SEMESTR 1 WYDZIAŁ GEOINŻYNIERII, GÓRNICTWA I GEOLOGII KARTA PRZEDMIOTU

Transkrypt

1 Zał. nr 4 do ZW SEMESTR 1 WYDZIAŁ GEOINŻYNIERII, GÓRNICTWA I GEOLOGII KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim Zaawansowane metody obliczeń numerycznych Nazwa w języku angielskim Advanced numerical calculation methods Kierunek studiów: górnictwo i geologia Specjalność: geoinformatyka Stopień studiów i forma: II stopień, stacjonarna Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu. Grupa kursów NIE zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium zaliczenie na ocenę zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 3 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) *niepotrzebne skreślić 3 3 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. wiedzę z rachunku różniczkowego i całkowego. ma potrafi zastosować statystykę matematyczną w zadaniach (średnia, moda mediana) CELE PRZEDMIOTU C1 Poznanie zasad opracowywania zbiorów danych pomiarowych C Poznanie metod wyrównania obserwacji wielowymiarowych wraz z oceną dokładności C3 Nabycie praktycznych umiejętności aproksymacji danych jedno i wielowymiarowych C4 Zrozumienie zasad wyrównania swobodnego obserwacji i pomiarów geodezyjnych C4 Rozumie zasady wyrównania odpornego na obserwacje odstające

2 PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 zna teorię powstawania błędów w czasie pomiarów. Oraz ma podstawową wiedzę w zakresie opracowywania danych i doboru metod pomiarowych do założonych dokładności pomiarowych PEK_W0 ma wiedzę niezbędną do przeprowadzenia zaawansowanych analiz danych pomiarowych PEK_W03 zna zasady wyrównywania obserwacji wielowymiarowych wraz z ocena dokładności oraz zna zasady wyrównania odpornego na obserwacje odstające PEK_W04 ma ugruntowaną wiedzę na temat swobodnego wyrównania sieci geodezyjnych Z zakresu umiejętności: PEK_U01 potrafi wyrównać dane pomiarowe jedno i wielowymiarowe wraz z oceną dokładności PEK_U0 potrafi samodzielnie przeprowadzić zaawansowane estymacje i aproksymację otrzymanych wyników i wykorzystać je do zaawansowanych obliczeń geodezyjnych PEK_U03 potrafi przeprowadzić zaawansowane obliczenia wyrównawcze z nieuwzględnieniem obserwacji niepewnych Z zakresu kompetencji społecznych: PEK_K01 rozumie zasady powstawania błędów pomiarowych i ich eliminacji z obserwacji geodezyjnych PEK_K0 potrafi sformułować i przekazać wiedzę na temat wykorzystania obliczeń numerycznych w różnych aspektach i dziedzinach wiedzy technicznej. Wy1 Wy Wy3 Wy4 Wy5 Wy6 Wy7 Wy8 TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Aproksymacja funkcji jednej i wielu zmiennych metodą najmniejszych kwadratów. Opis modeli matematyczne najlepiej odzwierciedlających badane zjawisko i ich ocena Analiza błędu pomiarowego. Błędy systematyczne pomiarów: instrumentalne i środowiskowe oraz błędy przypadkowe pomiarów. Wartość średnia. Probabilistyczne modele losowych błędów pomiaru, wyniki pomiarów jako funkcja losowa. Rozkłady funkcji, Obliczanie błędu funkcji obserwacji. Prawo przenoszenia się błędów przypadkowych. Krzywa i elipsa błędów średnich Własności funkcji gęstości pomiarów. Poziom ufności. Rozkład normalny. Statystyczny test zgodności wyników pomiarów. Kowariancje obserwacji. Współczynniki korelacji. Błędy obserwacji, wyników obserwacji, poprawek. Wybrane rodzaje estymacji. Estymacja punktowa i przedziałowa. M- estymatory, estymacja mocna. Wyrównanie odporne na błędy grube. Metody wyrównania obserwacji z nieuwzględnieniem pseudo-odwrotności oraz funkcji tłumienia. Defekty sieci. Swobodne sieci geodezyjne. Wyrównania swobodne. Wyrównania wieloetapowe Filtracja i predykcja funkcji losowych. Metody filtracji, filtr Kalmana. Kolokacja metodą najmniejszych kwadratów. Analiza spektralna. Wyrównanie sieci poziomej i wysokościowej z uwzględnieniem błędów punktów nawiązania. Suma godzin 15 1 La1 La La3 La4 Forma zajęć - Laboratorium Wykonanie 0 pomiarów odległości i kątów poziomych za pomocą tachimetru oraz ich opracowanie z wykreśleniem histogramu, obliczeniem błędów pomiarowych i błędów średnich. Analiza rozkładów zmiennych losowych (jedno- i wielowymiarowych) wraz z charakterystyką dokładnościową na zadanych przykładach. Estymacja punktowa i przedziałowa wartości oczekiwanej i wariancji Określenie wartości kowariancji i współczynników korelacji pomiaru wielkości zależnych funkcyjnie. Modele liniowe estymacja parametrów modelu na podstawie obserwacji geodezyjnych., La5 Modele nieliniowe. Aproksymacja funkcji jednej i wielu zmiennych.

