Opis modułu kształcenia / przedmiotu (sylabus)

Transkrypt

1 Opis modułu kształcenia / przedmiotu (sylabus) Rok akademicki: Grupa przedmiotów: Numer katalogowy: Nazwa przedmiotu 1) : Teledetekcja środowiska ECTS 2) 4 Tłumaczenie nazwy na jęz. angielski 3) : Kierunek studiów 4) : Koordynator przedmiotu 5) : Prowadzący zajęcia 6) : Jednostka realizująca 7) : Remote Sensing of Environment Ochrona środowiska Prof. dr habil. Jerzy Mozgawa Pracownicy Zakładu Geomatyki i Gospodarki Przestrzennej, Katedry Urządzania Lasu, Geomatyki i Ekonomiki Leśnictwa, Wydział Leśny: dr habil. Krzysztof Będkowski, prof.nadzw., dr Joanna Adamczyk Zakład Geomatyki i Gospodarki Przestrzennej, Katedra Urządzania Lasu, Geomatyki i Ekonomiki Leśnictwa, Wydział Leśny Wydział, dla którego przedmiot jest realizowany 8) : Status przedmiotu 9) : Cykl dydaktyczny 10) : MSOŚ a) przedmiot kierunkowy. Semestr letni b) stopień I. rok II c) stacjonarne / niestacjonarne Jęz. wykładowy 11) : w języku polskim Założenia i cele przedmiotu 12) : Formy dydaktyczne, liczba godzin 13) : Metody dydaktyczne 14) : \ Pełny opis przedmiotu 15) : Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów ze współczesnymi sposobami pozyskania, przetwarzania, interpretacji i wykorzystania w ochronie środowiska informacji obrazowych. Przedmiot wyjaśnia teorię i metody pozyskiwania z danych obrazowych cech i geometrii obiektów środowiskowych. Zakres przedmiotu koncentruje się na obrazach, które są wynikiem rejestracji promieniowania elektromagnetycznego odbitego lub emitowanego przez obiekty środowiska przyrodniczego i antropogenicznego. Przedmiot jest powiązany z innymi technologiami geomatyki: systemami informacji przestrzennej, satelitarnym wyznaczaniem pozycji, modelem numerycznym powierzchni, geodezją i kartografią komputerową. a) wykład ; liczba godzin 15...; b) ćwiczenia laboratoryjne zorientowane problemowo, ćwiczenia projektowe, realizowane indywidualnie oraz przez 2-3 osobowe grupy studentów na sprzęcie komputerowym wyposażonym w specjalistyczne programy do przetwarzania 2D obrazów cyfrowych i analiz 3D wymiarowych. ; liczba godzin 30...; c) ; liczba godzin...; d) ; liczba godzin...; Rozwiązywanie problemu, dyskusja, indywidualne projekty studenckie dostarczane do oceny przez prowadzących zajęcia za pośrednictwem Internetu, konsultacje bezpośrednie i drogą internetową Przedmiot zapoznaje studentów ze współczesnymi sposobami pozyskania, przetwarzania, interpretowania i wykorzystania informacji obrazowych w sposób umożliwiający: 1/ efektywne korzystanie z zasobów internetowych baz danych oraz archiwów zdjęć lotniczych i obrazów satelitarnych w celu oceny stanu, funkcjonowania i dokumentacji zmian środowiska w różnych skalach przestrzennych, 2/ nawiązanie współpracy merytorycznej z instytucjami dostarczającymi różnie przetworzone teledetekcyjne dane obrazowe dla potrzeb zarządzania środowiskiem i badań naukowych w programach krajowych i europejskich. Przedmiot jest realizowany w formie wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych. Materiał wykładowy obejmuje: a) Wprowadzenie ( Identyfikacja potrzeb w zakresie informacji obrazowych dla rozwiązywania problemów ochrony i kształtowania środowiska obszarów wiejskich. Teledetekcja i fotogrametria jako nauka i technologia pozyskania, przetwarzania i interpretowaniu informacji obrazowej