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.

Example projects: Military and meteo data, geoinformation aggregation and process consulting

In the „projects“ series we occasionally highlight some of our projects. Today, these projects encompass a geodata portal for the Swiss Army, a metadata portal for meteorologists, a cloud-based aggregation infrastructure for geoinformation and a process support for a biodiversity research team.

Geographic information portal for the Swiss Army

The Swiss Army was looking to standardise its use of geodata. EBP was commissioned to help the Army develop a geographic information portal.

The so-called „Mil User Platform“ is to be realised on the basis of the Swiss Federal Office of Topography’s (swisstopo) „Federal Administration User Platform“.

EBP supported the Military Geographic Information Service of the Armed Forces Joint Staff in the conception, initiation and installation phases of the Mil User Platform project. We manage the relevant business analyses and also model the requirements to be met by the GeoInfo Portal V in SPARX Enterprise Architect.

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OSCAR: Metadata for meteorology – convenient global access

© MeteoSchweiz

To manage metadata, the World Meteorological Organization (WMO) is setting up what is known as the Observing Systems Capability And Review tool (OSCAR). This tool promises to facilitate the proper use of meteorological measurement data, provide a global overview of the available weather stations; and help facilitate the task the WMO member states have of administering these stations.

Working closely with the WMO, MeteoSwiss is developing and operating the OSCAR surface module. EBP helps MeteoSwiss realise the project using the HERMES-5 methodology.

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KKGEO: Operation of the cloud-based aggregation infrastructure

The Office of the Conference of Cantonal Geoinformation Service Providers (KKGEO) has established an aggregation infrastructure for the Switzerland-wide publication of harmonised cantonal spatial data: geodienste.ch.

Working in the capacity of a project manager, EBP has designed and realised the scalable operation of the portal. The software components used for the system are based on open-source technologies and were developed by Sourcepole AG.

Working in close cooperation with the cloud-service provider CloudSigma, we set up the infrastructure for the application’s operation in a Switzerland-based computing centre. Thanks to the use of dynamic scaling, our solution can react flexibly to load and request volume fluctuations.

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Process consulting and implementation of the ALL-EMA database

In the context of its ALL-EMA long-term study, the Swiss research institute Agroscope is gaining a better understanding of biodiversity in Switzerland by gathering field data on flora and habitat types. Before launching the first season of fieldwork, Agroscope wanted to improve its ALL-EMA data system.

EBP supported Agroscope in migrating its ALL-EMA project infrastructure to a comprehensive system with a central repository and efficient processes for data management and analysis.

The scope of the development included tools for importing field data, sampling design and exporting derived data in relevant exchange formats. The ALL-EMA architecture, data sources, workflows, responsibilities and IT security measures were recorded in a system manual and data documentations.

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Projektbeispiele: Meteodaten, Aggregation kantonaler Geodaten und Prozessberatung bei Agroscope

In der Serie „Projekte“ möchten wir Ihnen in unregelmässigem Rhythmus einige Highlights aus der Arbeit von EBP Informatik vorstellen. Heute drehen sich die vorgestellten Projekte um die Erstellung eines Metadatenportals für weltweite Meteodaten, den Betrieb der cloudbasierten Aggregationsinfrastruktur für kantonale Geoinformationen und die Prozessunterstützung im ALL-EMA-Biodiversitätsprojekt von Agroscope.

OSCAR: Metadaten für die Meteorologie – weltweit einfach zugänglich

© MeteoSchweiz

Die MeteoSchweiz entwickelt in enger Zusammenarbeit mit der World Meteorological Organization (WMO) einen Teil des Portals OSCAR für die Verwaltung und Analyse von Metadaten zu meteorologischen Messungen.

EBP unterstützte MeteoSchweiz im Projektmanagement, bei der Spezifizierung der Anforderungen und bei der Evaluation der WTO-Ausschreibung für einen Entwicklungspartner.

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KKGEO: Systembetrieb der Aggregationsinfrastruktur in der Cloud

Die Konferenz der kantonalen Geoinformationsstellen (KKGEO) hat ein Aggregationsportal zur schweizweiten Publikation harmonisierter räumlicher Daten der Kantone in Form von Download- und Darstellungsdiensten aufgebaut.

EBP hat in der Projektleitung den skalierbaren Betrieb dieses Portals, www.geodienste.ch, konzipiert und basierend auf Softwarekomponenten von Sourcepole realisiert. Durch die dynamische Skalierung kann unsere Lösung innert kürzester Zeit auf Lastschwankungen reagieren.

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Prozessberatung und Implementation ALL-EMA-Datenbank

Die Forschungsanstalt Agroscope gewinnt in der Langzeitstudie ALL-EMA anhand von in Feldarbeit erhobenen Daten zu Lebensraumtypen und Pflanzenarten Erkenntnisse zur Biodiversität in der Schweiz.