3 La6 Modele nieliniowe. Aproksymacja funkcji wielu zmiennych. La7 Obliczenie półosi elipsy błędu średniego oraz wykreślenie elipsy błędów. La8 Wyrównanie odporne na błędy grube przykładowej sieci wysokościowej La9 Analiza dokładności wyrównanych obserwacji z identyfikacją wartości La10 La11 odstających. Weryfikacja danych pomiarowych. Metody odwracania macierzy z defektem. Metoda pseudo-odwrotności Moora- Penrosa, rozkład SVD. Wyrównanie swobodnej sieci geodezyjnej z zastosowaniem pseudoodwrotności analiza wyników i ocena dokładności. La1 Wieloetapowe wyrównanie sieci geodezyjnych, wraz z oceną dokładności La13 Metody estymacji odpornej wyrównania wyników pomiarów. Metoda Hubera La14 Metody estymacji odpornej Metoda Hampela i Liniowa. La15 Analiza wyników pomiarów i dobór odpowiedniej metody wyrównania Suma godzin 30 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE N1. forma wykładów tradycyjna, treści ilustrowane prezentacjami multimedialnymi z użyciem sprzętu audio-wizualnego N. Przygotowanie sprawozdań z zadań laboratoryjnych N3. Konsultacje OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) Numer efektu kształcenia P1 PEK_W01- PEK_W04 F, P PEK_U01- PEK_U03 Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia P1 zaliczenie na ocenę końcowego sprawdzianu pisemnego według podanego zakresu materiału F1.Ocena z pisemnych sprawdzianów wiedzy z poszczególnych grup tematów laboratoriów F. Ocena ze sprawozdań z poszczególnych grup tematycznych laboratoriów P Ocena końcowa (średnia arytmetyczna ważona z F1 70% i F 30%)

4 LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] Wiśniewski Z. Rachunek wyrównawczy w geodezji. Wyd. UWM, Olsztyn 005 [] Osada E. Geodezja. Oficyna Wyd. PWr., Wrocław 00 [3] Adamczewski Z. Rachunek wyrównawczy w 15 wykładach. Oficyna Wyd. PW, Warszawa 007 [4] Osada E. Wykłady z geodezji i geoinformatyki. Osnowy geodezyjne. UxLan, Wrocław 010 [5] Baran L. W. Teoretyczne podstawy opracowania wyników pomiarów geodezyjnych. PWN, Warszawa 1999 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] Adamczewski Z. Teoria błędów dla geodetów. Oficyna Wyd. PW, Warszawa 005 [] Osada E. Analiza, wyrównanie i modelowanie Geo-Danych. Podręcznik elektroniczny programu Mathcad dla Windows 98. Wyd. AR, Wrocław 1998 [3] Materiały z wykładu OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) TADEUSZ GŁOWACKI, (tadeusz.glowacki@pwr.wroc.pl )

