Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Analizy przestrzenne i modelowanie

Koordynator przedmiotu:

dr hab. inż. Jerzy Chmiel

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia II stopnia

Program:

Geodezja i Kartografia

Grupa przedmiotów:

Obowiązkowe

Kod przedmiotu:

GK.SMS215

Semestr nominalny:

2 / rok ak. 2016/2017

Liczba punktów ECTS:

3

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

1) Liczba godzin kontaktowych - 48 godz, w tym: a) uczestnictwo w wykładach - 15 godz b) uczestnictwo w zajęciach w laboratorium komput. - 30 godz c) udział w konsultacjach - 3 godz 2) Praca własna studenta - 35 godz, w tym: a) przygotowanie do zajęć - 10 godz b) przygotowanie sprawozdania - 10 godz c) przygotowanie się do sprawdzianów (wykł., ćw. prj.) - 15 godz RAZEM nakład pracy studenta 83 godz = 3p. ECTS

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

2 pkt ECTS - liczba godzin kontaktowych - 48 godz, w tym: a) uczestnictwo w wykładach - 15 godz b) uczestnictwo w zajęciach w laboratorium komput. - 30 godz c) udział w konsultacjach - 3 godz

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

2 pkt ECTS - 50 godz, w tym: a) uczestnictwo w zajęciach w laboratorium komput. - 30 godz a) przygotowanie do zajęć - 10 godz b) przygotowanie sprawozdania - 10 godz

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład15h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium0h
• Projekt30h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

podstawy SIP

Limit liczby studentów:

nie ma

Cel przedmiotu:

Poszerzenie wiedzy i umiejętności z zakresu analiz przestrzennych i modelowania w zastosowaniu do wspierania procesów podejmowania decyzji. Zrozumienie podstaw metodycznych, poznanie możliwości praktycznego stosowania analiz przestrzennych i modelowania.

Treści kształcenia:

Wykład. Rozwój technologii SIP. Wstęp do analiz przestrzennych i modelowania, podstawowe pojęcia, definicje. Przyjęty model danych (rastrowy, wektorowy) a specyfika i zakres analiz, operatory i funkcje analiz przestrzennych w środowisku rastrowym i wektorowym; przegląd wybranych zagadnień. Analizy wielokryterialne. Analizy przydatności terenu dla określonego celu, aktywności gospodarczej, itp. Metodyka analiz z wykorzystaniem danych rastrowych oraz wektorowych, kryteria decyzyjne, rodzaje kryteriów, wybór metody analizy, normalizacja i wartościowanie kryteriów, wagowanie (w tym wykorzystanie metody z zakresu AHP). Metoda WLC a OWA, poziom ryzyka, kompensacja kryteriów. Przegląd zastosowań praktycznych z zakresu analiz przydatności terenu. Przydatność terenów dla budownictwa. Metodyka rozwiązywania zadań z zakresu analiz przydatności terenu w przypadku określenia celów sprzecznych i uzupełniających, przykład. Wielokryterialna analiza porównawcza – przykład analizy wariantów obwodnicy. Projektowanie optymalnych połączeń na określonej powierzchni terenu; zmienność/stałość właściwości w zależności od kierunku (anizotropia/izotropia), ‘odległość’ ważona kosztami, koszty uwzględniające określoną charakterystykę terenu. Powierzchnie kosztów względnych i skumulowanych, wariant z uwzględnieniem rzeźby terenu, generowanie optymalnych połączeń (Idrisi, ArcGIS). Analizy z wykorzystaniem danych NMT i modelu pokrycia terenu (3D), przykładowe zastosowania. Analiza widoczności terenu i jej potencjalne zastosowania w turystyce i planowaniu lokalizacji inwestycji. Modelowanie zjawiska erozji; model geometryczny spływu, model USLE. Topologia, model topol. (przykł. Arcinfo), zalety w analizach przestrzennych. Operacje na warstwach wektorowych. Analizy krajobrazu, wskaźniki struktury krajobrazu (Fragstat, Idrisi). Badanie zmian, metody analizy zmian czasowych. Analizy sieciowe, modele sieci, sieć geometryczna i topologiczna, podstawowe typy analiz sieciowych, przegląd zastosowań. Rozwinięcie pojęć: model, modelowanie, modelowanie z wykorzystaniem SIP, metodyka modelowania, generowanie różnych scenariuszy i prognoz, przykłady zastosowań. Składowe procesu decyzyjnego, rola analiz przestrzennych i modelowania w procesie podejmowania decyzji. Przegląd narzędzi informatycznych wspomagających tworzenie modeli, trendy rozwojowe. Systemy wspierania decyzji. Systemy ekspertowe, bazy wiedzy; analizy oparte o wiedzę i wieloźródłowe dane, informacje, agregacja wiedzy, informacji z różnych źródeł, wnioskowanie numeryczne (D-S) oraz przybliżone, przegląd wybranych zagadnień. Przegląd wybranych zastosowań ilustrujących wykorzystanie analiz przestrzennych w ocenie oddziaływania inwestycji na środowisko. Ocena jakości rezultatów analiz przestrzennych. Jakość danych wejściowych a dokładność rezultatów analiz przestrzennych, niepewność danych, analiza wrażliwości, analiza propagacji błędów, wstęp do problematyki przenoszenia błędów w kolejnych etapach analizy. Ocena poziomu ryzyka. Ćwiczenia projektowe. Analizy wielokryterialne przydatności terenu dla określonej inwestycji, aktywności; ocena przydatności gruntów pod budownictwo. Porównanie map pokrycia i użytkowania terenu wg Corine Land Cover dla wybranej jednostki samorządowej. Wybór lokalizacji nowej filii banku, Ocena zagrożenia gruntów erozją – model USLE.

