A térinformatika bemutatása a koronavírus tükrében

Az elmúlt hetekben-hónapokban történt a koronavírus okozta események elgondolkodtattak, hogy egy kicsit részletesebben is bemutassam a térinformatika fontosságát, hasznát és azt, hogy milyen területeken – és feladatokra lehet használni a GIS (geographic information system/földrajzi információs rendszer) alkalmazásokat. Mély szakmai részletekbe nem szerettem volna belemenni, célom a közérthetőség volt.

Alapok

Minden térinformatikai rendszernek két lényeges alapja van, egyik nevéből adódóan a térkép, a másik pedig az adat. Ezek nélkül nincs GIS.

A geometriai objektumokhoz kapcsolt leíró adatokkal sokkal látványosabb prezentációk készíthetőek. Az eredmény jobb döntéstámogató eszköz, mint a szöveges leírások és dokumentumok, vagy az egyszerű táblázatok. GIS szoftverekkel olyan elemzéseket, szűréseket lehet végezni, amit hagyományos (kézi) eszközökkel nem lehet megoldani, vagy csak nagyon hosszú idő alatt.

Mi kell ahhoz, hogy a térképet és adatainkat összekapcsoljuk? Természetesen egy térinformatikai képességekkel bíró szoftver, jelen esetben az Autodesk AutoCAD Map3D 2021, ami a napokban jelent meg. Az AutoCAD Map 3D 2021 újdonságairól ITT olvashat.  

Adatbázis kialakítás

A világ országaihoz hozzárendeltem a COVID-19 járvány kapcsán elérhető adatokat. Ha nem rendelkezünk megfelelő digitális térképpel, akkor be kell egyet szerezni. Amennyiben nem elérhető szabadon és jogtisztán az interneten, akkor forgalmazótól kell megvásárolni. Fontos ismernünk azt, hogy milyen téradat formátumokat kezel az eszközünk.

Az interneten az Eurostat oldalán elérhető volt egy „2016-os országok kontúrjai” térkép. Többféle elérhető formátum közül az SHP verziót választottam, amit natív módon (azaz konverzió nélkül, közvetlenül) kezel az AutoCAD Map 3D szoftverünk. Tökéletes szemléltetéshez, de alapvető elemzésekre is alkalmas.

A téradatoknál legtöbbször figyelni kell a koordináta rendszerre. Ebben a példában WGS84 geodéziai világrendszer van hozzárendelve, ami a műholdas navigációs rendszerek alapja. A magyarországi földmérési térképek vetületi rendszere az egységes országos vetület (EOV). Mindkettőt kezeli (számos egyéb mellett) a Map 3D szoftver, sőt transzformációra is képes, így az eltérő koordináta-rendszerekből származó források egymásra illeszthetőek.

A COVID-19 vírussal kapcsolatos legfrissebb adatok számos forrásból beszerezhetők. Én az EU Open Data Portal oldalról töltöttem le CSV formátumban, ami egy vesszővel tagolt szöveges fájl (táblázatkezelővel formázható is). Idősorosan országonként mutatja az esetszámot és az elhunytak számát. (Példám a 2020. 03. 30-i állapotot tartalmazza.)

Ez az egyszerű adatbázis már alkalmas arra, hogy komplex elemzéseket is elvégezzünk (például vizsgálhatjuk a napi változást, tendenciát).

Egyszerű ODBC kapcsolattal is működik a térképi összerendelés, de érdemes inkább valódi adatbázist (pl.: Oracle, SQLite, MSSQL) használni, és abba betölteni. Jelen esetben az utóbbit választottam. A projekt kialakítása az Autodesk Infrastructure Administrator modullal történt, ezt a Map 3D szoftver telepítőcsomagja tartalmazza.

Létrehoztam:

  • egy attribútum típusú jellemzőt (ebbe kerülnek az idősoros leíró adatok);
  • és egy poligon geometria típusú jellemzőt (amibe az ország kontúrjai és adataik vannak).

Ez maradhatott volna SHP formátumban is, de érdemes inkább helyi mappában tárolt fájl helyett közös adatbázisban nyilvántartani adatainkat.

Adatbetöltés

A létrehozott – úgynevezett szakági – modell nagy előnye, hogy könnyedén tölthetünk be adatokat. Például Microsoft XLS állományból egy kattintással közvetlenül átemelhetőek a vírus adatai. Ezen keresztül a napi adatfrissítés másodpercek alatt megvalósítható.

SHP téradatfájlt a Map3D „Konvertálás szakági modellé” funkciójával tölthetjük be az MSSQL adatbázisba, és ehhez sem kell adatbázis szakértőnek lenni.

Összekapcsolás

Ha két adatforrást szeretnénk összekapcsolni, akkor keresni kell egy úgynevezett kulcsmezőt, ami mindkettőben azonos értékeket tartalmaz. Jelen esetben mindkét jellemző tartalmazta az ország rövid kódját, így összerendelhetőek voltak az elemek.

Mivel nem volt szükség a napra lebontott adatokra, így megfeleltetés előtt országonként csoportosítottam az OpenData adatokat, ehhez nézettáblát használtam, csakúgy, mint az összesített táblához. A térképi összekapcsolás CNTR_NAME és GEOID mező összekötésével valósult meg, amivel előállt egy egyszerű térinformatikai adatbázis.

Tematikus térképek

A jellemzők tematizálása az objektumtulajdonságok, vagy az objektumhoz társított adatok alapján megváltoztatja a rajzfóliák stilizálását. Ez alapvető funkcionalitása a GIS-nek.

A legegyszerűbb tematika az, hogy a kapcsolt adatból származó valamely érték megjelenjen feliratként, például az ország kódja.

