MAPOVÉ ZDROJE 6 8.12. 2021 Milan KONEČNÝ 1. Vznik, koncepce a definice Digitální planety Země 2. DIGITÁLNÍ PLANETA ZEMĚ (DE) (DIGITAL EARTH – DE) 3. BUDOUCÍ ZEMĚ (FE) (FUTURE EARTH - FE) 4. Naše laboratorní a ústavní projekty 1. Vznik, koncepce a definice Digitální (planety) Země Historie vzniku Digitální (planety) Země: První mezinárodní konference: 1999: Beijing, P.R. China 2001: New Brunswick, Canada 2003: Brno, Czech Republic Otcové: Al Gore (1998) (Bill Clinton) Digital Earth Definitions-1 Technological: Gore: A multi-resolution, threedimensional representation of the planet, into which we can embed vast quantities of geo-referenced data(1998). DE je "na mnoha úrovních rozlišitelnosti vybudovaná třírozměrná reprezentace naší planety, do níž je zapojeno velké množství georeferenčních dat“. (překlad M.K.) Digital Earth Definitions- 2 Chen Shupeng, Fukui, Foresman, Guo, Goodchild Sustainable development oriented: Beijing Declaration, Brno discussions, Global Society Dialogue, Global Marshal Plan) Digital Earth is a concept that aims to incorporate maps and data – ranging from topography and population to weather patterns and migration – into a seamless geospatial system accessible worldwide. Digitální planeta Země Digitální Země je koncept, jehož cílem je začlenit mapy a data od topografie a populace až po povětrnostní vzorce a migraci do bezproblémového geoprostorového systému přístupného celosvětově. (překlad M.K.) 2. DIGITÁLNÍ PLANETA ZEMĚ (DE) (DIGITAL EARTH – DE) Digital Earth Concepts http://www.digitalearth-isde.org/ Understanding Digital Earth Clo ud El Nino Sea water temperature Earth Surface Earthq uake Volcano Vegetation Plate Boundary (http://www.nasm.si.edu/EarthToday) Public Tools & Technology Tools & Technology Enabling Citizens and Communities Enabling Citizens and Communities InteroperabilityInteroperability Collecting DataCollecting Data EARTHEARTH Private Digital ResourcesDigital Resources Understanding Digital Earth (White paper by NASA Digital Earth office, 2000) The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century by Al Gore (1998 !!!) • Nová vlna technologických inovací nám dovoluje sběr, ukládání, zpracování a zobrazování nepředstavitelného množství informací o naší planetě a široké rozmanitosti přírodních a kulturních jevů. Většina těchto informací je “georeferenčních”, to znamená, že jsou vztažena k určitému specifickému místu na zemském povrchu. • Obtížnou součástí využití těchto předností je záplava geoprostorových informací – problémem je převedení surových dat do pochopitelných informací. • Digital Earth: vícenásobná zobrazení, třídimenzionální reprezentace planety, při němž využíváme velké množství georeferenčních dat. Digital Earth - nezbytné technologie • Počítačové vědy resp. Informatika (Computer Science) • Obrovské ukládací kapacity pro data (Mass Storage) • Družicové snímky (Satellite Imagery) • Širokopásmové sítě (Broadband Networks) • Interoperabilita (Interoperability) • Metadata -Realizovat úplný potenciál Digitální Země vyžaduje technologický pokrok v dalších oblastech, zejména automatizované interpretaci snímků, propojování dat z rozmanitých zdrojů, a inteligentní agenty, kteří mohou nalézti a propojit informaci na WEBu o jakémkoliv místě na zeměkouli. Už v současnosti je k dispozici dostatečné množství informací, aby proces mohl být úspěšně rozvíjen. Digital Earth - potenciální aplikace • Vedení virtuální diplomacie (mírové rozhovory v Bosně, simulovaný let nad plánovanou hranicí, stanovaní koridoru) • Boj s kriminalitou (pomocí GIS v městě Salinas) • Ochrana zachování biodiversity: (Camp Pendelton, California, předpověď růstu populace z 1.1 milion v r. 1990 na 1.6 milion v r. 2010. V regionu 200 ohrožených, vzácných rostlin a živočichů. Na základě informací o terénu, půdních poměrech, ročních srážkách, vegetaci, využití půdy a vlastnických vztahů vědci modelovali možné dopady na biodiversitu v regionu Předpovědi klimatických změn: (sledování odlesňování Amazonských pralesů na základě družicových dat) Růst zemědělské produktivity: (družicové snímky a GPS pro včasnou detekci nemocí a škůdců a nasazení protiopatření; “farming by the inch.