o cechach i wymiarach geometrycznych obiektów środowiskowych. Teledetekcja w zintegrowanym systemie technik geoinformacyjnych. Własności spektralne wybranych obiektów środowiskowych. Wpływ zanieczyszczenia środowiska i i sezonu wegetacyjnego na własności spektralne detali środowiskowych. Zasady rejestracji obiektów środowiskowych na wielospektralnych obrazach teledetekcyjnych. Geometryczne odwzorowanie obiektów terenowych na obrazach teledetekcyjnych przez wybrane systemy teledetekcji lotniczej i satelitarnej. Zniekształcenia geometryczne obrazów i metody eliminacji zniekształceń. Ortofotomapa.) b) Wybrane elementy rejestracji obrazów teledetekcyjnych (Cechy obrazów zarejestrowanych wybranymi systemami teledetekcji lotniczej. Własności geometryczne i spektralne obrazów zarejestrowanych średnio- i wysokorozdzielczymi systemami teledetekcji satelitarnej. Internet jako źródło informacji o obrazach teledetekcyjnych. Ortofotomapa w Internecie. Wybrane programy UE jako źródło informacji teledetekcyjnej o środowisku). c) Przetwarzanie obrazów teledetekcyjnych środowiska (Środki techniczne do przetwarzania teledetekcyjnych obrazów analogowych i cyfrowych. Wybrane operacje cyfrowego przetwarzania obrazów jako narzędzie poprawiania ich dokładności geometrycznych i cech interpretacyjnych. Elementy pomiarów geometrii obiektów na obrazach dwuwymiarowych i modelu trójwymiarowym). d) Interpretacja obrazów teledetekcyjnych środowiska 7

2 (Kierunki praktycznego wykorzystania rezultatów interpretacji do rozpoznania stanu i zmian środowiska obszarów wiejskich. Specyfika monitorowania środowiska na serii czasowej obrazów. Wykorzystanie rezultatów interpretacji obrazów lotniczych i satelitarnych do zasilania baz danych systemów informacji przestrzennej. Aspekty techniczne i ekonomiczne stosowania w ochronie środowiska wybranych współczesnych technik teledetekcji poziomu lotniczego i satelitarnego. Podejście ekologiczno krajobrazowe do interpretacji na obrazach lotniczych i satelitarnych elementów strukturalnych krajobrazów obszarów wiejskich. Kwantyfikacja stanu krajobrazów ekologicznych poprzez wybrane wskaźniki struktury przestrzennej krajobrazów. Obrazy teledetekcyjne poziomu lotniczego i satelitarnego jako źródło informacji umożliwiające wyznaczenie wskaźników struktury związanych z tłem, płatami i ekotonami. Wykorzystanie wskaźników struktury w ocenie stanu i zmian środowiska oraz opracowaniu zasad jego kształtowania i ochrony). e) Specyfika modelu 3D w teledetekcji środowiska (Sposoby pozyskania danych dla modelu 3D i wykorzystania modelu w ocenie funkcjonowania i ochronie środowiska. Model 3D w prezentacji danych środowiskowych, ocenie rzeźby terenu i pokrycia/użytkowania terenu) Ćwiczenia obejmują pięć merytorycznie połączonych bloków tematycznych. Blok1:Interpretacja elementów środowiska i zasady pomiarów fotogrametrycznych na pojedynczych zdjęciach lotniczych ( 2D). (Specyfika odwzorowania detali środowiska na zdjęciach lotniczych panchromatycznych, w barwach naturalnych i spektrostrefowych. Zdjęcia lotnicze w ortofotomapach ). Blok 2: Tworzenie i wykorzystanie modelu trójwymiarowego jako źródła informacji dla interpretacji tematycznej i pomiarów fotogrametrycznych. (Własności geometryczne obrazów zarejestrowanych w rzucie środkowym. Anaglif i stereoskop jako techniki tworzenia modelu 3D z danych