Térinformatika oktatási törzsanyag Márkus Béla EFE FFFK Térinformatikai Tanszék Abstract The relatively slow development of GIS/LIS in Hungary can be explained by a lower level computer environment on the one hand, but the lack of sufficient knowledge on computer technology, especially on spatial information systems of decision makers and end-users is the main barrier. Being aware of this situation one of the most important task on the field of the geoinformatics is the education. A nation-wide Technology Transfer Centre (TTC) was founded in Hungary in 1992. The first project of the TTC's GIS Section is the Adaptation of the NCGIA Core Curriculum. The main concepts of this educational project is the development of lecture notes on GIS/LIS, in order to satisfy the basic needs for specialized secondary education and introductionary courses of higher education. The paper summarizes the sources, the main aims of the project and the results of development. Bevezetés A magyar GIS alkalmazások és piac, ennek következtében a térinformatikai kultúra, közel évtizednyi késéssel követi a számítástechnikailag legfejlettebb országokat, de néhány éves késés mutatkozik a nyugat-európai országokkal való összehasonlításban is. Az elmaradás magyarázható a közelmúltig élô COCOM embargóval, az elmúlt idôszakban ennek és gazdasági helyzetünknek köszönhetôen kialakult számítástechnikai és egyéb infrastrukturális háttérrel. Az említett viszonyok kihatottak oktatásunkra is. A gyors felzárkózás egyik kulcsa az oktatás megfelelô szintre hozása, a fejlett országok tapasztalatainak átvétele és beépítése az oktatási rendszerbe. A térinformatika elvi alapjai látszólag nagyon egyszerûek. A gyakorlati alkalmazásban viszont rendkívül sok probléma jelentkezik. Ezen problémák egy része mûszaki, de nagy része egyéb, nem mûszaki jellegû kérdésekkel kapcsolatos. A térinformatikai rendszerek tervezôinek, felhasználóinak, mûködtetôinek munkája sok szervezési, szervezeti, jogi ismeretet is igényel. A térinformatikai rendszer létét eredendôen határozza meg viszonya a rendszer tágabb környezetével. Az elmondottakból kitûnik, hogy az oktatásnak széleskörûnek, ugyanakkor igen eltérô ismeretanyagot tartalmazónak kell lennie. Elôadásomban az USA-ban kidolgozott GIS oktatási világszabvány (az NCGIA Core Curriculum) honosításával, a honosítást magára vállaló TTC projekt eredményeivel foglakozom. Az NCGIA CC kialakulása Az NCGIA rövidítés kifejtve: National Center for Geographic Information and Analysis. Magyar fordítása talán Nemzeti Térinformatikai Központ lehetne. Az 1988-ban alapított NCGIA felismerve azt, hogy a jelen szakaszban a térinformatika hatékony alkalmazásának egyik legkomolyabb akadálya a szakemberek hiánya, térinformatikai oktatás-fejlesztési projektet indított egy egységes törzsanyag kidolgozására, mely tartalmazza a térinformatikával foglakozó szakterületek közös és fontosnak ítélt ismereteit.
2 Még abban az évben kidolgozták a Core Curriculum vázát. A törzsanyagot 75 témára, modulra, foglalkozásra bontották. A témák kidolgozására az adott terület legnevesebb oktatóit kérték fel a világ minden tájáról. A kidolgozásban mintegy 60 szakember vett részt. A projektet alapvetôen az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa és a Kaliforniai Egyetem, Santa Barbara támogatta. Az 1989-90-es oktatási évben több mint 100 egyetem vett részt az anyag oktatásában és értékelésében, aminek eredményeképpen 1990. júliusában született meg az a javított változat, melynek magyarításához fogtunk. A törzsanyag lényege abban áll, hogy a térinformatikát a maga komplexitásában tárgyalja. Megadja azokat a minimális, áttekintô ismereteket melyek nélkül a térinformatikai szemléletünk nem volna teljes. Az NCGIA CC mintegy 1000 oldalas oktatási segédletet jelent, 3x25 egységre bontva. Nem tankönyv, inkább kibôvített óravázlat, szemléltetô ábrákkal, sok ajánlott irodalommal, ellenôrzô kérdéssel. Az anyagot 60 dia egészíti ki. A Curriculum sok - fôleg amerikai - példát tartalmaz. Az