5 MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU ZAAWANSOWANE METODY OBLICZEŃ NUMERYCZNYCH Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU górnictwo i geologia Specjalność: geoinformatyka Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów górnictwo i geologia,specjalność geoinformatyka Cele przedmiotu Treści programowe Numer narzędzia dydaktycznego PEK_W01 K_W01 C1, C4 Wy1-Wy4 N1, N3 PEK_W0 K_W01 C1, C Wy5-Wy6 N1, N3 PEK_W03 K_W01 C3 Wy-Wy6 N1, N3 PEK_W04 K_W01 C4 Wy4-Wy8 N1, N3 PEK_U01 K_U01 C1, C, C3 La1-La10 N, N3 PEK_U0 K_U01 C4 La11-La1 N, N3 PEK_U03 K_U01 C4 La13-La14 N, N3 PEK_K01 K_K01 PEK_K0 K_K03 ** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia *** - z tabeli powyżej

6 WYDZIAŁ GEOINŻYNIERII, GÓRNICTWA I GEOLOGII KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim Zaawansowane metody analiz przestrzennych Nazwa w języku angielskim Advanced spatial analysis methods Kierunek studiów: górnictwo i geologia Specjalność: geoinformatyka Stopień studiów i forma: II stopień, stacjonarna Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu. Grupa kursów NIE Całkowita liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium zaliczenie na ocenę zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy Liczba punktów ECTS 3 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) W tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) 1 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Ma podstawową wiedzę z zakresu roli narzędzi geoinformacyjnych (GIS) oraz z zakresu technik pozyskiwania danych przestrzennych.. Potrafi praktycznie posługiwać się pakietem oprogramowania GIS (np. ArcGIS ESRI) w szerokim zakresie jego funkcjonalności 3 C1 C C3 ZAŁOŻENIA I CELE PRZEDMIOTU Przekazanie, na przykładach, wiedzy z zakresu budowy, wdrażania i działania systemów geoinformacyjnych w organizacjach. Przedstawienie wiadomości dotyczących wykorzystywania systemów geoinformacyjnych w analizie obiektów, zjawisk i procesów zachodzących w przestrzeni Nabycie umiejętności formułowania i rozwiązywania zadań z zastosowaniem funkcji analitycznych systemów geoinformacyjnych

7 C4 C5 Nabycie umiejętności tworzenia prostych algorytmów w języku Python w celu rozwiązania problemów o charakterze przestrzennych Nabycie umiejętności projektowania i obsługi systemów geoinformacyjnych zgodnie z zapisami dyrektywy INSPIRE EFEKTY KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Z zakresu wiedzy: PE_W01 Zna przykłady i zasady budowy, wdrażania oraz funkcjonowania systemów geoinformacyjnych w organizacjach (administracja publiczna, przedsiębiorstwa, sektor badawczo-rozwojowy PE_W0 Posiada poszerzoną wiedzę w zakresie wykorzystania systemów geoinformacyjnych w analizie obiektów, zjawisk i procesów zachodzących w przestrzeni niezależnie od platformy sprzętowej. Z zakresu umiejętności: PE_U01 Potrafi formułować i rozwiązywać zadania przestrzenne posługując się zaawansowani funkcjami analitycznymi GIS PE_U0 Potrafi programować proste algorytmy obliczeniowe w języku Python niezależnie od platformy sprzętowej. PE_U03 Potrafi projektować i obsługiwać systemy geoinformacyjne zgodnie z wymogami przepisów prawa (dyrektywa Inspire). Z zakresu kompetencji społecznych: PE_K01 Potrafi formułować i przekazać wiedzę na temat wykorzystania systemów geoinformacyjnych w analizach przestrzennych i prezentacji ich wyników TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykłady Omówienie syllabusu, warunków zaliczenia, literatury. Wy1 Usystematyzowanie podstawowych pojęć z zakresu systemów informacji geograficznej Wy Modelowanie danych w GIS. Reprezentacja danych przestrzennych. Stan obecny i przyszłość Wy3 Niepewność w operacjach przetwarzania danych przestrzennych Wy4 Statystyka przestrzenna Wy5 Przykłady zastosowań systemów geoinformacyjnych w organizacjach (administracji, gospodarce, nauce) Wy6 Infrastruktury geoinformacyjne, Usługi sieciowe OGC i INSPIRE Wy7 Wprowadzenie do modelowania w GIS z wykorzystaniem języka Python Wy8 Powtórzenie materiału 1 Suma godzin 15

