Mapové zdroje
22.10. 2020
Milan Konečný
OBSAH PŘEDNÁŠKY
1. Nové přístupy – Velká data (Big Data) a malá data
(Small Data)
2. Ekonomická síla Big Data
3. Velká data – výzvy pro geoinformatiku a kartografii
4. Technologie 5G
5. United Nations (OSN) Iniciativy- Agenda 2030 a
Sendajský rámec: výzvy a prostorová data
6. OSN – Globální geoprostorový informační
management (U.N. GGIM)
7. Digitální „Pásmo a cesta“ (Digital Belt and Road)
8. Srovnání U.N. GGIM a DBAR
9. Závěr
1.Nové přístupy – Velká
data (Big Data) a malá
data (Small Data)
Introduction
BD definitions
Characteristics of BD
Small Data Vs Big Data
BD in Cartographical aspect
BIG DATA - Contents
7
2. Ekonomická síla Big Data
Worldwide Big Data
market revenues for
software and
services are
projected to
increase from $42B
in 2018 to $103B in
2027, attaining a
Compound Annual
Growth Rate
(CAGR) of 10.48%.
As part of this
forecast, Wikibon
estimates the
worldwide Big Data
market is growing
at an 11.4% CAGR
between 2017 and
2027, growing from
$35B to $103B.
Source: Wikibon and
reported by Statista.
https://www.forbes.com/sites/louiscolumbus/2018/05/23/10-charts-that-will-change-your-perspective-of-big-datas-
9Compound annual
growth rate (CAGR)
According to New
Vantage Venture
Partners, Big Data
is delivering the
most value to
enterprises by
decreasing
expenses (49.2%)
and creating new
avenues for
innovation and
disruption (44.3%).
https://www.forbes.com/sites/louiscolumbus/2018/05/23/10-charts-that-will-change-your-perspective-of-big-datas-growth/#3d5c76752926
10
https://www.forbes.com/sites/louiscolumbus/2018/05/23/10-charts-that-will-change-your-perspective-of-big-datas-
growth/#3d5c76752926
Comparing the
worldwide demand for
advanced analytics and
Big Data-related
hardware, services and
software, the latter
category’s dominance
becomes clear. The
software segment is
projected to increase the
fastest of all categories,
increasing from $14B in
2018 to $46B in 2027
attaining a CAGR of
12.6%.
Sources: Wikibon;
SiliconANGLE; Statista
estimates and reported by
Statista.
11
https://www.business2community.com/big-data/iot-big-data-ai-new-superpowers-digital-universe-01926411
Human- and
machinegenerated
data
is experiencing
an overall 10x
faster growth
rate than
traditional
business data,
and machine
data is
increasing even
more rapidly at
50x that growth
rate.
12
https://www.promptcloud.com/blog/want-to-ensure-business-growth-via-big-data-augment-enterprise-data-with-web-data/
Today when
we say Big
Data, it
primarily
means the
process of
performing
analyses on
very large data
sets (read
exabytes) via
computers
with higher
processing
capability to
unveil insights
that might not
be normally
visible.
VOIP - Voice Over Internet
Protocol, or phone service over
the Internet.
13
14
http://www.thesnapplab.com/big-data-entenderla-para-mejorar-tu-negocio/
15
This trend leads to new
challenges also in GI science
and cartography while
dealing with gathering,
storage, analysis and
visualization of spatial
information and data.
Cartography is one of the
few visualization disciplines
to have always used and
correctly analyzed a huge
amount of data, and
represented it on different
levels of preciseness
according to the needs of
potential users.
16
DEFINITION OF BD
It is difficult to find BD definition which is appropriate for every
science, every person and the society.
Zucker defines BD as “a popular term used to describe the
exponential growth and availability of data, both structured and
unstructured”.
European Union Project tries to define BD as an emerging field
“where innovative technology offers alternatives to resolve the
inherent problems that appear when working with huge
amounts of data, providing new ways to reuse and extract value
from information”.
17
DEFINITION OF BD
One of the most general definitions was given by Uganes :
„Big data is one of the most promising – and hyped –
trends in technology today… If a traditional database is a
collection of data, then big data is a collection of
collections of data”.
From cartographic point of view we consider BD as a mix
of structured and unstructured data that existing GIS
technologies are not able to process because of variety in
terms of formats, increasingly big amount of volume and
complexity of knowledge.
