Nazwa modułu: Kartografia Rok akademicki: 2016/2017 Kod: DGK-1-504-n Punkty ECTS: 5 Wydział: Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska Kierunek: Geodezja i Kartografia Specjalność: Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Niestacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 5 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Kozioł Krystian (krystian.koziol@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr hab. inż. Kozioł Krystian (krystian.koziol@agh.edu.pl) dr inż. Bujakowski Kazimierz (bujakows@agh.edu.pl) Krótka charakterystyka modułu W ramach modułu student poznaje i rozumie działanie odwzorowań kartograficznych i ich zastosowania w Kartografii i GIS Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Student ma uporządkowaną wiedzę z teorii odwzorowań kartograficznych w tym: odwzorowań stożkowych, azymutalnych i walcowych. GK1A_W11, GK1A_W13, GK1A_W02, GK1A_W14, GK1A_W08 Aktywność na zajęciach, Egzamin, Kolokwium, Projekt, Sprawozdanie, Udział w dyskusji, Wykonanie projektu, Wykonanie ćwiczeń, Referat, Zaangażowanie w pracę zespołu Umiejętności M_U001 Student ma podstawową wiedzę z zakresu podstawowych pojęcia teorii zniekształceń powierzchni odwzorowanych, opisu analitycznego otwartego płata powierzchni i jego regularnego odwzorowania. GK1A_U20, GK1A_U02, GK1A_U24, GK1A_U01 1 / 7
M_U002 Student potrafi dokonać klasyfikacji regularnych odwzorowań powierzchni w powierzchnię w zależności od charakteru rozkładu zniekształceń odwzorowawczych, zastosować twierdzenie o odwzorowaniach konforemnych oraz wyznaczyć elementarną skala długości w odwzorowaniu konforemnym. GK1A_W01 Egzamin, Kolokwium, Projekt, Sprawozdanie, Udział w dyskusji, Wykonanie projektu, Wykonanie ćwiczeń, Zaangażowanie w pracę zespołu M_U003 Student potrafi posługiwać się układami współrzędnych odworowaczych stosowanych i obowiązujących w Polsce. Układ UTM. Układ 1942. Układ 1965. Układ GUGiK 1980. Układ 1992. Układ 2000. Układy lokalne GK1A_U20, GK1A_U02, GK1A_U24, GK1A_U01 Aktywność na zajęciach, Kolokwium, Odpowiedź ustna, Projekt, Sprawozdanie, Udział w dyskusji, Wykonanie projektu, Wykonanie ćwiczeń M_U004 Student potrafi określić współrzędne w odwzorowaniu Gaussa Krügera oraz określić wartości zniekształceń w tym odwzorowaniu, umie budować układy współrzędnych odwzorowaczych GK1A_U20, GK1A_U02, GK1A_U24, GK1A_U01 Egzamin, Kolokwium, Projekt, Referat, Sprawozdanie, Udział w dyskusji, Wykonanie projektu, Wykonanie ćwiczeń, Zaangażowanie w pracę zespołu Kompetencje społeczne M_K001 Student rozumie aspekty praktyczne kartografii matematycznej w zawodzie geodety oraz konieczność ciągłej aktualizacji i poszerzania wiedzy z zakresu odwzorowań kartograficznych GK1A_K03, GK1A_K02, GK1A_K05, GK1A_K01, GK1A_K04 Aktywność na zajęciach, Egzamin, Kolokwium, Projekt, Sprawozdanie, Udział w dyskusji, Zaangażowanie w pracę zespołu Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 Umiejętności Student ma uporządkowaną wiedzę z teorii odwzorowań kartograficznych w tym: odwzorowań stożkowych, azymutalnych i walcowych. 2 / 7
M_U001 M_U002 M_U003 M_U004 Student ma podstawową wiedzę z zakresu podstawowych pojęcia teorii zniekształceń powierzchni odwzorowanych, opisu analitycznego otwartego płata powierzchni i jego regularnego odwzorowania. Student potrafi dokonać klasyfikacji regularnych odwzorowań powierzchni w powierzchnię w zależności od charakteru rozkładu zniekształceń odwzorowawczych, zastosować twierdzenie o odwzorowaniach konforemnych oraz wyznaczyć elementarną skala długości w odwzorowaniu konforemnym. Student potrafi posługiwać się układami współrzędnych odworowaczych stosowanych i obowiązujących w Polsce. Układ UTM. Układ 1942. Układ 1965. Układ GUGiK 1980. Układ 1992. Układ 2000. Układy lokalne Student potrafi określić współrzędne w odwzorowaniu Gaussa Krügera oraz określić wartości zniekształceń w tym odwzorowaniu, umie