8 Forma zajęć - laboratorium La1 Wprowadzenie do pakietu ArcGIS, modułów i narzędzi analitycznych (ArcToolBox, ModelBuilder, Spatial Analyst) La Analiza problemu - Identyfikacja obszarów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych przygotowanie bazy danych (z wykorzystaniem Open Data), aktualizacja, weryfikacja danych La3 Analiza problemu - Identyfikacja obszarów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych przygotowanie bazy danych (z wykorzystaniem Open Data), konwersja danych La4 Analiza problemu - Identyfikacja obszarów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych analizy rastrowe i wektorowe La5 Analiza problemu - Identyfikacja obszarów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych analizy powierzchni La6 Analiza problemu - Identyfikacja obszarów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych ważona kombinacja liniowa La7 Analiza problemu - Identyfikacja obszarów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych Zapis modeli analiz przestrzennych w języku skryptowym i w interfejsie graficznym La8 Analiza problemu - Identyfikacja obszarów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych wizualizacja wyników D i 3D La9 Analiza problemu - Identyfikacja obszarów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych przygotowanie danych do prezentacji online La10 Analiza problemu - Identyfikacja obszarów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych publikacja danych online La11 Wprowadzenie do środowiska Python Win La1 Podstawy języka Python La13 Wprowadzenie do pakietu ArcPy. Tworzenie prostych programów wykorzystujących narzędzia analizy w pakiecie ArcPy La14 Wykorzystanie Pythona do automatyzowanie czynności w ArcGIS La15 Tworzenie narzędzi dla ArcToolbox z wykorzystaniem programowania w języku Python Suma godzin 30 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE PRZYKŁAD: N1. Wykład informacyjny z elementami wykładu problemowego N. Prezentacje multimedialne N3 Wykonanie indywidualnej pisemnej pracy semestralnej na zadany temat N4. Przeprowadzenie i przygotowanie sprawozdań z zadań laboratoryjnych N5. Konsultacje Oceny (F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) OCENA OSIĄGNIĘCIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Numer efektu kształcenia Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia F, P PE_W01 PE_W0 F1 Ocena z zaliczenia w formie pisemnego kolokwium F Ocena pisemnej pracy semestralnej P1 Ocena końcowa z wykładu (średnia waż ona zf1 75% oraz F - 5%).

9 F, P PE_U01 PE_U03, PE_K01 Np. P = α 1 F1 + α F +, gdzie α 1 =.., α =.., Σ α = 1 F3 Ocena sprawozdania pisemnego z ćwiczeń laboratoryjnych F4 Ocena ze sprawdzianu P Ocena końcowa z laboratorium (średnia waż ona z F3 70% oraz F4-30%). LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] Longley P. A., Goodchild M. F., Maguire D. J., Rhind D. W., 006. GIS. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa [] Urbański J., 010. GIS w badaniach przyrodniczych, Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego [3] Dyrektywa 007//We Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 14 marca 007 r. ustanawiająca infrastrukturę informacji przestrzennej we Wspólnocie Europejskiej (INSPIRE). Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej , L 108/1 [4] Ustawa z dnia 4 marca 010 r. o infrastrukturze informacji przestrzennej, Dz. U. 010 nr 76 poz. 489 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] Gotlib D., Iwaniak A., Olszewski R., 007: GIS. Obszary zastosowań, Wydaw. Naukowe PWN, Warszawa [] Maguire D., Batty M., Goodchild M., 005. GIS Spatial Analysis and Modelling. ESRI Press [3] Kennedy M., 009: Introducing Geographic Information Systems with ArcGIS: A Workbook Approach to Learning GIS, Second Edition, John Wiley and Sons; [4] Zandbergen P., 013. Python Scripting for ArcGIS. ESRI Press [5] Lutz M., 011. Python Wprowadzenie. Wydanie IV, Wydawnictwo Python PROWADZĄCY PRZEDMIOT (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) Jan Blachowski, jan.blachowski@pwr.edu.pl

10 Efekt kształcenia MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU ZAAWANSOWANE METODY ANALIZ PRZESTZRENNYCH Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU GÓRNICTWO I GEOLOGIA I SPECJALNOŚCI GEOINFORMATYKA Odniesienie danego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów górnictwo i geologia, specjalność geoinformatyka Cele przedmiotu Treści programowe Numer narzędzia dydaktycznego Sposób oceny PE_W01 K_W0 C1 Wy1, Wy5, Wy6, Wy8 N1, N F1, P1 PE_W0 K_W0 C Wy, Wy3, Wy4, Wy7 N1, N3 F, P1 PE_U01 K_U0 C3, C4 La1-La7 N4 F4,P PE_U0 K_U0 C3, C4 La11-La15, Wy7 N4 F4, P PE_U03 K_U0 C5 La8-La10 N4, N5 F3, P PE_K01 K_K03 C5 Wy6, La9, La10 N3, N4 P

