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Wie kann man Küstenlinien verallgemeinern?

Wie kann man Küstenlinien verallgemeinern?


Ich habe einen großen Satz von Datenpunkten, die im Wesentlichen die Küstenlinie der Welt darstellen. Ich kenne die genaue Auflösung nicht, aber ich würde sagen, sie liegt in der Nähe von 5-10 m.

Stellen Sie sich eine Reihe von Punkten vor, die eine zerklüftete Küste darstellen. Bei einer Auflösung von 1 m sehen wir alle Details und benötigen 50 Datenpunkte, um die Küste korrekt darzustellen. Bei einer Auflösung von 10 km sieht die Küste jedoch wie eine gerade Linie aus und wir benötigen nur 2 Punkte.

Ich schreibe eine Kartierungsanwendung, bei der die Daten von "Vollplaneten"-Auflösungen auf "Straßen"-Auflösungen skaliert werden müssen. Ich benötige etwas Hilfe beim Reduzieren der Auflösung meiner Datenpunkte und anschließend der Datenmenge für größere Auflösungen.

Ich habe über Vector-Tiling gelesen und denke, dass dies die beste Lösung sein wird (so etwas mache ich bereits), aber bei den niedrigen Auflösungen ist mein Datensatz immer noch riesig, was bedeutet, dass das Rendern [relativ] lange dauert Zeit, während die hohen Auflösungen schnell sind, weil der "effektive" Datensatz klein ist (Teilmenge des Ganzen).

Ich versuche herauszufinden, wie ich mein großes Dataset nehmen und den Maßstab reduzieren kann, damit die Kacheldaten meiner "Full-Planet" -Ansicht eine überschaubare Größe haben. Wie erstelle ich die Kachel-Unterdatensätze aus dem größeren vollständigen Datensatz?

Ich benutze gerne ein Werkzeug, aber ich mache es lieber selbst, um zu lernen, wie es geht.


Wie Sie dieses Problem lösen, hängt wirklich vom jeweiligen Fall ab und wie wichtig die tatsächliche Topologie für Sie ist (im Gegensatz zu nur der visuellen / Rendering-Zeit). Da Ihr endgültiges Ziel darin besteht, Küstenlinien zu verallgemeinern, können einige Ideen zur Verallgemeinerung nützlich sein.

Ein Ansatz verwendet Pufferung, wie hier zu sehen ist. Ich hatte vor einiger Zeit auch ein ähnliches Problem und habe meine Lösung hier beschrieben.

Kurz gesagt, Sie können separate Vektordatensätze (oder zumindest separate Geometrien) verwenden, die auf verschiedene Ebenen verallgemeinert werden. Dies behebt Ihr grundlegendes Problem, obwohl es keine Kacheln verwendet, aber Sie können diese natürlich trotzdem verwenden, wenn Sie möchten. Wenn Sie Ihr Dataset basierend auf einem Raster in Kacheln aufteilen möchten, müssen Sie natürlich zuerst verallgemeinern, da sonst Lücken zwischen den Kacheln entstehen.


Sie sollten verschiedene generalisierte Versionen Ihres Datensatzes für Zoomstufen "voller Planet" bis hin zu Nahaufnahmen vorbereiten.

Ein klassischer Generalisierungsalgorithmus ist der Douglas-Peucker-Algorithmus. Sie müssen die Punkte zuerst mit Küstenlinien verbinden, wenn Sie dies noch nicht getan haben.


Haben Sie Tilemill für die Herstellung Ihrer Tilesets untersucht? Es reduziert automatisch Knoten bei verschiedenen Zoomstufen. https://github.com/mapbox/tilemill


Beantwortet Ihre Frage wahrscheinlich nicht, aber es ist ziemlich verwandt - so codiert Google Polylinien einschließlich der Generalisierungsinformationen: http://code.google.com/apis/maps/documentation/utilities/polylinealgorithm.html


Wahrscheinlichkeitsverteilung

In Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik ist a Wahrscheinlichkeitsverteilung ist die mathematische Funktion, die die Eintrittswahrscheinlichkeiten verschiedener möglicher Ergebnisse für ein Experiment. [1] [2] Es ist eine mathematische Beschreibung eines Zufallsphänomens in Bezug auf seinen Stichprobenraum und die Wahrscheinlichkeiten von Ereignissen (Teilmengen des Stichprobenraums). [3]

Wenn beispielsweise X verwendet wird, um das Ergebnis eines Münzwurfs ("das Experiment") zu bezeichnen, dann würde die Wahrscheinlichkeitsverteilung von X den Wert 0,5 (1 in 2 oder 1/2) annehmen für x = Köpfe und 0,5 für x = Zahl (vorausgesetzt, die Münze ist fair). Beispiele für Zufallsphänomene sind die Wetterlage zu einem zukünftigen Datum, die Körpergröße einer zufällig ausgewählten Person, der Anteil männlicher Schüler in einer Schule, die Ergebnisse einer durchzuführenden Umfrage usw. [4]


NOAA Office for Coastal Management Küstenbiegung Texas Benthic Habitat Mapping, 2006-2007 (NCEI Accession 0070784)

In den Jahren 2006 und 2007 erwarb das NOAA Office for Coastal Management (ehemals Coastal Services Center) Dienste zur Verarbeitung vorhandener digitaler multispektraler Bilder (ADS-40) und zur Erstellung digitaler benthischer Habitatdaten aus diesen Bildern für ausgewählte texanische Küstenkrümmungsbuchten. Das Zentrum arbeitete kooperativ mit dem Texas Parks and Wildlife Department (TPWD) und dem Texas A and M University Center for Coastal Studies zusammen, um benthische Habitatdaten zu entwickeln, hauptsächlich Unterwasservegetation (SAV) für mehrere Küstenbuchten. Diese Daten werden das kürzlich verabschiedete Seagrass Monitoring Program des Staates unterstützen, das eine regionale Kartierung von SAV zur Status- und Trendbewertung fordert. Das Center, Texas A und M, und TPWD haben sich auf die Anforderungen dieses Projekts abgestimmt.