18
BIG DATA ENVIRONMENT POTENTIALS FOR
CARTOGRAPHY
19
Experts from different fields are needed in order
to find methods, paradigms and ways for BD
effective processing.
After that, processed data shall be visualized
and delivered in readable form for different kind
of users with different sort of purposes. This is
the place where cartographers shall be involved.
20
Next-generation GIS are required to store, process and visualize many
structured, unstructured and semi-structured data in different formats: vector,
raster, video, audio, text, etc. However, the more interesting question is about
user involvement into data collection and GIS development.
The idea of virtual GIS is considered in this regard. Virtual GIS development is
encouraged by the idea of virtual geographic environment which may have
enormous potential in BD usage and manipulation.
The Intel Science and Technology Center for Big Data http://istc- 21
Characteristics of BD
22
23
Katarina
Grolinger
The University
of Western
Ontario
24
25
6
26
www.semanticscholar.o
rg/paper/Characteristic
s-of-big-data
WHAT IS SMALL DATA?
DO YOU AGREE WITH THIS TERM?
The nature of Small Data is less obvious, and this is reflected in the
lack of agreement on its definition.
Allen Bonde, one of the earliest users of the term around the late
2000s, defines Small Data as “…connecting people with timely,
meaningful insights (derived from Big Data and/or ‘local’ sources),
organized and packaged (often visually) to be accessible,
understandable, and actionable for everyday tasks”.
Whereas branding expert Martin Lindstrom defines it as “The tiny
clues that uncover huge trends”, which he generally collects
through observational data. Perhaps the most commonly used
broad definition is “Data that is small enough in size for human
comprehension” (original source unknown).
https://www.focusvision.com/resources/it-takes-two-
understanding-customers-through-big-and-small-data/
27
WHAT IS SMALL DATA?
This idea of it being ‘small enough for human comprehension’ is
key.???
In comparison to Big Data, Small Data’s volume is more
manageable and is measured in megabytes and gigabytes. It
can be stored and processed on a single computer, using
established techniques developed in the 1950s onwards as
the first commercial mainframe computers became available.
The speed of the data is slower?, being collected over days
and weeks.? Finally, it consists entirely of known detail, the
data is either structured (i.e. numeric) and/or unstructured
(i.e. text, images, video).?
https://www.focusvision.com/resources/it-takes-two-understanding-customers-through-big-and-small-data/
28
Data mining is a time consuming. The data should be generalized and made
ready for analysis. Then, a valid model should be created from the data. The
model should be verified, analyzed and used for some purpose.
http://www.312analytics.com/what-is-the-difference-between-big-and-
29
Will you use the
term “small
data”?
30
Small data is collected with an intended purpose for
analysis. It is a sample size that is determined by the
data scientist that is collected to answers the problem
at hand. With Small Data, there is control of the data. It
is ready and conditioned for analysis once the data is
collected.
Big Data, does not have an intended purpose other
than data mining. For this reason, the data takes a long
time to clean and processed by the machine learning
algorithms. The data scientist lets the machine do all
the work to come up with relationships in the data
structures. Then uses different algorithms to verify the
findings.
http://www.312analytics.com/what-is-the-difference-between-big-and-small-data/
31
CHARACTERISTICS OF BD -
VVVVC
Volume of BD means the quantity of data;
Velocity of BD means the speed of data generation.
Variety of BD means different category of data in different formats
and purpose of analyzing and using:
sensors, digitalization, mobile applications, Web, data bases,
photos, videos, audios, sms, automations and others.
Variability of BD means the time of generating the data.
Complexity of BD means multiple sources generating data.
“Big Data is high-volume, high-velocity and/or high-variety
information assets that demand cost-effective, innovative forms of
information processing that enables enhanced insight, decision
making, and process automation.”
https://www.focusvision.com/resources/it-takes-two-understanding-customers-through-big-
and-small-data/
32
3. Velká data – výzvy pro
geoinformatiku a kartografii
CHARACTERISTICS OF BD - ADIQ
FROM CARTOGRAPHY
Accuracy means the degree of correct information
and data which can be projected or referred to a
coordinate system;
Dimensionality means a measure of spatial, time and
characteristics extent of the information represented
to the map: 2D, 3D, 4D to multi-dimensional map;
Interactivity means the level of allowance of user
activity;
Quality means a high level of value of the gathered
information and data.