11 Zał. nr 4 do ZW WYDZIAŁ GEOINŻYNIERII, GÓRNICTWA I GEOLOGII KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim: Geostatystyka Nazwa w języku angielskim: Geostatistics Kierunek studiów: górnictwo i geologia Specjalność: geoinformatyka Stopień studiów i forma: II stopień, stacjonarna Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu. Grupa kursów NIE zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) całkowitego nakładu pracy studenta Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium (CNPS) Forma zaliczenia Egzamin zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 3 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) 3 3 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Znajomość i zrozumienie podstawowych pojęć statystyki matematycznej (podstawowe rozkłady prawdopodobieństwa ich parametry, zmienna losowa o wartościach rzeczywistych i jej rozkład, niezależność zmiennych losowych, kowariancja, korelacja) oraz metod wnioskowania statystycznego (populacja i próba, estymatory wartości średniej oraz wariancji, przedział ufności. testowanie hipotez statystycznych testy istotności dotyczące wartości średniej albo wariancji, testy zgodności).. Umiejętność przeprowadzenia analizy statystycznej skończonego zbioru liczb rzeczywistych w zakresie opisu statystycznego i estymacji podstawnych parametrów rozkładu prawdopodobieństwa analizowanej cechy populacji, postawienie i zweryfikowania hipotezy parametrycznej i nieparametrycznej, oceny korelacji dwóch cech populacji. 3. Podstawowa wiedza z zakresu genezy i form występowania złóż, parametrów złożowych, metod rozpoznawania złóż, klasyfikacji zasobów naturalnych.

12 CELE PRZEDMIOTU C1 Nabycie wiedzy w zakresie podstawowych metod analizy i budowy modelu geostatystycznego parametrów warstw powierzchniowych oraz typowych zastosowań geostatystyki. C Nabycie umiejętności w zakresie budowy modelu strukturalnego stratoidalnego układu warstw, estymacji i przetwarzania modelu blokowego przestrzennej zmienności parametru warstw powierzchniowych. PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: PEK_W01: rozróżniać typy zmienności parametrów warstw powierzchniowych, opisywać je w kategoriach zmiennej zregionalizowanej i scharakteryzować geostatystyczny modelu zmienności, wskazać metodę estymacji analizowanego parametru, PEK_W0: znać techniki budowy cyfrowego modelu przestrzennej zmienności parametrów warstw powierzchniowych (model blokowy) oraz sposoby jego przetwarzania (oszacowania ilościowe, generowanie przekrojów, rzutów, map), PEK_W03: znać typowe zastosowania metod geostatystycznych (optymalizacja rozpoznania geologicznego, szacowanie parametrów warstw, szacowanie zasobów złoża). Z zakresu umiejętności: W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: PEK_U01: klasyfikować rozkład prawdopodobieństwa i estymować podstawowe parametry rozkładu, weryfikować hipotezy z wykorzystaniem testu istotności lub zgodności PEK_U0: opracować prosty model geostatystyczny jakościowego parametru warstwy powierzchniowej PEK_U03: zrealizować estymację wartości średniej parametru w zadanym obszarze, z wykorzystaniem podstawowych estymatorów średniej ważonej (w tym krigingu) PEK_U04: zbudować przestrzenny model blokowy parametru jakościowego a także zweryfikować dokładność estymacji oraz zweryfikować poprawność modelu z wykorzystaniem technik wizualizacji cyfrowej PEK_U05: oszacować zasoby złoża na podstawie blokowego modelu parametru jakościowego PEK_U06: wykonać podstawowe elementy dokumentacji graficznej (przekroje, rzuty, mapy) Wy1 Wy Wy3 TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Wprowadzenie do geostatystyki. Baza danych geologicznych (z odwiertów badawczych lub bieżącego opróbowania). Wstępna analiza statystyczna zmiennej losowej o wartościach rzeczywistych (statystyki opisowe, estymacja wartości średniej i wariancji, dopasowanie rozkładu prawdopodobieństwa, testy parametryczne i nieparametryczne). Kowariancja i korelacja. Zmienna zregionalizowana. Stacjonarność procesu stochastycznego. Geostatystyczny model zmienności zmiennej zregionalizowanej (składowa zdeterminowana i losowa).

