Térinformatikai modul az ELTE Programtervező informatikus MSc-n

Tematika

A 2004 szeptemberében, a Programtervező matematikus szak IV-V. évében bevezetett Térinformatika modul változatlanul részét képezi a Programtervező informatikus MSc képzésnek is, az Információs rendszerek szakirányon, amelyet 2009 szeptemberében indít a Kar. A 16 kredites modul képzési célja az, hogy a hallgatók az alapvető térinformatikai ismeretek elsajátítása révén – általános informatikai ismereteikre is támaszkodva – képesek legyenek a térinformatika területén kreatív probléma-megoldásra, alkalmazás- és rendszerfejlesztési munkákban való részvételre, az önálló továbbfejlődésre, a szakterület új eredményeinek követésére és azoknak befogadására. A képzési modulban résztvevő hallgatók megismerkednek a térinformatika elméleti és gyakorlati alapfogalmaival, főbb ágazataival, valamint a térinformatikai rendszerekbe beépülő távérzékelt felvételek és digitális térképművek fajtáival és azok különböző felhasználási módjaival. A hallgatók jártasságot szereznek néhány GIS alapszoftver használatában úgy, hogy közben kapcsolatba kerülnek a szoftverek alkalmazási területeivel is. A modul elvégzésével képessé válnak rendszerterv alapján egyes térinformatikai szoftverkomponensek önálló elkészítésére, tesztelésére, átadására és dokumentálására; illetve vektoros, raszteres és domborzati adatbázisok tervezésére, létrehozására, karbantartására és működtetésére.

A modul tantárgyai:

A következő táblázat a modulban szereplő tantárgyak legfontosabb adatait tartalmazza.

Részletes tematikák:

A következőkben megadjuk az egyes tantárgyak részletes tematikáit.

Térképészet

Óraszám: 2+0

Követelmény: kollokvium

Előfeltétel: nincs

Ajánlott félév: a modul 1. féléve

Összefoglaló tematika

Ennek a tárgynak a keretében minden olyan fogalommal megismerkednek a hallgatók, amit a térképész szakemberek használnak (természetesen nem olyan részletességgel, mint a térképész hallgatók). A térinformatikai szakértőnek ismernie kell a térképészet minden fontos témakörét, mert munkájának alapanyaga a térkép.

Ezek a következők:

Ajánlott irodalom

Klinghammer I. – Papp-Váry Á.: Földünk tükre a térkép, Budapest, Gondolat 1986. (384 o.)

Zentai László: Számítógépes térképészet (A számítástechnika alkalmazása a térképészetben), ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 2000. (248 o.)

Térinformatika

Óraszám: 2 + 2

Előfeltétel: Térképészet (gyenge előfeltétel)

Ajánlott félév: az előadás számára a modul 1. féléve, a gyakorlat számára a 2. féléve

Összefoglaló tematika

Alapfogalmak: a GIS adatmodelljei, vektoros és raszteres rendszerek, 3D, rétegtechnika, a vektoros adatmodell, adatok előállítása, adatforrások, térképi és attribútum adatok bevitele, az adatok előállításának eszközei, a térbeli lekérdezések bemutatása.

Vektoros funkciók: A vektorgrafikus adatmodell és a relációs adatmodell, a digitális térkép és az alfanumerikus adatok összekapcsolása, megjelenítő funkciók, mozgás a térképen. Lekérdező funkciók: grafikus és alfanumerikus lekérdezések, lekérdezés geometriai relációk (contains, is within, intersection, near to, stb.) alapján, egyszerű (egytáblás) és összetett (többtáblás) lekérdezések.

Elemző funkciók: tematikus térkép készítés, puffer zóna elemzés, kartogramok, egyszerű statisztikai elemzések, aggregálás geometriai jellemzők alapján.

Raszteres funkciók: az egyszerű digitális képtől az űrfelvételekig, a földfelszín raszteres modellje, az elektromágneses spektrum, pixel, felbontás, Színmélység, színmodellek, RGB, HSI, a színek hexadecimális ábrázolása, a raszteres adatnyerés eszközei. A raszteres adatok szerkezete, ismertebb raszteres adatformátumok, raszteres térképek kalibrációja, geoferencia, rektifikálás. A képfeldolgozás matematika alapjai: időtartomány, frekvencia tartomány, a Fourier-sorfejtés, Fourier transzformáció, periodikus függvények spektruma, nem periodikus, tranziens függvények spektruma, alul és felülvágó szűrők átviteli függvényei. A Dirac-féle δ disztribúció, tulajdonságai, felhasználása a digitális szűrési technikákban, a konvolúció és tulajdonságai, a kernel, a sinc függvény, mintavételezés, mintavételi tétel, Nyquist frekvencia, Nyquist intervallum, élmegörző, élkiemelő szűrési eljárások, medián szűrő, Laplace szűrő, képkivonó és manipuláló eljárások.

Háromdimenziós terepmodellek, mintavételezés szabályos rácshálózatban, mintavételezés szabálytalan rács mentén, interpoláció szabálytalan rácsról szabályosra, TIN, inverse weighted, 3D-s felszínábrázolási technikák (keresztmetszet, színes és szürke hill shading, color draping, stb.), a 3D-s szerelőszalag, 3D-s elemzések gyakorlati felhasználási lehetőségei a környezetvédelemben, a geológiában.

