Geospatial Technologies kursu için bir Bilgisayar Bilimi dersine dahil edilecek konuları önerme

Yerel üniversitede Geospatial Technologies Bilgisayar Bilimi dersi vereceğim. Bu, bilgisayar bilimi kavramlarını jeo-uzaysal teknolojilerle ilgili öğrencilere (GIS ve Uzaktan Algılama) tanıtmak amaçlı giriş dersidir. Geçmişte programlama kavramlarını tanıttım, ancak bunun öğrencilerin kafalarının çoğunda geçtiğini gördüm.

Şu anda bilgisayar donanımı, mekansal veri tipleri (örn. Coğrafi veri tabanları ve coğrafi veri tabanları), ESRI Geodatabase Model (üniversite bir ESRI platformunda çalışıyor), ArcSDE Personal ile temel veri tabanı teorisi hakkında konuşmayı planlıyorum.

Herhangi biri bilgisayar bilimi ile ilgili bazı konuları GIS ve Uzaktan Algılama uygulayıcılarının işgücüne girmeden önce bilmeleri gereken tavsiye edebilir mi?

GÜNCELLEME: Son yılların müfredatı dahil:

• Google Haritalar Javascript API / HTML / Google Earth / KML - 5 hafta
• Python Scripting - 6 hafta
• Veritabanı Teorisi / MS Access - 2 hafta
• VBA - 2 hafta

Öğrencilerden aldığım cevap, her konuda yeterli zaman harcanmamasıydı. Python'u kullanarak GIS Programcılığı'nda bir sonraki seviyeye geçmek için üniversiteyle konuşuyorum.

15 yıl boyunca, CBS listelerini listeler üzerinde yanıtlarken ve şimdi de Web sayfalarında, uygulayıcıların belirli bilgi işlem kavramlarını öğrenmeleri için bir ihtiyaç olduğunu öne süren bazı tekrar eden hususlara dikkat çektim. Bunların hiçbiri derin değil; bütün bunlar iyi bilinmektedir; fakat hepsi, arka plandaki ortak eksiklikler veya GIS halkının önemli bir azınlığının (çoğunluğu?) anlaşılması gibi görünüyor. Pek çok durumda, bir tanım veya örnekten ayrı olarak çok az şey öğrenilmesi gerekir. Mesele, öğrencileri ortaya çıkacak olan tehlikelere karşı uyarmak ve onlara, uzman olduklarında, geldiklerinde onları ele almaları için ihtiyaç duydukları ilkeleri veya araçları vermektir.

Aşağıdaki listedeki bağlantıların tümü bu sitedeki sorulara gider. Bu bağlantıların sadece varlığı, kavramların değerine dair kanıt sağlar. Bağlantıları izleyerek, bu kavramları bilmenin sorunları nasıl çözebileceğini, bunların olmasını nasıl önleyebileceğini ve insanların CBS konusunda daha uzman olmalarına yardımcı olabilecek örnekler bulabilirsiniz.

Bilgi işlem sistemleri

• Bir bilgisayarın bileşenleri: bir kutu açın, ayırın, parçaları (CPU, RAM, diskler, anakart, ağ kartı vb.) Tanımlayın ve sistemdeki rollerini açıklayın. Demistify ve öğrenciler için somutlaştırın.

• Bilgi işlem sistemlerinin harici cihazlarda nasıl veri depoladığının anlaşılması . Fiziksel ve mantıksal format kavramları . ASCII (ve benzeri kodlamalar) ve ham ikili arasındaki fark.

• Dahil sayısal veriler, iç ikili temsil Detaylar IEEE tek ve çift duyarlıklı yüzen ve imzalı ve imzasız tamsayı . Her birinin sınırlamaları. CBS özelliklerini temsil etmek için hangi veri tipinin kullanılacağı nasıl seçilir?

• Harici depolama ve RAM arasındaki fark . (Bunun inanılmaz derecede temel olduğunu biliyorum, ama orada çok fazla karışıklık var.)

Bilgisayar Bilimi

• Algoritmaların asimptotik analizi . Pratik düzeyde, O (n), O (n log (n)), O (n ^ 2), (ve daha kötü) zamanlama arasındaki farkları anlamak. Bir kara kutu algoritmasının nasıl ölçeklendiğini test etme.

• İnsan-bilgisayar etkileşiminin ilkeleri. Bu çok geniştir, ancak bazı form tasarım ilkeleri ve Web sayfası tasarımı çok uzun sürebilir.

