Bibliophil in unserer digitalen Welt

Lesen Sie noch Bücher? Interessiert Sie, in welcher Schrift ein Text gesetzt ist? Dann haben Sie bestimmt auch schon mit Bedacht über die Seiten Ihrer Lieblingsbücher gestrichen und sich am glatten, weissen und bisweilen farbigen Papier erfreut. Und da Sie diesen Blogbeitrag lesen, interessieren Sie sich für Themen mit Geo-Bezug. Ich vermute also, Sie sind empfänglich für meinen Buchtipp.

Kürzlich entdeckte ich den Atlas der abgelegenen Inseln von Judith Schalansky. Er wurde 2009 veröffentlicht und erhielt Preise für Buchkunst und Design.

Steckbriefe kleinster Inseln

Im Atlas ist fünfzig kleinsten Inseln je eine Doppelseite gewidmet: Auf der rechten Buchseite ist jeweils die rahmenlose Karte der Insel. Die schlichte Darstellung zeigt die Insel mit Reliefschummerung und – wenn es ein solches gibt – Gewässernetz, angereichert mit das innere Auge inspirierenden Namen und manchmal nüchternen Höhenkoten.

In Orange, der komplementären Farbe zum Meeresblaugrau, sind Strassen und Orte der besiedelten Inseln abgebildet. Der Massstab ist für alle Karten derselbe: 1:125’000. So sprengen einige Inseln fast die ihnen zugedachte Seite, andere präsentieren sich in Seitenmitte wie Perlen auf einem leeren, unendlich weiten Meereshintergrund.

Für alle Inseln gleich ist auch die Übersicht auf der linken Buchseite: Eine Azimuthalprojektion mit der Insel auf dem Pol, der Entfernungsbalken zu den jeweils nächsten markanten Orten, Name und besitzbeanspruchende Nation, geografische Koordinaten, Fläche und Anzahl Einwohnerinnen und Einwohner. Auf einer Zeitachse – auch für alle Inseln die gleiche Skala – sind Datum der Entdeckung und weitere Ereignisse aufgetragen.

Am Schluss des Atlas findet sich ein Glossar und ein Index – wie man es sich von einem Atlas eben gewohnt ist! Der Atlas ist aber nicht nur ein Nachschlagewerk, sondern ein Buch zum Lesen. Judith Schalansky schreibt brillant. Die kurzen Texte zu den Inseln enthalten poetische Perlen und sind ein Genuss auf der Entdeckungsreise zu diesen abgelegenen Orten.

Fingerreisen (Cursorreisen?)

Mit dem Satz

Ich bin mit dem Atlas gross geworden.

leitet Judith Schalansky das Vorwort ein. Sie hatte in ihrer Jugend keine Möglichkeit, ins Ausland zu reisen. Der Untertitel des Buches lautet denn auch: Fünfzig Inseln auf denen ich nie war und niemals sein werde. Ich selbst werde diese Inseln auf jeden Fall bereisen, zumindest auf Google Maps. Dieses schöne Buch, dieser poetische Atlas lädt mich geradezu dazu ein!

 

Weitere Informationen

Judith Schalansky
© S. Schleyer, Suhrkamp Verlag

Atlas der abgelegenen Inseln. Fünfzig Inseln, auf denen ich nie war und niemals sein werde.
Mare, Hamburg 2009
ISBN 978-3-86648-117-6
Buch- und Inselbeschreibung auf Wikipedia
Rezension auf Tobis Blog Lesestunden
Judith Schalansky auf Literaturport

 

Patrouilles des Glaciers: Track Replay

Comparing Positions with Time Lag

As blogged earlier I spent a week at the race office of the Patrouille des Glaciers (PdG). During the race, each PdG team of three athletes was equipped with a GPS device that kept broadcasting its position to the race office. Furthermore this device was equipped with an emergency button able to send a distress message along with its current position to the race office.

