หัวข้อแนะนำที่จะรวมอยู่ในหลักสูตรวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เพื่อเทคโนโลยีเชิงพื้นที่

ฉันจะสอนหลักสูตรที่มหาวิทยาลัยในท้องถิ่นชื่อว่าวิทยาการคอมพิวเตอร์สำหรับเทคโนโลยีเชิงพื้นที่ หลักสูตรนี้เป็นหลักสูตรเบื้องต้นที่มีจุดประสงค์เพื่อแนะนำแนวคิดวิทยาการคอมพิวเตอร์ให้กับนักเรียนเทคโนโลยีเชิงพื้นที่ (GIS & การสำรวจระยะไกล) ในอดีตฉันได้แนะนำแนวคิดการเขียนโปรแกรม แต่ฉันพบว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นเหนือหัวนักเรียนหลายคน

ขณะนี้ฉันกำลังวางแผนที่จะหารือเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์, ชนิดข้อมูลเชิงพื้นที่ (เช่น shapefiles เทียบกับฐานข้อมูลทางภูมิศาสตร์), ESRI Geodatabase Model (มหาวิทยาลัยทำงานบนแพลตฟอร์ม ESRI) ทฤษฎีฐานข้อมูลพื้นฐานกับ ArcSDE Personal

มีใครแนะนำหัวข้อวิทยาการคอมพิวเตอร์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับผู้ปฏิบัติงานของ GIS และ Remote Sensing ที่ควรรู้ก่อนเข้าทำงานหรือไม่?

ปรับปรุง: หลักสูตรปีที่ผ่านมารวม:

• Google Maps Javascript API / HTML / Google Earth / KML - 5 สัปดาห์
• Python Scripting - 6 สัปดาห์
• ทฤษฎีฐานข้อมูล / MS Access - 2 สัปดาห์
• VBA - 2 สัปดาห์

คำตอบที่ฉันได้รับจากนักเรียนคือการใช้เวลาในแต่ละหัวข้อไม่เพียงพอ ฉันกำลังพูดกับมหาวิทยาลัยเพื่อเสนอหลักสูตรขั้นต่อไปในการเขียนโปรแกรม GIS โดยใช้ Python

ใน 15 ปีของการตอบคำถาม GIS ใน listservers และในตอนนี้เว็บเพจฉันได้บันทึกปัญหาที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ ที่แนะนำความต้องการสำหรับผู้ปฏิบัติงานเพื่อเรียนรู้แนวคิดการคำนวณเฉพาะบางอย่าง สิ่งเหล่านี้ไม่ลึก ทั้งหมดนี้เป็นที่รู้จักกันดี แต่ดูเหมือนว่าทั้งหมดเป็นข้อบกพร่องที่พบบ่อยในพื้นหลังหรือความเข้าใจในชนกลุ่มน้อยที่สำคัญ (ส่วนใหญ่?) ของคน GIS ในหลายกรณีจำเป็นต้องเรียนรู้เล็ก ๆ น้อย ๆ นอกเหนือจากคำนิยามหรือตัวอย่าง ประเด็นคือเพื่อเตือนให้นักเรียนรู้ถึงข้อผิดพลาดที่จะเกิดขึ้นและให้หลักธรรมหรือเครื่องมือที่พวกเขาต้องการเพื่อบอกกล่าวเมื่อพวกเขาขึ้นมาโดยไม่จำเป็นต้องเป็นผู้เชี่ยวชาญ

ลิงค์ในรายการต่อไปนี้ทั้งหมดไปที่คำถามในเว็บไซต์นี้ การมีอยู่ของลิงก์เหล่านี้เป็นหลักฐานของคุณค่าของแนวคิด โดยทำตามลิงก์คุณสามารถพบตัวอย่างของการรู้ว่าแนวคิดเหล่านี้สามารถแก้ปัญหาป้องกันไม่ให้เกิดขึ้นและช่วยให้ผู้คนมีความเชี่ยวชาญใน GIS มากขึ้น

ระบบคอมพิวเตอร์

• ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์: เปิดกล่องแยกส่วนระบุชิ้น (CPU, RAM, ดิสก์, มาเธอร์บอร์ด, การ์ดเครือข่าย ฯลฯ ) และอธิบายบทบาทของพวกเขาในระบบ เข้าใจอย่างลึกซึ้งและทำให้เป็นรูปธรรมสำหรับนักเรียน