budować układy współrzędnych odwzorowaczych Kompetencje społeczne M_K001 Student rozumie aspekty praktyczne kartografii matematycznej w zawodzie geodety oraz konieczność ciągłej aktualizacji i poszerzania wiedzy z zakresu odwzorowań kartograficznych Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Układ współrzędnych sferycznych w położeniu poprzecznym na powierzchni kuli. Układ współrzędnych sferycznych biegunowych na powierzchni kuli. Układ współrzędnych elipsoidalnych w położeniu poprzecznym na powierzchni elipsoidy obrotowej spłaszczonej. Podstawowe pojęcia teorii zniekształceń powierzchni odwzorowanych. Pojęcie opisu analitycznego otwartego płata powierzchni. Pojęcie opisu analitycznego regularnego odwzorowania płata powierzchni na płat powierzchni. 3 / 7
Pojęcia funkcji charakteryzujących rozkład zniekształceń odwzorowawczych w regularnym odwzorowaniu płata powierzchni na płat powierzchni. Skala elementarna długości jako funkcja kąta kierunkowego A. Równanie elipsy zniekształceń odwzorowaczych w postaci kanonicznej. Opis analityczny odwzorowania w postaci kanonicznej. Zagadnienia ekstremalnego zniekształcenia dowolnego kąta. Klasyfikacja regularnych odwzorowań powierzchni w powierzchnię w zależności od charakteru rozkładu zniekształceń odwzorowawczych. Pojęcie współrzędnych izometrycznych powierzchni. Twierdzenie o odwzorowaniach konforemnych. Elementarna skala długości w odwzorowaniu konforemnym. Pojęcie odwzorowania kartograficznego powierzchni elipsoidy obrotowej spłaszczonej opisanej w układzie współrzędnych geodezyjnych B, L. Klasyfikacja struktur geometrycznych siatek kartograficznych w klasie odwzorowań wielostożkowych. Odwzorowania stożkowe Definicja jednoparametrowej rodziny odwzorowań stożkowych. Trzy podstawowe typy odwzorowań stożkowych. Warunki konieczne istnienia przypadków granicznych trzech podstawowych typów odwzorowań stożkowych. Trzy podstawowe kryteria wyznaczenia stałych w odwzorowaniach stożkowych oraz proces określenia stałych. Formuły wyznaczenia wartości parametru B, dla której elementarna skala osiąga minimum. Przypadki graniczne odwzorowań stożkowych. Siatki kartograficzne w trójparametrowej rodzinie odwzorowań pseudoukośnych powierzchni elipsoidy Układ współrzędnych o orientacji niezgodnej z orientacją układu współrzędnych geodezyjnych zredukowanych na powierzchni elipsoidy. Pojęcie trójparametrowej rodziny odwzorowań kartograficznych pseudoukośnych powierzchni elipsoidy. Punkty i osie symetrii przekształcenia układu w inny układ tego samego typu na powierzchni elipsoidy. Wyznaczenie kształtu obrazu południków i równoleżników tworzących układ w płaszczyźnie obrazu. Przykład wyznaczenia płaskiego obrazu układu w płaskim obrazie układu. Miary charakteryzujące rozkład zniekształceń odwzorowawczych w regularnym odwzorowaniu powierzchni w powierzchnię Przykłady miar lokalno kierunkowych. Przykłady lokalnych miar zniekształceń odwzorowawczych. Przykłady miar integralnych. Kryteria doboru odwzorowań kartograficznych Ogólne kryteria zależne od wprowadzonej miary zniekształceń odwzorowawczych. Niektóre kryteria zależne od stałych dowolnych. Wyznaczenie stałych w odwzorowaniach stożkowych wg minimum sumy kwadratów zniekształceń długości. Odwzorowanie Gaussa Krugera Rozwinięcie w szereg potęgowy w otoczeniu południka osiowego L=L0 zadanie wprost (B, L x, y). Zadanie odwrotne (x, y B, L) w odwzorowaniu Gaussa Krugera. Odwzorowanie Gaussa Krugera w szerokiej strefie odwzorowawczej. Układy współrzędnych w płaszczyźnie, stosowane i obowiązujące w Polsce Układ UTM. Układ 1942. Układ 1965. Układ GUGiK 1980. Układ 1992. Układ 2000. Układy lokalne. Ćwiczenia laboratoryjne Obliczenie współczynników wielomianu afinicznego metodą macierzową, wyznaczenie równań linii parametrycznych na S1 i S2, wykreślenie przykładowych linii parametrycznych (wykres punktowy excel), obliczenie współczynników Gaussa i 4 / 7