Die Vektordaten des benthischen Habitats wurden über acht Untersuchungsgebiete an der Küste von Texas generiert. Die geografische Ausdehnung dieser Regionen beträgt Corpus Christi Bay - ca. 356 km2, Redfish Bay - App. 62 km2, Aransas Bay - App. 285 km2, Copano Bay - ca. 158 km2, Untere Laguna Madre - App. 800 km2, Obere Laguna Madre - App. 313 km2, Baffin Bay - App. 232 mi2 und San Antonio Bay - ca. 370 km2. Benthische Habitatdaten wurden für alle Mündungsgebiete unterhalb des mittleren Hochwassers innerhalb des Untersuchungsgebiets generiert. Für die Meeresseite der Barrierestrände waren keine benthischen Daten erforderlich.

Die Daten sind GIS-Shapefiles mit zugehörigen .dbf-Attributtabellen und spezifischen Metadaten des Federal Geographic Data Committee für jede Studienregion. Am NODC wurde für jede Region eine verallgemeinerte Browse-Grafik erstellt und in diese Daten aufgenommen.


Nautische Kartographie

Kartographen im Office of Coast Survey, Marine Chart Division der NOAA üben die Kunst und Wissenschaft des Entwerfens, Zusammenstellens, Aktualisierens und Verteilens von Seekarten aus. Seekarten sind eine besondere Art von Karten, die speziell auf die Bedürfnisse der Schifffahrt zugeschnitten sind. Karten zeigen Wassertiefen und die Abgrenzung der Küstenlinie, markante topografische Merkmale und Orientierungspunkte, Navigationshilfen und andere Navigationsinformationen. Eine Seekarte ist ein Arbeitsbereich, auf dem der Navigator Kurse aufzeichnet, Positionen ermittelt und die Beziehung des Schiffes zur Umgebung betrachtet. Es hilft Navigatoren, Gefahren zu vermeiden und sicher ans Ziel zu kommen. Wenn ein Schiff auf Grund liegt, eine Kollision oder ein anderer Seeunfall auftritt, ist die zu diesem Zeitpunkt verwendete Seekarte eine wichtige rechtliche Aufzeichnung, die bei der Rekonstruktion des Ereignisses und der Zuordnung der Haftung verwendet wird.

NOAA-Kartografen verwenden ausgeklügelte Software und Techniken, um Karten nach genauen Spezifikationen zu erstellen. Viele Prozesse sind Routine und werden konsequent und systematisch angewendet. Jedes Diagramm und jedes Quellmaterial, das zu einem Diagramm zusammengestellt werden soll, ist jedoch etwas anders. Daher sind Kartographen auch oft aufgefordert, aufgrund ihrer jahrelangen Ausbildung und Erfahrung zu beurteilen, welche Merkmale auf einer bestimmten Karte dargestellt werden sollen, wie sie dargestellt werden und wie sich eine Zusammenstellung auf die Darstellung und Interpretation anderer Merkmale auf der Karte auswirken kann die Grafik.

NOAA-Seekarten werden in einer Vielzahl digitaler Formate produziert, die kostenlos von der Coast Survey-Website heruntergeladen werden können. Papierkopien der Seekarten können von NOAA-zertifizierten Seekartenagenten erworben werden.

Die Erde platt machen

Seekarten (wie alle Karten eines beliebigen Teils der Erde) stellen die kugelförmige Erde auf einer ebenen Oberfläche grafisch dar. Das „Abflachen“ wird erreicht, indem die Positionen der Erdmerkmale auf eine abflachbare Oberfläche projiziert werden. Bei Seekarten geschieht dies am häufigsten durch mathematisches Projizieren von Kugelpositionen auf einen Zylinder. Der Zylinder kann dann zu einer ebenen Fläche „abgerollt“ werden, was zu einer rechteckigen Karte führt.

Die rechteckige Mercator-Projektion wurde erstmals 1569 vom flämischen Geographen und Kartographen Gerardus Mercator vorgestellt. Die meisten Seekarten verwenden die Mercator-Projektion, da jede auf einer Mercator-Karte gezeichnete gerade Linie auch eine Linie mit konstantem Kurs ist, auch als Rhumb-Linie oder Loxodrome bezeichnet . Dies macht die Bestimmung der Richtung zum Steuern eines Schiffes über einen auf der Karte gezeichneten Kurs zu einer einfachen Aufgabe, den Winkel direkt von den vertikalen Meridianlinien auf der Karte zu messen.

Die sich ständig verändernde Meeresumwelt

Stürme beeinflussen die Konfiguration von Barriereinseln und anderen Küstenlinien. Flussdeltas lagern Schlick, wechselnde Küstenlinien und die Tiefen von Kanälen und Häfen. Bojen und andere physische und virtuelle Navigationshilfen werden installiert oder bewegt, um die Navigationssicherheit in unseren sich ständig ändernden Gewässern zu erhöhen. Kanäle und Häfen werden ausgebaggert Piers, Kais und andere Hafenanlagen werden hinzugefügt oder verbesserte Marinas gebaut oder umgestaltet. Vorschriften für empfohlene Routen, Schiffsverkehrstrennungspläne, Ankerplätze und Sperrgebiete werden genehmigt. Brücken über schiffbare Flüsse und Kanäle werden gebaut, darunter werden Pipelines und Strom- oder Kommunikationskabel verlegt. Dies sind nur einige von Tausenden von Änderungen, die jährlich auf Seekarten aktualisiert werden müssen.

Coast Survey erhält Informationen über diese Änderungen von zahlreichen Quelldatenanbietern, darunter andere Bundes-, Landes- und Kommunalbehörden, nationale und internationale Aufsichtsbehörden, Privatunternehmen, Berufsverbände und Privatpersonen. Jede Karte ändert sich nicht jede Woche, aber Coast Survey veröffentlicht jede Woche Updates für diejenigen, die dies getan haben.

Eine Kartenskala für jeden Navigationszweck

Detailliertere (größere) Karten sind erforderlich, wenn in Küstennähe navigiert wird (wo Untiefen und andere Gefahren für die Schifffahrt zahlreicher sind, und in Häfen, wo Kenntnisse über die Lage und Eigenschaften von Kanälen, Bojen und anderen Navigationshilfen, Piers usw Hafenanlagen ist für die sichere Navigation zu und von einem Schiffsliegeplatz von entscheidender Bedeutung. Daher werden Seekarten in mehreren Maßstäben erstellt. Die Maßstäbe der NOAA-Seekarten reichen von 1:2.500 bis 1:10 Millionen. Seekarten werden oft nach Maßstab in die folgenden sechs Gruppen eingeteilt (von der größten bis zur kleinsten Skala), Anlege-, Hafen-, Approach-, Küsten-, Allgemeines und Segelkarten Diese Namen weisen auch auf den beabsichtigten Zweck der Kartenskala hin.

