KONSPEKT LEKCJI dla uczniów szkół gimnazjalnych i ponadgimnazjalnych

Transkrypt

1 KONSPEKT LEKCJI dla uczniów szkół gimnazjalnych i ponadgimnazjalnych Temat: Specjalista w zakresie geoinformacji - zawód na dziś i jutro Czas trwania: 45 min. Cele lekcji: 1. Uczeń powinien znać: pojęcia: informacja przestrzenna (geoinformacja), system informacji przestrzennej, infrastruktura informacji przestrzennej, geoportal, adresy internetowe wybranych geoportali regionalnych, krajowych i światowych, rynek usług geoinformacyjnych, uczelnie wyŝsze kształcące w zakresie geoinformacji. 2. Uczeń powinien umieć: uświadamiać sobie korzystanie z geoinformacji i rozróŝniać jej rodzaje, rozpoznawać charakter systemu informacji przestrzennej, z którym ma do czynienia oraz jego moŝliwości i ograniczenia, zastosować odpowiednią metodę wyszukiwania informacji w zaleŝności od rodzaju systemu, korzystać z róŝnych geoportali. 3. Uczeń powinien rozumieć: korzyści wynikające korzystania z geoinformacji, znaczenie geoinformacji w Ŝyciu gospodarczym i społecznym, powszechność geoinformacji oraz wielkość rynku pracy w tym segmencie usług. Metody lekcji: Elementy wykładu, prezentacja multimedialna, prezentacja na Ŝywo w oparciu o zasoby Internetu, ćwiczenia, dyskusja. Formy pracy: Grupowa, indywidualna. Środki dydaktyczne: Tablica, rzutnik multimedialny, ekran, flip-chart, komputer podłączony do Internetu. Literatura: 1. System Informacji Przestrzennej Powiatu Cieszyńskiego (SDI for Cieszyn County). Henryka Bałys, Andrzej Sambura. Bruksela Ustawa z dnia 4 marca 2010 r. o infrastrukturze informacji przestrzennej (Dz. U. z 2010 r. Nr 76, poz. 489). 3. Milestones in the history of thematic cartography, statistical, graphics, and data visualization. Michael Friendly Jacek Kozłowski, tel , jack_kozl@wp.pl 1

2 4. Dyrektywa Nr 2007/2/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 14 marca 2007 ustanawiająca infrastrukturę informacji przestrzennej we Wspólnocie Europejskiej (ISPIRE). LexUriServ.do?uri=OJ:L:2007:108:0001:0014:PL:PDF 5. Geographic Information Systems. What is a GIS? U.S. Geological Survey The National Spatial Data Infrastructure. U.S. Geological Survey Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS. Leszek Litwin, Grzegorz Myrda. Helion GIS w geografii fizycznej. Artur Magnuszewski. Wyd. Nauk. PWN Kartografia. Wizualizacja danych przestrzennych. Menno-Jan Kraak, Ferjan Ormeling. Wyd. Nauk. PWN Multipurpose Cadastre: Terms and Definitions. Dueker. K.J. and Kjerne D. Annual Convention of ACSM-ASPRS. Proceedings, Vol. 5 (1989), pp INTERNETOWY LEKSYKON GEOMATYCZNY GIS for Direct Marketing. Identify and Target Your Best Customers. ESRI Plan lekcji: 1. Podanie tematu lekcji i uświadomienie uczniom celu lekcji 2. Uświadomienie uczniom powszechności informacji przestrzennej oraz systemów informacji przestrzennej na przykładach 3. Podanie wybranych pojęć z zakresu geoinformacji oraz ich wyjaśnienie 4. Przedstawienie zarysu historii geoinformacji 5. Zapoznanie uczniów z podstawowymi narzędziami i funkcjonalnościami geoportali na przykładzie Systemu Informacji Przestrzennej Powiatu Cieszyńskiego 6. Omówienie programów wybranych uczelni wyŝszych kształcących w zakresie geoinformacji 7. Podsumowanie 8. Zakończenie Przebieg lekcji: I. Uświadomienie uczniom powszechności informacji przestrzennej oraz systemów informacji przestrzennej na przykładach Geoinformacja znajduje zastosowanie m.in. w następujących obszarach: Lokalizatory internetowe - wszelkiego rodzaju wyszukiwarki (np.: Google Maps, Zumi.pl, inne) wykorzystujące dane przestrzenne zarówno jako podkład dla innych danych oraz jako szczególne atrybuty wyszukiwania (np.: nazwy miast, ulic, numery adresowe). Internetowe plany gmin/miast/powiatów/województw - stanowią obecnie najbardziej popularny sposób prezentowania geoinformacji w Internecie przez Jacek Kozłowski, tel , jack_kozl@wp.pl 2

