Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Systemy informacji przestrzennej
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
GIGR-1-603-s
Wydział:
Górnictwa i Geoinżynierii
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Górnicza
Semestr:
6
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Krawczyk Artur (artkraw@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W ramach modułu student nabywa umiejętności posługiwania się systemami GIS w dziedzinie górnictwa, oraz nabywa wiedzy w zakresie systemów GSG (Górniczych Systemów Geoinformacyjnych) oraz SDI (INSPIRE)

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 zna zagadnienia sieciowego przetwarzania danych odniesionych do powierzchni Ziemi. Zna sieciowe usługi udostępniania danych przestrzennych WMS, WFS oraz potrafi korzystać z tych usług. Zna warunki i zasady wykorzystania licencji komercyjnego i wolnego oprogramowania geoinformacyjnego. IGR1A_W02, IGR1A_W03 Odpowiedź ustna,
Kolokwium
M_W002 zna nowoczesne technologie pomiarów deformacji terenu stosowanych w ochronie trenów górniczych, takich jak interferometria radarowa i skanowanie laserowe. IGR1A_W03 Odpowiedź ustna,
Kolokwium
M_W003 zdefiniowania projektu GIS, definicji geodezyjnych układów współrzędnych oraz budowy kartograficznych kompozycji mapowych w środowisku systemów informacji przestrzennej. IGR1A_W01 Odpowiedź ustna,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi przygotowywać dokumentację geologiczno - górniczą w wersji elektronicznej w formie geoprzestrzennej bazy danych. IGR1A_U05 Kolokwium,
Projekt
M_U002 obsługuje aplikacje geoinformacyjne w postaci bazy danych przestrzennych. Potrafi gromadzić dane przestrzenne w formie i postaci umożliwiającej wykonywanie analiz przestrzennych zagrożeń naturalnych w górnictwie. IGR1A_U06, IGR1A_U04 Kolokwium,
Projekt
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 jest świadomy roli geoinformacji we współpracy z lokalnymi społecznościami miast i wsi IGR1A_K04 Kolokwium
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 15 0 0 15 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 zna zagadnienia sieciowego przetwarzania danych odniesionych do powierzchni Ziemi. Zna sieciowe usługi udostępniania danych przestrzennych WMS, WFS oraz potrafi korzystać z tych usług. Zna warunki i zasady wykorzystania licencji komercyjnego i wolnego oprogramowania geoinformacyjnego. + - - - - - - - - - -
M_W002 zna nowoczesne technologie pomiarów deformacji terenu stosowanych w ochronie trenów górniczych, takich jak interferometria radarowa i skanowanie laserowe. + - - - - - - - - - -
M_W003 zdefiniowania projektu GIS, definicji geodezyjnych układów współrzędnych oraz budowy kartograficznych kompozycji mapowych w środowisku systemów informacji przestrzennej. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi przygotowywać dokumentację geologiczno - górniczą w wersji elektronicznej w formie geoprzestrzennej bazy danych. - - - + - - - - - - -
M_U002 obsługuje aplikacje geoinformacyjne w postaci bazy danych przestrzennych. Potrafi gromadzić dane przestrzenne w formie i postaci umożliwiającej wykonywanie analiz przestrzennych zagrożeń naturalnych w górnictwie. - - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 jest świadomy roli geoinformacji we współpracy z lokalnymi społecznościami miast i wsi - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 56 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 5 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 8 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 1 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):
  1. Modelowanie informacji geograficznej

    Reprezentacja informacji geograficznej w systemach komputerowych. Topologia danych geometrycznych relacja danych atrybutowych. Chmury punktów (skanning laserowy). Pliki rastrowe, obrazy satelitarne.

  2. Podstawy baz danych przestrzennych

    Podstawy baz danych. Język SQL. Podstawy baz danych przestrzennych. Otwarte standardy stosowane do budowy baz danych przestrzennych. Komercyjne rozwiązania firm: ESRI, Geomedia. Projektowanie baz danych przestrzennych, jęzki formalne, diagram ERD diagramy UML.