Verallgemeinerung

Neue Informationen werden normalerweise zuerst auf die Diagramme mit dem größten Maßstab angewendet. Die Darstellung geographischer Informationen wird dann für die Darstellung auf sukzessiv kleineren Karten verallgemeinert. Dies ist notwendig, da Karten mit kleinerem Maßstab größere Bereiche auf der gleichen Menge Papier (oder Pixel) zeigen als Karten mit größerem Maßstab. Kartographen verwenden verschiedene Techniken, um dies zu erreichen, wie zum Beispiel:

  • Auswahl/Ausschluss – auf kleineren Diagrammen werden weniger Merkmale angezeigt. Karten mit großem Maßstab zeigen oft jede Boje, die mit einem Fahrkanal verbunden ist, aber Karten mit kleinerem Maßstab zeigen möglicherweise nur zwei am Kanaleingang.
  • Vereinfachung – Küstenlinien und andere gekräuselte Merkmale müssen geglättet werden, um auf kleineren Diagrammen dargestellt zu werden, sonst würden sich die Kurven zu einem nicht unterscheidbaren Fleck zusammenballen. Die einzelnen Liegeplätze einer Marina können auf großen Karten dargestellt werden, aber nur die Umrisse des Docks auf kleineren Karten.
  • Kombination – Ähnliche Funktionen werden in kleinerem Maßstab kombiniert. Derselbe Yachthafen kann auf Karten mit noch kleinerem Maßstab durch ein einzelnes Yachthafenpunktsymbol dargestellt werden.
  • Versetzen von Features – Während nahe gelegene Land-Features wie Straßen und Eisenbahnen aus Gründen der Übersichtlichkeit gegeneinander versetzt sein können, werden Features im Wasser, wie Felsen, Bojen oder Kanalgrenzen, niemals von ihren wahren Positionen versetzt. Andere Verallgemeinerungstechniken werden verwendet, um diese Merkmale in kleineren Maßstäben darzustellen, z.

Die folgenden Bilderpaare zeigen das Gebiet zwischen der Golden Gate Bridge in San Francisco und der Insel Alcatraz auf Karten mit zunehmend kleinerem Maßstab. Das Bild links zeigt die gesamte Ausdehnung jedes Diagramms. Das rechte Bild zeigt die zunehmend verallgemeinerte Darstellung desselben Gebiets auf einem 25 cm breiten Ausschnitt jedes Diagramms.


Entdeckungen in der Tiefsee

Solche Entdeckungen in der CCZ haben sich in den letzten Jahren beschleunigt, da Bergbauunternehmen Millionen von Dollar in Umweltstudien der Region investieren.

Dennoch bleibt das Tempo der wissenschaftlichen Forschung weit hinter einem konzertierten Vorstoß der Bergleute und der ISA zurück, die Bergbauvorschriften bis Ende 2020 abzuschließen. Trotzdem ist es unwahrscheinlich, dass der kommerzielle Bergbau erst Ende der 20er Jahre beginnen würde.

„Eines der Hauptprobleme bei so schnellen Fortschritten besteht darin, dass die Wissenschaft gezwungen ist, zu verallgemeinern“, sagt Amon, dessen Forschung sich auf das CCZ konzentriert. „Für große Bereiche der Abgrundzone, in denen Knötchen gefunden werden, beantworten wir jetzt nur die grundlegendste wissenschaftliche Frage: Was lebt dort?“

Während Wissenschaftler schätzen, dass die Hälfte der größeren Arten in der östlichen CCZ – Anemonen, Schwämme, Korallen – auf polymetallischen Knötchen leben, konnte noch niemand etwas so Grundlegendes wie eine Liste von Tieren zusammenstellen, die abzubauende Gebiete bewohnen. Das liegt vor allem an Tausenden von Exemplaren, die aus dem CCZ gesammelt wurden und darauf warten, durch die mühsame und unterfinanzierte Aufgabe der Taxonomie beschrieben und klassifiziert zu werden.

Bis die Arten benannt und ihre Rolle und Verbreitung im Ökosystem des Meeresbodens bestimmt werden können, ist es nach Adrian Glover, Tiefseebiologe bei der London Natural History, nahezu unmöglich, die Schwelle zu bestimmen, an der der Abbau über die direkt zerstörten Lebensräume hinaus ernsthafte Schäden verursachen würde Museum, das mehrere CCZ-Expeditionen protokolliert hat.

„Die Herausforderung wird sein, dass es möglicherweise seltene Arten gibt, über die wir nichts wissen“, sagt Glover. „Wir müssen entscheiden, welchen Wissensstand Sie benötigen, um mit dem Mining voranzukommen.“

Als der portugiesische Meeresbiologe Telmo Morato die ISA informell bei der Strukturierung ihrer neuen Umweltdatenbank beriet, untersuchte er eine kleine Stichprobe biologischer Daten, die von Bergbauunternehmen eingereicht wurden. „In einigen Fällen war die Datenqualität in Ordnung, in anderen weniger“, sagt er. „Ich kann Ihnen nicht sagen, ob dies die Regel oder die Ausnahme ist, aber die taxonomische Ebene war ziemlich niedrig, da sie weder den Art- noch den Gattungsnamen angab, was eine ordnungsgemäße Analyse verhindert.“

Selbst die heute nach Meinung der Wissenschaftler am häufigsten vorkommende Art in der am besten untersuchten Region des CCZ wurde bis vor zwei Jahren übersehen.

Genannt Plenaster craigi nach Smith von der University of Hawaii lebt der briefmarkengroße weiße Schwamm auf polymetallischen Knollen und gehört zu einer neuen Gattung, die als Wasserkanarienvogel in der Kohlemine dienen könnte. „Es war schon bemerkenswert, dass wir bis 2017 nicht einmal wussten, dass es wirklich existiert“, sagt Glover. "Das fasst das Problem irgendwie zusammen."

Während die Forderungen nach einem Moratorium für den Bergbau am Meeresboden zunehmen, arbeitet Glover mit der ISA an der Entwicklung eines Programms, um den Artenstau zu durchbrechen, indem es sich auf molekulare Taxonomie und andere DNA-Techniken stützt, um die Identifizierung von Tieren zu beschleunigen.

