Geotechnologia wobec wyzwań społeczeństwa geoinformacyjnego

Transkrypt

1 Geotechnologia wobec wyzwań społeczeństwa geoinformacyjnego Zbigniew Zwoliński, Jacek Kozak Instytut Geoekologii i Geoinformacji Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytet Jagielloński w Krakowie Nanotechnolgia Geotechnologia Biotechnologia GIS Systemy informacji geograficznej GPS Światowy system pozycyjny RS Teledetekcja Każda ze składowych geotechnologii służy do pozyskiwania lub analizy danych przestrzennych opisujących zjawiska, występujące na Ziemi. V.Gevin (2004) Wielodyscyplinarny kontekst geoinformacji Pozyskiwanie / Weryfikacja Geomatyka, geodezja, odwzorowania, fotogrametria, geometria, kartografia, badania terenowe, próbkowanie, profilowanie, inwentaryzacja, kartowanie Geografia, komputerowo wspomagana kartografia tematyczna, statystyka, geostatystyka, analizy przestrzenne, geomodelowanie, symulacje Eksploatacja / Analiza GI Zarządzenie / Przetwarzanie Teoria informacji, systemy zarządzania, systemy baz danych, nauki informatyczne, matematyka, logika, topologia, algorytmy, opracowania numeryczne Komputerowo wspomagana konceptualizacja i planowanie, system podejmowania decyzji, analizy fraktalne, systemy eksperckie, sztuczna inteligencja, sieci neuronowe Wyprowadzanie / Wizualizacja D.Maguire (1991) 1

2 Geoinformacja Geoinformatyka Teoria i technologia informacji geograficznej (GIS&T Body of Knowledge, 2006) science = teoria = nauka (inicjatywa badań wielodyscyplinarnych, która ukierunkowuje naturę informacji geograficznej i zastosowania technologii geoprzestrzennych na podstawowe problemy badawcze) technology = technologia (wyspecjalizowany zestaw technologii informatycznych, które posługują się danymi odniesionymi do geoprzestrzeni) American Asociation of Geographers / University Consortium for Geographic Information Science Społeczeństwo informacyjne To nowy typ społeczeństwa, kształtujący się w krajach postindustrialnych, których rozwój technologii osiągnął najszybsze tempo. W społeczeństwie informacyjnym zarządzanie informacjami, ich jakość i szybkość przepływu są zasadniczymi czynnikami konkurencyjności zarówno w przemyśle, jak i w usługach. Główne zasady odnoszące się do społeczeństwa informacyjnego to: powszechny dostęp wszystkich ludzi do podstawowego zakresu techniki komunikacyjnej i informacyjnej, otwarta sieć, czyli nieskrępowany dostęp do sieci wszystkich operatorów i usługodawców, zdolność wzajemnego łączenia się i przetwarzania danych, kompatybilność i zdolność współpracy wszelkiej techniki umożliwiająca pełny kontakt bez względu na miejsce pobytu ludzi, stworzenie warunków dla konkurencji w tej dziedzinie (MNiI 2005) Społeczeństwo sieciowe Dzięki rozwojowi cywilizacyjnemu ludzkości szczególnie poprzez technologie informatyczne ten typ społeczeństwa przekształcił się z końcem XX wieku w społeczeństwo sieciowe, które stało się podstawą do kreowania społeczeństwa w pełni geoinformacyjnego. (Castells 1994) 2

3 TELEKOMUNIKACJA MOBILNOŚĆ D.J.Maguire 2011 Systemy informacji geograficznej to zintegrowany sieciowo zestaw: sprzętu komputerowego, oprogramowania, danych, metod badawczych i specjalistów, które to elementy działają w kontekście instytucjonalnym. Longley P.A., Goodchild M.F., Maguire D.J., Rhind D.W. Społeczeństwo geoinformacyjne Społeczeństwo, które szeroko korzysta z geoinformacji uzyskiwanej za pomocą powszechnie dostępnych usług infrastruktury geoinformacyjnej (infrastruktury danych przestrzennych) (J.Gaździcki 2004) Społeczeństwo geoinformacyjne PRZESTRZEŃ REALNA (GEOGRAFICZNA) SPOŁECZEŃSTWO GEOINFORMACYJNE GOSPODARKA OPARTA NA WIEDZY PRZESTRZEŃ WIRTUALNA (INFORMATYCZNA) TELEKOMUNIKACJA MOBILNOŚĆ J.Gaździcki (2003), zmienione 3

