Metody zapisu danych z pomiarów - GISLab =

Propozycje modyfikacji metod kształcenia
kadr na potrzeby
INSPIRE z wykorzystaniem wolnego
oprogramowania
Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska
Katedra Ochrony Terenów Górniczych,
Geoinformacji i Geodezji Górniczej
dr inż. Artur Krawczyk
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Plan referatu
Dyrektywa INSPIRE
Uwarunkowania kształcenia kadr w kraju
Kluczowe elementy kształcenia (programowanie,
Języki znacznikowe),
Wybrane własne rozwiązania z zakresu
kształcenia na przedmiotach kursowych
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Dyrektywa Inspire - Cel
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Kogo kształcić ?
Powszechnie kształcimy geodetów, geomatyków oraz osoby
pracujące
W urzędach administracji państowej:
Czego brak?
W kontekście podstawowego celu dyrektywy nie doceniamy
kształcenia
Inżynierów Środowiska oraz Ochrony Środowiska.
Którzy w swoim zakresie studiów posiadają zarówno
wykształcenie w zakresie prowadzenia polityki środowiskowej oraz
wdrażania norm ISO 14000.
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Cele Ustawy INSPIRE
INTEROPERACYJNOŚĆ danych przestrzennych
Raz zgromadzone dane służyć mają wielokrotnie,
Aplikacje mają się koncentrować na wykorzystaniu danych do analiz a
nie na ciągłym pozyskiwaniu danych. Wielokrotne pozyskiwanie danych
prowadzi do niespójności otrzymywanych rezultatów analiz
Nawiązanie do Dyrektywy KE dot. Wielokrotnego Wykorzystania
Danych
Dyrektywy 2003/98/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17
listopada 2003 r. w sprawie ponownego wykorzystywania informacji
sektora publicznego
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Jakie dane przestrzenne?
Projekt dyrektywy zawiera 3 aneksy, które definiują
konieczność zebrania danych z następujących dziedzin
I. lokalizacji przestrzennej,
II. przetwarzania danych wysokościowych i obrazów,
III. danych tematycznych.
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Aneks III punkt 8
Zakłady przemysłowe, w tym obiekty objęte dyrektywą
96/61/WE z dnia 24 września 1996 r. IPCC Dotycząca
zintegrowanego zapobiegania zanieczyszczeniom i ich
kontroli oraz urządzenia poboru wody, miejsca
wydobycia i składowiska.
Angielska wersja – Mining
Niemiecka wersja dyrektywy – Bergbau
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Aneks III punkt 8 - IPPC
Dyrektywa IPPC opiera się na czterech filarach, są to:
* Zintegrowane podejście do ochrony środowiska i
udzielanie pozwolenia zintegrowanego.
* Najlepsza dostępna technika (BAT - Best Available
Technique).
* Dostęp społeczeństwa do informacji.
* Kontrola działalności technologicznej.
INSPIRE ma dostarczyć narzędzia do gromadzenia i
udostępniania danych dotyczących niektórych instalacji
technologicznych ...
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Aneks III punkt 8 – Górnictwo
Zapis:
„miejsca wydobycia i składowiska”
Ewidencja działalności górniczej jest niezbędna
zwłaszcza w kontekście planowania przestrzennego,
które w przyszłości powinno być realizowane w oparciu
o dane INSPIRE
Stąd konieczność podjęcia kształcenia również kadr
górniczych
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Obserwacje i pomiary stanu wód
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Metody zapisu danych z pomiarów
Bazowe typy stacji pomiarowych:
(a) Stacje Hydrometryczne;
(b) Piezometry;
(c) Stacje Klimatyczne I Hydrologiczne;
(d) Hydrologiczne stacje
Wiele krajów dane gromadzone w ramach prowadzonych
obserwacji gromadzi w bardzo wieliu różnych formatach.
