Χαρτογραφική γενίκευση σημείων ενδιαφέροντος (Points of Interest-POIs) του Open Street Map (OSM) για μεγάλες κλίμακες

Μάρκου, Μαρία; Markou, Maria

dc.contributor.author	Μάρκου, Μαρία	el
dc.contributor.author	Markou, Maria	en
dc.date.accessioned	2023-01-20T11:53:50Z
dc.date.available	2023-01-20T11:53:50Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56810
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24508
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Γεωπληροφορική”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Γεωπληροφορική	el
dc.subject	Χαρτογραφική Γενίκευση	el
dc.subject	Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών	el
dc.subject	Οικοδομικό Tετράγωνο	el
dc.subject	Διαδικτυακός Χάρτης	el
dc.subject	Open Street Map	en
dc.subject	Geoinformatics	en
dc.subject	Generalization	en
dc.subject	Geographic Information System	en
dc.subject	Points of Interest	en
dc.title	Χαρτογραφική γενίκευση σημείων ενδιαφέροντος (Points of Interest-POIs) του Open Street Map (OSM) για μεγάλες κλίμακες	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Γεωπληροφορική	el
heal.classification	Geoinformatics	en
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-11-02
heal.abstract	Σε αυτή τη μεταπτυχιακή εργασία κύριος στόχος είναι η βελτίωση της γενίκευσης του χάρτη του OSM όσον αφορά τη γενίκευση των Σημείων Ενδιαφέροντος (Points of Interest) και η αξιοποίηση τους για τον εμπλουτισμό της χαρτογραφικής απόδοσης. Γενικά, η διαδικασία της αυτοματοποίησης της χαρτογραφικής γενίκευσης ξεκίνησε από τα τέλη της δεκαετίας του 1960. Στην αρχή, ο τεράστιος όγκος γεωγραφικών δεδομένων ήταν ένα μεγάλο ζήτημα για τους υπολογιστές, για την αναπαράσταση της γεωμετρίας των αντικειμένων. Ο απώτερος σκοπός όμως της χαρτογραφικής γενίκευσης είναι η μείωση του όγκου πληροφοριών που είναι περιττές για την κλίμακα και το θέμα του χάρτη. Αξίζει να τονισθεί επίσης, ότι η χαρτογραφική γενίκευση είναι σημαντική, διότι ο χώρος που διατίθεται στο χάρτη είναι συνάρτηση της κλίμακας και ανάλογος με το τετράγωνο της σμίκρυνσης της γραμμικής κλίμακας. Επομένως, καθώς μεταβαίνουμε σε μια μικρότερη κλίμακα, έχουμε μείωση του χώρου, ελάττωση της απόστασης ανάμεσα στις οντότητες που αποδίδονται, μείωση της καθαρότητας και αρκετές φορές αδυναμία της σωστής ανάγνωσης. Επίσης, όσον αφορά τα σύμβολα, επειδή καταλαμβάνουν συγκεκριμένο χώρο στο χάρτη, όσο μικρότερη είναι η κλίμακα τόσο λιγότερες πληροφορίες μπορούν να προβληθούν. Στις μέρες μας, χρησιμοποιείται η ψηφιακή γενίκευση, διότι τα χαρτογραφικά δεδομένα υπάρχουν σε ψηφιακή μορφή και η επεξεργασία τους πραγματοποιείται σε περιβάλλον ΣΓΠ. Η ψηφιακή γενίκευση είναι η διαδικασία ανάκτησης ενός συνόλου ψηφιακών δεδομένων από μια πηγή, με την περάτωση μετασχηματισμών που επηρεάζουν τη γεωμετρία και τις ιδιότητες (McMaster & Shea 1992). Προκειμένου να γίνει η υλοποίηση της χαρτογραφικής διαδικασίας στον ψηφιακό κόσμο, απαραίτητο είναι το μοντέλο γενίκευσης (Brassel & Weibel 1988, McMaster & Shea 1989, McMaster & Shea 1992), όπου αναγνωρίζονται τα στάδια, οι διεργασίες και οι παράγοντες της χαρτογραφικής γενίκευσης και αναλύονται σε μια σειρά από διαδοχικούς χωρικούς μετασχηματισμούς και μετασχηματισμούς ιδιοτήτων. Έπειτα, είναι εφικτό να δημιουργηθούν αλγόριθμοι που υλοποιούν κάθε διαδοχικό μετασχηματισμό. Αρχή της χαρτογραφικής γενίκευσης αποτελεί η σημασιολογική γενίκευση, κατά την οποία γίνεται αναφορά στην επιλογή των θεματικών επιπέδων ή των οντοτήτων που αποδίδονται στον χάρτη. Έπειτα, γίνεται γενίκευση στα περιγραφικά χαρακτηριστικά των οντοτήτων μέσα από τις διεργασίες αλλαγής της ταξινόμησης και ομαδοποίησης. Η επεξεργασία της γεωμετρίας, κατά τη χαρτογραφική γενίκευση, υλοποιείται με μια σειρά από γεωμετρικούς τελεστές που αλλάζουν για τα σημειακά, τα γραμμικά και τα επιφανειακά δεδομένα (McMaster & Shea 1992, Νάκος 2011, Τσούλος 2008). Για τα σημειακά δεδομένα για παράδειγμα πραγματοποιείται η αφαίρεση, η ενοποίηση, η μετάθεση κ.