Smith seinerseits glaubt, dass, wenn der Meeresboden überhaupt abgebaut werden soll, der Abbau schrittweise erfolgen sollte, zunächst mit einem umfassenden Testbetrieb, um die Auswirkungen auf das Ökosystem zu überwachen, insbesondere auf die wenig untersuchte Wassersäule, die den Meeresboden mit dem Oberfläche und ist eine vertikale Autobahn für Meereslebewesen.

„Wenn ich mir den Tiefseebergbau ansehe, steht außer Frage, dass er der Umwelt in gewissem Umfang schaden wird“, sagt er. "Und die Gesellschaft muss entscheiden, ob dieser Schaden vertretbar ist."


Wie kann man Küstenlinien verallgemeinern? - Geografisches Informationssystem

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Extrahieren der Informationen der Küstenlinienform und ihrer vielfältigen Darstellungen

Ying Liu, 1 Shujun Li, 1,2 Zhen Tian, ​​1 Huirong Chen 1

1 Dalian Marineakademie (China)
2 Dalian Maritime Univ. (China)

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Nach dem Studium der Küstenlinie wird in der Arbeit eine neue Art der Mehrfachdarstellung vorgeschlagen. Das stimuliert das menschliche Denken, wenn sie verallgemeinert, das geeignete mathematische Modell erstellt und die Küstenlinie mit Grafiken beschreibt und alle Arten von Informationen über die Küstenlinienform extrahiert. Die automatische Verallgemeinerung der Küstenlinie wird basierend auf den Wissensregeln und arithmetischen Operatoren abgeschlossen. Die Darstellung der Küstenlinienform durch den Aufbau des Douglas-Binärbaums kann den Formcharakter der Küstenlinie nicht nur mikrokosmisch, sondern auch makroskopisch aufzeigen. Das Extrahieren der Küstenlinieninformationen schließt den lokalen charakteristischen Punkt und seine Orientierung, die Kurvenstruktur und das Topologiemerkmal ab. Die Kurvenstruktur kann in die Einzelkurve und den Kurvencluster unterteilt werden. Durch die Bestätigung der Wissensregeln der Küstenliniengeneralisierung, der generalisierten Skala und ihrer Formparameter wird schließlich das automatische Küstenliniengeneralisierungsmodell erstellt. Die Methode der mehrmaßstäblichen Darstellung der Küstenlinie in dieser Arbeit hat einige Stärken. Es ist der Denkmodus des Menschen und kann den Naturcharakter des Kurvenprototyps beibehalten. Die binäre Baumstruktur kann die Vergleichbarkeit der Küstenlinie steuern, das Phänomen der Selbstüberschneidung vermeiden und die einstimmige Topologiebeziehung beibehalten.

© (2007) COPYRIGHT Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). Das Herunterladen des Abstracts ist nur für den persönlichen Gebrauch gestattet.


Der Coastal Vulnerability Index (CVI) ist eine der einfachsten und am häufigsten verwendeten Methoden zur Bewertung der Küstenvulnerabilität gegenüber durch den Meeresspiegelanstieg (SLR) verursachter Erosion und/oder Überschwemmung. Auf diese Weise ist es ein gemeinsames Instrument, das zum Entscheidungsfindungsprozess in der langfristigen Küstenplanung und -bewirtschaftung beiträgt. Es gibt jedoch keinen einheitlichen Ansatz, und bestehende Ansätze können unterschiedliche Informationen liefern und somit unterschiedliche Entscheidungen fördern. In diesem Zusammenhang besteht das Hauptziel dieses Papiers darin, verschiedene Methoden zur Bestimmung des CVI zu vergleichen und zu bewerten und den am besten geeigneten Ansatz vorzuschlagen, der allgemein für die Bewertung der Küstenvulnerabilität angewendet werden kann. Dazu werden die Ansätze von Gornitz (1991), Shaw et al. (1998), Thieler und Hammar-Klose (2000) sowie Lopez et al. (2016) werden entlang der 160 km langen Küste von Barcelona im spanischen Mittelmeer angewendet.

Die Methode von Shaw et al. (1998) scheint der realistischere Ansatz zu sein, um die Verwundbarkeit der Küste von Barcelona zu bewerten, während das Gesamtverwundbarkeitsniveau, das nach der von Gornitz (1991) vorgeschlagenen Gleichung berechnet wird, eine große Variabilität anzeigt, von hochgradig anfällig bis sehr a geringe Verletzlichkeit. Diese Studie zeigt, dass die aus standortspezifischen Datenbanken erstellten Rangordnungstabellen möglicherweise nicht anderswo anwendbar sind, und weist darauf hin, dass es ratsam sein könnte, standort- oder regionenspezifische Rangordnungskategorien zu entwickeln, um den Gesamt-CVI zu berechnen, um zuverlässige Eingaben für die lokale Küstenzone zu liefern Management-Initiativen. Trotz der möglichen Verzerrungen bei der Kategorisierung der CVI-Gesamtklassen und ihrer Anforderungen an die Genehmigung von Expertenmeinungen/Urteilen helfen CVI-Tools Entscheidungsträgern, die notwendigen Maßnahmen zu ergreifen, um die Widerstandsfähigkeit von Küstengebieten gegenüber SLR zu erhöhen.


Küste

Wenn Sie jemals am Strand waren, waren Sie an einer Küste. Die Küste ist das Land entlang eines Meeres. Die Grenze einer Küste, wo Land auf Wasser trifft, wird Küstenlinie genannt.

Wellen, Gezeiten und Strömungen tragen dazu bei, Küstenlinien zu schaffen. Wenn Wellen auf das Ufer schlagen, tragen sie das Land auf oder erodieren es. Aber sie hinterlassen auch kleine Teile des Meeres, wie Muscheln, Sanddollars, Algen und Einsiedlerkrebse. Manchmal enden diese Objekte als dauerhaftere Teile der Küste.

Küstenveränderungen können Hunderte von Jahren dauern. Die Art und Weise, wie Küsten gebildet werden, hängt stark davon ab, welche Art von Material sich in Land und Wasser befindet. Je härter das Material im Land ist, desto schwieriger ist es zu erodieren. Küsten aus Granit, einem harten Gestein, bleiben jahrhundertelang ziemlich stabil. Der Zuckerhut an der Küste von Rio de Janeiro, Brasilien, besteht hauptsächlich aus Granit und Quarz. Es ist seit Jahrhunderten ein Wahrzeichen.

