Térinformatika. Ember a végtelen térben. Szabó György, BME 1. Térinformatika

Térinformatika

Térinformatika

Egy kis kitérő… Melyik a jó eszköz a tér és az idő korlátainak leküzdésére a spontaneitás vagy a tervezés?

1. A

térrel kapcsolatos feladatok, eszközök, alkalmazások, a modellezés jelentősége

Dr. Szabó György egyetemi docens

BME Fotogrammetria és Térinformatika Tanszék 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3., K I. 31. E-mail: [email protected]

egy repedés a gáton… Objektum

Észlelés

Durva azonosítás

Pontos azonosítás

Elemzés

Gát

6,0

3,0

0,6

0,2

Észlelés: objektum felfedése Durva azonosítás: objektum felismerése Pontos azonosítás: objektum osztály felismerése Elemzés: részletes jellemzők azonosítása

4

Kolontár vörös iszap tározó – Telecopter ortofotó 2010.10.08

Ember a végtelen térben… Az ég egy sátor, melyet az ősök által lenyúzott kenguru kifeszített bőréből készítettek, széleit faékekkel kifeszítették, majd felemelték. Miután az ősök elvégezték munkájukat megelégedve mondták: „ Mostantól kezdve az emberek egyenesen járhatnak, s nem kell elrejtőzniük attól félve, hogy az ég leesik” Az ausztráliai nagameni törzs elbeszélése - Láng, 1979 5

Szabó György, BME [email protected]

1

Térinformatika

Az antikvitás megoldása

A feladat ma is ugyan az - Urrá lenni a téren • •

• • •

Atlasz szerepét vegye át az állam! -> A „védelem ára” állami adat monopólium Segíthetne valaki Atlasznak (Lásd: Héraklész és az aranyalma) –> Üzleti, technológiai szereplők az adatpiacon, profit érdek, természetes monopóliumok, outsourcing Tartja még valaki az eget? -> Környezet tudatosság, Nonprofit világ Biztos hogy az istenekre tartozik ? Segítsünk mi ! -> Kooperáció, Információs társadalom, WEB2 Nem lesz ebből anarchia? - > Állami szabályozás jelentősége, Adatvédelem és információ szabadság – >Kinek a tulajdona az én jelenlegi pozícióm?

Atlasz majd vállára veszi a terhek nehezét…

A tér feletti „uralom” megszerzésének szintjei – térszerveződési szintek

Korunk megoldása…

Térbeli kontroll

• • • • •

Globális terek: Föld, országok Regionális terek: régiók, megyék, kistérségek Lokális terek: település, lakókörzet Közvetlen lokális terek: szomszédság Mikro terek: háztartás, munkahely, egyén

•

Holt város -> Élő város

A technológiai fejlődés hozadéka: -> Egyén: emberi élettér kitágulása -> Állam/Szervezet: térhasználat és az egyén pozíciója, kapcsolatai feletti kontrol megszerzése !!! Egyén és Állam/Szervezet közötti információs aszimmetria

Emberi élettér kitágulása Vagy inkább a kooperáció?

Adatgyűjtés egykor…

Adatgyűjtés napjainkban

Kulcs elem: Kulcs elem: Kitüntetett diszkrét jelenségek regisztrálása

Környezeti jelenségek közel folytonos tömeges regisztrálása, szubjektivitás csökkentése

Célfüggvény:

Célfüggvény:

Költséges, élőmunkaigényes regisztrálás, tárolás minimalizálása

Közel valós idejű szemantikus feldolgozás, információ kinyerés


2

Térinformatika

És a mikro terek?

Globális, regionális, lokális terek

Mobil, GPS, RFID: minden lépésünk regisztrálódik…

Az egész teret uraljuk ?

Regisztrálni és megosztani tapasztalatainkat … An accurate description is needed . . .

These features contain . . .

