Planning Support Systems (PSS)

Transkrypt

Planowanie Wspomagane
Komputerowo
(Planning Support Systems)

Wykład
dr Jerzy Sławski (KPP pok. 120D, 17)
[email protected]
http://users.arch.pwr.wroc.pl/jerzy.slawski/

Laboratorium
dr E. Chądzyńska
dr J. Sławski
Planning Support Systems (PSS)
PSS to:
 komputerowe systemy wspomagania
planowania
 narzędzia do wspomagania zadań
związanych z polityką przestrzenną
 obejmuje zbiór technologii geoinformacyjnych
Planowanie
Planning is a future-oriented activity that
links "scientific and technical knowledge to
actions in the public domain" (John Friedmann,
University of British Columbia)
Obejmuje:
 Zarządzanie przestrzenią (użytkowanie ziemi)

Publiczny dialog i uzgodnienie pomiędzy
wszystkimi grupami i jednostkami
zaangażownymi (uczestniczącymi) w rozwoju
przestrzennym
Planowanie







Obejmuje działania prowadzone przez jednych,
wpływające na użytkowanie terenu kontrolowanego przez
drugich,
oparte na decyzjach trzecich,
oparte na danych nie w pełni dzielonych,
dotyczy zagadnień których nikt w pełni nie rozumie,
w optymistycznym wysiłku kierowania zdarzeniami i
procesami
które bardzo prawdopodobnie nie zaistnieją w
przewidywanym czasie, miejscu i sposobie.
(Couclelis, University of California)
Planowanie
Sens (cele) Planowania Przestrzennego

porządkowanie (ład przestrzenny) - sposób ukształtowania
przestrzeni, który tworzy harmonijną całość
 odpowiednie rozmieszczenie przestrzenne funkcji (właściwe funkcje w
optymalnych miejscach)
 odpowiednie sąsiedztwo funkcji (bezkonfliktowe i dające najwięcej
korzyści)
 odpowiednia struktura pionowa (zachowanie proporcji wysokości,
występowanie dominanty)
 odpowiednia struktura pozioma (harmonijna struktura użytkowania i
władania, odpowiedni kształt i wielkość działek, rozłogu, pól siewnych,
gospodarstwa wiejskiego, odpowiednie oddalenie od podmiotów
gospodarczych)
(Wikipedia)
Planowanie
Sens (cele) Planowania Przestrzennego







porządkowanie - ład przestrzenny,
ochrona dobra publicznego,
łagodzenie konfliktów
kierowanie zdarzeniami,
rozwiązywanie problemów
osiąganie określonych celów,
koordynacja i regulacja/sterowanie
(Wikipedia)
Planowanie
Aspekty