Die berühmten White Cliffs of Dover in England bestehen aus Kalziumkarbonat. Dies ist ein weiches Material und erodiert leicht. Es existiert jedoch in so großen Mengen, dass die jahrelange Erosion keine sichtbaren Auswirkungen auf die Küste hat. Die White Cliffs sind ein Wahrzeichen der englischen Küste des Ärmelkanals. (Die andere Küste ist französisch.)

Die sandigen Küsten der Inseln hingegen ändern sich fast täglich. Die Insel Mont Saint Michel ist nur bei Ebbe eine Insel. Bei Ebbe gehört sie zur Küste Frankreichs. Inseln sind auch der Standort der neuesten Küstenlinien der Erde, wie eine tongaische Insel, die im März 2009 durch den Ausbruch des Vulkans Hunga Tonga-Hunga Haapai entstand. Die von fünf Vulkanen geschaffene "Big Island" von Hawaii erweitert manchmal ihre Küstenlinie, wenn einer ihrer aktiven Vulkane, Mauna Loa oder Kilauea, ausbricht. Wenn Lavaströme den Ozean erreichen, kühlt die Lava ab und bildet neue Küstenlinien entlang des Pazifischen Ozeans.

Gezeiten, das Auf und Ab des Ozeans, beeinflussen, wo sich Sedimente und andere Objekte an der Küste ablagern. Das Wasser steigt langsam über das Ufer und fällt dann langsam wieder zurück, wobei Material zurückbleibt. An Orten mit großem Tidenhub (dem Bereich zwischen Ebbe und Flut) lagern Wellen weiter im Landesinneren Material wie Muscheln und Einsiedlerkrebse ab. Gebiete mit niedrigem Tidenhub haben kleinere Wellen, die Material näher am Ufer hinterlassen.

Wellen, die wirklich groß sind, tragen viel Energie. Je größer die Welle, desto mehr Energie hat sie und desto mehr Sedimente oder Gesteinspartikel werden sich bewegen. Küsten mit großen Stränden haben mehr Platz für Wellen, um ihre Energie und Ablagerungen zu verteilen. Küsten mit kleinen, schmalen Stränden haben weniger Platz für Wellen, um sich auszubreiten. Die gesamte Energie der Wellen ist an einem kleinen Ort konzentriert. Dies verleiht den kleinen Stränden ein zerfetztes, verwittertes Aussehen. Sandstrände werden weggespült und felsige Küsten werden manchmal von starken Wellen gebrochen.

Da Küsten dynamisch sind oder sich ständig verändern, sind sie wichtige Ökosysteme. Sie bieten Meerespflanzen, -tieren und -insekten ein einzigartiges Zuhause. Küsten können eisig sein, wie die Shackleton-Küste der Antarktis, oder Wüste, wie die Skelettküste von Namibia.

Küsten helfen uns, Naturereignisse wie Wetter und sich ändernde Meeresspiegel zu verstehen. Bei Stürmen sind Küsten die ersten Orte, die überflutet werden. Einige Küsten haben Küstenebenen. Küstenebenen sind flache, tief liegende Landstriche, die sichtbar werden können, wenn der Meeresspiegel sinkt.

Küsten, so schön sie auch sein mögen, haben es manchmal schwer. Sie sind von Umweltverschmutzung, Ölverschmutzungen und Müll von Land und Meer betroffen. Die Verschmutzung wirkt sich negativ auf das Aussehen einer Küste aus und schädigt die dort lebenden Meereslebewesen.

Menschen besuchen die Küste im Urlaub, um an Aktivitäten wie Angeln, Bootfahren und Schwimmen teilzunehmen.

In den Vereinigten Staaten können Küsten ebenso ein Hinweis auf die Kultur sein wie auf die physische Geographie. Zum Beispiel identifizieren sich Menschen an der Westküste in Kalifornien mit einer anderen Art von Kultur oder Lebensweise als Einwohner der Ostküste in New York City oder Washington, D.C. Die südliche Golfküste von New Orleans, Louisiana, hat noch eine andere kulturelle Verbindung.

Diese kulturelle Verbindung zur Küste zeigt sich in vielerlei Hinsicht, unter anderem beim Essen und bei Freizeitaktivitäten. Anwohner der Golfküste zum Beispiel kennen das Essen aus Garnelen, einem Meeresfrüchte, das in den warmen Gewässern des Golfs von Mexiko heimisch ist. Maine an der nördlichen Ostküste ist berühmt für seinen Hummer.

Die meiste Küste
. . . Kanada hat eine Küstenlinie von 202.080 Kilometern (125.567 Meilen).

Kurz aber süß
. . . Monaco hat 4 Kilometer Küstenlinie.

Banken und Ufer
Technisch gesehen ist das Land neben Flüssen und Seen Küsten. Aber Flussküsten werden Ufer genannt und Seeküsten werden Ufer genannt.


Einweisung

Russkowski: Von etwa 8 Milliarden US-Dollar Umsatz werden also etwa 6 Milliarden US-Dollar als allgemeine Diagnostik bezeichnet. Und es ist ein Traum des Betriebsmanagements: Wir führen eine halbe Milliarde Tests pro Jahr durch, und das unglaublich effizient. Wir haben 12.000 Phlebotomisten, die Blut abnehmen. Wir haben 3.800 Kuriere in Autos, die diese Proben abholen, dann 23 Flugzeuge, die sie zum richtigen Labor bringen. Dann laden wir unsere Labore auf und teilen die Ergebnisse in 95 % der Fälle am nächsten Morgen über EHRs mit allen 600 großen und kleinen Schnittstellen ab. Der größte Teil unserer Belegschaft arbeitet von Mitternacht bis 8 Uhr morgens.

Und dann ist da noch die Abrechnung: Wenn Sie die Rechnung machen, sind wir bei 8 Milliarden US-Dollar und es gibt 160 Millionen Anforderungen pro Jahr, also liegt unser durchschnittlicher Auftrag bei etwa 50 US-Dollar. Jede Anforderung umfasst drei bis vier Tests, und daher erhalten wir im Durchschnitt etwa 10 bis 15 US-Dollar für jeden Test.

Also zu deiner Frage zu den fortgeschrittenen Arbeiten. Aus dieser riesigen Reihe von Operationen haben wir aufgrund unserer Fähigkeiten rund 1 Milliarde US-Dollar an Geschäft entwickelt, was wir als "fortgeschrittene Diagnostik" bezeichnen, die, wie Sie erwähnt haben, sich auf genetische und molekulare Tests konzentriert das, aber wir sind derzeit das größte Unternehmen für genetische Diagnostik.

