GLOBÁLNÍ PROSTOROVÉ
DATOVÉ PROJEKTY
a UDRŽITELNÝ ROZVOJ
Doc. RNDr. Milan KONEČNÝ, CSc.
President; International Cartographic Association (ICA)
Vice-President; International Society for Digital Earth (ISDE)
Head; Laboratory on Geoinformatics and Cartography, Institute of
Geography, Faculty of Science, Masaryk University, Kotlarska 2,
611 37 BRNO, Czech republic
konecny@geogr.muni.cz
Mapové zdroje-Přednáška 4-
30.11.2023-Brno
Informačně/Znalostně-založená
udržitelná Informační společnost
Spojení mezi trvalou udržitelností
a rozvojem informační splečnosti
je ještě málo prozkoumán.
Udržitelný rozvoj
soubor rovnocenných aspektů:
- ekonomických,
- ekologických,
- technologických,
- sociálních,
- kulturních,
- etických.
Lidstvo vymyslelo tři významné formy
komunikace:
jazyk
hudbu
mapování
Ale nejstarší je mapování.
Prehistoric Map,
Pavlov Hills, South
Moravia, 24 000 B.C.
3-D Image of Pudong Area, Shanghai
Height
Unit: m
Elevation Map of Buildings Produced from 3-D
Imager
Easy navigation
Various quality of images
TriDef Visualizer - Dynamic Stereoscopic Viewing in Google
Earth (showing San Francisco 3D buildings)
„Jaké procesy je nutno brát v úvahu při zvládání
výzev 21. století ?“
EXPO 2000, Hannover
Globalizace začíná ovlivňovat
mnoho dalších oblastí kromě
ekonomie.
Informační a komunikační
technologie tento rozvoj řídí.
Světově rozšířená Informační
společnost nám nabízí mnoho
nových příležitostí.
Světová populace stále dramaticky
vzrůstá, zejména v Asii a Africe.
Neustálou podporou vyšší životní
úrovně pro stále více lidí se zvyšuje
tlak na omezené přírodní zdroje
Země a zvyšuje se riziko jejich
vyčerpání v budoucnosti.
V příštím tisíciletí se budeme
muset naučit jak zvýšit
desetkrát produkci pro
zvýšení ekonomického
výstupu, bez zvyšování
současného tlaku na přírodní
zdroje Země.
Z většího ekonomického
výstupu musí mít prospěch
zejména země Jihu.
Takováto extrémní
dematerializace může být
dosažena pouze růstem
inovací, pro něž zejména
informační technologie
nabízejí dobrý potenciál.
Vlastní okruhy pro řešení problémů trvale
udržitelného rozvoje na počátku 21. století byly
na EXPO 2000 formulovány takto:
znalosti: informace,
komunikace (Knowledge:
Information,
Communication),
lidstvo (Humankind),
životní prostředí: krajina,
klimat (Environment:
Landscape, Climate),
mobilita resp.pohyblivost:
budoucnost práce (Mobility,
The Future of Work),
energie (Energy),
budoucnost zdraví
(Health Futures),
výživa (Nutrition),
základní potřeby (Basic
Needs),
planeta vizí (Planet of
Visions),
otázky 21. století (21st
Century)
Kofi Annan, generální tajemník OSN, ve zprávě pro
"High-Level Forum on City Informatization in the
Asia-Pacific Region", Šanghaj, 1999:
„Svět je uprostřed informační revoluce. Informace a znalosti rychle
expandují jak v oblasti kvality, tak i dostupnosti. Nové komunikační
technologie přinášejí těm, kteří přijímají řešení, dříve nepředstavitelné
nové nástroje pro rozvoj a rozvojovým zemím dramatické příležitosti
pro skok do budoucnosti, a opuštění současné stagnace a poklesu, v
němž setrvávají po léta a někdy i desetiletí.
Současně ale polovina světové populace nikdy neuskutečnila
telefonický hovor nebo si sama neprohlížela WWW.
Propast mezi těmi, kteří přístup k informacím mají a těmi, kteří ho
nemají, se rozšiřuje a existuje reálné nebezpečí, že světová chudoba
bude vyloučena z informační revoluce. V rostoucím vzájemně závislém
světě je něco, co by mělo být zájmem nás všech.