13 Wy4 Wy5 Wy6 Wy7 Wy8 Analiza anizotropii kierunkowej. Wariogramy empiryczne i ich modelowanie. Weryfikacja modelu wariogramu. Najefektywniejszy estymator wartości średniej w klasie estymatorów liniowych (kriging) Wybrane odmiany krigingu. Tradycyjne metody estymacji zmiennej zregionalizowanej i ich dokładność. Zastosowanie metod geostatystycznych w dokumentowaniu złóż, w zakresie szacowania zasobów. Zastosowanie metod geostatystycznych w optymalizacji rozpoznania geologicznego. 1 Suma godzin 15 Forma zajęć - laboratorium La1 Ustalenie zasada pracy w ramach ćwiczeń laboratoryjnych. 3 Zapoznanie się ze środowiskiem Datamine Studio Zapoznanie się ze strukturą danych geologicznych (z odwiertów badawczych lub bieżącego opróbowania) oraz przydzielenie indywidualnych zestawów danych do analizy i modelowania. Przygotowanie danych geologicznych do modelowania przestrzennego. Określenie lokalizacji prób i identyfikacja gęstości opróbowania La Utworzenie kompozytów i wyznaczenie rozkładów empirycznych 3 analizowanych parametrów wraz z charakterystykami statystycznymi. La3 Identyfikacja rozkładu prawdopodobieństwa podstawowego parametru, w 3 poszczególnych warstwach powierzchniowych. La4 Identyfikacja rozkładu prawdopodobieństwa pozostałych parametrów, w 3 poszczególnych warstwach powierzchniowych (test zgodności rozkładu). La5 Identyfikacja domen oraz niwelacja asymetrii rozkładu 3 prawdopodobieństwa analizowanych parametrów La6 Identyfikacja kierunków anizotropowego charakteru zmienności 3 analizowanego parametru. Wyznaczenie wariogramów empirycznych parametru w poszczególnych domenach. La7 Dopasowanie modelu teoretycznego wariogramu analizowanego parametru 3 w poszczególnych domenach. La8 Weryfikacja modelu teoretycznego wariogramu podstawowego parametru, 3 z wykorzystaniem cross validation na podstawie wyników estymacji metodą krigingu. La9 Weryfikacja modelu teoretycznego wariogramu analizowanych parametrów 3 w poszczególnych domenach, z wykorzystaniem cross validation. La10 Budowa modelu strukturalnego warstw powierzchniowych - modele 3 sieciowe powierzchni granicznych. La11 Budowa modelu blokowego warstw powierzchniowych. 3 La1 Budowa jakościowego modelu blokowego złoża - estymacja wartości parametrów w komórkach modelu blokowego. Szacowanie zasobów geologicznych (objętość, tonaż i wartości średnie parametrów jakościowych). La13 Przetwarzanie modelu strukturalno-jakościowego. Szacowanie zasobów 3 bilansowych złoża (objętość, tonaż i wartości średnie parametrów jakościowych). Wizualizacja cyfrowa modelu jakościowego. Tworzenie elementów dokumentacji geologicznej (mapy i przekroje). La14 Uzupełnianie niezrealizowanych elementów ćwiczeń laboratoryjnych. 3 La15 Zaliczenie. 3 Suma godzin 45

