Applying Association Rules and Co-location Techniques on Geospatial Web Services

Most contemporary GIS have only very basic spatial analysis and data mining functionality and many are confined to analysis that involves comparing maps and descriptive statistical displays like histograms or pie charts. Emerging Web standards promise a network of heterogeneous yet interoperable Web Services. Web Services would greatly simplify the development of many kinds of data integration and knowledge management applications. Geospatial data mining describes the combination of two key market intelligence software tools: Geographical Information Systems and Data Mining Systems. This research aims to develop a Spatial Data Mining web service it uses rule association techniques and correlation methods to explore results of huge amounts of data generated from crises management integrated applications developed. It integrates between traffic systems, medical services systems, civil defense and state of the art Geographic Information Systems and Data Mining Systems functionality in an open, highly extensible, internet-enabled plug-in architecture. The Interoperability of geospatial data previously focus just on data formats and standards. The recent popularity and adoption of the Internet and Web Services has provided a new means of interoperability for geospatial information not just for exchanging data but for analyzing these data during exchange. An integrated, user friendly Spatial Data Mining System available on the internet via a web service offers exciting new possibilities for spatial decision making and geographical research to a wide range of potential users.   Keywords: Spatial Data Mining, Rule Association, Co-location, Web Services, Geospatial Dat

Mining the British Isles oak tree-ring data set. Part A: Rationale, data, software, and proof of concept

From stuttering early beginnings, archaeological oak dendrochronology in the British Isles developed rapidly in the latter decades of the 20th century, to the present situation where dozens of new crossdated site chronologies are produced each year. Although unevenly spread in both space and time, the available data set is now so large (several thousand sites) that it has the potential to be mined for applications that were not envisaged when the data were originally collected. Here we compile available data into an oak database of archaeological and modern (living) sites, develop a software tool to visualise spatial patterns and correlations, and explore six potential data-mining applications (crossdating methodology, crossdating error detection, regional chronologies, pointer years, provenancing, past climate reconstruction). Results indicate variable data-mining potential, but with viable prospects in each case

Recent advances in directional statistics

Mainstream statistical methodology is generally applicable to data observed in Euclidean space. There are, however, numerous contexts of considerable scientific interest in which the natural supports for the data under consideration are Riemannian manifolds like the unit circle, torus, sphere and their extensions. Typically, such data can be represented using one or more directions, and directional statistics is the branch of statistics that deals with their analysis. In this paper we provide a review of the many recent developments in the field since the publication of Mardia and Jupp (1999), still the most comprehensive text on directional statistics. Many of those developments have been stimulated by interesting applications in fields as diverse as astronomy, medicine, genetics, neurology, aeronautics, acoustics, image analysis, text mining, environmetrics, and machine learning. We begin by considering developments for the exploratory analysis of directional data before progressing to distributional models, general approaches to inference, hypothesis testing, regression, nonparametric curve estimation, methods for dimension reduction, classification and clustering, and the modelling of time series, spatial and spatio-temporal data. An overview of currently available software for analysing directional data is also provided, and potential future developments discussed.Comment: 61 page

Border-based Anonymization Method of Sharing Spatial-Temporal Data

Many location-based software applications have been developed for mobile devices. Consequently, location-based service providers often have a detailed trajectory history of their service recipients. The collected spatial-temporal information of their service recipients can be invaluable for other organizations and companies in many ways; for example, it can be used for direct marking, market analysis, and consumer behaviour analysis. Yet, releasing the spatial-temporal data together with other user-specific data in its raw format often leads to privacy threats to the service recipients. In this thesis, we study the problem of spatial-temporal data publishing with the consideration of preserving both privacy protection and information utility for data mining. The contributions are in twofold. First, we propose a service-oriented architecture to determine an appropriate location-based service provider for a given data request. Second, we present a border-based data anonymization method to transform a raw spatial-temporal data table into an anonymous version that preserves both privacy and information utility. Experimental results suggest that our proposed method can efficiently and effectively preserve the information required for data mining