Vlády, mezinárodní organizace a jednotlivci musí všichni pracovat
společně v zájmu překlenutí tzv. „digital divide“, tj. nestejného
přístupu k informacím.
Joel L. Morrison,
bývalý president ICA,Barcelona ’95:
Kartografie je ovlivňována dvěma na první
pohled rychlostně nestejně se rozvíjejícími
oblastmi:
rozvojem geografického myšlení (jevící se
jako pomalejší, ale naprosto nezbytné pro
řešení problémů naší planety) a
rozvojem technologií (jevícím se jako
výrazně rychlejší).
Rhind 2000: Globální prostorové
orientované datové projekty - motivy
Politický a vizionářský vliv (např. vize NSDI prezidenta Clintona,
resp. vize Digitální planety Země definovaná Al Gore)
Jevy probíhající mezi státy, jež nerespektují jejich hranice a
vyžadují monitoring v reálném čase (např. Černobylská krize,
která vyžadovala humanitární pomoc od mnoha zemí s
minimálním prodlením).
Vojenské požadavky na útočné nebo mírové operace kdekoliv na
světě; mezinárodní harmonizace obsahu.
Požadavky mezinárodních humanitárních organizací na
konzistentní data pro zajištění (na makro-úrovni) relativních
potřeb v různých, často rozlehlých oblastech, anebo ve středním
měřítku menších oblastí v rámci jedné země nebo regionu.
Konzistentní data pomáhají minimalizovat náklady a
maximalizovat kvalitu analytických postupů.
Příležitosti pro obchod, od informace pro cestování (např.
autoatlas) po široké použití v "mikro-geografii", nejbližší
bankomat, až po servis poskytovaný pomocí Web samotnými
občany (např. místa soukromých událostí). Posledně jmenované
nepotřebují bezešvé mezinárodní mapy, ale konzistence obsahu a
formy např. velmi vyhovuje nadnárodním poskytovatelům služeb.
Konkurenceschopnost komerčních organizací na straně jedné a
národních mapovacích agentur (v ČR např. ČÚZK) na straně
druhé, kdy obě operují na mezinárodním trhu a dosahují redukce
nákladů tím, že pracují na základě konzistentních specifikací.
GLOBÁLNÍ PROJEKTY
Prostorové datové projekty v globálním měřítku:
Globální mapa,
Globální prostorová datová infrastruktura,
Digitální planeta Země,
Geografická databáze OSN.
Globální mapy - Global Map (GM)
(http://www.iscgm.org)
Hlavním cílem: spojit úsilí všech zemí a zainteresovaných organizací a
vytvořit a poskytnout snadný a otevřený přístup ke globálním
geografickým informacím (GI) v měřítku 1:1 mil.
GI pro implementaci globálních dohod a konvencí pro ochranu
životního prostředí, monitorování hlavních jevů ovlivňujících ŽP a
povzbuzení ekonomického růstu v rámci kontextu trvale udržitelného
rozvoje.
Projekt zatím pokrývá 72% povrchu pevnin
Verze 1.0 GM demonstrována na Global Mapping Forum v Hirošimě,
Japonsko,v listopadu 2000. Využita data pěti zemí: Japonska, Laosu,
Nepálu, Srí lanky a Thajska. Koncem r. 2000 se přidaly Filipíny, v
květnu r. 2001 pak Kolumbie a červnu Austrálie.
Nová adresa
www.gsi.go.jp/kankyochiri/globalmap_e.html
ÚČASTNÍCI PROJEKTU
UN – Global Mapping Poject – sample of accessible data
Tematické vrstvy.
Hranice: politické resp. pobřežní čáry; dopravní síť:
silnice, železnice, letiště; vodstvo; sídla (data
vektorová).
Data výškopisná, údaje o půdním pokryvu, využití
země a konečně vegetaci (data rastrová).
Skutečně první pokus vytvořit infrastrukturu z
datových vrstev Mapu světa:
Albrecht Penck
5. mezinárodní geografický kongres v r. 1891
Projekt nikdy dokončen a oficiálně ukončen v r. 1986.
Euro Global Map
MapBSR
ČÚZK?????
Global Map is a set of basic geospatial information at
the scale of 1:1 million, which was developed and
verified by National Geospatial Information
Authorities (NGIAs) in the world so that it is
considered as “authoritative data.”