Społeczny
Ekonomiczny
Środowiskowy
Kulturowy
Transportowy

Oś czasu

Przestrzeń
T
Rozwój planowania
Początek XX wieku
• początki planowania przestrzennego w USA
• próby praktycznego rozwiązywania problemów:
 bałaganu przestrzennego
 nieefektywności działania
 degradacji miast przemysłowych
 brzydoty
• Master plan długoterminowy projekt przyszłej formy miasta
 Podejście zaczerpnięte z architektury, inżynierii lądowej
• miasto jako mozaika użytkowania terenu i infrastruktury
 łatwe do modyfikacji
 niezależne od warunków socjalnych, ekonomii, polityki
Rozwój planowania
Początek XX wieku
•
•
•
•
•
planowanie nakazowe
o dobrze zdefiniowanej przyszłości
jasno określonych celach
dobrze określonych środkach osiągania celów
scentralizowanej kontroli zasobów do osiągnięcia celów
• dobre profesjonalne praktyki planowania - odpowiednik empirycznie
stworzonych zasad i standardów w projektowaniu architektonicznym
• niezależne planowanie - przekonanie że planowanie leży ponad polityką
Rozwój planowania
Początek XX wieku
Cutler city MIAMI USA
Jedn mieszkaniowa
CAIRO EGIPT
Rozwój planowania
1950s & 1960s
• planowanie jako nauka stosowana
próba obiektywizacji planowania
• odejście od planowania jako „praktyki”
• odejście od planowania intuicyjnego
• nacisk na teorie i metody
• zastosowanie technik ilościowych
• nacisk na aspekt socjologiczny
Rozwój planowania
1950s & 1960s
• porzucenie obrazów preferowanej przyszłości na rzecz
 alternatyw,
 sposobów realizacji,
 ocen
• pojawienie się
 nauk regionalnych (regional science),
 ekonomii przestrzennej
 badań operacyjnych
 nauki o procesach
• zastosowanie komputerów i technik numerycznych w naukowym
planowaniu
Rozwój planowania
1950s & 1960s
przedstawiciele:
Walter ISARD
William ALONSO
Alan WILSON
Location and Space Economy
Location and Land Use
A Statistical Theory of Spatial Distribution Models
Transportation Research
Brian BERRY
Cities as Systems Within Systems of Cities
Walter HANSEN
Accesibility and Urban Growth
Ira S. LOWRY
Model of Metropolis (Pitsburgh)
Morton SCHNEIDER Grawity Models and Trip Distribution Theory
George ZIPF
Human Behaviour and Principle of Least Effort
Jay FORRESTER
Urban Dynamics
Rozwój planowania
1970s
• krytyka „planowania racjonalnego”
• niepowodzenia technik modelowania i systemów informacji
•
zbyt ambitne cele
•
brak dobrego zrozumienia procesów rozwoju
•
niedostateczna technologia obliczeniowa
•
niedobór danych
• planowanie jako polityka (uzgadnianie zachowań współzależnych
społeczeństw o sprzecznych interesach)
Kościół:Polityka to rozumna i odpowiedzialna troska
o dobro wspólne
Maks Weber: polityka to dążenie do zdobycia
władzy, a następnie jej sprawowanie
Rozwój planowania
1970s
• planowanie jako polityka: uznanie, że analizy planistyczne, dane,
technologie i decyzje mają charakter polityczny
• możliwości badań operacyjnych i programowania liniowego
nieadekwatne do zagadnień polityki społecznej
• Polityka

jest bardzo złożona

jest słabo uporządkowana

ma niejasno określone cele

ma nieczytelne techniczne rozwiązania
1980s
Rozwój planowania
• planowanie jako komunikacja
• planiści nie tylko wykonują analizy, podejmują decyzje i dostarczają
rozwiazania i rekomendacje
• planiści doradzają, przedstawiają rozwiązania i negocjują
• liczy się nie tylko wynik analiz,
ale również sposób przekazu
informacji
• „public participation”
Rozwój planowania
1990s
• planowanie jako wsólne rozumowanie
• tworzenie wizji
• tworzenie koncensusu
• ”Collaborative planning”
• planowanie z udziałem społecznym zamiast planowania dla
społeczeństwa
• powszechne zastosowanie
technik modelowania i
systemów informacji
Uczestnicy planowania

Profesjonalni planiści (projektanci, urzędnicy
odpowiedzialni za politykę przestrzenną
konsultanci i doradcy planowania);

Kadra zarządzająca (politycy ,menadżerowie);

Specjaliści geo-informacji (w instytucjach
planowania, doradcy, naukowcy);

Społeczeństwo

Profesjonaliści - uczestnicy planowania
(reprezenatanci przedsiębiorstw, grup
społecznych)
PSS
PSS służą do nast. zagadnień związanych z
planowaniem:








reprezentacji,
wizualizacji,
analizy,
badania,
projektowania,
wdrażania,
monitorowania,
prognozowania,
PSS
PSS mają zastosowanie:


do analiz złożonych
zjawisk
do obróbki rozległych
zbiorów informacji
PSS
PSS łączą funkcjonalność:




Systemów Informacji Przestrzennej
(GIS)
Systemów monitorowania
Modeli symulacyjnych
Systemów wizualizacji
PSS - klasyfikacja






Systemy
Systemy
danych
Systemy
Systemy
Systemy
Systemy
akwizycji danych
gromadzenia i wyszukiwania
wizualizacji danych
wymiany informacji
analityczne
symulacyjne (modele)
Użytkownicy
Profesjonalni planiści
Kadra zarządzająca
Specjaliści geo-informacji
Społeczeństwo
Profesjonaliści uczestnicy
Systemy PSS
Syst. akwizycji
danych
Syst. gromadzenia
wyszukiwania danych
Syst. wizualizacji
danych
Syst. wymiany
informacji
Systemy
analityczne
Syst. symulacyjne
Systemy PSS
Syst. akwizycji
danych
Syst. gromadzenia
wyszukiwania danych
Syst. wizualizacji
danych
Użytkownicy
Syst. wymiany
informacji
Społeczeństwo
Systemy
analityczne
Syst. symulacyjne
Proces Planowania
Etapy procesu planowania:
Postawienie problemu
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
Proces Planowania - Etapy
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
• sformułowanie problemu
• zestawienie listy zagadnień problemu
• określenie celów
Każdy plan formułowany jest dla
zapewnienia sprawnej realizacji
postawionego celu.
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
Plany powinny przewidywać, jakie działania
prowadzą do zamierzonego celu, jakie od
niego oddalają, jakie mogą ze sobą
kolidować, a jakie są po prostu nieistotne.
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
• sformułowanie problemu
• zestawienie listy zagadnień problemu
• określenie celów
Optymalizacja celów
- równoważenie i godzenie możliwych
konfliktów między różnymi celami.
- analiza niespójności celów
- określenie priorytetów celów: (osiąganie
wybranych celów kosztem rezygnacji z
innych,
- poszukiwanie celów pośrednich,
godzących cele konfliktowe.
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
• analiza warunków
• analiza trendów
Konsultacje
• analiza możliwości
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
Strengths
Weaknesses
Opportunities
Threats
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
xx
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
• Budowa alternatywnych rozwiązań/
scenariuszy
• Ocena alternatywnych rozwiązań
• Ocena skutków
• Tworzenie planu
Poszukiwanie rozwiązań najbardziej
opłacalnych, zgodnych z oczekiwaniami
Ocena konsekwencji pozytywnych i
negatywnych
Ocena utraconych korzyści gdy rozwiązanie
nie zostanie wdrożone
Alternatywne rozwiązania powinny
współgrać z zamierzeniami nadrzędnymi,
do których się dąży (celami)
(dyskusje i negocjacje)
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
• Celów
• Sposobów realizacji
• Rozwiązań alternatywnych
Przełamywanie niechęci do przyjętych
celów i oporu do zmian
Poszukiwanie i ustalanie kompromisów co
do celów i sposobów realizacji
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
Odnośnie
• Celów
• Altenatyw
Decyzja to celowy, nielosowy wybór
jednego z co najmniej dwóch
alternatywnych celów, działań,
rozwiązań danego problemu.
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
Odnośnie
• Celów
• Altenatyw
Racjonalność decyzji
– metodologiczna: wybór dokonany na
podstawie dostępnych informacji i
zgodnie z regułami „sztuki podejmowania
decyzji”
– rzeczowa: wybór takiego wariantu
działania, którego realizacja doprowadza
do osiągnięcia ustalonego celu działania
Badanie problemu
odnośnie
• Celów
• Altenatyw
Analiza rozwiązań
Kryteria decyzyjne:
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
Trafność – wybór najlepszego wariantu
Ekonomiczność - wybór wariantu najbardziej
wydajnego lub najbardziej oszczędnego
Łatwość – dostosowanie do warunków realizacji
Legalność – zgodność z obowiązującymi
przepisami
Ograniczone ryzyko – unikanie rozwiązań
niepewnych
Szybkość – najkrótszy czas realizacji
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
Konsultacje
Decyzje
Realizacja
Monitorowanie
• Przygotowanie projektu
• Ustalenie kompetencji i
odpowiedzialności na etapie
realizacji
• Inicjalizowanie działań
• Monitorowanie i ocena efektów
Użytkownicy
Społeczeństwo
Etapy
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
Konsultacje
Decyzja
Realizacja
Monitorowanie
Systemy PSS
Syst. akwizycji
danych
Syst. gromadzenia
wyszukiwania danych
Syst. wizualizacji
danych
Syst. wymiany
informacji
Systemy
analityczne
Syst. symulacyjne
Etapy
Systemy PSS
Syst. akwizycji
danych
Badanie problemu
Syst. gromadzenia
wyszukiwania danych
Analiza rozwiązań
Konsultacje
Decyzja
Realizacja
Monitorowanie
Syst. wizualizacji
danych
Użytkownicy
Syst. wymiany
informacji
Społeczeństwo
Systemy
analityczne
Syst. symulacyjne
Postawienie probl.
Badanie problemu
Analiza rozwiązań
Syst. akwizycji
danych
Syst. gromadzenia
wyszukiw danych
Realizacja
Syst. wizualizacji
danych
Konsultacje
Decyzja
Specjaliści geo-info
Syst. wymiany
informacji
Systemy
analityczne
Monitorowanie
Syst. symulacyjne
Społeczeństwo
Profesjonaliści uczestn.
planiści, społeczeństwo, profesionaliści uczestniczący
planiści, specjaliści geo-info, profesionaliści uczestniczący
Systemy PSS
Syst. akwizycji
danych
Syst. gromadzenia
wyszukiwania danych
Syst. wizualizacji
danych
Syst. wymiany
informacji
Systemy
analityczne
Syst. symulacyjne
PSS - klasyfikacja
Syst. akwizycji
danych
• Służą do automatycznego zbierania danych
telemetria
remote sensing
detektory stacjonarne
detektory mobilne
np.: systemy monitorowania ruchu, systemy
monitorowania zanieczyszczeń, skanery
satelitarne, skanery 3D
PSS - klasyfikacja
Syst. akwizycji
danych
• Proces akwizycji danych
PSS - klasyfikacja
Systemy akwizycji danych
• Systemy satelitarne:








IKONOS
Quickbird
SPOT
LANDSAT
RADARSAT
Cartosat
IRS IC
GeoEye
PSS - klasyfikacja
Emisje:
EMR (Electro Magnetic Radiation)







Gamma – ray
X- ray
Ultraviolet (UV)
Visible light
Infrared (IR)
Micro wave
Radio wave
PSS - klasyfikacja
długości fal:



UV Ultra Violet
Optyczne 0.30-15.0 µm
Bliskie UV 0.3 – 0.38 µm
Refleksyjne 0.38 – 3.00 µm
• Widzialne 0.38 -0.72 µm
• Bliskie IR 0.72 – 1.30 µm
• Środkowe IR 1.30 – 3.00 µm
Dalekie IR (emisja termiczna)
7.00 – 15.00 µm
PSS - klasyfikacja

PSS - klasyfikacja

Obrazy różnych zakresów:
Visible
Infrared (IR)
Colorized IR
Obraz oparty na:
reflected solar radiation
• chmury – kolor biały
• woda, lądy – odcienie
szarości
Obraz oparty na:
Absorbed solar energy
(reemisja energii cieplnej)
Temperatura obrazowana
kolorem
PSS - klasyfikacja

Obrazy monochromatyczne – efekt
rozszczepienia wiązki
PSS - klasyfikacja
Różnicowanie obiektów
na ziemi na podstawie
• rozpraszania
• absorbcji
PSS - klasyfikacja

