ادغام راه حل های رایگان و منبع باز در آموزش علوم زمین فضایی

خلاصه

در حالی که نرم افزار رایگان و متن باز به طور فزاینده ای در تحقیقات و صنعت زمین فضایی اهمیت پیدا می کند، دیدگاه های علوم باز به طور کلی کمتر در برنامه های آموزشی دانشگاه ها منعکس می شود. ما نمونه‌ای از نحوه گنجاندن نرم‌افزار رایگان و منبع باز را در آموزش فضایی برای ترویج علم باز و قابل تکرار ارائه می‌کنیم. از سال 2008، دانشجویان تحصیلات تکمیلی در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی این فرصت را دارند که دوره‌ای در زمینه مدل‌سازی و تحلیل جغرافیایی که با نرم‌افزارهای اختصاصی و رایگان و منبع باز تدریس می‌شود، بگذرانند. در این دوره دانشجویان به صورت همزمان در بسته اختصاصی ArcGIS و بسته رایگان و متن باز GRASS GIS به انجام وظایف مکانی می پردازند. با حصول اطمینان از اینکه دانش آموزان یاد می گیرند بین مفاهیم جغرافیایی و ویژگی های نرم افزار تمایز قائل شوند، دانش آموزان هنگام انتخاب راه حل برای کار مستقل خود در آینده، انعطاف پذیرتر و متفکران فضایی قوی تر می شوند. ما همچنین راه‌هایی را برای به‌روزرسانی و بهبود مستمر مواد آموزشی در دسترس عموم برای استفاده مجدد توسط معلمان، خودآموزان و سایر اعضای جامعه GIS مورد بحث قرار می‌دهیم. تنها زمانی که نرم افزار رایگان و منبع باز به طور کامل در آموزش مکانی ادغام شود، ما قادر خواهیم بود فرهنگ باز بودن را تشویق کنیم و در نتیجه امکان تکرارپذیری بیشتر در برنامه های کاربردی تحقیق و توسعه را فراهم کنیم.

کلید واژه ها:

دوره آنلاین ؛ GRASS GIS ; ArcGIS ; FOSS ; مدل سازی جغرافیایی ; تجسم

چکیده گرافیکی

1. معرفی

تکرارپذیری یک نیاز اساسی علم است. دانشمندان برای بازتولید کامل و تأیید نتایج و نتیجه‌گیری‌ها به همه ابزارهای مورد استفاده در تحقیقات منتشر شده نیاز دارند. اگر نرم افزار مورد استفاده در یک مطالعه تحقیقاتی “جعبه سیاه” باشد و کد و الگوریتم ها قابل بررسی نباشند، نتایج در دراز مدت قابل تایید و تکرار نخواهند بود. بنابراین، در علم، استفاده از نرم‌افزار رایگان و منبع باز اولویت بالایی در نظر گرفته شده است (و اغلب توسط آژانس‌های تامین مالی اجباری بیان می‌شود)، زیرا کاملاً شفاف است [ 1 ، 2 ] و برای مؤسسات، دانشجویان و دانشمندان در دسترس‌تر است. نسبت به نرم افزار اختصاصی [ 3 ].

حوزه نوظهور علوم باز خواستار شفافیت بیشتر و به اشتراک گذاری رایگان دانش، روش ها، داده ها و کد است تا علم برای همه قابل دسترس باشد. با نیاز به نرم‌افزار منبع باز، داده‌ها و دسترسی [ 4 ]، رویکردهای علوم باز تضمین می‌کنند که دانشمندان به روش‌ها، داده‌ها و کدهای مشابه مورد استفاده در یک مطالعه منتشر شده دسترسی دارند. دیدگاه‌های علوم باز، مانند دسترسی آزاد و داده‌های باز، به طور فزاینده‌ای در تحقیقات مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما نرم‌افزار رایگان و منبع باز به‌طور شگفت‌انگیزی کمتر در برنامه‌های آموزشی دانشگاه‌ها منعکس می‌شود، علی‌رغم پذیرش گسترده آن در صنعت [ 5 ، 6 ].

نرم افزار باز، داده های باز، استانداردهای باز و آموزش باز اجزای کلیدی چارچوب GIS باز پیشنهاد شده توسط Sui [ 7 ] هستند. تقاضای زیادی برای آموزش فضایی باز وجود دارد، زیرا تفکر فضایی و مفاهیم GIS را می توان در بین رشته ها به کار برد. محبوبیت دوره‌های آنلاین باز گسترده (MOOC) در حال افزایش است [ 8 ]، از جمله دوره‌های متمرکز بر آموزش فضایی باز [ 9 ] و نرم‌افزارهای مکانی آزاد و منبع باز [ 10 ]. مفاهیم آموزش آزاد، مانند مواد آموزشی در دسترس و استفاده از نرم‌افزارهای آزاد و متن‌باز، محدود به دوره‌های آنلاین نیست و در آموزش سنتی در محوطه دانشگاه نیز به کار رفته است [ 11 ].]. چندین مربی پیشنهاد کرده اند که مفاهیم آموزش باز باید در سرتاسر برنامه درسی جغرافیایی [ 12 ] اعمال شود.

کاربرد مفاهیم جغرافیایی باید در آموزش بیشتر از وظایف نرم افزاری مورد تاکید قرار گیرد. اگر دانش‌آموزان نه تنها پیاده‌سازی، بلکه علم و فناوری زیربنایی را نیز درک کنند، می‌توانند تحقیقات بهتری انجام دهند و راه‌حل‌های انعطاف‌پذیرتری توسعه دهند. با این حال، دانش‌آموزانی که بسته‌های نرم‌افزاری خاصی را به عنوان بخشی از کلاس‌های خود یاد می‌گیرند و از آنها استفاده می‌کنند، ناگزیر مفاهیم کلی را با پیاده‌سازی خاص نرم‌افزار ترکیب می‌کنند. آموزش مجموعه متنوعی از بسته‌های نرم‌افزاری ممکن است به گره‌گشایی مفاهیم کلی تحلیل مکانی از ویژگی‌ها و مسائل خاص نرم‌افزار کمک کند. نرم افزار منبع باز و رایگان به دانش آموزان اجازه می دهد تا نحوه پیاده سازی ابزارهای علمی را در بسته های نرم افزاری مختلف مقایسه کنند. هنگام استفاده از نرم افزارهای اختصاصی، انجام چنین مقایسه ای دشوارتر است،13 ]. علاوه بر این، دسترسی آسان دانشجویان را قادر می‌سازد تا فناوری‌های جدید را بدون نیاز به ارائه نرم‌افزار از سوی دانشگاه یا استادانشان کشف کنند. این به ویژه برای کلاس های پروژه محور و مطالعات مستقل که در آن دانش آموزان مسائل دنیای واقعی را حل می کنند که در آنها قابلیت های منحصر به فرد یا سفارشی مورد نیاز است مفید است.