4 Geotechnologia W myśl pogladów T.Polaka (2010) geotechnologia ma znamiona systemu uniwersalnego czyli takiego, który swoim zasięgiem obejmuje te osoby, które do niego nie należą z własnego wyboru. The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century by Al Gore Dr. H.C. UAM California Science Center Los Angeles, California January 31, 1998 Nowa fala innowacji technologicznej pozwala nam zbierać, przechowywać, opracowywać i wyświetlać niesłychaną ilość informacji o naszej planecie i opisywać duże zróżnicowanie zjawisk środowiskowych i kulturowych. Większość tych informacji będzie zgeoreferencjonowana tj. będzie odniesiona do różnych specyficznych miejsc na powierzchni Ziemi. Co to jest Digital Earth? Al Gore's Vision (Version) Wielorozdzielcze, 3-wymiarowe przedstawienie planety, w którym będziemy mogli umieścić ogromną ilość danych zgeoreferencjowanych (umiejscowanych w przestrzeni). Coraz większy poziom rozdzielczości oglądania kontynentów, regionów, krajów, miast, i wkońcu poszczególnych domów, drzew. Użytkownik może cofnąć się w czasie i poznać historię, studiować mapy cyfrowe pokrywające Cyfrową Ziemię, kroniki filmowe, opowieści, czasopisma... 4

5 Wirtualne globy: kamienie milowe wystąpienie Digital Earth : Al Gore 1998 Google Earth 2005 INSPIRE 2007 wirtualne globy nowej generacji (Craglia i in. 2008) Wirtualne globy a geografia M. Batty, 1997: c-space cyberspace cyberplace c-space, cyberspace i cyberplace to tematy dla neogeografii : nowej geografii epoki internetu tematem tego referatu jest c-space: czyli cyfrowa reprezentacja rzeczywistości (mapa), zgodna z definicją wirtualnego globu użytą przez A. Gore a, użytkowana w przestrzeni sieciowej (cyberspace) Droga ku przyszłości To co wówczas w 1998 r. Al Gore przewidział teraz się dzieje: Liczne zastosowania, serwery mapowe (WebGIS) 3-wymiarowe obrazy i podróże wirtualne Mapa cyfrowa w rozdzielczości 1 m Rozwiązywanie drażliwych i wrażliwych problemów globalnych i lokalnych Inspirowanie do nauk o Ziemi, np. Międzynarodowy Rok Planety Ziemia Przyspieszony rozwój cywilizacyjny, globalizacja 5

6 Pytanie co nowego przynosi rozwój wirtualnych globów w naukach o Ziemi (geografia) w powiązaniu z rozwojem IIP? Wyłania się nowa geografia Jest tuż za rogiem, i w ciągu jednego pokolenia zmieni nasze rozumienie geografii tak radykalnie, że porównać to można do przełomu jakim była kartografia Ptolemeusza (Batty, Barr 1994, za Dodge 1999) Nowa generacja wirtualnych globów 1. nie jeden, ale wiele: adresowanych do różnych użytkowników: politycy, naukowcy, nauczyciele, 2. zorientowane problemowo: środowisko, kwestie transportowe, społeczne 3. pozwalające na poszukiwanie w czasie i przestrzeni poprzez różnorodne dane, też dane dostępne w czasie rzeczywistym 4. pozwalające na proste zapytania i złożone analizy sfery przyrodniczej (abiotycznej i biotycznej) i społecznej 5. wspierające wizualizację danych i idei 6. oparte o otwarty dostęp 7. wciągające, interaktywne, poszukujące: interdyscyplinarne laboratorium edukacji i nauki (Craglia i in. 2008) : dekada zmian flood of data zamiast data bottleneck - zmiana paradygmatu (Strobl 2008) przykłady NASA Global Land Cover SRTM DTED GTOPO 6

7 Landsat TM, 1990 Landsat ETM+, 2000 Landsat TM,

8 8

9 GTOPO30 Pilsko SRTM Pilsko Zmiany rozdzielczości przestrzennej globalnych modeli wysokości 9

10 : dekada zmian sieci sensoryczne nowy typ technologii pozwalających na dostarczanie olbrzymich ilości danych praktycznie o wszystkim; Central Nervous System for the Earth (CeNSE) (HP) 1 milion sensorów => 40 PB [petabajty] danych / rok Smarter Planet (IBM) Dekada zmian: rola społeczeństw citizens as sensors (Goodchild 2007) kartografia: mapy 2.0 (Crampton 2009) 10

11 Ścieżki dzienne w Amsterdamie. Waag Society Google maps 11

12 Bingmaps openstreetmap Google maps vs OpenStreetMaps Stan na 28 marca 2009 (Amelunxen 2009, UNIGIS Salzburg) 12

13 Wirtualne globy a IIP szybkość elastyczność brak kontroli danych dane obrazowe perspektywa konsumenta radość z uczestnictwa wolny rozwój sztywność kontrola danych baza danych perspektywa dostawcy? czy da się pogodzić zalety wirtualnych globów i IIP? 13