Matem./Tudomány

Statisztika

Modellek X=Y-Z NaCl 2

Nyelv Írás

Statisztika

Mi itt a gond? • Változó világ • Változó modellek • Változó feladatok • Változó technológia • Változó felhasználók • Változó szabályozók • …

Hieroglifák Zene/ Művészet

Rajzok Térképek

Képek 15

Miről kellene elgondolkodnunk? • • • • • • • • •

Ember és tér viszonya, a térbeli struktúrák jelentősége Térbeli gondolkodás A valós és virtuális világ Helyfüggés és térbeli írásbeliség A tér jelenségeinek regisztrálása Tér, Idő, Hely Statikus, Dinamikus, Mobil modellek Térbeliség funkcióváltozása A virtuális világ veszélyei

•

…és ez tanulható?

Mi volt régen? • • • • • • •

eszköz - Korlátok, költségek, teljesítmény adat - Pontosság, minőség, aktualitás modell - A praktikum érdekében a valóság elhanyagolása technológia – A hagyomány „digitalizálása” felhasználó – Specialisták mítosza szabályozók – Kőbe vésett rendeletek & anarchia szervezetek – Monopóliumok, alkalmazkodásképtelenség

Hol kerestük a kiutat? • • • •


Tökéletlen Tökéletlen Tökéletlen Tökéletlen Tökéletlen Tökéletlen Tökéletlen

A technológiai fejlődés mindent megold – Számolás, Tárolás, Megjelenítés, Kommunikáció (Csak az a humán faktor ne lenne…) Digitalizáljuk az egész világot - De ki fogja értelmezni? Legyen minden adat nyilvános – Vagy inkább titkos? Legyen minden adat ingyenes – Vagy inkább fizetős?

3

Térinformatika

Hogyan segít rajtunk az információtechnológia?

Hogyan képzelték el a RAND Co. tudósai 1954-ben a 2004-es év„home computerét”…

És az Internet?

Popular Mechanics, 1954???

A mai (tegnapi?) helyzet • Mintegy 2 milliárd felhasználó • 5 milliárd csatlakoztatott eszköz • Évi 1,8 Exabyte adat forgalom • 500 millió host node • 255 millió WEB site • Napi 290 millió email • Napi 2 milliárd videó letöltés Szociális média • Napi 20 millió Facebook appl. • Évi 36 milliárd kép feltöltés • 152 millió blog • Évi 100 millió új Twitter user

A Google majd segít… A Föld szárazföldi felszíne mintegy 148 millió km2 A Google Maps heterogén 2D lefedése jelenleg mintegy ->100-150 TeraByte 15 cm-es pixel felbontással -> 20 PetaByte Kilo Utca szintű felbontás 2 cm Mega -> 1 ExaByte 2D objektum szintű felbontás < 0,5cm Giga -> 18 ExaByte Tera Emberi környezet: felszín 15 cm, közterület 2cm, épület belsők Peta 0,5cm -> 1 ExaByte (10x redundancia) Exa és ez még fokozható: 3D, idősorok, dinamikus jelenségek… Zetta Yotta

Hihetünk –e a szemünknek?

a Google-nek?

és a Microsoft-nak?

Hogyan legyünk ezen úrrá? Google Maps / Microsoft Virtual Earth http://thenextweb.com/2008/08/07/google-plants-forests-in-holland-amateurish-censorship-in-maps/


4

Térinformatika

Székesfehérvár: Geodézia, Fotogrammetria, Lidar integráció

Lidar pontfelhő (2x 45 millió pont, 5-10 pont/m2), Ortofotó (20Mpixel, 0,5m RGB, NIR), Földmérési alaptérkép (3Mbyte), Földi lidar (25M pont/ha 2500 pont/m2)

… vagy az enyészeté lesz…

Hogyan lehet ennyi adatot kezelni? Valaki csak gondoskodik róla!

Google serverpark a kezdetektől (1998) napjainkig

A digitális univerzum napjainkban Személyes aktivitás / Céges aggodalom !