  3. Górnicze Systemy Geoinformacyjne

    Przegląd oprogramowania stosowanego w górnictwie zagranicznym do przetwarzania danych przestrzennych. Przykłady oprogramowania monolitycznego. Systemy informacji o terenie górniczym – historia rozwoju w kraju, przykłady zastosowań oraz wdrożeń tego typu systemów. Podstawy wpływu eksploatacji górniczej na środowisko i infrastrukturę terenu górniczego.

  4. Spójność danych przestrzennych, Układy współrzędnych geograficznych i geodezyjnych stosowane w Polsce i w Świecie. Przeliczenia i transformacje pomiędzy układami współrzędnych. Stosowne oprogramowanie. Systematyka układów współrzędnych (EPSG i inne). Definicje układów współrzędnych w różnych aplikacjach geoinformacyjnych. Kalibracja plików rastrowych. Wpasowanie danych przestrzennych z wykorzystaniem WMS.
  5. Modelowanie i wizualizacja wybranych powierzchni w górnictwie

    Interpolacja danych przestrzennych i wizualizacja uzyskanych powierzchni. Podstawy zastosowania metody krinigu. Statystyczna analiza zbioru danych – dopasowanie modelu wariogramu. Wizualizacja zmian powierzchni terenu wywołanych eksploatacją górniczą.

  6. INSPIRE – Interoperacyjność danych przestrzennych

    Dyrektywa KE “INSPIRE”. Ustawa o infrastrukturze informacji przestrzennej implementującej na gruncie polskiego prawa dyrektywę INSPIRE. Standaryzacja Informacji Geograficznej. Rola OGC w standaryzacji danych i usług przestrzennych. Serwery WMS, WFS oraz metadane. Normy ISO serii 19100. Rola i zadania krajowego Geoportalu oraz pozostałych węzłów infrastruktury danych przestrzennych.

  7. Wykorzystanie teledetekcji w górnictwie i geologii

    Zastosowanie Interferometrii Satelitarnej i Naziemnej (InSAR) do obserwacji deformacji powierzchni terenów górniczych.
    Zastosowanie ALS i TLS do pomiarów deformacji terenu górniczego. Wykorzystanie lotniczego skaningu laserowego do pomiarów obniżeń terenu. Wykorzystanie techniki naziemnego skaningu laserowego do pomiarów wyrobisk górniczych.

  8. Analizy danych przestrzennych w górnictwie

    Kierunki zastosowań analiz przestrzennych w górnictwie. Analiza zmian stosunków wodnych wywołanych podziemną eksploatacją górniczą. Budowa geobazy parcel eksploatacji dokonanej i projektowanej. Analizy zagrożeń obiektów budowlanych. Trójwymiarowy model zakładu górniczego. Analiza sieci wyrobisk górniczych (najkrótsza droga, najtańsza droga) Modelowanie danych geologicznych.

Ćwiczenia projektowe (15h):
  1. Budowa projektu GIS

    Podstawowe funkcje oprogramowania GIS. Definiowanie układu współrzędnych, import danych i atrybutów, symbolizacja geometrii, etykietkowanie obiektów, edycja danych tabelarycznych.

  2. Interpolacja powierzchni terenu i jego obniżeń.

    Obliczanie obniżeń terenu. Wprowadzenie do statystycznych metod interpolacji powierzchni terenu, powierzchni spągu pokładu oraz interpolacji obniżeń terenu. Analiza danych wejściowych, konwersja formatu danych do analizy statystycznej. Przygotowanie modelu wariogramu dla analizowanych danych a następnie interpolacja wybranej powierzchni. Operacje na powierzchniach. Wizualizacja powierzchni terenu i jej zmian.

  3. Źródła danych dla systemów GIS

    Umiejętność podłączenia usługi WMS i WFS do projektu GIS. Kalibracja plików rastrowych. Import danych do systemu GIS. Integracja danych o wpływach eksploatacji górniczej i mapy wyrobisk dołowych.

