05/07/2021

Master Internet of Things (IoT)

Algo acerca de mí...

Formación

Geógrafo por la Universitat de Girona.

Actualidad

Desde 2002, trabajo como analista SIG (Geospatial data scientist) y docente en el SIGTE, el Servei de Sistemes d'Informació Geogràfica i Teledetecció de la Universitat de Girona.

Lluís Vicens

Acerca de los datos

dato

Del lat. datum 'lo que se da'.

1. m. Información sobre algo concreto que permite su conocimiento exacto o sirve para deducir las consecuencias derivadas de un hecho. A este problema le faltan datos numéricos.

2. m. Documento, testimonio, fundamento.

3. m. Inform. Información dispuesta de manera adecuada para su tratamiento por una computadora.

RAE, 2019

espacial

1. adj. Perteneciente o relativo al espacio

espacio

1. m. Extensión que contiene toda la materia existente.

2. m. Parte de espacio ocupada por cada objeto material.

«Location matters»

¿Qué son los datos espaciales?

"Todo lo que sucede, sucede en algún lugar"

La posición es un aspecto relevante y crucial en los problemas de las sociedades pasadas, presentes y futuras. Estamos rodeados de «problemas geográficos» que precisan de una solución, de una respuesta.

Un ejemplo clásico...

John Snow, Public domain, via Wikimedia Commons

https://www.bbvaopenmind.com/ciencia/grandes-personajes/john-snow-origen-de-una-nueva-medicina-en-tiempos-del-colera/

"Se estima que aproximadamente, el 80 % de los datos de nuestra vida, son datos ESPACIALES"

• La ubicación de edificios de servicios públicos
• La red de carreteras que utilizamos a diario
• La localización de los contenedores de la basura...
• ... y un largo y extenso sinfín de ejemplos.

Sobre la tecnología

‹‹Bienvenidos a la revolución Geoespacial››

¿A qué obedece dicha revolución?

Por lo que respecta a los dispositivos:

• el tamaño
• el precio o coste
• los usos civiles
• disponibilidad selectiva

Por lo que respecta a los satélites:

https://maps.esri.com/rc/sat2/index.html#

Hello world: Tiny satellites, Big Impact

Sara Safavi (Planet) - JSL 2019

«Por tanto, muchos de nuestros problemas, acaban por ser, problemas espaciales»

¿Qué escuela tengo más cercana?

¿Cómo llegar a mi punto de reunión?

¿Dónde estoy, ahora?

¿Cuanto tardo en llegar a mi cita?

¿Dónde es más barato el carburante?

¿Dónde está mi colegio electoral?

Diseñar la ruta de una excursión

...

La información geográfica

La Información Geográfica es información acerca de un fenómeno en la superficie de la Tierra, es el conocimiento sobre 'dónde' tiene lugar un fenómeno o 'qué hay' en un determinado lugar:

Datos espaciales, información geográfica

Text

Ubicación

Atributo

La importancia del DÓNDE para responder a:

• Qué?
• Cómo?
• Por qué?

Los datos espaciales («geolocalizados») nos permiten:

Comprensión + Gestión + Ordenación + Planificación + Previsión

Datos espaciales, información geográfica

Algunas reflexiones sobre los datos espaciales

‹‹expansion››

‹‹el blog salmon››

‹‹el país››

‹‹la voz de galicia››

https://www.expansion.com/empresas/2020/01/05/5e0f431be5fdea8a168b45bb.html

Algunas reflexiones sobre los datos espaciales

«La geolocalización es una huella que nos permite explorar el mundo smart»

Algunas reflexiones sobre los datos espaciales

Algunas reflexiones sobre los datos espaciales

• Es multidimensional: mediante un par de coordenadas geográficas, se puede definir cualquier posición sobre la superficie de la Tierra (x,y o latitud/longitud).

• Depende de la resolución geográfica. Ésta puede ser muy detallada o bien muy genérica:
  • IG detallada > localización de los edificios en una ciudad, o los árboles de un bosque.
  • IG genérica > clima de una región, o densidad de población a escala de país.

Características de la información espacial

• Puede ser muy voluminosa:
  • kilobyte (kB) > megabyte (MB) > gigabyte (GB).
  • Un satélite, es capaz de emitir cada día, información por volumen de un terabyte (TB).

• Almacenada/representada en diferentes formatos digitales, que influirán en su posterior análisis y en los resultados que de ella se deriven.
• Debe ser proyectada frecuentemente, sobre una superficie plana.
• Requiere métodos especiales y un tiempo de dedicación en su preparación y análisis nada despreciable.