analogowych i cyfrowych. Elementy pomiarów zróżnicowania wysokościowego detali środowiska na obrazach teledetekcyjnych wykonanych w rzucie środkowym). Blok3: Przygotowanie cyfrowych wielokanałowych obrazów satelitarnych do interpretacji tematycznej wspomaganej komputerowo. (Wybrane operacje cyfrowego przetwarzania pojedynczych kanałów obrazu wielo spektralnego dla uzyskania optymalnych dla interpretacji tematycznej kompozycji barwnych. Pomiar jasności spektralnych pikseli obrazu cyfrowego jako danych wejściowych do modelowania i parametryzacji elementów środowiska. Transformacja cyfrowego obrazu wielo spektralnego na formę kompozycji barwnych). Blok 4: Wykorzystanie obrazów teledetekcyjnych jako tła rastrowego w mapach obrazowych. (Definicje mapy obrazowej środowiska, rozdzielczości spektralnej i przestrzennej obrazu cyfrowego. Sposoby wykorzystania parametrów rozdzielczości spektralnej i przestrzennej w procesie tworzenia tła rastrowego map obrazowych. Wyznaczanie optymalnej skali tła rastrowego map obrazowych tworzonych z obrazów pozyskanych wybranymi systemami teledetekcji satelitarnej. Blok5: Interpretacja i kwantyfikacja obrazów satelitarnych w ujęciu krajobrazowo-ekologicznym. (Interpretacja na obrazach satelitarnych wybranych elementów struktury ekologicznej terenu : tła, wysp środowiskowych, ekotonów, korytarzy itp. Wykorzystanie kompozycji barwnych utworzonych z obrazów satelitarnych jako źródła danych dla integracji z modelem numerycznym terenu. Interpretacja zmian środowiska na serii czasowej obrazów teledetekcyjnych. Wyznaczenie wskaźników struktury pokrycia/użytkowania terenu na obrazie 2D i modelu 3D. Obliczenie wybranych wskaźników struktury). 8

3 Wymagania formalne (przedmioty wprowadzające) 16) : Założenia wstępne 17) : _W zna sposób wykorzystania zjawiska odbicia promieniowania elektromagnetycznego od obiektów środowiska przyrodniczego i antropogenicznego w tworzeniu i interpretacji wielo spektralnych i wielo czasowych obrazów teledetekcyjnych 02 U potrafi pozyskiwać z literatury i Internetu w języku polskim i angielskim informacje o charakterystykach rozdzielczości, kosztach, podstawach prawnych korzystania i terminach rejestracji obrazów teledetekcyjnych dla wybranego obszaru środowiska Efekty kształcenia 18) : 03 U wykonuje i interpretuje kompozycje barwne, podaje charakterystyki opisowe i wymiary geometryczne obiektów środowiskowych na obrazach 2D i 3D i przygotowuje kartograficzne opracowanie środowiskowe i atrakcyjną prezentację 04_U wyznacza na obrazach teledetekcyjnych granice ekosystemów naturalnych i antropogenicznych oraz wskaźniki struktury ekologicznej terenu i ocenia znaczenie zmian pokrycia/użytkowania terenu dla funkcjonowania środowiska 05_S korzysta z obrazów teledetekcyjnych 2D i 3D i Internetu w argumentacji na rzecz wielofunkcyjnego rozwoju obszarów wiejskich, komunikacji społecznej, pracy zespołowej i postępowaniach w stanach zagrożenia Sposób weryfikacji efektów kształcenia 19) : Efekt 01_W 2h egzamin pisemny, Efekty 02_U, 03_U, kolokwia na zajęciach ćwiczeniowych 2/sem Efekt 04_U, 05_S ocena wykonania zadania projektowego 1/sem Forma dokumentacji osiągniętych efektów kształcenia 20) : Elementy i wagi mające wpływ na ocenę końcową 21) : Miejsce realizacji zajęć 22) : Efekt 01_W 2h egzamin pisemny treść pytań egzaminacyjnych z oceną Efekty 02_U, 