Towards Geo Decision Support Systems for Renewable Energy Outreach

La Tierra se encuentra afectada por numerosos fenómenos tales como los desastres naturales, sobre urbanización, contaminación, etc. Todas estas actividades afectan enormemente a los recursos naturales del planeta llevando a la escasez de los mismos. Un tema especialmente relevante es el uso exhaustivo de energía fósil y su impacto negativo sobre nuestro medio ambiente. Resulta de este modo fundamental la búsqueda de nuevos recursos energéticos limpios para satisfacer nuestras necesidades y reducir la dependencia de recursos energéticos fósiles. La transformación de una infraestructura de generación de energía basada en recursos fósiles a otra basada en recursos energéticos renovables tales como eólica, solar y energía hidroeléctrica llevará a un mejor mantenimiento del medio ambiente ya que supondrá poco o ningún efecto en el calentamiento global por las emisiones, y a una reducción de la dependencia de fuentes de energía fósil. Las energías renovables son una fuente natural de energía que tiene importantes beneficios ya que proporciona un sistema de producción de energía confiable, con precios de la energía estables, puestos de trabajo especializados, y beneficios económicos y el medio ambiente. La energía solar es una de las mejores energías renovables. El sol es la fuente natural y fundamental de la existencia humana sobre la tierra y afecta a todos los procesos químicos, físicos y biológicos. Una hora de la energía del sol en la tierra es suficiente para alimentar a todo el planeta durante un año. La energía del sol o la radiación solar y su presencia geográfica determinan posibles inversiones en energía solar y las estrategias de desarrollo de las mismas. De este modo es esencial para poder proporcionar respuestas relacionadas con el "qué, quién, cuando y donde". Por ejemplo: ¿Cuál es el perfil de trabajo que mejor adapta a una posición gerencial de las energías renovables? ¿Dónde está el mejor lugar para invertir en huertos solares y/o parques eólicos? ¿En qué fecha se registra la más alta productividad? ¿Por qué este lugar no es apto para proyectos hidráulicos? ¿Por qué hay un bajón en la radiación solar en el año 2000 frente a 2012? Etc. En general, la toma de decisiones es el proceso de seleccionar la mejor opción viable de un conjunto de posibles maneras de hacer las cosas. Los Sistemas de Soporte de Decisión (del inglés Decision Support System, DSS) constituyen un ecosistema cognitivo que facilita la interacción entre los seres humanos y los datos para facilitar de forma profunda, significativa y útil la creación de soluciones efectivas en tiempo y costes. Grandes almacenamientos de Datos (Data warehousing), procesos de Extracción, Transformación y Carga (del inglés Extract Transform and Load, ETL) y la Inteligencia de Negocios (del ingles Business Intelligence, BI) son aspectos tecnológicos clave vinculados a la toma de decisiones. Además, la toma de decisiones en el contexto de la energía solar depende de Sistemas de Información Geográfica. Aunque la energía del Sol está disponible en todo el mundo, es evidente que la energía solar es más abundante cerca de los trópicos. Por ejemplo, una inversión en plantas de energía fotovoltaica en lugares cerca de los trópicos y del ecuador requerirá menos tiempo para su amortización. Dependiendo de la ubicación geográfica y las condiciones climáticas, la intensidad solar varía. Por esta razón, es importante seleccionar la ubicación adecuada que optimice la inversión teniendo en cuenta factores como la intensidad de la radiación solar, clima, tierras aptas y economía. Hay modelos como Global atlas y SimuSOLAR que dan información de idoneidad sobre la radiación solar y las ubicaciones. Sin embargo, estos modelos están restringidos a expertos, cubren áreas geográficas limitadas, no son aptos para casos de uso diferentes de los inicialmente previstos, y adolecen de falta de informes detallados e intuitivos para el público en general. El desarrollo de una cartografía extensa sobre la relación de zonas de sol y de sombra es un trabajo muy complejo que involucra diversos conceptos y retos de ingeniería, necesitando de la integración de diferentes modelos de datos, de calidad y cantidad heterogéneas, con limitaciones presupuestarias, etc. El objetivo de los trabajos de investigación desarrollados ha sido establecer la arquitectura de software para el desarrollo de Sistemas de Soporte de Decisión en el ámbito de las energías renovables en general, y de la energía solar en particular. La característica clave de este enfoque de arquitectura de software es ser capaz de proporcionar Sistemas de Soporte de Decisión que ofrezcan servicios de bajo coste ("low cost") en este contexto. Hagamos una analogía. Imagínese que usted está buscando comprar o alquilar una casa en España. Quiere analizar las características del edificio (por ejemplo dimensiones, jardín, más de una edificación en la parcela) y su entorno (por ejemplo, conexiones, servicios). Para realizar esta tarea puede utilizar los datos gratuitos proporcionados por la Oficina Virtual del Catastro de España junto con imágenes