지리 공간 기술 컴퓨터 공학 과정에 포함시킬 주제 추천

저는 지리 공간 기술 컴퓨터 공학이라는 지역 대학에서 강의를 진행할 것입니다. 지리 공간 기술 학생들 (GIS & Remote Sensing)에게 컴퓨터 과학 개념을 소개하기위한 입문 과정입니다. 과거에는 프로그래밍 개념을 소개했지만이 과정이 많은 학생들의 머리 위로 넘어간 것을 발견했습니다.

현재 컴퓨터 하드웨어, 공간 데이터 유형 (예 : 모양 파일과 지오 데이터베이스), ESRI 지오 데이터베이스 모델 (대학교는 ESRI 플랫폼에서 작동), ArcSDE Personal의 기본 데이터베이스 이론에 대해 논의 할 계획입니다.

누구나 GIS 및 원격 감지 실무자가 인력에 들어가기 전에 알아야 할 다른 컴퓨터 과학 관련 주제를 추천 할 수 있습니까?

업데이트 : 지난 몇 년 동안 커리큘럼이 포함되었습니다.

• Google Maps Javascript API / HTML / Google 어스 / KML-5 주
• 파이썬 스크립팅-6 주
• 데이터베이스 이론 / MS 액세스-2 주
• VBA-2 주

학생들로부터받은 답변은 각 주제에 시간이 충분하지 않다는 것입니다. 저는 대학을 통해 파이썬을 이용한 GIS 프로그래밍의 다음 레벨 코스를 제공하고 있습니다.

15 년 동안 목록 서버와 웹 페이지에서 GIS 질문에 대답하면서, 실무자들이 특정 컴퓨팅 개념을 배울 필요가 있음을 나타내는 몇 가지 반복되는 문제에 주목했습니다. 이 중 어느 것도 깊지 않습니다. 이것들은 모두 잘 알려져 있습니다. 그러나 GIS 사람들의 소수 (많은 수)에 대한 배경 지식이나 이해에있어 공통적 인 결함 인 것 같습니다. 많은 경우 실제로 정의 나 예제와는 별도로 학습 할 필요가 거의 없습니다. 요점은 학생들에게 일어날 함정에 대해 경고하고 반드시 전문가가되지 않아도 그들이 올 때 해결해야 할 원칙이나 도구를 제공하는 것입니다.

다음 목록의 링크는 모두이 사이트의 질문으로 이동합니다. 이러한 링크의 존재는 개념의 가치에 대한 증거를 제공합니다. 링크를 따라 가면 이러한 개념을 아는 것이 문제를 해결하고, 문제가 발생하는 것을 방지하고, 사람들이 GIS에보다 능숙하게 도움을 줄 수있는 방법에 대한 예를 찾을 수 있습니다.

컴퓨팅 시스템

• 컴퓨터의 구성 요소 : 상자를 열고 상자를 꺼내어 조각 (CPU, RAM, 디스크, 마더 보드, 네트워크 카드 등)을 식별하고 시스템에서의 역할을 설명합니다. 그것을 이해하고 학생들을 위해 구체적으로 만드십시오.

• 컴퓨팅 시스템이 방법의 이해 외부 장치에 데이터를 저장 . 물리적 및 논리적 형식의 개념 . ASCII (및 유사한 인코딩)와 원시 이진의 차이점.

• 를 포함한 숫자 데이터의 내부 이진 표현의 세부 사항 IEEE 단일 및 이중 정밀도 수레 와 서명 부호없는 정수 . 각각의 한계. GIS 속성을 나타내는 데 사용할 데이터 유형을 선택하는 방법

• 외부 저장소와 RAM 의 차이점 . (이것이 엄청나게 초등 적이라는 것을 알고 있지만 많은 혼란이 있습니다.)

컴퓨터 과학

• 알고리즘의 점근 분석 . 실제적인 수준에서, O (n), O (n log (n)), O (n ^ 2) 및 (그리고 더 나쁜) 타이밍 간의 차이를 이해합니다. 블랙 박스 알고리즘이 어떻게 확장되는지 테스트하는 방법.

• 인간과 컴퓨터의 상호 작용 원리. 이것은 너무 광범위하지만 양식 디자인 및 웹 페이지 디자인의 일부 원칙은 먼 길을 갈 수 있습니다.

