Building an Online Learning and Research Environment to Enhance Use of Geospatial Data

Geospatial data availability, interoperability, and integration remain a problem today. Current spatial data infrastructures (SDIs) are of limited use particularly to non-expert user communities. GeoBrain, a NASA funded project, has aimed to address those challenges, facilitate easy use of geospatial data and overcome some limitations of current SDIs through building a data-intensive, Service-oriented Architecture (SOA) based online learning and research environment. By adopting the latest developing Web services and knowledge management technologies, this online environment enables easy, open, seamless, and on-demand discovery, access, retrieval, visualization and analysis of distributed geospatial data, information, services, and models from any computer connected to the Internet. Such an online environment is able to serve the different needs of global Earth sciences research and higher education communities, bridge gaps between data user needs and provider capabilities, and greatly enhance use of geospatial data

Bridging the Gap Between Traditional Metadata and the Requirements of an Academic SDI for Interdisciplinary Research

Metadata has long been understood as a fundamental component of any Spatial Data Infrastructure, providing information relating to discovery, evaluation and use of datasets and describing their quality. Having good metadata about a dataset is fundamental to using it correctly and to understanding the implications of issues such as missing data or incorrect attribution on the results obtained for any analysis carried out. Traditionally, spatial data was created by expert users (e.g. national mapping agencies), who created metadata for the data. Increasingly, however, data used in spatial analysis comes from multiple sources and could be captured or used by nonexpert users – for example academic researchers ‐ many of whom are from non‐GIS disciplinary backgrounds, not familiar with metadata and perhaps working in geographically dispersed teams. This paper examines the applicability of metadata in this academic context, using a multi‐national coastal/environmental project as a case study. The work to date highlights a number of suggestions for good practice, issues and research questions relevant to Academic SDI, particularly given the increased levels of research data sharing and reuse required by UK and EU funders

Developing a data-sharing system for geospatial research: A case study on the Joint Research Assist System (JoRAS)

This study demonstrates a framework for joint research at a university research center that supports research in the geospatial information sciences. Here we examine the improvements in an Internet-based spatial data infrastructure and data-sharing system through its long-term operation. In the original system for this framework (the Spatial Data Infrastructure System or SDIS), the purpose was to make accessing spatial data easier for academic researchers. However, after ten years of service, it was still experiencing challenges, such as increased human costs and inconveniences from its operation, which were no longer negligible. In response, the system was rebuilt in 2010 as a new Joint Research Assist System (JoRAS) by reviewing and changing its design to address the challenges. Two years after the establishment of the JoRAS, its effectiveness and the emerging challenges demanded further improvements. This study summarizes the challenges of the former SDIS and the improvements made to transform it into the new JoRAS. The user statistics and its interpretations are then presented. This case study provides a guide to scientists and practitioners who are designing similar systems

A multi-level perspective on a spatial data ecosystem: needs and challenges among urban planning stakeholders in New Zealand

Spatial data ecosystems are often complex, and stakeholders express difficulties in finding, accessing, using and sharing spatial information. Doing so can be essential for making good evidence-based decisions on urban development. New Zealand's urban planning spatial data ecosystem is no exception. This paper identifies and maps key stakeholders, their data needs and respective barriers to an improved use of spatial information. We apply a multi-level perspective approach to analysing challenges of a transition towards an improved spatial data ecosystem for urban decision-making. Based on expert interviews and the international literature, we provide recommendations to improve the spatial data ecosystem and reduce barriers to making spatial data more available to support urban decisions. Our stakeholder-based analysis highlights the importance of intensive stakeholder engagement across the multiple levels of the spatial data ecosystem, fostering increased awareness and understanding of the value of fit-for-purpose spatial information for better planning outcomes. We argue for a coordinated, stakeholder-based mechanism addressing in particular cultural and governance local practices

Framework de integração para o modelo estratégico de colaboração e mineração de dados espaciais na WEB