IBM 604 gyártósor 1948 Kínai elektronikus hulladék megsemmisítés

*2006: a gyártott félvezető elemek száma (26 * 10**15) meghaladja a termett rizsszemekét (410 M tonna – 1,2 *10**15)

Az információ áradat… • Hogy rögzítsük tapasztalatainkat, tudásunkat? Tapasztalat tények Egyéb források Irodalom tények

kérdések

?

válaszok

Szimuláció

Az alapvető problémák • • • • • •

Adat reprezentáció nehézségei Petabájtok kezelése Hogy strukturáljuk? Hogy szervezzük újra? Hogyan osszuk meg másokkal? Tudni miért v. tudni hogyan?


• • • • •

Lekérdező és megjelenítő eszközök hatékonysága Modell építés nehézségei Adat integráció komplexitása Tapasztalatok leképezése Karbantartás, hosszú távú archiválás

Tanulságok: 1. A jóslás mindig kockázatos ! 2. Mindig kételkedj az Interneten talált forrásokba! A kép egy 2004-es képszerkesztési verseny eredménye. Az eredeti kép 2000-ben készült az U.S. Navy egyik tengeralattjáró vezérlő termének modelljéről. http://www.snopes.com/inboxer/hoaxes/computer.asp

5

Térinformatika

. . . a hely növekvő szerepe

A valós világ modellezése - adat, információ, tudás és az ember…

Térbeli modellezés folyamata PPDAC: Problem-Plan- Data-Analysis-Conclusion Tervezés

Adattárház

a közös nevező

Térinformatika

II. Szenzor - típus - felbontás - eszköz hibák - zaj, mérési hibák - tárolási, közlési hibák -

Tevékenység & csapatok Felhasználók/vevők Erőforrások / Hálózatok IV. Információ - észlelés - érzékelés - felfogás - értelmezés

Akciók (marketing, közösség…)

Terület használat

I. Tárgy tér - napállás - atmoszféra - terep felszín - tárgy geometria

Környezeti adatok … III. Feldolgozásr - konverziós hibák - algoritmus hibák - feldolgozási hibák - személyi hibák

Adataink ~85-90% térbeli helyhez kötött

Az „téradatbázis” mint a szubjektív észlelés, elemzés, emlékezés kilengéseit korrigáló kommunikációs közeg – távolság, idő, értelmezés uralása Információ forrás

Adó Küldött üzenet

Rendeltetési hely

Vevő

Jel

Vett jel

Adat, Információ, Tudás, Bölcsesség

Fogadott üzenet

Zajforrás

Alkalmazott tudás

Képesség – AI

Kontexusba ágyazott információ Logikailag kapcsolt adatok Nyers, megfigyelt adatok

Külső mentális reprezentáció - > szubjektív kognitív térkép


Mesterséges „csatorna”: Kép- > objektív Képi/nyelvi reprezentáció

Tudás - Leképezés Információ - Design Adat - Vizualizáció

Belső mentális reprezentáció – szubjektív vizuális térérzet

6

Térinformatika

Gellért tér, Kelenhegyi út 2002.09.10

A pontos adat és közérthető vizualizáció érték!

A szálloda melletti főnyomócsőből reggel háromnegyed hét előtt mintegy 15 méter magas vízoszlop tört fel. Egy 1911-ben készült, 800 milliméteres öntöttvas vízfőnyomócső tört el. A víznyomás iszonyú erejét jelzi, hogy a feltört kockaköveket átnyomta a fürdő tetején, s még a szálló ötödik emeleti szobáiba is hullottak kövek. Sándor László elmondta, hogy reggel háromnegyed 7kor kapták a bejelentést, és 20 perc múlva megkezdték a vezeték elzárását, amivel mintegy 50 perc alatt végeztek. Újabb csőtörés, 2002.09.13 http://videa.hu/videok/vicces/csotores-auto-no-tv2-t6h0hA8hsRe78lNL

A 4. paradigma (Jim Gray)

Milyen a jó modell?