libres de un proveedor de ortofotografías (por ejemplo PNOA, Google o Bing) y datos contextuales libres procedentes de otros organismos locales, regionales y/o nacionales (por ejemplo el Ayuntamiento de Zaragoza, el Gobierno de Aragón, el proyecto Cartociudad). Si alguien integra todos estos orígenes de datos en un sistema (por ejemplo el cliente del servicio de mapas de la Infraestructura de Datos Espaciales de España, IDEE), tiene un Sistema de Soporte de Decisión "low cost" para comprar o alquilar una casa. Este trabajo de investigación tiene como objetivo el desarrollo de un enfoque de arquitectura de software que podría proporcionar un Sistema de Soporte de Decisión "low cost" cuando los consumidores necesitan tomar decisiones relacionadas con las energías renovables, en particular sistemas de energía solar, como podría ser la selección de la mejor opción para instalar un sistema solar, o decidir una inversión en una granja solar comunitaria. Una parte importante de este proceso de investigación ha consistido en el análisis sobre la idoneidad de las tecnologías vinculadas a Grandes almacenamientos de Datos y procesos de Extracción, Transformación y Carga para almacenar y procesar gran cantidad de datos históricos referentes a la energía, e Inteligencia de Negocios para la estructuración y presentación de informes. Por otro lado, ha sido necesario centrar el trabajo en modelos de negocio abierto (infraestructura de servicios web, modelos de datos 3D, técnicas de representación de datos sobre zonas de sol y sombra, y fuentes de datos) para el desarrollo económico del producto. Además, este trabajo identifica casos de uso donde los Sistemas de Soporte de Decisión deben ser el instrumento de resolución de problemas de mercado y de problemas científicos. Por lo tanto, esta tesis tiene como objetivo enfatizar y adoptar las tecnologías citadas para proponer un Sistema de Soporte de Decisión completo para un mejor uso potencial de las energías renovables que denominamos REDSS (del inglés Renewable Energy Decision Support System). El trabajo de investigación ha sido desarrollado con el objeto de encontrar respuestas a las siguientes preguntas de investigación: Preguntas relacionadas a los datos: - ¿Cómo elegir el proceso de creación de datos más adecuado para crear modelos geográficos cuyo coste económico sea razonable? Preguntas relacionadas con la tecnología: - ¿Qué limitaciones tecnológicas actuales tienen las herramientas computacionales para el cálculo de la intensidad y sombra solar? - ¿Cómo se puede adaptar conceptos como Grandes almacenamientos de Datos y la Inteligencia de Negocios en el campo de las energías renovables? - ¿Cómo estructurar y organizar datos relacionados con la intensidad solar y la sombra? - ¿Cuáles son las diferencias significativas entre el método propuesto y otros servicios globales existentes? Preguntas relacionadas con casos de uso: - ¿Cuáles son los casos de uso de REDSS? - ¿Cuáles son los beneficios de REDSS para expertos y público en general? Para darle una forma concreta a la contribución y el enfoque propuesto, se ha desarrollado un prototipo denominado Energy2People basado en principios de Inteligencia de Negocio que no sólo proporciona datos de localización avanzada sino que es una base sobre la que para desarrollar futuros productos comerciales. En su conformación actual, esta herramienta ayuda a descubrir y representar las relaciones de datos clave en el sector de las energías renovables y, permite descubrir al público en general relaciones entre los datos en casos donde no era evidente. Esencialmente, el enfoque propuesto conduce a un aumento en el rendimiento de gestión y visualización de datos. Las principales aportaciones de esta tesis pueden resumirse como siguen: - En primer lugar, esta tesis hace una revisión de varios modelos de sol-sombra de código abierto y cerrado para identificar el alcance de la necesidad de modelos de decisión y de su soporte efectivo. Además, proporciona información detallada sobre fuentes de información gratuita relacionada con datos de radiación solar. - En segundo lugar, se plantea un armazón conceptual para el desarrollo de modelos geográficos de bajo coste. Como ejemplo de la aplicación de esta aproximación se ha desarrollado un modelo de bajo coste de ciudad virtual 3D utilizando datos catastrales públicamente disponibles vía servicios Web. - En tercer lugar, este trabajo propone el uso de REDSS al problema de la toma de decisiones en el campo de la energía solar. Este modelo también cuenta con otros puntos distinguibles como los enfoques de co-creación y Mix-and-match. - En cuarto lugar, esta tesis identifica varios escenarios de aplicaciones reales y varios tipos de actores que deberían salir beneficiados por la aplicación de esta estrategia. - Por último, esta tesis presenta el prototipo "Enery2People" desarrollado para explorar datos de localización de la radiación solar y eventos temporales que sirve como ejemplo práctico de la aproximación planteada en esta tesis. Para hacer más claro el potencial del enfoque propuesto, este prototipo es comparado con otros Atlas Internacionales de la energía renovable

