155YGEI Geoinformatika

Anotace

Předmět je zaměřen na pasáže teoretické informatiky zabývající se prostorovými daty v kartografii, GIS, DPZ. Zahrnuje popis vybraných algoritmů a jejich implementací ve skriptovacích jazycích Python / Matlab. Cílem kurzu je přiblížit studentům informatické/matematické pozadí metod moderní geoinformatiky a automatizovaného zpracování geodat. Předmět je vhodný i pro studenty doktorského studia, kteří by se chtěli věnovat návrhu a vývoji nových metod zpracování prostorových dat.

Vstupní požadavky

Znalost skriptovacích jazyků Python / Matlab, vybraných pasáží lineární algebry a matematické analýzy.

Doporučená literatura

• Sojka, E., Gaura, J, Krumnikl, M.: Matematické základy digitálního zpracování obrazu, ZČU, 2011.
• Samet, H.: Foundations of Multidimensional and Metric Data Structures, Morgan Kaufmann, 2006, ISBN: 9780123694461
• Kolář, J.: Teoretická informatika, skriptum ČVUT, 2004

Podmínky ukončení předmětu

Zápočet:

• Včasné odevzdání úloh dle harmonogramu.
• Účast na cvičeních.

Zkouška:

• Dle dosaženého bodového hodnocení za odevzdané úlohy (bude upřesněno na cvičení).

Harmonogram pro akademický rok 2023/2024

Harmonogram přednášek:

1. Algoritmus, složitost algoritmu (26.9.2023, TB).
2. Komprese a kompresní algoritmy pro rastrová data (3.10.2023, TB).
3. Prostorová indexace dat (10.10.2023, TB)
4. Clusterizační algoritmy (17.10.2023, MP)
5. Analýza, klasifikace a extrakce objektů z bodových mračen (24-31.10.2023, MP).
6. dtto.
7. Automatizované rozpoznávání objektů v mapách (7-14.11.2023, JC, TJ).
8. dtto.
9. Vybrané grafové algoritmy a jejich implementace (21-28.11.2023, TB).
10. dtto.
11. Dekorelace dat, metoda hlavních komponent (5.12.2023, MP).
12. Filtrace obrazu (12.12.2023, LH).

Cvičení:

Řešení úloh ve zvoleném skriptovacím jazyce (Python/Matlab). Odevzdávání a hodnocení po skupinách. Každá z úloh obsahuje povinnou část a volitelnou část. Povinná část úlohy je hodnocena fixním počtem bodů, volitelná část v závislosti na zvolených a vyřešených problémech. Celkové hodnocení úlohy je součtem ohodnocení povinné části, volitelné části, a zpracování technické zprávy.

Úlohy:

1. JPEG komprese rastru.
2. Clusterizační algoritmy.
3. Metoda hlavních komponent.
4. Nejkratší cesta grafem.

Každá úloha bude obsahovat:

1. Zadání.
2. Údaje o bonusových úlohách.
3. Popis a rozbor problému + vzorce.
4. Popisy metod/algoritmů formálním jazykem.
5. Vstupní data, formát vstupních dat, popis.
6. Výstupní data, formát výstupních dat, popis.
7. Závěr, možné či neřešené problémy, náměty na vylepšení.
8. Seznam literatury.

Vyučující:

doc. Ing. Tomáš Bayer, Ph.D., prof. Ing. Jiří Cajthaml, Ph.D., prof. Ing. Lena Halounová, CSc., Ing. Tomáš Janata, Ph.D., Ing. Markéta Potůčková, Ph.D.