Systemy informacji przestrzennej - Wydział Budownictwa i Inżynierii

IV. wzór opisu modułu kształcenia/przedmiotu (sylabus).
Opis modułu kształcenia / przedmiotu (sylabus)
Rok akademicki:
Grupa przedmiotów:
Nazwa przedmiotu1):
Systemy informacji przestrzennej
Tłumaczenie nazwy na jęz. angielski3):
Geographic Information System
4)
Numer katalogowy:
ECTS 2)
4
Ochrona środowiska
Kierunek studiów :
Koordynator przedmiotu5):
6)
dr inż. Dariusz Korpetta
Prowadzący zajęcia :
Pracownicy Zakładu
Jednostka realizująca7):
Wydział Leśny; Katedra Urządzania Lasu, Geomatyki i Ekonomiki Leśnictwa; Zakład
Geomatyki i Gospodarki Przestrzennej
Wydział, dla którego przedmiot jest
realizowany8):
Międzywydziałowe Studium Ochrony Środowiska
Status przedmiotu9):
a) przedmiot kierunkowy
10)
b) stopień I….
rok III
11)
Cykl dydaktyczny :
semestr zimowy
Założenia i cele przedmiotu12):
Celem przedmiotu jest nabycie podstawowej wiedzy w zakresie budowy i wykorzystania systemów
geoinformacyjnych (systemów informacji przestrzennej) dla rozumienia i analizowania procesów
dokonujących się w przyrodzie oraz wpływ człowieka na środowisko.
Formy dydaktyczne, liczba godzin13):
Metody dydaktyczne14):
Pełny opis przedmiotu15):
Jęz. wykładowy :
c) stacjonarne
polski
a)
wykład……………………………………………………………………………; liczba godzin 15.....;
b)
ćwiczenia laboratoryjne..………………………………………………………; liczba godzin 30.....;
Wykład; rozwiązywanie problemu pod nadzorem nauczyciela; dyskusja wyników; samodzielne
rozwiązanie postawionego problemu; indywidualne projekty studenckie; studium przypadku;
konsultacje
Wykład:
●
Pojęcia podstawowe, klasyfikacja systemów informacyjnych, istota systemów informacji
przestrzennej, cechy systemów.
●
Modele systemów. System relacyjny, system obiektowy, system relacyjno – obiektowy.
Modele danych przestrzennych. Prosty i topologiczny model wektorowy, model rastrowy, model
hybrydowy.
●
Systemy odniesień danych przestrzennych. Stosowane w Polsce systemy państwowych
współrzędnych geodezyjnych. Układ 1992, układ 2000, układ UTM w standardzie NATO.
●
Metody pozyskania danych przestrzennych. Bezpośrednie pomiary terenowe, wektoryzacja
map analogowych, GNSS.
●
Relacyjna baza danych opisowych. Zasady budowy, związki relacyjne, język zapytań do
bazy SQL.
●
Numeryczny model terenu. Zasady budowy. Metody próbkowania zjawiska. Interpolacja.
Wykorzystanie NMT.
●
Wektorowe analizy przestrzenne. Analizy sieciowe.
●
Przykłady wykorzystania systemów informacji przestrzennej w ochronie przyrody i ochronie
środowiska. SIP jako narzędzie udostępniania społeczeństwu danych o stanie środowiska.
●
Infrastruktura danych przestrzennych. Dyrektywa INSPIRE. Standardy wymiany danych
geoinformacyjnych. Metadane. Krajowy system informacji przestrzennej. Regionalne systemy
informacji przestrzennej. Własność intelektualna i ochrona praw autorskich danych przestrzennych.
Ćwiczenia:
•
Cechy danych przestrzennych. Zależności topologiczne w przestrzeni geograficznej.
Modele geometrycznej reprezentacji danych przestrzennych i ich cech. Pojęcie warstwy informacyjnej
i jej postacie.
•
Baza danych SIP a mapa numeryczna. Integracja bazy danych SIP z zewnętrznymi bazami
atrybutowymi. Zapytania do bazy danych (selekcja atrybutowa i przestrzenna) oraz agregacja danych
atrybutowych; proste zapytania SQL.
•
Podstawowe wektorowe działania na danych przestrzennych (analizy wektorowe).
Elementy generalizacji kartograficznej ilościowej i jakościowej Podstawowe wiadomości z zakresu
redakcji kartograficznej. Wizualizacja NMT i pochodnych (określanie widoczności, profile, itp.).
Zasady sporządzania kompozycji arkusza mapy.