Und unsere Arbeit hier ist vielseitig. Unsere Partnerschaft mit IBM, um personalisierte Krebsbehandlungsoptionen zu identifizieren, passt zu der Idee, Informationen an die Gesundheitsversorgungsentscheidungen anzuhängen, um die Gesundheitsversorgung voranzubringen. Aber wir untersuchen auch breitere Bereiche wie Verbrauchergenetik und unsere wachsende Beziehung zu Ancestry, um ihre ethnischen Tests durchzuführen, sowie Dienste zur Unterstützung der Zahler und integrierten Bereitstellungssysteme für die Gesundheit der Bevölkerung zu nutzen. Und die Arbeit mit Ancestry hat gezeigt, dass es ein wachsendes Segment von Verbrauchern gibt, die bereit sind, für Dinge aus der eigenen Tasche zu bezahlen, von denen wir nie gedacht hätten, dass sie es tun würden. Gegen, relativ preiswerter BRCA-Test vor allem für Frauen.

Partnerschaftsstrategie

F: Wir haben vorhin darauf hingewiesen, wie unkonsolidiert die Laborbranche war, als Brown anfing. Und so viel Konsolidierung wie in den letzten 50 Jahren stattgefunden hat, die Branche ist immer noch ziemlich fragmentiert. Quest repräsentiert nur 8 % des größeren Laborsektors mit einem Volumen von 80 Milliarden US-Dollar. Unabhängige Labore machen 17 % aus, LabCorp 7 % und der Rest befindet sich im Besitz von Krankenhäusern und Gesundheitssystemen. Ich vermute, Steve, wenn Sie die allgemeine Inflationsrate im Gesundheitswesen beeinflussen wollen, ist eine größere Reichweite eine Voraussetzung. Faire Bewertung? Und wenn ja, nähern sich die unabhängigen Labore und Gesundheitssysteme der Suche nach Partnerschaften?

Russkowski: Das ist eine gute Frage, Eric, und du hast Recht und wir richten uns enger an diese unabhängigen Spieler und Gesundheitssysteme aus. Wenn ich mit der C-Suite der integrierten Abgabesysteme über ihre diagnostische Informationsstrategie spreche, sprechen wir in Wirklichkeit über drei Dinge. Eine davon ist, wenn Sie ein Krankenhaus betreiben, dann benötigen Sie ein Labor für stationäre Patienten, und wir haben bewährte Methoden, um Ihnen 10 bis 20 % Ihrer Kostenstelle einzusparen. Wenn Sie also eine Kostenstelle in Höhe von 200 Millionen US-Dollar betreiben, können wir Ihnen jährlich 20 bis 40 Millionen US-Dollar einsparen. Zweitens senden Sie die ausgeklügelteren Tests und die fortschrittlichere Diagnostik, genomische, molekulare usw. aus. Die Chancen stehen gut, dass Sie nicht allzu anspruchsvoll sind, wie Sie das kaufen. So können wir Ihnen dabei helfen, Geld zu sparen und Ihre gesamte diagnostische Aufarbeitung einfach besser zu machen. Und drittens, für das ungefähr ein Drittel des Marktes, das Krankenhaus-Outreach ist, wo Systeme diese Labor-Assets nutzen, um Ärzte außerhalb der vier Wände des Krankenhauses zu bedienen, können wir mit Systemen arbeiten, um herauszufinden, ob sie dies wirklich wollen angesichts des Preisdrucks, den sie von Medicare, Medicaid und kommerziellen Versicherungen bekommen, dabei sein. Manchmal kaufen wir tatsächlich ihr Outreach-Geschäft.

Es handelt sich also um eine dreigleisige Diskussion, und wir haben Systeme, bei denen wir alle drei tun. Und wenn wir in diese Diskussion einsteigen, können wir herausfinden, wie wir die anderen Dinge ansprechen können, um sie nachts wach zu halten. Je nach System können wir uns mit der Bevölkerungsgesundheit, der Mitarbeitergesundheit und anderen Bereichen befassen, an denen wir arbeiten. In einigen Fällen, darunter Banner Health, University of Pittsburgh Medical Center und University of Massachusetts, haben wir Joint Ventures gegründet.

F: Kurze mathematische Frage für die Uneingeweihten hier (mich eingeschlossen): Sie haben als Beispiel eine Kostenstelle von 200 Millionen US-Dollar genannt, und aufgrund der Effizienz, die Quest dazu bringen kann, können Sie 10 bis 20 % Einsparungen erzielen. Wie groß muss ein Gesundheitssystem in Bezug auf seine Einnahmen sein, um eine Kostenstelle von 200 Millionen US-Dollar zu haben?

Russkowski: Wenn das Beispiel eine Kostenstelle von 200 Millionen US-Dollar ist, ist das ein System von ungefähr 3 Milliarden US-Dollar. Betrachtet man die Kosten für den Betrieb eines Krankenhaussystems, so entfallen etwa 50 % der Kosten auf Nebenleistungen und innerhalb der Nebenleistungen etwa 15 % auf die Laborkosten. Daher kommen die 200 Millionen Dollar. Es ist also nicht unbedeutend, und obwohl es ein Teil des Systems ist, das arbeitsabhängig ist, ist es nicht so arbeitsabhängig wie die anderen 50% der Kostenstruktur. Es ist also eine Gelegenheit, diese 10 bis 20 % ohne viel schweres Heben zu sparen.

F: Dies ist eine wesentliche Zahl, wenn man bedenkt, dass die durchschnittliche Betriebsmarge des gemeinnützigen Gesundheitssystems im vergangenen Jahr 1,7 % betrug.

Russkowski: Ja genau. Jetzt ist jedes Gespräch anders, wie Sie sich vorstellen können &ndash, wenn Sie ein integriertes System sehen, sehen Sie eines. Jede Gelegenheit, die wir sehen, ist anders, je nachdem, wo sie mit ihrer Geographie der Labore sitzen und was sie für Patienten haben.

