Smart Geographic object: Toward a new understanding of GIS Technology in Ubiquitous Computing

One of the fundamental aspects of ubiquitous computing is the instrumentation of the real world by smart devices. This instrumentation constitutes an opportunity to rethink the interactions between human beings and their environment on the one hand, and between the components of this environment on the other. In this paper we discuss what this understanding of ubiquitous computing can bring to geographic science and particularly to GIS technology. Our main idea is the instrumentation of the geographic environment through the instrumentation of geographic objects composing it. And then investigate how this instrumentation can meet the current limitations of GIS technology, and offers a new stage of rapprochement between the earth and its abstraction. As result, the current research work proposes a new concept we named Smart Geographic Object SGO. The latter is a convergence point between the smart objects and geographic objects, two concepts appertaining respectively to

Geographical information retrieval with ontologies of place

Geographical context is required of many information retrieval tasks in which the target of the search may be documents, images or records which are referenced to geographical space only by means of place names. Often there may be an imprecise match between the query name and the names associated with candidate sources of information. There is a need therefore for geographical information retrieval facilities that can rank the relevance of candidate information with respect to geographical closeness of place as well as semantic closeness with respect to the information of interest. Here we present an ontology of place that combines limited coordinate data with semantic and qualitative spatial relationships between places. This parsimonious model of geographical place supports maintenance of knowledge of place names that relate to extensive regions of the Earth at multiple levels of granularity. The ontology has been implemented with a semantic modelling system linking non-spatial conceptual hierarchies with the place ontology. An hierarchical spatial distance measure is combined with Euclidean distance between place centroids to create a hybrid spatial distance measure. This is integrated with thematic distance, based on classification semantics, to create an integrated semantic closeness measure that can be used for a relevance ranking of retrieved objects

MSUO Information Technology and Geographical Information Systems: Common Protocols & Procedures. Report to the Marine Safety Umbrella Operation

The Marine Safety Umbrella Operation (MSUO) facilitates the cooperation between Interreg funded Marine Safety Projects and maritime stakeholders. The main aim of MSUO is to permit efficient operation of new projects through Project Cooperation Initiatives, these include the review of the common protocols and procedures for Information Technology (IT) and Geographical Information Systems (GIS). This study carried out by CSA Group and the National Centre for Geocomputation (NCG) reviews current spatial information standards in Europe and the data management methodologies associated with different marine safety projects. International best practice was reviewed based on the combined experience of spatial data research at NCG and initiatives in the US, Canada and the UK relating to marine security service information and acquisition and integration of large marine datasets for ocean management purposes. This report identifies the most appropriate international data management practices that could be adopted for future MSUO projects

Constructing Fuzzy for Socio Economic Urban Growth Dynamic In Surabaya Based on GIS

Urban modeling is an important tool for efficient policy designing in a big city. Surabaya, a big city are now recognized as complex systems through which nonlinear and dynamic processes occur. The paper present a methodological framework for urban modeling from socio economic point of view, which suggested framework incorporates a set of fuzzy systems. In this case, the variable consist of manufacture, hospital, school and shopping centre. Combining with spatial analysis in GIS, the result is a dynamic model was shown to be capable of replicating the trends and characteristics of an urban environment, in this case the city of Surabaya

