Topografie en GPS

Landmeter voor een (halve) dag

In deze module ontdekken de leerlingen het beroep van landmeter. Ze gaan in groepjes aan de slag met topografische toestellen waarmee gebouwen en wegen opmeten. Deze ingemeten punten worden op papier uitgezet om zo een kaart te maken. Na het controleren van de gemeten punten worden deze met behulp van een GPS gekoppeld aan een referentiekaart. Dit laat de leerlingen toe de nauwkeurigheid van hun metingen na te gaan.

Hoe kunnen we met behulp van een waterpastoestel een kaart maken van een bepaalde omgeving?

In het eerste deel van de module worden de leerlingen de basisprincipes van topografie en GPS bijgebracht. Er wordt hen getoond hoe ze een waterpastoestel moeten opstellen en gebruiken. Met deze kennis en het nodige materiaal trekken de leerlingen in kleine groepjes naar buiten om dde omgeving op te meten.

De verzamelde data wordt nadien manueel verwerkt tot een kaart. Hierbij is het belangrijk dat de leerlingen zo nauwkeurig mogelijk de opgemeten hoeken en afstanden uittekenen, rekening houdend met de juiste schaal. Wanneer deze kaart getekend is, wordt deze vergeleken met de kaart die de computer uittekent op basis van hun punten. Daarnaast laat de software ook toe om de meetfout op de ingemeten punten te analyseren.

Met behulp van zelf ingemeten GPS-punten worden nadien de kaarten van alle groepen gekoppeld aan een referentiekaart en aan elkaar. Dit laat de leerlingen toe hun eigen metingen in een ruimtelijke context te zien. Hierbij ondervinden de leerlingen zelf de beperkingen van eenvoudige GPS-toestellen en het belang van nauwkeurigheid bij het opmeten.

Wanneer de tijd het toelaat, wordt deze module afgesloten met het georefereren van een luchtfoto van de omgeving. Dit gebeurt in het gratis GIS-programma QGIS.

Werken met waterpastoestel
Schaalberekening
Grootschalig Referentiebestand (GRB)
Principes GPS
Luchtfoto georefereren met GIS
Nauwkeurig werken
Samenwerken en overleggen
Technologie inzetten
Formuleren van een besluit

GeoMobiel is STEM!
Dit project integreert verschillende wetenschappen: geografie, wiskunde en fysica en vertrekt daarbij telkens van een specifieke technologische component. De leeractiviteiten van de modules sluiten bovendien perfect aan bij de onderzoekscompetenties die leerlingen moeten opbouwen.

Hieronder zijn enkele sfeerfoto's terug te vinden van deze module. Het merendeel van de foto's tonen leerlingen die de school aan het opmeten zijn met de waterpastoestellen. Achteraan is er ook de afgewerkte kaart terug te vinden van een school in Vilvoorde.

De leerlingen gaan aan de slag met een waterpastoestel De leerlingen gaan aan de slag met een waterpastoestel De leerlingen gaan aan de slag met een waterpastoestel Na de manuele verwerking vergelijken de leerlingen hun berekeningen met de computer Met behulp van GPS worden de metingen van de verschillende groepjes gekoppeld

In dit filmpje wordt het volledig takenpakket van een landmeter in beeld gebracht. De leerlingen herkennen de gebruikte technieken, maken kennis met geavanceerde toestellen en meetnauwkeurigheden.

Fotogrammetrie

Maak een 3D-model van je school(omgeving)

Het doel van deze module is een 3D-model van het schoolgebouw te maken op basis van foto’s die de leerlingen zelf maken. Dit doen ze aan de hand van de principes die gebruikt worden bij het maken van een hoogtemodel op basis van luchtfoto's (luchtfotogrammetrie).

Hoe kunnen we op basis van foto's een 3D-model maken van de school?

De module start met een korte theoretische uitleg van een aantal belangrijke fotogrammetrische principes en waarom wij een 3D-zicht hebben. Op basis van een schema leiden de leerlingen zelf een wiskundige formule af die hen in staat stelt de hoogte van een gebouw te bepalen op basis van twee luchtfoto's. Om na te gaan of je met deze formule wel degelijk de correcte hoogte berekent, simuleren ze in kleine groepjes een fotovlucht. Dit laat de leerlingen ook toe om na te gaan of ze de theorie in praktijk kunnen brengen.

Van zodra de principes en termen (parallax / vliegbasis / vlieghoogte) helemaal duidelijk zijn, worden ze toegepast op twee concrete situaties. Deze opdrachten voegen telkens een mate van complexiteit toe zodat de leerlingen, in kleine stappen, de aangeleerde principes leren toepassen op moeilijkere situaties. In de eerste opdracht moeten de leerlingen rekening houden met de schaal van de foto's om de hoogte van de Gentse Boekentoren te berekenen. In de tweede opdracht wordt er eerst de hoogte van verschillende punten in een landschap bepaald. Nadien wordt de absolute hoogte berekend die vervolgens gebruikt kan worden om een hoogteprofiel te tekenen.