NCGIA CC ma már oktatási világszabványnak tekinthetô, többszáz oktatási intézményben használják rendszeresen és sikeresen, szerte a világon. Az NCGIA CC Magyarországon Az eredeti angol anyag non-profit terjesztését 1991-ben hazánkban is megkezdtük. Úgy véltük azonban, hogy az amerikai térinformatikai és oktatási környezet jelentôsen eltér a magyartól, ezért a hatékony és széleskörû használathoz a törzsanyagot magyarítani kell. Eltérôek az anyagi lehetôségeink, eltér az infrastrukturális háttér, eltér a hardver környezet, eltér a hallgatóink nyelvtudása stb., így a hazai széleskörû alkalmazást meg kell elôzze a GIS Core Curriculum adaptálása. Ez nem egyszerû fordítási, szerkesztési munkát jelent, hanem egy magyar környezetre átírt változat kidolgozását. Az eredeti anyag floppy változatát több mint 100 intézmény kérte és kapta meg ingyenesen, melyek szinte kivétel nélkül sürgették a magyar változat megjelenését. A téma támogatását az 1992 nyarán megalakult Technológia Transfer Centrum (TTC) vállalta magára. A TTC egy bejegyzett egyesület, melynek célja interdiszciplináris és információtechnológiai kutatások és kisérleti fejlesztések végzése, támogatása, világszintû megoldások átvétele, bevezetése és terjesztése. A TTC elsô projektje a Curriculum magyarítása volt. Az NCGIA CC magyarítási projekt célja, menete Cél: a térinformatikai oktatást támogató tanári segédanyag összeállítása. A tanári segédanyag a térinformatika minimum-ismereteit artalmazza, mely általánosan alkalmazható középiskolától a szakmérnök képzésig, a földrajz-tanári képzéstôl az informatikus képzésig. Ez a tananyag változatlan formában valószínûleg sehol nem kerül majd oktatásra. A tanár döntésétôl függ, hogy mely részeket hangsúlyozza, mely részeket egészíti ki részletes ismeretekkel, esetleg mely részek felett siklik át gyorsabb ütemben. A magyar változat mintegy 80-90%-ban azonos az eredetivel, elhagyja a tipikusan amerikai példákat, helyettük magyar példákat ismertet. Az irodalomjegyzék kiegészül magyar mûvekkel. Az írásos anyag terjesztése floppy lemezeken illletve nyomtatott formában történik, az eredeti 3 kötet kiegészül magyarországi helyzetképet, esettanulmányokat tartalmazó kötettel.
3 1993 1994 Tervezés 1 Fordítás 2 Terjesztés 3 Visszajelzés 4 Véglegesítés 5 A fordításban illetve az adaptálás elsô fázisában 17 oktatási tapasztalattal rendelkezô szakember vett részt, akik az NCGIA CC alapján összeállították a magyarított anyagot. Az anyagot 6 fôbôl álló reprezentatív lektori gárda véleményezte. A lektorok megjegyzéseit figyelembe véve az anyagot a BME, az ELTE és a JATE oktatói szerkesztették, egységesítették. A jelen változat kötetenkénti tartalomjegyzékét a következô néhány oldalon ismertetjük. I. Bevezetés a térinformatikába Szerkesztette: Márkus Béla, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár Lektorálta: Böröcz András, Földmûvelôdésügyi Minisztérium Kummert Ágnes, Geoview Systems Kft. Prajczer Tamás, Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem A. Bevezetés Márkus Béla, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár 1. Mi a térinformatika? 2. Térképek, térképelemzés 3. Számítógépek B. Bepillantás a GIS világába Végsô Ferenc, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár 4. A raszter GIS 5. A raszteres GIS lehetôségei C. Adatgyûjtés Mezôsi Gábor, József Attila Tudományegyetem, Szeged 6. Mintavétel 7. Adatbevitel 8. Társadalmi-gazdasági adatok 9. Környezeti és természeti erôforrás adatok D. Térbeli adatbázisok Mucsi László, József Attila Tudományegyetem, Szeged 10. Térbeli adatbázisok, mint a valóság modelljei