Első lépésben a regisztrált fertőzöttek számának arányában színeztem ki a térképet. Az egyszerűen használható AutoCAD Map 3D „Stílusszerkesztővel” új témát lehet létrehozni. Előre definiált sablonok és módszerek választhatók, így pár másodperc alatt meghatározható a stílus.

Megfelelő eloszlási módszert kiválasztásával lehet meghatározni a tulajdonságra vonatkozó tartományokat. A rajzelemek „színezési” stílusa, és a kapcsolt feliratok is generálhatóak automatikusan, az eredményt pedig utólag tetszőlegesen módosíthatjuk.

Az elkészült képen már jól látszik, hogy színek alapján hol van a legtöbb regisztrált beteg. Ez nyomtatható, vagy számos formátumban publikálható.

A következő térképen a regisztrált uniós fertőzöttek számát a népességi adatok függvényében jelenítettem meg, ami sokszor hasznosabb, és az eredmény egyben látványosabb is.

Ezt számos módszerrel meg lehet oldani:

  • adatbázis szerkesztést kikerülve (adatok lekérdezése és szűrése opcióval) állítottam elő az ország szűrést;
  • számítás létrehozása funkcióval készültek el a stilizáláshoz szükséges (esetszám: népesség) aránypár értékei;
  • adatbázis nézet módosítással készült a halálozási ráta, ami így űrlapon is megjeleníthető.

Ezek alapján elkészült fertőzöttséget mutató tematikus térkép már nagyon szemléletes.

A halálozási arány térképes megjelenítése – (eudp, eustat):

Elemzések

A koronavirus.gov.hu kormányzati információs oldalon nagyon sok fontos és hasznos információ található, de részletes téradatokhoz kapcsolható adatok nem hozzáférhetők. Így sajnos nem is generálható például egy megyékre lebontott vírustérkép, de további adatelemzések sem kivitelezhetők.

FRISSÍTÉS: 2020.04.01-től már elérhető adat megyénként is!

Ezért a súlypont kórházakat felhasználva készítettem egy elemzési lehetőséget bemutató mintát.

Az OpenStreetMap (OSM) település középpontjaihoz hozzákapcsoltam a kórházakat a Map 3D „Egyesítés” funkciójával településnév alapján.

A kórházakról egy 30km-es puffer zónát generáltam, majd térbeli átfedés-vizsgálatot végeztem az elérhető településekről. Ezzel ellenőrizhető, mely területek vannak távol a kórházaktól.

Ehhez hasonlatosan saját adatbázisunkat felhasználva tervezhetjük meg például a franchise hálózatunkat, vagy üzleti potenciált végezhetünk népességi adatok felhasználásával.

Lehetőségek

A gyors tematikus térképek és prezentációk a legalapvetőbb GIS képességek. Ahogy változik az alapadat, úgy dinamikusan változik a megjelenítés is, így nem kell minden változás után kézzel, vagy képszerkesztőkkel „ügyeskedni” az új látványhoz.

Nem csak pontszerű és poligon típusú objektumok használhatók, hanem vonalas elemek is. Ezek lehetnek úthálózatok tengelyei, vagy közműhálózatok, víz-, szennyvízvezetékek, távközlési alépítmények. Emiatt az E-közmű rendszer egyik legjobb adatkiszolgáló eszköze az AutoCAD Map 3D szoftver. A projektek publikálhatók webszerverre, így egyszerű webböngészővel is használható a térinformatikai rendszer.

Emellett fejlett topológiai képességek jellemzik a GIS-t, például hálózati topológia használatával egy vízhálózat nyilvántartó rendszerben csőtörés esetén automatikusan megkereshetőek azok a tolózárak, amelyek elzárásával kizárható az adott terület. Így megelőzhető, hogy jelentős mennyiségű víz folyjon el. Amennyiben össze vannak kapcsolva a hálózati objektumok a fogyasztói adatbázissal, akkor legyűjthetőek a vízhiány miatt kiértesítendő ügyfelek.

Vélemény

Ha lehet, tegyük nyilvánossá az olyan adatokat, amelyek nem sértenek személyiségi jogokat és publikálásával nem sérül az üzleti érdekünk, azaz más nem élhet vissza az információval. Ez a saját digitális térképekre is vonatkozik, hiszen az is adat.

Közérdekű adatokat nem szabadna visszatartani, vagy használatukért díjat szedni, hanem kontrolláltan nyilvánossá kellene tenni. A szabad hozzáférés elképesztő előny lenne a digitalizáció fejlődéséhez. Véleményem szerint a térinformatika széleskörű és készség szintű használatával mindenki csak nyerhet. Az eszközök már évek óta rendelkezésre állnak, ismerje meg mindenki, és használja!

Összegzés

Remélem ez a „gondolatébresztő” technológiai bemutató felkeltette érdeklődését, és meglátta hasznát, gyakorlati felhasználási lehetőségeit. A gyors reagálás minden területen fontos, és ehhez partner a GIS.

Amennyiben kérdése van, és úgy gondolja, hogy Önnek, vagy cégének is hasznos lehet egy egyénre szabott térinformatikai rendszer használata, akkor vegye fel velünk a kapcsolatot! GIS szakértőkből álló csapatunk több évtizedes szakmai tapasztalattal rendelkezik.

Katona Tamás


Források:


Témához kapcsolódó korábbi írásunk:

Kapcsolattartók:

Baranyi Péter
GIS üzletág igazgató
+36 1 273 3423
+36 30 914 3453
peter.baranyi@cads.hu
Katona Tamás
Senior GIS rendszermérnök
+36 1 273 3421
+36 30 251 9992
tamas.katona@cads.hu