Data mining as a tool for environmental scientists

Over recent years a huge library of data mining algorithms has been developed to tackle a variety of problems in fields such as medical imaging and network traffic analysis. Many of these techniques are far more flexible than more classical modelling approaches and could be usefully applied to data-rich environmental problems. Certain techniques such as Artificial Neural Networks, Clustering, Case-Based Reasoning and more recently Bayesian Decision Networks have found application in environmental modelling while other methods, for example classification and association rule extraction, have not yet been taken up on any wide scale. We propose that these and other data mining techniques could be usefully applied to difficult problems in the field. This paper introduces several data mining concepts and briefly discusses their application to environmental modelling, where data may be sparse, incomplete, or heterogenous

Towards safer mining: the role of modelling software to find missing persons after a mine collapse

Purpose. The purpose of the study is to apply science and technology to determine the most likely location of a container in which three miners were trapped after the Lily mine disaster. Following the collapse of the Crown Pillar at Lily Mine in South Africa on the 5th of February 2016, there was a national outcry to find the three miners who were trapped in a surface container lamp room that disappeared in the sinkhole that formed during the surface col-lapse. Methods. At a visit to Lily Mine on the 9th of March, the Witwatersrand Mining Institute suggested a two-way strategy going forward to find the container in which the miners are trapped and buried. The first approach, which is the subject of this paper, is to test temporal 3D modeling software technology to locate the container, and second, to use scientific measurement and testing technologies. The overall methodology used was to first, request academia and research entities within the University to supply the WMI with ideas, which ideas list was compiled as responses came in. These were scrutinized and literature gathered for a conceptual study on which these ideas are likely to work. The software screening and preliminary testing of such software are discussed in this article. Findings. The findings are that software modeling is likely to locate the present position of the container, but accurate data and a combination of different advanced software packages will be required, but at tremendous cost. Originality. This paper presents original work on how software technology can be used to locate missing miners. Practical implications. The two approaches were not likely to recover the miners alive because of the considerable time interval, but will alert the rescue team and mine workers when they come in close proximity to them.Мета. Визначення можливого місця локалізації лампового приміщення контейнера, в якому опинилися три шахтаря після аварії на шахті Лілі (Барбертон, Мпумаланга) методом комп’ютерного моделювання. Після обвалення стельового цілика на шахті Лілі 5 лютого 2016 року почалася національна кампанія з порятунку трьох шахтарів, які залишилися у ламповому приміщенні поверхневого транспортного контейнера, що провалився в утворену після вибуху воронку. Методика. Співробітниками Гірничого Інституту (Уітуотерс) запропонована двостадійна стратегія пошуку контейнера, в якому існує ймовірність знаходження шахтарів. В рамках першого підходу (який розглядається у даній статті) для виявлення контейнера здійснювалось випробування комп’ютерної технології 3D-моделювання в часі. Другий підхід передбачав технологію проведення наукового вимірювання та експерименту. В цілому, методологія включала, насамперед, підключення викладацького та наукового складу університету до вирішення проблеми шляхом комплексної генерації ідей, які були об’єднані в загальний список, вивчені із залученням відповідних літературних джерел, і найбільш реалістичні ідеї були виділені із загального переліку. Дана стаття розглядає результати комп’ютерної експертизи цих ідей та перевірки надійності відповідного програмного забезпечення. Результати. Для зручності моделювання процес обвалення був розділений на три окремі фази: руйнування воронки, руйнування західного схилу та небезпека ковзання на південних схилах. Ідентифіковано програмні технології, які можуть імітувати рух контейнера у перших двох фазах обвалення. В результаті моделювання у програмному забезпеченні ParaView виявлено місце розташування даного контейнера. Виконано аналіз південного схилу за допомогою ArcGIS і складені карти небезпеки схилу для району, а також підземні карти порятунку з маршрутами евакуації. Встановлено, що комп’ютерне моделювання може визначити місцезнаходження контейнера, але для цього потрібні точні вихідні дані й комплекс дорогих високоефективних програмних пакетів. Наукова новизна. Вперше застосовано комплекс комп’ютерних технологій та програмного забезпечення для пошуку зниклих шахтарів після аварійних ситуацій у підземному просторі шахт. Практична значимість. При застосуванні двостадійної стратегії пошуку шахтарів, що опинилися під завалом порід, команда рятувальників отримає сигнал про наближення до їх місцезнаходження.