4 11. Térbeli objektumok és adatbázis modellek 12. Térbeli objektumok közötti kapcsolatok E. GIS vektoros nézôpontból Gross Miklós, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár 13. A vektor, vagy objektum orientált GIS 14. A vektor GIS lehetôségei F. GIS használat Sárközy Ferenc, Budapesti Mûszaki Egyetem 15. Térbeli viszonyok a térbeli elemzésben 16. Megjelenítés Kovács Attila, ITS, Szentendre 17. A grafikus megjelenítés tervezése 18. A "felhasználó - GIS" kapcsolat Divényi Pál, FÖMI, Budapest 19. Komplex termékek elôállítása 20. GIS mint archívum G. Múlt, jelen és jövô Végsô Ferenc, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár 21. A raszter-vektor ellentét 22. Objektum vagy fedvény? Márkus Béla, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár 23. A térinformatika története 24. A térinformatika piaci helyzete 25. Fejlôdési tendenciák II. Térinformatikai alapismeretek Szerkesztette: Márton Mátyás és Paksi Judit, Eötvös Loránd Tud.egyetem Márkus Béla, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár Lektorálta: Böröcz András, Földmûvelôdésügyi Minisztérium Kummert Ágnes, Geoview Systems Kft. Prajczer Tamás, Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem H. Koordinátarendszerek és geokódolás Mezôsi Gábor, József Attila Tudományegyetem, Szeged 26. Általános koordinátarendszerek 27. Térképvetületek Gross Miklós, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár 28. Affin és nem lineáris transzformációk L. Setét Sarolta, SIEMENS, Budapest 29. Diszkrét földrajzi hivatkozások I. Vektoros adatszerkezetek és algoritmusok Gross Miklós, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár 30. Komplex objektumok tárolása 31. A vonalak hatékony tárolása - Lánckódok Sárközy Ferenc, Budapesti Mûszaki Egyetem 32. Egyszerû algoritmusok I. - Vonalak metszései 33. Egyszerû algoritmusok II. - Poligonok 34. A poligon fedvényezési mûvelet J. Raszteres adatszerkezetek és algoritmusok Végsô Ferenc, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár 35. Raszteres tárolás
5 36. Hierarchikus adatszerkezetek 37. A négyfa algoritmusok és a térbeli indexelés K. A felszín- és idôadatok adatszerkezetei és algoritmusai Závoti József, Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézet, Sopron 38. Digitális terepmodellek 39. A TIN modell 40-41. Térbeli interpoláció I-II. Divényi Pál, FÖMI, Budapest 42. Az idôbeliség és a harmadik dimenzió reprezentációja L. GIS adatbázisok Divényi Pál, FÖMI, Budapest 43-44. Adatbázis koncepciók I-II. M. Hibamodellezés és megbízhatóság Detrekôi Ákos, Budapesti Mûszaki Egyetem 45. Térbeli adatbázisok pontossága 46. Mûveleti hibák 47. Fraktálok Márton Mátyás, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Budapest 48. Vonalgeneralizálás N. Megjelenítés Török Zsolt - Márton Mátyás - Gercsák Gábor, ELTE, Budapest 49. Térbeli adatok megjelenítése Zentai László - Gercsák Gábor, ELTE, Budapest 50. Színek III. A térinformatika alkalmazásai Szerkesztette: Mezôsi Gábor és Balogh Imre, József Attila Tudományegyetem, Szeged Lektorálta: Böröcz András, Földmûvelôdésügyi Minisztérium Kummert Ágnes, Geoview Systems Kft. Prajczer Tamás, Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem Szép András, Geometria Térinformatikai Rendszerház, Budapest O. GIS alkalmazások Kertész Ádám, Földrajztudományi Kutatóintézet, Budapest 51. A FIR alkalmazási területei 52. Erôforrásgazdálkodási alkalmazások 53. Várostervezési és -vezetési alkalmazások Mihály Szabolcs, Erdészeti és Faipari Egyetem, Székesfehérvár 54. Kataszteri adatok és a LIS 55. Automatizált térképezés és közmûigazgatás Kertész Ádám, Földrajztudományi Kutatóintézet, Budapest 56. Demográfiai és hálózati alkalmazások P. Döntéshozatal GIS környezetben Kertész Ádám, Földrajztudományi Kutatóintézet, Budapest 57. Döntéshozatal több kritérium felhasználásával Sárközy Ferenc, Budapesti Mûszaki Egyetem 58. Elhelyezés és hozzárendelés hálózatokban Kertész Ádám, Földrajztudományi Kutatóintézet, Budapest 59. Térbeli döntéstámogató rendszerek Q. Rendszertervezés Kovács Attila, ITS, Szentendre 60. A rendszertervezés áttekintése