Uncertainty Management of Intelligent Feature Selection in Wireless Sensor Networks

Wireless sensor networks (WSN) are envisioned to revolutionize the paradigm of monitoring complex real-world systems at a very high resolution. However, the deployment of a large number of unattended sensor nodes in hostile environments, frequent changes of environment dynamics, and severe resource constraints pose uncertainties and limit the potential use of WSN in complex real-world applications. Although uncertainty management in Artificial Intelligence (AI) is well developed and well investigated, its implications in wireless sensor environments are inadequately addressed. This dissertation addresses uncertainty management issues of spatio-temporal patterns generated from sensor data. It provides a framework for characterizing spatio-temporal pattern in WSN. Using rough set theory and temporal reasoning a novel formalism has been developed to characterize and quantify the uncertainties in predicting spatio-temporal patterns from sensor data. This research also uncovers the trade-off among the uncertainty measures, which can be used to develop a multi-objective optimization model for real-time decision making in sensor data aggregation and samplin

EmC-ICDSST 2019: 5th International Conference on Decision Support System Technology - ICDSST 2019 & EURO Mini Conference 2019 on "Decision Support Systems: Main Developments & Future Trends"

info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Principles and Applications of Data Science

Data science is an emerging multidisciplinary field which lies at the intersection of computer science, statistics, and mathematics, with different applications and related to data mining, deep learning, and big data. This Special Issue on “Principles and Applications of Data Science” focuses on the latest developments in the theories, techniques, and applications of data science. The topics include data cleansing, data mining, machine learning, deep learning, and the applications of medical and healthcare, as well as social media

Application of new science tools in integrated watershed management for enhancing impacts.