Цель. Определение возможного места локализации лампового помещения контейнера, в котором оказались три шахтера после аварии на шахте Лили (Барбертон, Мпумаланга) методом компьютерного моделирования. После обрушения потолочного целика на шахте Лили 5 февраля 2016 года началась национальная кампания по спасению трех шахтеров, оставшихся в ламповом помещении поверхностного транспортного контейнера, который провалился в воронку, образовавшуюся после взрыва. Методика. Сотрудниками Горного Института (Уитуотерс) предложена двухстадийная стратегия поиска контейнера, в котором существует вероятность нахождения шахтеров. В рамках первого подхода (который рассматривается в данной статье) для обнаружения контейнера производилось испытание компьютерной технологии 3D-моделирования во времени. Второй подход предполагал технологию проведения научного измерения и эксперимента. В целом, методология включала, прежде всего, подключение преподавательского и научного состава университета к решению проблемы путем комплексной генерации идей, которые были объединены в общий список, изучены с привлечением соответствующих литературных источников, и наиболее реалистичные идеи были выделены из общего списка. Настоящая статья рассматривает результаты компьютерной экспертизы данных идей и проверки надежности соответствующего программного обеспечения. Результаты. Для удобства моделирования процесс обрушения был разделен на три отдельные фазы: разрушение воронки, разрушение западного склона и опасность скольжения на южных склонах. Идентифицированы программные технологии, которые могут имитировать движение контейнера в первых двух фазах обрушения. В результате моделирования в программном обеспечении ParaView выявлено местоположение данного контейнера. Выполнен анализа южного склона с помощью ArcGIS и составлены карты опасности склона для района, а также подземные карты спасения с маршрутами эвакуации. Установлено, что компьютерное моделирование может определить местонахождение контейнера, но для этого нужны точные исходные данные и комплекс дорогостоящих высокоэффективных программных пакетов. Научная новизна. Впервые применен комплекс компьютерных технологий и программного обеспечения для поиска пропавших шахтеров после аварийных ситуаций в подземном пространстве шахт. Практическая значимость. При применении двухстадийной стратегии поиска шахтеров, оказавшихся под завалом пород, команда горноспасателей получит сигнал о приближении к их местонахождению.The results of the article were obtained without the support of any of the projects or funding

Use of laser scanning and 3D software in mining design

The article presents the results of laser scanning measurements in horizontal and vertical headings of copper ore mines in Poland. Laser scanners are used primarily for the inventorying of large chambers or workings that are difficult to access. The point clouds obtained from the measurements are processed in CAD programmes, the study then examined examples of their use in underground mining. The examples included the use of scans for modernisation projects and for designing new mine workings. This paper explores the integration of laser scanning and 3D software as a powerful toolset for enhancing various aspects of mining design. Through the accurate capture of spatial data using laser scanning technologies, detailed representations of mining environments can be generated, enabling engineers to create precise digital models of underground workings, open-pit mines, and associated infrastructure. Furthermore, the integration of 3D software facilitates the manipulation and analysis of this captured data, allowing for the development of comprehensive design solutions. By leveraging the capabilities of 3D modelling and simulation tools, mining engineers can conduct virtual assessments of proposed designs, identify potential risks and inefficiencies, and optimize operational layouts to maximize productivity and safety. This paper reviews the methodologies and applications of laser scanning and 3D software in mining design, highlighting their contributions to key aspects such as geological modelling, slope stability analysis, ventilation planning, and equipment optimization