FRVŠ 2615

Zřízení laboratoře geoinformatiky spojené s inovací počítačové učebny

Řešitel

Doc. Ing. Lena Halounová, CSc. - ČVUT FSv, katedra mapování a kartografie

Spoluřešitelé

Prof. Ing. Aleš Čepek, CSc. - ČVUT FSv, katedra mapování a kartografie

Anotace

Cílem projektu je zřízení nové specializované laboratoře geoinformatiky, inovace počítačové učebny a zakoupení licence softwaru ArcInfo, tj. vytvoření nezbytného technického zázemí pro rozvoj nově otevřeného studijního oboru Geoinformatika. Základní geoinformatické předměty jsou přitom i součástí tradičního studijního oboru geodézie a kartografie. Projekt je tedy určen pro celý studijní program geodézie a kartografie, a to pro bakalářský, magisterský i doktorský stupeň.

Postup řešení a zdůvodnění změn oproti projektu

V rámci návrhu projektu bylo zakoupeno celkem 30 počítačů, z toho 27 počítačů PC T 5500 od firmy Dell a 3 servery. 21 počítačů PC 5500 bylo umístěno do učebny B870 a 4 PC 5500 byly spolu se 2 PC Precision 3500 umístěny do nově vybudované laboratoře geoinformatiky v místnosti B869. PC server Power Edge T610 je věžový, dva servery Power Edge R 710 byly instalovány do ochranné schrány PE4220 42 U. Místnost B 869 dříve používaná jako dílna byla během letního období 2009 kompletně rekonstruována za finančního krytí katedry mapování a kartografie a vybavena počítačovou sítí a potřebným nábytkem. Řešitelský kolektiv a další spolupracovníci z katedry se podíleli na výměně počítačů v místnosti v B 870, tedy na její inovaci, a na zcela nově vybudované laboratoři geoinformatiky. Během řešení došlo ke změně projektu, neboť v období mezi návrhem projektu a dobou, kdy došlo k plnění projektu, došlo ke změnám v cenách plánovaných a zakupovaných počítačů. Žádost o změnu v projektu byla podána v červnu proto, že bylo možno využít výhodné cenové nabídky firmy DELL a místo původně plánovaných 27 počítačů se tímto podařilo zakoupit za stejnou cenu 30 ks počítačů (se stejným, resp. vyšším výkonem), z toho 27 desktopů a 3 servery, jeden věžový a dva blade servery včetně společného racku.

Konkrétní výstupy

Byla zřízena specializovaná laboratoř geoinformatiky, a to především pro experimentální práci studentů oboru geoinformatika, kde je prováděna výuka užití a tvorby webových služeb, databázové aplikace modelování objektů katastru nemovitostí a jejich kombinace s dalšími informačními zdroji resortu ČÚZK (k nimž je přislíben bezplatný plný přístup), propojení proprietárního softwaru se systémem PostgreSQL, semestrální projekty zaměřené na systém PostGIS, práce doktorandů a další. Laboratoř je vybavena 9 počítači, z nichž tři budou sloužit jako specializované servery:

• věžový server s operačním systémem Windows pro zajištění výukové databáze katastru nemovitostí,
• linuxový databázový server pro studentské projekty, databáze pro výuku GIS (geografické informační systémy), DPZ (dálkový průzkum Země) a projekty doktorandů (kromě databází a studentského mapserveru též bude sloužit pro výuku webových služeb rezortu ČÚZK (Český úřad zeměměřický a katastrální), které budou pro zeměměřické obory poskytovány bezplatně; tato databáze představuje zcela zásadní inovaci výuky katedry mapování a kartografie (informační systém KN je největším informačním systémem státní správy ČR a studenti oboru geodézie a kartografie mají možnost praktické výuky na cvičných datech)
• server pro zajištění provozu a zpřístupnění proprietárního softwaru v počítačové učebně (hw klíče).

Stávající počítačová učebna B870 byla inovována21 PC 5500 DELL s tříletou zárukou a garancí oprav hardwaru do následujícího pracovního dne. Počítače poskytují dostatečný výkon pro práci s náročnými aplikacemi ArcInfo. Obě učebny slouží výuce 15 povinných předmětů katedry mapování a kartografie a řady dalších povinně volitelných předmětů.

Pořízení licence softwaru ArcInfo pro jednu počítačovou učebnu vhodně doplňuje již jednu instalaci typu LabKit s 25 licencemi. Obě tyto LabKit licence umožňují, aby na katedře probíhala souběžně výuka využívající ArcGIS ve 2 učebnách Jde o software, který v oblasti geoinformatiky v dnešní době představuje de facto světový standard a bez kterého je výuka geografických informačních systémů nemyslitelná. Licence ArcInfo je jediným softwarem, na který projekt požadoval investiční prostředky. Ve výuce geoinformatiky na studijním programu Geodézie a kartografie jsou systematicky využívány nástroje svobodného softwaru všude tam, kde je to možné a vhodné. Kromě operačního systému GNU/Linux (vesměs distribuce Debian v případě serverů) je to databázový systém PostgreSQL, GNU kompilátor C++, vývojové prostředí Qt Creator, systém R pro statistické výpočty, Octave, QGIS, system GRASS, UMN MapServer a další.

Dosažené výsledky a konkrétní výstupy z řešení projektu

Výsledkem projektu je založení laboratoře geoinformatiky a 2 počítačové učebny - jedna inovovaná a jedna zcela nová. Všechny zakoupené desktopy jsou stejného typu, inovovaná počítačová učebna je vybavena 21 počítači Nově zřízená laboratoř geoinformatiky je vybavena 9 počítači. Tato učebna je využívána pro výuku vybraných předmětů geoinformačního zaměření.