Global Mapping Project is a collaborative
international project of developing Global Map for
sustainable development, environmental protection
and disaster mitigation.
Global Map Project
The International Steering Committee for Global
Mapping (ISCGM) was established to implement
the Project. The Geospatial Information Authority of
Japan (GSI) served as the Secretariat of ISCGM for
the whole duration of the Committee from February
1996 to March 2017, and supported the Project
activities.
Global Map Project
Recognizing that the objective of Global Mapping
Project was mostly achieved by the collective
efforts of ISCGM and the participating NGIAs, the
23rd ISCGM meeting held in August, 2016
adopted the resolution of dissolving ISCGM and
transferring the Global Map data to the Geospatial
Information Section of the United Nations. Thus,
Global Mapping Project came to end.
Global Map Project
Access to Global Map data and relevant
information
Global Map data and relevant information, which
had been published on ISCGM website, are
available on “Global Map Data Archive (external
link)”.
“Global Map Japan” and “Global Map Global
version” are available on this website (GSI).
Global Map Project
GSDI
(http://www.gsdi.org)
“GSDI podporuje přípravu globálního přístupu ke GI. Je toho
dosaženo prostřednictvím koordinovaných aktivit států a
organizací, které podporují povědomí a implementaci obdobných
postupů, společných standardů a efektivních mechanismů pro
rozvoj a dosažení interoperability digitálních geografických dat a
technologií pro podporu přijímání rozhodnutí ve všech měřítcích
pro vícenásobné účely. Tyto aktivity zahrnují postupy a metody,
organizační opatření, data, technologie, standardy, mechanismy
doručování, a finanční a lidské zdroje nezbytné k zajištění těchto
cílů v globálním nebo regionálním měřítku tak, aby nebyly
překážkou k jejich dosažení"
GSDI vzneslo požadavek s cílem povzbuzení činnosti vládních i
nevládních organizací: (1) rozšířit využití prostorových dat v
oblasti přijímání řešení, (2) využívat principy a koncepce GSDI v
aktivitách, které využívají prostorová data pro prezentaci
přijímání řešení, a (3) podporovat rozvoj a využití vhodných
systémů podporujících přijímání řešení.
Digitální planeta Země
(DE- Digital Earth)
Al Gore:
DE je "na mnoha úrovních rozlišitelnosti
vybudovaná třírozměrná reprezentace naší
planety, do níž je zapojeno velké množství
georeferenčních dat“.
Dvě větve rozvoje myšlenky DE: „čínská“ a
americká:
www.digitalearth.gov
www.digitalearth.net.cn
Digital touring
Digital archaeology
Digital Olympics
Dynamic Urban Change Monitoring
National Standard Digitalization
Base
Applications in different areas
Digital TouringDigitized and network management of Huangguoshu view
designation sector
development of the 3D simulation system and Internet browsing
software
establishment of the GIS information inquiring links
Digital Archaeology
IKONOS images of Zhenbeitai, Yulin, Shanxi
and its surrounding environment analysis
Remote sensing survey of
Hailongtun
Remote sensing survey of
Tongwancheng
Digitized photo database of
World War II
Digital Olympics
Implementation of the dynamically monitoring of
the Olympic main venue sector projects and the
environment projects in spatial scale;
• Data Acquiring
• Constructed a 2TB database, aerial data acquired
from 1999 to 2005
2005
Digital Olympics
1）Development of the 3D
visualization scene
2）Implementation of the
Internet 3D browsing of the
Olympic main venue
sectors
3）Discovery of the key
technologies in dynamically
monitoring engineering
progresses
4）The relating technology
research of the 3D E-map
developments
Digital Olympics
Rezoluce Ekonomického a sociálního výboru
OSN č. 131 (VI) přijatá 19. února 1948, s
názvem “Koordinace kartografických služeb
specializovaných agentur a mezinárodních
organizací” publikovaná OSN 24. února 1948
Geografická databáze OSN (UNGDB - United
Nations Geographic Data Base)
Více-měřítková s vrstvami geogr. a atribut. dat:
hranice států,
administrativní jednotky 1. a 2.řádu,
vodstvo,
výškopis,
dopravní sítě,
sídla, aj.
geografické názvosloví sídel,
jména administrativních jednotek,
hlavní fyzickogeografické rysy.
to develop our European products and
services
to promote collaboration and sharing of best
practice between our members
to continue as the official and united voice
of Europe's NMCAs
to help the European Commission with its
programmes and directives
building the European Spatial Data
Infrastructure (ESDI)
From Iceland to Turkey and Russia to Portugal,
EuroGeographics represents nearly all European
National Mapping and Cadastral Agencies.
