Αναλυτική Χαρτογραφία

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Σκοπός του μαθήματος είναι η παρουσίαση και η κατανόηση αναλυτικών μεθόδων χαρτογραφίας. Συγκεκριμένα, στο πλαίσιο του μαθήματος διδάσκονται οι βασικές αρχές που διέπουν τη λειτουργία των χαρτογραφικών απεικονίσεων-προβολών, την εφαρμογή γεωμετρικών μετασχηματισμών, τις μεθόδους χαρτομετρίας, τις τεχνικές απόδοσης και σκίασης ανάγλυφων καθώς και τις αρχές της χαρτογραφικής γενίκευσης. Το μάθημα συνδυάζει τη θεωρητική γνώση που απαιτείται για την κατανόηση των προαναφερόμενων αντικειμένων με την πρακτική κατανόηση της λειτουργίας αναλυτικών μεθόδων χαρτογραφίας, αξιοποιώντας (μεταξύ άλλων) σύγχρονα ψηφιακά περιβάλλοντα για την υλοποίηση μαθηματικών υπολογισμών καθώς και τεχνικών προγραμματισμού και αυτοματοποίησης. 

Το μάθημα περιλαμβάνει τόσο θεωρητικές διαλέξεις όσο και ασκήσεις πράξης αποσκοπώντας στην ολοκληρωμένη κατανόηση των μαθηματικών κυρίως εργαλείων που αξιοποιούνται στη Χαρτογραφία και αποτελούν τη βάση για την υποστήριξη των σύγχρονων χαρτογραφικών εφαρμογών και συστημάτων. Οι γνώσεις που αποκτούνται από τους φοιτητές στο πλαίσιο το μαθήματος περιλαμβάνουν όλα τα απαραίτητα εφόδια που απαιτούνται για την ορθή κατανόηση θεμελιωδών γεωμετρικών/μαθηματικών εννοιών που συνδέονται με τη λειτουργία και την αξιοποίηση χαρτών, ενισχύοντας ταυτόχρονα ουσιωδώς το υπόβαθρό τους σε ένα από τα θεμελιώδη αντικείμενα (Χαρτογραφία) της επιστήμης του Τοπογράφου Μηχανικού και του Μηχανικού Γεωπληροφορικής.

Βάσει των ενοτήτων που έχουν σχεδιασθεί για την υποστήριξη του γνωστικού αντικειμένου του μαθήματος, εμπεδώνονται βασικά θεωρητικά και πρακτικά στοιχεία τα οποία συνδέονται με:

α. τις βασικές αρχές χαρτογραφικών προβολών

β. τα συστήματα απεικονίσεων-προβολών χαρτών

γ. βασικούς γεωμετρικούς μετασχηματισμούς

δ. κλασικές και πιθανολογικές μεθόδους χαρτομετρίας

ε. αναλυτικές μεθόδους απόδοσης και σκίασης ανάγλυφου

ζ. γεωμετρικούς τελεστές και αλγόριθμους χαρτογραφικής γενίκευσης

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές αποκτούν ένα σύνολο γνώσεων και δεξιοτήτων οι οποίες τους επιτρέπουν να κατανοούν τη λειτουργία και να εφαρμόζουν μεθόδους αναλυτικής χαρτογραφίας, σε ψηφιακό ή μη περιβάλλον.

Ταυτόχρονα, οι θεωρητικές προσεγγίσεις που διδάσκονται στο πλαίσιο του μαθήματος καθώς και η πρακτική υλοποίηση αναλυτικών μεθόδων χαρτογραφίας αποτελούν σημαντικά εφόδια για τη συνέχεια των σπουδών των φοιτητών στα επόμενα ακαδημαϊκά εξάμηνα, καθώς και για την εκπόνηση πτυχιακών εργασιών στον τομέα της Χαρτογραφίας και των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Λήψη αποφάσεων
• Αυτόνομη εργασία
• Ομαδική εργασία
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Θεωρητικό Μέρος Μαθήματος

1. Βασικές αρχές χαρτογραφικών προβολών:

• Χαρτογραφικά συστήματα αναφοράς
• Συστήματα συντεταγμένων
• Παραμορφώσεις στοιχειωδών μεγεθών
• Κλίμακες γραμμικών παραμορφώσεων
• Κλίμακες επιφανειακών παραμορφώσεων
• Έλλειψη παραμόρφωσης
• Θεώρημα Tissot

2. Συστήματα απεικονίσεων-προβολών:

• Βασικές αρχές συστημάτων
• Αναπτυκτές επιφάνειες (κύλινδρος, κώνος, & επίπεδο)
• Βασική ταξινόμηση χαρτογραφικών προβολών (ορθές, εγκάρσιες, & πλάγιες)
• Ταξινόμηση χαρτογραφικών προβολών βάσει των παραμορφώσεων (σύμμορφες, ισοδύναμες, & ισαπέχουσες)
• Ορθές απεικονίσεις-προβολές
• Εγκάρσιες απεικονίσεις-προβολές
• Πλάγιες απεικονίσεις-προβολές
• Εφαρμογές χαρτογραφικών απεικονίσεων-προβολών
• Προβολικά συστήματα Ελλαδικού χώρου