• Hesaplama dillerinin ilkeleri: bir dilden ne beklenebilir, prosedürel ve nesne yönelimi arasındaki fark, ne tür veri yapıları ve dillerin destekleyebileceği ve başvurabileceği, derlenmiş ve yorumlanmış diller arasındaki farklar (ve aralarındaki değişimler) .

• Veri yapı tasarımının temel prensipleri . Verileri temsil etmek için kullanılan yapılar ile bunları kullanan algoritmalar arasındaki etkileşim. Dizilerin, listelerin ve sözlüklerin kullanımı.

• Nesneler arasındaki ayrım ve bunlara referanslar. ( Bir değişken adı ve alıntılanan dize arasındaki farkı tanımayan insanlar tarafından birçok hata yapılır !)

• Bir işletim sistemi nedir, ondan ne beklenir ve onunla nasıl etkileşime girilir.

• Bir ağ nedir, onlardan ne gibi hizmetler alınmalı, bazı mimarilerin karşılaştırılması ve yerel olarak bilgisayarla uzaktan bilgi işlem hizmetleri arasında elde edilen kazanımlar duygusu.

• Grafik-teorik algoritmalar: birçok CBS analizi, grafiklerdeki problemler açısından soyut olarak gösterilebilir; Bunu yapabilmek verimli algoritmalara erişim sağlar. Sitemizdeki güzel örnek olduğunu burada başlangıçta grafikleri ile ilgisi var gibi görünüyor bir sorun kapsayan.

• Özyineleme. GIS uygulayıcıları için iyi bir örnek, uyarlamalı bir nokta dörtlüsü için bu algoritma gibi bir uzaysal endeksin oluşturulmasıdır .

GIS verileri

• Vektör ve tarama verilerinin hem dahili olarak hem de veri değişimi için nasıl depolandığı.

• Çok noktaların , polillerin, çokgenlerin ve TINlerin topolojilerinin nasıl temsil edilip işlenebileceği.

• GIS verilerine uygulanan veri sıkıştırmanın temel ilkeleri , özellikle de uzunluk kodlamasını çalıştırır.

Veri tabanı sistemleri

• İlişkisel veritabanı yönetim sistemi nedir, diğer bazı büyük veritabanı tasarımlarından ne kadar farklıdır, avantajları ve dezavantajları nelerdir?

• Veritabanlarının normalleşmesi ve tasarımı .

• Veritabanları nasıl sorgulanır (örneğin, SQL).

• Belgeleme yöntemleri, özellikle meta veri ve veri sözlükleri .

CBS

• Çokgen nokta ve tamponlama dahil temel GIS prosedürlerini gerçekleştirmek için tipik algoritmalar . Neden aynı verilerle tekrarlanan hesaplamalara kıyasla bir kerelik hesaplamalar için veya dinamik (gerçek zamanlı) verilere kıyasla statik veriler için farklı algoritmalar istenebilir?

• Quadtrees gibi arama ve işleme için GIS verilerinin nasıl organize edilebileceği .

• GIS verilerinin depolanmasında çözünürlük / hassasiyet / hız arasındaki değişimlerin değerlendirilmesi (özellikle raster veriler).

derleme

• Hata ayıklama teknikleri: hataların nasıl izole edileceği , tanımlanacağı ve çözüleceği . Belirgin hata ve anomalilerin nasıl tarif edileceği ve raporlanacağı. Web'de iyi sorular nasıl sorulur!

• Kök bulma algoritmalarıyla fonksiyonları tersine çevirme . (Bunu takdir etmemek sık sık son derece verimsiz algoritmalara veya bir problemi tamamen çözememeye neden olur.)

• Kara kutu optimizasyon programları arasında nasıl seçim yapılacağı (sürekli ve tamsayı, dışbükey vs. değil, tek değişkenli ve çok değişkenli, doğrusal vs. değil). Daha fazla örnek için ekipman konumu problemine ve poligon paketleme problemine bakınız .

• Yardım sistemlerinde nasıl gezinilir. Neye bakmalı ve neye yararsız olarak reddedilmeli. (ESRI'nin çevrimiçi ArcGIS yardımları, çok iyi ve çok kötünün görkemli örneklerini sunar.) Bu, nesne şemalarını okumak için bazı talimatlar içerebilir .