• Egy ezred éve: a tudomány empirikus volt

Valóság

->természeti jelenségek leírására koncentrált

• Néhány évszázada: teoretikus modellek megjelenése

Ikonikus Modell

Szimbolikus Modell

->modellekre, általánosításokra épített

• Néhány évtizede: szimuláció megjelenése

2

. a 4πGρ c2  a  = 3 −Κ 2 a    

-> komplex jelenségeket szimulál

1+1=2 Cél: egy kritikus probléma kezelehetőségének biztosítása

Lásd: Google Traffic élő adat és predikció


• Napjainkban: adatfeltárás (e-tudomány) – – – –

->empíria, teória és szimuláció integrálása Adatnyerő szenzorok, szimulátorok Szoftveres adatfeldolgozás Adat/Információ/Tudás számítógépes tárolása Petabájtos adatbázisok tudományos elemzése

Beregi gátszakadás 107 m-es vízállás szimulációja (2001.03.06)

7

Térinformatika

Ügyfelek bankfióktól való távolsága

Repülési útvonal elemzése (1995)

Bankfiók ellátási körzetébe eső kiemelt ügyfelek

Térbeli gondolkodás – térbeli írástudás Az elme által a tér fogalmát használatát reprezentációját és a téri folyamatok okokozati viszonyait, strukturálását, következtetéseit leképező tudás, tapasztalat Eszköz: A jelenségek térbeli észlelésére A térbeli viszonyok, és egyéb jellemzőik regisztrálására A jelenségek közötti statikus, dinamikus térbeli kapcsolatok megjelenítésére Budapest Stratégiai Zajtérképe

Vizuális?/Térbeli/Földrajzi írásbeliség

Térbeli írástudás komponensei: Tér, Reprezentáció, Következtetések

-> McCandless: Information is Beautiful

Következtetések, T “Mi fog történni?” Map 1

Karte 1

C

Map 2

Karte 2

D “Hol?”

M1 & M2

Ergebnis

Tér, S “Mit látunk?” Reprezentáció, R


8

Térinformatika

Vizuális/Térbeli/Földrajzi írásbeliség


Cimkefelhő - Digitális Magyarország Program vitairat 77/6112



Térbeli gondolkodás reprezentációi • • • • • •


Grafika Szöveg Kép Hang Tapintás Mozgás

Reprezentáció segítségével a téri objektumok, jelenségek és kapcsolatok • struktúrájának • műveleteinek • funkcióinak leírása, értelmezése, közlése.

9

Térinformatika

Hogyan csökkentsd a repülőgép balesetben történő elhalálozás esélyét? A felszállás előtt javasolt előzetes elmélkedés…

És mindez együtt ! Az afganisztáni stabilitás stratégia összefüggéseinek vázlatos áttekintése (PPT)

Áttekinthető? Kaotikus? „…Ez a diagram ráadásul szépen rendezett, a színkódok értelmesek, a kapcsolati vonalak jól követhetők, és egy pár perc nézelődés után már fel is tűnik, hogy nem is olyan bonyolult ez. Nagyjából 100 entitást látunk 13 csoportba sorolva, és a legbonyolultabb csomópont sem kapcsolódik 10-nél több másik csomóponthoz. Hol itt a gond? Amilyen összefüggéseket (és amennyit) ez a diagram egy oldalon jelölni képes, azt prózában oldalak tucatjain keresztül kellene sorolni: senkinek se legyen kétsége afelől, hogy AZT sokkal nehezebb lenne intellektuálisan feldolgozni. Pont erre találták ki a diagramokat….” Vakablak hozzászólása a PPT veszélyeit boncolgató honlapon


10

Térinformatika

Választási alternatívák és döntési reakció idő viszonya

A 022276xxx TAJ kódú állampolgár szervezetét érő nem ionizáló elektromágneses sugárzás helyfüggése 2010. január 14-én reggel

V. R.I. msec

y= k log2 (n + 1)

n= alternatívák száma Merkel, Hick -> VRI= log2 (n+ 1) döntési lappangási idő növekedése 10 alternatíváig Smith -> VRI= log2 (n C/E + 1), ahol C = jel pontossága, sebessége, E= inger erőssége

Hol vagyok én szegény mobiltelefon tulajdonos?

