Домой

Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «Основы компьютерных технологий решения геологических задач» вузовского компонента цикла опд по специальности




Скачать 326.22 Kb.
НазваниеУчебно-методический комплекс учебной дисциплины «Основы компьютерных технологий решения геологических задач» вузовского компонента цикла опд по специальности
Дата14.04.2013
Размер326.22 Kb.
ТипУчебно-методический комплекс
Содержание
Учебно-методический комплекс
Составитель доцент кафедры геологии нефти и газа Г.Н.Прозорова
Программа учебного курса
Темы лекций
2. Базы данных
Дополнительные разделы
СУБД Картографические проекции
Координаты Гаусса-Крюгера
Базы Метаданных
Воксел (voxel, от англ.
База знаний
Перечень рекомендованной литературы
Контрольные вопросы
Подобные работы:




ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»


Департамент «Науки о Земле»


Геолого-географический факультет



«УТВЕРЖДАЮ»

Декан геолого-географического

факультета

_________________Н.И.Бойко


«……»………..2008 г.


Рассмотрено и рекомендовано

на заседании кафедры

Геологии нефти и газа РГУ

Протокол № ________

«……»………..2008 г.

Зав. кафедрой ______________




^ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

учебной дисциплины

«Основы компьютерных технологий решения геологических задач»

вузовского компонента цикла ОПД

по специальности 08.05.00 ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА


^

Составитель доцент кафедры геологии нефти и газа

Г.Н.Прозорова




Ростов-на-Дону

2008

Пояснительная записка

Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе

Целью является изучение современных компьютерных технологий, используемых для решения геологических задач; овладение понятиями информационных технологий – база данных, банк данных, операции с данными, системы управления данными, вычислительные процедуры, пространственные данные, географические информационные системы; овладеть методами логического и физического моделирования данных, приемами работы с СУБДами и ГИС-системами. Для изучения дисциплины студенты должны усвоить предметы: «Математика», «Информатика и вычислительная техника», «Геология и геохимия нефти и газа», «Нефтегазоносные провинции России и зарубежных стран», «Нефтегазопромысловая геология».

Программа составлена в соответствии с положениями Стандарта на прикладные геологические дисциплины


Общая схема положения и продолжительности учебного курса

Таблица 1

Специальность

08.05.00

Курс

IV

Семестр

5-6

5

6

Всего часов

160

86

74

В т.ч. лекций

52

28

24

лабораторных занятий

26

14

12

консультаций

4

2

2

Самостоятельная работа

78

42

36

Зачет

12

6

6



^

ПРОГРАММА УЧЕБНОГО КУРСА


Таблица 2


Информационные

блоки
^

Темы лекций


Темы

Самостоятельной работы

Формы

контроля

Лаборат. Работа

(идентификатор)

Рекомендованная

литература

1

1. Введение. Основные определения и обзор современного состояния компьютерных технологий в геологии – 2 час










1

2.1.
^

2. Базы данных


2.1.Сбор, формализация, накопление геологических фактографических данных на ЭВМ. Данные, типы данных, модели данных. Информационные технологии создания и ведения геологических баз данных фактографического содержания. Этапы проектирования БД – 2 часа










1,

2

2.2.

2.2. Системы управления базами данных (СУБДы) – MS Access 2000 (XP), Oracle 9i, MS SQL Server 7. История и перспективы развития систем управления базами данных. Архитектура СУБД. Сервер баз данных; модели серверов. – 2 часа

Архитектура, функции, объекты

MS Access 2000 (XP),

Oracle 9i,

MS SQL Server 7– 16 час.

Создание объектов СУБДа:

Таблиц, экранных форм, отчетов, макросов

Л_2.2.

1,

2

2.3.

2.3. Предметная область нефтегазовой геологии и освоении нефтяных и газовых месторождений. Логические модели предметной области геологии. Классификация моделей данных. Реляционная модель данных. Содержание и структура модели данных «Сущность-связь» (ER- модели - Entitity-Relashinship) –2 часа










1

2

2.4.

2.4. Физическая модель БД; структура модели; программные средства построения модели Технологии ER-моделирования. - 2 часа

Структура и функции

Системы ER Win – 8 час.

Разработка объектов системы: вариантов логической, физической модели

Л-2.4.

1

2

2.5.

2.5. Запросы информации из БД. Типы запросов. Языки запросов СУБД – 2 час.











1

2

2.6.

2.6. Структурированный язык запросов SQL; основные операторы языка. Международные стандарты SQL. Структура SQL: операторы данных; операторы манипулирования данными; операторы администрирования данных. Обработка и анализ данных на SQL - 2 час.










1

2

2.7.

2.7. Метаданные базы данных. Стандарты на создание БД и метаданных БД - 2 час.







Л_2.7.

1,2

2.8.

2.8. Использование информационных технологий электронных таблиц, математических пакетов для обработки и преобразования информации - . 2 часа













2.9.

2.9. Текстовые редакторы и графические пакеты для выдачи и оформления информации – 2 час.




