quarta-feira, junho 23, 2010

Glossário 101 - Crowdsourcing e Sistemas Geográficos Voluntários

Há algumas definições de Crowdsourcing, algumas delas podem ser vistas na pagina que a define na Wikipedia. Mas simplificando crowdsourcing pode ser mais genericamente definido como a geração de informação a partir de muitas fontes (ou pessoas). Meio ao pé da letra é 'oriundo da multidão'. Muitos sistemas hoje são baseados no crowdsourcing, a Wikipedia mesmo é um exemplo. Diversas pessoas no mundo colocam informações voluntariamente na Wikipedia e também fiscalizam essa mesma informação.
No crowdsourcing devido ao volume fontes e produção de informação, a informação gerada tende a ser verídica e correta.
Esse fenômeno permite não somente gerar informação em grande volume como também em tempo real. Se há neste instante algum grande acontecimento você encontrara informação sobre ele muito mais rapidamente no Twitter ou no YouTube do que em qualquer outro meio autoritativo de informação que tenha editores como radio ou TV.
Essa forma de geração de informação de maneira voluntária também é (bem) aplicada em sistemas de informação geográficos (GIS). Pessoas disponibilizam voluntariamente informações geográficas que geram  sistemas robustos é altamente interessantes.
Exemplos desses sistemas são Wikimapia que permite que qualquer um entre com informações de qualquer local.
Outro exemplo importantíssimo é o OpenStreetMap que é um projeto colaborativo para criar um mapa livre e editável do mundo. Ele permite que qualquer pessoa visualize, edite e use dados geográficos colaborativamente de qualquer ponto da terra. Nele você pode criar estradas, ruas, etc, gerando mapas que são disponíveis para todos gratuitamente. Você pode mesmo baixar esses mapas no seu GPS.

Esses sistemas que geram dados geo-referenciados a partir de fontes voluntárias são chamados no contexto GIS de sistemas Volunteer Geographic Information (VGI), ou de informação geográfica voluntária.

Grandes empresas no mundo que exploram esse mercado de GIS estão altamente interessadas nesses sistemas. A capacidade de gerar mapas que modelam o mundo em tempo real é incrível. Seria possível por exemplo re gerar rotas não só baseado no transito mas também nas condicoes da pista baseado em informações de caminhoneiros sobre a estrada em tempo real. Ideias mais alem podem ate facilitar empresas de mergulho a decidirem o local para mergulhar baseado na informação geo referenciada de avistamento de animais marinhos.
O Map4divers é um exemplo de VGI que permite mergulhadores compartilharem informações sobre clima em diversos pontos de mergulho.

O Google com o Google Maps já explora essa geração de informação como por exemplo utilizando as imagens e vídeos geo-referenciados públicos do Picasa. A ESRI, outro gigante do setor de mapas, já explora VGIs utilizando suas ferramentas e criando sites como de monitoramento de desastres. Nesses sites é possível ver o impacto atual e fornecer dados para a analise dos desastre. Aqui estão alguns exemplos:
Consulte a pagina de serviços de resposta e assistência a desastre no site da ESRI clicando aqui.
A ESRI também explora VGIs aplicada eGov 2.0. O eGov 2.0 é a iniciativa de tornar os governos mais transparentes e mais acessíveis a seus cidadãos. Sistemas VGI podem permitir os cidadãos informarem sobre problemas de saneamento e seus locais nas suas cidades. Cidadãos podem ter em seus GPSs informações sobre obras publicas e fiscaliza-las quando estiverem próximo a elas.




VGI são sistemas em crescente expansão que podem auxiliar em situações de risco, ajudar para o melhor planejamento de atividades de lazer, prover um serviço de tempo real de roteamento, integrar ações do governos com seus cidadãos e mais ainda, contribuir para o mapeamento do mundo.

segunda-feira, junho 07, 2010

Aplicações GIS: Otimização de rotas

Quando pensamos em uma solução que inclua sistemas GIS a primeira e mais trivial idéia é aplicá-lo ao problema do caixeiro-viajante (TSP do inglês 'travelling salesman problem').
O TSP consiste basicamente no seguinte: Como fazer o caixeiro viajar por várias cidades percorrendo o menor caminho. Por 'menor caminho' é possível definir diversas definições, por exemplo o menor caminho sendo o de menor distância, ou o menor caminho sendo o que passar por menos pedágios, ou mesmo a combinação de mais de um desses.
Há muito estudo sobre a melhor forma de resolver esse problema e ter abordagens criativas. Há muitos algoritmos  desenvolvidos para tal, e sua aplicação em sistema de logística é direta.
Para empresas de transporte a solução do TSP é importantíssima, entretanto o TSP é a versão simplificada do problema real para essas empresas. Empresas de transporte tem normalmente mais de 1 'caixeiro viajante'. A otimização é buscada obtendo o caminho mais barato entre diversas cidades utilizando diversos veículos (representação real do caixeiro viajante). Além disso outros parâmetros podem ser usados como entrada do problema como por exemplo tempo limite para se visitar todos os pontos, exemplo na distribuição de jornais, eles devem ser entregues até uma hora limite.
Esse problema de roteamento de veículos (PRV) é um dos mais estudados problemas na área da otimização combinatória. E novamente ele pode ter diversas variantes como:
  • Problema de roteamento de veículos capacitados (PRVC)
  • Problema de roteamento de veículos com janela de tempo (PRVJT)
  • Problema de roteamento de veículos com coleta e entrega
  • Problema de roteamento de veículos com múltiplos depósitos
  • Problema de roteamento de veículos periódico (PRVP)
  • Problema de roteamento de veículos periódico com janela de tempo
  • Problema de roteamento de veículos com entregas particionadas
Todos esses problemas se beneficiam de sistemas GIS para obter diversas informações, a mais direta é os possíveis caminhos. Um mapa de estradas ou ruas permite traçar quais são as possíveis rotas a se percorrer, além de também determinar as localidades que se deve visitar, como mostra o mapa abaixo:

Nele há 4 pontos a serem alcançados com algumas simples possíveis rotas. Entretanto esse mapa pode ser mais complicado como o seguinte:

A análise dele é mais complicada e sistemas de ajuda na geração da melhor rota se tornam indispensáveis em empresas de logística. Para se ter uma idéia o custo de entrega de um produto é, em média, 10-15% do valor do produto.
Sistemas GIS permitem resolver o melhor traçado acima tendo dados da rede de caminhos e a localização dos pontos de entrega e dos veículos. Há possibilidade não utilizar dados geo referenciados para resolver o TSP, entretanto com a utilização de dados geo referenciado se pode ter melhorias na solução como re-definição das rotas em tempo real. Com GIS é possível monitorar a posição dos veículos assim pode-se re-gerar as rotas ótimas entre os pontos.
Além disso é possível obter outras informações geo-referenciadas como previsão do tempo para uma região ou informações de tráfego de uma região ou sobre desastres naturais como ponte ou pistas interditadas.

Fazendo a convergência dessas informações se tem não só a possibilidade de facilmente evitar problemas nos percursos, re gerando o melhor percurso automaticamente, como dando suporte decisões mais complexas no planejamento de percurso.
Mais, tendo os veículos geo-referenciado pode-se criar zonas proibidas e monitoramento do percurso percorrido, detectando desvios desnecessários e/ou perigosos.

Casos de sucesso da aplicação de GIS para roteamento de frotas existem para empresas como DHL e o The Washington Times.

Concluindo, é fácil perceber que a utilização de GIS para solucionar o problema otimização de roteamento de frota aumenta muito a qualidade de solução. GIS permite a convergência de dados geo referenciados resultando numa rota que se baseia informações importantes como tráfego, clima e regiões restritas.

terça-feira, junho 01, 2010

Glossário 101 - O que é GIS

Para começar qualquer discussão é importantíssimo que os termos e palavras sejam bem definidos e compreendidos por todos. Portanto nada mais importante que um glossário.

E o termo mais importante aqui é G.I.S. (Geographic Information System).
Um Sistema de Informação Geográfica  (SIG em português) é um sistema que integra software, hardware e dados para o gerenciamento, análise, captura e visualização de todas as formas de informação geo-referenciadas.

Um GIS permite visualizar, entender, questionar e interpretar dados de várias formas que revelem seus padrões, relacionamentos e tendências na forma de mapas, globos, relatórios e gráficos.

O GIS auxilia a tomada de decisões e a resolução de problemas permitindo uma simples interpretação visual do seus dados.


Um exemplo simples desse poder de sistemas geográficos é quando o comparamos com outras formas de disponibilização dos dados. Vamos analisar a seguinte tabela:

DescriçãoDistância (m)
Siga a leste na Av. Ataulfo de Paiva até a R. Carlos Góis190
Vire a direita no segundo cruzamento na ruam R. Alm. Guilherme130
Pegue a 1a a direita na Av. Gen. San Martin600
Vire a esquerda na R. Gen. Venâncio Flores180
Vire a esquerda na Av. Delfim Moreira42

É possível interpretá-la, mas e se ai invés da tabela os dados estivessem assim:

A informação não só é mais simples de ser interpretada e utilizada como permite até melhorias no trajeto. Ao  visualizar os relacionamentos geográficos é possível decidir se é melhor ir a pé ou de carro do ponto A ao ponto B. Ou seja, pela visualização ser geo referenciada se extraiu mais informação dos dados do que somente direções textuais.

Dai o grande valor de soluções GIS. Os campos de aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica, por serem muito versáteis, são enormes. Pode-se utilizar na maioria das atividades com um componente espacial, da cartografia a estudos de impacto ambiental ou vigilância epidemiológica de doenças, de prospeção de recursos ao marketing sendo um grande pilar de complexas decisões.

Referências:
http://www.gis.com/content/what-gis
http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_informa%C3%A7%C3%A3o_geogr%C3%A1fica

GIS no Brasil

Quero dedicar este blog a facilitar o entendimento das tecnologias GIS (Geographic Information Systems) permitindo a melhor visualização de suas oportunidades de aplicação no Brasil.