در سراسر این مقاله، ما از اصطلاح نرم‌افزار متن‌باز و آزاد (FOSS) استفاده می‌کنیم که در آن «رایگان» مخفف آزادی نرم‌افزار است که توسط استالمن [ 14 ] تعریف شده است و «متن باز» مخفف نوعی از مدل توسعه [ 15 ] است. نرم افزار اختصاصی به نرم افزاری اطلاق می شود که توسط یک فروشنده نرم افزار خاص توسعه یافته و دارای مجوز است. گاهی اوقات از آن به عنوان نرم افزار تجاری یا سازمانی یاد می شود، که نادرست است، زیرا هم نرم افزار اختصاصی و هم FOSS را می توان به صورت تجاری و در تنظیمات سازمانی استفاده کرد.

در این مقاله، ما با مروری بر مفاهیم آموزشی تازه توسعه‌یافته و منابع آنلاین مرتبط برای دوره‌های تحلیل جغرافیایی در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی (NCSU) شروع می‌کنیم. این دوره ها FOSS GIS و GIS اختصاصی را برای تأکید بر مفاهیم و تکنیک های کلی در علم زمین فضایی ترکیب می کنند [ 16 ]. آزمایشگاه تحقیقاتی و آموزشی NCSU OSGeo (OSGeoREL) که در سال 2012 به عنوان عضو موسس ابتکار جهانی GeoForAll در آمریکای شمالی تأسیس شد [ 17 ]، زیرساختی را برای به روز رسانی و طراحی مجدد مواد آموزشی، گسترش دوره ها و ترکیب آخرین تجسم و تجسم فراهم می کند. فن آوری های مشترک در کلاس ها

در بخش 2، ما طراحی دوره های خود را شرح می دهیم، از جمله راه حل فنی برای مواد آموزشی که توسط دانشجویان آموزش از راه دور و در دانشگاه استفاده می شود. بخش 3 چندین نمونه از این دوره ها را توضیح می دهد. ما با بحث در مورد تجربه خود در ارائه آموزش علوم باز به پایان می‌رسیم و مسیرهای آتی را برای پیشبرد این رشته به جلو ترسیم می‌کنیم.

2. رویکرد به طراحی و اجرای دوره

مفهوم کلی ادغام FOSS در آموزش علوم و فناوری اطلاعات مکانی (GIST) از موقعیت‌های رایج دنیای واقعی الهام گرفته شده است، زمانی که متخصصان GIST نیاز به ترکیب ابزارها و تکنیک‌های مختلف نرم‌افزاری برای حل مشکلات پیچیده دارند. این رویکرد برای توسعه دوره های علوم زمین فضایی در سطح فارغ التحصیل در خدمت دانشجویان کارشناسی ارشد علوم (MS) و دکترا در برنامه NCSU GIST، و همچنین دانشجویان طیف وسیعی از رشته ها، مانند مدیریت منابع طبیعی، سیستم های زمین (دریایی، زمین و علوم جوی)، معماری منظر، مهندسی عمران و مردم شناسی. دوره ها برای دانش آموزانی با مجموعه مهارت ها و سوابق بسیار متنوع طراحی شده اند و می توانند در دانشگاه یا از طریق برنامه آموزش از راه دور NCSU گذرانده شوند.

2.1. طراحی دوره عمومی

دوره ها دارای سه جزء استاندارد هستند: سخنرانی، تکالیف در کلاس با تکالیف و پروژه. سخنرانی ها مستقل از نرم افزار (تا حد امکان) هستند و بر مفاهیم، روش ها و الگوریتم ها تمرکز دارند. هر سخنرانی با یک تکلیف عملی همراه است تا اجرای مفاهیم ارائه شده در سخنرانی ها را در دو بسته نرم افزاری نشان دهد: بسته FOSS GRASS GIS و بسته اختصاصی ArcGIS. این مدل آموزشی به دانش‌آموزان این فرصت را می‌دهد تا دانش خود را در مورد نرم‌افزاری که قبلاً می‌دانند (از آنجایی که اکثر دانشجویانی که در دوره‌ها شرکت می‌کنند با ArcGIS آشنا هستند) بهبود بخشند و در عین حال، آنها را با نرم‌افزارهای مختلفی که از نرم‌افزارهای مشابه، اما نه یکسان استفاده می‌کنند، به چالش می‌کشد. با استفاده از الگوریتم های مختلف برخی از کارها را حل می کند.

یکی از ویژگی های مهم انتساب، رویکرد معکوس است. به‌جای اینکه به دانش‌آموزان وظیفه‌ای بدهند که برای آن گردش کار پیدا کنند، دستورالعمل‌های گام به گام برای گردش کار به دانش‌آموزان داده می‌شود ( شکل 1 را ببینید.و وظیفه آن ها توضیح این است که این گردش کار چه می کند، از کدام روش ها یا الگوریتم ها استفاده می شود و سپس نتایج را تفسیر می کنند. آزمایش‌های کوچکی که نیاز به طراحی گردش کار مستقل دارند نیز گنجانده شده‌اند. سپس تکالیف در قالب مقالات کوتاه ارائه می شود. هر مقاله شامل یک بخش مستقل از نرم افزار است که روش ها و تکنیک های مورد استفاده در تجزیه و تحلیل و نتایج را در قالب خروجی گرافیکی با تفسیر و ارزیابی مرتبط شرح می دهد. مسائل مربوط به نرم افزار در بخش فرعی ویژه ای از بحث مورد بررسی قرار می گیرد، بنابراین نرم افزار نادیده گرفته نمی شود، بلکه به وضوح از داده ها و روش ها متمایز می شود.

آزمون میان ترم شامل طراحی گردش کار مستقل برای مشکلات مکانی داده شده است. دانش آموزان می توانند گردش کار خود را در GRASS GIS یا ArcGIS پیاده سازی کنند. انجام دادن حداقل بخشی از امتحان در هر دو برای دانش آموزان غیرعادی نیست. بیشتر کارهای مستقل در دروس در پروژه درسی انجام می شود که در اوایل ترم شروع می شود. دانش‌آموزان می‌توانند از هر نرم‌افزار مناسبی برای انجام پروژه‌های مرتبط با مطالب درسی یا پایان‌نامه خود استفاده کنند.

در دوره های پیشرفته تر با تعداد دانش آموزان کمتر، ما با تجسم نوظهور و فناوری های تعامل انسان و رایانه با تمرکز ویژه بر فرآیندهای چشم انداز پویا آزمایش می کنیم. نمونه‌هایی از فناوری‌هایی که توسط دانش‌آموزان در پروژه‌هایشان کاوش می‌شوند عبارتند از منظره ملموس [ 18 ]، تجسم پانوراما و ردیابی چشم.