EuroGlobalMap
is a topographic
dataset that covers
almost the whole of
Europe at the scale 1:1
million. The project
started on July 1, 2002
and has ended in
March 2004.
EuroRegionalMap
is a geo-topographic
vector reference database
at scale 1:250 000
(medium-scale) suitable
for spatial analysis and
for visualisation and is
based on the
harmonisation of existing
national data bases of the
NMCAs.
EuroRegionalMap contains 7
themes:
Administrative
boundaries
Hydrography
Transport
Settlements
Vegetation
Named locations
Miscellaneous objects
EuroRoadS
is a project intended to lay the ground for
the creation of such an infrastructure
within Europe.
The EuroRoadS project has started the
1st of March 2004.
GMES and INSPIRE
GMES
Services
Space
systems
In-situ
systems
Data Integration &
Information Management
GMES
Services
Space
systems
In-situ
systems
Data Integration &
Information Management
(INSPIRE/ESDI)
Global Monitoring for Environment and Security
INSPIRE
Infrastructure for Spatial
Information in Europe
The INSPIRE concept:
Availability
Accessibility
Legislation rules.
ŠEST principů INSPIRE - I
1) Data by měla být shromažďována jednou a
udržována na té úrovni, kde to je
nejefektivnější.
2) Mělo by být možné kombinovat bezešvým
způsobem prostorová data z různých zdrojů v
celé Evropě.
3) Informace shromažďované na jedné úrovni
by mělo být možné sdílet s rozmanitými
úrovněmi, podrobné informace pro podrobné
studie, obecné informace pro strategické
účely.
ŠEST principů INSPIRE - II
4) Geografické informace potřebné pro dobré
vládnutí na všech úrovních by měly být hojné a
vydatné pod podmínkou, že tento fakt nebude
potlačovat jejich extenzivní využití.
5) Mělo by být snadné objevit, které informace
jsou dostupné, vhodné pro využití v určité
situaci a za jakých podmínek je můžeme získat
a využívat.
ŠEST Principů INSPIRE - III
6) Geografická data by měla být snadno
pochopitelná a interpretovatelná s pomocí
jejich vizualizace v rámci vhodného kontextu
vybraného uživatelsky přátelským způsobem.
Organizace:
Expertní skupina:
ministerstva ŽP + Národní mapové
agentury
Přizvaní experti z ČR, Polska a Maďarska
Pracovní skupiny
Pracovní skupiny (1):
1. Architektury a standardů
(Architecture & Standards)
2. Datové “politiky” a právních aspektů
(Data Policy & Legal Aspects)
3. Environmentální tematická koordinace
(Environmental thematic coordination)
Pracovní skupiny (2):
4. Impaktní analýza
(Impact Analysis)
5. Referenční data
(Reference Data)
Towards an Infrastructure for Spatial Information
Standardisation Harmonisation Integration
From discovery to Full Interoperability
• Geodetic
Framework
• Seamless data
• Quality insurance
• Certification
• Updating
• Data model
• …
• Metadata
• Discovery Service
• Data Policies
• Licensing
Framework
• Coordinating
structures
• …
• Catalog Services
• View Service
• Query Service
• Object Access
Service
• Generalisation
Services
• Geo-Processing
services
• …
Current status
Architecture model
Clients
Middleware
ServersFeaturesCoverages
Metadata update
Catalogs
Geo-processing
and catalog Services
Content
Repositories
Other data
e.g., administrative,
statistical, env. reporting
Distributed Geographic reference data
Service chaining:
search, display,
access, e-
commerce,
….