Ajánlott irodalom:

Elek István: Bevezetés a geoinformatikába, ELTE Eötvös kiadó, 2006

Elek István: Térinformatikai gyakorlatok, ELTE Eötvös kiadó, 2007

Rigaux-Scholl-Voisard: „Spatial Databases with Application to GIS”, Morgan Kaufmann Publishers, 2001.

Richards, John A.: Remote sensing Digital image analysis, Springer-Verlag, 1986.

Robert Laurini, Derek Thompson: Fundamentals of Spatial Information Systems, Academic Press, 1992.

Longley-Goodchild-Maguire-Rhind: Geographical Information Systems and Science, John Wiley & Sons, 2001.

Ormsby-Napoleon-Burke-Groess-Feaster: Getting to know ArcGIS desktop

Térinformatikai adatbázisok

Óraszám: 2 + 2

Követelmény: kollokvium + gyakorlati jegy

Gyenge előfeltétel: Térinformatika

Ajánlott félév:a modul 2. féléve

Tematika:

Ajánlott irodalom:

Rigaux-Scholl-Voisard: Spatial Databases with Application to GIS, Academic Press 2002.

Távérzékelt digitális képek elemzése

Óraszám: 2 + 2

Követelmény: kollokvium + gyakorlati jegy

Előfeltétel: Térinformatika (gyenge előfeltétel)

Ajánlott félév: a modul 3. féléve

Összefoglaló tematika:

A távérzékelés fizikai alapjainak áttekintése:

Felvételkészítés távérzékeléssel:

Különböző felvételkészítési módok. Többsávos digitális felvételek készítése az optikai sávban. Légi felvételek. A legfontosabb műholdas felvevők paraméterei. A mikrohullámú távérzékelés elemei. Erőforráskutató mőholdas rendszerek (Landsat, SPOT). A tévérzékelési rendszerek legfontosabb gyakorlati jellemzői (használt elektromágneses hullámsávok, spektrális felbontás, földi pixelméret, terepi felbontás).

Távérzékelt felvételek előfeldolgozása:

A képalkotás hibaforrásai.

Statisztikák készítése az előfeldolgozáshoz (sávonkénti jellemzők pl. hisztogram, kovariancia és korrelációs mátrix, 2-(több-)dimenziós hisztogram). Radiometriai korrekció, hisztogram transzformáció, szűrések. geometriai transzformáció (a transzformációs függvények alakja, a polinomok együtthatóinak meghatározása). Lényegkiemelés főkomponens transzformációval.

Képelemzés:A képelemzés alapfeladata és a képosztályozás elemi megoldásai. A képosztályozás alapproblémájának matematikai megfogalmazása a többsávos felvételekből történő tematikus térképkészítésben. A maximum-likelihood módszer. A Bayes-osztályozás. Spektrális adatosztályok, clusterek az intenzitástérben. Néhány cluster-kereső eljárás (ISODATA). A spektrális adatosztályok átfedésének, távolságának mérése. A tematikus osztályozás hibái, pontosságvizsgálata. Tanuló- és tesztterület bevonása a vizsgálatba. A tematikus osztályozás eredményének megjelenítése.

Válogatott kérdések a képelemzésből: Pl. tematikus térképek pontosságának kérdései, az adatok dimenziószámának hatása, szegmentálás, szegmensenkénti osztályozás, több időpontban készített felvételek feldolgozása.

A távérzékelés alkalmazásainak áttekintése: Ipar, bányászat, regionális tervezés, környezetvédelem, természetvédelem, vízgazdálkodás, erdészet. Mezőgazdasági alkalmazások: talajtérkép, talajvédelem, meliorációs tervezés, növénytermesztés, fő haszonnövények területfelmérése, növényállapot meghatározása, hozambecslés.

Ajánlott irodalom:

Richards, John A.: Remote Sensing Digital Image Analysis, Springer-Verlag, 1986

Swain, Philip H., Davis Shirley M.: Remote Sensing: The Quantitative Approach, McGraw-Hill, 1978.

Csornai G., dr. Dalia O.: Távérzékelés, Főiskolai jegyzet, Székesfehérvár, 1991.

Térinformatikai alkalmazások fejlesztése

Óraszám: 0 + 2

Követelmény: gyakorlati jegy

Előfeltétel: Térinformatika

Ajánlott félév: a modul 4. féléve

Összefoglaló tematika

Az alkalmazásfejlesztés kurzus célja, hogy a résztvevők megtanulják önálló térinformatikai alkalmazások írását. Példa egy olyan projektre, amelyet a hallgatók 3-4 fős team-ben oldanak meg, egy digitális műholdfelvétel szegmentálása és szegmens alapú klaszterezése, klasszifikálása. A feladat megoldása legtöbbször valamely piacvezető GIS szoftvergyártó objektumainak az alkalmazásunkba való beépítését jelenti, de előfordulhatnak a nagy GIS szoftvergyártóktól független, önállóan készítendő GIS alapú szoftverek is.

A szóba jöhető fejlesztő rendszerek:

Ajánlott irodalom:

Microsoft VS.NET oktató anyagai

Speciális GIS objektumok tutorialjai és helpjei

MySQL helpek és tutorialok