ά. Για τα γραμμικά δεδομένα υλοποιείται η απλοποίηση, η εξομάλυνση, η μετάθεση, η συνένωση, η ενίσχυση της γεωμετρίας κ.ά. Τέλος, για τα επιφανειακά υλοποιείται η απλοποίηση, η εξομάλυνση, η μετάθεση, η συνένωση, η ενίσχυση της γεωμετρίας, η κατάτμηση, η μετάπτωση διαστάσεων κ.ά. Επομένως, ως χαρτογραφική γενίκευση ορίζουμε μια σύνθετη και πολυπαραμετρική διαδικασία, η οποία διαμορφώνεται μέσα από πολλούς παράγοντες (Weibel & Dutton 1999, Robinson et al. 2012). Η εργασία αυτή διαμορφώνεται σε έξι κεφάλαια, τα οποία κρίνονται απαραίτητα για την αναλυτική περιγραφή τους επί του θέματος που μας απασχολεί και ερευνούμε, ώστε να γίνεται όσο το δυνατόν πιο ευανάγνωστο σε οποιονδήποτε αναγνώστη. Πιο αναλυτικά, η διαδοχή των συγκεκριμένων κεφαλαίων που αποτελούν την ολότητα της παρούσας εργασίας είναι η εξής: -Το Κεφάλαιο 1, το οποίο χωρίζεται σε 2 υποενότητες, ξεκινά με μια μικρή αναφορά, για το ποιο είναι το αντικείμενο της διπλωματικής αυτής εργασίας, αλλά και τον τρόπο που δομείται βήμαβήμα. -Το Κεφάλαιο 2, που αποτελείται από πέντε υποενότητες, γίνεται μια μικρή ιστορική αναδρομή όσον αφορά το κομμάτι της γενίκευσης. Έπειτα, προβάλλονται οι σύγχρονες τεχνικές της και αναλύονται οι περιορισμοί που την περιβάλλουν. Ακόμα, παρουσιάζονται οι ορισμοί που έχουν δοθεί από παλαιότερα έτη μέχρι σήμερα, μέσα από εξειδικευμένους επιστήμονες επί του θέματος που θα ασχοληθούμε και παρακάτω λεπτομερώς. Επίσης, γίνεται μια μικρή αναφορά στους τελεστές γενίκευσης. Στη συνέχεια, γίνεται αναφορά για το OpenStreetMap και μια ιστορική περιγραφή επ’ αυτού, καθώς και στα δεδομένα και χάρτες που παρέχει. Παρουσιάζεται η πληροφορία για τα Σημεία Ενδιαφέροντος που καταγράφει το OSM και η μέθοδος κωδικοποίησης της. Τέλος, παρουσιάζονται πρόσφατες μελέτες οι οποίες έγιναν με σκοπό την επίλυση της γενίκευσης. -Το Κεφάλαιο 3, το οποίο χωρίζεται σε πέντε υποενότητες, αρχικά, έγινε μια γενική περιγραφή για το Open Street Map. Έπειτα έγινε μια λεπτομερής περιγραφή, τόσο για την περιοχή μελέτης, όσο και για το πως λήφθηκαν τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίηση της εργασίας, καθώς και την προ-επεξεργασία που έχριζαν, ώστε να καθίστανται έτοιμα για χρήση. Γίνεται αναφορά στους αλγόριθμους της γενίκευσης που αναπτύχθηκαν, για να επιδιωχθεί μια προσπάθεια αυτοματοποίησής της, με σκοπό την βελτίωση των χαρτών του Open Street Map (OSM) και αναφέρεται βήμα-βήμα η διαδικασία δημιουργίας των μοντέλων-εργαλείων που υλοποιήθηκαν στο ArcGIS ModelBuilder. -Το Κεφάλαιο 4, το οποίο χωρίζεται σε τρεις υποενότητες, γίνεται αναφορά για τη γενίκευση των σημείων ενδιαφέροντος. Αρχικά, περιγράφεται πως έγινε η απαλοιφή των σημείων ενδιαφέροντος με βάση την απόσταση ανάμεσά τους ανά κτήριο. Έπειτα, αναλύεται το πως έγινε η γενίκευση των σημείων ενδιαφέροντος με βάση την ιεραρχία του είδους (Type). Και τέλος, αναφέρεται η διαδικασία που ακολουθήθηκε για τη γενίκευση με σκοπό την καταγραφή της επικρατούσας χρήσης σε κάθε Ο.