3 jednostki samorządu terytorialnego róŝnych szczebli. Mają bardzo róŝny charakter, od statycznych map rastrowych, przez oŝywione na przykład w technologii Flash mapy wektorowe, aŝ po w pełni interaktywne plany aktualizowane na bieŝąco (np.: z hurtowni danych urzędu). Systemy Informacji Przestrzennej - stanowią rozwiązania informatyczne dedykowane i stosowane w przypadku opracowań regionalnych, na poziomie województwa, powiatu lub duŝej aglomeracji miejskiej (powiaty grodzkie). Prezentują one dane przestrzenne o skali przekraczającej pojedynczą gminę, czy miasto, choć mogą zawierać równieŝ bardziej szczegółowe informacje. Geoportale tematyczne - stanowią specyficzną odmianę Systemów Informacji Przestrzennej i są skoncentrowane na jednym zagadnieniu oraz ściśle określonym obszarze. Jako przykład podać tu moŝna róŝnego rodzaju geoportale przyrodnicze, choćby Tatrzańskiego Parku Narodowego. Systemy lokalizacji - obejmują wiele róŝnorodnych funkcjonalnie i technologicznie rozwiązań związanych z usługami pozycjonowania obiektów (osób, pojazdów) w przestrzeni. Opierają się one na mechanizmach lokalizacji telefonów komórkowych w sieciach poszczególnych operatorów GSM, bądź na wykorzystaniu lokalizacji satelitarnej odbiornikami GPS. Systemy wspomagania marketingu i sprzedaŝy - stanowią rozwiązania wyposaŝone w zaawansowane funkcje analityczne, często wykorzystujące rozwiązania typu wielowymiarowe hurtownie danych (kostki OLAP), czy bussines intelligence. Systemy inŝynierskie - dotyczy róŝnorodnych rozwiązań informatycznych stosowanych w takich branŝach jak: górnictwo, geologia, geodezja, planowanie przestrzenne, akustyka, archeologia, inne. Najczęściej są to systemy o wąskiej specjalizacji i dedykowanej funkcjonalności. II. Przedstawienie zarysu historii geoinformacji Powstanie Systemów Informacji Przestrzennej, a szerzej wykorzystanie geoinformacji, wiąŝe się z rozwojem kartografii. Odkryte najstarsze mapy pochodzą sprzed kilku tysięcy lat z obszaru staroŝytnej Babilonii i najprawdopodobniej słuŝyły do obsługi podatku gruntowego. Za panowania Ramzesa II (XIII w. p. Chr.) lokalizacje egipskich kopalni złota zaznaczane były na pergaminowych mapach. W II w. p. Chr. w Chinach na jedwabiu kreślono mapy topografii terenu wykorzystywane w celach wojskowych. Pierwsze mapy obrazujące cały (znany staroŝytności) świat stworzył grecki filozof Anaximander z Miletu w VI w. p. Chr. Eratosthenes z Cyreny, uwaŝany za twórcę kartografii i geodezji, ok. 200 lat p. Chr. obliczył dokładnie wielkość kuli ziemskiej, sporządził atlas świata oraz udowodnił, Ŝe moŝna dotrzeć do Indii drogą morską podąŝając na zachód od Hiszpanii. W czasie I wojny światowej rozwinęła się fotogrametria, czyli technika pomiarów na podstawie zdjęć lotniczych. Lata 60-te XX w. to pierwsze programy komputerowe do obsługi danych przestrzennych. Jacek Kozłowski, tel , jack_kozl@wp.pl 3

