Управление пространственными данными

Бакалавриат 2025/2026

Статус: Курс обязательный (География глобальных изменений и геоинформационные технологии)

Кто читает: Факультет географии и геоинформационных технологий

Где читается: Факультет географии и геоинформационных технологий

Когда читается: 3-й курс, 3, 4 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Осокин Степан Артемович

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 72

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Курс является обязательным для студентов, выбравших специализацию (направление) «Геоинформационные технологии и пространственное моделирование». Курс направлен на то, чтобы научить студентов эффективно управлять пространственными данными с использованием современных географических информационных систем и систем управлениями базами данных. Курс предлагает расширенный подход к управлению пространственными данными как к процессу, включающему не только загрузку, хранение и манипулирование данными в среде системы управления базой данных (СУБД), но и задачи поиска, получения и интеграции пространственных данных из различных источников, построение системной архитектуры многопользовательских геоинформационных систем (МГИС), а также методы предоставления пространственных данных пользователям в среде МГИС. Курс включает рассмотрение теоретических основ управления пространственными данными, знакомство с различными стандартами и форматами пространственных данных, примеры различных видов источников данных, сравнение различных видов пространственных СУБД и освоение навыков их разворачивания, основные методы построения многопользовательских баз пространственных данных, манипулирование пространственными данными, методы многопользовательского редактирования данных и другие темы. Курс состоит из лекций, практических заданий и индивидуального проекта. В заданиях студентам предлагается решать задачи различной сложности на основе детальных инструкций или наводящих подсказок. Задания включают элементы программирования на языке Python, написание SQL-запросов, использование CLI-утилит, работу с протоколами HTTP и OGC, выполнение процедур с СУБД PostgreSQL с модулями PostGIS и PostGIS Topology, использование пакета QGIS и другого программного обеспечения. Для индивидуального проекта предлагается список тем на выбор.

Цель освоения дисциплины

Целью данного курса является освоение теоретических основ, базовых навыков и основных технологий, необходимых для решения задач управления пространственными данными в реальной практике современных компаний и организаций из различных отраслей. Такая практика кроме решения задач по применению пространственных СУБД включает в себя также построение системной архитектуры ГИС, сбор пространственных данных из различных источников, предоставление их пользователям системы и другие задачи.

Планируемые результаты обучения

Знать определение управления пространственными данными (УПД) как раздела геоинформатики.
Знать задачи управления пространственными данными.
Понимать особенности управления пространственными данными по сравнению с управлением данными вообще.
Понимать задачи интеграции пространственных данных.
Понимать актуальность управления пространственными данными в многопользовательских ГИС
Знать функциональные и архитектурные компоненты ГИС.
Знать варианты системной архитектуры многопользовательских ГИС.
Знать факторы выбора системной архитектуры ГИС.
Знать виды и примеры программного обеспечения для разных архитектурных компонентов ГИС.
Уметь выбирать программное обеспечение для компонентов ГИС.
Знать классификацию источников пространственных данных
Знать виды первичных источников пространственных данных - данных, собираемых в поле
Знать наиболее актуальные и активно развивающиеся источники данных дистанционного зондирования Земли и соответствующие съемочные системы: космические снимки сверхвысокого разрешения, "ночные" снимки, данные космической альтиметрии, системы космического видеомониторинга в сверхвысоком разрешении, системы микро- и нано-спутников, комплексные системы дистанционного зондирования, ретроспективные системы ДЗЗ.
Знать общие принципы работы глобальных навигационных спутниковых систем
Знать основные современные глобальные и региональные навигационные системы
Знать классификацию ГНСС-измерений по различным признакам. Знать классификацию дифференциальных поправок для ГНСС-измерений.
Понимать основные принципы создания ГНСС, сегменты ГНСС, особенности навигационных сигналов спутников.
Знать примеры различных методов позиционирования в ГНСС, отличающихся различным сочетанием видов ГНСС-измерений
Знать примеры действующих систем повышения точности ГНСС-измерений
Знать примеры основных провайдеров открытых пространственных данных.
Понимать принцип работы Google Earth Engine Data Catalog и геофреймворка Google Earth Engine. Уметь составлять простейшие скрипты для загрузки данных из Google Earth Engine Data Catalog.
Знать примеры открытых цифровых моделей рельефа и понимать их особенности
Уметь собирать в одном проекте разнородные данные из внешних источников, включая гео веб-сервисы и API
Знать примеры крупнейших отраслевых и коммерческих баз пространственных данных
Понимать принцип работы с непространственными источниками для формирования пространственных данных. Знать технологии геокодирования и гео веб-скрэпинга.

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Теоретические основы управления пространственными данными
Тема 2. Системная архитектура ГИС
Тема 3. Источники пространственных данных
Тема 4. Стандарты и форматы пространственных данных.
Тема 5. Хранение пространственных данных
Тема 6. Редактирование пространственных данных в многопользовательских ГИС
Тема 7. Предоставление пространственных данных
Тема 8. Отдельные вопросы Управления пространственными данными

Элементы контроля

Персональный проект
Вес 0.3 в итоговой оценке. В начале курса предоставляется на выбор список тем индивидуальных проектов. Каждый студент выбирает тему, затем представитель группы передает список выбранных тем преподавателю. Проект готовится самостоятельно с возможностью консультаций у преподавателя. В конце курса выделяются отдельные часы для презентаций результатов проектов. Каждый студент выполняет презентацию проекта, включая доклад и живую демонстрацию в соответствии с темой. Время и продолжительность презентаций сообщаются преподавателем. Оценка за проект вычисляется по формуле: [Раскрытие темы{0:2}] + [Общее понимание темы{0:2}] + [Качество доклада{0:2}] + [Качество демонстрации{0:2}] + [Превосходящий результат{0:1}] + [Выдающийся результат{0:1}]
Практические работы
по каждой теме выполняется несколько практических работ. Для каждой работы на соответствующем занятии предоставляется инструкция и критерии выставления оценок через систему оценивания. Для получения оценки от 1 до 8 баллов необходимо выполнить основные пункты задания. Для получения оценок 9 и 10 необходимо выполнить дополнительные пункты повышенной сложности. Оценивание пунктов повышенной сложности выполняется только в случае получения оценки 8 за основные пункты.
Экзамен
в форме очного собеседования во время сессии. Вопросы экзамена разделены по билетам, по 2 вопроса в билете. За каждый вопрос ставится оценка от 1 до 4 баллов. Для получения оценок 9 и 10 необходимо ответить на дополнительные вопросы и выполнить дополнительное задание.

Промежуточная аттестация

2025/2026 4th module
0.3 * Персональный проект + 0.3 * Практические работы + 0.4 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Осокин Степан Артемович
Медведев Андрей Александрович

Программа дисциплины