Rozdzielczość przestrzenna
wielkość piksela (wielkość powierzchni
ziemi reprezentowana przez piksel)
PSS - klasyfikacja

Rozdzielczość przestrzenna
Wysoka rozdzielczość : 0.41 - 4 m
Niska rozdzielczość : 30 - > 1000 m
Satelity
GeoEye-1
0.41m panchromatyczny (czarno-biały)
1.65m multispektralny (kolorowy)
WorldView-2
0.46m panchromatyczny
QuickBird
0.6m panchromatyczny
PSS - klasyfikacja

Rozdzielczość spektralna
częstotliwości fal (Spektrum
Elektromagnetyczne) rejestorwanych
przez czujnik
Charakterystyka:
- liczba pasm (bands) spektralnych
- położenie pasm spektralmnych
PSS - klasyfikacja

Rozdzielczość spektralna
Wysoka rozdzielczość spektralna : - 220 bands
Średnia rozdzielczość spektralna : 3 - 15 bands
Niska rozdzielczość spektralna
: - 3 bands
Np: RapidEye
Pasma:
Blue
440-510
Green
520-590
Red
630-685
Red Edge 690-730
NIR
760-850
nm
nm
nm
nm
nm
PSS - klasyfikacja

Rozdzielczość czasowa
Czas jaki upływa między kolejnymi chwilami zbierania informacji
z tego samego miejsca
wysoka rodzielczość: < 24 godz - 3 dni
średnia rozdzielczość: 4 - 16 dni
niska rozdzielczość: > 16 dni
PSS - klasyfikacja

Rozdzielczość radiometryczna
liczba poziomów szarości,
liczba kolorów (głębokość
binarna czujnika)
8-bit (0-255)
11-bit (0-2047)
12-bit (0-4095)
16-bit (0-65535)
PSS - klasyfikacja
Dokładność pozycji (positional accuracy)

Wymagania dokładności dla różnych zastosowań
Zastosowanie
Wymagana Dokładność
Mapy katastralne
Projektowanie inżynierskie
Plan koncepcyjny
Wstępna lokalizacja infrastruktury
Trasa pojazdu
Master plan
Planowanie urbanistyczne
60 -150 cm
30 – 300 cm
60 – 3000 cm
60 – 300 cm
300 – 1500 cm
600 – 3000 cm
150 – 300 cm
PSS - klasyfikacja
Georeferencja zdjęć satelitarnych wykonywana jest za pomocą
punktów kontrolnych (control points)
Google earth
Landsat
PSS - klasyfikacja
Dokładność pozycji (positional accuracy)


GoogleEarth RMSE 50 m (root-mean-squared error) badanie dla
109 miast
(2008 r badanie obejmowało 496
punktów kontrolnych)
PSS - klasyfikacja
Dokładność pozycji (positional accuracy) GeoEye
CE90 (circular error at 90% confidence)
RMSE (root mean square error) = RMSD (root mean
square deviation)
NMAS (United States National Map Accuracy Standards)
PSS - klasyfikacja
Dokładność pozycji (positional accuracy) GeoEye
CE90 (circular error at 90% confidence)
RMSE (root mean square error)
NMAS (United States National Map Accuracy Standards)
PSS - klasyfikacja
Serwisy map satelitarnych
OpenStreetMap
– OpenStreetMap
Google Maps
– Google's mapping service
Apple Maps
– Apple's mapping service
Microsoft Research Maps – public domain (older than five years) satellite imagery
via Microsoft servers
MapQuest
Yahoo! Maps
– Yahoo! Map Web Services
PSS - klasyfikacja
Syst. gromadzenia
wyszukiwania danych
PSS - klasyfikacja