•
Układy współrzędnych - przestrzenne dostosowanie danych źródłowych (w tym kalibracja
obrazów rastrowych i transformacja danych wektorowych).
•
Projektowanie bazy danych SIP. Wektoryzacja obrazów map i ortoobrazów jako metoda
zasilania baz danych przestrzennych. Dokumentacja techniczna projektu. Metadane.
•
Wczytywanie do warstw informacyjnych i generalizacja wyników pomiarów GNSS.
Implementacja w warstwie wektorowej różnych konstrukcji geometrycznych.
•
Identyfikatory
obiektów
geometrycznych.
Projektowanie
bazy
danych
cech
nieprzestrzestrzennych obiektów przestrzennych. Związki relacyjne danych przestrzennych i
nieprzestrzennych
1
•
Przygotowanie danych i budowa NMT fizycznej powierzchni terenu. Interpolacja
„powierzchni” TIN i rastrowej.
•
Samodzielne sporządzenie kompozycji mapowej wybranych tematów na podstawie
wcześniej utworzonych danych.
•
Dwa sprawdziany umiejętności praktycznych (kolokwium)
Wymagania formalne (przedmioty
wprowadzające)16):
Założenia wstępne17):
Efekty kształcenia18):
Sposób weryfikacji efektów kształcenia19):
Forma dokumentacji osiągniętych efektów
kształcenia 20):
Elementy i wagi mające wpływ na ocenę
końcową21):
Miejsce realizacji zajęć22):
Technologie informacyjne. Teledetekcja i fotogrametria z elementami geodezji i kartografii.
Wiedza i umiejętności z zakresu technologii informacyjnych. Elementarna wiedza w zakresie
geodezji i kartografii, fotogrametrii i teledetekcji.
Student, który ukończył moduł posiada wiedzę w
Student, który ukończył moduł posiada
zakresie:
umiejętności w zakresie:
W01 – nazywania komponentów systemów
U01 - opracowania metody zapisu
geoinformacyjnych; rozpoznawania modeli danych
przestrzennych obiektów świata
przestrzennych; rozróżniania rodzajów danych
rzeczywistego w systemach informacji
przestrzennych; wybierania modelu danych do
przestrzennej w postaci warstw
rozwiązywania konkretnego problemu;
informacyjnych; doboru danych
W02 – definiowania elementów systemów informacji
przestrzennych do rozwiązania problemu
przestrzennej; opisywania projektów systemów
przestrzennego;
informacji przestrzennej;
U02 - posługiwania się narzędziami
W03 – rozumienia kształtu bryły Ziemi i problemów jej
programowymi wykorzystywanymi w
przekształcenia na metryczne materiały kartograficzne; przetwarzaniu danych przestrzennych;
dobierania rodzaju odwzorowania kartograficznego do tworzenia nowych wektorowych warstw
rozwiązania zadania przestrzennego w zależności od
danych przestrzennych; łączenia danych
skali badanego zjawiska; proponowania określonych
pochodzących z różnych źródeł; obliczania
metod transformacji w zależności rodzaju materiału
cech geometrycznych i podstawowych
skanowanego w celu osadzenia tego materiału w
statystyk elementów geometrycznych
wybrany wcześniej układ odniesień przestrzennych;
wyróżnionych w systemie;
W04 – definiowania baz danych i podstawowych
U03 – projektowania prostych systemów
zapytań w języku SQL;
informacji przestrzennej wraz z tworzeniem
W05 – charakteryzowania wektorowych analiz
relacji przestrzennych i nieprzestrzennych
przestrzennych; proponowania typów analiz
baz danych; eksploatacji takich systemów;
przestrzennych do rozwiązywania case study;
strukturyzowania danych świata
W06 – wskazywania źródeł danych w ramach
rzeczywistego w celu ich zapisu w systemie;
infrastruktury informacji przestrzennej (IIP); rozumienia U04 – wyszukiwania obszarów
spełniających założone kryteria
ich hierarchii i źródeł pochodzenia; rozumienia usług
środowiskowe wykorzystując dane
informacji przestrzennej udostępnianej przez IIP;
wektorowe zgromadzone w SIP;
Student, który ukończył kurs posiada kompetencje weryfikowania rezultatów takiego
społeczne w zakresie:
wyszukiwania oraz oceny dokładności
uzyskanych wyników; szacowania
K01 – zdolności przekazywania społeczeństwu i
rezultatów wektorowych analiz
informacje w sposób powszechnie zrozumiały
przestrzennych;
wykorzystując narzędzia IIP; identyfikacji problemów
U05 – przeprowadzania kalibracji obrazów
zawodowych oraz potrafi określać priorytety działań i
skanowanych materiałów kartograficznych i
jest odpowiedzialny za rzetelność rozstrzygnięć;
doboru systemu odniesień przestrzennych
K02 – rozumienia potrzeby ciągłego uczenia się i
właściwego do rodzaju materiału;
podnoszenia umiejętności zawodowych oraz
decydowania o rodzaju transformacji
osobistych; przestrzegania zasad etyki;
K03 - umiejętność komunikacji w różnych formach oraz niezbędnej do przeprowadzenia procesu
kalibracji;
pracy samodzielnej i zespołowej; rozumienia zasad
U06 – korzystania z krajowej i
tworzenia i rozwoju indywidualnej aktywności
ponadkrajowej infrastruktury informacji
zawodowej i zdolności działania w sposób
przestrzennej do pozyskania danych
przedsiębiorczy na rzecz ochrony środowiska
niezbędnych w procesie podejmowania
decyzji mających wpływ na środowisko
przyrodnicze, użytkowania usług informacji
przestrzennej i doboru tych usług do
rozwiązania problemów związanych z
ochroną środowiska.