Контрольная работа







3.1.

3. Геоинформационное картографирование

3.1. Компьютерное представление и накопление геологических графических материалов. Методы и технологии создания электронных цифровых векторных карт (электронное картографирование) - 2 часа.











3

4

5

3.2.

3.2. Основные графические векторные пакеты, ГИС-системы:Arc GIS 9.2; Geo Draw Win, GeoGraf Win, AutoCAD Map, WIN GIS – 2 час

Модули и функции

Arc GIS 9.2; Geo Draw Win, GeoGraf Win, AutoCad Map – 18 час

Разработка объектов GIS-систем:

Объектов, слоев, покрытий




3, 4, 5

3.3.

3.3. Принципы организации информации на векторных картах; системы координат и картографические проекции; cистема глобального позиционирования объектов наблюдения (GPS). Картографические слои.– 2 часа.







Л_3.3.

3, 4, 5

3.4.

3.4. Тематическое картографирование. Масштабирование карт. Система изобразительных средств векторных карт. Растровые изображения. Векторизация изображений, пакеты-векторизаторы Easy Trase, Vectory. Дигитайзеры под управлением AutoCAD – 2 часа.




Тестирование на усвоение теории

Л_3.4.

3, 4, 5




Всего 28 часов (осенний семестр)

Всего 42 часа управляемой самостоятельной работы

(осенний семестр)

Рейтинговая оценка результатов самостоятельной работы за семестр

Контрольная работа семестра







4

4. Банки данных, информационно-аналитические системы – структура и функции обработки данных. Базы знаний. Базы моделей – 2 часа

Строение, функции базы знаний. Программные средства создания баз знаний – 10 час.

Разработка объектов баз знаний




1

5

5. Распределенные базы данных. Сетевые технологии создания и ведения баз данных. Технологии «Клиент-сервер» для управления базами данных – 2 часа.

Серверы баз данных;

Серверы приложений – 8 час.

Реферат

Л_5

1

6.1.

6. Географические информационные системы (GIS)

6.1. GIS– технологии как средства создания и управления пространственно-ориентированными геологическими объектами и их атрибутами.– 2 часа.








Л-6.1

3, 4, 5

6.2.

6.2. Основные блоки и функции GIS-системы. Базы данных внутренние и внешние – 2 часа

Оверлейные процедуры с графическими объектами – 8 час

Создание объектов оверлейных процедур




3, 4, 5

6.3.

6.3. Использование GIS– систем для решения геологических задач (анализа природной сырьевой базы горючих ископаемых, тектонического районирования и т.д.) – 2 часа













6.4.

  1. 6.4. Методы картографического моделирования объектов. цифровые модели гипсометрических планов пластов по данным скважин и сейсмики, рельефа древних и современных поверхностей; поверхностей границ залежей– 2 часа.




Цифровые модели структуры продуктивных пластов – 8 час

Построение фрагментов моделей

Л_6.4.

3, 4, 5

6.5.

  1. 6.5.Использование методов моделирования для прогноза месторождений полезных ископаемых –2 часа










1, 3, 4, 5

7

7. Формирование и использование технологических комплексов для решения геологических задач. Программные средства комплексирования (С++, Delphi и др.) – 2 часов.










1

8.1.

  1. 8. Комплексное моделирование нефтегазогеологических объектов

  2. 8.1.Концепции и информационные технологии моделирования нефтяных (газовых) залежей. Компьютерно-аналитические системы подсчета запасов полезных ископаемых. Создание электронных подсчетных планов. Выделение подсчетных блоков оверлейными процедурами с картографическими слоями. Использование ArcGIS и специальных программных блоков (Spathiel Analyst, 3D Analyst); пакета WinSerf для построения карт в изолиниях. Определение значений подсчетных параметров статистическими, аналитическими расчетами с показателями баз данных залежей и месторождений. Использование средств GIS – технологий для совместного управления и анализа электронных карт и баз данных и выполнения подсчета запасов –2 часа

Компьютерная система моделирования залежей DV SeisGeo – 10 час.

Построение элементов модели залежи




1

8.2.

  1. 8.2.Компьютерно-аналитические системы информационного обеспечения управления геолого-разведочными работами и разработкой нефтяных и газовых месторождений.– 2 часа.










Л_8.2.

1

8.3.

  1. 8.3. Обоснование и представление управляющих показателей. Информационные модели геолого-разведочных работ – 2 часа










1

8.4.

8.4. Интерфейс информационно-поисковой системы. Основные направления развития компьютерных технологий и их применения в геологии- 2 часа







Л_8.4.

1




Всего 24 часа (весенний семестр)


Всего 36 час. управляемой самостоятельной работы

(весенний семестр)

Рейтинговая оценка результатов самостоятельной работы

Контрольная

Работа учебного года











Итого 38 часов

Итого часов управляемой самостоятельной работы -78













^ Дополнительные разделы

Информационные системы менеджмента отраслей ТЭК – топливно-энергетического комплекса.

