Дисциплина

HomeUndergraduate and post graduate educational programs Educational program Дисциплина

Three-dimensional simulation of objects in GIS

Apshikur Baytak

Description: The course is aimed at studying the basic concepts of 3D modeling in information systems, basic approaches to modeling geometric objects in 3D, methods of 3D geoinformation modeling, processing 2D data in three-dimensional space, as well as solving applied problems for the development of large-scale three-dimensional models of cities and objects.

Amount of credits: 5

Пререквизиты:

Numerical mapping

Course Workload:

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

Component: Component by selection

Cycle: Base disciplines

Goal

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

Objective

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.

Learning outcome: knowledge and understanding

Внедрять технологии мультимедийного, виртуального, многомерного цифрового пространственного моделирования для принятия научно-исследовательских и производственно-технологических решений.

Learning outcome: applying knowledge and understanding

Способность к обработке, синтезу геодезической и аэрокосмической информации для целей картографирования, научно-исследовательских и производственных работ

Learning outcome: formation of judgments

Готовность к использованию и применению базовых навыков принятия решений в области техники и технологии

Learning outcome: communicative abilities

Умение грамотно пользоваться информационными технологиями

Learning outcome: learning skills or learning abilities

Способность к разработке алгоритмов, программ и методик решения задач в области геодезии и дистанционного зондирования

Teaching methods

-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.

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	Лекционные занятия	0-100
	Практические занятия
	Самостоятельная работа (Реферат)
	Контроль знаний по семестру
2 rating	Лекционные занятия	0-100
	Практические занятия
	Самостоятельная работа (Реферат)
	Контроль знаний по семестру
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
Type of task	Excellent	Good	Satisfactory	Unsatisfactory
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

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	Excellent
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	Unsatisfactory

Topics of lectures

3D модель топографической карты – цифровая картография, термины, определения
Методы представления графических изображений на 3D модели
Современные программно-технические комплексы для сбора и обработки топографо-геодезической информации
Современные средства и методы измерения в геодезии
Приборы для сбора и обработки первичной информации (спутниковые системы, электронные тахеометры, кодовые теодолиты и цифровые нивелиры, регистраторы и накопители информации)
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
Создание трёхмерных моделей в программе QGIS, Создание и драпировка трехмерной модели
Цифровые модели местности
Базы геопространственных данных
Методы построения ЦМС по материалам наземных съемок, дистанционного зондирования и карт-материалам, ранее выполненных работ
Цифровая модель рельефа (ЦМР)
Применение цифровых моделей местности для решения инженерных задач

Key reading

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

June 12, 2023 - National mourning day in the Republic of Kazakhstan