określenie IFK, kąta miedzy liniami parametrycznymi. Skala odwzorowania, skala w kierunku linii prametrycznych, skale w zadanych 3 kierunkach 1-2, 2-3, 1-3, wyznaczenie kierunków głównych, skala w kierunkach głównych, obliczenie zniekształceń długości, wyznaczenie związków między skalami, maksymalne zniekształcenie kątowe, wyznaczenie kątów o maksymalnym zniekształceniu, skala zniekształceń polowych i wartość zniekształceń polowych. Wykreślenie siatki dla odwzorowania normalnego, ukośnego i poprzecznego dla wybranego Państwa Świata. Wyznaczenie współrzędnych w układzie Gaussa-Krugera i wyznaczenie wsp. w układzie 2000 Sposób obliczania oceny końcowej Do egzaminu może przystąpić student, który ma zaliczone ćwiczenia audytoryjne. Do zerowego terminu egzaminu może przystąpić student, który ma zaliczone ćwiczenia audytoryjne na ocenę 4,0 lub wyższą. Oceną końcową z ćwiczeń jest średnią ważoną ze średniej oceny uzyskanej ze wszystkich projektów i średnia ze wszystkich terminów kolokwium zaliczeniowego. Średnia ocena uzyskana ze wszystkich projektów ma wagę 0,4, kolokwium zaliczeniowe (średnia ze wszystkich terminów) ma wagę 0,6. Ocena końcowa z przedmiotu jest średnią ważoną o wagach 0,4 ocena z zaliczenia i 0,6 średniej oceny ze wszystkich terminów Egzaminów. Wymagania wstępne i dodatkowe Podstawowa wiedza z zakresy geometrii różniczkowej, trygonometrii sferycznej i geodezji wyższej i astronomii. Zalecana literatura i pomoce naukowe Panasiuk J. Wybrane zagadnienia z podstaw teorii odwzorowań kartograficznych, Balcerzak J., Pokrowska U., Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999. Gajderowicz I., Kartografia matematyczna dla geodetów, Wydawnictwo ART., Olsztyn 2000. Panasiuk J., Balcerzak J., Wprowadzenie do kartografii matematycznej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005. Biernacki F. Podstawy teorii odwzorowań kartograficznych, PWN Warszawa 1973. Gdowski B. Elementy geometrii różniczkowej z zadaniami, Wyd. PWN Warszawa 1982. Czarnecki K. Geodezja współczesna w zarysie, Wyd. Wiedza i życie, Warszawa 1994. Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Baran W., Gajderowicz I., Beluch J., Banasik P.: Propozycja zmian odwzorowań map wielkoskalowych,, Biuletyn Naukowy (dawniej: Acta Academiae Agriculturae ac Technicae Olstenensis), nr 6, Warszawa, 1999, str. 45-54, Banasik P.: Analiza Krakowskiego Układu Lokalnego pod kątem jego transformacji do państwowych układów współrzędnych 1992 i 2000, materiały X Sesji Naukowo-Technicznej nt. Aktualne problemy naukowe i techniczne prac geodezyjnych, Piwniczna, 10-12.05.2001, Banasik P.: Charakterystyka elementów tworzących państwowe układy współrzędnych 1992 i 2000, Acta Scientifica Academiae Ostroviensis, WSBiP, z.27, Prace Wydziału Geodezji i Kartografii, Ostrowiec Świętokrzyski, 2007, Banasik P.: Analiza lokalnej transformacji współrzędnych płaskich do układu 2000 na przykładzie Układu Lokalnego Krakowa, Geodeta 4/2009, Warszawa, Banasik P.: Układy odniesienia i układy współrzędnych stosowane w Polsce cz.i, Acta Scientifica Academiae Ostroviensis, WSBiP, z.32, Prace Wydziału Geodezji i Kartografii, Ostrowiec Świętokrzyski, str. 5-18. Banasik P., Bagnicki J.: Charakterystyka zmian pola powierzchni wynikających z zastąpienia państwowego układu współrzędnych 1965 i Układu Lokalnego Krakowskiego układem 2000, Geodeta 3/2010, str. 14-19, Warszawa, Banasik P., Czaja J., Cichociński P., Góral W., Kozioł K., Krzyżek R., Kudrys J., Ligas M., Skorupa B.: Podstawy geomatyki, Wydawnictwa AGH, Kraków, 2011, Banasik P., Bujakowski K., Kolińska M., Michalik D., Nowak J.: Geodezyjne porządki w Krakowie 5 / 7