3. Βασικοί γεωμετρικοί μετασχηματισμοί:

• Μετασχηματισμός μετάθεσης
• Μετασχηματισμός στροφής
• Μετασχηματισμός κλίμακας
• Μετασχηματισμός ομοιότητας
• Αφινικός (ομοπαράλληλος) μετασχηματισμός
• Προβολικός μετασχηματισμός
• Βασικές εφαρμογές μετασχηματισμών στη χαρτογραφία
• Μετατροπές μεταξύ προβολικών συστημάτων

4. Στοιχεία χαρτομετρίας:

• Βασική ταξινόμηση μεθόδων χαρτομετρίας (κλασικές & πιθανολογικές μέθοδοι)
• Μετρήσεις μηκών
• Μετρήσεις εμβαδών
• Αναλυτικές μέθοδοι υπολογισμών εμβαδών
• Μέθοδοι υπολογισμών όγκων
• Υπολογισμός σφαλμάτων και νόμος μετάδοσης σφαλμάτων στη μέτρηση μεγεθών
• Βασικές εφαρμογές χαρτομετρίας στη χαρτογραφία

5. Απόδοση και σκίαση ανάγλυφου:

• Απόδοση υψομετρικής χαρτογραφικής πληροφορίας
• Ψηφιακά μοντέλα εδάφους με δομή τριγωνικού δικτύου ακανόνιστων τριγώνων (ΤΙΝ)
• Ψηφιακά μοντέλα εδάφους με δομή κανάβου
• Βασικές αρχές απόδοσης σκίασης ανάγλυφου
• Αλγόριθμοι σκίασης ανάγλυφου
• Βασικές εφαρμογές απόδοσης και σκίασης ανάγλυφου

6. Χαρτογραφική γενίκευση:

• Βασικές αρχές χαρτογραφικής γενίκευσης
• Γεωμετρικοί τελεστές χαρτογραφικής γενίκευσης
• Αναλυτικοί αλγόριθμοι χαρτογραφικής γενίκευσης (ανεξάρτητων σημείων, τοπικής επεξεργασίας, & καθολικοί)

 

Ασκήσεις Πράξης

• Εργασίες υλοποίησης και αυτοματοποίησης (αξιοποιώντας μαθηματικό λογισμικό και τεχνικές προγραμματισμού) υπολογισμών και απεικονίσεων αναλυτικής χαρτογραφίας (υπολογισμός κλιμάκων παραμόρφωσης, υλοποίηση χαρτογραφικών προβολών, εφαρμογές γεωμετρικών μετασχηματισμών, & εφαρμογές μεθόδων χαρτομετρίας)
• Εργασίες βιβλιογραφικής ανασκόπησης (στο θεωρητικό και πρακτικό πλαίσιο του μαθήματος)

 

Μέθοδος Αξιολόγησης

• Εξέταση γραπτή στο τέλος του εξαμήνου (Ασκήσεις πολλαπλής επιλογής, σύντομης ανάπτυξης και επίλυσης προβλημάτων)
• Κατ’ οίκον εργασία (εκπόνηση ασκήσεων πράξης πάνω στα θεωρητικά και πρακτικά αντικείμενα που συνδέονται με το περιεχόμενο του μαθήματος)

 

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Bugayevskiy, L. M., & Snyder, J. P. (1995). Map projections: a reference manual, London: Taylor and Francis.
2. Grafarend, E. W., & Krumm, F. W. (2014). Map projections. Berlin–Heidelberg: Springer.
3. Καρράς Γ., (1995). Γραμμικοί Μετασχηματισμοί Συντεταγμένων στην Φωτογραμμετρία, Εκπαιδευτικές Σημειώσεις, Τμήμα Αγρονόμων Τοπογράφων Μηχανικών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο.
4. Maling D.H., (1989). Measurements from Maps: Principles and Methods of Cartometry. New York: Pergamon Press.
5. Νάκος, Β. (2015). Αναλυτική Χαρτογραφία. [ηλεκτρ. βιβλ.] Αθήνα: Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών. Διαθέσιμο στο: https://repository.kallipos.gr/handle/11419/2233
6. Robinson A.H., Morrison J.L., Muehrcke P.C., Kimerling A.J. & Guptill S.C. (2002). Στοιχεία Χαρτογραφίας (Κάβουρας Μ., Νάκος Β., Τσούλος Λ., Φιλιππακοπούλου Β. & Τομαή Ε. επιμ. μτφ.). Ζωγράφος: Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Ε.Μ.Π.
7. Snyder, J. P., & Voxland, P. M. (1989). An album of map projections (No. 1453). US Government Printing Office.
8. Τσούλος, Λ., Σκοπελίτη, Α., Στάμου, Λ. (2015). Χαρτογραφική σύνθεση και απόδοση σε ψηφιακό περιβάλλον. [ηλεκτρ. βιβλ.] Αθήνα: Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών. Διαθέσιμο στο: http://hdl.handle.net/11419/2506