• การทำความเข้าใจของวิธีการที่ระบบคอมพิวเตอร์เก็บข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์ภายนอก แนวคิดของรูปแบบทางกายภาพและตรรกะ ความแตกต่างระหว่าง ASCII (และการเข้ารหัสที่คล้ายกัน) และไบนารีแบบดิบ

• รายละเอียดของผู้แทน binary ภายในของข้อมูลที่เป็นตัวเลขรวมทั้งเดี่ยวและคู่ IEEE ลอยความแม่นยำและการลงนามและไม่ได้ลงนามจำนวนเต็ม ข้อ จำกัด ของแต่ละคน วิธีเลือกประเภทข้อมูลที่จะใช้สำหรับการแสดงคุณลักษณะ GIS

• ความแตกต่างระหว่างการจัดเก็บข้อมูลภายนอกและ RAM (ฉันรู้ว่านี่เป็นประถมอย่างไม่น่าเชื่อ แต่มีความสับสนมากมายที่นั่น)

วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์

• วิเคราะห์ asymptotic ของขั้นตอนวิธี ความเข้าใจในระดับปฏิบัติความแตกต่างระหว่าง O (n), O (n log (n)), O (n ^ 2), (และแย่กว่า) จังหวะ วิธีทดสอบอัลกอริทึมกล่องดำปรับขนาดได้อย่างไร

• หลักการปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ มันกว้างเกินไป แต่หลักการบางอย่างของการออกแบบฟอร์มและการออกแบบเว็บเพจสามารถไปได้ไกล

• หลักการของภาษาคอมพิวเตอร์: สิ่งที่คาดหวังจากภาษาความแตกต่างระหว่างกระบวนการและการวางแนววัตถุชนิดของโครงสร้างข้อมูลและภาษาวัตถุสามารถรองรับและอ้างอิงถึงความแตกต่างระหว่างภาษาที่รวบรวมและตีความ (และการแลกเปลี่ยนระหว่างกัน) .

• หลักการพื้นฐานของการออกแบบโครงสร้างข้อมูล การทำงานร่วมกันระหว่างโครงสร้างที่ใช้เพื่อแสดงข้อมูลและอัลกอริทึมที่ใช้พวกเขา การใช้งานของอาร์เรย์รายการและพจนานุกรม

• ความแตกต่างระหว่างวัตถุและการอ้างอิงถึงพวกเขา ( มีข้อผิดพลาดมากมายเกิดขึ้นจากคนที่ไม่รู้จักความแตกต่างระหว่างชื่อตัวแปรและสตริงที่ยกมา !)

• ระบบปฏิบัติการคืออะไรบริการที่คาดหวังจากมันและวิธีการโต้ตอบกับมัน

• สิ่งที่เครือข่ายคือสิ่งที่บริการที่คาดหวังจากพวกเขาเปรียบเทียบสถาปัตยกรรมบางอย่างและความรู้สึกของการแลกเปลี่ยนระหว่างการได้รับบริการคอมพิวเตอร์ในพื้นที่เมื่อเทียบกับระยะไกล

• อัลกอริธึมแบบกราฟเชิงทฤษฎี: การวิเคราะห์ GIS จำนวนมากสามารถนำเสนอนามธรรมในแง่ของปัญหาบนกราฟ ความสามารถในการทำเช่นนี้ให้การเข้าถึงอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพ ตัวอย่างที่ดีในเว็บไซต์ของเราอยู่ที่นี่เกี่ยวข้องกับปัญหาที่เริ่มดูเหมือนจะไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับกราฟ

• recursion เป็นตัวอย่างที่ดีสำหรับผู้ปฏิบัติงานระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์คือการสร้างดัชนีเชิงพื้นที่เช่นขั้นตอนวิธีนี้สำหรับควอดทรีจุดปรับตัว

ข้อมูล GIS

• วิธีเก็บข้อมูลเวกเตอร์และแรสเตอร์ทั้งภายในและเพื่อการแลกเปลี่ยนข้อมูล

• วิธีทอพอโลยีของมัลติพอยน์, โพลีน, รูปหลายเหลี่ยมและ TINสามารถแสดงและประมวลผลได้อย่างไร

• หลักการพื้นฐานของการบีบอัดข้อมูลที่ถูกนำไปใช้กับข้อมูล GISโดยเฉพาะการเข้ารหัสการรันความยาว

ระบบฐานข้อมูล

• ระบบการจัดการฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์คืออะไรมันแตกต่างจากการออกแบบฐานข้อมูลหลักอื่น ๆ อย่างไรข้อดีและข้อเสียของมันคืออะไร