We wanted to know whether this security feature could be used for replaying the tracks of the individual teams. Replaying race tracks becomes interesting when you can compare teams. A team might ask: Where did we lose or win with regard to our peers? The start of the PdG, however, was staggered, i.e., there are several starts with a time lag between the starts of half an hour to an hour. Thus, comparing teams that competed in different time slots necessitates that we include a time shift compensation.

Data Quality

Initially, we analyzed the data from the first race (Tuesday/Wednesday). The teams follow a well signaled track (red line in figure below). As you can see the team positions reveal some astonishing errors. We suppose these positional errors are due to limited „visibility“ of GPS satellites in the mountaineous terrain as well as multipath GPS signals that introduce an error in time-of-flight measurement.

ZermattTeteBlanche
Positional accuracy on the leg Zermatt – Tête Blanche (positions of 10 teams in different colors, following the red line)

The GPS device is supposed to send its position every 2 minutes. However, this was clearly not always the case: In the example below we observed a gap of 40 minutes between positions – visible in below map where the points are located far apart.

Verbier
Lacking data on the leg Pas du Chat – Verbier (positions of one team)

Data Preparation for Track Replay

For displaying race tracks, we decided to show only points that are within a buffer of 1,000 meters rather than projecting the points onto the track from a too great distance and hence pretending a better accuracy.

GPS cannot measure elevation as precisely as position. Therefore we substituted the GPS elevations by elevations from a terrain model.

We did not interpolate intermediate points where there are time gaps. Therefore, not all the teams will move smoothly.

Track Replay Application

At EBP we then developed a proof-of-concept application Track Replay for replaying the 2016 PdG tracks. In real-time mode you can replay the Tuesday/Wednesday race the way it took place, i.e. including offset race starts for different teams. In compare mode all teams start at the same time in Zermatt and Arolla, respectively. In this mode, you can compare selected teams by ticking their respective check boxes on the left. Putting the cursor on a dot on the elevation profile identifies the team and highlights its position on the map.

The team list on the left is ordered by (current) rank. In theory, at the end of the replay the list order should correspond to the official ranking list Z1 and A1 of race result. However, this is not quite the case because our ranking is based on the distance on the track at a given time and the distance is derived from the GPS position projected onto the track. Since the quality of these positions is often questionable, the projected positions are also affected.

PoC TrackReplay
Track Replay proof of concept by EBP.

Thus, our proof of concept shows the idea of a track replay supporting a comparative mode. However, the capture of the positions with the tracking devices used in PdG 2016 is not yet quite suitable for this application. The great news is: An exciting and promising technology by race result that combines timing and tracking using active transponders will be available soon!

Please note that Track Replay is in the prototype phase. For best results (e.g., in order to display the dots on the elevation profile) we recommend to use the Firefox web browser. Track Replay will be online for a couple of days only. For more details concerning the Patrouille des Glaciers please have a look at the official PdG web site.

Are you interested in getting to know more? Feel free to contact me.

Time Keeping at the Patrouille des Glaciers – A Look behind the Scenes

The Patrouille des Glaciers (PdG) is an international ski mountaineering race organised by the Swiss Armed Forces in which military and civilian teams compete. It is said to be the world’s toughest team competition. The very long race distance, the extreme route profile, the high altitude and the difficult alpine terrain with glaciers and couloir climbs are the main features of this unique competition.

As announced in November 2015 Ernst Basler + Partner is teaming with race result Swiss for time keeping this remarkable event. Let me give you a brief impression of what was going on behind the scenes regarding time keeping under the guidance of Hanno Maier, race result Swiss.

Sunday April 17 2016

The start lists are published. And all preparations for the race are completed:

  • The time keeping hardware for the teams (personalized start numbers for chest, thigh and helmet and active transponders for more than 5’000 competitors) is configured, packed and ready to be used.
  • The active decoding systems from race result are checked. The timepieces and the corresponding supports are packed in the race result van.
  • The very warm and ultra-thin outfits for the time keepers are branded with race result.
Our team: The time keepers and the three staff members of the race office.

Monday April 18 2016

The time keepers arrive at the race office at the casern in Sion. We distribute the decoding systems and the outfits. They receive their last instructions. They pack their mountaineering and climbing equipment together with the time keeping hardware heading off to the air base. They are supposed to be flown to their posts. However, the weather is not good enough for flying – waiting begins.