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Metody zapisu danych z pomiarów
ArcHydro is a data model for Water Resources – ESRI gromadzi
tylko dane w postaci serii czasowych
The Consortium for the Advancement of Hydrological Sciences Inc
(CUAHSI - USA) has developed the WaterML standard, now in
version 1. WaterML1.0 is implemented as an XML schema and does
not currently make use of OGC or other existing standards.
Water Data Transfer Format (WDTF) is currently being developed by
the Bureau of Meteorology and CSIRO (Australia) as part of the water
information research – bazuje na GML
The WQX Water Quality Exchange standards are developed by the
Environmental Data Standards Council (The Council) which is
comprised of ten members from States and US EP
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Metody zapisu danych z pomiarów
XHydro was to allow for the transmission of water level data
through web services for the German Federal Waterways and
Shipping – używa XML ale nie używa GML
UK Environmental Agency developed the EA Time Series Data
Exchange Format (UK-EA-TS)
French SANDRE system provides national infrastructure for sharing
water information within France. Its architecture is based on the use of
a common language for water information (Wykorzystuje OGC !)
Ground Water ML makes use of GeoSciML to define a model for
capturing information on groundwater, with a focus on the definitions
of features. It has used similar modeldriven approaches to developing
the model and as such can be used as a reference for methodology.
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Próba unifikacji
OGC – 2009
Urchomiło Grupę roboczą w celu Harmonizacji Danych z Pomairów I
Obserwacji Wody
Harmonising Standards for Water Observation Data Discussion Paper
Opracowanie tego standardu jest ważne z punktu widzenia
Dyrektywy wodnej Komisji Europiejskiej
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Próba unifikacji ? Czy konieczna ?
Pierwsza reakcja na różnorodność norm to
odruch porządkowy – skasować i napisać jednen
standard.
Filozofia jest inna – harmonizacja nie oznacza
wprowadznia jednego standardu jednego super
pojemnego pliku na gromadzenie wszystkich
danych
Lecz uzgadnianie pojęć w celu swobodnej
transformacji danych pomiędzy formatami
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Wnioski dla dydaktyki
Kluczowe problemy kształcenia:
KSZTAŁCENIE UMIEJĘTNOŚCI MODELOWANIA
TRANSFORMOWANIA DANYCH XML
I
KSZTAŁCENIE UMIEJĘTNOŚCI PRGORAMOWANIA
KSZTAŁCENIE WIELU RÓŻNYCH BRANŻ
PROBLEM OKREŚLENIA DOBRYCH PRAKTYK W
KSZTAŁCENIU STUDENTÓW
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Problem kształcenia branż
Oczywista konieczość kształcenia i
dokształcania geodetów
Inne kierunki studiów:
Inżynieria Środowiska,
Hydrologia,
Geologia,
Górnictwo,
Czy wszędzie nakład kształcenia powinien
być taki sam?
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Uwarunkowania kształcenia
AKADEMIA INSPIRE
dokształca, podnosi kwalifikacje kadr administracji
Minima programowe na uczelniach
i szkołach wyższych
Zapewniają podstawy wiedzy, unifikacja
Wolne oprogramowanie w kształceniu ..
Same zalety
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Uwarunkowania kształcenia
AKADEMIA INSPIRE
Brak zmian minimów programowych na
studiach –> konieczność jej trwania bo nowe
kadry też trzeba będzie wyszkolić
Minima programowe na uczelniach
i szkołach wyższych
Nie wspierają obecnie komercyjnego
oprogramowania (np. Corel czy Autocad) ale
konserwatyzm blokuje nauczanie technologii
Wolne oprogramowanie w kształceniu ?
Zaklęty krąg - nie uczę się bo nikt go nie stosuje do
zarabiania pieniędzy nikt na nim nie zarabia
pieniędzy w związku z tym, nie warto się go uczyć.
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Obszar – języki programowania jaki?
