ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Αλγοριθμικές Βάσεις στη Γεωπληροφορική

1. ΓΕΝΙΚΑ

ΣΧΟΛΗ	Σχολή Μηχανικών
ΤΜΗΜΑ	Τμήμα Μηχανικών Τοπογραφίας και Γεωπληροφορικής
ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ	Προπτυχιακό
ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ	507	ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ		5ο
ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ	Αλγοριθμικές Βάσεις στη Γεωπληροφορική
ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ σε περίπτωση που οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται σε διακριτά μέρη του μαθήματος π.χ. Διαλέξεις, Εργαστηριακές Ασκήσεις κ.λπ. Αν οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται ενιαία για το σύνολο του μαθήματος αναγράψτε τις εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας και το σύνολο των πιστωτικών μονάδων.			ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ		ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ
Διαλέξεις			2		4
Εργαστηριακές Ασκήσεις			1
Προσθέστε σειρές αν χρειαστεί. Η οργάνωση διδασκαλίας και οι διδακτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται περιγράφονται αναλυτικά στο 4.
ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Γενικής Υποδομής (ΓΥ),Ειδικής Υποδομής (ΕΥ), Γενικών Γνώσεων (ΓΓΔ) και Επιστημονικής Περιοχής (ΔΔΤΝ, ΕΔ, ΕΥΣ, ΗΛ, ΠΑ) .	Επιστημονικής Περιοχής
ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ:
ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ και ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ:	Ελληνικά
ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS	Όχι
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL)	https://elearning.cm.ihu.gr/course/view.php?id=42

2. ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Μαθησιακά Αποτελέσματα Περιγράφονται τα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος οι συγκεκριμένες γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες καταλλήλου επιπέδου που θα αποκτήσουν οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος.
Το μάθημα στοχεύει στην απόκτηση βασικών γνώσεων αλγορίθμων που εφαρμόζονται σε σύγχρονα προβλήματα Γεωπληροφορικής, με είσοδο τόσο διανυσματικά (vector) όσο και ψηφιογραφικά (raster) δεδομένα. Πιο συγκεκριμένα το μάθημα αποσκοπεί στην κατανόηση της σημασίας των αλγορίθμων και της εφαρμογής τους σε προβλήματα όπως η δρομολόγηση ή η αποδοτική διασύνδεση σημείων σε δίκτυα, η εύρεση βέλτιστης θέσης τοποθέτησης υπηρεσιών και η κατηγοριοποίηση/ταξινόμηση γεωχωρικών δεδομένων. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να: • Αναγνωρίζει τα θεμελιώδη μεγέθη των αλγορίθμων και των προβλημάτων που επιλύουν και να προσδιορίζει ποιοτικά και ποσοτικά το κόστος εφαρμογής τους σε μνήμη και χρόνο. • Να διακρίνει τα -αλγοριθμικά- δισεπίλυτα προβλήματα Γεωπληροφορικής. • Να κατανοεί τη διάκριση των αλγορίθμων σε προσεγγιστικούς, ευριστικούς και ακριβείς. • Να περιγράφει λεπτομερώς τα βήματα των αλγορίθμων. • Να συνδυάζει αλγορίθμους για την επίλυση προβλημάτων. • Να παρέχει είσοδο (γεωχωρικά δεδομένα) και παραμέτρους σε υπηρεσίες βάσει θέσης (γεωυπηρεσίες) που υλοποιούν τους σχετικούς αλγορίθμους και να αναλύει/ερμηνεύει τα αποτελέσματα που επιστρέφονται από αυτές
Γενικές Ικανότητες Λαμβάνοντας υπόψη τις γενικές ικανότητες που πρέπει να έχει αποκτήσει ο πτυχιούχος (όπως αυτές αναγράφονται στο Παράρτημα Διπλώματος και παρατίθενται ακολούθως) σε ποια / ποιες από αυτές αποσκοπεί το μάθημα;.
Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών - Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις - Λήψη αποφάσεων - Αυτόνομη εργασία - Ομαδική εργασία - Εργασία σε διεθνές περιβάλλον - Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον - Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών		Σχεδιασμός και διαχείριση έργων - Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα - Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον - Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου - Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής - Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
• Εργασία σε διεθνές περιβάλλον • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον • Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

3. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Περιεχόμενο διαλέξεων θεωρίας:

Αλγόριθμοι και τύποι γεωγραφικών Δεδομένων: αλγόριθμοι, γεωγραφική πληροφορία και Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών, διανυσματικά (vector) και ψηφιογραφικά (raster) δεδομένα
Αλγόριθμοι και διανυσματικά δεδομένα:
- βασικές έννοιες και ορισμοί γράφων, μονοπατιών και κύκλων (ή κυκλωμάτων)
- μετατροπή διανυσματικών δεδομένων σε (οδικό) δίκτυο
- ελάχιστα μονοπάτια και αλγόριθμοι Dijkstra και Bellman-Ford
- ελαχιστοβαρή συνδετικά δένδρα και αλγόριθμοι Prim και Kruskal
- πρόβλημα πλανόδιου πωλητή (Travelling Salesman Problem ή TSP) και εξαντλητικός, ευριστικοί, προσεγγιστικοί και ακριβείς αλγόριθμοι επίλυσης
- προβλήματα βέλτιστης θέσης (facility location problems) και αλγόριθμοι επίλυσης
Αλγόριθμοι και ψηφιογραφικά δεδομένα: Σχετική και απόλυτη ταξινόμηση/κατηγοριοποίηση, αλγόριθμοι k-means και ISODATA.

Περιεχόμενα εργαστηριακών ασκήσεων:

Μετατροπή διανυσματικών δεδομένων σε (οδικό) δίκτυο (γράφο)
Αναπαράσταση και ιδιότητες Γράφων: Πίνακες και λίστες γειτνίασης, βαθμοί κόμβων
Αλγόριθμοι Dijkstra και Bellman-Ford
Αλγόριθμοι Prim και Kruskal
TSP: Εξαντλητικός και ευριστικοί, προσεγγιστικοί αλγόριθμοι
TSP: Ακριβής αλγόριθμος Branch and Bound με συνάρτηση κάτω φράγματος
Αλγόριθμος k-means
Αλγόριθμος ISODATA

4. ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ και ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ - ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ
Πρόσωπο με πρόσωπο, Εξ αποστάσεως εκπαίδευση κ.λπ.

Πρόσωπο με πρόσωπο (Στην αίθουσα διδασκαλίας και στο εργαστήριο)

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές

• Ανάπτυξη αλγορίθμων σε HTML/JavaScript
• Ηλεκτρονική πλατφόρμα μάθησης
• Ηλεκτρονική αλληλογραφία

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ
Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος και μέθοδοι διδασκαλίας. Διαλέξεις, Σεμινάρια, Εργαστηριακή Άσκηση, Άσκηση Πεδίου, Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας, Φροντιστήριο, Πρακτική (Τοποθέτηση), Κλινική Άσκηση, Καλλιτεχνικό Εργαστήριο, Διαδραστική διδασκαλία, Εκπαιδευτικές επισκέψεις, Εκπόνηση μελέτης (project), Συγγραφή εργασίας / εργασιών, Καλλιτεχνική δημιουργία, κ.λπ. Αναγράφονται οι ώρες μελέτης του φοιτητή για κάθε μαθησιακή δραστηριότητα καθώς και οι ώρες μη καθοδηγούμενης μελέτης ώστε ο συνολικός φόρτος εργασίας σε επίπεδο εξαμήνου να αντιστοιχεί στα standards του ECTS

Δραστηριότητα	Φόρτος εργασίας εξαμήνου
Διαλέξεις	26
Εργαστηριακές ασκήσεις	13
Εργαστηριακή Εργασία	37
Αυτοτελής Μελέτη	44
Σύνολο	120

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ
Περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης Γλώσσα Αξιολόγησης, Μέθοδοι αξιολόγησης, Διαμορφωτική ή Συμπερασματική, Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Επίλυση Προβλημάτων, Γραπτή Εργασία, Έκθεση / Αναφορά, Προφορική Εξέταση, Δημόσια Παρουσίαση, Εργαστηριακή Εργασία, Κλινική Εξέταση Ασθενούς, Καλλιτεχνική Ερμηνεία, Άλλη / Άλλες. Αναφέρονται ρητά προσδιορισμένα κριτήρια αξιολόγησης και εάν και που είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές.

Γλώσσα αξιολόγησης: Ελληνική.
Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Επίλυση Προβλημάτων, Εργαστηριακή Εργασία

Κριτήρια αξιολόγησης:

Στο θεωρητικό μέρος: η επίδοση Δοκιμασίας Πολλαπλής Επιλογής
Στο εργαστηριακό μέρος: ποσόστωση επί των επιδόσεων Επίλυσης Προβλημάτων και Εργαστηριακής Εργασίας.

5. ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Συγγράμματα

CORMEN T.H., LEISERSON CH.E., RIVEST R.L., STEIN C., Εισαγωγή στους αλγορίθμους, Τόμος Α, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2006
LIU C.L., Στοιχεία διακριτών μαθηματικών, ΙΤΕ/Πανεπιστημιακές εκδόσεις Κρήτης, 2009