Wanneer deze opdrachten succesvol zijn afgerond zijn de leerlingen in staat om deze principes toe te passen. Met een computerprogramma maken ze zelf een 3D-model van de school. De leerlingen krijgen enkele tips maar beslissen uiteindelijk zelf van welk deel van het schoolgebouw ze een 3D-model willen maken. Na het maken van de nodige foto's bouwen ze stap voor stap hun 3D-model op. Met de nodige precisie kunnen schitterende resultaten geboekt worden.

Principes luchtfotogrammetrie
Parallax
Hoogtedata uit stereofoto's
Opstellen hoogteprofiel
Nauwkeurig werken
Samenwerken en overleggen
Technologie inzetten
Formuleren van een besluit

GeoMobiel is STEM!
Dit project integreert verschillende wetenschappen: geografie, wiskunde en fysica en vertrekt daarbij telkens van een specifieke technologische component. De leeractiviteiten van de modules sluiten bovendien perfect aan bij de onderzoekscompetenties die leerlingen moeten opbouwen.

Hieronder zijn enkele sfeerfoto's en resultaten van scholen terug te vinden. De leerlingen zijn een fotovlucht aan het simuleren en een hoogteprofiel van een heuvel aan het tekenen. Achteraan zijn ook enkele 3D-modellen bijgevoegd die de leerlingen zelf gemaakt hebben.

Op basis van stereofoto's wordt een hoogteprofiel van een heuvel getekend Op basis van stereofoto's wordt een hoogteprofiel van een heuvel getekend Op basis van stereofoto's wordt een hoogteprofiel van een heuvel getekend Een fotovlucht wordt gesimuleerd om na te gaan of de afgeleide formule klopt De aangeleerde principes worden gebruikt om een 3D-model van de school te maken De aangeleerde principes worden gebruikt om een 3D-model van de school te maken De aangeleerde principes worden gebruikt om een 3D-model van de school te maken

In dit filmpje zien leerlingen hoe dezelfde principes die ze in de workshop ontdekten, gebruikt worden in de realiteit voor het maken van een hoogtemodel met een vliegtuigje dat automatisch rondvliegt.

Teledetectie en milieu

Hoe groen is de stad?

Satellietbeelden zijn een alledaags gegeven geworden. Ze duiken regelmatig op in de actualiteit om de toestand van het milieu te belichten en iedereen is er tegenwoordig vertrouwd mee via populaire toepassingen als Google Earth.

Maar hoe kan je uit satellietbeelden nuttige informatie halen? In deze module onderzoeken de leerlingen hoe zij satellietbeelden kunnen gebruiken om groen in de stad in kaart te brengen en de groenvoorziening binnen een stad te analyseren.

Hoe kunnen we satellietbeelden gebruiken om vegetatie in kaart te brengen?

Satellietsensoren nemen beelden van het aardoppervlak in verschillende delen van het elektromagnetisch spectrum. Dat laat de leerlingen toe om, na een eerste verkenning van de beelden, ware en valse kleurenbeelden te maken en na te gaan hoe verschillende types van bodembedekking het zonlicht op een andere wijze reflecteren. Uitgaande van die kennis produceren ze een vegetatiekaart van de stad.

Om de spreiding en de toegankelijkheid van het groen in de stad in detail te analyseren, maken de leerlingen daarna kaartjes van het percentage groen en van de bevolkingsdichtheid op het niveau van statistische sectoren. Met deze stap wordt voor hen ook meteen duidelijk wat het verschil is tussen een rasterbeelden en vectorkaarten en hoe ze met deze gegevens kunnen werken. Tenslotte onderzoeken de leerlingen de relatie tussen de aanwezigheid van groen en het gemiddeld inkomen van de bewoners in verschillende delen van de stad.

De leerlingen verwerken de theorie per twee aan de hand van filmpjes die worden afgewisseld met verschillende opdrachten. Deze opdrachten bestaan uit specifieke verwerkingen binnen de GIS-software die in detail worden uitgelegd in de werkbladen en uit vragen die hen aanzetten tot reflectie over elk nieuw resultaat (een grafiek, een kaartje, …) dat ze bekomen. Een uitdagende én leerrijke workshop!