6 61. A funkcionális követelmények elemzése 62. Rendszerek értékelése 63. Rendszertesztelés 64. Pilot projektek 65. Költség- és haszonelemzés R. A rendszer megvalósítása Szép András, Geometria Térinformatikai Rendszerház, Budapest 66. Adatbázisok létrehozása 67. Egy FIR rendszer megvalósítása 68. Megvalósítási stratégiák nagy szervezetekben S. Egyéb vonatkozások Divényi Pál, FÖMI, Budapest 69. Térinformatikai szabványok 70. Jogi alapok 71. Nemzeti térinformatikai politika Márton Mátyás - Gercsák Gábor, ELTE, Budapest 72. FIR és a földtudományok Török Zsolt - Márton Mátyás - Gercsák Gábor, ELTE, Budapest 73. FIR és térbeli megismerés Márton Mátyás - Gercsák Gábor, ELTE, Budapest 74. Tudásalapú eljárások 75. A FIR jövôje IV. Térinformatika Magyarországon `94 1 Szerkesztette: Márkus Béla, EFE FFFK, Székesfehérvár Bognár Vilmos Niklasz László Bakó Zoltán Kiss Péter Térinformatikai nemzeti projekt Magyar Állami Földmérés és Térképészet Digitális térképészeti adatbázis fejlesztések a Magyar Honvédség Kartográfiai Üzemében GEOMETRIA Térinformatikai Rendszerház - Esettanulmányok Divényi Pál A MAPSETTER INTERGRAPH -rendszer Kummert Ágnes GEOVIEW Systems - Esettanulmányok Domokos György ARC/INFO alkalmazások Magyarországon Hadnagy László Térinformatika és a Hewlett-Packard Lisziewicz Andrea SICAD/open a Siemens Nixdorf Informationssysteme AG térinformatikai rendszere Srajber Benedek 1 A floppy nem tartalmazza
7 Budapest népszámlálási körzethatár térképeinek elôállítása Sárközy Ferenc A FIR dimenzióbôvítés problémái és a 3D-s modellezés Mészáros József - Szakadát István POLgIS (Politikai és társadalomstatisztikai térinformatikai adatbázis) Prajczer Tamás Térinformatika és multimédia Kertész Ádám - Márkus Béla - Richter Gerold Talajerózió a Balaton vízgyûjtôn Simonkovics Sándor AutoCAD a térképészetben és a térinformatikában Csige Sándor Az AutoCAD Data Extension lehetõségei ipari elosztóhálózatok mûszaki nyilvántartásában - Esettanulmány Eredmények Az anyag gyors terítése és az ebbôl eredô visszajelzések, (oktatási) tapasztalatok gyûjtése érdekében az ASCII változatot bemutattuk a júniusban Budapesten rendezett GIS/LIS'93 konferencián. A Word for Windowsban formázott anyagot 1993 szeptember elsô hetében egy mérnöktovábbképzô tanfolyam keretében bemutattuk középiskolai, fôiskolai és egyetemi oktatóknak. Az érdeklôdés már a kezdetekben nagymértékû volt. A visszajelzések feldolgozása után elfogadott - ábrákkal és magyar esettanulmányokkal kiegészített - változatot 1994. nyarán nyomtatott formában is megjelentettük. Az ábra a törzsanyag után érdeklôdô intézmények számát és megoszlását mutatja 1994 júniusában. 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1994 Egyetem Középiskola 1993
8 Az anyag floppy változata bárki számára térítésmentesen (mágneslemez ellenében) hozzáférhetô az alábbi címen: dr. Márkus Béla tanszékvezetô, EFE FFFK Térinformaikai Tanszék 8002 Székesfehérvár Pf. 52. Tel: (22) 312-988 Fax: (22) 327-697 Úgy véljük, hogy a projekt egyik sikerének tekinthetô a témában eddig kialakult konszenzus. Munkatársaim nevében kérem az érdeklôdôket, hogy az anyagot ne kívülállóként olvassák, bírálják, hanem mint a GIS társadalom tagjai, megjegyzéseikkel támogassák is annak jobbítását. Minden megjegyzést fontosnak tartunk, külön örömmel fogadjuk, ha az felhívja figyelmünket a fontosabb magyar kifejezésekre, meghatározásokra, irodalomra, munkákra és egyéb vonatkozásokra. Köszönetnyilvánítás A TTC vezetése részérôl Bognár Vilmos és Lévai Pál áldozatos munkája nagyban segítette a vállalkozás indítását és sikerét. Ugyanígy köszönet illeti a munkában résztvevô szerzôket, lektorokat, szerkesztôket és tanácsadóinkat. A projekt finanszírozása ezideig 100 %-ban vállalkozói hozzájárulásból történt. A projekt támogatóinak ezúton is szeretnénk köszönetet mondani: ÁSzSz Informatikai Rt. Autodesk Belügyminisztérium CAD+INFORM Földmûvelésügyi Minisztérium FÖMI Flexiton Kft. Geocomp Kft. Geometria Térinformatikai Rendszerház Kft. GeoView Systems Kft. Hétpont Kft. Hewlett-Packard HUNGIS alapítvány Intergraph Hungary Kft. ITS Kft. Környezetgazdálkodási oktatás fejlesztéséért Alapítvány OMFB SIEMENS Rt. Székesfehérvár, Tatabánya, Dunaföldvár, Kaposvár, Gödöllô, Pécs, Gyula, Szigetvár, Balatonalmádi, Keszthely, Szombathely, Nyíregyháza, Szolnok Önkormányzata