34
MAP DEFINITION IN BD ERA
In the BD era, the definition of the map must retain the
basic features of the map that distinguish it from other
earth images and representations. Therefore, here a
definition is suggested, which states: “the map is a
mathematically defined multi-scaled, multi-layers
geolocated, generalized drawing, representing the
earth (or other planets) surface, objects and
phenomena by symbol system.” Additional drawing,
images, audio, video, animation, and other attributes,
giving quantitative, qualitative or other information,
could be geolocated and attached to the main map
content. (Bandrova T., Pashova L.,2020 )
https://iccgis2020.cartography-gis.com/proceedings-
vol-1/
35
PERCEPTION OF GEOSPATIAL
ABSTRACTIONS
Different level of abstractions may distinguish:
conceptual, geometric, semantic, graphic, visual, and
cognitive.
A specific problem is the degree of abstraction with
changing the scales of maps when the same content is
visualized.
For example, if different aspects of the abstraction are
ignored, it may be difficult to perceive the map content
when navigating through the web geoportals changing
its scale.
https://iccgis2020.cartography-gis.com/proceedings-
vol-1/
36
MAP DESIGN
In traditional cartography, the map design still exists.
With the widely available and easy-to-manage GIS, many
maps have emerged, most of which are drawings or
graphics rather than maps.
Maps should attract user attention, and they should like
them, and not only provide a possibility to read and
understand. In this case, the maps will become more and
more popular to any type of users.
Colours and labelling are essential elements in the map
design, and they are chosen during the process of map
creation.
https://iccgis2020.cartography-gis.com/proceedings-
vol-1/
37
BD AND
MAP
SCALE
38
MULTI-SCALE MAP
Every map has to have a clearly defined scale/s, which is/are
shown, and users can make the necessary measurements. The
scale means a relation between any line on the map and its real
size on the earth surface. It can be represented on a map by
three different ways: bar-scale or graphical, verbal and
representative fraction.
Web platforms usually represent differently scaled maps in the
same territory. It means that the map is a multi-scaled model.
Degree of resolution is defined as a scale in the cartographical
context of BD. The same approach is used for web mapping, e.g.
changing of the scale means changing the degree of resolution
and the level of details. It can be represented in different
dimensional map representation: 2D, 2.5D, 3D, 4D, etc.
39
BD AND
MAP DIMENSIONALITY
We need to visualize our 3D or 4D world on 2D
map. The solution - 3D or 4D cartographic
representation or multi-dimensional maps in
virtual environment.
Gourley (2013) defines the map as a multidimensional
rendering of any type of
information, representing the relationships of
objects. He adds that Google Map now invest
20 Petabytes of information every week from 1
300 different data sources into its mapping
software.
40
“Generally, the big data process
begins with “cleaning” data sets
and joining them together to
make them useable” (Uganes).
In case of BD generalization rules
will be big challenge for all GI
specialists.
A possible solution is not to try to
adapt current principles to new
situations but to create new ones
according to the needs of the new
data environment.
http://www.scaledb.com/big-data.php
41
To make maps using BD sources does not mean that cartographers will
not use cartographical symbol systems. In many GIS applications and web
map platform, examples with and without symbol system can be found
(see Fig. 1 without a legend, Fig. 2 with a legend).
The symbol system is the language of the map, and it is needed to
perceive by the map’s content from the users.
The symbol system should be well defined and to give the necessary
qualitative and quantitative information about objects and phenomena
depicted on the map. In the case of BD representation on a web map, the
visualization should be done in a separate window, easily accessed for the
users.
42
Fig. 1 Web map without a
legend
(Source:
https://news.google.com/covid1
9/ map?hl=en-
US&gl=US&ceid=US:en)
Fig. 2 Web map with a
legend
(Source:
https://www.healthmap.org/c
ovid-19/)
43
Cartography cannot deal with all kinds of data of the
BD environment and cannot provide all the solutions
of BD processing and management.
Cartography can handle only a part of the data and
extract valuable information from it.
- Data must be spatially distributed: The
power of cartography is in its capacity of describing
quality and quantity characteristics of objects, their
positioning and relations.