Ein paar Beispiele: Wie bereits erwähnt, haben wir ein Joint Venture mit der University of Massachusetts gegründet. Wir kauften ihr Outreach-Geschäft im Jahr 2013. Und für John O'Brien, den Herrn, der das System leitet, war sein Gedankengang: "In Massachusetts wird alles auf Wertbasis erstattet, also kümmere ich mich weniger um Aktivität und Honorare -Service und mehr über die Senkung meiner Servicekosten." Aber in Connecticut, wo wir das Outreach-Geschäft von Hartford HealthCare gekauft und durch die Verlagerung nach Massachusetts eine schöne Möglichkeit zur Kosteneinsparung geboten haben, ging es darum, effizienter zu werden eine Kostenstelle von 100 Millionen US-Dollar. Ich brauche gute Ideen, um Geld zu sparen, die ich schnell umsetzen kann."

Und an der Westküste, wo wir mit PeaceHealth das Trifecta gemacht haben und wir ihr Outreach-Geschäft gekauft haben, helfen wir beim Betrieb ihres Labors und bieten ihre ausgeklügelten Tests an. It's, "Do I want to invest my capital into buying the next generation of equipment or in advanced diagnostics? Do I want to rely on more partners now to become more efficient in different areas of the value chain? And wouldn't this be a good area for having Quest help us with that?"

You know, some of the CEOs are looking at this as a melting ice cream cone. The assets are going to be less valuable in three to four years than they are today, so why not take the money off the table now and redeploy that capital into something more useful to their strategy?

Protecting Access to Medicare Act

Q: Let's talk about that melting ice cream cone for a moment. We'll start by going back to April 1, 2014, when the Protecting Access to Medicare Act (PAMA) was signed. PAMA is one of those innocuous-sounding acronyms that's actually hugely consequential for your industry. Talk about what PAMA represents, because it's while it is injurious to everybody's economics, it affects the various industry players unevenly.

Rusckowski: So some background: CMS is the largest buyer of laboratory services in the industry. The agency buys about $8 billion in laboratory services, and about 80% of that is regional laboratories, hospital laboratories, or specialty laboratories&mdashQuest and LabCorp represent only about 20% of what CMS buys. And the reason why there is such fragmentation is because the logistics and economics of our central-laboratory model that work really well in densely populated metropolitan areas are less effective the farther away you get, so that's why you need to have laboratories in rural and small-town America. And the cost to serve is quite different in those areas.

So Congress realized that if CMS wasn't controlled, we'd run the risk that CMS will arbitrarily cut the rates, laboratories would close, and Medicare beneficiaries would not have access to critical laboratory testing. So PAMA aimed to address that fear by refreshing how we pay laboratories. The idea was to gather market-based data for the entire marketplace&mdashnot just from Quest or LabCorp, but from all the regional laboratories and hospital laboratories&mdashand then pick the volume-adjusted median as the new rate. And there's a wide variation of those rates, with the nationals being the lowest and hospitals being the highest.

But when CMS launched the data collection process&mdashand it was an enormous amount of data, all the codes that are the clinical lab fee schedule, all the rates by commercial payer&mdashthe agency restricted who can provide data by a definition called an "applicable laboratory," which allowed smaller laboratories not to report. And then it actually became problematic for hospitals to report the data. So in the end, the vast majority of the data came from the two large nationals, which resulted in the price pointing to the lowest of the low. A clinical lab fee schedule came out in 2017 that puts a 10% cut per year for three years, and the data suggest there will be a tail to that in 2021, which will essentially be about a 40% cut&mdashthat essentially cuts the profit on the industry in half.

Q: Which effectively reconfigures the industry.

Rusckowski: Exactly. You don't have to be an economist to realize when you take out half the profit in a very fragmented industry, you're going to have structural change that will benefit the leader, Quest Diagnostics. And yeah, it's part of our strategy to consolidate. But the end consequence of this is that there will be Medicare beneficiaries who eventually won't have access to laboratory services because small operators are not going to be able to stay open.

So we're fighting PAMA: We agree with the principle, but we don't agree with the implementation of it. We're contesting in court that CMS did not properly execute against the intent of Congress, and we've also got legislation on the Hill that would postpone the next data collection process by one year and hire an independent body to look at a better approach to the data collection.

Q: So what I'm hearing is that on one hand, this is definitely a headwind to your own economics. But on the other hand, it's disproportionately harder-hitting on these subscale hospital-owned and independent businesses, which in an ironic twist ends up helping Quest because you're a more attractive partner. Fair characterization?

Rusckowski: Yes, I think so. On the one had of course it's painful because it's real money, right? Our business for Medicare is about a $900 million a year, so this has cost us and our competitor about 10%&mdashabout $100 million&mdasha year. So in the short run, it's tough because we have to accept that price haircut and still continue to grow the company and make our margins.


Emmanuel Stefanakis

Professor and Head, Geomatics Engineering

Editor-in-Chief Cartographica

Department of Geomatics Engineering

Schulich School of Engineering, University of Calgary

2500 University Drive NW, Calgary, Alberta, Canada T2N 1N4

emmanuel.stefanakis @ucalgary.ca or @gmail.com

Biography

  • Ph.D. in Electrical and Computer Engineering, National Technical University of Athens, Greece (1997)
  • M.Sc.E. in Geodesy and Geomatics Engineering, University of New Brunswick, Canada (1994)
  • Dipl.Eng. in Rural and Surveying Engineering, National Technical University of Athens, Greece (1992)

