Учебная дисциплина «Геоинформационные системы» Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева Институт 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 Виды учебной работыВсего часовСеместры Общая трудоемкость дисциплины140 Аудиторные занятия51 Лекции3410 Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР)1710 и (или) другие виды аудиторных занятий Самостоятельная работа8910 Курсовой проект (работа)*10 Расчетно-графические работы Реферат и (или) другие виды самостоятельной работы Вид итогового контроля (зачет, экзамен)зачет

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, с. (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, с. (90 экз.) Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. -СПб.: Спб ГУТ, с. (18 экз.) Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. –М.: Берлянт А.М. Картография и телекоммуникации.- М.: Изд-во МГУ, с. Бугаевский Л.М. Математическая картография: Учебник для вузов.-.М.: с.

Учебно-методическое обеспечение дисциплины б) дополнительная литература: Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы: Учебное пособие для вузов. -М.: с. ArcView GIS. Руководство пользователя.– ESRI, с. MapInfo Professional/ Руководство пользователя/ Пер. В. Журавлева, Д. Анрющенко, В. Николаева, А. Просянова. –ЭСТИ МЭП, –540с. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии.- М.: Финансы и статистика, с. 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», с. 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., с.

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.