Базы данных по нефти и газу

Базы данных по углю

Распределенные базы данных по нефти, газу, углю, ресурсам ТЭК.

GIS – системы ТЭК

Компьютерные системы моделирования объектов ТЭК

Нормативно-правовые информационные системы ТЭК































Глоссарий


Основные понятия и определения


Алгоритм (algorithm) - дискретный набор конечного числа правил, точных предписаний, определяющих порядок выполнения операций над исходными данными для достижения искомого результата и позволяющих чисто механически решить некоторую задачу из класса однотипных задач. А. должен обладать свойствами конечности, однозначности (детерминированности), определенности, массовости и результативности. А., выраженный средствами языка программирования, именуется программой

Анализ и оценка карт и атласов (map and atlases analysis and evaluation) – исследование свойств и качества картографических произведений, их пригодности для решения каких-либо задач. Критериями при этом выступают: целесообразность избранного масштаба и картографической проекции, достоверность карты и ее научная обоснованность, полнота содержания, геометрическая точность планового и высотного положения объектов, логичность построения легенды, качество оформления карты, качество печати и т. п. Синтетическим критерием анализа является надежность карты.

Атрибут (attribute) - син. реквизит - свойство, качественный или количественный признак, характеризующий пространственный объект (но не связанный с его местоуказанием) и ассоциированный с его уникальным номером, или идентификатором; наборы значений А. (attribute value) обычно представляются в форме таблиц средствами реляционных СУБД;

Бит (bit) от англ. "binary digit" - "двоичная цифра" (син.) или (по другим данным) от "basic indissoluble information unit" (не делимая далее единица информации) или от "binary init" (бинарная единица) - одна из цифр: 0 или 1 - при представлении числа в двоичной системе счисления; минимальная единица количества информации в ЭВМ, равная одному двоичному разряду; набор из, как правило, восьми Б. носит название байта.

Вектор (vector) - 1. направленный сегмент; термин, служащий для образования производных терминов, связанных с векторными представлениями пространственных данных.2. величина, характеризуемая числовым значением и направлением;

Векторное представление (vector data structure, vector data model) - син. векторная модель данных - цифровое представление точечных, линейных и полигональных пространственных объектов в виде набора координатных пар, с описанием только геометрии объектов, что соответствует нетопологическому В.п. линейных и полигональных объектов (см. модель "спагетти") или геометрию и топологические отношения (топологию) в виде векторно-топологического представления; в машинной реализации В.п. соответствует векторный формат пространственных данных (vector data format).

Визуализация (visualization, visualisation, viewing, display, displaying) - син. графическое воспроизведение, отображение - 1. в ГИС, компьютерной графике и картографии - проектирование и генерация изображений, в том числе геоизображений, картографических изображений и иной графики на устройствах отображения (преимущественно на экране дисплея) на основе исходных цифровых данных и правил и алгоритмов их преобразования. Различают также плоские, или двухмерные, или планиметрические (planimetric images, 2-D view, 2-D images) и трехмерные (volumetric images, 3-D view, 3-dimensional view, perspective view) изображения; последние из них строятся в аксонометрической, ортогональной или перспективной (центральной) или иной проекции из центра (центров) проецирования.

Геоинформатика (GIS technology, geo-informatics) - наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий, по прикладным аспектам, или приложениям ГИС (GIS application) для практических или геонаучных целей. Входит составной частью в геоматику (по одной из точек зрения) или предметно и методически пересекается с ней.

Данные (datum, pl. data) - 1. зарегистрированные факты, описания явлений реального мира или идей, которые представляются достаточно ценными для того, чтобы их сформулировать и точно зафиксировать; - 2. информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном участии человека (ГОСТ 15971-90. Системы обработки данных. Термины и определения); факты, понятия или команды, представленные в формализованном виде, позволяющем осуществить их передачу, интерпретацию или обработку как вручную, так и с помощью систем автоматизации (СТ ИСО 2382/1-84).

Дигитайзер (digitizer, digitiser, tablet, table digitizer, digitizer tablet, digital tablet, graphic tablet) - син.цифрователь, графический планшет, графическое устройство ввода данных, графоповторитель, жарг. сколка, таблетка - 1. устройство для аналого-цифрового преобразования сигналов, источников и данных; 2. в геоинформатике,компьютерной графике и картографии: устройство для ручного цифрования картографической и графической документации в виде множества или последовательности точек, положение которых описывается прямоугольными декартовыми координатами плоскости Д.

Запрос (query, request) - задание на поиск (retrieval) данных в базе данных, удовлетворяющих некоторым условиям.

SQL. - Стандартный язык Запросов реляционных ^ СУБД

Картографические проекции (map projection, projection) – математически определенный способ изображения поверхности Земного шара или эллипсоида (или др. планеты) на плоскости. Общее уравнение К.п. связывает геодезические широты (В) и долготы ( L ) c прямоугольными координатами x и y на плоскости: x = f1(B,L); y = f2(B,L), где f1 и f2 – независимые, однозначные и конечные функции.)