• 컴퓨팅 언어의 원칙 : 언어에서 예상되는 것, 절차 및 객체 방향의 차이, 지원할 수있는 데이터 구조 및 객체의 종류, 컴파일 된 언어와 해석 된 언어의 차이 (및 이들 간의 상충 관계) .

• 데이터 구조 설계 의 기본 원칙 . 데이터를 나타내는 데 사용되는 구조와이를 사용하는 알고리즘 간의 상호 작용입니다. 배열, 목록 및 사전 사용.

• 객체와 객체에 대한 참조의 구별. ( 변수 이름과 인용 문자열 사이 의 차이를 인식하지 못하는 사람들은 많은 실수를 저지 릅니다 !)

• 운영 체제가 무엇인지, 어떤 서비스가 기대되며, 어떻게 상호 작용하는지.

• 네트워크가 무엇인지, 네트워크에서 기대할 수있는 서비스, 일부 아키텍처 비교, 컴퓨팅 서비스를 로컬에서 또는 원격으로 얻는 것 사이의 균형 감각.

• 그래프 이론 알고리즘 : 많은 GIS 분석은 그래프의 문제 측면에서 추상적으로 표현 될 수 있습니다. 이렇게하면 효율적인 알고리즘에 액세스 할 수 있습니다. 우리의 사이트에 좋은 예입니다 여기에 처음 그래프와는 아무 상관이없는 것처럼 보이는 문제를 포함.

• 재귀. GIS 실무자에게 좋은 예는 적응 포인트 쿼드 트리에 대한이 알고리즘과 같은 공간 인덱스를 만드는 것입니다 .

GIS 데이터

• 내부 및 데이터 교환을 위해 벡터 및 래스터 데이터가 저장되는 방식

• 멀티 포인트, 폴리 라인, 폴리곤 및 TIN 의 토폴로지를 표현하고 처리하는 방법

• GIS 데이터에 적용되는 데이터 압축 의 기본 원칙 , 특히 실행 길이 인코딩

데이터베이스 시스템

• 관계형 데이터베이스 관리 시스템이란 무엇이며 다른 주요 데이터베이스 디자인과 다른 점, 장점 및 단점은 무엇입니까?

• 데이터베이스의 표준화 및 설계 .

• 데이터베이스를 쿼리하는 방법 (예 : SQL)

• 문서화 방법, 특히 메타 데이터 및 데이터 사전 .

GIS

• Point-in-polygon 및 버퍼링을 포함한 기본 GIS 절차를 수행하기위한 일반적인 알고리즘 . 동일한 데이터를 사용한 반복 계산과 비교하거나 동적 (실시간) 데이터와 비교 한 정적 데이터에 대해 일회성 계산에 다른 알고리즘이 필요한 이유는 무엇입니까?

• GIS 데이터와 같은, 검색 및 처리를 위해 구성 할 수있는 방법 쿼드 트리 .

• GIS 데이터 (특히 래스터 데이터) 저장시 해상도 / 정밀도 / 속도 간의 트레이드 오프 평가

잡록

• 디버깅 기술 : 오류 를 격리, 식별 및 해결 하는 방법 명백한 버그 및 이상을 설명하고보고하는 방법 웹에서 좋은 질문을하는 방법!

• 루트 찾기 알고리즘으로 함수를 반전시키는 방법 . (이 점을 이해하지 못하면 알고리즘이 매우 비효율적이거나 문제를 완전히 해결하지 못합니다.)

• 블랙 박스 최적화 프로그램 중에서 선택하는 방법 (연속 대 정수, 볼록 대 대 비, 일 변량 대 다변량, 선형 대 비 등). 더 많은 예 는 장비 위치 문제 및 다각형 패킹 문제를 참조하십시오 .

• 도움말 시스템을 탐색하는 방법 무엇을 찾고 쓸모없는 것으로 거부 할 것. (ESRI의 온라인 ArcGIS 도움말은 아주 좋은 점과 나쁜 점에 대한 훌륭한 예를 제공합니다.) 여기에는 객체 다이어그램 을 읽는 지침이 포함될 수도 있습니다 .