2.2. مدیریت محتوای آموزشی

در حال حاضر، هیچ سیستم استانداردی برای انتشار و به اشتراک گذاری مطالب درسی در علوم و فناوری زمین فضایی وجود ندارد. یکی از معدود نمونه‌های تلاش پایدار، پروژه آموزش الکترونیکی GIS GITTA [ 9 ] است که تا حد زیادی محدود به مشارکت‌کنندگان از دانشگاه‌های سوئیس است. جدیدترین تلاش MOOC توسط GeoAcademy [ 19 ] که در این شماره توضیح داده شده است، یکی از امیدوارکننده ترین پیشرفت های فعلی است. بر اساس تلاش‌ها و بحث‌های گذشته در جامعه آموزشی OSGeo [ 20 ]، به نظر می‌رسد که برآوردن نیازهای جامعه بسیار متنوع جهانی از مربیان برنامه GIST با استفاده از هر راه‌حل فنی منفرد دشوار است. مخازن محتوای آموزش جغرافیایی FOSS، مانند ELOGeo [ 21] یا فهرست محتوای آموزشی OSGeo [ 22 ]، کمک های ارزشمند بسیاری را ارائه می دهد، اما بدون زیرساخت های مشترک و نسخه سازی، مطالب نسبتاً سریع منسوخ می شود.

بنابراین، برای به اشتراک گذاشتن و توسعه مشارکتی محتوای آموزشی، قالب‌های استاندارد و محیط‌های مشارکتی مهم هستند. اغلب، بیش از یک مربی و دستیاران آموزشی آنها روی مواد درسی کار می کنند. بنابراین، مدیریت محتوا در یک سیستم کنترل بازبینی، روشی که به طور گسترده برای توسعه نرم افزار توسط پروژه های FOSS اتخاذ شده است، چندین مزیت را ارائه می دهد. همکاری را تسهیل می‌کند، شامل تاریخچه کامل تغییرات می‌شود و ذاتاً از استفاده مجدد از مواد، چه توسط نویسنده (مثلاً برای دوره‌های مختلف با تغییرات سفارشی) یا توسط سایرین در جامعه، اگر مخزن عمومی باشد، پشتیبانی می‌کند.

ساده ترین راه برای به اشتراک گذاشتن مطالب منبع برای دوره ها با دیگران از طریق سرویس های میزبانی کنترل بازبینی مانند GitHub، GitLab یا Bitbucket است. این ابزارهای مبتنی بر وب همراه با ابزارهای گرافیکی دسکتاپ، سیستم های کنترل بازبینی را برای کاربرانی که با استفاده از ابزارهای کنترل بازبینی در خط فرمان آشنا نیستند، در دسترس قرار می دهند. ما از Git به عنوان یک سیستم کنترل بازبینی استفاده می کنیم، زیرا به ما امکان می دهد به صورت آفلاین کار کنیم و به راحتی ارائه دهندگان هاست را برای مخازن راه دور تغییر دهیم. ما از یک مخزن راه دور که در GitHub میزبانی می شود استفاده می کنیم زیرا همکاری برای ما یک اولویت است و GitHub به خوبی در جامعه FOSS تثبیت شده است. مهم است که بگوییم با قفل فروشنده Git برای هر سرویس میزبانی خاصی به دلیل این واقعیت که همه چیز به صورت محلی نیز ذخیره می شود حداقل است.

2.3. مواد آموزشی برای تکالیف

سیستم‌های کنترل بازنگری رایج به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بهترین کار را با فایل‌های متنی داشته باشند، و بنابراین، فرمت‌ها باید مبتنی بر متن باشند، نه باینری. فایل های متنی مستقل از ویرایشگرهای متن خاص هستند. بنابراین، هر کسی می تواند آنها را در هر زمان تغییر دهد، حتی اگر نرم افزار اصلی مورد استفاده برای ایجاد آنها دیگر وجود نداشته باشد. فایل های متنی نیز با استفاده از اسکریپت ها به راحتی قابل تغییر هستند.

ما قالب‌های مختلفی را برای اسناد متنی در نظر گرفته‌ایم، به عنوان مثال ، زبان‌های نشانه‌گذاری، از جمله LaTeX، DocBook، reStructuredText، Markdown و Textile ( برای بحث کامل‌تر در مورد انتخاب قالب به پیوست مراجعه کنید). پس از ارزیابی دقیق این گزینه ها، تصمیم گرفتیم مطالب آموزشی خود را به عنوان مجموعه ای از فایل های HTML نگه داریم. این به ما امکان می دهد مطالب خود را به عنوان یک وب سایت منتشر کنیم و از قابلیت های HTML مانند کلاس های CSS نهایت استفاده را ببریم. این واقعیت که مطالب درسی قدیمی ما قبلاً به زبان HTML بود نیز به این تصمیم کمک کرد و انتقال را آسان‌تر کرد. در نهایت، هدف ما استفاده از استاندارد HTML5 است، اگرچه هنوز همه صفحات ما معنای صحیح HTML5 را ندارند.

تکالیف در فایل‌های جداگانه مدیریت می‌شوند که فقط شامل بخش متنی انتساب اسناد HTML است. بخش هایی از اسناد HTML که برای همه صفحات مشترک هستند (مثلاً پیمایش) به طور جداگانه نگهداری می شوند و ما از اسکریپت ها در Bash و Python برای ایجاد یک سند کامل HTML استفاده می کنیم. این اسکریپت یک وب سایت ثابت می سازد که به هیچ برنامه سمت سرور نیاز ندارد، بنابراین می توان آن را در هر جایی منتشر کرد. ما از سرور اختصاصی دانشگاه برای دوره‌ها استفاده می‌کنیم، اما صفحات استاتیک را می‌توان با استفاده از راه‌حل‌هایی مانند صفحات GitHub یا وب‌سایت‌های Bitbucket منتشر کرد.

راه حل ما با اسکریپت های سفارشی نیاز به چندین مرحله برای تولید صفحات وب دارد، اما برای صفحات ساده ای که برای آنها هدف قرار داده ایم، میزان کار و پیچیدگی بسیار کم است. مهمتر از آن، اسکریپت به ما اجازه می دهد تا ویژگی های جدید اضافه کنیم. به عنوان مثال، ما یک اسکریپت ایجاد کرده‌ایم که نمونه‌هایی را از تکالیف GRASS GIS استخراج می‌کند، که سپس به یک اسکریپت قابل اجرا در GRASS GIS تبدیل می‌شوند. این اسکریپت به ما اجازه می دهد تا به طور موثر تمام نمونه ها را در تکالیف برای هر نسخه جدید GRASS GIS آزمایش کنیم. زمانی که نام پارامترهای چند ماژول درست قبل از انتشار GRASS GIS 7 تغییر کرد، مفید بود ..، اسکریپت انتشار چک می کند که دستورات کنترل بازنگری مناسب اجرا شده است. برنامه نویسی سفارشی به ما امکان می دهد در آینده قالب های مختلفی مانند reStructuredText را در نظر بگیریم.

استفاده از HTML هم برای منبع و هم برای مطالب منتشر شده به ما این فرصت را می دهد که از قالب بندی پیچیده HTML و جاوا اسکریپت برای تعامل استفاده کنیم. به عنوان مثال، در یکی از آموزش‌های خود، به دانش‌آموزان نشان می‌دهیم که چگونه با استفاده از API پایتون یا رابط کاربری گرافیکی، همان عملیات را در خط فرمان GRASS GIS انجام دهند. سپس صفحه شامل یک توضیح متنی کلی است که به دنبال آن یک کادر مثال با برگه‌ها برای جابه‌جایی بین روش‌های مختلف ( شکل 2 ) است. این به دانش‌آموزان چندین راه ممکن برای تعامل با نرم‌افزار را نشان می‌دهد و ممکن است به آنها در انتقال بین این رویکردها کمک کند. به عنوان مثال، دانش آموزان می توانند یاد بگیرند که چگونه یک اسکریپت پایتون را از یک سری دستورات توسعه دهند. همین روش می تواند برای ارائه دستورالعمل برای بسته های نرم افزاری مختلف اعمال شود.