Not AvailableApplication of new science tools in rainfed agriculture opens up new vistas for development through IWMPs. These tools can help in improving the rural livelihoods and contributing substantially to meet the millennium development goals of halving the number of hungry people by 2015 and achieving food security through enhanced use efficiency of scarce natural resources such as land and water in the tropical countries. Till now rainfed areas of the SAT did not get much benefit of new science tools but the recent research using these tools such as simulation modeling, remote sensing, GIS as well as satellite-based monitoring of the natural resources in the SAT has shown that not only the effectiveness of the research is enhanced substantially but also the cost efficiency and impact are enhanced. The remarkable developments in space technology currently offer satellites which provide better spatial and spectral resolutions, more frequent revisits, stereo viewing, and on-board recording capabilities. Thus, the high spatial and temporal resolution satellite data could be effectively used for watershed management and monitoring activities at land ownership level. By using crop simulation modeling approach, yield gap analyses for the major crops in Asia, Africa, and WANA regions revealed that the yields could be doubled with the existing technologies if the improved crop land, nutrient, and water management options are scaled-out. Similarly, technology application domains could be easily identified for better success and greater adoption of the particular technologies considering the biophysical as well as socioeconomic situations. GIS helped in speedy analysis of voluminous data and more rationale decision in less time to target the investments as well as to monitor the large number of interventions in the SAT. The satellite-based techniques along with GIS helped in identifying the vast fallow areas (2 million ha) in Madhya Pradesh during the rainy season. Similarly, 14 million ha rice-fallows in the Indo-Gangetic Plain offer excellent potential to grow second crop on residual soil moisture by using shortduration chickpea cultivars and simple seed priming technology. These techniques are also successfully used for preparing detailed thematic maps, watershed development plans, and continuous monitoring of the natural resources in the country in rainfed areas. Further, such data could be of immense help in tracking the implementation, applying midcourse corrections, and for assessing long-term effectiveness of the program implemented. The synergy of GIS and Web Technology allows access to dynamic geospatial watershed information without burdening the users with complicated and expensive software. Further, these web-based technologies help the field data collection and analysis in a collaborative way. However the availability of suitable software for watershed studies and their management in open GIS platform is very limited. Hence, there is a requirement to strengthen this area through collaborative efforts between various line organizations. Use of ICT in IWMP can bridge the existing gap to reach millions of small farm holders who have no access to new technologies for enhancing agricultural productivity on their farms. Use of smart sensor network along with GIS, remote sensing, Wani Ch006.tex 8/7/2011 19: 41 Page 201 Application of new science tools in integrated watershed management 201 simulation modeling and ICT opens up new opportunities for developing intelligent watershed management information systems. However, it calls for a new partnership involving corporates, development agencies, researchers from various disciplines and most importantly to reach millions of small farm holders in rainfed areas of the world. Application of new science tools in IWMP have helped to substantially enhance productivity as well as income from rainfed agriculture and improved livelihoods of the rural people.Not Availabl

Big Data in Bioeconomy

This edited open access book presents the comprehensive outcome of The European DataBio Project, which examined new data-driven methods to shape a bioeconomy. These methods are used to develop new and sustainable ways to use forest, farm and fishery resources. As a European initiative, the goal is to use these new findings to support decision-makers and producers – meaning farmers, land and forest owners and fishermen. With their 27 pilot projects from 17 countries, the authors examine important sectors and highlight examples where modern data-driven methods were used to increase sustainability. How can farmers, foresters or fishermen use these insights in their daily lives? The authors answer this and other questions for our readers. The first four parts of this book give an overview of the big data technologies relevant for optimal raw material gathering. The next three parts put these technologies into perspective, by showing useable applications from farming, forestry and fishery. The final part of this book gives a summary and a view on the future. With its broad outlook and variety of topics, this book is an enrichment for students and scientists in bioeconomy, biodiversity and renewable resources

The Nexus Between Security Sector Governance/Reform and Sustainable Development Goal-16

This Security Sector Reform (SSR) Paper offers a universal and analytical perspective on the linkages between Security Sector Governance (SSG)/SSR (SSG/R) and Sustainable Development Goal-16 (SDG-16), focusing on conflict and post-conflict settings as well as transitional and consolidated democracies. Against the background of development and security literatures traditionally maintaining separate and compartmentalized presence in both academic and policymaking circles, it maintains that the contemporary security- and development-related challenges are inextricably linked, requiring effective measures with an accurate understanding of the nature of these challenges. In that sense, SDG-16 is surely a good step in the right direction. After comparing and contrasting SSG/R and SDG-16, this SSR Paper argues that human security lies at the heart of the nexus between the 2030 Agenda of the United Nations (UN) and SSG/R. To do so, it first provides a brief overview of the scholarly and policymaking literature on the development-security nexus to set the background for the adoption of The Agenda 2030. Next, it reviews the literature on SSG/R and SDGs, and how each concept evolved over time. It then identifies the puzzle this study seeks to address by comparing and contrasting SSG/R with SDG-16. After making a case that human security lies at the heart of the nexus between the UN’s 2030 Agenda and SSG/R, this book analyses the strengths and weaknesses of human security as a bridge between SSG/R and SDG-16 and makes policy recommendations on how SSG/R, bolstered by human security, may help achieve better results on the SDG-16 targets. It specifically emphasizes the importance of transparency, oversight, and accountability on the one hand, and participative approach and local ownership on the other. It concludes by arguing that a simultaneous emphasis on security and development is sorely needed for addressing the issues under the purview of SDG-16