Качество карт (map quality) – совокупность свойств, обеспечивающих способность карты удовлетворять определенным потребностям пользователей. Оценивается набором (комплексом) показателей, характеризующих отдельные свойства карты, напр., ее геометрическую точность, полноту и т.п. См. надежность карт, оценка карт и атласов.

Координаты (сoordinates) - числа, заданием которых определяется положение точки на плоскости, поверхности или в пространстве.

Прямоугольные, или декартовы координаты (grid сoordinates, rectangular сoordinates, right-angled сoordinates, Cartesian сoordinates) - прямоугольные координаты на плоскости (planimetric rectangular сoordinates, 2D сoordinates, two dimensional сoordinates) - снабженные знаками + или - расстояния х (абсцисса) и у (ордината) этой точки от двух взаимно перпендикулярных прямых Х и У, являющихся координатными осями (X-axis, Y-axis) и пересекающихся в некоторой точке - в начале К. (сoordinates origin) и прямоугольные координаты в пространстве (rectangular space coordinates, spatial coordinates, 3D сoordinates, three dimensional сoordinates) - три числа x, y и z (аппликата), определяющие положение точки относительно трех взаимно перпендикулярных плоскостей. Плоскости пересекаются в начале К. и по координатным осям Х, У и Z (Z-axis).

Полярные координаты (polar сoordinates) - полярные координаты на плоскости (на поверхности) - два числа: полярное расстояние точки от фиксированного начала (polar distance) и полярный угол между выбранной полярной осью и направлением на точку (polar angle, polar bearing, position angle). В качестве полярной оси на плоскости часто принимают направление, параллельное оси абсцисс, а на эллипсоиде - северное направление меридиана. В первом случае полярным углом будет дирекционный угол, во втором - азимут. В пространстве в качестве полярных К. используют радиус-вектор (расстояние от начала координат до заданной точки), вертикальный угол и азимут .

Сферические координаты (spherical сoordinates) - три числа: радиус-вектор, геоцентрические широта и долгота. Эллипсоидальные координаты (ellipsoidal сoordinates) - три числа: геодезические широта, долгота и высота; определяют положение точки земной поверхности относительного земного эллипсоида. Измерениями на физической поверхности определяют астрономические широты и долготы. Различия геодезических и астрономических координат обусловлены уклонениями отвесных линий, зависят от фигуры Земли, земного эллипсоида, от его расположения в теле Земли и являются особым предметом изучения геодезии. В мелкомасштабном картографировании различием геодезических и астрономических широт и долгот пренебрегают и их именуют

географическими координатами (geographic(al) сoordinates) - названием, исторически сложившимся по отношению к шарообразной и однородной по строению Земле. Часто ошибочно геодезические К. называют географическими. К. с началом на земной поверхности или в околоземном пространстве называют

топоцентрическими координатами (topocentric сoordinates), с началом в центре масс - геоцентрическими координатами (geocentric сoordinates), около центра масс Земли –

квазигеоцентрическими координатами (quasi-geocentric сoordinates). Различают: координаты экваториальные (equatorial сoordinates) - одной из координатных плоскостей является плоскость экватора , координаты горизонтные (horizontal сoordinates) - координатной плоскостью служит плоскость горизонта. На эллипсоиде, шаре и на картах применяют криволинейные координаты (curvilinear сoordinates) - сетку меридианов и параллелей . Трансформирование координат (transformation сoordinates) - преобразования, осуществляющие сдвиг, вращение и масштабирование К. при пересчете из одной системы в другую.

^ Координаты Гаусса-Крюгера (Gauss-Kruger сoordinates) - система плоских прямоугольных координат. Вводят при помощи равноугольной картографической проекции с тем же названием. Земной эллипсоид отображается на плоскости зонами, ограниченными меридианами с разностью долгот 6 0 . Зоны нумеруют с запада на восток, начиная от меридиана Гринвича. Осью X (абсцисс) является изображение среднего или осевого (central) меридиана зоны, осью Y (ординат) - изображение экватора. Восточная долгота осевого меридиана в первой шестиградусной зоне рана 3 0 , во второй 9 0 и т.д. Начало координат (map origin), точка пересечения экватора и осевого меридиана, имеет х=0 м, y=500 000 м. Номер зоны указывается перед y. Значение x на осевом меридиане равно длине дуги меридиана эллипсоида от экватора до заданной параллели. При топографических съемках масштабов 1:5000 и крупнее применяют трехградусные зоны, для которых осевые меридианы совпадают с осевыми и граничными меридианами шестиградусных зон.

Картографирование (mapping, map (atlas) compilation) - син . картирование , составление карт , картосоставление – совокупность процессов, методов и технологий создания карт , атласов и др. картографических произведений. По масштабу различают крупномасштабное картографирование (large scale mapping), среднемасштабное картографирование (medium scale mapping) и мелкомасштабное картографирование (small scale mapping); по объекту – астрономическое, планетное и земное К.; по методу – наземное, аэрокосмическое, подводное К. Наиболее разнообразны виды (отрасли ) тематического картографирования (branches of thematic mapping), которые постоянно возникают в ответ на запросы практики (напр., туристское К., электоральное К.), либо развиваются на стыке картографии с др. науками (геологическое, историческое, экономическое К. и т. п. ).