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2011Após o levantamento da situação de alguns municípios brasileiros com relação a produção e ao tratamento de dados espaciais, ficou detectada a carência de infraestruturas, de informações e por consequência, a falta de mecanismos colaborativos com suporte a mineração de dados para análise espacial. As dificuldades aumentam com a disseminação de diferentes estruturas de dados espaciais a exemplo de padrões CAD/GIS produzidas através do rápido avanço das tecnologias de informação, sendo reais os desafios para implementação de uma infraestrutura interoperável e foco de várias discussões. Entretanto o acesso a esses dados via internet e os problemas ocasionados na troca dos mesmos estão relacionados diretamente a natureza particular de cada padrão adotado, por isso devem ser analisados e adequados para colaboração. Inicialmente a hipótese do trabalho visa intensificar a interoperabilidade entre dados espaciais e a integração de sistemas, tornando possível estabelecer canais de comunicação para um ambiente colaborativo visando ações potenciais e cooperativas. A partir disso, a pesquisa apresenta uma investigação sobre os aspectos relevantes que influenciam na engenharia de projetos, originando o desenvolvimento do protótipo denominado OpenCGFW (Collaborative Geospatial Framework Web), visando o reconhecimento de estruturas, integração, manipulação e colaboração, em sintonia com esforços da INDE, OGC e W3C. Inicialmente são realizados estudos e revisões sobre os assuntos diretamente relacionados à interoperabilidade. Também são abordados temas relacionados ao armazenamento, tratamento e colaboração computacional especificamente entre os dados geográficos produzidos por diferentes instituições públicas. Para construção do framework foi aplicado o método MCDA-C (Multicritério de Apoio à Decisão - Construtivista) para identificação dos aspectos fundamentais e elementares. A partir disso o trabalho também descreve os resultados obtidos na implementação das etapas de um padrão de projeto para apoiar nas atividades e na avaliação de geosoluções livres. Durante a discussão, são apresentados os resultados através experimentos e aplicações para mapas digitais na web visando a integração de várias bases de dados distribuídas ao cadastro técnico multifinalitário para uso das principais técnicas de mineração de dados espaciais. Ao final, o trabalho discute a hipótese e a contribuição da pesquisa, visando atender principalmente às características regionais, buscando contribuir para o avanço tecnológico do país ao intensificar o uso de padrões abertos e geotecnologias livres na colaboração e gestão do conhecimentoAfter surveying the situation in some municipals Brazilian with respect to production and processing of spatial data, it was detected the lack of infrastructure, of information, and therefore the lack of mechanisms to support collaborative for data mining and spatial analysis. The difficulties increase with the spread of different structures of spatial data standards like ie: CAD / GIS produced by the rapid advancement of information technology, and real challenges to implementation of an interoperable infrastructure and it focus of several discussions. However access to this data via the Internet and the problems caused in the same exchange are directly related to the particular nature of each standard adopted, so it they should must be analyzed and appropriate for collaboration. Initially, the hypothesis of the study aims to enhance interoperability between spatial data and systems integration, making it possible to establish communication channels for a collaborative environment aimed at potential and cooperative actions. From this, the study presents an investigation into the relevant aspects that influence the projects engineering, resulting in the development of the prototype called OpenCGFW (Collaborative Geospatial Framework Web), to the recognition of structures, integration, manipulation and collaboration, in tuning with efforts GSDI-INDE, OGC and W3C. Initially, studies and reviews on subjects directly related to interoperability. Are also discussed issues related to storage, processing between collaboration computational and specifically geographic data produced by different public institutions. For construction of the framework was applied MCDA-C method (Multicriteria Decision Aid - Constructivist) to identify the fundamental and elementary. From this work also describes the results obtained in implementing the steps of a design pattern to support the activities and evaluating free geo-solutions. During the discussion, are present the results through experiments and applications of the web mapping for digital maps to integrate multiple databases distributed of the multipurpose cadaster and use of the main techniques of spatial data mining. At the end, the work discusses the hypothesis and the contribution of research, mainly to meet the regional characteristics, seeking to contribute to the technological advancement of the country intensifying the use of open standards, the free geo-solutions collaboration and knowledge managemen

Desenvolvimento de infraestruturas de dados espaciais locais : proposta e aplicação de um modelo exploratório para avaliação multinível da capacitação individual, institucional e territorial