  4. Analizy wpływów eksploatacji za pomocą GIS

    obliczenie obniżeń terenu górniczego analiza zmian stosunków wodnych, identyfikacja terenów zagrożonych podtopieniami.
    Opracowanie mapy kategorii zagrożenia terenu oaz kategorii odporności obiektów budowlanych, analiza zagrożenia wpływami eksploatacji podziemnej na obiekty budowlane.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń projektowych polega na zaliczeniu wszystkich wydanych projektów, oraz uzyskaniu pozytywnej oceny z kolokwium zaliczeniowego, ponadto trzeba mieć obecności na wszystkich ćwiczeniach projektowych. Wykonane projekty należy przechowywać do końca semestru.
W trakcie semestru studenci wykonują szereg projektów, które będą podlegać ocenie, oraz bieżącej kontroli podczas zajęć.
Kolokwium zaliczeniowe dotyczy teorii z wykładów i wiedzy z ćwiczeń. Kolokwium poprawkowe realizowane jest w terminie sesji egzaminacyjnej.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa zależy od zaliczenia kolokwium oraz niezależnego zaliczenia wszystkich ćwiczeń na ocenę.
Następnie ocena z ćwiczeń to średnia arytmetyczna z ocen uzyskanych z poszczególnych ćwiczeń projektowych.
Ocena końcowa to średnia arytmetyczna z podwojonej oceny z ćwiczeń plus ocena z kolokwium.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Nieobecność usprawiedliwiona lub nieusprawiedliwiona z ćwiczeń nie zwalnia studenta z konieczności przygotowania się do zajęć w zakresie podanym przez prowadzącego na zajęciach poprzednich oraz nie zwalnia z obowiązku wykonania projektu/ćwiczenia wydanego na zajęciach na których student nie był obecny. W terminie konsultacji nie ma możliwości zaliczania ćwiczeń.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość podstaw obsługi komputera. Znajomość podstaw baz danych. Podstawy z przedmiotu geodezja górnicza (klasyfikacja map górniczych) i ochrona terenów górniczych (kategorie zagrożenia terenu i odporność obiektów)

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Bielecka E. Systemy informacji geograficznej. Teoria i zastosowania. Wydawnictwo PJWSTK, Warszawa 2006.
Gotlib D., Iwaniak A., Olszewski R. GIS : obszary zastosowań. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
Longley P.A., Goodchild M.F., Maguire D.J., Rhin D.W. GIS. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006.
Medyńska-Gulij B. Kartografia i geowizualizacja, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa 2011.
Ratajski L. Metodyka kartografii społeczno-gospodarczej. PPWK, Warszawa 1989.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Wdrożenie w KGHM “Polska Miedź” SA Systemu Informacji o Terenie, Kosydor, Paweł., Krawczyk, ARTUR. Wiadomości Górnicze, 2010 Vol. 61, nr 2
Baza danych o obiektach budowlanych jako element systemu informacji przestrzennej o terenie górniczym, Edward POPIOŁEK, Artur KRAWCZYK, Problemy ochrony terenów górniczych, Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa. Seria: Konferencje ; no. 41). — S. 389–394.
Zastosowanie MicroStation do wizualizacji i animacji 3D w górnictwie , Artur KRAWCZYK, Ochrona środowiska na terenach górniczych : VII konferencja naukowo-techniczna : Szczyrk 2–4 czerwiec 2008 Katowice : ZGSIiTG, 2008. — ISBN: 978-83-87-267-88-9. — S. 127–129. — Bibliogr. s. 129
A concept for the modernization of underground mining master maps based on the enrichment of data definitions and spatial database technology Artur Krawczyk E3S Web of Conferences 26, 00010 (2018)
Ocena możliwości wykorzystania InSAR do monitoringu deformacji wywołanych eksploatacją ściany 335 pokładu 209 kopalni ZG „Sobieski” – Artur KRAWCZYK, Paweł SOPATA, Tomasz STOCH, Przegląd Górniczy ; ISSN 0033-216X. — 2012 t. 68 nr 8, s. 204–208.

Informacje dodatkowe:

Wykład “Modelowanie i wizualizacja wybranych powierzchni w górnictwie” został wzbogacony o nowe formy wizualizacji danych, prezentacji dotyczących interpolacji powierzchni wykonane w programie Rmarkdown, które ułatwiają zrozumienie procesu interpolacji powierzchni i interpretację przebiegu izolinii.
Materiały do ćwiczeń “Interpolacja powierzchni terenu i jego obniżeń” zostały przygotowane z wykorzystaniem technologii Rmarkdown w postaci plików HTML, dzięki czemu są wykorzystywane są nowe formy prezentacji informacji, które w graficznej formie ułatwiają zrozumienie celu ćwiczenia.