Метаданные (metadata) - данные о данных: каталоги, справочники, реестры, инвентории, базы матаданных (metadata base) и иные формы описания (метасопровождения) наборов цифровых и аналоговых данных, содержащие сведения об их составе, содержании, статусе (актуальности и обновляемости), происхождении (способах и условиях получения), местонахождении, качестве (полноте, непротиворечивости, достоверности), форматах и формах представления, условиях доступа, приобретения и использования, авторских, имущественных и смежных с ними правах на данные и об их иных датометрических характеристиках.

^ Базы Метаданных - средства инвентаризации информационных ресурсов, в том числе региональных и национальных, входить составной частью в существующие информационные системы и базы данных, составляя одну из целей их администрирования, использоваться при поиске и оценке источников пространственных данных

Тематическое картографирование (thematic mapping) – комплекс мероприятий и процессов по созданию тематических карт и атласов.

Разделы Тематического картографирования - природа (геологическое, климатическое, почвенное, геоботаническое и др.); общество (населения, хозяйства, историческое и т.п.) и их взаимодействия (инженерно-геологическое, экологическое, природоохранное и др.).; системное картографирование.

Топографическая карта (topographic map) – общегеографическая карта универсального назначения, подробно изображающая местность. Т. к. подразделяют на крупномасштабные (1 : 50 000 и крупнее), среднемасштабные (1 :1 00 000 – 1 : 500 000) и мелкомасштабные или обзорно-топографические (мельче 1 : 500 000). В каждой стране существует официально принятая государственная система картографических проекций, масштабов, разграфки и номенклатуры карт и условных знаков для Т. к.

Точка (point, point feature) - син. точечный объект - 0-мерный объект, один из четырех основных типов пространственных объектов (наряду с линиями, полигонами и поверхностями), характеризуемый координатами и ассоциированными с ними атрибутами; совокупность точечных объектов образует точечный слой.

Оверлей (overlay) - 1. операция наложения друг на друга двух или более слоев, в результате которой образуется графическая композиция, или графический оверлей исходных слоев (graphic overlay) или один производный слой, содержащий композицию пространственных объектов исходных слоев, топологию этой композиции и атрибуты, арифметически или логически производные от значений атрибутов исходных объектов в топологическом О. (topological overlay) векторных представлений пространственных объектов.

Операционная система, ОС (operating system, OS) - программный комплекс, обеспечивающий поддержку работы всех программ и их взаимодействие с аппаратными средствами и пользователем. ОС управляет памятью, вводом-выводом, внешней памятью, взаимодействием процессов, осуществляет защиту, учет использования ресурсов, обработку командного языка.

Оценка карты и (или) атласа (map and/or atlas evaluation, map and/or atlas estimation) – заключение о качестве, надежности, пригодности картографического произведения для конкретного использования, сделанный на основе его изучения (анализа). О. к. и а. включает оценку всех элементов: правильности выбора картографической проекции, масштаба карты, компоновки карты, способов картографического изображения, качества оформления карт и др. Общая оценка складывается на основе изучения полноты содержания картографического произведения, степени его нагрузки графическими элементами, геометрической точности, достоверности и современности, а также анализа читаемости, общего эстетического впечатления и др. См. также надежность.

Пиксел (pixel, pel) - син. пэл, пиксель - сокращение от англ. "picture element" ("элемент изображения") - элемент изображения, наименьшая из его составляющих, получаемая в результате дискретизации изображения (разбиения на далее неделимые элементы - дикреты, ячейки или точки растра); характеризуется прямоугольной формой и размерами, определяющими пространственное разрешение изображения.

^ Воксел (voxel, от англ. "volume element" или "volume pixel", OBEL) - трехмерный аналог пиксела - "кубическая" ячейка

Миксел (mixel, от англ. "mixed element"). - маргинальный Пиксел., образованный смешением нескольких смежных с ним (соседних) П. с отличными от него значениями классов, а также П., не поддающийся отнесению ни к одному из классов заданного их набора, в технологии цифровой обработки изображений получил название

Полигон (polygon, area, area feature, region, face) - син. многоугольник (в вычислительной геометрии и компьютерной графике), полигональный объект, контур, контурный объект, область - 2-мерный (площадной) объект, один из четырех основных типов пространственных объектов (наряду с точками, линиями и поверхностями), внутренняя область, образованная замкнутой последовательностью дуг в векторно-топологических представлениях или сегментов в модели "спагетти" и идентифицируемая внутренней точкой (меткой) и ассоциированными с нею значениями атрибутов

Пространственные данные (spatial data, geographic(al) data, geospatial data, georeferenced data) - син. географические данные - цифровые данные о пространственных объектах, включающие сведения об их местоположении и свойствах, пространственных и непространственных атрибутах. Обычно состоят из двух взаимосвязанных частей: позиционной (spatial, locational) и непозиционной (aspatial) составляющей данных..