44
CONCLUSIONS
- Data must be classified. The majority of BD is semior
non-classified. To map the data, we need clear
classification first.
- Data must have quality and / or quantity
characteristics. Cartography visualizes objects’ and
phenomena’s characteristics and provides to readers
their distribution. Modern cartography capabilities like
multidimensional representation and animation allow
us to represent much more data characteristics than
before.
- Data of interest must be generalized. Many data in
semi- or non- classified format can represent an
interest for cartography.
45
PERSPECTIVES
To look from the BD perspective we see that cartography
will continue its development in some kind of
equilibrium between sciences, technology and art.
This equilibrium is more valid than before, because
combination of new scientific approaches based on ICT
in cartography provides many possibilities for map
creation and inclusion of art not only make maps
attractive but also enables new and imaginative forms in
which maps could be shown and naturally understood.
Big data is watching, by Heloukee, on Flickr
46
In the era of BD, it is very important for
cartography to take advantage of the
development of the ICT.
The distance between cartographers and the
world's leading information providers like
Google, Open Streat Maps, Facebook and
Twitter have to be reduced through clear
involvement of cartography roles and rules in
solution delivery.
As experts, we are happy of the new
possibilities presented by ICT, but still we
cannot hide the fact that much chaotically
transmitted information is not correct and can
lead to misinterpretation by the users. 47
4. TECHNOLOGIE 5G
Bandwith – šířka pásma, širokopásmový
Agile - agilní
Enhanced reliability – zvýšená spolehlivost
Latency – latentnost, „dlouhodobost“
KONVERZE:
Zdarma zdroje dat GIS ve vaší zemi
Kde?
Jaký druh?
Zdarma nebo ne?
Kdo je uživatel?
Formáty?
Integrace dat?
Co si myslíte o Big Data?
Jak a kdy 5G ovlivní globální ekonomiku?
5G je hnací silou globálního růstu.
• 13,2 bilionů dolarů světové ekonomické
produkce
• 22,3 milionů vytvořených nových
pracovních míst
• 2,1 bilionů dolarů růstu HDP
Pozitiva a negativa?
Charakteristiky 5G
5G je pátou generací nejnovější mobilní technologie, která
byla vyvinuta za účelem zvýšení rychlosti bezdrátových sítí.
Jednou z důležitých funkcí technologie 5G je, že dokáže
zpracovávat tisíce přenosů více, než dnešní sítě; je 10krát
rychlejší než 4G.
Představte si, že můžete stahovat videa, mediální soubory
během několika sekund. 5G je mezitím základem virtuální
reality a internetu věcí.
Každý pokrok v technologickém světě přinesl významný
vývoj v oblasti mobilní komunikace s novými generacemi
sítí, z nichž každá nová byla lepší než předchozí.
Začalo to mobilní sítí první generace (1G), která uživateli
umožňovala pouze telefonovat.
Tato technologie pokračovala, dokud ji v roce 1991
nenahradila mobilní síť druhé generace (2G).
Podobně 3G sítě, 4G sítě a nyní 5G přišly spolu s technologií
internetu a způsobily revoluci ve schopnostech mobilních
telefonů.
Pokud
vidíme, že
osoba běží
ve 4G
připojení,
osoba v 5G
připojení
jako by
letěla
raketou.
Výhoda 1. Vyšší přenosová rychlost
Očekává se, že tato síť využívající vysoké spektrum spárovaná s
pokročilou rádiovou technologií bude stokrát rychlejší než sítě čtvrté
generace (4G) s přenosovou rychlostí až 10 Gb / s.
To nevyhnutelně vede k rychlejšímu přenosu obrázků a videí.
Výhoda 2. Nižší latence
Latence označuje časový interval mezi přijetím pokynu a provedenou
danou instrukcí.
V technologii 5G je doba zpoždění přibližně 4 až 5 milisekund (ms) a lze
ji snížit na 1 ms, tj. 10krát méně než latence technologie 4G. To nám
umožňuje bez přerušení sledovat vysokorychlostní videa z virtuální
reality.
Výhoda 3. Zvýšená konektivita
Vzhledem k tomu, že síť 5G využívá širší spektrum, umožňuje přesnější
připojení s větším počtem zařízení, stokrát vyšší dopravní kapacitu. To
umožňuje více lidem a více zařízením komunikovat současně.