2.4. مواد آموزشی برای سخنرانی

انتخاب قالب و فناوری برای مواد سخنرانی ساده نیست. این به تمرکز سخنرانی ها و همچنین ترجیحات شخصی بستگی دارد. علاوه بر ابزارهای استاندارد ارائه دسکتاپ، ارائه های مبتنی بر HTML5 و خدمات مختلف ارائه مبتنی بر ابر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. سخنرانی‌های ما در ابتدا با فرمت PPTX با استفاده از پاورپوینت تهیه شده‌اند و به صورت اسلایدهای ارائه و همچنین یک اسکرین‌کست از ارائه همراه با صدا در دسترس هستند. فرمت فعلی اسلایدها از نظر به روز رسانی و توسعه مشارکتی دارای محدودیت های جدی است و بنابراین، چندین گزینه برای طراحی مجدد مطالب سخنرانی در نظر گرفته شده است (به بحث در مورد قالب ها و ابزارهای مختلف مانند LibreOffice، LaTeX و HTML5 در پیوست 5 مراجعه کنید. ).

ما تصمیم گرفتیم از ارائه‌های مبتنی بر HTML5 استفاده کنیم، زیرا آنها فایل‌های متنی ساده هستند و HTML5 از محتوای پویا و تعاملی، از جمله تصاویر متحرک، فایل‌های ویدیویی، کدهایلایت شده خودکار، معادلات (از طریق MathJax) و حتی وب‌سایت‌ها پشتیبانی می‌کند. ارائه‌های HTML5، مانند Reveal.js، فاقد توانایی قرار دادن آزادانه عناصر بر روی اسلاید یا افزودن تزئینات، مانند فلش‌هایی که متن و تصاویر را به یکدیگر متصل می‌کنند، ندارند. با این حال، امروزه اساتید می توانند از مزایای صفحه نمایش لمسی استفاده کنند و از یک قلم برای کشیدن مستقیم روی اسلایدها استفاده کنند تا ارائه خود را برای دانشجویان جذاب تر کنند. بر اساس این ملاحظات، ما در حال حاضر در حال آزمایش چارچوب ارائه منبع باز Reveal.js هستیم تا ببینیم آیا برای سخنرانی های ما مناسب است یا خیر. ما مجموعه ای از الگوها را برای طرح بندی های مختلف اسلاید ایجاد کردیم،

2.5. صدور مجوز

هنگام به اشتراک گذاری مواد آموزشی، انتخاب مجوز بسیار مهم است، زیرا انتخاب مجوز نامناسب یا عدم اعلام مجوز از استفاده دیگران از مطالب جلوگیری می کند. مجوزهای استانداردی وجود دارد که از اشتراک گذاری پشتیبانی می کنند. مجوزهای Creative Commons (CC) بیشترین استفاده را دارند. در میان مجوزهای CC، بهترین ها برای به اشتراک گذاری مواد آموزشی آموزش آزاد، Creative Commons Attribution-ShareAlike (CC BY-SA) و Creative Commons Attribution (CC BY) هستند. سایر مجوزهای CC، مانند Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs (CC BY-NC-ND)، اجازه تغییر یا استفاده تجاری را نمی دهند و بنابراین، با ارزش های FOSS، مانند آزادی استفاده مجدد، در تضاد هستند. ما هم مطالب و هم فایل های منبع را تحت مجوز CC BY-SA به اشتراک می گذاریم.

3. اجرای دوره

مؤلفه های اصلی رویکرد ارائه شده برای توسعه سه دوره با تمرکز بر تحلیل، مدل سازی و طراحی جغرافیایی استفاده شده است.

3.1. GIS/MEA582: مدلسازی و تحلیل جغرافیایی

اولین دوره مبتنی بر این مفهوم، آنالیز و مدل سازی جغرافیایی، در سال 2008 ارائه شد و به عنوان یک دوره مباحث ویژه در دانشگاه با ثبت نام اندکی از 10 دانشجو آغاز شد. بخش آموزش از راه دور در سال 2009 اضافه شد و امروزه تعداد دانشجویان به حدود 50 نفر در هر ترم رسیده است. این یکی از دو انتخاب برای یک دوره اجباری و اصلی در برنامه GIST MS است و به عنوان یک درس انتخابی در چندین برنامه MS و PhD در کالج های NCSU خدمت می کند.

در حالی که موضوعات دوره نسبتاً پایدار است، مواد آموزشی بسیار پویا است، با تکالیف که هر ترم بر اساس آخرین نسخه های نرم افزار به روز می شوند. موضوعات تحت پوشش شامل نمایش دیجیتال و تجزیه و تحلیل پدیده‌های مکانی است که توسط میدان‌های پیوسته با تمرکز ویژه بر سطوح هزینه، مدل‌سازی زمین، ژئومورفومتری، تجزیه و تحلیل حوضه و مدل‌سازی مقدماتی مبتنی بر GIS فرآیندهای چشم‌انداز ارائه می‌شوند. تجسم های سه بعدی چشم انداز و کار با داده های LiDAR بخشی جدایی ناپذیر از مطالب دوره است. شکل 3 و 4 نمونه هایی از کار درسی دانش آموزان را نشان می دهد.

آزمون میان ترم از بخش های نظری و عملی تشکیل شده است. در بخش عملی، دانش آموزان گردش کار خود را با استفاده از ArcGIS، GRASS GIS یا هر دو برای حل یک کار معین توسعه می دهند. موضوعات پروژه معمولاً توسط دانشجویان بسته به علایق آنها یا تحقیقات پایان نامه کارشناسی ارشد انتخاب می شود و به عنوان مثال، برآورد تابش خورشیدی و پتانسیل انرژی، کاربردهای ساحلی مرتبط با فرسایش ساحل یا افزایش سطح دریا، نقشه برداری خطر، طراحی مسیرها با استفاده از سطوح هزینه ای را شامل می شود. و همچنین، گاهی اوقات، توسعه یا آزمایش نرم افزار منبع باز و رایگان.

بخش‌های داخل دانشگاه در یک کلاس درس مشترک با گروه‌هایی از دانش‌آموزان که دور میزهایی مجهز به رایانه با صفحه‌نمایش بزرگ جمع شده‌اند، ارائه می‌شود. با این حال، اکثر دانش‌آموزان از لپ‌تاپ‌های خود استفاده می‌کنند و GRASS GIS را روی سیستم‌عامل‌های مختلف، از جمله Microsoft Windows، Mac OS X و توزیع‌های مختلف لینوکس اجرا می‌کنند. FOSS دانشجویان را قادر می سازد تا حتی پس از پایان تحصیلات دانشگاهی خود از نرم افزار نصب شده بر روی رایانه خود استفاده کنند.