Systemy gromadzenia i wyszukiwania
danych
• Służą do zarządzania zbiorami danych
DBMS
Bazy danych (alfa-numeryczne bazy danych)
GIS
Geo-bazy (graficzno- numeryczne bazy danych)
np.: systemy informacji przestrzennej
Systemy Gromadzenia i
Wyszukiwania Danych
Systemy GIS to platforma do
 przechowywania i dostarczania danych

analiz stanu przestrzeni

tworzenia zapisu planu:
• Dane opisowe
• Dane decyzyjne

Oceny wariantów i scenariuszy
Wyszukiwania Danych


Planowanie przestrzenne to zadanie o dużej
złożoności
Proces decyzyjny w
planowaniu wymaga
bogatej warstwy danych
Wyszukiwania Danych
Typy danych w systemach GIS
 Format wektorowy
 Format rastrowy
Tradycyjne systemy GIS - 2D (nie pozwalają na
szczegółowy zapis informacji 3D)
Współczesne systemy GIS rozwijają się w kierunku VR
(Virtual Reality) do interaktywnej symulacji scen
urbanistycznych
Modele danych przestrzennych w systemach GIS
- służą do reprezentacji obiektów świata rzeczywistego (spatial entities)

model wektorowy
Dane modelu wektorowego składają się z wierzchołków (verices)
Podstawowe typy:

punkty (point,multipoint)
– współrzędne X,Y


Linie (polyline, multipolyline,route)
Poligony (polygon multipolygon,
region)

model wektorowy - Typy uzupełniajace:

TIN (triangulated irregular network)
Powstaje w wyniku algorytmu Delaunay

model wektorowy - Typy uzupełniajace:

Annotation
- służą do reprezentacji obiektów świata rzeczywistego (spatial entities)

model rastrowy
Dane modelu rastrowego składają się z pixeli (nazywane tez grid cells)
regularnie ułożone i kwadratowe
nieregularnie ułożone o niergularnych kształtach
Z każdemu pikselowi przypisana jest wartość lub klasa.
-
Rastry dyskretne
-
Rastry ciągłe
Systemy Gromadzenia i Wyszukiwania Danych
Systemy GIS zarządzają
wieloma warstwami danych
Warstwy danych (1):

Struktury fizyczne
• Topografia
• Zagospodarowanie
• Środowisko przyrodnicze
• Hydrologia
• Klimat
Warstwy danych (2):

Dane społeczne
Warstwy danych (2):

Dane ekonomiczne

Dane gospodarcze

Dane administracyjno-prawne
Urbanistyczne zasoby danych
Dane przestrzenne:

Struktury fizyczne (geometria i topologia)
• GI (Geospatial Information)
• DTM (Digital Terrain Model)
• obiekty kulturowe (Model 2D, Model 3D)

Dane tematyczne
•
•
•
•
•
•
demografia
użytkowanie terenu
informacje gospodarcze
Informacje administracyjno-prawne
przepływy
dane o zdarzeniach (np. zameldowania, zachorowania,
wydane decyzje, zakończone inwestycje, wypadki drogowe)
Klasyfikacja danych geograficznych
Warstwy tematyczne
Przechowywanie zasobów – system plików
Warstwy tematyczne
Pliki
Rola danych i ich źródła




Efektywność podejmowanych decyzji
zależy od niezawodności (poprawności) i
zgodności informacji i wiedzy
Wysoki koszt gromadzenia i aktualizacji
danych
Dane pochodzą od wielu dysponentów
Potrzebny jest zintegrowany model
danych
Systemy GIS/DBMS
DMBS (Database Management System)
GIS (Geographical Information System)
• Tworzenie bazy danych
• Aktualizacja
• Administracja
PSS - klasyfikacja