MatPosts
The time keepers get ready with their equipment.

In the meantime there are many mutations in the start list to be made, e.g., shifts in start time, replacements in teams. This job kept us busy until short before the start. (No problem for race result software!)

Back stage time keeping in the race office

Tuesday and Wednesday April 19/20 2016 – a looong double day

The weather cleared up. The time keepers and their equipment are flown into the Valais Alps. For us at the race office the crucial phase begins. Do we get signals from all the fourteen decoding systems? Great relief – the first station is online. We monitor its status and have the detection tested. At 12 AM half of the stations are operational. Two of them needed some extra care because of low transmission power. (Fortunately we could get a helicopter flight in time for flying in additional hardware!)  At 5 PM the time keeping network is complete and operational, milestone achieved.

Now we are waiting for the first start which is scheduled for Tuesday 10 PM: race result at the start of the 2016 PdG. Finally, 332 patrouilles crossed the starting line in Zermatt and another 389 in Arolla in several lots until 6 AM the next day.

Everything goes well. The first patrouilles reach Schönbiel, our first time post. The monitoring of the patrouilles goes on all night. So far so good.

The rankings are available live. At Wednesday 08:22:25 AM the first patrouille from Zermatt crosses the finish line in Verbier. At 1 PM we communicate the winners to the race committee. Around 4 PM the last patrouille (that made it to the finishing line) arrives in Verbier. We publish the final ranking list immediately afterwards top up-to-date. The interest in the results is quite remarkable: The page of the rankings has already 600’000 hits – and the race did just end.

Now, we are tired but very happy that the time keeping went perfectly well, without any noteworthy incidents. The race officer in charge congratulates us – everybody is happy! We mastered a technical, logistical and communicational challenge – the time keeping at the PdG. A big thank you to the team on the time posts and in the race office!

The second race is scheduled for Thursday April 22. The results will be available live.

Are you interested in getting to know more? Feel free to contact me.

Does Web Mercator imply erroneous geospatial positioning?

Web Mercator nowadays is probably the most frequently used map projection. Don’t worry if you have never heard about it though. This new projection is used by Google Maps, Bing Maps by Microsoft, ArcGIS Online by Esri and the OpenLayers community. It became the standard of displaying geographic data on the web.

There are rumours that this standard is bad because it implies tremendous geospatial positioning errors. The Office of Geomatics at the U.S. National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) puts the cost of using Web Mercator as follows:

up to 40.000 meters of erroneous geospatial positioning

So, what is wrong with Web Mercator?

Let’s take a step back: A map projection solves the problem of representing the 3D earth on a 2D plane, i.e. on a paper map or on a computer screen. The transformation from 3D to 2D involves distortions in one way or another. Of course, simply superimposing the outlines of Great Britain in two different projections (as the NGA did in the publication Implementation Practice Web Mercator Map Projection) results in shifts, see NGA’s figure below. And yes, the outlines do not match.

Comparison-Mercator-WebMercator

Distortions are what map projections are about! We therefore cannot talk about positioning errors when comparing different map projections such as the siblings Mercator and Web Mercator.

Given the fact that we have to live with distortions on maps we have to choose a map projection that suits a given purpose well. A map projection is therefore more or less appropriate for depicting a particular spatial fact or for accomplishing a specific task in space. Thus, a projection is neither good nor bad. Rather, its suitability has to be judged with the purpose in mind.

 

Alice had no idea what Latitude was, nor Longitude either, but thought they were nice grand words to say.

These are nice grand words indeed! However, other than Lewis Caroll’s Alice in the Wonderland we must have an idea at least what latitude means when talking about map projections. There are many latitudes to choose from:

On the sphere we know the spherical latitude. It is the angle between the normal to the sphere and the equatorial plane. On the ellipsoid with the two semi axis a and b (see figure below) we distinguish the geodetic latitude Φ or φ. This is the angle between the normal to the ellipsoid and the equatorial plane. The geocentric latitude γ is the angle between the radius (from the centre to the point on the ellipsoid) and the equatorial plane. Finally, there is the reduced latitude β that is used when transforming latitudes from sphere to ellipsoid.