Metody oceny:

Zaliczenie wykładów - dwa sprawdziany. Do zaliczenia ćwiczeń proj. wymagane jest poprawne wykonanie wszystkich bieżących zadań, uzyskanie pozytywnej oceny ze sprawozdania oraz zaliczenie sprawdzianu. Do zaliczenia sprawdzianu wymagane jest uzyskanie minimum 60% punktów. Ocena końcowa z przedmiotu jest średnią z ocen z wykładu i ćwiczeń proj. Oceny wpisywane są według zasady: 5,0 – pięć (4,75 – 5,0); 4,5 – cztery i pół (4,26-4,74), 4,0 –cztery (3,76-4,25), 3,5-trzy i pół (3,26-3,75), 3,0-trzy (3,0-3,25).

Egzamin:

nie

Literatura:

Bielecka E., 2005; Systemy informacji geograficznej. Teoria i zastosowania. Wydawnictwo PJWSTK. Burrough P., McDonnell R.A., 1998; Principles of Geographical Information Systems. Oxford University Press Chmiel J., 2013, Analizy przestrzenne i modelowanie, w: Białousz S. (red.) Informacja przestrzenna dla samorządów terytorialnych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Davis D. E., 2004; GIS dla każdego. Mikom Eastman I. R., Weigen J., Kyem P.A.K., and James Toledano J. 1995. Raster Procedures for Multi-Criteria /Multi-0bjective Decisions, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, Vol. 61, No. 5, pp. 539-54. Eastman J. R. 2009. IDRISI Taiga Guide to GIS and Image Processing. Clark Labs, Clark University Eastman J.R. 2001 – „Guide to GIS and Image Processing” – Idrisi Manual Version 32.20 Foody G.M. and Atkinson P.M. (eds.). 2002. Uncertainty in Remote Sensing and GIS. John Wiley & Sons, Ltd. Heuvelink G.B.M. 2002. Analysing uncertainty propagation in GIS: why is it not that simple? In: Uncertainty in Remote Sensing and GIS, Foody G.M. and Atkinson P.M. (Eds.), John Wiley & Sons, Ltd, pp. 155–165. Heuvelink G.B.M. 1998. Error Propagation in Environmental Modelling with GIS, Taylor & Francis: London. Jankowski P. 1995. Integrating GIS and multiple criteria decision making methods. International Journal of Geographical Information Systems vol. 9, pp. 252–73. Kurzyński M. 2008. Metody sztucznej inteligencji dla inżynierów. Seria wydawnicza Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej im. Witelona w Legnicy. Longley P. A., Goodchild M. F., Maguire D. J., Rhind D. W., 2006; GIS. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Naukowe PWN Litwin L., Myrda G., 2005 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS. Helion Longley P., Batty M., 1996; Spatial Analysis: modelling in GIS environment. Geoinformation International Malczewski J., 1999; GIS and multicriteria decision analysis. John Wiley & Sons Malczewski J. 2010. Multiple Criteria Decision Analysis and Geographic Information Systems. In: Trends in Multiple Criteria Decision Analysis. Ehrgott M., Figueira J.R., Greco S. – eds. Springer. Malczewski J. 2006. GIS‐based multicriteria decision analysis: a survey of the literature, International Journal of Geographical Information Science, vol. 20, no. 7. Malczewski J. 2004. GIS-based land-use suitability analysis: a critical overview. Progress in Planning, no. 62, pp. 3–65. Negnevitsky M. 2011. Artificial intelligence: a guide to intelligent systems. Pearson Education Ltd. Nyerges T.I., Jankowski P. 2010. Regional and Urban GIS. A Decision Support Approach. The Guilford Press. Saaty T., L. 2008. Decision making with the analytic hierarchy process. Int. J. Services Sciences, Vol. 1, No. 1, pp. 83 – 98. Saaty, T.L. 1980. The Analytic Hierarchy Process, New York: McGraw Hill. International. Saaty, T.L. 1990. How to make a decision: the analytic hierarchy process. European Journal of Operational Research, Vol. 48, pp. 9 – 26. Scholten H.J., Stillwell J.C.H. (ed.) 1990: Geographical Information Systems for urban and regional planning. Kluver Academic Publishers. Dortrecht. The Netherlands Stefanowicz B., 2003 Systemy eksperckie. Przewodnik. Seria: Skrypty WSISiZ Stillwell J., Clarke G., Applied GIS and spatial analysis. 2004; John Wiley & Sons Worboys M., Duckham M., 2004; GIS. A computing perspective, CRC Press LLC Von Storch H., Raschke E., Floser G., 2001; Models in Environmental Research. Springer Worboys M., Duckham M., 2004; GIS. A computing perspective, CRC Press LLC Strony w internecie: Berry J.K. 2012. Beyond Mapping III. Compilation of Beyond Mapping columns appearing in GeoWorld magazine 1996 to 2012. On line version: http://www.innovativegis.com/basis/mapanalysis/ Eastman J. R. 2009. IDRISI Taiga Guide to GIS and Image Processing. Clark Labs, Clark University. http://www.uwf.edu/gis/manuals/idrisi_taiga/taigamanual.pdf http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html http://www.ptip.org.pl/ www.umass.edu/landeco/research/fragstats/fragstats.html http://www.clarklabs.org/products/index.cfm http://www.innovativegis.com/basis/MapAnalysis/Default.htm Materiały konferencyjne – X Konferencja ESRI Polska „Wspólna przestrzeń – jeden GIS” Warszawa 2012. http://konferencja.esri.pl/materiały-konferencyjne Materiały z sympozjum Krakowskie Spotkania z INSPIRE. http://www.spotkania-inspire.krakow.pl/ Materiały z Konferencji pt. ”Informatyczny System Osłony Kraju przed nadzwyczajnymi zagrożeniami (ISOK)”. 28.11.2012 r. Hotel Sheraton w Warszawie. http://www.konferencja-isok.pl/materialy.php Materiały z corocznych konferencji Polskiego Towarzystwa Informacji Przestrzennej. http://www.ptip.org.pl/