Bu başımın üstünde olduğu için, kesinlikle eksik. İnsanlar listeyi yararlı buluyorsa, onu geliştirmek için çalışacağım - ya da bana yeterli ve yeterli üne sahipseniz eklemek için çekinmeyin. Bunu pratik ve odaklanmış tutmak için, lütfen yalnızca insanların gerçekten gözlemlediğiniz sorunlardan kaçınmasına yardımcı olacak kavramları (kendi işinizde veya başkalarınınkilerle) ele alın.

Fakülte'nin (ders) ve yardımcı programın (laboratuar) birbirinden güzel bir iş çıkardığı ESRI merkezli bir programdan mezun oldum. Akademi'den ayrılmamdaki başlıca zayıf yönlerim: 1) SQL becerim yoktu, temel veritabanı ilkeleri bilgim yoktu; ve 2) çoğu veri seti için gereken programatik ön işleme için hazırlıksızdım.

CSV, TXT veya SHP dosyalarını temizlerken kullanmak için uygun bir RDBMS (muhtemelen PostGIS ile PostreSQL) ve bir programlama dili (muhtemelen Python) tanıtmak için bir "veri işleme" atölyesi öneririm. Her birinin tadına bakıldığında, öğrencileriniz "dışarıda" durmak için daha hazırlıklı olacaktır.

Üniversite ESRI kullanıyor olsa bile, açık kaynaklı eşdeğerleri tanıtmanızı veya tanımlamanızı tavsiye ederim. Birincisi, QGIS önemli ölçüde daha küçük olduğundan (ArcGIS 10 2 - 3GB) ve öğrencilerin bir internet bağlantısına sahip olmadıklarından, bir form dosyasını açmayı denemek istiyorlarsa, QGIS'i dizüstü bilgisayarlarına ArcGIS'ten daha kolay bir şekilde yüklemeleri daha kolaydır. Üniversitemde GIS yerine ArcGIS'e odaklanmış bir müfredat var; Şahsen bunun geriye doğru olduğunu düşünüyorum.

KML'yi google earth veya google maps ile tanıtmak, öğrencilerin ilgisini çekmenin bir yolu olabilir. KML popülerdir ve etkileşimli bir harita oluşturmak, kağıt bir haritadan biraz daha heyecan vericidir; özellikle bir web bağlantısını başkalarıyla paylaşabiliyorsanız.

Kesinlikle betik ve projeksiyonlar eklerdim. Başka bir not, bir ESRI kısa mı? Şimdi çok fazla olduğu gibi, 'GI agnostik' yapmayı dener ve ESRI'nin tam bir tekele sahip olmadığından ve bütçeler küçüldükçe imo pazar payları da küçülür. Bu yüzden daha fazla açık kaynaklı proje sunmaya çalışacağım ve daha pek çok şirket ve kuruluş bu şekilde hareket ediyor.

Mümkünse programlama çerçevelerini de tanıtırım. Son seferinde kafalarının üzerinden geçtiğini söylediğini biliyorum, ama en azından senaryo yazımına en basit GI uygulayıcısı tarafından bile ihtiyaç duyuluyor.

Veritabanı becerileri de gereklidir. Yine, en temel GI pratisyeni bile, muhtemelen bir tür veri deposunu sürdürmek zorunda kalacak ve bu verilerin manipüle edilmesi, günlük işlerinin önemli bir unsuru olacak.

Yapmam gereken en yaygın şeylerden biri, kullanıcılara GIS'in gerçekte ne olduğunu öğretmektir. Bazen, Google Haritaları dışında, pek az insanın GIS hakkında ne kadar şey bildiği konusunda beni şaşırtıyor. Bu yüzden, onların, bütünsel olarak, kullanıcılardan sistemlere ne olduğunun anahtar bir anlayış olduğunu göstermelerini sağlamak tüm kullanıcılar için yararlı olacaktır. Son zamanlarda, bazı deneyimlerden oluşan bir Java geliştiricisi ve bir uzman olarak derecelendirdiğim biriyle çalışıyordum, ancak bir CBS'nin ne olduğunu tam olarak anlamadı.

Bir yerin ne olduğu konusunda yeterli sayıda kişi düşünmediği için, onlara yer göstermek de iyi olurdu.

Bununla birlikte, Ben Hur'dan daha büyük olma potansiyeline sahiptir. Üniversitede Bilgisayar Bilimleri okudum, bir CBS modülü ile. O zaman CBS'de yüksek lisans derecesi tamamlamaya devam etmesine rağmen, sektörde 15 yıl çalışıyorum, hala öğreniyorum, bu yüzden hepsini almak imkansız.