A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor in Information Management, specialization in Geographic Information SystemsO conhecimento científico, a inovação tecnológica e organizacional e as opções políticas enquadram o desenvolvimento e a difusão de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) na implementação de Infraestrutura de Dados Espaciais (IDE) à escala global, nacional e local (IDEL). Os SIG e IDE integram dados, tecnologias, utilizadores, normas e políticas na produção, gestão, partilha e aplicação de dados espaciais e informação geográfica. Os SIG focam-se na produção e análise de dados, enquanto as IDE privilegiam a comunicação, a partilha e o acesso aos dados e serviços de dados entre utilizadores e sistemas. As IDE são infraestruturas digitais de informação que promovem iniciativas de governança digital, as sociedades e comunidades espacialmente habilitadas lideradas por entidades públicas com vista à participação, coesão e inclusão social, à qualidade ambiental, a sustentabilidade territorial e à geração de novas economias do conhecimento pelas entidades privadas. A implementação e efetivação das potencialidades destas iniciativas e instrumentos relacionam-se com o domínio técnico-científico dos promotores e dos utilizadores, a capacidade de definir um âmbito espacial e temático adequado, uma visão estratégica comum, um forte impulso e liderança política e administrativa associado à reorganização e de capacitação das entidades humanas. A capacitação individual, institucional e territorial é um elemento central na conceção, implementação e manutenção destas infraestruturas digitais sociotécnicas. Os custos, os desafios e os potenciais impactes indicam a importância e a tendência de desenvolver abordagens e modelos de avaliação consciência, prontidão, maturidade, desempenho e satisfação das IDE. A natureza complexa dinâmica e multifacetada das IDE bem como, a experimentação dos modelos desenvolvidos, indicam a dificuldade de conceber e aplicar abordagens e modelos de avaliação sistémicos com perspetivas centradas em componentes, fases ou processos de desenvolvimento específico das IDEL. Esta tese de doutoramento visa fundamentar, conceber, experimentar e propor um modelo exploratório de avaliação da capacitação multinível que colocar em questão em que medida os projetos de desenvolvimento de SIG capacitam os indivíduos, as instituições e os territórios para o desenvolvimento de IDEL. A experimentação do modelo associa-se à inventariação, descrição e análise dos processos e resultados de 61 projetos de I&D+i, ensino e formação desenvolvidos pelo CIGESA-IPVC no período de 2000 a 2015 sobre: i) a aquisição de conhecimentos, aptidões ou atitudes de diversas tipologias de utilizadores individuais de C&TIG; ii) as componentes (politicas, normas, dados, utilizadores e tecnologias) na capacitação do IPVC (instituição); iii) ou no conjunto da região (território) para a implementação de uma IDEL do Alto Minho. Os resultados indicam os avanços na produção, modelação e partilha de dados e metadados espaciais, do número de utilizadores e áreas de aplicação, da utilização de normas internacionais, do estabelecimento de processos e de redes de conhecimento e de trabalho locais, regionais e espaços transfronteiriços. Em simultâneo verificam-se desafios e propostas de formalização, adoção social, opção política e prática técnica para a avaliação e melhoria contínua dos itinerários de desenvolvimento e dos impactes das IDEL. O modelo de avaliação mostrou se interessante para avaliar os resultados de projetos SIG no sentido de proposta para formalizar uma IDEL do Alto Minho. Mesmo assim, importa experimentar, simplificar, instrumentalizar e operacionalizar o modelo bem como adaptar e comparar a outros âmbitos ou fases de implementação. A avaliação de experiências publicadas e a avaliação de diversos estudos de casos suportam a proposta de um modelo de natureza concetual, sistémica e holística acerca da capacidade hierárquica para desenvolver e sustentar IDEL. O modelo exploratório de avaliação da capacitação multinível contribui para novos conceitos científicos, abordagens e modelos de avaliação multidisciplinar para as IDE, formula e propõe referências, instrumentos, conteúdos formativos, um programa de investigação, práticas de planeamento, gestão e monitorização de projetos SIG e IDEL