„ (pozdějiá precision farming). Background • Digital Earth： ➢ hlavní nosná iniciativa pro soubor informačních zdrojů v udržitelném rozvoji, ➢efektivní způsob integrálního sdílení informačních zdrojů, ➢Strategický a významný bod v informační éře ➢Významný aspekt pro rozvoj ekonomiky a společnosti ➢ Na konci 90. let byl koncept Digitální Země široce rozšířen a rychle rozvinut. ➢ Velké země (USA, Čína, Japonsko,…) zažily společný proces porozumění digitální Zemi ➢ Byl vypracován návrh prototypového systému Digitální Země Digital Earth Prototype System (DEPS) Digitální prohlídka - Digital Touring • Digitalizované zobrazení a síťová správa sektoru Huangguoshu • vývoj 3D simulačního systému a softwaru pro procházení po internetu • zřízení GIS informačních odkazů Digitální archeologie- 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 Digitální olympiáda- Digital Olympics příprava na LOH 2008, Peking Provádění dynamického monitorování projektů hlavního olympijského sektoru a projektů v oblasti životního prostředí v prostorovém měřítku; • Získávání dat •Byla vytvořena 2TB databáze, letecká data získaná v letech 1999 až 2005 200 5 Digital Olympics 1）Vývoj scény 3D vizualizace 2）Implementace 3D procházení po internetu hlavních olympijských sektorů 3）Objevování klíčových technologií pro dynamické monitorování inženýrského procesu 4）Související technologický výzkum vývoje 3D E-map. Digital Olympics Dynamické monitorování změn měst • Podle správy půdních zdrojů a základní konstrukce, pomocí dálkových senzorů, dat dálkového průzkumu s více rozlišeními pro nepřetržité a dynamické monitorování městské oblasti a pomoci při aktualizaci stavu využití půdy (land use). • Monitorování typů využití půdy, jejich množství a stavu. • Poskytnout technologické informace a provozní platformu souvisejících aplikací pro určení využití půdy ve městech. Iniciativa předpokládá trojrozměrný glóbus, na který by uživatelé mohli kliknout, aby získali přístup k datovým vrstvám. Dostatečná hloubka a šíře dat by zajistila jejich využití výzkumnými pracovníky, místními pracovníky, plánovači a studenty. Projekt zahrnuje vývoj standardů, marketingových myšlenek a sběr dat a otevřeně čerpá z práce jiných organizací. Stejně jako GSDI přispěla iniciativa Digital Earth k pokroku v koncepcích a technologiích, které jsou základem jakékoliv SDI-Spatial Data Infrastructure) (NIPI – Národní informační prostorová infrastruktura); Strukturovaná stávající informace je relevantní pro implementaci interoperabilních geografických informací a služeb. Iniciativa Digitální Země ve skutečnosti významně přispěla do „kuchařské knihy“ – COOKBOOK, GSDI. The 3rd International Symposium on Digital Earth – Information Resources for Global Sustainability. BRNO, September 2003 Knowledge, Networks, Technology, Economy, Society, Natural and Human Resources, Policy and Strategy. Znalosti, sítě, technologie, ekonomika, společnost, přírodní a lidské zdroje, politika a strategie. Poprvé sociální aspekt. Major Challenges for Digital Earth (DE) • Správa Velkých dat (Big Data) • DE Platformy, jejich implementace a konstrukce • Vývoj datového