4 III. Pierwszy system informacji geograficznej powstał w 1963 r. w Kanadzie w celu inwentaryzacji zasobów naturalnych i ich analizy. Powstały w ramach projektu w 1971 r. program komputerowy nazywał się CGIS (ang. Canadian GIS) i zawierał 7 warstw tematycznych. W roku 1968 w ramach programu kosmicznego Apollo 8 wykonano pierwsze zdjęcia Ziemi z dalekiego kosmosu. W 1978 roku w kosmos wystrzelono pierwsze satelity GPS. Rok 1993 powstaje EUROGI (ang.: European Umbrella Organisation for Geographic Information). W roku 1994 r. zarządzeniem Prezydenta Billa Clintona w USA powstaje Krajowa Infrastruktura Danych Przestrzennych NSDI (ang. National Spatial Data Infrastructure). W następnym roku USA znoszą zakłócanie sygnału GPS. Wiek XXI to dynamiczny i wielokierunkowy rozwój systemów GIS, w tym: webgis, mobilegis. Podanie wybranych pojęć z zakresu geoinformacji oraz ich wyjaśnienie Na podstawie Internetowego leksykonu geomatycznego Polskiego Towarzystwa Informacji Przestrzennej pod redakcją prof. Jerzego Gaździckiego: Dane przestrzenne: dane dotyczące obiektów przestrzennych, w tym zjawisk i procesów, znajdujących się lub zachodzących w przyjętym układzie współrzędnych. Dane przestrzenne dotyczą: 1) właściwości geometrycznych obiektu przestrzennego, a zwłaszcza jego połoŝenia względem przyjętego dwuwymiarowego lub trójwymiarowego układu współrzędnych, 2) charakterystyki obiektu pod względem czasu, np. daty jego utworzenia, 3) związków przestrzennych (topologicznych) danego obiektu z innymi obiektami przestrzennymi, 4) wyróŝnionych atrybutów opisowych obiektu przestrzennego, słuŝących do jego identyfikacji oraz określających jego podstawowe właściwości. Informacja przestrzenna (geoinformacja): 1) informacja uzyskiwana na drodze interpretacji danych geoprzestrzennych, 2) synonim i często uŝywany skrót informacji geograficznej, stosowany równieŝ dla podkreślenia interdyscyplinarnego charakteru tego terminu nie ograniczającego się do geografii jako nauki. System Informacji Przestrzennej (SIP): 1) system pozyskiwania, gromadzenia, weryfikowania, integrowania, analizowania, transferowania i udostępniania danych przestrzennych, w szerokim rozumieniu obejmuje on metody, środki techniczne, w tym sprzęt i oprogramowanie, bazę danych przestrzennych, organizację, zasoby finansowe oraz ludzi zainteresowanych jego funkcjonowaniem; 2) oprogramowanie o funkcjach odpowiadających definicji (1), produkowane i oferowane przez wyspecjalizowane firmy, np. ESRI i Intergraph. Jacek Kozłowski, tel , jack_kozl@wp.pl 4

5 System Informacji Geograficznej: to system informacji przestrzennej dotyczący danych geograficznych; termin ten w liczbie mnogiej "systemy informacji geograficznej" stosowany jest równieŝ jako nazwa dziedziny zajmującej się geoinformacją oraz metodami i technikami GIS. Infrastruktura Informacji Przestrzennej (IIP): infrastruktura danych przestrzennych; termin związany z INSPIRE. W ustawie o infrastrukturze informacji przestrzennej infrastruktura ta jest definiowana jako opisane metadanymi zbiory danych przestrzennych oraz dotyczące ich usługi, środki techniczne, procesy i procedury, które są stosowane i udostępniane przez współtworzące infrastrukturę organy publiczne i osoby trzecie. Geoportal: typ witryny internetowej, której głównym zadaniem jest świadczenie usług geoprzestrzennych, takich jak: prezentacja danych przestrzennych, wyszukiwanie danych przestrzennych po róŝnorodnych atrybutach oraz analizy przestrzenne na tych danych. IV. Zapoznanie uczniów z podstawowymi narzędziami i funkcjonalnościami geoportali na przykładzie Systemu Informacji Przestrzennej Powiatu Cieszyńskiego Analizowany geoportal posiadać m.in. następujące cechy, narzędzia i funkcjonalności: pełna funkcjonalność dostępna przez standardową przeglądarkę WWW i nie nakłada na uŝytkownika konieczności instalacji na własnym komputerze dodatkowego oprogramowania (zarówno komercyjnego, jak i bezpłatnego), za wyjątkiem powszechnie stosowanych wtyczek np.: Adobe Flash Player, Microsoft Silverlight, ma postać wielofunkcyjnego geoportalu, którego głównym elementem jest interaktywna mapa oferująca następujące moŝliwości posługiwania się danymi przestrzennymi: o swobodne poruszanie się po mapie i komponowanie jej treści (m.in.: włączanie/wyłączanie warstw oraz opisów obiektów), o zmianę skali mapy za pomocą suwaka, rolki myszy oraz poprzez ręczne wpisanie w okienku skali, o przesuwanie mapy w dowolnym kierunku (tzw. "łapka"), o wykonywanie pomiarów na mapie (odległości, długości, powierzchni), o selekcję obiektów (poprzez wyszukiwanie z predefiniowanych list wyboru, wyszukiwanie wokół punktu) i generowanie zestawień (wyświetlanie listy) wyszukanych obiektów, o wyszukiwanie obiektów według zadanych atrybutów poprzez zawęŝanie kryteriów wyboru (np. działek ewidencyjnych poprzez podanie numeru/nazwy obrębu, numeru działki), o wyszukiwanie najkrótszych tras między punktami adresowymi oraz obiektami posiadającymi określony adres, o prezentowanie miniaturowej mapki poglądowej pokazującej umiejscowienie na tle zarysu miasta obszaru mapy wyświetlanego w oknie głównym (narysowany prostokąt dający się ręcznie przesuwać i Jacek Kozłowski, tel , jack_kozl@wp.pl 5