Přínos k rozvoji fakulty / VŠ

Studijní obor geoinformatika (bakaláři a magistři), který byl akreditován s cílem otevřít tradiční, relativně úzce zaměřený, studijní program Geodézie a kartografie, je oborem, jehož cílem je přispět k nabídce studijních oborů fakulty zaměřených na propojení informatiky a geodeticko-stavařské specializace. Daný obor nabízí nové geoinformatické a s nimi související předměty nejen svým studentům, ale i studentům dalších oborů, pro něž je geoinformatika také jedním důležitým a úzce souvisejícím oborem. Fakultní nabídka studijních oborů je proto rozšířena o moderní a náročný informatický obor, čímž se fakulta řadí mezi špičkové vysoké školy. Přínos pro rozvoj fakulty spočívá v zavedení nového studijního oboru, který ve fakultní výuce doposud chyběl a který je vyučován například na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně (v kombinaci s geografickou kartografií), Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze, Přírodovědecké fakultě Univerzity Palackého v Olomouci nebo Institutu geoinformatiky VŠB TU v Ostravě.

Cílová skupina projektu

Výsledky projektu - učebny i software budou využívat studenti bakalářských a magisterských oborů studijního programu geodézie a kartografie, doktorandi studijního oboru geodézie a kartografie a zájemci o studium geoinformatických předmětů z dalších oborů Fakulty stavební, jejichž obor studia je zaměřen na prostorové analýzy, modelování, použití geografických dat pro projektování apod. Jedná se o cca 80 – 100 studentů v každém ročníku bakalářského i magisterského studia, kteří studují povinné(15) předměty i povinně volitelné.

Cíle řešení

1. Inovace počítačové učebny pro výuky geoinformatických předmětů s vysokými nároky na hardware (GIS, DPZ, databáze, programování). Inovovaná počítačová učebna přitom nebude sloužit pouze studentům geoinformatiky, ale celém studijnímu programu geodézie a kartografie (zajišťovanému čtyřmi oborovými katedrami).
2. Vybudování laboratoře geoinformatiky. Laboratoř zajišťuje provoz experimentálních a výukových serverů, které jsou využívány pro: a) zajištění výukové databáze katastru nemovitostí (poskytnul Český úřad zeměměřický a katastrální), b) linuxový databázový server pro studentské projekty, databáze pro výuku GIS, DPZ a projekty doktorandů (kromě databází a studentského mapserveru též bude sloužit pro výuku webových služeb rezortu ČÚZK, které budou pro zeměměřické obory poskytovány bezplatně) c) server nezbytný pro zajištění provozu a zpřístupnění proprietárního software v počítačové učebně. Laboratoř bude sloužit jako pracoviště doktorandů a pro povinně volitelné předměty a semináře s nižším počtem studentů, tak aby nebyla zbytečně blokována celá učebna.
3. Zakoupení licence ArcInfo pro jednu učebnu poskytuje studentům základní nástroj, bez kterého si nelze představit moderní výuku geografických informačních systémů. Ve verzi 9 umožňuje ArcInfo pracovat s databázemi na systému PostgreSQL, který byl zvolen jako základní databázový systém na studijním oboru Geoinformatika.

Způsob řešení

Počítače byly zakoupeny u firmy DELL a umístěny do učebny B 870 a nově vybudované laboratoře geoinformatiky B 869. Řešitelský kolektiv a další spolupracovníci z katedry mapování a kartografie se kromě výuky věnují správě počítačů, učeben a serverů dlouhodobě, řešení projektu je proto rutinní záležitostí. Instalace strukturované kabeláže byla zajištěna odbornými pracovníky fakulty z fakultního výpočetního a informačního centra. Výhradním dodavatelem softwaru firmy ESRI, ArcInfo verze 9, je firma ArcData. Instalace tohoto softwaru byla provedena zajištěna členy řešitelského kolektivu na dedikovaném serveru s přístupem pro počítačovou učebnu a laboratoř geoinformatiky (podle pravidel stanovených licenční smlouvou).

Prezentace a využití výsledků

Prezentací projektu bude především inovovaná výuka geoinformatiky na studijním programu Geodézie a kartografie. S moderním vybavením bude možné, aby se obor geoinformatika v příštích ročnících připojil k celosvětové akci GIS Day, na kterou jsou zváni studenti středních škol a všichni zájemci ze široké veřejnosti a která je jednou z forem propagace našeho studijního programu (obdobné akce jsou nejlepší formou propagace geoinformatiky). Výsledky a přínos projektu byly prezentovány na akci GIS Day, které byla pořádána na katedře mapování a kartografie dne 18. listopadu 2009, dále na každoročním workshopu Geoinformatics FCE CTU (od roku 2008 seminář s mezinárodní účastí), na pracovních setkáních druhé komise FIG (FIG Commission 2 - Professional Education, řešitel je aktivním členem) i na příštím ročníku mezinárodní konference GIS 2009 Ostrava.

Zdůvodnění finančních požadavků

• Software ArcInfo je špičkovým světovým softwarem a v daném oboru, umožňuje studentům seznámit se s různorodými úlohami oblasti geoinformatiky, s moderním nástrojem pro sběr, ukládání, analýzu, zpracování, vizualizaci a prezentaci prostorových dat. Znalost práce v daném softwaru umožňuje studentům proniknout do filosofie modelování prostorových dat.
• Počítače firmy DELL byly zvoleny z toho důvodu, že výkonem a spolehlivostí patří ve své cenové kategorii k nejlepším a je k nim poskytována garance oprav do příštího pracovního dne. Tyto počítače jsou schopny plánované duální instalace systémů Windows a GNU/Linux v počítačové učebně