14 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE N1. Forma wykładu wykład informacyjny z elementami wykładu problemowego, treści ilustrowane prezentacjami multimedialnymi N. Forma wykładu dyskusja moderowana N3. Ćwiczenia laboratoryjne prezentacja przez prowadzącego przykładowego wykorzystania narzędzi informatycznych N4. Ćwiczenia laboratoryjne dyskusja dotycząca metod analizy N5. Ćwiczenia laboratoryjne samodzielna realizacja badań zgodnie z instrukcją N6. Ćwiczenia laboratoryjne - sprawdzian ze znajomości metod badań laboratoryjnych N7. Ćwiczenia laboratoryjne udział w e-testach przeprowadzanych w laboratorium komputerowym. N8. Konsultacje N9. Praca własna przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych N10. Sprawozdanie pisemne z przeprowadzonych badań laboratoryjnych N11. Praca własna samodzielne studia i przygotowanie do kolokwium OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) F P Numer efektu kształcenia PEK_W01 - PEK_W0 PEK_U01 - PEK_U06 PEK_W01 - PEK_W03 PEK_U01 - PEK_U03, PEK_U05 Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia F1: Ocena z pisemnego lub ustnego sprawdzianu przygotowania do ćwiczenia laboratoryjnego, ocena wykonania zakresu badania laboratoryjnego F: Ocena ze sprawozdań pisemnych z ćwiczeń laboratoryjnych P1: Ocena z wykładu na podstawie egzaminu pisemnego. P PEK_U01 - PEK_U06 P: Ocena ze sprawdzianu metod badań laboratoryjnych - ćwiczenia praktyczne w laboratorium komputerowym P PEK_W01 - PEK_W0 PEK_U01 - PEK_U06 P3: Oceny końcowa z ćwiczeń laboratoryjnych (średnia ważona: F1 x 0,3 + F x 0,7) pod warunkiem uzyskania pozytywnej oceny P LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] Armstrong, M., Basic Linear Geostatistics, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, [] Hołodnik K., Materiały do wykładów, Politechnika Wrocławska, [3] Hołodnik K., Materiały do ćwiczeń, Politechnika Wrocławska, [4] Isaaks E.H., Srivastawa R.M., An introduction to Applied Geostatistics, Oxford University Press, [5] Mucha J., Metody matematyczne w dokumentowaniu złóż, AGH Kraków, [6] Zawadzki J., Metody geostatystyczne dla kierunków przyrodniczych i technicznych, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, 011.

15 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] Davis J.C., Statistics and Data Analysis in Geology. J. Wiley and Sons, New York 1973 (rok pierwszego wydania, potem min. 1981, 1994, 00). [] Goovaerts, P., Geostatistics for Natural Resources Evaluation. Oxford University Press [3] Isobel Clark and Bill Harper, Practical Geostatistics 000, Clark I., Practical geostatistics. Elsevier Applied Science, London and New York 000. [4] Jokiel-Rokita A., Magiera R., Modele i metody statystyki matematycznej w zadaniach, GiS, Wrocław, 005. [5] Namysłowska-Wilczyńska B., Geostatystyka. Teoria i zastosowania, Oficyna Politechniki Wrocławskiej, 006. [6] Rossi M.W., Deutsch C.V., Mineral Resources Estimation, Springer 014 [7] Webster, R., Oliver, M.A., Geostatistics for Environmental Scientists. John Wiley & Sons, 000. [8] Datamine Studio Users Guides and Tutorials, CAE Mining [9] Smogur Z., Excel w zastosowaniach inżynieryjnych, Helion, 008. OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) Krzysztof Hołodnik, krzysztof.holodnik@pwr.edu.pl

16 MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Geostatystyka Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Górnictwo i Geologia I SPECJALNOŚCI Geoinformatyka Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów górnictwo i geologia, specjalność geoinformatyka Cele przedmiotu Treści programowe Numer narzędzia dydaktycznego PEK_W01 - PEK_W03 (wiedza) PEK_U01 - PEK_U06 (umiejętności) K_W03 C1 Wy1 Wy6 N1, N, N8, N9, N11 K_U03 C La1 - La15 N3 - N10 ** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia *** - z tabeli powyżej

17 WYDZIAŁ GEOINŻYNIERII, GÓRNICTWA I GEOLOGII KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim: Bazy danych przestrzennych Nazwa w języku angielskim: Spatial databases Kierunek studiów: Górnictwo i geologia Specjalność: geoinformatyka Stopień studiów i forma: II stopień, stacjonarna Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu. Grupa kursów NIE Całkowita liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS Forma zaliczenia Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium zaliczenie na ocenę zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy Liczba punktów ECTS W tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) W tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. potrafi wykorzystać bazy danych do gromadzenia, przetwarzania i udostępniania danych ZAŁOŻENIA I CELE PRZEDMIOTU C1 Celem przedmiotu jest przygotowanie studentów do samodzielnego rozwiązywania problemów inżynierskich za przestrzennych baz danych. EFEKTY KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Z zakresu wiedzy: PE_W01 (TA_W01, TA_W03) Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu wykorzystania baz danych przestrzennych i standardów wymiany danych do budowy systemów geoinformacyjnych. Zna zaawansowanych zasady formułowania i tworzenia zapytań atrybutowych i przestrzennych w rozwiązywaniu problemów analizy przestrzennej. Z zakresu umiejętności: TA_U01 TA_U09 TA_U10