Система управления базами данных, СУБД (data base management system, DBMS) - комплекс программ и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз данных. СУБД поддерживают, как правило, одну из трех наиболее распространенных моделей (схем) данных: реляционную (relational data model), иерархическую (hierarchical data model) или сетевую (network data model). Большинство современных коммерческих СУБД относится к реляционному типу. Наиболее распространенные СУБД - dBASE, Foxbase, Informix, Ingres, Oracle, Sybase и др.

Слой (layer, theme, coverage, overlay) - жарг. покрытие - совокупность однотипных (одной мерности) пространственных объектов, относящихся к одной теме (классу объектов) в пределах некоторой территории и в системе координат, общих для набора слоев. По типу объектов различают точечные, линейные и полигональные С., а также С. с трехмерными объектами (поверхностями). Послойное, или "слоистое" (layered), или многослойное (multi-layered) представление является наиболее распространенным способом организации пространственных данных в послойно-организованных ГИС (layer-based GIS).

Экспертная система, ЭС (expert system) - система искусственного интеллекта, включающая в себя базу знаний с набором правил и механизм, или машину вывода (inference engine), позволяющих на основании правил и предоставляемых пользователем фактов распознать ситуацию, поставить диагноз, сформулировать решение или дать рекомендацию.

Цифровая карта (digital map) –"цифровая модель земной поверхности, сформированная с учетом законов картографической генерализации в принятых для карт проекции, разграфке, системе координат и высот" (ГОСТ 28441-90. Картография цифровая. Термины и определения. 1990; с. 1).

Электронная карта (electronic map) - "векторная или растровая карта, сформированная на машинном носителе (например, на оптическом диске) с использованием программных и технических средств в принятой проекции, системе координат, условных знаках, предназначенная для отображения, анализа и моделирования, а также решения информационных и расчетных задач по данным о местности и обстановке" [ГОСТ Р 50828-95. Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования. 1996; с.3].

База данных, БД (data base, database, DB) - совокупность данных, организованных по определенным правилам, устанавливающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными. Создание БД и обращение к ней (по запросам) осуществляются с помощью системы управления базами данных (СУБД).

БД может быть размещена на нескольких компьютерах сети; в этом случае она называется распределенной БД, РБД (distributed database), как и управляющая ею СУБД - системой управления распределенными базами данных, СУРБД (distributed database management system). БД ГИС содержат наборы данных о пространственных объектах, образуя пространственные БД (spatial database); цифровая картографическая информация может организовываться в картографические базы данных (map database), картографические банки данных.

Банк данных, БнД (databank, data bank) - информационная система централизованного хранения и коллективного использования данных. Содержит совокупность баз данных, СУБД и комплекс прикладных программ. БнД называют локальным (local databank), если он размещен в одном вычислительном центре (ВЦ) или на одном компьютере; распределенный БнД (distributed databank) - система объединенных под единым управлением и посредством компьютерной сети территориально разобщенных локальных БнД.

Геоинформационная система, ГИС - информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных пространственных данных). ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, квадротомических и иных

По территориальному охвату различают глобальные, или планетарные ГИС (global GIS), субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС (regional GIS), субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС (local GIS). ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS), природоохранные ГИС (environmental GIS) и т.п.; среди них особое наименование, как особо широко распространенные, получили земельные информационные системы. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС (integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (данных дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.

^ База знаний, БЗ (knowledge base) - совокупность знаний о некоторой предметной области, на основе которых можно производить рассуждения. Основная часть экспертных систем, где с помощью БЗ представляются навыки и опыт экспертов, разрабатывающих эвристические подходы в ходе решения проблем. Обычно БЗ представляет собой набор фактов и правил, формализующих опыт специалистов в конкретной предметной области и позволяющих давать на вопросы об этой предметной области ответы, которые в явном виде не содержатся в БЗ.

Автоматизированное рабочее место , АРМ (work station, workstation) син. рабочая станция - индивидуальный комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для автоматизации профессионального труда специалиста-картографа, проектировщика электронных схем, оператора системы дальнего радиолокационного обнаружения и пр. В АРМ входит персональный компьютер или рабочая станция с графическим и/или текстовым дисплеем, графопостроитель и др. периферийные устройства


2.2 Темы лабораторных занятий

Осенний семестр

Информационный блок


Тема лабораторной работы

2.2.

Л_2.2.Обзор, анализ и разработка блок-схемы основных объектов и функций СУБДа MS Access: таблицы, структура таблиц, свойства таблицы и полей таблицы; запросы, формы, отчеты, макросы, модули (ActiveX компоненты); создание таблиц, создание запросов, виды запросов – 2 часа

2.4

Л_2.4. Построение логической и физической моделей раздела предметной области геологии средствами программ ER-моделирования – 2 часа

2.7.