ekosystému pro DE • Řešení sociálních složitostí • Alternativní studijní plány pro výuku DE Jak je DE řešeno v EU? CO JE DIGITAL EARTH DNES??? (závěry prezidenta ISDE Alessandro Annoni, Florencie, 2019) Závěry • Neexistuje jednoduchá definice digitální Země. DE je vyvíjející se koncept, který se přizpůsobuje sociálním a technologickým změnám. • Jeho hlavní charakteristikou je podpora využívání digitální technologie ke studiu a ochraně naší planety a lidí, kteří v ní žijí. • Osvojení technologií, porozumění sociálním změnám a řešení společenských výzev by mělo být raison d'etre (cílem) komunity DE. • Pokrok ve vědě bude relevantní, jen když dokážeme prokázat jejich hodnotu pro velká témata naší společnosti. (překlad – M.K.) 3. BUDOUCÍ ZEMĚ (FE) (FUTURE EARTH - FE) FUTURE EARTH BUDOUCNOST ZEMĚ https://futureearth.org/about/our-work/ Iniciativa Budoucnost Země (FE) je síť vědců, výzkumníků a inovátorů navržená k poskytování znalostí potřebných k podpoře transformací směrem k udržitelnosti.. Naše zaměření je na systémové přístupy se snaží prohloubit naše chápání složitých systémů Země a lidské dynamiky napříč různými disciplínami. Toto pochopení je využíváno k podpoře politik a strategií udržitelného rozvoje založených na důkazech. Naše poslání (mise) Posláním FE je urychlit transformace pro globální udržitelnost pomocí výzkumu a inovací. Our vize Vizí FE je, aby se lidem dařilo v udržitelném a spravedlivém světě. Naše strategie FE rozvíjí znalosti a nástroje, které vlády, komunity a společnosti potřebují ke splnění 17 cílů udržitelného rozvoje OSN. Pochopením souvislostí mezi environmentálními, sociálními a ekonomickými systémy se Future Earth snaží usnadnit výzkum a inovace, budovat a mobilizovat sítě a utvářet vývoj, a proměňovat znalosti v činy. (překlad M.K.) Usnadnit výzkum a inovace Našich 20 globálních výzkumných projektů zkoumá interakce mezi lidmi a zemí, vzduchem, vodou a biologickou rozmanitostí. Vyvíjíme a spolupracujeme na iniciativách, které experimentují s technologiemi, daty, médii a novými nápady. Budovat a mobilizovat sítě Naše sítě propojují politické, obchodní a civilní lídry s výzkumnými pracovníky, aby se zabývali tématy jako zdraví, urbanizace, přírodní bohatství a další. Utvářet vývoj Pomáháme začlenit nejnovější vědu do globálního rozhodování a zapojujeme se do rozhovorů o řešeních udržitelnosti. Další informace najdete v našich 10 nových přehledech v oboru klimatu a v oceňovaném časopisu Anthropocene. 4. Naše laboratorní a ústavní projekty LABORATOŘ GEOINFORMATIKY A KARTOGRAFIE (LGC) http://www.geogr.muni.cz/lgc LABORATOŘ GEOINFORMATIKY A KARTOGRAFIE⚫ založena již roku 1992 ⚫ prof. RNDr. Milan Konečný, CSc. ⚫ prezident Mezinárodní kartografické asociace (ICA) v letech 2003 – 2007 ⚫ první pracoviště pracující s GIS ve střední Evropě ⚫ dnes 12 pracovníků Výuka Kartografie a geoinformatika Praktikum z geoinformatiky pro studenty učitelství geografie a kartografie Globální mapování Kartografická exkurze Mapové zdroje Metainformace v kartografii Webová kartografie Kartografická vizualizace Kartografické modelování Teoretická kartografie Programování v geoinformatice Analytická kartografie Geoinformační technologie 1 - geodatabáze Geoinformační technologie 2 - počítačová grafika v kartografii Mapová semiotika a toponomastika Historie kartografie Terénní cvičení z mapování Státní mapová díla 3D modelování a vizualizace Kartografie a geoinformatika • 1. ročník studia – všechny obory • www.geogr.muni.cz/ucebnice/kart ografie Dějiny kartografie • vyšší ročníky studia – volitelný předmět • www.geogr.muni.cz/ucebni ce/dejiny VÝUKA GIS navigační systémy, GEODÉZIE • GPS a navigační systémy • geodézie a vyměřování • zpracování digitálních leteckých snímků • rozpoznávání zájmových objektů na snímcích (budovy, lesy, skládky apod.) • tvorba modelů reliéfu LETECKÉ A DRUŽICOVÉ SNÍMKOVÁNÍ Mobilní technologie propojení map, IT a komunikačních technologií: mobilní telefon PDA/palmtop/notebook přijímač GPS programové vybavení GIS geodata BAKALÁŘSKÉ PRÁCE • Návrh GIS pro vybranou tématiku • E-learning webové kartografie • Zpracování obrazových dat s velmi vysokým rozlišením • 3D kartografická vizualizace okresu Svitavy • Možnosti geovizualizace dat zdravotního stavu obyvatelstva • Interaktivní tematická mapa změn v krajině v okolí Velkých Karlovic na bázi historických map • Tvorba modelu terénu z družicových dat - přehled metod • Historický vývoj využití země oblasti Strážnického Pomoraví • Mapy pro zdravotnictví: analýza, klasifikace, koncepce • Obnova a tvorba orientačních map v mobilním prostředí • Identifikace krajinné struktury metodami DPZ • …. DIPLOMOVÉ PRÁCE • Současné změny v charakteru využití zemědělských ploch v Jihomoravském kraji • Návrh scénáře výukového filmu: Výuka kartografie a geoinformatiky na středních školách • Mapování vegetace s využitím spektrálních indexů • Harmonizace lokálních, regionálních privátních a státních prostorových datových zdrojů pro tvorbu elektronického atlasu na regionální úrovni • Geovizualizační ontologie v krizovém řízení • Modelování a vizualizace environmentálních dat v prostoru a čase s využitím GIS • Vizualizace modelů trakčních schopností mobilní záchranné techniky ve volném DISERTAČNÍ PRÁCE • Metadatový tok v krizovém řízení: od konceptu k implementaci • Atlas Euroregionu Neisse - Nisa - Nysa ve vybraných tematikách • Využití metod DPZ při sledování antropogenních změn krajiny v dobývacím prostoru Lazy • Návrh koncepce a obsahu elektronického atlasu Libereckého kraje • Využití technologie GIS při rekonstrukci podloží severní části Hornomoravského úvalu • TopoXML, výměnný formát topologie vektorových dat • Koncepce a rozvoj národní geologické mapové databáze v návaznosti na evropské a globální datové infrastruktury • Vývoj slezské kartografie do počátku 18. století VĚDECKÁ TÉMATA • Krizové řízení • Psychologické studie práce s mapou • Využití map pro zdravotně postižené • Prostorová analýza zdravotních statistik • Geoinformatika pro zemědělství • Digitalizace starých map • 3D vizualizace • Mapování pomocí bezpilotních prostředků • Tvorba výukových materiálů • … Výzkumný záměr: Dynamická geovizualizace v krizovém managementu • Projekt se komplexně zabýval procesem přenosu geoinformací k uživateli v podmínkách krizové situace. • Součástí byly aspekty geoinformační, geostatistické, kartografické, environmentální a psychologické. • Projekt sledoval soudobé kartografické trendy směřující Výzkumný záměr: Dynamická geovizualizace v krizovém managementu GPS GPRS Výzkumný záměr: Dynamická geovizualizace v krizovém managementu Psychologické studie práce s mapou • programový nástroj MUTEP (Multivariantní testovací program) • programový nástroj Hypothesis PŘÍKLAD STUDIE • Testování dvou znakových sad – tematicky zaměřené na povodňovou problematiku HLEDÁNÍ ZÁVISLOSTI reakční čas výraznost (velikost) znaků vyhledávání znaků vyhledávání objektů z pozadí vyšší r.č. nižší r.