User applications
Direct
data
access
Access to transformed
data, pictures, maps, reports,
multi-media content
Metadata search and retrieval for
data and services
After the Digital Earth Reference Model
„Národní geoinformační infratsruktura ČR
- Program rozvoje v letech 2001-2005“
1) existence Programu rozvoje NGII a
jeho všeobecné přijetí orgány veřejné
správy a profesní samosprávy,
2) vytváření NGII ve vazbě na
související evropské a světové
iniciativy,
3) koordinace a spolupráce subjektů
působících v oblasti geomatiky a
geoinformatiky,
4)technické podmínky pro
zpracovávání a zpřístupňování geodat
a geoinformací,
5) organizační, legislativní, finanční a
další podmínky pro dostupnost geodat
a geoinformací,
6) základní datové fondy (datová báze)
geodat,
7) informovanost o dostupných datových
fondech geodat, jejich zdrojových
místech a podmínkách dostupnosti,
8) standardní přenosové formáty geodat a
jejich souborů, standardní popis
datových fondů,terminologie v oblasti
geomatiky a geoinformatiky,
9) kvalifikace odborných pracovníků z
oblasti geomatiky a geoinformatiky,
10) znalostní úroveň uživatelů z široké
veřejnosti umožňující využití nových
možností a dostupnosti geodat a
geoinformací."
Bill CLINTON, EW III Conference, Bonn,
March 27 urges:
„Risk Reduction Become a Global Priority“
„Hazards are not disasters by definition. Hazards
only become disasters when lives and livelihoods
are swept away. Making communities safer – by
better managing the risks of natural hazards –
must become a global priority“.
Clinton continues-1:
We need implementation of well known but
under-applied measures to reduce risk.
E.g. encouraging the practice of Hazard
Mapping to identify areas of extreme
vulnerability, better enforcement of uniform
building codes to prompt safer construction, the
expansion of access to insurance to help
survivors recover and education to increse
awarness.
Zkušenosti získané z řešení krizových
situací.
The World Conference on Disaster Reduction,
Kobe from 18-22 January 2005
Hyogo Deklarace:
Je nezbytné vytvořit kulturu prevence před
katastrofami a snížení jejich důsledků,
ale také s nimi spojených předkatastrofických
strategií (včasné varování), jež musí být funkční
na všech úrovních od individuální po
mezinárodní. Lidská společnost se musí naučit
žít s rizikem katastrof přírodního (i jiného)
původu.
Byly definovány klíčové aktivity pro realizaci a
naplnění úkolů pro snížení rizik na národních a
lokálních úrovních, mj.:
vytvořit, periodicky aktualizovat a dávat k
dispozici široké veřejnosti mapy rizik a k nim
vztažené nezbytné informace pro rozhodovatele,
širokou veřejnost a společenství rizikem
ohrožená, a to ve vhodné formě.
Atlasová koncepce – atlasy jako způsob ukládání
geoprostorové informace; musíme se učit s nimi
pracovat – například atlasy pro situace ohrožení
(emergency-atlases).
V prvé řadě nám umožňují přístup do zájmové
oblasti, atlas otevírá dveře a poskytuje komplexní
informace a umožňuje jeho uživatelům chápat
nastolené problémy.
Figure 3 A page from “Safari’s Encounter with Floods”
Praha – Vltava river
PRAHA – capital of Czech Rep.
57 districts
Area 496 km2
Amount of Inhabitants 1,16 mil
.
The flood of the Vltava at Prague on 27-28 February 1784 due to ice
damming - the highest known water mark up to August 2002, the Charles
bridge damaged (estimated discharge rate 4560 m3.s-1)
ICT & geographic data
ITC & geographic data
Influenced
Real estates
Influenced streets
and
after flood
příklady: INF MHMP
The stone figure of Bradáč, located in the fortification of the right bank of
the Vltava River in Prague (close the Charles Bridge)
The area of Litoměřice-Želetice on the Elbe River on 16 August 2002
during the culmination discharge rate. This flooded area corresponds with
experience known from documentary evidence for similar catastrophic
floods as was in March 1845
Internet
New experience in compare with flood on
Morava river in 1997: Internet + mobil
communication
Fast design of the Flood Web servers
News, general information, instruction,
documentation, maps, organization of the
humanitarian aids
Private subjects and Public administration
(newspapers, portals)
Praha 2 phases
(1. Town Hall, 2. specialized server)
Výzkumný záměr
Pro podporu včasného a dobrého
rozhodování v mimořádných/krizových
situacích je potřeba aktuálních
informací, jejich přehledné členění a
rychlý a snadný přístup k nim.