مطالب دوره آنلاین شامل اسلایدهای سخنرانی با صدا و گردش کار تکالیف مرتبط است که هم توسط آموزش از راه دور و هم دانشجویان در محوطه دانشگاه استفاده می شود. وب سایت دوره با تمام تکالیف برای بهبود ناوبری، خوانایی و مدیریت محتوا دوباره طراحی شد. دانش‌آموزان می‌توانند از طریق یک انجمن خصوصی که برای دوره راه‌اندازی شده است، با مربی و دستیاران آموزشی تعامل داشته باشند و از گزارش‌های تکلیف و پیشرفت پروژه خود بازخورد دریافت کنند. دوره در http://courses.ncsu.edu/gis582/common/ موجود است .

3.2. GIS595/MEA592: مدل سازی چند بعدی جغرافیایی

دوره دوم، پیشرفته تر، برای دانشجویان دکترا و دانشجویان بسیار ماهر MS در نظر گرفته شده است. تمرکز بر کار با شطرنج‌های سه بعدی، سری‌های زمانی، مدل‌ها و شبیه‌سازی‌های پویا و داده‌های چندگانه LiDAR است. این دوره تمرکز قوی تری بر کاربردهای پیشرفته GIS رایگان و متن باز و به ویژه GRASS GIS دارد. مهارت های برنامه نویسی (اسکریپت نویسی) مفید هستند، اما لازم نیستند. نیمه اول دوره توسط مربی هدایت می شود و نیمه دوم توسط دانش آموزانی برگزار می شود که باید یک سخنرانی و یک تکلیف کاری را در مورد موضوع مورد نظر خود آماده کنند و در عین حال مطمئن شوند که سایر دانش آموزان کلاس می توانند با موفقیت به پایان برسند. تکلیف بر اساس علاقه دانش آموزان، موضوعات هر سال تغییر می کنند. در شکل 5 و 6 الف، دانش آموزان داده ها و تجزیه و تحلیل خود را در آزمایشگاه آموزش و تجسم کتابخانه هانت ارائه می دهند و برنامه هایی را برای سیستم چشم انداز ملموس توسعه می دهند. دوره در http://courses.ncsu.edu/mea592/common/GIST_MEA592004.html موجود است .

3.3. LAR582: GIS برای طراحان

هدف این دوره، GIS برای طراحان، آموزش دانشجویان معماری منظر است که چگونه از GIS به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از فرآیند طراحی خلاقانه استفاده کنند و نه صرفاً به عنوان یک ابزار تحلیلی. دانش آموزان یاد می گیرند که چگونه بذر یک طرح را در GIS به عنوان بخشی از یک فرآیند طراحی تکراری تولید و توسعه دهند. آنها از مدل‌های مفهومی و منطقی برای ساختار و تولید طرح‌ها، پیوند انتزاع خلاق، کاوش محاسباتی، تصمیم‌گیری ساختاریافته و بیان استفاده می‌کنند. به عنوان بخشی از یک فرآیند طراحی تکراری، دانش‌آموزان جریان‌های کاری مرتبط با GIS سه بعدی، مدل‌سازی سه‌بعدی و نمونه‌سازی سریع، به عنوان مثال ، چاپ سه‌بعدی، ساخت با کنترل عددی کامپیوتری (CNC) و برش لیزری را یاد می‌گیرند.

سرفصل های این دوره شامل مدل سازی زمین، مدل سازی هیدرولوژیکی، تحلیل پوشش نقشه، مسیریابی مسیر با استفاده از مسیرهای کم هزینه، تجسم سه بعدی و نمونه سازی سریع است. تمامی مباحث به دو صورت ArcGIS و GRASS GIS تدریس می شود.

در مجموعه‌ای از چارترها (به عنوان مثال ، کارگاه‌های طراحی)، دانش‌آموزان با استفاده از GIS و مدل‌سازی سه‌بعدی، یک شبکه مسیر برای دریاچه رالی وودز، منظره‌ای در پردیس Centennial NCSU، برنامه‌ریزی و طراحی می‌کنند ( شکل 6b,c).). در نمودارها، تیم های دانش آموز اثرات و خطرات زیست محیطی را مدل می کنند، مسیرهای بالقوه مسیر را شناسایی می کنند و سپس یک سری سناریوهای مسیر را توسعه می دهند. هر تیم سناریوهایی را برای اهداف متفاوت و بالقوه متضاد ذینفعان، مانند دسترسی، زیبایی شناسی و حفاظت طراحی می کند. برای هر سناریو، آنها یک شبکه دنباله‌دار را با استفاده از تحلیل همپوشانی نقشه، تحلیل مسیر کم‌هزینه تکراری و تحلیل شبکه با استفاده از ArcGIS، GRASS GIS یا سیستم چشم‌انداز ملموس محاسبه می‌کنند که از GRASS GIS در پس‌زمینه استفاده می‌کند. برای بررسی نهایی، دانش‌آموزان طرح‌های خود را با استفاده از پروژکتورهای ترکیبی، مدل‌های استریوسکوپی سه بعدی و CNC به هیئت داوران در آزمایشگاه تجسم و تجسم در کتابخانه هانت ارائه می‌کنند ( شکل 7 ). دوره در http://courses.ncsu.edu/lar582/common/ موجود است.

4. مسیرهای آینده

ادغام FOSS در آموزش زمین فضایی عمدتاً به دلیل مناسب بودن آن برای علم و پتانسیل آینده آن در رشته های مکانی [ 12 ]، به دنبال موفقیت FOSS در مهندسی نرم افزار و تجارت [ 5 ، 23 ] است.

دانش آموزانی که در دوره های ما ثبت نام می کنند، سوابق بسیار متنوعی دارند، اغلب با مهارت های برنامه نویسی محدود هنگام ورود به برنامه های GIST ما. اگرچه برنامه درسی MS GIST شامل دوره برنامه نویسی مکانی است، تجربه برنامه نویسی بیشتری برای معرفی دانش آموزان با فرصت های یادگیری پیشرفته تر، از جمله تکنیک های مدل سازی و تجزیه و تحلیل پویا و بهره مندی از FOSS با بررسی یا اصلاح کد منبع مورد نیاز است [ 12 ، 24 ]. فرصت مطالعه کد منبع مزیتی است که اغلب در خارج از حوزه علوم کامپیوتر نادیده گرفته می‌شود، اما برای علوم جغرافیایی مهم است.

در دوره های خود، ما قصد داریم فرصت های بیشتری را برای دانش آموزان معرفی کنیم تا از جنبه “منبع باز” FOSS استفاده کنند. علم زمین فضایی، مانند هر علم دیگری، نیازمند درک فرآیندهای زیربنایی و همچنین توانایی تأیید نتایج است. برای درک فرآیندهای اساسی، ما همچنان بر اهمیت الگوریتم های یادگیری و نحوه پیاده سازی آنها در نرم افزار تاکید می کنیم. تنها با FOSS می توان به این مرز در آموزش علوم زمین فضایی دست یافت. به عنوان مثال، برای کمک به دانش‌آموزان برای درک نحوه پیاده‌سازی الگوریتم‌های مکانی، از دانش‌آموزان می‌خواهیم بخش‌هایی از کد را در GRASS GIS که زیربنای تحلیل‌های مکانی مورد بحث در یک سخنرانی است، مانند شیب و جنبه محاسباتی، بیابند و مطالعه کنند. یا درون یابی دوخطی بین سلول های شطرنجی.