Latitudes

When talking about latitude or geographic latitude we generally refer to the geodetic latitude. What the above figure also shows is that the definition of the latitude must be accompanied with the definition of an ellipsoid (e.g., semi-major axis and eccentricity).

On top of knowing the reference ellipsoid we must also know the geodetic datum that defines the position and orientation of the ellipsoid in relation to the geoid. When somebody uses WGS84 coordinates this most probably means

  1. The data is in geographic coordinates: geodetic latitude φ and longitude λ
  2. The coordinates refer to the WGS84 ellipsoid
  3. The ellipsoid is positioned and orientated relative to the geoid according the WGS84 datum

We now know the inputs, geodetic latitude φ and geodetic longitude λ, to our equation. Let’s examine the equation itself, the (Web) Mercator projection. There is a difference in how the vertical coordinate value (northing) is computed:

Northing-Formulas

where:

a = semi-major axis of ellipsoid

e = ellipsoid eccentricity

φ = geodetic latitude a.k.a. geographic latitude

As the formulas show, Web Mercator simplifies the computation of northing considerably. In fact, it uses the equation for the sphere in combination with a sphere radius corresponding to the semi-major axis of the WGS84 ellipsoid. This simplification speeds up the projection computation.

Thus, when you require a projection that covers the entire globe seamlessly, Web Mercator is appropriate when you are interested in fast coordinate transformations. On the other hand, when your map needs to be conformal Mercator is your choice. I think it was a smart idea to simplify Mercator for web mapping purposes into Web Mercator.

Perhaps you noted that we didn’t talk about elevations. That’s another tricky story. Would you believe that Lake Constance has three different mean sea levels? I will post about that another time.

If you found this analysis interesting: The performance of in-browser translation enginges keeps getting better. Thus, consider subscribing to our RSS feed that features all our articles (also the ones in German). If you are only interested in English articles, you may want to subscribe to our custom RSS feed for articles in English. We’d be glad to welcome you in our community!

Rückblick auf Esri Partner Conference und Developer Summit 2014

(An English version of this text can be found here)

Ralph Straumann und ich haben vom 9. bis 13. März 2014 in Palm Springs die Esri Partner Conference sowie den Esri Developer Summit besucht. In diesem Beitrag berichten wir über die Trends, die wir vor allem an der Partner Conference identifiziert haben, und ordnen diese in einen grösseren Rahmen ein. Zuerst lässt sich feststellen, dass es dieses Jahr nicht ein bestimmtes Schlagwort gab, das die ganze Konferenz durchzogen hat – oder zumindest weniger als zum Beispiel „Cloud“ dies vor 3 Jahren getan hat. (Auf das dominanteste Konzept werden wir im nächsten Abschnitt eingehen.) Stattdessen bewegt sich im Gefüge von Esri und Esris Softwareprodukten gerade sehr vieles gleichzeitig. Die Entwicklungen teilen sich auf in solche, welche Esri aus eigener Kraft geboren hat, und solche, welche sich Esri durch die weit vorangeschrittene Integration akquirierter Firmen einverleibt hat. Die einst noch auszumachenden Bruchlinien im zweiten Fall sind im Begriff sich aufzulösen. Falls Sie nach der Lektüre unseres Artikels noch Fragen haben oder einfach mehr wissen möchten: kontaktieren sie mich oder Ralph Straumann.

„Plattform, Plattform, Plattform!“

Plattform ist mit Abstand das Wort, welches an der diesjährigen Veranstaltung am meisten benutzt worden ist. Esri möchte die eigene Produktpalette als Plattform verstanden wissen. Man könnte dasselbe wohl auch als ein eigentliches Ökosystem bezeichnen, auf dem aufbauend Diverses umgesetzt werden kann.

Ein zentraler Bestandteil (und auch ein häufig angeführtes Wort) ist das Portal. Das Portal ist das Interface zwischen Servern und Diensten auf der einen Seite und Desktop, Web- und mobilen Applikationen auf der anderen Seite.