14 Hudson-Smith A., Crooks A., 2008 (CASA Working Papers) Forest pattern mapping 14

15 Tiede D., Lang S., 2010, ISPRS Journal Fragmentacja lasów Europy IES JRC

16 Geowizualizacja pozwala na tworzenie i przetwarzanie wizualnych (wirtualnych) reprezentacji geoprzestrzeni (map) zapewnia możliwości eksploracji, analizy, zrozumienia i komunikowania informacji przestrzennej łączy umysł i dane, pozwalając na elastyczne poszukiwania poprzez różne scenariusze, prowadząc do odkryć (Wood 2003) 16

17 Sześcian geowizualizacji MacEachrena Upublicznienie Odkrycie Na progu ery zbierania danych Marissa Mayer, Google (2009) The Physics of Data (NY Times, Coming Data Explosion): tempo przyrostu danych przekracza to, co wynika z prawa Moore a 5 eksabajtów danych on-line w 2002 r.; 281 eksabajtów w 2009; średnio, osoba wgrywa 15 razy więcej danych dziś (2009) niż 3 lata temu 3 zmiany zachodzące w internecie szybkość (dane w czasie rzeczywistym) skala przetwarzania (moc przetwarzania) sensory (nowe typy danych) 17

18 18

19 19

20 Wirtualne globy IIP kreują na swój sposób wielowymiarową cyfrową przestrzeń wirtualne globy: nacisk na udostępnianie IIP: nacisk na dane najważniejsza jest możliwość analizy relacji między danymi różnego typu, a więc udostępnianie nawet dane niekontrolowane (VGI) mówią wiele o przestrzeni nie jakie dane, ale w jaki sposób W imperium, Sztuka Kartografii osiągnęła taką Doskonałość ( ) że Cech Kartografów sporządził Mapę Imperium o wielkości samego Imperium, zgodną z nim w każdym punkcie. Kolejne Generacje ( ) uznały, że rozległa Mapa jest bezużyteczna ( ) na Pustyniach Zachodu jeszcze dziś znaleźć można rozsypujące się Ruiny Mapy ( ) nie ma innych pozostałości po Naukach Geograficznych. Jorge Luis Borges, Fikcje na podstawie tekstu angielskiego (Andrew Hurley, Penguin 1999) Hudson-Smith A., Crooks A., 2008 ( ) wirtualne globy wskazują nowy trend w geografii ( ) mogą być rozumiane jako fundament czegoś jeszcze potężniejszego ( ) odbicia rzeczywistego świata, kreowanego przez użytkowników Web 2.0 a więc wizji Mirror worlds Gelerntera. Choć technologia rozwija się z coraz większą szybkością, jesteśmy dopiero na progu rewolucji ( ). Nowe narzędzia i techniki komunikacji oraz wizualizacji to niewyczerpana kopalnia dla geografów, ekspertów GI i neogeografii. 20

21 Aerospace Engineering Agricultural Economics Agricultural Engineering Agronomy Animal Science Anthropology Applied Physics Archaeology Architecture Area Studies Base Management Battlefield Management Biostatistics Botany Business Administration Chemical Engineering City Planning Civil Engineering Classical Studies Climatology Coastal Studies Communications Computer Science Conservation Biology Criminal Justice Decision Support Systems Demography Earth Science Ecology Economics Electrical Engineering Entomology Environmental Geotechnologia Design Environmental Engineering Environmental Health Environmental Science Epidemiology Ethnic Studies Farm & Ranch Management Fisheries Forestry Geochemistry Geographic Information Sciences Geography Geology Geomatics (Surveying) Geosciences Government szansą Government Documentsdla Library Health geografii Care Management Historic Preservation History Hydrology Industrial Engineering International Studies Journalism Journalism Jurisdictional Law Landscape Architecture Linguistics Map & Imagery Library Marine Biology Marketing Mechanical Engineering Meteorology Military Supply & Logistics Natural Resource Management Natural Sciences Oceanography Operations Research Paleontology Parks & Recreation Pedology Pest Management Physical Sciences Plant Science Political Science Psychology Public Administration Public Health Public Health & Medicine Quaternary Research Range Management Real Estate Law Real Estate Management Redistricting Law Reference Librarian Regional Planning Regional Science Religion Retail Management Science Education Secondary Education Seismology Research Sociology Software Dziękuję Engineering Soil za Science uwagę Technical Education Telecommunications Transportation Engineering Transportation Fleet Mgt. Travel & Tourism Urban Design Urban Planning Veterinary Science Water Resources Management Weed Science Wildlife Management Zoology wg M.Phoenix (ESRI)