Solution of the problem to optimize two-stage allocation of the material flows

Purpose is to elaborate innovative and computationally efficient algorithm to solve a problem of two-stage allocation of the resource occupying continuously the specified area as well as to demonstrate the behaviour of the corresponding software developed with the application of advanced geoinformation resources. Methods. The paper involves mathematical models of continuous problems of optimal set partitioning with additional connections to describe two-stage problems of the material resource location-allocation. Methodological approach to the solution of such problems is based on the idea of their reducing to the problem of infinite-dimensional mathematical programming for which it is possible to obtain optimal solution in the analytical form with the help of the duality theory apparatus. Findings. Mathematical and algorithmic apparatus to solve continuous problems applied for the fuel and energy complex enterprises has been developed making it possible to obtain partitioning of the deposit area into the zones, which are allocated to the first-stage enterprises exclusively. The algorithm operation is demonstrated in terms of the model problem solution. It has been defined that the benefit of such an approach is in the reducing of the infinite-dimensional programming problem to the problem of finite-dimensional nonsmoth optimization since the obtained computational formulas contain the parameters which determination requires solving the auxiliary problem of the nondifferentiable function optimization. Originality. Contrary to the previously developed one, the proposed algorithm does not stipulate solution of the linear programming problem of transport type at each step of the iteration process. Such a problem is solved only once to find the volumes of product transportation between the first-stage and second-stage enterprises after defining all the optimal solution components. Practical implications. Software implementation of the algorithm on the basis of the advanced geoinformation technologies and resources, in terms of the solution of raw material flow allocation, makes it possible to reduce total costs for the management of material flows and their accompanying service flows throughout the whole logistic chain beginning from the flow origin up to its arrival to the end user.Мета. Розробка нового, ефективного з обчислювальної точки зору, алгоритму вирішення двоетапної задачі розподілу ресурсу, що безперервно займає задану область, а також демонстрація роботи відповідного програмного забезпечення, створеного із застосуванням сучасних геоінформаційних ресурсів. Методика. У роботі використано математичні моделі безперервних задач оптимального розбиття множин з додатковими зв’язками для опису двоетапних задач розміщення-розподілу матеріальних ресурсів. Методичний підхід вирішення таких задач заснований на ідеї зведення їх до задач нескінченномірного математичного програмування, для яких, в свою чергу, за допомогою застосування апарату теорії подвійності оптимальне рішення вдається отримати в аналітичному вигляді. Результати. Розроблено математичний і алгоритмічний апарати вирішення безперервних задач у застосуванні до підприємств паливно-енергетичного комплексу, що дозволяє отримувати розбиття району родовища на зони, за якими підприємства першого етапу закріплюються монопольно. Робота алгоритму показана на прикладі вирішення модельної задачі. Визначено, що виграшем описаного підходу є зведення задачі нескінченномірного програмування до задачі кінцево-мірної негладкою оптимізації, оскільки отримані розрахункові формули містять параметри, для визначення яких потрібно вирішити допоміжну задачу оптимізації недиференційованої функції. Наукова новизна. Представлений алгоритм, на відміну від раніше розробленого, не передбачає вирішення задачі лінійного програмування транспортного типу на кожному кроці ітераційного процесу. Така задача вирішується лише один раз для відшукання обсягів перевезень продукції між підприємствами першого і другого етапів після того, як знайдені інші компоненти оптимального рішення. Практична значимість. Програмна реалізація алгоритму на основі сучасних геоінформаційних технологій і ресурсів на прикладі сировинних потоків дозволяє зменшити сукупність витрат, пов’язаних з управлінням матеріальними і супутніми їм сервісними потоками по всьому логістичному ланцюгу, від моменту зародження потоку до надходження його кінцевому споживачеві.Цель. Разработка нового, эффективного с вычислительной точки зрения, алгоритма решения двухэтапной задачи распределения ресурса, непрерывно занимаемого заданную область, а также демонстрация работы соответствующего программного обеспечения, созданного с применением современных геоинформационных ресурсов. Методика. В работе использованы математические модели непрерывных задач оптимального разбиения множеств с дополнительными связями для описания двухэтапных задач размещения-распределения материальных ресурсов. Методический подход решения таких задач основан на идее сведения их к задачам бесконечномерного математического программирования, для которых, в свою очередь, с помощью применения аппарата теории двойственности оптимальное решение удается получить в аналитическом виде. Результаты. Разработан математический и алгоритмический аппарат решения непрерывных задач в применении к предприятиям топливно-энергетического комплекса, который позволяет получать разбиение района месторождения на зоны, за которыми предприятия первого этапа закрепляются монопольно. Работа алгоритма показана на примере решения модельной задачи. Определено, что выигрышем описанного подхода является сведение задачи бесконечномерного программирования к задаче конечномерной негладкой оптимизации, поскольку полученные расчетные формулы содержат параметры, для определения которых нужно решить вспомогательную задачу оптимизации недифференцируемой функции. Научная новизна. Представленный алгоритм, в отличие от ранее разработанного, не предусматривает решения задачи линейного программирования транспортного типа на каждом шаге итерационного процесса. Такая задача решается лишь один раз для отыскания объемов перевозок продукции между предприятиями первого и второго этапов после того, как найдены остальные компоненты оптимального решения. Практическая значимость. Программная реализация алгоритма на основе современных геоинформационных технологий и ресурсов на примере решения задачи распределения сырьевых потоков позволяет уменьшить совокупность издержек, связанных с управлением материальными и сопутствующими им сервисными потоками по всей логистической цепи, от момента зарождения потока до поступления его конечному потребителю.The study has been carried out in terms of the support, provision with the initial data (for correct problem statement and search for optimal solution), and cooperation of research scientists of the Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov of National Academy of Sciences of Ukraine and the Department of System Analysis and Control of Dnipro University of Technology

Discriminating small wooded elements in rural landscape from aerial photography: a hybrid pixel/object-based analysis approach

While small, fragmented wooded elements do not represent a large surface area in agricultural landscape, their role in the sustainability of ecological processes is recognized widely. Unfortunately, landscape ecology studies suffer from the lack of methods for automatic detection of these elements. We propose a hybrid approach using both aerial photographs and ancillary data of coarser resolution to automatically discriminate small wooded elements. First, a spectral and textural analysis is performed to identify all the planted-tree areas in the digital photograph. Secondly, an object-orientated spatial analysis using the two data sources and including a multi-resolution segmentation is applied to distinguish between large and small woods, copses, hedgerows and scattered trees. The results show the usefulness of the hybrid approach and the prospects for future ecological applications