Fără îndoială, trăim în era informației. Se estimează că se produc 2,5 exabytes de date în fiecare zi. Există o certitudine larg răspândită conform căreia colectarea și analiza adecvată și utilizarea informațiilor oferă oportunități mari de dezvoltare și un avantaj competitiv în domeniul tehnologiei, științei sau afacerilor.
Dar să începem cu elementele de bază. În acest articol, vom descrie ce tipuri de date sunt, ce sunt datele spațiale și non-spațiale și cum le putem folosi în funcție context.
Date spațiale și non-spațiale – ce sunt?
În general, datele pot fi împărțite în două categorii:
Date non-spațiale
sunt răspunsul la întrebarea „ce?”
Sunt independente de informațiile despre locație. Putem afla ceva despre un obiect, dar nu putem determina locația lui.
Date spațiale(geospațiale)
sunt răspunsul la întrebarea „unde?”
Acestea conțin informații despre locație. Datorită lor, știm unde se află o locație pe suprafața Pământului.
Vom arunca o privire mai atentă asupra datelor spațiale
Cu ce avem de-a face cu adevărat când vorbim despre date spațiale? Dacă vă uitați la ele îndeaproape, veți descoperi că sunt formate din elemente mai mici care alcătuiesc un întreg mai mare – cum ar fi, de exemplu, o moleculă de apă este formată din unități mai mici – atomi de hidrogen și oxigen. Pentru a folosi această analogie, în cazul datelor spațiale, avem două modele de date care sunt compuse din proprii lor „atomi”.
Date vectoriale
Într-un model de date vectoriale, punctele sunt „atomi”. Realitatea se reflectă sub formă de puncte, linii și poligoane cu coordonate specifice. Conexiunea punctelor creează linii, care, atunci când sunt conectate, devin poligoane. Vectorii reprezintă o imagine simplificată a obiectelor și sunt cel mai adesea stocați în format SHP (Shapefiles).
Date Raster
În modelul raster, rolul atomilor este jucat de pixeli; datele sunt stocate ca pixeli aranjați pe o grilă. Fiecare pixel din raster corespunde unei locații specifice și i se atribuie un set specific de atribute. Pe baza valorilor pixelilor, putem afla ce culoare reprezintă. Imaginile sunt un exemplu cunoscut de date raster. Pe de altă parte, în lumea datelor spațiale, rasterele sunt de obicei menționate în contextul ortofotoplanului, adică fotografiile făcute din aer – de sateliți, avioane etc.
Date spațiale primare
Datele vectoriale și datele raster sunt așa-numitele date spațiale originale care sunt colectate pe teren, dar nu au fost încă prelucrate în niciun fel și nu au primit nicio utilizare.
Unde pot fi întâlnite date spațiale secundare?
Datele spațiale pe care le întâlnim în fiecare zi (de multe ori fără a fi pe deplin conștienți de ele), în aproape fiecare context, sunt așa-numitele date spațiale secundare – adică deja procesate. Să vedem unde le putem găsi.
Am aflat prima oară despre acest tip de date spațiale în școala primară. De obicei, însă, este nevoie de mult timp pentru a realiza de ce am învățat să determinăm longitudinea și latitudinea Capului Horn și că utilizarea coordonatelor geografice nu se limitează la lecții de geografie (mai mult sau mai puțin cunoscute).
Sistemul de coordonate geografice este folosit pentru a determina locația exactă a unui obiect pe suprafața Pământului și este folosit ori de câte ori, de exemplu, folosim navigarea prin telefon. În matematică, am folosi sistemul de coordonate matematic (x, y), în sistemul de coordonate geografice, axele x și y corespund latitudinii și longitudinii, precum și liniilor de paralele și meridiane. Gradele de latitudine și longitudine corespund unghiului de înclinare al paralelei sau meridianului, respectiv, cu centrul Pământului.
Sursa: https://www.britannica.com/science/latitude
Georeferința și gecodarea sunt două fenomene diferite. Cu toate acestea, în ceea ce privește procesul, acestea sunt foarte asemănătoare – ambele se referă la potrivirea datelor la coordonatele corespunzătoare de pe suprafața Pământului.
