Detail předmětu

Geografické informační systémy 2

FAST-NEA042Ak. rok: 2026/2027

  1. Úvod, definice GIS, základní pojmy. Historie GIS, vztah GIS a ostatních oborů. Geografický objekt, transformace geografických dat, homeomorfismus. Problematika reverzního inženýrství.
  2. Informační systémy (IS). Obecný model a funkce IS, typy IS (Anthonyho paradigma). Metody návrhu informačních systémů, UML diagramy.
  3. Technologie BIM, Digitální Česko, koncepce BIM v ČR, CDE, vztah BIM – GIS, identifikační číslo stavby, životní cyklus stavby.
  4. Teorie informace. Pyramida DIKW, pojem data a informace, entropie systému, Hartleyova míra informace, nepodmíněná a podmíněná entropie.
  5. Vybrané metody umělé inteligence. Dolování dat, shluková analýza, umělé neuronové sítě, genetické algoritmy, simulované žíhání.
  6. Teorie grafů. Definice, základní pojmy (vrchol, hrana, sled, tah, cesta, kružnice, kostra). Popis topologie grafu (matice sousednosti a incidence), dynamické datové struktury pro uložení grafu v databázi (pole, lineární seznam, kanonická reprezentace).
  7. Základní algoritmy na grafech: hledání minimální kostry, minimální cesta mezi dvěma zadanými vrcholy, matice minimálních vzdáleností (Floydův algoritmus), úloha čínského listonoše, Hamiltonovská kružnice, planární grafy.
  8. Topologie. Definice, historie, klasifikace topologie, matematické a pragmatické pojetí topologie. Topologie založená na teorii množin a na algebře. Syntaktická a sémantická topologie. Topologie dle normy DIGEST.
  9. Organizace prostorových dat. Základní modely vektorové a rastrové reprezentace podle topologie, maticová data.
  10. Metadata, normy, kvalita dat, chyby údajů v GIS (typologie chyb).
  11. Ontologie, definice, komponenty, obecný ontologický model (GOL).
  12. Prostorové analýzy. Definice, účel, typy úloh, historie, cíle, grafické a popisné atributy. Základní typy metod prostorové analýzy (měřicí a klasifikační funkce, funkce překrytí, interpolační funkce, spojovací funkce).
  13. Multikriteriální analýza v GIS. Stanovení hodnot vah. Metody: OWA, WLC, TOPSIS, AHP.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Dalibor Bartoněk, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav geodézie (GED)

Vstupní znalosti

počítačová gramotnost, základy databází, statistika, aplikovaná matematika

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Porozumění informačním systémům a databázím s vazbou na územní identifikaci.
Základní znalosti potřebné pro návrh GIS.
Schopnost realizovat projekt GIS v prostředí Arc/Info.

Studijní opory

BARTONĚK, D.: NEA042 GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY II. Elektronické učební texty, Brno, 2024.

Longley, Goodchild, Maguire, Rhind. Geographic Information Science and Systems. John Wiley & Sons, 2010, 2015.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-GK magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Dalibor Bartoněk, CSc.

Osnova

  • 1. Úvod, definice GIS, historie, struktura, vztah k ostatním oborům, geografický objekt, zpracovatelský řetězec GIS, matematický základ geo-databáze (homeomorfismus).
  • 2. Teorie informace. Informační systémy (IS) , definice a druhy IS, UML diagramy, struktura ISKN, IS ve státní správě (systém 4 základních registrů), GeoInfoStrategie.
  • 3. Databázové systémy. Relační a objektový model dat, relační algebra, jazyk SQL. Prostorové datové struktury, prostorové dotazy SQL, deduktivní databáze.
  • 4. Dolování dat, metody (shluková analýza, umělé neuronové sítě, genetické algoritmy).
  • 5. Základy teorie grafů. Definice, základní pojmy, modely uložení struktury, základní grafové algoritmy využívané v GIS (minimální kostra, minimální cesta mezi dvěma uzly, úloha čínského listonoše, Hamiltonovská cesta). Planární grafy, barvení grafu.
  • 6. Topologie. Historie, matematický a pragmatický přístup. Topologie podle normy DIGEST.
  • 7. Datové modely v GIS. Rastr, vektor, maticová data. Zdroje dat pro GIS v ČR a zahraničí.
  • 8. Problematika zpracování dat velkých objemů (Big Data).
  • 9. Metadata, kvalita dat, chyby v datech. Směrnice INSPIRE, ontologie.
  • 10. Digitální modely terénu. Definice, algoritmy tvorby a optimalizace, problematika 3D zobrazení.
  • 11. Mapová algebra, GIS on-line, webové mapové služby, webové portály.
  • 12. Prostorové analýzy. Historie, měřicí a klasifikační funkce, funkce v okolí, funkce překrytí, spojovací funkce.
  • 13. Multikriteriální analýza, metody , aplikace, zpětné (reverzní) inženýrství, problematika BIM.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Dalibor Bartoněk, CSc.

Osnova

  • 1. Úvod, seznámení s tématy, podmínky udělení zápočtu. Základní informace o produktu Arc/Info, základy práce s ArcCatalog a ArcGIS.
  • 2. Vodohospodářský projekt – 1. část.
  • 3. Vodohospodářský projekt – 2. část.
  • 4. Klasifikace obrazu - řízená.
  • 5. Využití neřízené klasifikace – vyhodnocení povodní.
  • 6. Vzdálenostní analýzy.
  • 7. Hydrologické modelování.
  • 8. Práce s databází, DMT, profily.
  • 9. Produkt QGIS, základní informace, seznámení s prostředím programu.
  • 10. Projekt v QGIS – zpracování mračna bodů.
  • 11. Skriptovací jazyk Python, alternativně tvorba on-line geo-web aplikací.
  • 12. Využití jazyka Python v QGIS.
  • 13. Zápočtový projekt.