č. sada A sada B PŘÍKLAD STUDIE • Snímání pohybů očí • Které místo mapy zaujme pozornost jako první? • Atlas přístupnosti centra města Brna pro osoby s omezenou schopností pohybu • Automatizov Využití map pro zdravotně postižené https://hapticke.ma • Medicarto • Visualhealth ANALÝZY ZDRAVOTNÍCH STATISTIK Geoinformatika pro zemědělství • Agrisensor  GS Soil Disaster Risk Management EU-China highest level project EU-China Disaster Risk Management Project: Experiences and Improvements Y. MAJID, E. PEUCH, M. KONECNY Ministry of Interier, Paris, France, Masaryk university, Brno, Czech Republic Europe Aid Cooperation and Development Section ■ Delegation of the European Union to China and Mongolia EU-China Disaster Risk Management Duration 48 months 2012-2015 Prolongation in 2016 Beneficiary country People’s Republic of China EC Contribution € 6 million China Contribution € 3 million Executing Authority Ministry of Commerce of China (MOFCOM) Implementing Counterpart State Council (Chinese Academy of Governance & Emergency Management Office) Implementing Agency Chinese National Institute of Emergency Management (NIEM) Location Mainly China with study trips to Europe EU Delegation Contact Person Mr. Cesar MORENO cesar.moreno@eeas.europa.eu Project Background China is amongst the nations most prone to natural disasters. Examples from recent history: - the Sichuan earthquake in 2008, - the Qinghai earthquake and - the floods in Southern China in 2010. Man-made disasters is also on the rise. - the SARS epidemic in 2003, - the melamine crisis in 2008 and - the numerous cases of environmental contamination. Since 2008, the Chinese Government has undertaken a process of institutional strengthening aimed at enhancing the system of disaster risk management nation-wide. In this context, the Chinese Government is adapting to international best practices, particularly on aspects relating to prevention and preparedness and to the key issue of multi-actor coordination throughout the disaster risk management cycle. Response •Dispatching of resources •Emergency telecom •Situational awareness •Command control coordination •Information dissemination •Emergency healthcare Disaster Management Cycle Prevention and Mitigation •Hazard prediction and modeling •Risk assessment and mapping •Spatial Planning •Structural & non structural measures •Public Awareness & Education.. Preparedness •Scenarios development •Emergency Planning •Training Alert •Real time monitoring & forecasting •Early warning •Secure &dependable telecom •Scenario identification • all media alarm Post Disaster •Lessons learnt •Scenario update •Socio-economic and environmental impact assessment •Spatial (re)planning Recovery •Early damage assessment •Re-establishing life-lines transport &communication infrastructure Disasters Organizational steps: The State Council (SC) established the first National Institute for Emergency Management (NIEM) within the China Academy of Governance (CAG), a ministerial level institution headed by a State Councillor and SC Secretary General. NIEM: a resource institute supporting the SC and its Emergency Management Office (EMO) with specific tasks related to policy advice, policy research and training services in all relevant aspects of disaster risk management. the term "Disaster Management" is to be understood as encompassing a global and multifaced approach. Hyogo framework and plan of action 2005-2015 - HFA. Authorities and civil society should be part of the system. Disaster management includes activities from risk identification, mapping, vulnerability studies, prevention activities, early warning, population alert, preparedness and emergency action planning etc. The global objective of the project: to support the Government of China in strengthening the nation-wide disaster management system thereby reducing the vulnerability of the Chinese people to risks and effects from natural and man-made disasters, Specific objectives: 1) To raise the capacity