Georeferința este alocarea datelor de coordonate rasterelor sau vectorilor, astfel încât acestea să poată fi localizate pe suprafața Pământului. În procesul de geocodare, pe de altă parte, datele de adresă și numele locațiilor (de exemplu, oraș sau țară) sunt alocate coordonatele geografice corespunzătoare.
Ambele mecanisme sunt folosite, de exemplu, în hărțile Google și folosite atunci când dorim să trimitem cuiva locația unui loc de interes, care, însă, nu are o adresă (georeferință) sau când introducem adresa în sistemul de navigație al telefonului, care este apoi convertit în coordonate geografice, astfel încât sistemul GPS să vă poată ghida către destinație (geocodare).
Date LiDAR – nori de puncte, sunt seturi de puncte care descriu un obiect sau o suprafață. Pentru colectarea acestora se folosește o tehnică de scanare cu laser (LiDAR – Light Detection and Ranging). Măsurătorile se fac prin iluminarea punctului cu lumină laser și măsurarea timpului de revenire a luminii reflectate. In acest fel se obtin informatii despre distanta. Pe baza acestora, puteți crea ulterior date tridimensionale, de ex. un model de teren. Datele 3D depășesc coordonatele geografice standard X și Y, deoarece includ și informații despre înălțime sau adâncime
Datele spațiale pot fi completate cu orice număr de atribute suplimentare. Prin atribut înțelegem orice informație spațială suplimentară despre un obiect care depășește locația sau date care nu au legătură cu spațiul în niciun fel.
De exemplu, în Harta Națională a Arborilor, unde vom găsi toți arborii inventariați din Polonia, în afară de localizarea geografică a fiecăruia dintre ei, vom afla și de pe hartă, printre altele, despre specia, vârsta sau înălțimea copacul.
Harta națională a arborilor
https://aplikacja.mapadrzew.com/
De ce sunt importante datele geospațiale?
Contextul geografic face posibilă utilizarea dependențelor spațiale și tragerea unor concluzii suplimentare pe baza acestora și, astfel, luarea unor decizii și mai bune și mai bine stabilite – dar și de business. Se spune că 80% dintre organizații colectează și stochează date cu un context geospațial. Datele spațiale sunt folosite chiar dacă nu le cunoașteți – indiferent de industria în care lucrați.
Cum veți folosi datele spațiale – chiar și în business?
Acum că aveți o înțelegere de bază a tipurilor de date, întrebarea care vă vine probabil în minte este „Ce urmează? Cum pot folosi datele spațiale? ”.
Așadar, să vizualizăm câteva aplicații:
Un sistem GIS este un program sau mai multe programe conexe care permit vizualizarea, analiza și gestionarea datelor de la nivelul hărții. Sistemele de acest tip sunt utilizate în multe sectoare ale economiei, de ex. în industria electrică, termică sau de telecomunicații, pentru a vizualiza și analiza date despre rețele și a le gestiona eficient. Un astfel de sistem este, de exemplu GeoGrid creat de Globema, care ajută la utilizarea potențialului datelor vizualizate pe hărți.
Utilizatorul unui sistem GIS utilizează de obicei mai multe seturi de date spațiale afișate pe straturi(layere) separate, care pot fi comparate și analizate pentru a înțelege mai bine dependențele care apar, pentru a monitoriza procesele și a trage concluziile adecvate. Sistemele GIS sunt cel mai des întalnit mod de utilizare a datelor spațiale.
Datele spațiale sunt de obicei prezentate sub formă de hărți. Cu ajutorul hărților pot surprinde cu ușurință probleme complexe și vă pot ajuta la înțelegerea fenomenelor care apar. Hărțile fac datele mai ușor de interpretat – o singură privire este suficientă pentru a observa o regularitate, prin urmare ajută la luarea deciziilor mai rapid.
Hărțile pot fi folosite și pentru a prezenta date care în mod normal nu ar lua o formă vizuală: demografice sau corelații ale fenomenelor studiate, de ex. temperaturile aerului prognozate cu temperaturile maxime.