Τ. -Στο Κεφάλαιο 5, παρουσιάζεται η δημιουργία χαρτογραφικής εφαρμογής για το διαδίκτυο με την απόδοση των αποτελεσμάτων της γενίκευσης. Αρχικά, έγινε δημιουργία χαρτογραφικής σύνθεσης στο περιβάλλον του QGIS. Όλη αυτή η διαδικασία επιτεύχθηκε κατά σειρά, μέσα από την εισαγωγή των δεδομένων, την εισαγωγή των συμβόλων του OSM, τη χαρτοσύνθεση χάρτη πολλαπλών κλιμάκων και τέλος με την μετατροπή του ηλεκτρονικού χάρτη σε χάρτη για το διαδίκτυο με το QGIS Cloud. -Το Κεφάλαιο 6, το οποίο είναι και η τελευταία ενότητα της εργασίας, γίνεται σχολιασμός στα αποτελέσματα που προέκυψαν και παρατίθενται τα συμπεράσματα. Επίσης γίνεται αναφορά στα μοντέλα γενίκευσης που δημιουργήθηκαν, όπου και αξιολογήθηκε η αποτελεσματικότητά τους και αναφέρονται ζητήματα που δεν επιλύθηκαν ή προέκυψαν κατά τη χρήση των μοντέλων αυτών.	el
heal.abstract	In this master's thesis, the main goal is to improve the generalization of the OSM map in terms of the generalization of Points of Interest (Points of Interest) and their exploitation for the enrichment of cartographic performance. In general, the process of automating cartographic generalization started from the late 1960s. At the beginning, the huge amount of geographic data was a big issue for computers to represent the geometry of objects. But the ultimate goal of cartographic generalization is to reduce the amount of information that is more about the scale and subject of the map. It is also worth emphasizing that the cartographic birth is important, because the space available on the map is a function of the scale and proportional to the square of the reduction of the linear scale. Therefore, as we move to a smaller scale, we reduce the space, reduce the distance between the rendered entities, reduce the clarity and often times fail to read properly. Also, regarding symbols, because they take up a certain space on the map, the smaller of scale, and the less information that can be displayed. Nowadays, digital generalization is used because cartographic data exist in digital form and their processing in a GIS environment. Digital generalization is the process of recovering a set of digital data from a source by completing transformations that affect geometry and services (McMaster & Shea 1992). To implement the cartographic process in the digital world, the generalization model (Brassel & Weibel 1988, McMaster & Shea 1989, McMaster & Shea 1992) is necessary, where the stages, processes and factors of cartographic generalization are recognized and analyzed in a series of sequential spatial and property transformations. It is then possible to create algorithms that use each successive transformation. The principle of cartographic generalization is semantic generalization, in which reference is made to the selection of thematic levels or entities assigned to the map. Then, generalization is made to the descriptive characteristics of the entities through the processes of changing the classification and grouping. Geometry processing, during cartographic generalization, is implemented with a series of geometric operators that change for point, line, and surface data (McMaster & Shea 1992, Nakos 2011, Tsoulos 2008). For point data, for example, subtraction, integration, permutation, etc. For linear data, simplification, smoothing, permutation, concatenation, geometry enhancement, etc. are applied. Finally, for the surface works, simplification, smoothing, permutation, fusion, geometry enhancement, segmentation, dimensional