Das Esri-Portal hat zwei Daseinsformen: Das aktuell stark promotete, bei Esri gehostete ArcGIS Online (AGOL) sowie Portal for ArcGIS Server, das „ArcGIS Online behind the firewall“, also im eigenen Einflussbereich einer Organisation (vgl. hier und hier). Die Plattform-Strategie von Esri stärkt diese beiden Instrumente innerhalb des Ökosystems. Sie werden die hauptsächlichen Anlaufstellen sein, um Geodaten, Karten und Applikationen zu publizieren bzw. zu teilen, zu suchen, zu entdecken und gemeinsam zu nutzen – der single point of entry bzw. aus Sicht einer Organisation auch: … of exit.

Hochkarätige Podiumsdiskussion: Jack Dangermond, Sud Menon und Scott Morehouse (v.l.n.r.)

„Configure, don’t customize, stupid“

Esri verfolgt eine Strategie des „mehr out-of-the box“: Erstaunlicherweise – zumindest im Rahmen des Developer Summit – war viel die Rede davon, dass Lösungen durch Konfiguration und nicht (unbedingt) durch Programmierung angepasst werden sollen. Esri arbeitet konsequenterweise stark daran, das Entwickeln zum Beispiel von Webapplikationen oder auch (nativen, web-basierten oder hybriden) mobilen Applikation für die Nutzerinnen und Nutzer stark zu vereinfachen. Das geschieht zum Beispiel über sogenannte Application Templates und die neue Applikation Web Map Builder, welche es erlaubt, sowohl Webapplikationen als auch eigene besagte Application Templates zu erstellen.

Esri erhofft sich durch diese Strategie Vorteile bezüglich Agilität. COTS (commercial off-the-shelf)-Software, also die Esri-Produkte wie man sie erwerben kann, soll primär zum Einsatz kommen. Diese soll nötigenfalls konfiguriert, aber nicht unbedingt programmiert bzw. angepasst werden. Und schliesslich hat sich Esri auch getraut zu postulieren, Workflows von Mitarbeitenden sollten den Tools angepasst werden bzw. Tools die Workflows formen.

Das Esri-Hauptquartier in Redlands

Echtzeitdaten

Esri-Insignien des Geo- und Social Media-Geeks

Mit der Akquisition von Geoloqi in Portland (nun ein Esri Research Center) hat es sich abgezeichnet: Die Bedeutung, welche Esri Echtzeitdaten beimisst, ist gross und im Wachsen begriffen. Neue Tools wie GeoTrigger und GeoEvent Processor (gekoppelt mit mobilen Applikationen) sollen Kundenbedürfnisse im Bereich der (stationären oder mobilen) Echtzeitdaten abdecken.

Geodaten werden durch diese Entwicklung dynamisiert. Der Begriff Geodaten weitet sich tendenziell auch auf neue, bisher nicht als typisch „geo“ verstandene Daten aus. Dazu gehören traditionell dynamische Daten, welche zwar einen Standort aufweisen, der aber nicht von höchster Bedeutung ist: ein Beispiel sind Meteodaten oder allgemeiner Umweltmessdaten (Luftqualität, Hydrometrie, u.ä.). Esri möchte versuchen, sich hier einen neuen Markt zu erschliessen.

ArcGIS Pro(fessional)

Mit wahlweise ArcGIS Pro bzw. ArcGIS Professional hat Esri einen eigentlichen Prototypen für die Zukunft vorgestellt. Der Name des bisher noch ziemlich sagenumwobenen Produkts ist zwar unglücklich gewählt, denn er stimmt derzeit nicht (vielleicht wäre ArcGIS Light besser?). Namen werden sich in diesem Bereich über die nächsten Jahre aber fast mit Sicherheit als sehr vergänglich erweisen.