Konwersja zasobu geodezyjnego i kartograficznego miasta Krakowa do obowiązujących układów współrzędnych i wysokości, część 1, Geodeta 1/2012, str.14-18; część 2, Geodeta 2/2012, str.18-22. Banasik P.: O zniekształceniach w transformacji współrzędnych na płaszczyźnie, Nowa Geodezja w Praktyce 7/2013, s. 32-37, Wydawnictwo Forum, Poznań, KOZIOŁ K., 2011, Porównanie wybranych algorytmów upraszczania linii na przykładzie reprezentatywnego obszaru testowego, Comparison of selected simplification algorithms on the example of a representative test area, Roczniki Geomatyki, Annals of Geomatics, Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej t.9, z.1, s. 49 57 KOZIOŁ K., Szombara S., Knecht J., 2012, Hierarchia wierzchołków złożonych obiektów naturalnych dla operatora upraszczania w algorytmie Chrobaka i algorytmie Chrobaka i Kozioła, The hierarchy of vertices of complex natural objects in simplification operator of Chrobak Algorithm and Chrobak & KOZIOŁ Algorithm, Geomatyka i Inżynieria, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu, nr 3, s. 38 53 KOZIOŁ K., Chrobak T., Krawczyk A., Lupa M., 2012, Koncepcja architektury systemu generalizacji obiektów przestrzennych na przykładzie zabudowy, A concept of system architecture for generalization of spatial objects on the example of buildings, Roczniki Geomatyki, Annals of Geomatics, Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej, t.10, z.7, s. 7 14 KOZIOŁ K., 2012, Operatory generalizacji warstwy zabudowy, Generalisation operators of buildings layer, Roczniki Geomatyki, Annals of Geomatics, Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej, t. 10, z. 7, s. 45 57 KOZIOŁ K., Szombara S., Knecht J., 2012, Wyznaczenie punktów stałych obiektów przestrzennych na drodze automatycznej, Automatic determination of spatial objects invariant points, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Archives of Photogrammetry, Cartography and Remote Sensing, vol. 23, s. 179 186 KOZIOŁ K., Knecht J., Szombara S., 2012, Znaczenie hierarchii w generalizacji Numerycznego Modelu Terenu, The importance of hierarchy in the generalisation of DTM, Geomatyka i Inżynieria, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu, s. 60 75 KOZIOŁ K., 2012, Znaczenie punktów stałych obiektu w procesie upraszczania, The importance of fixed points in the simplification process, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Archives of Photogrammetry, Cartography and Remote Sensing ; ISSN 2083-2214 vol. 23, s. 169 177 Szombara S., KOZIOŁ K., 2012, Cyfrowa generalizacja kartograficzna i jej znaczenie w tworzeniu Państwowego Zasobu Geodezyjnego i Kartograficznego na przykładzie operatora upraszczania, Digital Cartography generalisation and its significance in creating the National Geodetic and Cartographic Resource on the example of simplification operator, V Ogólnopolska konferencja doktorantów dyscypliny Geodezja i Kartografia :Warszawa, 17 18 maja 2012 r., Wojskowa Akademia Techniczna, S. 33 KOZIOŁ K., Chrobak T., Krawczyk A., Lupa M., Automation of generalization operators of the building class for MRDB ICC 2013 from pole to pole XXVI International Cartographic Conference: August 25 30, 2013, Dresden, ed. Manfred F. Buchroithner, ISBN 978-1-907075-06-3, http://icaci.org/files/documents/icc_proceedings/icc2013/icc2013_proceedings.pdf Chrobak T., KOZIOŁ K., Krawczyk A., Lupa M., Szombara S., 2013, Automatyzacja procesu generalizacji wielorozdzielczej bazy danych, Multiresolution spatial database (MRDB), Notes on automatic contents generalization, Kraków, Wydawnictwa AGH, ISBN:978-83-7464-672-7 KOZIOŁ K., Szombara S., 2013, New method of creation data for natural objects in MRDB based on new simplification algorithm, ICC 2013 from pole to pole XXVI International Cartographic Conference: August 25 30, 2013, Dresden, Germany proceedings ed. Manfred F. Buchroithner, ISBN 978-1-907075-06-3, S. [1 19] http://icaci.org/files/documents/icc_proceedings/icc2013/icc2013_proceedings.pdf Lupa M., KOZIOŁ K., 2013, Wykorzystanie operatorów łączenia i agregacji do zasilania WBD, The use of merging and aggregation operators for MRDB data feeding, Geoinformatica Polonica, ISSN 1642-2511 