Geographic Information Systems and Science

Short Resume

Since 1992, I have been involved in multiple research projects mostly funded by Canadian Agencies (under NSERC, NRCan, UNB, UoC, etc.), the European Union (under IST, COST, Telematics, Environment, TMR, ESPRIT, etc.), and the Greek Government. I have worked as an advisor or researcher at the Hellenic Cadastre S.A., Intracom S.A., Hellenic Documentation Centre, and Fraunhofer Gessellschaft - AIS Institute (Germany). Since 1999, I have been a University Professor with an extended service record at multiple academic institutions in Canada and Europe. Since September 2018, I serve as the Head of Geomatics Engineering at the University of Calgary. Mein teaching portfolio includes many undergraduate and graduate courses in Geoinformatics at numerous Institutions (U of Calgary, U of New Brunswick, HU Athens, NTU Athens, U of Piraeus, U of Aegean, Hellenic Open University, TU Crete, BW Munich, and UN Lisbon) and programs in Engineering and Science, while it involves a variety of teaching modes (classroom-based, online & distance-learning). In 2017, I was the recipient of the UNB President Teaching Scholar Award. Mein research interests include the following topics: Geographic Data Handling, Spatio-temporal Knowledge Discovery and Data Mining, Spatio-temporal Indexing and Optimization, Geovisualization and Cartography, Web Mapping and Geospatial Web, Spatial Data Infrastructures, Interoperability of Geographic Data and Semantic Web, Spatial Analysis Methods and Algorithms, Education in Geomatics and Geomatics-Assisted Education. I have supervised over 120 students from all six continents and authored or co-authored 5 textbooks and over 100 articles published in international journals (e.g., IJGIS, IEEE TKDE, CEUS, Transactions in GIS, Cartography and GIS Journal, Geomatica, etc.) and conferences (e.g., IEEE KDE, COSIT, SDH, AGILE, ISPRS, ICA, GIScience, etc.). I have been a reviewer of many articles for international scientific journals and conferences, while I have served as a member of the Organizing, Program and Scientific committees in international conferences related to Geoinformatics. Since January 2014, I have been the Editor-in-Chief of Cartographica Journal. I am a member of the Association of Professional Engineers and Geoscientists of Alberta (APEGA) Canadian Institute of Geomatics (CIG) and Canadian Cartographic Association (CCA). I have active involvement with the Canadian Board of Examiners for Professional Surveyors (CBEPS), the Canadian Institute of Geomatics (CIG), and the International Society for Photogrammetry and Remote Sensing (ISPRS).

Research

Ongoing Research Projects

  • HALOS: Mapping Linear Features on Modern Geospatial Reference Frameworks (Funded by: NSERC Discovery Grant and the Discovery Accelerator Supplements Program, 2019-24)
  • On-the-Fly Flood Modelling (Funded by: NRCan, RAP Bursary Agreement, 2019-21)
  • Jupyter Notebook to interact with the content of a Data Cube Platform (Funded by: NRCan, 2020-21)
  • Geospatial Data Science (Funded by: SSE, UoC, Research Allowance 2018-23)
  • KNOT: KNOwledge discovery from Trajectory data (Funded by: NSERC Discovery Grant 2013-19)
  • Jupyter Notebook for flood mapping practices and water data analysis in Canada (Funded by: NRCan, 2020)
  • UTS: University Teaching Scholar Grant (Funded by: UNB UTS 2017-20)

Development of a Data Warehouse for Riverine and Coastal Flood Risk Management (Funded by: NRCan, RAP Bursary Agreement, 2014-17) Details.

Assessing the Quality of OpenStreetMap Data for New Brunswick (Funded by:NSERC USRA, 2017)

Evaluation and Fusion of Elevation Web Services for Flood Mapping (Funded by:NSERC USRA, 2017)

Impact of Flood Waters on Grand Lake Meadows Ecosystem - Past and Present (Funded by: Grand Lake Meadows Project Management Committee - GLMF, 2016-17)

Contextual Line Simplification (CLS) for ArcGIS (Funded by: NSERC, Engage Grant, 2015 Industrial partner: Esri Canada)

Development and Delivery of a Course Module for Flood Hazard Risk Assessment(Funded by: UNB - Teaching & Learning Priority Fund,2015-16)

Study of Map Projections using Geospatial Web Tools (Funded by: UNB - Teaching & Learning Priority Fund, 2014-15)

Development of the HAZUS Flood Mapping Tool for Canada: Data Integration and Database Development in a New Brunswick Municipality (Funded by: NRCan, Pilot Project, 2014)

Historical Map Collections and Map Mashups: Enhance the Historical Significance of Grand Lake Meadows in New Brunswick (2013. Funded by: Grand Lake Meadows Project Management Committee - GLMF)

Knowledge Discovery from Moving Object Databases: Mining Vessel Trajectories (2012-14. Funded by: UNB/GGE GIS Research Funds)

Web Mapping and Geospatial Web: Re-authoring the Lab Sessions and Tutorials (2013-14. Funded by: UNB - Teaching & Learning Priority Fund)

Historical Map Collections on the Web: Intelligent tools for Sharing and Searching their Content. (2010-13. Funded by: European Social Fund and the Hellenic Strategic Reference Framework - Heracleitus II Project)

MOVE: Knowledge Discovery from Moving Objects. (2009-13 Funded by the European Science Foundation - Action of the COST Programme: European Cooperation in Science and Technology. MOVE Project. Member of the Working Group: Representation of Movement Data and Spatio-temporal Databases).

Mining and Disseminating the Content of Historical Map Collections: Studying the NB Archives (2012-13. Funded by: UNB - URF Grant)

Map-Centered History Teaching. Case Study: Exploring the History of the City of Fredericton through Web Maps (2012-13. Funded by: Then/Hier: The History Education Network).

An Advanced Storytelling Platform for the Battleship “G. Averof” (2009-10 Funded by DAAD: the German Academic Exchange Service - IKYDA: Programme for the Promotion of the Exchange and Scientific Cooperation between Greece and Germany. Project Leader. German Partner: Prof. Dr. M. Jarke, Info5, RWTH Aachen).

[email protected]: The Use of Mashups and Web Mapping for History Teaching (2008-10 Project Leader. In cooperation with the National Archaeological Museum of Athens, the Arsakeion Schools of Athens, and the Museum Battleship “G. Averof”).

COAST ATLAS: A GIS for Coastal Management (2006-08 Funded by the European Union and the Greek General Secretariat for Research and Technology).

EDUGI: Reuse and Sharing of e-Learning Courses in GI Science Education (2006-07 Funded by the European Union. EC e-learning Programme: eduGI. Project Leader for Harokopio University).

Teaching

  • ENGO 351: Introduction to Geospatial Information Systems (Fall 2020)
  • ENGO 451: Design and Implementation of Geospatial Information Systems (Fall 2020)
  • ENGO 697: Directed Studies

Online courses (2020-21):

  • GGE3423: Introduction to GIS(online course open entry)
  • GGE4423: Advanced GIS(online course open entry)
  • GGE5403: Web Mapping and Geospatial Web Services(online course open entry)
  • UN Lisbon: Geographic Databases and Geospatial Web Services (Distance-Learning Course)

Other courses taught @ UofC:

  • ENGG 200: Engineering Design and Communication (Course Coordinator)
  • ENGO 351: Introduction to Geospatial Information Systems
  • ENGO 645: Spatial Databases and Data Mining

Publications

Selected Publications [ GoogleScholar, ResearchGate]