Elektromagnetische straling
Kenmerken van satellietbeelden
Ware en valse kleurenbeelden
Raster- en vectorweergave
Werken met GIS-software
Nauwkeurig werken
Samenwerken en overleggen
Technologie inzetten
Formuleren van een besluit

GeoMobiel is STEM!
Dit project integreert verschillende wetenschappen: geografie, wiskunde en fysica en vertrekt daarbij telkens van een specifieke technologische component. De leeractiviteiten van de modules sluiten bovendien perfect aan bij de onderzoekscompetenties die leerlingen moeten opbouwen.

Hieronder zijn enkele sfeerfoto's terug te vinden. De leerlingen ontdekken in kleine groepjes de mogelijkheden van satellietbeelden en gebruiken deze om zelf kaarten te maken die ze vervolgens interpreteren.

De leerlingen voeren in kleine groepjes de opdrachten van de workshop uit Ze bekijken korte filmpjes waarin de theorie wordt uitgelegd De GeoMobiel-medewerker kan meteen ingrijpen indien nodig Een overzicht van het geo-laboratorium Bij hun zoektocht naar vegetatie creëren de leerlingen eerst een vals kleurenbeeld Vervolgens maken ze een kaart die een indicatie geeft van de vegetatiebedekkingsgraad... ... wat hen dan toelaat om de definitieve vegetatiekaart van de stad te maken

De leerlingen ontdekten dat teledetectie een waardevolle technologie is om het milieubeleid te ondersteunen, maar hoe kunnen satellietbeelden ook commercieel worden ingezet? Dat wordt getoond in dit filmpje.

GIS en geomarketing

Aan de slag als locatiespotter

Geomarketing klinkt voor velen vaag of onbekend, maar is nochtans van groot belang voor veel ondernemingen. In deze module zien de leerlingen aan de hand van concrete voorbeelden wat geomarketing inhoudt en lossen ze een typisch vraagstuk op met GIS-software.

Wat is de beste locatie voor een nieuw winkelcentrum in België?

België kent tal van grote winkelcentra, maar er kan nog wel een winkelcentrum bij. De vraag is alleen: waar?

In het eerste deel van de module leren de leerlingen de nodige GIS-vaardigheden en worden ze aan de hand van de case van een bestaand winkelcentrum klaargestoomd als geomarketing consultant. Uitgaande van reistijden, berekend over het wegennetwerk, wordt het marktgebied van een winkelcentrum afgebakend. Dat marktgebied vormt vervolgens de basis voor het berekenen van het marktpotentieel, het criterium om te bepalen of de locatie van een winkelcentrum gunstig is of niet.

In het tweede deel van de module gaan zij dan in groepjes van twee aan de slag om een zo goed mogelijke locatie uit te zoeken voor dat nieuwe winkelcentrum. Daartoe krijgen ze enkele kaartjes die hen kunnen helpen bij hun zoektocht. De leerlingen zijn elkaars concurrenten, en het duo dat de locatie vindt met het grootste marktpotentieel is de winnaar!

De theorie wordt klassikaal gegeven. De werkbladen vormen de leidraad doorheen de opdrachten die zij zelfstandig uitvoeren. Elk deel van de oefeningen wordt afgesloten met een klassikaal intermezzo voor een korte bespreking van de resultaten.

Geomarketing
Kortstepadenanalyse
Vectorkaarten en tabellen
Kaartanalyse
Werken met GIS-software
Nauwkeurig werken
Samenwerken en overleggen
Technologie inzetten
Formuleren van een besluit

GeoMobiel is STEM!
Dit project integreert verschillende wetenschappen: geografie, wiskunde en fysica en vertrekt daarbij telkens van een specifieke technologische component. De leeractiviteiten van de modules sluiten bovendien perfect aan bij de onderzoekscompetenties die leerlingen moeten opbouwen.

Hieronder zijn enkele screenshots van deze module terug te vinden. Onderstaande kaarten worden door de leerlingen zelf geanalyseerd. De daarmee bekomen informatie kunnen zij gebruiken om in het derde deel de ideale locatie van het nieuwe winkelcentrum te bepalen.

als GIS-kennismaking zoeken de leerlingen aan de hand van blinde kaartlagen hun school en woonplaats op het echte werk begint met de opleiding tot geomarketing consultant hierbij analyseren zij het marktgebied en het marktpotentieel voor een bestaand winkelcentrum daarna start de competitie en wordt bij de buren luren niet getolereerd! de leerlingen gaan op zoek naar een knooppunt als nieuwe locatie en berekenen het marktpotentieel het klasrecord wordt up-to-date gehouden… als de gemoederen zijn bedaard, bekijken ze een filmpje van GIS-locatieanalyse in de praktijk

Na hun activiteit (en rivaliteit!) als geomarketing consultant bekijken de leerlingen een filmpje waarin zij zien hoe je big data en GIS-software creatief kan inzetten om meer complexe vraagstukken omtrent locatieanalyse op te lossen.