03_U, kolokwia na zajęciach ćwiczeniowych 2/sem 2 prace pisemne z ocenami Efekt 04_U, 05_S ocena wykonania zadania projektowego 1/sem złożony projekt z oceną Egzamin -40%, kolokwia 15%, 15%, zadanie projektowe 30% Prowadzenie ćwiczeń na sprzęcie komputerowym wyposażonym w specjalistyczne programy do przetwarzania 2D obrazów cyfrowych i pomiarów na modelu 3D Literatura podstawowa i uzupełniająca 23) : 1. Adamczyk J., Będkowski K Metody cyfrowe w teledetekcji. Wydawnictwo SGGW. 2. Kurczyński Z Lotnicze i satelitarne obrazowanie Ziemi. T.1,2. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 3. Geomatyka w Lasach Państwowych.. Centrum Informacyjne Lasów Państwowych. Warszawa Rozdz.14. Elektroniczna wersja do pobrania ze strony 4. Remote Sensing of Environment. Elsevier Science. Biblioteka SGGW. Wykaz Pełnotekstowych Czasopism Elektronicznych SGGW 5. International Journal of Remote Sensing. Taylor & Francis Group. Biblioteka SGGW. Wykaz Pełnotekstowych Czasopism Elektronicznych SGGW 6. Lillesand T.M., Kiefer R.W Remote sensing and image interpretation. Sygn Biblioteka Główna SGGW. UWAGI 24) : 9

4 Wskaźniki ilościowe charakteryzujące moduł/przedmiot 25) : Szacunkowa sumaryczna liczba godzin pracy studenta (kontaktowych i pracy własnej) niezbędna dla osiągnięcia zakładanych efektów kształcenia 18) - na tej podstawie należy wypełnić pole ECTS 2 : Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich: (15 h wykładów + 30 h ćwiczeń + 5 h konsultacje) Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, takich jak zajęcia laboratoryjne, projektowe, itp.: (30 h ćwiczenia laboratoryjne + 10 h dokończenie zadań projektowych w ramach pracy własnej) 90 h (3,6 ECTS) 2,0. ECTS 1,6. ECTS Tabela zgodności kierunkowych efektów kształcenia efektami przedmiotu 26) Nr /symbol efektu 01_W 02_U 03_U 04_U 05_S Wymienione w wierszu efekty kształcenia: zna sposób wykorzystania zjawiska odbicia promieniowania elektromagnetycznego od obiektów środowiska przyrodniczego i antropogenicznego w tworzeniu i interpretacji wielo spektralnych i wielo czasowych obrazów teledetekcyjnych potrafi pozyskiwać z literatury i Internetu w języku polskim i angielskim informacje o charakterystykach rozdzielczości, kosztach, podstawach prawnych korzystania i terminach rejestracji obrazów teledetekcyjnych dla wybranego obszaru środowiska wykonuje i interpretuje kompozycje barwne, podaje charakterystyki opisowe i wymiary geometryczne obiektów środowiskowych na obrazach 2D i 3D, przygotowuje kartograficzne opracowanie środowiskowe i atrakcyjną prezentację wyznacza na obrazach teledetekcyjnych granice ekosystemów naturalnych i antropogenicznych oraz wskaźniki struktury ekologicznej terenu i ocenia znaczenie zmian pokrycia/użytkowania terenu dla funkcjonowania środowiska korzysta z obrazów teledetekcyjnych 2D i 3D i Internetu w argumentacji na rzecz wielofunkcyjnego rozwoju obszarów wiejskich, komunikacji społecznej, pracy zespołowej i postępowaniach w stanach zagrożenia Odniesienie do efektów dla programu kształcenia na kierunku K_W01+, K_W02++, K_W05+, K_W07+++, K_W08+, K_W12++, K_W17+++ K_U05+++, K_U14+++, K_U16+ K_U01++, K_U02++, K_U03+, K_U04+++, K_U05+++, K_U08++, K_U09+++, K_U11+, K_U12+, K_U13+, K_U15+++ K_U01++, K_U02++, K_U05+++, K_U08++, K_U09+, K_U13+, K_U01 K_U13+++, K_U15+++,K_S02+, K_S03+, K_S04+++, K_S07++, K_S

5 11