• Los datos son la parte del SIG mediante la cual representamos la realidad, y nos permiten relacionarla con situaciones y aplicaciones específicas

• Para que un SIG funcione correctamente, es preciso mantener y asegurar la calidad de los datos almacenados en nuestra base de datos

• Procesos más importantes con los datos:
  • procesos de entrada de datos
  • tratamiento de bases de datos espaciales y alfanuméricas
  • aplicación de sistemas de control de la calidad
  • Análisis
  • Representación y comunicación

El papel de los datos espaciales en un SIG

• Los Sistemas de Proyección.
• Los Sistemas de Coordenadas Espaciales.
• El factor de Escala.
• Procesos de Georeferenciación de datos.
• Fuentes de Datos (espaciales).
• Los Formatos de los datos.

Hablemos un poco sobre...

«Los sistemas de proyección globales»

• Proyección es el proceso o método para convertir una superficie tridimensional (Tierra) en una superficie bidimensional (plano).
• En una proyección, podemos representar la totalidad de la Tierra o únicamente una parte.

https://xkcd.com/977/

Sobre las proyecciones cartográficas...

Comparación de proyecciones...

Mercator

Gall-Peters

Hobo-Dyer

Comparación de proyecciones...

¿Entonces, por qué Web Mercator?

"I’ve often wondered why Google, as well as other internet map providers, use the Mercator projection. It was originally designed for nautical navigation by keeping lines of latitude perpendicular to lines of longitude. The cost was that land areas were distorted, and the distortion increases nearer the poles, making countries in very low or very high latitudes look bigger than they really are." (P.M. Jones)

"Web Mercator gained its popularity because it provides an efficient way for a two-dimensional flat map to be chopped up into seamless 256x256 pixel map tiles that load quickly into the rectangular shape of your browse." (CARTO)

¿Entonces, por qué Web Mercator?

• Porqué preserva los ángulos.
• Porqué aun cuando distorsiona el mundo (áreas) a nivel planetario, es más próximo a la realidad en zooms de mucho detalle (nivel de calle).
• Porqué la mayor parte de los sitios web basados en mapas,  están orientados a información de detalle más que a información planetaria: Google Maps, Bing, OSM, ...
• A nivel de detalle, la escala es conforme en todas las direcciones

Mercator

Hobo-Dyer

Winkel-Tripel

Gall-Peters

Indicatriz de Tissot: ilustración de distorsiones en las proyecciones cartográficas

«Los sistemas de Coordenadas»

• Un sistema de coordenadas es un sistema diseñado para definir la posición de un punto en el espacio, con respecto a un punto de referencia. Un sistema de coordenadas está constituido por:
  • Un elipsoide.
  • Un datum.
    • Es el marco de referencia utilizado para la localización de las entidades en la superficie terrestre del globo.
    • Puede ser:
      • Centrado en la Tierra.
      • Local: se alinea para una área concreta.
    • Es vital para emparejar diferentes capas de información.
  • Una proyección (procedimiento matemático para representar una parte de la Tierra (esférica), sobre una superficie plana.
  • Unas unidades: metros, kilómetros, pies, ...

Los sistemas de coordenadas

• La definición de cualquier posición en la tierra, está basada en el eje de rotación del planeta.

• Las coordenadas geográficas se basan en las mediciones de latitud y longitud.
  • Son valores de los ángulos mesurados desde el centro de la tierra hasta un punto en la superficie de la Tierra, en base a un meridiano y paralelo de referencia: Greenwich y Ecuador.
    • Latitud: Norte-Sur
    • Longitud: Este-Oeste.
  • Ejemplo de posición:
    • 41º 35' 12''
    •   2º 40' 35''
• Sistemas de referencia geográficos:
  • EPSG:4326 (WGS84), EPSG:4258 (ETRS89)

Los sistemas de coordenadas geográficas

• Toma como referencia la situación sobre la superficie de un plano, asignando un par de coordenadas a cada punto. El plano se divide en una cuadrícula mediante un número infinito de líneas separadas por espacios iguales, paralelos a cada eje.

• Por qué coordenadas cartesianas o proyectadas?
  • En un Sistema de Coordenadas Geográficas es difícil realizar cálculos geométricos.

• La transformación de Geográficas a Cartesianas provoca distorsiones:
  • en la forma.
  • en el área.
  • en la distancia.
  • en la dirección.
• EPSG:25831, EPSG:25830, ...

Los sistemas de coordenadas proyectadas

Por lo general, en UTM: Universal Transverse Mercator

• Es una proyección cilíndrica

¿Con qué sistema de coordenadas trabajar?

• Es una proyección transversa: El cilindro es tangente a la superficie terrestre según un meridiano. El eje del cilindro coincide, pues, con el eje ecuatorial.
• Es una proyección conforme: Mantiene el valor de los ángulos. Si se mide un ángulo sobre la proyección coincide con la medida sobre el elipsoide terrestre.