transition, etc. Therefore, we define cartographic generalization as a complex and multiparametric process, which is shaped by many factors (Weibel & Dutton 1999, Robinson et al. 2012). This work is divided into six chapters, which are deemed necessary for their detailed description of the subject we are concerned with and are researching, so that it becomes as easy to read as possible for any reader. In more detail, the sequence of the specific chapters that make up the entirety of this work is as follows: -Chapter 1, which is divided into 2 sub-sections, begins with a small report on what the subject of this thesis is, but also how it is structured step by step. -Chapter 2, consisting of five sub-sections, becomes a small historical review regarding the generalization part. Then, its modern techniques are presented and the limitations surrounding it are analyzed. However, the definitions that have been given to date, through earlier specialized scientists on the subject that we will deal with below, are presented. Also, a small reference is made to generalization operators. Next, there is a reference to OpenStreetMap and a historical description of it, as well as the data and maps it provides. The information about Points of Interest recorded by OSM and its encoding method is presented. Finally, recent studies are presented which were done with the aim of solving the generalization. -Chapter 3, which is divided into five subsections, initially became a general description for Open Street Map. Then a detailed description was made, both of the study area, and of how the data used for the implementation of the work were obtained, as well as the pre-processing they underwent to make them ready for use. Reference is made to the generalization algorithms that were developed, in order to pursue an effort to automate it, with the aim of improving the Open Street Map (OSM) maps, and the step-by-step process of creating the model-tools implemented in ArcGIS ModelBuilder is mentioned. -Chapter 4, which is divided into three subsections, refers to the generalization of points of interest. First, it is described how the points of interest were eliminated based on the distance between them per building. Then, it is analyzed how the points of interest were generalized based on the hierarchy of the species (Type). And finally, the procedure followed for the generalization in order to record the prevailing usage in each O.T. -In Chapter 5, the creation of a cartographic application for the internet is presented with the performance of the generalization results. First, a cartographic composition was created in the QGIS environment. This whole process was achieved in order, through the data import, the OSM symbols import, the multi-scale map paper composition and finally by converting the electronic map to a web map with QGIS Cloud. -Chapter 6, which is also the last section of the work, is a commentary on the results obtained and the conclusions are listed. Reference is also made to the generalization models that were created, where their effectiveness was evaluated and issues that were not resolved or arose during the use of these models are mentioned.	en
heal.advisorName	Βύρωνας, Νάκος	el
heal.committeeMemberName	Σκοπελίτη, Ανδριαννή	el
heal.committeeMemberName	Κόκλα, Μαργαρίτα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	101 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false