Ebédidőbeli aktivitás Salt Lake Cityben mobiltelefonok út-idő függvénye alapján

Hol fotóznak legtöbbet Budapesten? -> Eric Fischer fotográfus Geotagger Világatlasza

Dinamikus munkamegosztás egy csapat navigációjában…

Vicsek Tamás ELTE - http://ion.elte.hu/hirek/galambok.html


11

Térinformatika

A GPS és az IT „áldásai” napjainkban Szó szerint bevitte a ˝sűrűbe˝ a navigációs rendszer azt az észt kamionost, akinek kiszabadításához a hansági lápból egy kamionmentő, két traktor és négy ember megfeszített munkája kellett: Az észt rendszámú, nyersanyaggal megrakott Scania nyerges vontató pár napja éppen Fertődre tartott, amikor Jánossomorjánál eltévedt. A sofőr elmondása szerint még nem járt erre, a navigációs rendszeren pedig vélhetően a legrövidebb útvonalat állította be. A rendszer a tervezéskor valószínűleg figyelembe vette a gyalogos- és kerékpáros utakat is, így a Hanság kellős közepére irányította a kamiont. A mintegy 40 tonnás, megrakott járműszerelvény Jánossomorján tért le a 86-os főútról, majd a kisváros közepén rákanyarodott egy földútra. Azon körülbelül hat kilométert haladt, míg aztán arról is letért az ottani vízzel teli csatornák közé, ám ekkor már megfordulni nem tudott. Végül pedig a lápos területen megsüllyedt és elakadt. A kamion ekkor már több mint tíz kilométerre volt minden lakott területtől, az észt sofőrnek pedig fogalma sem volt arról, hol is van pontosan. A férfi gyalog indult segítségért. Napokig bolyongott és „etette" a szúnyogokat a Hanság közepén. Végül szerencsére visszatalált a járművéhez és néhány nap után segítséget is szerzett.

Hol találom?

•

www.kisalfold.hu, 2010.07.01

Változások: Adat -> Elemzés 5% Térbeli

Térbeli elemzés elemzés

10-15% Geokódolás

75% Adatkonverzió

Múlt

Múlt – Jelen - Jövő

Statikus megjelenítés: Mi volt? (esetleg Mi van?) -birtokviszonyok -erőforrások Web portálok statikus adatkészleteket közölnek

Vizuális szimuláció, virtuális valóság: Valós idejű megjelenítés: Mi van? és Mi lehetne? -árvíz -közlekedés A WEB portálok valós idejű szenzor kapcsolatokból levezetett információt közölnek

MÚLT

JÖVŐ

Ikonikus modellek: a valóság „kicsinyitett mása”

Szimbolikus modellek: matematikai, statisztikai alapú logikai kapcsolatok


Adatkonverzió

Jelen/Jövő

Az információrobbanás kihívásai – IDC 2020

Leírás, ábrázolás -> szimuláció, modellezés A kép, térkép többet ér mint ezer szó:

Geokódolás

• • • • •

Adatmennyiség 44 szeresére nő Adategységek száma 67 szeresére nő Tárolási kapacitás csak 30 szorosára nő Toxikus petabájtok -> adat detoxikálás! Nem védett felhasználói adatmennyiség 10 Zettabájt • IT humán erőforrás kapacitás csupán1,4 szeresére nő !

12

Térinformatika

A digitális univerzum csökkenő fajlagos költségei

Szép új világ…

? -> Paradigmaváltás szükségessége !

Köszönöm a figyelmet ☺


13

Térinformatika. Ember a végtelen térben. Szabó György, BME 1. Térinformatika

Recommend Documents