целей пространственного анализа и моделирования.
Результат обучения: знание и понимание
- Внедрять технологии мультимедийного, виртуального, многомерного цифрового пространственного моделирования для принятия научно-исследовательских и производственно-технологических решений.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Способность к обработке, синтезу геодезической и аэрокосмической информации для целей картографирования, научно-исследовательских и производственных работ
Результат обучения: формирование суждений
- Готовность к использованию и применению базовых навыков принятия решений в области техники и технологии
Результат обучения: коммуникативные способности
- Умение грамотно пользоваться информационными технологиями
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Способность к разработке алгоритмов, программ и методик решения задач в области геодезии и дистанционного зондирования
*TeachingMethods(zh-CN)*
-интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мозговой штурм; мотивационная речь);
-проблемная лекция (опирается на логику последовательно моделируемых проблемных ситуаций и зада, которые надо решить);
-построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий;
-информационно-коммуникационная (занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ);
- поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения);
-практическое занятие в форме дебатов (групповые дискуссии при обсуждении проблемы в виде прений и обмена мнениями);
-обсуждение результатов работы студенческих исследовательских групп.
*AssessmentKnowledge(zh-CN)*
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| *Period2(zh-CN)* | *TypeOfTask(zh-CN)* | *Total(zh-CN)* |
|---|---|---|
| 1 *Rating(zh-CN)* | Лекционные занятия | 0-100 |
| Практические занятия | ||
| Самостоятельная работа (Реферат) | ||
| Контроль знаний по семестру | ||
| 2 *Rating(zh-CN)* | Лекционные занятия | 0-100 |
| Практические занятия | ||
| Самостоятельная работа (Реферат) | ||
| Контроль знаний по семестру | ||
| *TotalControl(zh-CN)* | экзамен | 0-100 |
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
| *TypeOfTask(zh-CN)* | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | *Grade4(zh-CN)* | *Grade3(zh-CN)* | *Grade2(zh-CN)* | |
| Лекционные занятия | 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. |
| Работа на практических (семинарских) занятиях | Выполнил практическую работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. | Выполнил требования к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. | Выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе прове-дения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | Выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
| Самостоятельная работа (Реферат) | Выставляется, если выполнены все требования к написанию и защите реферата: обозначена проблема и обоснована её актуальность, сделан краткий анализ различных точек зрения на рассматриваемую проблему и логично изложена собственная позиция, сформулированы выводы, тема раскрыта полностью, выдержан объём, соблюдены требования к внешнему оформлению, даны правильные ответы на дополнительные вопросы. | Выставляется, если основные требования к реферату и его защите выполнены, но при этом допущены недочёты; в частности, имеются неточности в изложении материала; отсутствует логическая последовательность в суждениях; не выдержан объём реферата; имеются упущения в оформлении; на дополнительные вопросы при защите даны неполные ответы. | Выставляется, если имеются существенные отступления от требований к реферированию; в частности: тема освещена лишь частично; допущены фактические ошибки в содержании реферата или при ответе на дополнительные вопросы; во время защиты отсутствует вывод. | Выставляется, если тема реферата не раскрыта, выявлено существенное непонимание проблемы или же реферат не представлен вовсе. |
| Контроль знаний по семестру | Демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | Демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем | Демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем | Демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать на занятии |
*EvaluationForm(zh-CN)*
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- 3D модель топографической карты – цифровая картография, термины, определения. Картографические слои (покрытия) цифровых (электронных) карт. Основные и вспомогательные элементы покрытий
- Методы представления графических изображений на 3D модели. Разрешение изображения. Цветовые модели. Типы растровых изображений. Форматы графических файлов
- Современные программно-технические комплексы для сбора и обработки топографо-геодезической информации. Автоматизированные системы для сбора пространственных данных, метрической и атрибутивной информации
- Современные средства и методы измерения в геодезии. Состав и структура автоматизированных систем, обеспечивающих сбор и накопление топографо-геодезической информации. Отечественные и зарубежные автоматизированные съемочные системы
- Приборы для сбора и обработки первичной информации (спутниковые системы, электронные тахеометры, кодовые теодолиты и цифровые нивелиры, регистраторы и накопители информации). Форматы данных электронных тахеометров
- Актуальность 3D-моделирования в геодезии