Was das Twittervolk zu sagen hatte (repräsentativer Ausschnitt)

ArcGIS Pro wurde als Ergänzung der Palette vorgestellt: Esri war sehr bemüht, immer wieder zu betonen, dass das neue Produkt ArcMap und ArcCatalog nicht ersetzen werde. Stattdessen werden die Programme nebeneinander existieren. ArcGIS Pro hat technisch den Vorteil, dass es eine 64bit-Architektur hat und Multi-Threading unterstützt; es sollte also deutlich performanter sein (die Demos sahen denn auch gut aus). Umgekehrt heisst das auch, dass ArcMap und Co. nie mehr in den Genuss dieses (eigentlich schon längst fälligen) technischen Fortschritts kommen werden.

3D – again?

Dreidimensionale Daten sind eine neue (böse Zungen würden sagen: erneute; noch bösere: alle 5-7 Jahre erneuerte) Stossrichtung von Esri. In der aktuellen Inkarnation wurde dies zum Beispiel anhand der Akquisition des Schweizer Startups Procedural (nun CityEngine) deutlich: Esri glaubt stark an den Mehrwert dreidimensionaler Darstellungen und verfolgt bei der Kundenakquisition für CityEngine einen holistischen Ansatz, der CityEngine als collaboration platform mit public engagement vermarktet.

Demonstration des hybriden Ansatzes von ArcGIS Pro: 2D und 3D nebeneinander, synchron

Tatsächlich ruht die 3D-Strategie von Esri aber auf zwei (derzeit ziemlich disparaten/nicht integrierten) Säulen: auf der einen Seite das eben genannte dezidierte, relativ komplexe 3D-Werkzeug CityEngine. Auf der anderen Seite wird in der neuen Software ArcGIS Pro 3D-Visualisierungs- und Editierfähigkeit einen zentralen und im gewissen Sinn unspektakulär integrierten Bestandteil einer gemischten (2D/3D) Umgebung darstellen („it’s simply in the package“). 2D- und 3D-Funktionalität werden in ArcGIS Pro auf Wunsch nebeneinander, gleichzeitig und verknüpft nutzbar.

Schliesslich hat sich auch unter der Motorhaube viel getan: So soll die ArcGIS Runtime in den jüngsten Versionen stark verbesserte 3D-Performance aufweisen.

Reifung mobiler Applikationen

Ob Datenerfassung im Feld mit -aktualisierung für die Kollegin oder den Kollegen im Büro oder Aufträge von der Zentrale an die Feldmannschaften: Weil eine permanente Datenverbindung nicht garantiert ist, wird in einer immer mobiler werdenden Arbeitswelt die Synchronisation von Offline-Daten immer wichtiger. Esri unternimmt auf diesem Gebiet grosse Anstrengungen. Dadurch sind Applikationen auf mobilen Endgeräten nun definitiv für den praktischen Einsatz reif geworden.

Blick in die Ausstellungshalle
Blick in die Ausstellungshalle

Social Coding, and more!

In der Keynote Session referierte Chris Wanstrath, Mitgründer und CEO von GitHub sehr eloquent über Social coding nach dem Motto: better together (den Vortrag kann man sich auf der Developer Summit-Website zu Gemüte führen). „Dropping out of college“ scheint zum guten Ton zu gehören, wenn man es (in Kalifornien) schon in sehr jungen Jahren zu etwas bringen will. Oder anders formuliert: Um erfolgreich zu sein braucht es Passion, Fleiss und Fokus auf die eine Sache. Wir sind vom Nutzen von GitHub überzeugt und sind deshalb auch auf der Plattform vertreten.

 

Die Esri Partner Conference und der Developer Summit haben sich einmal mehr als sehr interessante und relevante Veranstaltungen präsentiert. Gerne geben wir Ihnen vertiefte Einblicke und beraten Sie dabei, wie sie die neuen Entwicklungen mit Ihrer Organisation leichtfüssig und gewinnbringend umsetzen können. Am besten kontaktieren Sie dazu mich oder Ralph Straumann für die Vereinbarung eines Gesprächs.

Palm Springs vor Sonnenaufgang
Palm Springs vor Sonnenaufgang

[Korrigenda: Sitz von Geoloqi ist Portland nicht Philadelphia]