이것은 내 머리 꼭대기에서 떨어져 있기 때문에 반드시 불완전합니다. 사람들이 유용한 목록을 찾으면 개선하기 위해 노력할 것입니다. 또는 명성이 충분하면 자유롭게 추가하여 추가 할 수 있습니다. 이를 실용적이고 집중적으로 유지하려면 사람들이 실제로 관찰 한 문제 (자신의 작업 또는 다른 작업에서)를 피하는 데 도움이되는 개념 만 다루십시오.

나는 교수가 개념 (강의)과 유틸리티 (실험실)를 분리하는 훌륭한 일을 한 ESRI 중심의 프로그램을 졸업했습니다. 학계를 마칠 때의 주요 약점은 다음과 같습니다. 1) SQL 기술이없고 기본 데이터베이스 원칙에 대한 지식이 없습니다. 2) 대부분의 데이터 세트에 필요한 프로그래밍 방식의 사전 처리를 위해 준비되지 않았습니다.

CSV, TXT 또는 SHP 파일을 정리할 때 사용할 적절한 RDBMS (아마 PostGIS가 포함 된 PostreSQL) 및 프로그래밍 언어 (아마도 Python)를 소개하는 "데이터 처리"워크숍을 추천합니다. 각각의 취향에 따라 학생들은 자신의 "외부"에 서기 위해 더 준비 될 것입니다.

대학에서 ESRI를 사용하더라도 오픈 소스 동등 물을 소개하거나 설명하는 것이 좋습니다. 첫째, QGIS가 상당히 작고 (ArcGIS 10은 2-3GB) 학생들이 인터넷 연결이 필요하지 않기 때문에 셰이프 파일 열기를 테스트하려는 경우 학생들이 ArcGIS보다 랩톱에 QGIS를 설치하는 것이 훨씬 쉽습니다. 우리 대학은 GIS보다는 ArcGIS에 중점을 둔 커리큘럼을 가지고 있습니다. 나는 개인적으로 이것이 거꾸로 생각합니다.

Google 어스 또는 Google지도와 함께 KML을 소개하면 학생들의 참여를 유도 할 수 있습니다. KML은 대중적이며 대화 형지도를 만드는 것은 종이지도보다 훨씬 흥미 롭습니다. 특히 다른 사람들과 웹 링크를 공유 할 수있을 때.

스크립트와 프로젝션을 확실히 추가했습니다. 또 다른 참고 사항은 ESRI 브리프입니까? ESRI는 독점권이없고 예산이 줄어듦에 따라 시장 점유율도 줄어 듭니다. 그래서 더 많은 회사와 조직이 그와 같은 방식으로 더 많은 오픈 소스 프로젝트를 도입하려고 노력하고 있습니다.

가능한 경우 프로그래밍 프레임 워크도 소개하겠습니다. 나는 당신이 지난 번에 그들의 머리 위로 갔다고 말했지만, 최소한 가장 기본적인 GI 실무자조차도 스크립팅이 필요합니다.

데이터베이스 기술도 필요합니다. 다시 말하지만, 가장 기본적인 GI 실무자조차도 일종의 데이터 저장소를 유지하고 데이터가 일상 업무의 핵심 요소가 될 수 있도록 조작해야 할 것입니다.

내가해야 할 가장 일반적인 것 중 하나는 사용자에게 GIS가 실제로 무엇인지 가르치는 것입니다. Google지도가 아닌 다른 사람이 GIS에 대해 아는 사람이없는 경우가 종종 있습니다. 따라서 그들이 사용자로부터 시스템에 이르기까지 그것이 전체적으로 무엇인지에 대한 주요 이해를 논증시킬 수있게하는 것은 모든 사용자에게 유익 할 것입니다. 나는 최근에 경험이 풍부한 Java 개발자와 전문가로 평가 한 사람과 함께 일하고 있었지만 실제로 GIS가 무엇인지 완전히 이해하지 못했습니다.

사람들이 상자 밖에서 위치가 무엇인지 생각하지 않기 때문에 위치를 보여주는 것이 좋습니다.

그러나 벤 허보다 더 큰 잠재력이 있습니다. 저는 GIS 모듈로 대학에서 컴퓨터 과학을 전공했습니다. 그런 다음 GIS에서 석사 학위를 마치고 업계에서 15 년 동안 일하면서도 여전히 배우고 있기 때문에 모든 것을 받아 들일 수는 없습니다.