- Трехмерное моделирование и средства реализации 3D технологий
- Пакеты для работы с 3D моделями и виртуальным пространством
- Программный комплексы CREDO, QGIS для обработки геоинформации и цифрового моделирования местности. Пользовательский интерфейс, инструментальные средства и функциональные возможности данного пакета программ. Алгоритмы для уравнивания и оценки точности результатов измерений. Программы Credo_dat, Transform, Топоплан и др., их назначение, технические характеристики и функциональные возможности
- Создание трёхмерных моделей в программе QGIS, Создание и драпировка трехмерной модели. Управление моделью (навигация)
- Цифровые модели местности. Определение цифровой модели местности (ЦММ). Основные свойства ЦММ. Структура и состав ЦММ. Виды и свойства топографических объектов. Слои ЦММ. Принципиальная схема цифрового моделирования местности. Исходные данные для ЦММ
- Базы геопространственных данных. Системы управления базами геопространственных данных. Состав и структура баз геопространственных данных. Персональные и корпоративные базы данных. Проектирование логической структуры базы данных ЦММ реляционного типа. Информационные и операционные системы управления базами данных топографо-геодезического назначения. Цифровое моделирование ситуации и рельефа
- Методы построения ЦМС по материалам наземных съемок, дистанционного зондирования и карт-материалам, ранее выполненных работ. Методы трехмерной визуализации ЦМС
- Цифровая модель рельефа (ЦМР). Типы моделей по характеру распределения опорных точек. Обзор методов моделирования топографических поверхностей. Метод конечных элементов. Метод дифференциальных сплайнов. Методы построения изолиний. Сеточные методы. Сканирующие методы. Аналитические методы. Способы представления цифровых моделей рельефа местности
- Применение цифровых моделей местности для решения инженерных задач. Создание топографических планов по данным наземных съемок и дистанционного зондирования. Подготовка данных для выноса и инженерных сооружений. Определение объемов земляных работ и перемещаемых масс. Построение разрезов, продольных и поперечных профилей по ЦММ
Основная литература
- http://www.lib.ektu.kz/cgi/irbis64r_15/cgiirbis_64.exe?LNG=&C21COM=F&I21DBN=BOOCU&P21DBN=POLN
- Комиссаров, А. В. Лазерное сканирование и трехмерное моделирование: учеб.-метод. пособие [Текст] / А. В. Комиссаров. – Новосибирск : СГУГиТ, 2020. – 58 с. : ил. доступ: http://lib.sgugit.ru/irbisfulltext/2020/04.06.20/Учебные%20пособия/Комиссаров/Комиссаров.pdf
- Курлович, Д.М. Геоинформационные методы анализа и прогнозирования погоды : учеб.-метод. пособие / Д.М. Курлович. – Минск : БГУ, 2016.– 191 с. доступ: https://elib.bsu.by/bitstream/123456789/171915/1/ГИС-анализ%20и%20моделирование_курс_лекций.pdf
- Хлебникова, Т. А. Моделирование и пространственный анализ в ГИС. Цифровое моделирование рельефа в ГИС «Панорама» [Текст] : учеб.-метод. пособие / Т. А. Хлебникова, С. Р. Горобцов. – Новосибирск : СГУГиТ, 2018. – 70 с. доступ: https://www.informio.ru/files/main/documents/2019/03/Hlebnikova_Gorobcov_Uchebno_meto.pdf
- Шихов А.Н., Черепанова Е.С., Пьянков С.В. Геоинформационные системы: методы пространственного анализа: учеб. пособие / А.Н. Шихов, Е.С. Черепанова, С.В. Пьянков. Перм. гос. нац. исслед. ун-т. – Пермь, 2017. – 88 с.: ил. доступ: https://gisgeo.org/wp-content/uploads/2023/02/geoinformacionnye_sistemy.pdf
- Цифровые технологии картографирования : учебное пособие / Д. В. Лисицкий ; МОиН РК, ВКГТУ им. Д. Серикбаева. - Усть-Каменогорск : ВКГТУ, 2011. - 144 с. : ил. - (Серия учебно-методической литературы, издаваемой в рамках программы МОН РК "Привлечение зарубежных ученых и консультантов в ведущие вузы Казахстана"). - Библиогр.: с. 163. - 300 т., 500 т. ГРНТИ 36 УДК 528
- Поморцева Е. Е. Трехмерное моделирование объектов и инфраструктуры городов: учеб. пособие / Е. Е. Поморцева; Харьков. нац. ун-т гор. хоз-ва им. А. Н. Бекетова. – Харьков : ХНУГХ им. А. Н. Бекетова, 2020. – 228 с. доступ: https://eprints.kname.edu.ua/57449/1/2019%20печ.%205Н.pdf
Дополнительная литература
- IPR SMART http://www.iprbookshop.ru. Логин ektu пароль - vqZScCFD. Для начала работы пользователям необходимо пройти личную регистрацию под указанными логином и паролем, а впоследствии авторизоваться под своими учетными данными
- ScienceDirect - http://www.sciencedirect.com
- EBSCO Discovery Service (EDS) - http://search.ebscohost.com
- Кашура, В. Н. Геоинформационные системы в геодезии : пособие для студентов специальности 1-56 02 01 «Геодезия» / В. Н. Кашура. – Минск : БНТУ, 2017. – 51 с. https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/35200/Geoinformacionnye_sistemy_v_geodezii.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- Дубровский, А. В. Д797 Геоинформационные системы: автоматизированное картографирование [Текст] : учеб.-метод. пособие / А. В. Дубровский, О. И. Малыгина. – Новосибирск : СГУГиТ, 2016. – 94 c. http://lib.sgugit.ru/irbisfulltext/2017/&Дубровский/Об.%20документ.pdf
- Геоинформационные системы в геодезии : пособие для студентов специальности 1-56 02 01 «Геодезия» / В. Н. Кашура. – Минск : БНТУ, 2017. – 51 с. https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/35200/Geoinformacionnye_sistemy_v_geodezii.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- https://docs.qgis.org/3.16/ru/docs/training_manual/