BAZY DANYCH
Struktura relacyjna
Systemy GIS/DBMS
DMBS (Database Management System)
GIS (Geographical Information System)
Tworzenie bazy:
Entity relational model
• jednostki Entities (e.g., miasta, regiony)
• powiązania Relationships (e.g., miasto leży w regionie)
Obiektowy Model Bazy
Notacja Booch-Rumbaugh (ESRI)
Model bazy danych
Przechowywanie zasobów – bazy danych
Model bazy danych
Warstwy tematyczne
Klasy obiektów
Zbiory obiektów
Geo-Baza
Geobazy
Geobaza personalna
Geobaza wielo-użytkowa
Skalowalność systemów GIS
ArcGIS Server
Dystrybucja danych i zarządzanie (GIS ESRI)
Dystrybucja Danych (GIS ESRI)
SDE
Dystrybucja i edycja danych (GIS ESRI)
Edycja danych (GIS ESRI)
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Służą do wizualizacji i animacji danych
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Wizualizacja danych to graficzna reprezentacja
informacji
Tradycyjne metody wizualizacji:
 Mapy
 Wykresy słupkowe, kołowe, liniowe, punktowe
 Wykresy rozproszone
etc.
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Mapy
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Wykresy słupkowe, kołowe, liniowe, punktowe
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Wykresy rozproszone
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Wizualizacja danych służy zrozumieniu informacji
• szybciej
• głębiej.
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Wizualizacja obejmuje szeroki i rosnący wachlarz
projektów odzwierciedlających kreatywne sposoby
reprezentacji wszelkich informacji wizualnie.
Praktycznie, nie ma ograniczeń jaki rodzaj
informacji może być przetłumaczony na obraz
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Twórca wizualizacji danych decyduje jaki element
wizualny:
• kolor,
• kształt,
• wielkość
• położenie
• ruch
najlepiej reprezentuje okreslony zespół informacji
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Przykład:
GOOGLE Earth
Gęstość populacji
http://www.sciencegl.cohttp://www.gearthblog.com/images/images2006/population.jpg
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Przykład:
Zdrowie
Dzieci które przeżyły do
5-lat na 1000 żywych
urodzeń
http://datahttp://apandre.files.wordpress.com/2011/03/hansrosling.jpgmining.
typepad.com/gallery/blog-map-gallery.html
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Przykład:
Blogosfera
Hiperboliczny obraz blogów z
użyciem zbiorów danych WWE i
ICWSM
http://datamining.typepad.com/gallery/blog-map-gallery.html
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Przykład:
Mikroskop elektroniczny
Energia elektronów poddanych
działaniu kwantów Halla
http://www.sciencegl.com/3dsurf/shots/e_3d_map/SPM_electron_map.html
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Przykład:
Biblia
Mapa odniesień w biblii
http://www.chrisharrison.net/index.php/Visualizations/BibleViz
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Przykład:
Muzyka
Przetworzenie konałów
muzycznych utworu „5ta Symfonia” Ludwig
van Beethoven
http://www.matthiasdittrich.com/projekte/narratives/visualisation/index.html
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Przykład:
GDP
Dochód narodowy na
głowę mieszkańca w
obszarach świata
http://apandre.wordpress.com/2010/05/
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Cechy wizualizacji
• wizualizacje 2D, 3D, 4D .......
• wizualizacje statyczne i dynamiczne
• wizualizacje stałe i interaktywne
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Problemy percepcji danych:
• Zbyt wiele informacji (information overload)
the New York Times on an average Sunday contains
more information than a Renaissance-era person had
access to in his entire lifetime
Information Anxiety Richard S. Wurman
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
• Stajemy się coraz lepsi w zbieraniu danych ale
zwykle nie potrafimy wyciągnąć z nich wniosków.
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
• Musimy zidentyfikować pytanie na które szukamy
odpowiedzi.
Jedną z najważniejszych umiejętności w
zrozumieniu danych jest zadanie dobrych pytań
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
• Zwykle myślimy o danych jako stałych
wartościach, tymczasem dane ulegają zmianom.
Jak reprezentować dane których wartości zmieniają
się w skali:
• roku,
• miesiąca,
• dnia,
• godziny,
• sekundy
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Analiza danych wymaga podejścia
interdyscyplinarnego:
•
•
•
•
statystyka
wydobycie (eksploracja) danych („data mining”)
projektowanie graficzne
wizualizacja danych (mapowanie danych w formie
wizualnej)
PSS - klasyfikacja
Syst. wizualizacji
danych
Proces wizualizacji danych
• akwizycja - pozyskanie danych do wizualizacji
• analiza danych – parsing - analiza struktury, znaczenia,
porządkowanie danych, klasyfikacja
• filtrowanie danych - usuwanie danych zbędnych
• eksploracja danych - data mining - identyfikacja wzorców
regół, zależności, kontekstu matematycznego
• reprezentacja - wybór modelu wizualnego np wykres, graf,
lista, drzewo
• uszlachetnianie – refine - modyfikacja reprezentacji w celu
poprawy czytelności
• interakcja – dodanie metod pozwalajacych na manipulację
obrazu danych
PSS - klasyfikacja
Syst. wymiany
informacji
Zapewniają współpracę pomiędzy
uczestnikami procesu planowania
Przykłady:
 systemy map elektronicznych,
 systemy elektronicznej burzy mózgów