of the NIEM to assist decision makers and government administrations at the central and local level; 2) To raise the capacity of the EMO to effectively and operationally deal with the challenges of disaster preparedness, disaster risk reduction, disaster response and post-disaster management; and 3) To establish a long-term effective EU-China platform facilitating cooperation and coordination of actors in the management of disaster risks at national and international level. Main Results 1) The overall Chinese policy, legal and operational framework for DRR and DM is enhanced, coordination mechanisms are established and multi-stakeholder multi-hazard approaches are integrated into the national system. 2) NIEM has developed state-of-the-art resources for education and training, innovation and policy advice, consultancy and innovation in relation to the full cycle of disaster management; 3) The competent Chinese administrations have upgraded their skills, from policy to field level implementation, in relation to all aspects of disaster management; 4) NIEM is hosting a permanent EU-China Department for Disaster Risk Management (DRRM) for long-term cooperation and exchange with relevant EC services, and European civil protection actors, including government agencies, experts, specialized institutes, etc. SIEUSOIL PROJECT INTRODUCTION OGC technical meeting (Leuven, Belgium, 24/06/2019) Very first information Tomáš Řezník, Masaryk University (MU) This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 818346 www.SIEUSOIL.e u www.SIEUSOIL.e u www. SIEUSOIL.eu 77 SIno-EU Soil Observatory for Intelligent Land use Management Horizon 2020 EU-China Call: H2020-SFS-2018-2020 (Sustainable Food Security) Topic: SFS-38-2018 Type of action: RIA Proposal number: SEP- 210522327 Proposal acronym: SIEUSOIL SIEUSOIL will design, implement and test a shared China-EU Web Observatory platform that will provide Open Linked Data to monitor status and threats of soil and assist in decision making for sustainable support of agro-ecosystem functions, In view of the projected climate change…….. Precision farming Geografický ústav, Laboratoř geoinformatiky a kartografie2 • A method of management that optimizes production inputs based on variability • fertilizers, pesticides, seeds, fuel,… CONVENTIONAL FARMINGPRECISION FARMING Monitoring of agricultural machines Geografický ústav, Laboratoř geoinformatiky a kartografie2 One farm of 1'000 ha generates 10 MB of sensor data per day Geografický ústav, Laboratoř geoinformatiky a kartografie 82 Basic principles of satellite monitoring 𝑵𝑫𝑽𝑰 = (𝑵𝑰𝑹 − 𝑽𝑰𝑺) (𝑵𝑰𝑹 + 𝑽𝑰𝑺) bujná vegetace tráv a žádná vegetace Geografický ústav, Laboratoř geoinformatiky a kartografie 83 3D vizualization Geografický ústav, Laboratoř geoinformatiky a kartografie 84 Cattle tracking • A true tailor-made solution bell (delivered by the farmer; 0, - €) elastic solar panels (80,- €) GNSS (GPS) receiver (120,- €) RFID chip (automatic check when passing through the • Metodika a software pro ochranu a využití kartografických děl národního kartografického dědictví  Zpřístupnění mapových sbírek  Katalogizace  Digitalizace  Zveřejnění TVORBA VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ TVORBA VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ 3D VIZUALIZACE Kdo z vás má „drona“? MAPOVÁNÍ POMOCÍ BEZPILOTNÍCH PROSTŘEDKŮ VĚDECKÉ Monografie PREZENTACE PROJEKTŮ na INTERNETU PREZENTACE PROJEKTŮ na KONFERENCÍCH Ostatní akce NAŠÍ LABORATOŘE Z práce jsme živi, ale nežijeme jen pro práci! Ostatní akce laboratoře http://geogr.muni.cz/cartotrophy Šifrovací hra CARTOTROPHY.ORGKdo chodí na šifrovací hry?