• การฟื้นฟูและการออกแบบฐานข้อมูล

• วิธีสืบค้นฐานข้อมูล (เช่น SQL)

• วิธีการจัดทำเอกสารโดยเฉพาะอย่างยิ่ง metadata และข้อมูลพจนานุกรม

ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์

• อัลกอริทึมทั่วไปสำหรับการดำเนินการขั้นตอน GIS ขั้นพื้นฐานรวมถึงจุดในรูปหลายเหลี่ยมและบัฟเฟอร์ เหตุใดอัลกอริทึมที่แตกต่างกันอาจเป็นที่ต้องการสำหรับการคำนวณแบบครั้งเดียวเมื่อเปรียบเทียบกับการคำนวณซ้ำด้วยข้อมูลเดียวกันหรือสำหรับข้อมูลแบบคงที่เมื่อเทียบกับข้อมูลแบบไดนามิก (เรียลไทม์)

• วิธีข้อมูล GIS สามารถจัดเพื่อการค้นหาและการประมวลผลเช่นquadtrees

• การประเมินการแลกเปลี่ยนระหว่างความละเอียด / ความแม่นยำ / ความเร็วในการจัดเก็บข้อมูล GIS (โดยเฉพาะข้อมูลแรสเตอร์)

เรื่องจิปาถะ

• เทคนิคการตรวจแก้จุดบกพร่อง:วิธีการแยกระบุและแก้ไขข้อผิดพลาด จะอธิบายและรายงานข้อผิดพลาดและความผิดปกติได้อย่างไร วิธีถามคำถามที่ดีบนเว็บ!

• วิธีการสลับฟังก์ชันด้วยอัลกอริธึมการค้นหารูท (ความล้มเหลวในการชื่นชมสิ่งนี้มักนำไปสู่อัลกอริทึมที่ไม่มีประสิทธิภาพหรือความล้มเหลวในการแก้ปัญหาทั้งหมด)

• วิธีเลือกโปรแกรมเพิ่มประสิทธิภาพกล่องดำ(ต่อเนื่องกับจำนวนเต็ม, นูนเทียบกับไม่, univariate เทียบกับหลายตัวแปร, เชิงเส้นเทียบกับไม่ ฯลฯ ) สำหรับตัวอย่างเพิ่มเติมโปรดดูที่ปัญหาสถานที่อุปกรณ์และปัญหาหลายเหลี่ยมบรรจุ

• วิธีการนำทางระบบช่วยเหลือ สิ่งที่จะมองหาและสิ่งที่จะปฏิเสธว่าไร้ประโยชน์ (ESRI ความช่วยเหลือของ ArcGIS ออนไลน์ให้เป็นตัวอย่างที่สวยงามของดีมากและไม่ดีมาก.) อาจนี้ยังรวมถึงการเรียนการสอนบางอย่างในการอ่านแผนภาพวัตถุ

เพราะนี่คือส่วนบนของหัวของฉันมันไม่สมบูรณ์แน่นอน หากผู้คนพบรายการที่มีประโยชน์ฉันจะพยายามปรับปรุงให้ดีขึ้นหรือช่วยฉันออกไปและสามารถเพิ่มเข้าไปได้หากคุณมีชื่อเสียงเพียงพอ เพื่อคงไว้ซึ่งการปฏิบัติและมุ่งเน้นนี้โปรดกล่าวถึงแนวคิดที่จะช่วยให้ผู้คนหลีกเลี่ยงปัญหาที่คุณสังเกตเห็นจริง ๆ (ในงานของคุณเองหรือของผู้อื่น)

ฉันจบการศึกษาจากโปรแกรมที่เน้นการ ESRI โดยที่คณะทำได้ดีมากในการแยกแนวคิด (การบรรยาย) และยูทิลิตี้ (แล็บ) จุดอ่อนหลักของฉันเมื่อจบการศึกษาคือ: 1) ฉันไม่มีทักษะ SQL ไม่มีความรู้เกี่ยวกับหลักการฐานข้อมูลพื้นฐาน และ 2) ฉันไม่ได้เตรียมตัวสำหรับการประมวลผลล่วงหน้าแบบเป็นโปรแกรมที่จำเป็นสำหรับชุดข้อมูลส่วนใหญ่

ฉันแนะนำเวิร์กช็อป "การจัดการข้อมูล" เพื่อแนะนำ RDBMS ที่เหมาะสม (อาจเป็น PostreSQL กับ PostGIS) และภาษาการเขียนโปรแกรม (อาจเป็น Python) สำหรับใช้ในการล้างไฟล์ CSV, TXT หรือ SHP ด้วยรสชาติของนักเรียนแต่ละคนของคุณจะมีความพร้อมมากขึ้นที่จะยืนอยู่ข้างนอกตัวเอง