ما در حال بررسی امکان استفاده از یک ابزار مبتنی بر وب هستیم که به دانش‌آموزان اجازه می‌دهد تا به طور تعاملی رفتار الگوریتم را در حین مطالعه مواد آموزشی ارائه شده بررسی کنند. ابزار تعاملی با مواد آموزشی ما، راهنمای کاربر استاندارد و مهمتر از همه، کد منبع مرتبط است. با GRASS GIS به‌عنوان پشتوانه تحلیل‌ها، تجزیه و تحلیل‌های آنلاین و آن‌هایی که روی رایانه‌های دانش‌آموزان انجام می‌شوند، با کد منبع پیوند شده مطابقت دارند. اگر عملکرد ابزار را محدود کنیم، دیگر نیازی به مدیریت حقوق دسترسی برای دانش آموزان نخواهد بود و می توانیم دسترسی را برای همه باز نگه داریم.

مزیت دیگر استفاده از علم باز و FOSS در آموزش، فرصت تعامل با اعضای جامعه و تأثیرگذاری بر توسعه FOSS است. اگر چه ما دوست داریم دانش‌آموزان فردی در جامعه مشارکت کنند، اما فکر می‌کنیم که مشارکت مستقیم مربیان مهم‌تر است. مربیان می توانند بینشی در مورد فرآیند توسعه منبع باز، نحوه حمایت جامعه از کاربران و تشویق دانش آموزان به مشارکت در جامعه بعداً به دانش آموزان ارائه دهند. ما به عنوان مربی از تعامل با توسعه دهندگان GRASS GIS بهره مند شده ایم و پروژه GRASS GIS با بازخورد و مشارکت های ما بهبود یافته است.

در نهایت، ما در حال برنامه‌ریزی دوره جدیدی هستیم که صرفاً به نقش مهم FOSS در علم و اینکه چگونه دیدگاه‌های علمی باز می‌تواند به راه‌حل‌های جدید جغرافیایی در تحقیق و تصمیم‌گیری منجر شود اختصاص داده شده است. چنین آموزش هایی برای آماده سازی دانش آموزان نسل بعدی برای مشاغل موفق در علوم باز و رهبران در بسیاری از زمینه ها ضروری است.

5. نتیجه گیری ها

ما نشان داده‌ایم که چگونه نرم‌افزار رایگان و منبع باز را می‌توان در آموزش مکانی ادغام کرد تا فرهنگ باز بودن را تشویق کند، به وضوح بین علم و نرم‌افزار تمایز قائل شود و قابلیت تکرارپذیری بیشتری در علم ایجاد کند. با استفاده از بسته‌های نرم‌افزاری متعدد با رویکردهای محاسباتی مختلف، دانش‌آموزان می‌توانند علم و نرم‌افزار را جدا کنند و بنابراین، مفاهیم اساسی و پیاده‌سازی آنها را درک کنند. با درک مفاهیم و اجرای آنها، دانش آموزان به دانشمندان بهتری تبدیل می شوند که قادر به تولید، بازتولید، نقد و بهبود تحقیق و تجزیه و تحلیل هستند. علاوه بر این، با یادگیری جابجایی بین ابزارهای محاسباتی، دانش آموزان ممکن است یاد بگیرند که در توسعه استراتژی هایی برای تحقیق یا تجزیه و تحلیل انعطاف پذیرتر باشند.

روش و ابزاری که ما برای مواد آموزشی استفاده می کنیم در دسترس همه است، زیرا همه وابستگی ها رایگان و منبع باز هستند و الزامات کلی به حداقل می رسد. در صورت تمایل می توان مواد را به راحتی با سایر راه حل های پیچیده تر بر اساس اصول مشابه ترکیب کرد. مطالب آموزشی تحت مجوز CC BY-SA در https://github.com/ncsu-osgeorel به اشتراک گذاشته می شود.

قدردانی ها

ما از توسعه دهندگان و کاربران GRASS GIS و همچنین جوامع نرم افزار منبع باز و رایگان استفاده شده در کار ارائه شده در این مقاله، از جمله Git، Reveal.js، Python و Ubuntu، اما نه محدود به آنها، قدردانی می کنیم. این مقاله با استفاده از LaTeX و Overleaf نوشته شده است.

ضمیمه

مقایسه فرمت های فایل

در این بخش، فرمت های مختلف فایل و ابزارهایی را که هنگام انتخاب راه حل برای مواد آموزشی در نظر گرفته ایم، مقایسه می کنیم. ابتدا دستورالعمل های تکلیف را مورد بحث قرار می دهیم و سپس اسلایدهای ارائه را بررسی می کنیم. ما گزینه‌ها را با در نظر گرفتن اینکه می‌خواهیم دستورالعمل‌های تکلیف در سیستم کنترل بازبینی مدیریت شود و به‌عنوان صفحات وب منتشر شود، ارزیابی کردیم. ما نیاز داریم که راه حل فقط به FOSS وابسته باشد، به لطف هزینه مجوز صفر، مستقل از فروشنده و در دسترس همه باشد.

1. فرمت سند برای تکالیف

HTML یکی از گزینه های محبوب است، عمدتاً به این دلیل که می توانید مستقیماً مطالب آموزشی را بدون نیاز به تبدیل به صورت آنلاین منتشر کنید. نقطه ضعف شناخته شده HTML این است که نوشتن با دست به اندازه زبان های نشانه گذاری سبک وزن آسان نیست. با این حال، حداقل دانش اولیه HTML معمولاً از هر کسی در جامعه جغرافیایی انتظار می رود. متأسفانه برای ایجاد یک وب سایت خوب طراحی شده، دانش پیشرفته تری از HTML، CSS و همچنین شاید جاوا اسکریپت ضروری است، مگر اینکه از ویرایشگرهای HTML گرافیکی استفاده شود، زیرا معمولاً امکان ویرایش فایل ها با دست و بدون نرم افزار خاصی را از بین می برد.

LaTeX ابزاری عالی است که اغلب برای انتشار رومیزی و تایپوگرافی با کیفیت بالا با فرمت خروجی معمولی PDF و PS استفاده می شود. LaTeX ابزاری برای سفارشی شدن، دستکاری فایل‌های جداگانه، حروفچینی عبارات ریاضی و اطمینان از سبک‌های سازگار فراهم می‌کند. با این حال از LaTeX به ندرت برای ایجاد صفحات وب HTML استفاده می شود.

فرمت‌های XML مانند DocBook روشی بسیار ساختاریافته و انعطاف‌پذیر برای ذخیره‌سازی اسناد ارائه می‌کنند، اما نوشتن XML با دست بسیار دشوار است. این همچنین در مورد eLML مورد استفاده توسط پروژه GITTA که برخلاف DocBook برای اهداف آموزشی تخصصی است، صدق می کند.