• Los paralelos y los meridianos aparecen representados mediante líneas rectas formando una cuadrícula.
• Las distancias se miden fácilmente.
• Para áreas pequeñas se conserva la forma de los accidentes geográficos sin deformación significativa.
• Los rumbos y las direcciones se marcan con facilidad.

El sistema de coordenadas UTM

Ventajas

• No existe una uniformidad en la escala de distancias. Las distancias se agrandan a medida que nos separamos del punto de tangencia esfera-cilindro en la dirección perpendicular al cilindro.
• En latitudes elevadas, alejándonos del punto de tangencia, la deformación es cada vez más importante.
• No se guarda proporción entre las superficies a diferentes latitudes.
• No se pueden representar las zonas polares

Inconvenientes

El sistema de coordenadas UTM

Para resolver el problema de la deformación de la proyección UTM a medida que nos alejamos del meridiano de tangencia lo que se ha hecho es subdividir la superficie terrestre en 60 husos (de 6 grados de longitud) y 20 bandas (de 8 grados de latitud).

Con ello resultan 60 proyecciones iguales, pero cada una con su respectivo meridiano central.

* Sólo se representa la región entre los paralelos 84ºN y 80ºS

El sistema de coordenadas UTM

Soluciones

«El factor de escala»

"La escala es la relación matemática que existe entre las dimensiones reales y las del dibujo que representa la realidad sobre un plano o un mapa. Es la relación de proporción que existe entre las medidas de un mapa con las originales". (wikipedia, 2018)

escala (RAE, 2019)

5. f. Línea recta dividida en partes iguales que representan metros, kilómetros, leguas, etc., y sirve de medida para dibujar proporcionadamente en un mapa o plano las distancias y dimensiones de un terreno, edificio, máquina u otro objeto, y para averiguar sobre el plano las medidas reales de lo dibujado.

6. f. Tamaño de un mapa, plano, diseño, etc., según la escala a que se ajusta

¿Qué es la escala y qué determina?

«La georeferenciación de los datos»

• La georreferenciación es el proceso de establecer una relación espacial entre los datos visualizados, y su posición real en la superficie terrestre.

• Existen diferentes modos de georreferenciar los datos:
  • Direcciones postales
  • Callejero
  • Sistemas de coordenadas
  • What3words

La geolocalización nos permite aplicar la «ciencia del dónde»

«Geocoding y reverse geocoding»

La geocodificación es el proceso de obtener y asignar coordenadas (localización) a partir de una dirección postal.

Para realizar la geocodificación es necesario contar con:

• una herramienta que realice la búsqueda
• una base de datos con información relativa a la dirección postal, código postal, localidad, ...

• Algunas de las API que ofrecen estos servicios son las de ESRI, QGIS, Google Maps, Nominatim, Geonames o OpenCage Geocoder, Batch geocoder for journalists

>> Algunos ejemplos de geocodificación directa con Batch geocoder for journalists, Google My Maps, e Instamaps.

Geocoding o codificación directa

La geocodificación inversa consiste en asignar la dirección de una calle, número de portal, etc. a una localización espacial conocida (XY). Por ejemplo, en una capa de puntos podremos rellenar en su tabla de atributos un campo nuevo con sus direcciones.

Algunas de las API que ofrecen estos servicios son las de ESRI, Google Maps, Instamaps, Nominatim, Geonames o OpenCage Geocoder.

Reverse geocoding o codificación indirecta

«Fuentes de datos»

opendatahandbook.org

"Los datos abiertos son datos que pueden ser utilizados, reutilizados y redistribuidos libremente por cualquier persona, y que se encuentran sujetos, cuando más, al requerimiento de atribución y de compartirse de la misma manera en que aparecen".

"Si te estás preguntando por qué es tan importante ser claros respecto de lo que significa ser “Abierto” y por qué se usa esta definición, hay una respuesta simple: interoperabilidad".

Datos Abiertos

www.nosolosig.com/articulos/844-10-razones-para-que-la-administracion-publica-abra-sus-datos-geograficos

Datos Abiertos

«Administraciones públicas y Órganos gubernamentales»

https://opendatainception.io/

https://datos.gob.es/ca/documentacion/datos-abiertos-femp-2019-40-conjuntos-de-datos-publicar-por-las-entidades-locales

«Neocartografía e Información Geográfica Voluntaria»

https://www.openstreetmap.org/

https://ca.wikiloc.com/

https://tasks.hotosm.org/

https://www.iconoclasistas.net/

http://www.mosquitoalert.com/ca/

https://www.missingmaps.org/es/

«Formatos de datos»

http://governobert.gencat.cat/ca/dades_obertes/dades-obertes/que-son-les-dades-obertes/

http://governobert.gencat.cat/ca/dades_obertes/dades-obertes/que-son-les-dades-obertes/

A vueltas con el dr. John Snow

lluis.vicens@.udg.edu

@lluisvicens