To zvyšuje šance na založení inteligentních měst, která se regulují
pomocí různých připojení senzorů.
Výhoda 4. Plány energetické účinnosti
Šiřily se obávy, že výrazné zvýšení rychlosti dat a konektivity
přinese stejně velkou spotřebu energie. Cílem sítě 5G je však
snížit spotřebu energie o 10 procent ve srovnání se současnými
běžnými sítěmi 4G.
Výhoda 5. Efektivní obchodní procesy
Jeho vyšší přenosová rychlost, nižší latence a široká konektivita
mají ve světě obchodních podniků co nabídnout.
Díky schopnosti podporovat až jeden milion zařízení na kilometr
čtvereční umožňuje technologie 5G podnikům koordinovat
všechna zařízení pod jejich kontrolou s nekonečnou účinností.
Za druhé, vyšší rychlost dat poskytovaná sítěmi 5G může být
revoluční, což umožňuje rychlejší dosažení všech vzdálených
prací, které vyžadují datové připojení.
Nevýhoda 1. Náklady na založení
Zavedení 5G technologie ve světě vyžaduje nahrazení stávajících
mobilních infrastruktur, které nejsou kompatibilní s 5G technologií.
To nevyhnutelně vede ke zvýšené spotřebě času a peněz.
Vzhledem ke své složité povaze vyžaduje velké množství
kvalifikovaných pracovníků k udržení správného spojení, což zvyšuje
nákladový faktor.
Nevýhoda 2. Nedostatek informací
Technologie 5G je stále ve fázi vývoje a zbývá ještě mnoho objevit.
Stejně jako vyřezávání mramoru do podoby detailních soch, vyžaduje
i technologie 5G ještě odborníky, aby na jejích vlastnostech pracovali,
než bude vytvořen naleštěný a „vymakaný“ plán.
Nevýhoda 3. Omezené pokrytí
V důsledku zvýšení šířky pásma v sítích 5G se celkové pokrytí
poskytované každou buňkou snížilo. Proto buněčné systémy
využívané technologií 5G cestují na kratší vzdálenost než
technologie využívané technologií 4G, což nakonec zmenšuje
plochu pokrytou jednotlivým vysílačem buněk 5G.
Rovněž milimetrové vlny mají obecně velmi nízkou penetrační
sílu a nemohou procházet budovami, stromy, zdmi nebo jinými
překážkami bez narušení signálu.
Vzhledem k tomu, že sítě 5G používají milimetrové vlny spolu s
dalšími rozsahy, je vysoce pravděpodobné, že tato vlastnost
milimetrových vln naruší 5G připojení.
Nevýhoda 4. Přeplněná rádiová frekvence
Rádiové spektrum již přeplněné v důsledku přítomnosti buněk 3G
a 4G se přidáním buněk 5G ještě více zahltí.
Rozšířený rozsah frekvence sítě 5G je také 6 GHz, což je již plné
jiných signálů. To naznačuje problém, který může nastat v
důsledku přetížené rádiové frekvence.
Nevýhoda 5. Problém se zabezpečením a ochranou soukromí
Výzkumný tým z University of Lorraine a University of Dundee
provedl studii o ověřování 5G a dospěl k závěru, že zvyšuje
bezpečnostní hrozby. Je to hlavně díky jeho vlastnosti umožňující
přenos vysoce kvalitních dat a přítomnosti více vstupních bodů
pro útočníky.
Ve světě, který se stává mobilním, se ohrožení integrity sítě
nakonec stane otázkou národního zájmu.
Závěr
Vezmeme-li v úvahu všechny výše uvedené body, je zcela
jasné, že technologie 5G se stále rozvíjí, překonává překážky,
zdokonaluje se a vylepšuje se tak, aby vyhovovala lidským
požadavkům, a formuluje lepší plány pro její zavedení a
využití.
Ačkoli má v současné době má podíl na výhodách a
nevýhodách, očekává se, že výhody v nadcházející
budoucnosti převáží nad nevýhodami.
https://honestproscons.com/pros-and-cons-of-5g-technology/
References:
https://arxiv.org/abs/1806.10360
https://www.ericsson.com/en/blog/2020/2/mobile-devices-and-energy-efficiency
(Last Updated On: September 18, 2020)
DĚKUJI ZA POZORNOST
ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