sesja asynchroniczna - czat,
sesja synchroniczna –audiokonferencja, wideokonferencja
 elektroniczne systemy współbieżnego szkicowania
Systemy map elektronicznych –przykad:(GIS ESRI)
SDE
Systemy elektronicznej burzy mózgów
Tryb pracy:


sesja asynchroniczna - czat,
sesja synchroniczna –audiokonferencja, wideokonferencja
Przykład: Brain Netting
Dwa typy użytkowników:
Moderator
Ekspert
PSS - klasyfikacja
Systemy
analityczne
• Służą do przetwarzania informacji
(przekształcanie danych
operacyjnych w informacje wtórne
(zagregowane)
Przykłady:
 systemy analiz wielokryterialnych
 systemy analiz trendów
statystycznych,
 systemy analiz spektralnych
PSS - klasyfikacja

Typy analiz przestrzennych:
• przestrzenna autokorelacja
(stopień zależności między
obserwacjami w
przestrzeni)
• przestrzenna interpolacja
(estymacja zmiennych w miejscach
nieobserwowanych w oparciu o
wartości w miejscach
obserwowanych)
PSS - klasyfikacja

Typy analiz przestrzennych:
• przestrzenna regresja
(odszukiwanie zależności przestrzennych w
analizie regresji)
• przestrzenna interakcja
(określenie zależności (przepływów między
miejscami w przestrzeni)
PSS - klasyfikacja
Syst. symulacyjne
Służą do symulacji procesów zachodzących w
przestrzeni osadniczej
Badanie obiektów poprzez modelowanie
System – model – izomorfizm, homomorfizm
PSS - klasyfikacja

Systemy symulacyjne
Klasyfikacje modeli
aprzestrzenne
optymalizujące
--
symulacyjne
dynamiczne
--
statyczne
(spłeczne, gospodarcze)
--
przestrzenne
zachowania
--
stukturalne
stochastyczne
--
deterministyczne
(land-use, transportowe)
Systemy Symulacyjne
modele – Land-use forecasting
modele „Spatial Interactions”
przestrzennych),
(interakcji
modele „Spatial Input-Output”
(przestrzenne Input-Output),
modele „Linear Programming”
(programowania liniowego),
modele „Microsimulation”
(mikrosymulacyjne),
modele „Cellular automation
komórkowych),
Modele „Agent based”
autonomicznej jednostce)
(automatów
(oparte na
modele „Random utility/discrete choice”
(użyteczności/dyskretnego wyboru),
modele „Rule Based”
(oparte na regułach)

Planning Support Systems (PSS)

Transkrypt

Podobne dokumenty

Planning Support Systems (PSS)