بسیاری از پروژه‌ها، از جمله پروژه‌های رایگان و منبع باز، اسناد را به زبان‌های نشانه‌گذاری سبک می‌نویسند، مانند reStructuredText در مورد QGIS، OSGeoLive و GeoAcademy. reStructuredText یک زبان غنی از ویژگی است که توسط انجمن پایتون استاندارد شده است. ابزار Sphinx و Pandoc اغلب برای ایجاد وب سایت از اسناد reStructuredText استفاده می شود. Markdown یکی دیگر از نشانه‌گذاری‌های سبک وزن است که به طور گسترده مورد استفاده و پشتیبانی قرار می‌گیرد، به عنوان مثال توسط GitHub، وب‌سایت Stack Exchange یا ابزار مستندسازی Doxygen استفاده می‌شود. در مقایسه با reStructuredText، اغلب ساده‌تر در نظر گرفته می‌شود، اما استاندارد نیست، زیرا هر پیاده‌سازی برخی ویژگی‌های اضافی، مخصوص یک ابزار یا مورد استفاده را اضافه می‌کند. برای مثال Pandoc’s Markdown یا Markdown با طعم GitHub با ویژگی های غنی وجود دارد. سایر نشانه گذاری های سبک وزن، به عنوان مثال AsciiDoc یا Textile،

سیستم‌های ویکی مانند MediaWiki از زبان‌های نشانه‌گذاری سبک استفاده می‌کنند و ویرایش‌های مختلف یک سند را ذخیره می‌کنند. با این حال، آنها نیاز به تنظیمات مشابه سایر سیستم های مدیریت محتوا دارند و اسناد منبع در داخل سیستم هستند، بنابراین اشتراک گذاری آنها دشوارتر است. از سوی دیگر، برخی از سیستم‌های ویکی وجود دارند که چنین معایبی ندارند. Zim، یک ویکی دسکتاپ، اسناد را به عنوان فایل های متنی ذخیره می کند که به راحتی با استفاده از سیستم کنترل بازبینی قابل مدیریت هستند. می توان فایل ها را به صورت گرافیکی در برنامه ویکی زیم یا به صورت فایل متنی ساده در هر ویرایشگر متنی ویرایش کرد و ویکی زیم می تواند محتوا را به عنوان یک وب سایت صادر کند.

2. قالب اسلاید برای ارائه سخنرانی

اگرچه دانش‌آموزان در دوره‌های ما از راه‌حل‌های مبتنی بر ابر مانند Google Sites برای مدیریت تکالیف خود استفاده می‌کنند، ما Google Slides و سرویس‌های مشابه را کنار گذاشتیم، زیرا کنترل حداقلی روی فایل‌ها به‌ویژه در دراز مدت خواهیم داشت. استفاده از بسته‌های نرم‌افزار ارائه دسکتاپ رایگان و منبع باز مانند LibreOffice و OpenOffice در ترکیب با فرمت OpenDocument اغلب انتخاب خوبی است، زیرا آنها از چند رسانه‌ای پشتیبانی می‌کنند و استفاده از آن‌ها به این معناست که کاربران آن‌ها نیازی به دانستن هیچ زبان نشانه‌گذاری ندارند. با این حال، همانطور که قبلاً بحث شد، فرمت باینری برای سیستم های کنترل بازنگری مناسب نیست.

بنابراین ما بیشتر علاقه مند به ارائه هایی هستیم که به صورت متن ساده طراحی شده اند، به عنوان مثال در LaTeX یا HTML5. ارائه‌های PDF LaTeX به لطف بسته‌های تخصصی مانند Beamer آسان و سریع آماده می‌شوند و مخصوصاً برای مواد با معادلات یا کد منبع بسیار مفید هستند. متأسفانه، پشتیبانی از دست رفته از انیمیشن های GIF و سایر چند رسانه ای مانع بزرگی برای استفاده از آن در دوره های ما است. دانش‌آموزان به‌ویژه در زمینه جغرافیایی به محتوای بصری و پویا زیادی در سخنرانی‌ها عادت دارند که لاتک و پی‌دی‌اف به راحتی نمی‌توانند ارائه کنند.

ما تصمیم گرفتیم ارائه‌های مبتنی بر HTML5 مانند چارچوب Reveal.js را بررسی کنیم، زیرا آماده‌سازی آنها تقریباً به آسانی نمونه‌های LaTeX است و اگرچه معمولاً فاقد تایپوگرافی پیچیده ارائه‌های LaTeX هستند.

استفاده از زبان نشانه گذاری سبک برای ارائه ها به دلیل تعداد تجسم هایی که می خواهیم اضافه کنیم برای ما مناسب به نظر نمی رسد و این معمولاً مستلزم کنترل دقیق تری بر روی گنجاندن تصاویر و ویدیوها نسبت به زبان های نشانه گذاری سبک وزن است که معمولاً ارائه می دهند. با این حال، چارچوب ارائه HTML5 Reveal.js امکان نوشتن متن در Markdown را ارائه می دهد.