O variantă interesantă de prezentare a datelor pe o hartă este o hartă choropleth (choropleth map). Prezintă fenomenul prin intermediul valorilor sale medii în limitele unităților teritoriale individuale, de ex. densitatea medie a populației pe kilometru pătrat într-un anumit județ sau, revenind la exemplul Hărții Arboretice Naționale, ponderea procentuală a suprafeței arborescente în acoperirea terenului, unde unitatea teritorială este ocoala forestieră, poviatele sau voievodate.
Harta coropletică a unui procent de acoperire a arborilor în fiecare voievodat pe Harta națională a coroanelor arborilor
O altă modalitate de a utiliza datele spațiale este crearea unei hărți sau a unei vederi 3D folosind o colecție de vizualizare online. În acest fel, puteți partaja vizualizarea pe care ați dezvoltat-o printr-un link URL . Ar putea fi o hartă interactivă sau un repository – posibilitățile sunt numeroase!
Auzim adesea că nimic nu se întâmplă în vid – acest lucru este demonstrat clar de posibilitățile oferite de analizele datelor spațiale, care ne ajută să înțelegem mai bine procesele și fenomenele și astfel să luăm decizii mai bune. Ele pot fi folosite în aproape orice domeniu.
Pe baza analizei datelor într-un context spațial, se poate afla, de exemplu, unde se caută servicii medicale specifice, unde se pot localiza punctele de încărcare pentru mașini electrice sau unde se află un nou punct de vânzare, pe baza demografică, date, locație și informații colectate despre obiceiurile destinatarilor serviciilor. Despre asta se referă inteligența locației, utilizarea „inteligentă” a informațiilor despre locație pentru a înțelege anumite fenomene, fie ele sociale sau de mediu, și să le folosească pentru a îmbunătăți gestionarea și a lua decizii strategice mai bune pe baza analizei datelor.
Cartografierea folosind elementul locație poate ajuta, de asemenea, indirect în lupta împotriva schimbărilor climatice. Întrucât este folosit pentru a crea rute mai bune și mai optime pentru transport, contribuie la reducerea consumului de combustibil și, astfel, la o utilizare mai rațională a combustibililor fosili și la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră, inclusiv CO2.
Datele spațiale sunt prezente și pot fi utilizate în multe industrii și pentru a analiza o mare varietate de fenomene. Cu toate acestea, în ciuda cifrei uriașe de informații colectate în fiecare zi, relativ puțini oameni știu unde să caute astfel de date și cum să le folosească în propriile scopuri, inclusiv în scopuri comerciale.
Prezentarea datelor spațiale depășește cu mult hărțile cele mai cunoscute de toți, iar Sistemele Informaționale Geografice (GIS) permit vizualizarea, prelucrarea și analiza fenomenelor și proceselor în aproape toate domeniile: de la telecomunicații și energie până la retail și sectorul serviciilor.
Dar dacă datele spațiale au o valoare atât de mare, de ce este discutat acest subiect abia acum? Răspunsul este destul de simplu. Faptul că datele spațiale sunt utile este cunoscut de mult timp, dar anterior erau mult mai puțin disponibile și, prin urmare, mai puțin utile și nu au fost întotdeauna suficiente pentru ca analiza să aducă un rezultat tangibil. Calculatoarele din ce în ce mai avansate din punct de vedere tehnologic și alte dispozitive pentru colectarea și procesarea datelor fac acest proces mult mai simplu, prin urmare companiile și organizațiile folosesc datele spațiale pentru a găsi soluții la problemele lor și pentru a răspunde multiplelor probleme și provocări din business.
Ceea ce este încă o mare dificultate în contextul lucrului cu date este faptul că acestea sunt adesea blocate în formate greu de citit de aplicația pe care o ai la dispoziție. Din fericire, există instrumente de procesare a datelor – precum Platforma FME, care ajută la „traducerea” datelor spațiale colectate într-un format disponibil pentru aplicațiile utilizate în mod obișnuit și vă permite să le folosiți potențial maxim.