Zagranica lata 80-te
Kanada zmawia język programowania dla szkół –
Turing
Holandia wprowadza własny język programowania do
szkół – ABC – abecadło programowania
W Polsce wprowadzony zostaje PASCAL kultywowany
w postaci DELPHI do dzisiaj na wielu uczelniach
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Języki programowania – efekty
Kanada – kraj gdzie narodziło się pojęcie Geomatyka,
wysoka innowacyjność w tej dziedzinie …
Holandia – student, który podstaw programowania był
uczony na języku programowania ABC – tworzy język
programowania PYTON … Uni Delft
W Polsce – programiści Tatutk GIS chwalą się cechami
produktu tej firmy:
- obsługa skryptów w języku Pascal … wątpliwe
osiągnięcie
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
IŚ – Informatyczne Podstawy Projektowania
W 2005 roku odpowiadałem za przygotowanie nowego przedmiotu
Założenia:
- jeśli nie wolne oprogramowanie to przynajmniej darmowe
- odejście od programowania proceduralnego
- wprowadzenie pojęć projektowania I programowania obiektowego
- wprowadzenie wiedzy o językach znacznikowych
- koniec z okienkiem DOS – w każdej postaci czy to interfejs
czy to wyświetlanie danych (przynajmniej na początkowym etapie)
- modyfikacja przygotowania ćwiczeń – łatwość samodzielngo
kształcenia.
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
IŚ – Informatyczne Podstawy Projektowania
Programowanie w Visual BASIC.NET
Konsekwente stosowanie paradygmatu obiektowego
(Klasa posiada metody a nie procedury czy funkcje)
Zapisywanie wyników obliczeń do plików html i xhtml
(tworzenie klas zapisujących dane do plików html ćwiczenia z
walidacji stron xhtml – “I love Validator”)
Wprowadzenie do zajęć: PsPad, WinSCP, putty
– edycja i wymiana danych z kontami na serwerze
Zastosowanie oprogramowania WINK do tworzenia animacji
wspomagających proces kształcenia.
Do nauki CAD – darmowy program MicrostationPowerdraft
CAD to również VBA – więc studenci programują również w VBA
A rysowanie jest oceniane na czas – bo CAD to umiejętności
Manulane!
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
IŚ – Informatyczne Podstawy Projektowania
Przyszłość – modernizacja kształcenia
Czy wbrew minimom programowym moża by się zastanowić nad:
Przejściem na z CAD nad QGIS - ?
IŚ – myślę że tak, czy geodezja nie wiem,
Jaki język ? Czy od pierwszego roku można wprowadzać na
przykład od razu programowanie w Pythonie?
Jak szerzej wprowadzić języki znacznikowe ?
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Języki znacznikowe schemat GML
Bardzo często nauczane są mniej więcej
w takiej kolejności:
• Są dane przestrzenne w GML
• Uczymy się co to jest xml (tylko)
• Uczymy się coś o schematach xsd
• Łączymy wiedzę o XML + schematy + GML
Kiepski efekt
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Języki znacznikowe autorski kurs
Zaczynamy od podstaw xml
• - ręcznie tworzymy własny plik,
wyświetlamy treść w przeglądrce
Następnie podstawy xslt – transformacji
• - ręcznie tworzymy pliki xml i xsl
• - przeglądarka wyświetla
przetransformowane pliki xml
Budowa schematu – typy danych (zalety
przy transformacji )
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Języki znacznikowe autorski kurs II
Prosty plik gml
- transformacja xslt do postaci HTML
- transformacja xalan do postaci SVG
(i wyświetlenie w przeglądarce wyposażonej
w Plugin SVG)!
Dopiero potem wykorzystanie
oprogramowania GIS do odczytu danych.
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Podsumowanie
Bez wsparcia kształcenia trudno będzie
rozpowszechniać FOSSGIS
• Warto poświęcić czas na opracowanie
wpólnych dobrych praktyk w edukacji na
rzecz FOSSGIS już na pierwszych latach
studiów ...
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie
Dziękuję za uwagę ...
Wrocław 2011 – Wolne Oprogramowanie