vol. 12, s. 17 24 KOZIOŁ K., Szombara S., 2013, Wykorzystanie wolnego oprogramowania i otwartych formatów plików w wybranych metodach prezentacji kartograficznej, Use of free and open-source software and open file formats in some of the cartographic presentation methods, Efektywność prezentacji kartograficznej :XXXVI ogólnopolska konferencja kartograficzna: Warszawa, 24 25 października 2013 r. Oddział Kartograficzny Polskiego Towarzystwa Geograficznego, Zakład Kartografii Wydziału Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytetu Warszawskiego, Instytut Geodezji i Kartografii, ISBN: 978-83-62089-31-4, s.34 36 KOZIOŁ K., 2013, Algorytm upraszczania linii z wykorzystaniem interpolacji, A line simplification algorithm using interpolation, Roczniki Geomatyki, Annals of Geomatics, Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej t.11 z.3, s. 45 59 Parkitny Ł., Lupa M., Materek K., Inglot A., Pałka P., Mazur K., KOZIOŁ K., Chuchro M. 2013, Koncepcja i opracowanie geoportalu AGH, The concept and development of AGH, Roczniki Geomatyki, Annals of Geomatics, Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej t.11 z.3,s. 79 85 6 / 7
KOZIOŁ K., 2013, Standardowe opracowania kartograficzne, Standard maps, W: Baza danych obiektów topograficznych: Georeferencyjna Baza Danych Obiektów Topograficznych (GBDOT) wraz z krajowym systemem zarządzania: podręcznik dla uczestników szkolenia z możliwości, form i metod zastosowania bazy danych obiektów topograficznych, red. meryt.: Tadeusz Chrobak, Antoni Łabaj, Agnieszka Bolibok, Warszawa: Główny Urząd Geodezji i Kartografii, ISBN: 978-83-254-1972-1, S. 164 183, KOZIOŁ K., Krawczyk A., Lupa M., 2014, The structure of multiresolution database with an extension of generalization processes CCIS: Communications in Computer and Information Science (ISSN 1865-0929) Beyond databases, architectures and structures : 10th international conference, BDAS 2014: Ustroń, Poland, May 27 30, 2014 : proceedings, eds. Stanisław Kozielski, [et al.]. Switzerland : Springer International Publishing, 2014. Communications in Computer and Information Science s. 435 443. Informacje dodatkowe 1.Wszystkie informacje, ogłoszenia, oceny z kolokwiów i projektów oraz materiały dydaktyczne będą zamieszczane na stronie kursu Uczelnianej Platformie e-learningowej (http://upel.agh.edu.pl/wggiis). Nazwa kursu i hasło dostępu podane zostanie na pierwszych ćwiczeniach. 2.Aby uzyskać zaliczenie z ćwiczeń projektowych należy mieć zaliczone na pozytywne oceny wszystkie projekty, oraz uzyskać pozytywną ocenę z kolokwium zaliczeniowego, oraz legitymować się obecnością na zajęciach projektowych. 3.Student może podczas semestru mieć 2 nieusprawiedliwione nieobecności. Usprawiedliwieniem nieobecności mogą być powody zdrowotne lub inne ważne przyczyny losowe uznane przez prowadzącego zajęcia. 4.Nieobecność usprawiedliwiona lub nieusprawiedliwiona nie zwalnia studenta z konieczności przygotowania się do zajęć w zakresie podanym przez prowadzącego na zajęciach poprzednich. 5.Nadrabianie zaległości wynikających z nieobecności może odbyć się w formie wskazanego przez prowadzącego dodatkowego projektu na zaliczenie lub w innej formie wskazanej przez prowadzącego indywidualnie. 6.Studentom przysługują dwa terminy kolokwium zaliczeniowego. W terminie pierwszym jak i poprawkowym obowiązuje całość materiału. 7.W trakcie semestru studenci wykonują szereg projektów, które będą podlegać ocenie, oraz bieżącej kontroli podczas zajęć. Wykonane projekty należy przechowywać do momentu uzyskania zaliczenia. 8.Uzupełnieniem wszystkich form zajęć są indywidualne konsultacje, odbywające się w terminach ogłaszanych na początku każdego semestru. Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie do zajęć Wykonanie projektu Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 18 godz 9 godz 18 godz 15 godz 20 godz 15 godz 30 godz 125 godz 5 ECTS 7 / 7