แม้ว่ามหาวิทยาลัยจะใช้ ESRI ฉันก็ขอแนะนำให้แนะนำหรืออธิบายสิ่งที่เทียบเท่าโอเพ่นซอร์ส สำหรับหนึ่งนักเรียนจะติดตั้ง QGIS บนแล็ปท็อปได้ง่ายกว่า ArcGIS ถ้าพวกเขาต้องการทดสอบการเปิด shapefile เนื่องจาก QGIS มีขนาดเล็กลงอย่างมาก (ArcGIS 10 คือ 2 - 3GB) และนักเรียนไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต มหาวิทยาลัยของฉันมีหลักสูตรที่มุ่งเน้นไปที่ ArcGIS มากกว่า GIS ฉันคิดว่านี่เป็นการย้อนกลับ

การแนะนำ KML ด้วย Google Earth หรือ Google Maps อาจเป็นวิธีที่ทำให้นักเรียนมีส่วนร่วม KML ได้รับความนิยมและการสร้างแผนที่เชิงโต้ตอบนั้นน่าตื่นเต้นกว่าแผนที่กระดาษเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณสามารถแบ่งปันลิงค์เว็บกับคนอื่น ๆ

ฉันจะเพิ่มการเขียนสคริปต์และประมาณการ อีกหนึ่งบันทึกย่อมันเป็นบทสรุปของ ESRI หรือไม่ ฉันลองและทำให้มันเป็น 'ผู้ไม่เชื่อเรื่อง GI' เนื่องจากมีอยู่มากมายในปัจจุบันที่ ESRI ไม่มีการผูกขาดที่สมบูรณ์และเมื่องบประมาณหดตัว IMO ส่วนแบ่งการตลาดของพวกเขาก็จะหดตัวลงเช่นกัน ดังนั้นฉันจึงพยายามแนะนำโครงการโอเพนซอร์สเพิ่มเติมเช่นเดียวกับ บริษัท อื่น ๆ อีกมากมายและองค์กรต่างๆก็กำลังดำเนินการเช่นนั้น

ฉันจะแนะนำกรอบการเขียนโปรแกรมถ้าเป็นไปได้ ฉันรู้ว่าคุณเคยพูดว่ามันผ่านหัวของพวกเขาในครั้งที่แล้ว แต่อย่างน้อยก็จำเป็นต้องมีแม้แต่การเขียนสคริปต์สำหรับผู้ฝึกหัดพื้นฐานขั้นพื้นฐานที่สุด

ต้องใช้ทักษะฐานข้อมูลด้วย อีกครั้งแม้แต่ผู้ประกอบการ GI ขั้นพื้นฐานที่สุดก็อาจจะต้องรักษาข้อมูลบางประเภทไว้และจัดการกับข้อมูลที่จะเป็นองค์ประกอบสำคัญของงานประจำวันของพวกเขา

สิ่งที่ฉันต้องทำบ่อยที่สุดอย่างหนึ่งคือสอนผู้ใช้ว่า GIS คืออะไร บางครั้งมันทำให้ฉันสับสนเพราะมีคนรู้น้อยเกี่ยวกับ GIS นอกเหนือจาก Google Maps ดังนั้นความสามารถในการทำให้พวกเขาเข้าใจความสำคัญของสิ่งที่เป็นองค์รวมจากผู้ใช้ไปจนถึงระบบจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ใช้ทุกคน เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันกำลังทำงานกับนักพัฒนา Java ที่มีประสบการณ์บางอย่างและคนที่ฉันให้คะแนนเป็นผู้เชี่ยวชาญ แต่เขาก็ไม่เข้าใจว่า GIS คืออะไรโดยรวม

นอกจากนี้ยังเป็นการดีที่จะแสดงตำแหน่งให้กับพวกเขาเนื่องจากมีคนไม่มากพอที่คิดนอกกรอบว่าเป็นที่ตั้งใด

มันมีศักยภาพที่จะใหญ่กว่าเบ็นเฮอร์ได้ ฉันเรียนสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่มหาวิทยาลัยด้วยโมดูลของ GIS แม้จะสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโทใน GIS จากนั้นทำงานในอุตสาหกรรม 15 ปี แต่ฉันยังคงเรียนรู้อยู่ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้รับทั้งหมด