Efekty kształcenia W01 do W05 są weryfikowane w postaci egzaminu pisemnego.
Efekty U02, U04, U05 są weryfikowane w postaci bieżącej oceny pracy studenta na każdych
zajęciach – umiejętność rozwiązania prostych zadań cząstkowych.
Efekty U01, U03; U06 są weryfikowane na podstawie co najmniej 2 projektów realizowanych przez
studenta samodzielnie poza zajęcia z nauczycielem i przekazywanych do oceny;
Efekty kształcenia U01 do U06 są weryfikowane także poprzez sprawdziany (kolokwium) podczas,
których student rozwiązuje, oceniane przez nauczyciela, zadania w laboratorium komputerowym.
Efekty kształcenia K01 do K03 są weryfikowane podczas egzaminu pisemnego, kolokwiów, i oceny
projektów realizowanych poza zajęciami z nauczycielem.
Karty egzaminacyjne; zbiorcze i indywidualne karty (rekordy) oceny studenta z ćwiczeń kolokwiów i
zrealizowanych projektów
ocena zadań realizowanych na zajęciach – 20%wszystkich punktów; ocena ze sprawdzianów – 30%
wszystkich punktów; ocena z projektów realizowanych samodzielnie – 20% wszystkich punktów;
ocena egzaminu – 30 % wszystkich punktów. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest otrzymanie 50%
wszystkich punktów. Student, który nie uzyska ze sprawdzianów i z egzaminu co najmniej po 50%
punktów oraz nie odda projektów realizowanych samodzielnie nie może zaliczyć przedmiotu.
Laboratorium komputerowe
Literatura podstawowa i uzupełniająca23):
1. Eckes K. Modele I analizy w systemach informacji przestrzennej. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne. Kraków 2006.
2. Longley P.A, Goodchild M.F., Rhind D.W. GIS. Teoria I praktyka. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa 2006.