18 PE_U01 Potrafi zaprojektować i wykonać złożone zapytania do bazy danych przestrzennych wraz z analizą topologii. PE_U0 Potrafi pozyskiwać i interpretować informacje z przestrzennych baz danych. Z zakresu kompetencji społecznych: PE_K01 rozumie potrzebę ułatwiania pracy zawodowej inżyniera stosując dostępne narzędzia programistyczne PE_K0 potrafi sformułować i przekazać wiedzę na temat tworzonych danych przestrzennych TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykłady Wy1 Wprowadzenie do przestrzennych baz danych. Wy Typy geometryczne. Wy3 Zarządzanie danymi przestrzennymi. Wy4 Funkcje relacyjne a funkcje geometryczne Wy5 Zapytania atrybutowe. Wy6 Analizy przestrzenne. Wy7 Specyfikacja OGC Wy8 Współczesne trendy rozwoju przestrzennych baz danych 1 Suma godzin 15 Forma zajęć - laboratorium La1 Instalacja i konfiguracja przestrzennej bazy danych na przykładzie PostgreSQL i PostGIS La PostgreSQL polecenia, tworzenie nowego użytkownika, schematu i bazy danych. La3 PostGIS - polecenia, współpraca z QGIS. La4 PostGIS - import danych, konwersja współrzędnych, indeksy, proste zapytania La5 PostGIS - funkcje La6 PostGIS - eksport danych, cz. 1 La7 PostGIS - eksport danych, cz. La8 QGIS interfejs użytkownika La9 QGIS tworzenie warstwy wektorowej La10 QGIS import danych La11 QGIS usługa przeglądania WMS La1 QGIS warstwy rastrowe La13 QGIS analizy przestrzenne, cz. 1 La14 QGIS analizy przestrzenne, cz. La15 QGIS redakcja mapy Suma godzin 30 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE N1.Wykład informacyjny, N. Prezentacja multimedialna, N3. Laboratorium

19 OCENA OSIĄGNIĘCIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) P1 Numer efektu kształcenia PEK_W01, PEK_U01- PEK_U0 Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia Kolokwium - zaliczenie na ocenę, napisanie programu według podanych założeń Np. P = α 1 F1 + α F +, gdzie α 1 =.., α =.., Σ α = 1 LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] Shashi Shekhar, Sanjay Chawla: Spatial Databases: A Tour, Prentice Hall, 003 [] Philippe Rigaux, Michel Scholl, Agnes Voisard: Spatial Databases With Application To GIS, Morgan Kaufmann, 001 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] Harvey J. Miller, Jiawei Han: Geographic Data Mining and Knowledge Discovery, CRC Press, 009 [] Natalia Andrienko, Gennady Andrienko: Exploratory Analysis of Spatial and Temporal Data, Springer, 006 [3] Andy Mitchell: The ESRI Guide to GIS Analysis, Volume 1: Geographic Patterns and Relationships, ESRI Press, 1999 PROWADZĄCY PRZEDMIOT (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) ZBIGNIEW TELEC zbigniew.telec@pwr.wroc.pl

20 Efekt kształcenia MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Bazy danych przestrzennych Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Górnictwo i Geologia I SPECJALNOŚCI Geoinformatyka Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów górnictwo i geologia, specjalność geoinformatyka Cele przedmiotu Treści programowe Numer narzędzia dydaktycznego Sposób oceny PE_W01 K_W04 C1 Wy1-Wy8 N1, N P1 PE_U01 K_U04 C1 La1-La15 N3 P1 PE_U01 K_U04 C1 Wy1-Wy8, La1-La15 N1,N P1 PE_U0 K_U04 C1 Wy1-Wy8, La1-La15 N1, N P1