Л_2.7.Составление схемы метаданных базы данных месторождений нефти и газа - 2 часа

3.3.

Л-3.3. Построение макета векторной электронной карты геологического содержания: карты полезных ископаемых площади геологической съемки или региона – 2 часа.

3.4.

Л-3.4. Построение векторной электронной карты полезных ископаемых, карты нефтегазоносности на основе существующих графических баз данных (информационные ресурсы ГБЦГИ, Internet); векторизации сканированных карт– 6 часа.

Всего 14 часов

Весенний семестр

5.

Л_5. Построение схемы ввода информации и запросов информации из распределенных баз данных по технологии «Клиент-сервер» - 2 часа

6.1.

Л_6.1. Разработка блок-схемы ГИС-системы – 2 часа

6.4.

Л_6.4. Построение блок-схемы технологического комплекса моделирования геологических объектов ее реализация: выполнение подготовки подсчетных параметров и подсчета запасов нефти и газа на базе компьютерных технологий – 2 часа.

8.2.

Л_8.2.Разработка схемы структуры и функций информационного обеспечения управления поисково-оценочными работами– 4 часа.

8.4.

Л_8.4. Построение блок-схемы и реализация элементов интерфейса банка данных по нефти и газу; построение схемы АРМов: анализа, моделирования и прогноза показателей нефтегазогеологических объектов, процессов изучения и разработки нефтяных и газовых месторождений – 2 часа

Всего 12 часов

^
Перечень рекомендованной литературы

Основная:

  1. Основы компьютерных технологий решения геологических задач. Учебное пособие./ Г.Н.Прозорова. РГУ. Ростов-на-Дону.2005 г. Электронная версия.

Дополнительная:

  1. Базы данных: модели, разработка, реализация. Учебное пособие для ВУЗов./ Т.С. Карпова. – СПб. Питер. 2002. – 304 с. : ИЛ.

  2. Введение в ГИС. Учебное пособие./ Н.В.Коновалова, Е.Г.Капралов. – Петрозаводск. 1995.170 с.

  3. Пути создания и анализа электронных векторных карт угольной сырьевой базы. Обзор информации./ Г.Н.Прозорова, Н.Н.Погребнов. – М., Геоинформмарк. 2001. 47 с.

  4. Геоинформационные системы и технологии. / В.Я.Цветков. – М., Финансы и статистика. 1998. 230 с.

  5. Системы баз данных. Полный курс./ Гектор Гарсиа-Молина, Джеффри Ульман, Дженнифер Ундом./ М., СПб., Киев. Питер. 2003. – 480 с.

  6. Сигел Ч. Изучи сам. Access 97 / Перев. С англ. Ю.В. Климец по изданию: Teach yourself…Access 97 for Windows by Charles Siegel. – MIS: Press, 1997; - Мн. : ООО «Попурри», 1998. – 352 с. : ил.

  7. Системы обработки информации. Машинная графика. Термины и определения. // ГОСТ 27459-87, 32 с.

  8. Системы обработки информации. Машинная графика. Функциональное описание ядра графической системы (ЯГС). // ГОСТ 27817-88, 287 с.

  9. Стандартизация алгоритмов и программ компьютерной графики. // ГКВТИ ВМНУТЦ ВТИ. Учебное пособие. М.1990. 24 c.-УДК 681.32.06

  10. Геоинформационные системы и методы их создания. // Учебное пособие, М., МИИГАиК, 1995, 164 с.- УДК 528.9

  11. Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и ЭК. Общие требования. // ГОСТ Р 50828-95, M. 1995.20 с.

  12. Технологии создания и использования учебных геоинформационных систем. На примере MapInfo // Учебное пособие по курсу «Геоинформационные технологии» – М. : 2001 – 90 с.
    Статьи и доклады

  13. Опыт обучения студентов, учителей и школьников по специальности геоинформатика//Доклад на 3-й Всеросийской конференции "Геоинформатика и образование", М.,1999 с.131-143. УДК 528.9 (Авторы: Ковальчук А.К., Богомолов А.Ю. и др.

  14. Технология создания тематических и учебных цифровых карт в крупном масштабе.// В кн. IV Всероссийская конференция «Геоинформатика и образование», тезисы докладов, Москва, РАГС, 7-8 июня 2000 г. ,с. 30-31.

  15. Разработка программного обеспечения для редактирования электронных кадастровых карт. // В кн. Дистанционное зондирование и геоинформатика – технологии и наука XXI века. 5-ая Международная конференция «Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологии для контроля и диагностики состояния окружающей среды». М, 2000. с.45-46 (Ульянов А.О. и др.)



  16. Базовое картографическое обеспечение для ГИС.// В кн. Материалы третьей конференции ГИС-Ассоциации «Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях», М., 2000. (Ковальчук А.К. и др.)

  17. Проблемы создания геоинформационной продукции //Геодезия и картография., М., - 2001 - № 8, с. 29 - 41 УДК 528.9.001.13:373

  18. Обзор технологий создания геоинформационной продукции. // Информационные технологии., М. ,2001. № 9 с. 27- 32.