2
3. Litwin L., Myrda G., Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS. Wyd. Helion. 2005.
4. Gotlib D., Iwaniak A., Olszewski R. GIS. Obszary zastosowań, PWN, Warszawa 2007.
5. Elżbieta Bielecka, Systemy Informacji Geograficznej – teoria i zastosowania, Wydawnictwo PJWSTK, Warszawa 2006
4. Geomatyka w lasach państwowych. Część I podstawy. Praca zbiorowa. Warszawa, 2010.
5. Gotlib D., Iwaniak A., Olszewski R. GIS. Obszary zastosowań. PWN Warszawa, 2007.
UWAGI24):
Wskaźniki ilościowe charakteryzujące moduł/przedmiot25) :
Szacunkowa sumaryczna liczba godzin pracy studenta (kontaktowych i pracy własnej) niezbędna dla osiągnięcia zakładanych efektów
kształcenia18) - na tej podstawie należy wypełnić pole ECTS2:
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
(15 h wykłady + 30 h ćwiczenia + 6 h konsultacje + 2 h egzamin)
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, takich jak zajęcia laboratoryjne,
projektowe, itp.: (30 h ćwiczenia + 6 h konsultacje + 15 h dokończenie zadań projektowych w ramach pracy własnej)
90 h
(3,6
ECTS)
2,1
ECTS
2,0
ECTS
Tabela zgodności kierunkowych efektów kształcenia efektami przedmiotu 26)
Nr /symbol
efektu
W01
Wymienione w wierszu efekty kształcenia z zakresie:
nazywania komponentów systemów geoinformacyjnych; rozpoznawania modeli danych
Odniesienie do efektów dla programu
kształcenia na kierunku
K_W03(+); K_W17(++)
przestrzennych; rozróżniania rodzajów danych przestrzennych; wybierania modelu danych
do rozwiązywania konkretnego problemu
W02
definiowania elementów systemów informacji przestrzennej; opisywania projektów
K_W03(+); K_W12(+); K_W17(++);
systemów informacji przestrzennej;
W03
rozumienia kształtu bryły Ziemi i problemów jej przekształcenia na metryczne materiały
K_W01(+); K_W02(+);
kartograficzne; dobierania rodzaju odwzorowania kartograficznego do rozwiązania zadania
przestrzennego w zależności od skali badanego zjawiska; proponowania określonych
metod transformacji w zależności rodzaju materiału skanowanego w celu osadzenia tego
materiału w wybrany wcześniej układ odniesień przestrzennych
W04
W05
W06
definiowania baz danych i podstawowych zapytań w języku SQL
K_W03(+); K_W12(+);K_W17(++);
charakteryzowania wektorowych analiz przestrzennych; proponowania typów analiz
K_W01(+); K_W03(+); K_W09(+);
przestrzennych do rozwiązywania case study;
K_W12(++);K_W17(++); K_W21(+);
wskazywania źródeł danych w ramach infrastruktury informacji przestrzennej (IIP);
K_W02(+); K_W03(+); K_W09(+);
rozumienia ich hierarchii i źródeł pochodzenia; rozumienia usług informacji przestrzennej
K_W17(++); K_W22(+)
udostępnianej przez IIP
U01
opracowania metody zapisu przestrzennych obiektów świata rzeczywistego w systemach
K_U02(+); K_U05(++)
informacji przestrzennej w postaci warstw informacyjnych; doboru danych przestrzennych
do rozwiązania problemu przestrzennego;
U02
posługiwania się narzędziami programowymi wykorzystywanymi w przetwarzaniu danych
K_U02(++), K_U03(+);K_U05(++)
przestrzennych; tworzenia nowych wektorowych warstw danych przestrzennych; łączenia
danych pochodzących z różnych źródeł; obliczania cech geometrycznych i podstawowych
statystyk elementów geometrycznych wyróżnionych w systemie;
U03
projektowania prostych systemów informacji przestrzennej wraz z tworzeniem relacji
K_U02(+); K_U05(++); K_U08(+);
przestrzennych i nieprzestrzennych baz danych; eksploatacji takich systemów;
strukturyzowania danych świata rzeczywistego w celu ich zapisu w systemie;
U04
wyszukiwania obszarów spełniających założone kryteria środowiskowe wykorzystując
K_U02(++), K_U03(+);K_U05(++);
dane wektorowe zgromadzone w SIP; weryfikowania rezultatów takiego wyszukiwania
K_U08(++); K_U15(++);
oraz oceny dokładności uzyskanych wyników; szacowania rezultatów wektorowych analiz
przestrzennych
U05
przeprowadzania kalibracji obrazów skanowanych materiałów kartograficznych i doboru
K_U05(+)
systemu odniesień przestrzennych właściwego do rodzaju materiału; decydowania o
rodzaju transformacji niezbędnej do przeprowadzenia procesu kalibracji
U06
korzystania z krajowej i ponadkrajowej infrastruktury informacji przestrzennej do
K_U05(++); K_U15(++);
pozyskania danych niezbędnych w procesie podejmowania decyzji mających wpływ na
środowisko przyrodnicze, użytkowania usług informacji przestrzennej i doboru tych usług
do rozwiązania problemów związanych z ochroną środowiska.
3
K01
zdolności przekazywania społeczeństwu i informacje w sposób powszechnie zrozumiały
K_S04(++); K_S05(+)
wykorzystując narzędzia IIP; identyfikacji problemów zawodowych oraz potrafi określać
priorytety działań i jest odpowiedzialny za rzetelność rozstrzygnięć;
K02
rozumienia potrzeby ciągłego uczenia się i podnoszenia umiejętności zawodowych oraz
K_S06(++); K_S07(++)
osobistych; przestrzegania zasad etyki;
K03
umiejętność komunikacji w różnych formach oraz pracy samodzielnej i zespołowej;
K_S09(+); K_S10(+)
rozumienia zasad tworzenia i rozwoju indywidualnej aktywności zawodowej i zdolności
działania w sposób przedsiębiorczy na rzecz ochrony środowiska
4