6 skalować, co skutkuje przesunięciem obrazu mapy w oknie głównym oraz zmianą skali mapy), o drukowanie wyświetlonej mapy lub jej fragmentu w definiowanym przez administratora szablonie, o automatyczna zmiana wyświetlanej treści w zaleŝności od aktualnej skali (zgodnie z konfiguracją nadaną przez administratora), o profilowany zakres wyświetlanych danych co do dostępnych warstw tematycznych (profile tematyczne, np.: mieszkańca, turysty, inwestora), o funkcjonalność zaleŝna od uprawnień uŝytkownika (zarejestrowany, nie zarejestrowany), co najmniej w zakresie dostępnych warstw tematycznych oraz narzędzi, o zgłaszanie do rejestracji w bazie danych nowych obiektów (tzw. punkty POI; ang.: point of interest) przez uŝytkowników publicznych wraz z proponowanym opisem oraz załącznikami, na przykład zdjęciami, jest przystosowanym do obsługi przez kaŝdego uŝytkownika, równieŝ mało zaawansowanego w posługiwaniu się technologiami GIS, to znaczy posiada obsługę poprzez: o intuicyjne przyciski i suwaki, o system pomocy kontekstowej, o dedykowane profile dla róŝnych uŝytkowników, o optymalizację prezentacji danych (interaktywną zmianę zakresu wyświetlanej treści przy zmianie stopnia powiększenia mapy). umoŝliwia prezentację danych przestrzennych róŝnego typu: rastrowych (np.: ortofotomapa, mapa topograficzna), wektorowych (np.: granice działek ewidencyjnych wraz z numeracją, osie dróg i ulic), punktowych (np.: lokalizacji obiektów administracyjnych, kulturalno-oświatowych czy uŝyteczności publicznej), zdjęć, opisów tekstowych, itp. (np. w tzw. "chmurkach"/"dymkach" - tooltips oraz okienkach informacji szczegółowych otwierających się po kliknięciu w obiekt mapy - pop-up), posiada obsługę uŝytkowników zarejestrowanych i nie zarejestrowanych, posiada narzędzie generowania adresu do danego widoku mapy (link) - zapisywanego w bazie danych portalu z informacją o kompozycji włączonych warstw tematycznych oraz skali mapy, posiada narzędzie generowania adresu do zaimplementowanego w systemie serwera WMS oraz umoŝliwiać wyświetlenie na tle własnych danych przestrzennych opracowań pobranych z innych serwisów mapowych za pomocą usługi WMS, obsługa metadanych polegająca co najmniej na moŝliwości wywoływania do podglądu zbiorów metadanych dla publikowanych w geoportalu warstw tematycznych w zakresie danych zgodnie z wymaganiami INSPIRE, strona pomocy (tzw.: help), jest wykonany w technologii CMS. Jacek Kozłowski, tel , jack_kozl@wp.pl 6

7 V. Omówienie ofert uczelni wyŝszych kształcących w zakresie geoinformacji Źródło: Jacek Kozłowski, tel , jack_kozl@wp.pl 7

8 VI. Podsumowanie 1. Geoinformacja to informacja zawierająca w sobie aspekt przestrzenny (lokalizujący) badanego obiektu lub aspekt wskazujący na zaleŝność przestrzenną w stosunku do innego obiektu. 2. Systemy informacji przestrzennej to przede wszystkim narzędzia do pozyskiwania, gromadzenia, aktualizacji, analizy i dystrybucji danych przestrzennych. Występują one powszechnie w niemal wszystkich dziedzinach Ŝycia gospodarczego i społecznego. 3. Systemy informacji przestrzennej coraz powszechniej są wykorzystywane takŝe w jednostkach administracji publicznej do świadczenia usług elektronicznych. W ramach Unii Europejskiej stanowią one węzły Infrastruktury Informacji Przestrzennej i oparte są o standardy określone w Dyrektywie INSPIRE, a w Polsce o przepisy ustawy o infrastrukturze informacji przestrzennej. 4. Serwisy internetowe prezentujące dane przestrzenne określa się mianem geoportali. 5. Geoportale oferują dane przestrzenne róŝnego typu oraz o róŝnej dokładności i aktualności. Umiejętność identyfikacji tych cech pozwala na wybór właściwego miejsca i sposobu poszukiwania poŝądanej geoinformacji. 6. Geoportalem oferującym dostęp do danych przestrzennych regionu Śląska Cieszyńskiego jest System Informacji Przestrzennej Powiatu Cieszyńskiego: 7. Geoinformacja jest powszechnie spotykanym kierunkiem kształcenia lub specjalnością na uczelniach wyŝszych w ramach studiów dziennych oraz podyplomowych. Opracował: Jacek Kozłowski, dr nauk techn. Cieszyn, czerwiec 2012 r. Jacek Kozłowski, tel , jack_kozl@wp.pl 8