  19. Разработка методических документов и технологий сертификации цифровых карт. // Материалы научн. конф. «Качество и ИПИ-технологии».М., 2002, с. 78-79. (Журкин И.Г. Шахин В.П. и др.)

  20. Геоинформационные системы и методы их создания. // Учебное пособие, М., МИИГАиК, 1995, 164 с.- УДК 528.9


Техническое описание и руководство пользователя MS Access 2000 (XP), Oracle 9i, MS SQL Server 2000, ArcView 3.2 (специальные блоки: Spathial Analyst, 3D Analyst), WinSerf 7.0, MapInfo 5.0, Easy Trase, Vectory, AutoCAD Map, MS Excel, Adobe Photoshop, ArcGis 9.


^

Контрольные вопросы



Привести определение понятию «база данных - БД»; как оно формулируется в законе о защите БД

Банк данных (БнД) – определение понятия и отличия от Базы данных

Модель данных – как определяется это понятие; примеры моделей данных


Что такое предметная область в практике построения баз данных

Определить инфологическую модель данных, привести примеры


Датологическая модель данных в сравнении с другими видами моделей


Структурированный язык запросов SQL – определение, основные операторы

Физическая модель базы данных – как она определяется и строится


Система управления базами данных – основное определение; архитектура; программные пакеты


Географическая информационная система – привести определение и структуру


Привести виды картографических проекций цифровых топооснов России


Что такое «Картографический слой»; какие группы картографических слоев обычно создаются на тематических электронных картах

Идентификация геометрических примитивов, поддерживаемых SDO_GEOMETRY.

Создание и использование секционированных и основанных на функциях пространственных индексов.

Как создавать пространственные запросы при помощи SQL и пространственных операторов.

Как публиковать карты в Интернет/Интранет при помощи Oracle9iAS MapViewer.

Выполнение пространственного анализа с помощью пространственных функций и процедур.

Индексирование пространственных данных.

Использование системы линейных координат (LRS).

Описание модели запросов Oracle Spatial.

Описание типа данных SDO_GEOMETRY. Объект SDO_GEOMETRY

Системы координат, поддерживаемые Oracle Spatial.

Основные концепции БД Oracle.

Язык SQL.

Язык PL/SQL.

Поддерживаемые геометрические примитивы Oracle Spatial.

Модель данных Oracle Spatial.

Модель запросов Oracle Spatial.

Пространственные запросы.

Пространственный анализ.

Системы линейных координат (Linear Referencing System)

Обзор Oracle9iAS MapViewer.

Публикация слоя в БД.

Географические и негеографические системы координат.

Геодезические системы координат.

Проектные системы координат.

Связь пространственных слоев с системами координат.

Ограничения в использовании геодезических систем координат.

Экспорт и импорт пространственных данных.

Использование PL/SQL для загрузки данных с большим количеством координат.

Проверка корректности пространственных данных.

Что такое пространственный индекс?

Что такое R-tree-пространственный индекс?

Что происходит во время создания R-tree-пространственного индекса?

Синтаксис команды для создания пространственного индекса.

Метаданные для пространственного индекса.

Создание пространственных индексов с помощью Oracle Enterprise Manager.

Модель запросов в Oracle Spatial.

Как используются пространственные индексы в запросах.

Пространственные операторы и пространственные функции.

Пространственные отношения между геометрическими объектами.

Пространственные запросы в SQL.
Контрольные тесты

Что такое геоид ("землеподобный")?

  • Шар,

    • Эллипсоид вращения,

  • Фигура Земли, ограниченная поверхностью, к которой отвесные линии всюду перпендикулярны, и которая проходит через точку начала отсчета высот, закрепленную на высоте среднего уровня моря.

  • Объемная фигура, поверхность которой совпадает с поверхностью морей и океанов в их спокойном состоянии и мысленно продолжается под материки.

  • Объемная фигура, поверхность которой проходит через начало счета высот и иногда называется отсчетной поверхностью;

  • Двухосный эллипсоид.


Каковы характеристики Эллипсоида Красовского стран Европы и Азии:

1. большая полуось (радиус экватора) а = 6 378 245 м;

малая полуось (расстояние от плоскости экватора до полюса)

b ==6 356 863 м;

2. большая полуось (радиус экватора) а = 6 478 245 м;

малая полуось (расстояние от плоскости экватора до полюса)

b ==6 456 863 м;


3. большая полуось (радиус экватора) а = 7 878 245 м;

малая полуось (расстояние от плоскости экватора до полюса)

b = 7 856 863 м.


Какие системы координат используются в настоящее время в России?

  • СК-42 (СК-95),

  • WGS-84 (World Geodetic System of 1984),

  • ПЗ-90.

Скачать 326.22 Kb.
Поиск по сайту:



База данных защищена авторским правом ©dogend.ru 2014
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Уроки, справочники, рефераты