Witryna www przedmiotu:

Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt GK.SMS215 _W1

ma pogłębioną wiedzę na temat rodzajów analiz, stosowanych metod oraz roli i zastosowań analiz przestrzennych i modelowania w procesach decyzyjnych, zna podstawy metodyczne projektowania i realizacji zadań w tym zakresie
Weryfikacja: Poprawne wykonanie i zaliczenie kolejnych zadań (odp. ustna); sprawozdanie, sprawdzian.
Powiązane efekty kierunkowe: K_W04, K_W09, K_W12
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W04, T2A_W07, T2A_W08, T2A_W04, T2A_W10, T2A_W06, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W07, T2A_W08

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt GK.SMS215_U1

potrafi odpowiednio zidentyfikować, opisać i rozwiązać problem wymagający zastosowania analiz przestrzennych i modelowania; potrafi opracować odpowiednią dokumentację z realizacji zadań w tym zakresie.
Weryfikacja: Sprawozdanie, sprawdzian.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U03, K_U07, K_U09, K_U16, K_U17
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U04, T2A_U16, T2A_U15, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U09, T2A_U18, T2A_U19, T2A_U15, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U12, T2A_U19

Efekt GK.SMS215_U2

Potrafi pozyskiwać informacje z różnych źródeł, dobierać właściwe dane, odpowiednio integrować dane oraz informacje i wiedzę dla realizacji projektu.
Weryfikacja: Poprawne wykonanie i zaliczenie kolejnych zadań (odp. ustna); sprawozdanie, sprawdzian.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U05
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U10, T2A_U11

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt GK.SMS215_K1

Rozumie potrzebę formułowania i przekazywania informacji i opinii dotyczących osiągnięć z zakresu technologii SIP, dostrzega znaczenie podejmowania odpowiednich działań w tym zakresie i ma właściwe poczucie odpowiedzialności.
Weryfikacja: udział w zajęciach i ich zaliczenie
Powiązane efekty kierunkowe: K_K01, K_K02, K_K05
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K06, T2A_K07, T2A_K05