Většina těchto informací je územně
vázána.
Významnou roli pro orientaci uživatele
hraje kartografická vizualizace.
Vizualizace není izolovanou složkou
procesu přenosu informací, ale je
závislá na:
-stavu zdrojových databází,
-modelech pro podporu rozhodování a
chování vlastního uživatele.
Dosavadní řešení krizového
managementu používají obecné statické
kartografické vizualizace vycházející
z předzpracovaných modelů krizových
situací.
Projekt je zaměřen na výzkum
dynamických vizualizací nad modely
generovanými v reálném čase.
Dynamická kartografická
geovizualizace
je variabilni vizualizace geografických
dat kartografickými prostředky, která se
adaptuje na měřítko, rozsah a kontext
vizualizovaných dat.
Kontextem se rozumí kombinace
zobrazovaných dat, hardwarové
prostředí a požadavky na situační pozadí
a prostředí uživatele.
Project Schedule
Architecture
of EMIS
Možnosti dynamické kartografické
vizualizace
Současný krizový management:
Analogové mapy nebo statické digitální zdroje.
Nefunguje kartografická podpora krizového
managementu v reálném čase.
Nedostatečná srozumitelnost kartografických
podkladů v určitých situacích ohrožení.
Mapy jsou potřebné pro uživatele (ne uživatel pro
mapy)=personalizace kartografického výstupu.
Společné datové zdroje
Interoperabilita datových zdrojů na různých úrovních
KM – společný protokol, existence metadat, thesaury,
gazetteery (INSPIRE)
Pružná a transparentní legislativa
Jednotné informační centrum (dotazový makléř).
Příklady nasazení
Událost
SPATIAL DATA SERVICES
Geowarn - Geospatial Warning Systems
WWW.GEOWARN.ORG
MOBILE AND ADAPTIVE
CARTOGRAPHY
1: no adaptation: full
dataset
2: adapted for G1: those in
charge of human evacuation
3: adapted for G2: those
looking to protect biological
sites
4: adapted for G3: those looking
to recover some of the spilled oil
5: adapted for G4: those in
charge of repairing the leak to
the oil pipeline
Key
" communities
!( oil manifolds
%, oil wells
gas pipeline
oil pipeline
roads
rivers
major towns
inland habitat
<all other values>
NAME, CODE
Fresh Water Swamp, 3
Mangrove Forest, 4
Rainfed Deltaic Forest, 6
Urban Areas, 9
Water Bodies, 7
D A T A S O U R C E S
(GEO)DATABASES
U S E F U L
IN F O R M A T IO N
SYMBOLOGY
association
abstraction
zasažení ohněm
nebezpečné teploty
ohrožení na životech
zdroj vody
OPERATIONAL TIME
D IS A S T E R A R E A
E M E R G E N C Y
S Q U A D 1
strom
E M E R G E N C Y
S Q U A D 2
M O B IL E
T E A M
OPERATIONAL
CENTRUM
Přizpůsobivost kartografické reprezentace
1. Uživatelská úroveň – operační jednotky, řídící místa a
účastníci potřebují různá měřítka, témata a pokrytí
mapami, ale nad stejnými daty.
2. Uživatelské zázemí –různá edukační vyspělost a zvyky
při využívání map.
3. Tematická významnost – různé charakteristiky v
mapovém obsahu a jejich různý význam v měnících se
situacích ohrožení.
4. Nové jevy – nové charakteristiky odrážející stav
ohrožení musí být nepřetržitě vkládány do map.
5. Interakce nástrojů a prostředí – jsou využívány
rozmanité elektronické vizualizační nástroje jež jsou také
v interakci s prostředím, jehož stav ovlivňuje viditelnost
Adaptivní soubor symbolů
Shora zmíněné parametry + nový faktor STRES.
Percepce je v situacích ohrožení různá.
Příklady nasazení
Ilustrační foto – mini AVAX
NÁSTROJE MOBILNÍ
KARTOGRAFIE
Rozšířená realita
Xie, Xie
THANK YOU
VERY
MUCH !!!!!
Terima Kasih
Kammsa Hamida
SHUKRAN
Aligator
SPASIBO
DĚKUJI