منابع

روچینی، دی. نتلر، ام. اجازه دهید پارادایم چهار آزادی در محیط زیست اعمال شود. Trends Ecol. Evol 2012 ، 27 ، 310-311. [ Google Scholar ]
اشتاینیگر، اس. Hay, GJ ابزارهای اطلاعات جغرافیایی رایگان و منبع باز برای بوم شناسی منظر. Ecol. Inform 2009 , 4 , 183-195. [ Google Scholar ]
Lees, JM Open and Free: نرم افزار و قابلیت تکرار علمی. سیسمول. Res. Lett 2012 , 83 , 751-752. [ Google Scholar ]
ری، SJ علوم منطقه ای باز. ان Reg. Sci 2014 ، 52 ، 825-837. [ Google Scholar ]
Noyes, K. نرم افزار منبع باز اکنون در کسب و کارها عادی شده است. در دسترس آنلاین: http://www.pcworld.com/article/228136/open_source_software_now_a_norm_in_businesses.html در 15 ژانویه 2015 قابل دسترسی است.
Yves de Montcheuil, T. Open Source تبدیل به جریان اصلی شده است اما همچنان نوآوری را پیش می برد. در دسترس آنلاین: http://www.zdnet.com/article/open-source-has-become-mainstream-but-still-drives-innovation در 30 ژانویه 2015 قابل دسترسی است.
Sui, D. فرصت ها و موانع برای GIS باز. ترانس. GIS 2014 ، 18 ، 1-24. [ Google Scholar ]
پاپانو، L. سال MOOC . در دسترس آنلاین: www.nytimes.com/2012/11/04/education/edlife/massive-open-online-courses-are-multiplying-at-a-rapid-pace.html در 15 ژانویه 2015 قابل دسترسی است.
ویبل، آر. بلیش، اس. Fisler, J. چگونه منبع باز می تواند به دستیابی به پایداری محتوای آموزش الکترونیکی کمک کند: تجربه GITTA. مجموعه مقالات سمپوزیوم تحقیقات و آموزش زمین فضایی منبع باز 2012، Yverdon-les-Bains، سوئیس، 24-26 اکتبر 2012.
دیویس، پی. تأسیس آکادمی ملی FOSS4G ایالات متحده. مجموعه مقالات سمپوزیوم تحقیقات و آموزش زمین فضایی منبع باز 2012، Yverdon-les-Bains، سوئیس، 24-26 اکتبر 2012.
ری، SJ تجزیه و تحلیل فضایی منبع باز: درس هایی برای تحقیق و آموزش از PySAL. مجموعه مقالات سمپوزیوم تحقیقات و آموزش زمین فضایی منبع باز 2012، Yverdon-les-Bains، سوئیس، 24-26 اکتبر 2012.
ارتز، او. ری، اس جی. Joost, S. پویایی منبع باز در تحقیقات و آموزش جغرافیایی. جی. اسپات. Inf. Sci 2014 ، 8 ، 67-71. [ Google Scholar ]
برانگر، اف. یانکوفسکی، اس. وانیر، او. ویالت، پ. دبیون، اس. Braud، I. استفاده از GIS منبع باز برای پیش پردازش مدل های هیدرولوژیکی توزیع شده. در نرم افزار رایگان و متن باز Geospatial در قرن 21 ; Springer: برلین، هایدلبرگ، آلمان، 2012; صص 35-48. [ Google Scholar ]
استالمن، آر. مانیفست گنو. دکتر Dobb’s J. Softw. ابزار 1985 ، 10 ، 30-35. [ Google Scholar ]
ریموند، ای. کلیسای جامع و بازار. بدانید. تکنولوژی سیاست 1999 ، 12 ، 23-49. [ Google Scholar ]
میتاسووا، اچ. لاندا، م. Shukunobe, M. ساخت آموزش مکانی متن باز در دانشگاه های تحقیقاتی: کجا هستیم و چه چیزی ما را عقب نگه می دارد. مجموعه مقالات سمپوزیوم تحقیقات و آموزش زمین فضایی منبع باز 2012، Yverdon-les-Bains، سوئیس، 24-26 اکتبر 2012.
میتاسووا، اچ. Schweik, C. آموزش و تحقیقات جغرافیایی منبع باز. GIM Int 2013 ، 27 ، 25-29. [ Google Scholar ]
پتراسووا، آ. هارمون، بی. پتراس، وی. میتاسووا، H. مدل‌سازی محیطی مبتنی بر GIS با تعامل ملموس و تجسم پویا. مجموعه مقالات هفتمین کنگره بین المللی مدلسازی و نرم افزار محیطی، سن دیگو، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، 15 تا 19 ژوئن 2014.
دیویس، پی. آموزش کارگران صنعت فناوری جغرافیایی قرن بیست و یکم با نرم افزار منبع باز. ISPRS Int. J. Geo-Inf 2015 . تحت بررسی [ Google Scholar ]
مشترکین لیست پستی OSGeo-Edu. محتوای آموزشی و استاندارد مدیریت پیشنهادی ما . در دسترس آنلاین: http://lists.osgeo.org/pipermail/edu_discuss/2008-January/thread.html در 30 ژانویه 2015 قابل دسترسی است.
آموزش الکترونیکی برای جامعه فضایی باز (ELOGeo) . در دسترس آنلاین: http://elogeo.nottingham.ac.uk/xmlui/ در 30 دسامبر 2013 قابل دسترسی است.
انجمن OSGeo. فهرست محتوای آموزشی OSGeo. بنیاد زمین فضایی منبع باز در دسترس آنلاین: http://www.osgeo.org/educational_content در 30 ژانویه 2015 قابل دسترسی است.
Deutscher، M. اکثریت عظیم توسعه دهندگان نرم افزار اکنون از منبع باز، گزارش Forrester استفاده می کنند. در دسترس آنلاین: http://siliconangle.com/blog/2014/10/30/vast-majority-of-software-developers-now-use-open-source-forrester-reports/ در تاریخ 16 ژانویه 2015 قابل دسترسی است.
مورین، ا. اوربان، ج. آدامز، پی. فاستر، آی. سالی، ع. بیکر، دی. Sliz، P. تابش نور به جعبه های سیاه. Science 2012 ، 336 ، 159-160. [ Google Scholar ]

شکل 1. دستورالعمل ها برای بخش GRASS GIS از تخصیص معمولاً شامل توضیحات کلی و ماژول هایی با پارامترهایی است که باید در قالب دستورات استفاده شوند.

شکل 2. آموزش GRASS GIS با استفاده از زبانه ها با دستورالعمل های ( الف ) زبان های برنامه نویسی و ( ب ) یک رابط کاربری گرافیکی. نمونه‌هایی در http://ncsu-osgeorel.github.io/grass-temporal-workshop/ موجود است.

شکل 3. تصاویری از گزارش های تکلیف درس مدلسازی و تحلیل جغرافیایی. کار با داده های LiDAR: ( الف ) سطح مقطع برهنه و سطح اول برگشتی در GRASS GIS. ( ب ) ابر نقطه بازگشت چندگانه که در ArcGIS تجسم شده است. مدل‌سازی فرآیندهای چشم‌انداز: ( ج ) نقشه فرسایش-رسوب بر روی یک مدل ارتفاعی که در GRASS GIS تجسم شده است. ( د ) نقشه فرسایش-رسوب که بر روی نقش برجسته سایه دار در ArcGIS نمایش داده شده است.

شکل 4. تصاویر از آزمون دوره مدلسازی و تحلیل جغرافیایی و مقاله پروژه: ( الف ) تجزیه و تحلیل مسیر کمترین هزینه در GRASS GIS برای امتحان میان ترم انجام شده است. ( ب ) مدل‌سازی گسترش آتش در GRASS GIS برای یک پروژه نهایی.

شکل 5. دانش‌آموزان در دوره مدل‌سازی چندبعدی جغرافیایی، یک مدل ارتفاعی رقومی از یک منطقه تحت‌تاثیر معدن‌کاری بالای کوه را در آزمایشگاه آموزش و تجسم کتابخانه هانت تجسم می‌کنند.

شکل 6. دانش آموزانی که روی پروژه هایی با منظره ملموس کار می کنند: ( الف ) ( بالا ) مجسمه سازی یک مدل شنی. ( الف ) ( پایین ) شبیه‌سازی موج طوفان در کرانه‌های بیرونی NC. ( ب ) طراحی یک پارک در محوطه دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی (NCSU). ( ج ) و بررسی گزینه های مختلف برای طراحی یک مسیر.

شکل 7. دانشجویان معماری منظر طراحی خود را برای یک سیستم مسیر در آزمایشگاه آموزش و تجسم کتابخانه هانت ارائه می کنند.

© 2015 توسط نویسندگان; دارنده مجوز MDPI، بازل، سوئیس این مقاله یک مقاله با دسترسی آزاد است که تحت شرایط و ضوابط مجوز Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) توزیع شده است.

;کاربردهای GIS مقالات

درخواست مشاوره

09120049370

8 صبح تا 12 شب