EBP unterstützt Agroscope vor der Lancierung der ersten Feldarbeitssaison bei der Überführung der Infrastruktur des Projekts ALL-EMA in ein Gesamtsystem mit einer zentralen Ablage und effizienten Prozessen für die Datenbewirtschaftung und Datenanalyse.

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Projektbeispiele: Zürcher Fruchtfolgeflächen, Patrouille des Glaciers und Geodaten für die Armee

In der Serie „Projekte“ möchten wir Ihnen in unregelmässigem Rhythmus einige Highlights aus der Arbeit von EBP Informatik vorstellen. Heute drehen sich die vorgestellten Projekte um die Nachführung von Daten über Fruchtfolgeflächen, die bekannte Patrouille des Glaciers und um die Bereitstellung von Geoinformationen für die Schweizer Armee.

F3N: Nachführung der Fruchtfolgeflächen-Karte des Kantons Zürich

© Fachstelle Bodenschutz des Kantons Zürich
© Fachstelle Bodenschutz des Kantons Zürich

Die Fachstelle Bodenschutz des Kantons Zürich hält die Daten zum qualitativ besten ackerfähigen Kulturland, den sogenannten, Fruchtfolgeflächen, aktuell.

Wir haben für den Kanton Zürich ein Nachführungskonzept entwickelt und darauf aufbauend die Applikation F3N umgesetzt.

F3N verbessert die Effizienz des Nachführungsprozesses und erlaubt daneben auch stets detaillierte Aussagen zu Bestand und Veränderungen der Fruchtfolgeflächen im Kanton.

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Anmelde- und Zeitmessungsverfahren für die Patrouille des Glaciers

© Patrouille des Glaciers
© Patrouille des Glaciers

Die Patrouille des Glaciers ist ein internationaler Skialpinismus-Wettkampf der Schweizer Armee, an welchem auch zivile Patrouillen teilnehmen dürfen. Sie gilt als härtester Teamwettkampf der Welt und zieht alle zwei Jahre über 5’000 Teilnehmende an.

Ernst Basler + Partner ist zusammen mit der Firma race result verantwortlich für die Bereitstellung des Anmelde- und Zeiterfassungssystems für den Wettkampf im Jahr 2016 (und optional auch im Jahr 2018).

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Geoinformationsportal für die Schweizer Armee

Die Schweizer Armee will die Nutzung von Geoinformationen mit der Realisierung einer „Nutzungsplattform Mil“ vereinfachen.

Ernst Basler + Partner unterstützt die Armee unter anderem bei der Konzeption eines Geoinformationsportals, welches mit klassifizierten Daten und mit Daten von weltweiter Ausdehnung umgehen können muss.

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Example projects: Project platforms, geodata for the DFA and automated data import

In the „projects“ series we would like to highlight from time to time some projects that our company conducted. Today, these projects encompass online collaboration platforms for projects, geodata infrastructures and services, and spatial ETL using FME.

Jinsha: Collaboration platform for an international project team

As part of an international team, our experts investigate the influence of climate change on water management in China. In order to support the project team, EBP built a collaboration platform based on Microsoft Sharepoint.

The Sharepoint platforms facilitates the communication between team members and project documentation, and simplifies project management. At any time, all team members can access common assets and documents can be edited collaboratively and simultaneously.

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Project initiation of the Swiss Federal Department of Foreign Affairs Geodata Infrastructure

The Swiss Federal Department of Foreign Affairs (FDFA) requires a networked information landscape in order fulfill its tasks. Geographic information and data are an essential part of this information landscape for operational awareness. EBP assisted the FDFA in the initiation phase of the project „Geodata Infrastructure FDFE“ according to the federal standard for project management, Hermes 5.

We derived the requirements for such a system using interviews and stakeholder workshops. In a Hermes study we documented the situation analysis, aims, requirements and approaches, suggested and described various solutions and formulated a recommendation.

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Cadastral surveying: Data import using FME

The geodata of the cadastral survey in the Canton of Schwyz is managed by the municipalities. The canton publishes these data centrally. In order to facilitate the canton’s task, we assisted Schwy in developping an automated import of Interlis data into the cantonal geodata infrastructure (Oracle and PostGIS) using FME as the state-of-the-art ETL tool.

Using our tool, the Canton of Schwyz can import survey data at the press of a button. The data is then served to the authorities and the public, e.g. in the cantonal WebGIS, from the central databases.

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Projektbeispiele: Projektplattform in China, Geodaten im EDA und AV-Interlis in Schwyz

In der Serie „Projekte“ möchten wir Ihnen in unregelmässigem Rhythmus einige Highlights aus der Arbeit von EBP Informatik vorstellen. Heute drehen sich die vorgestellten Projekte um die Themen kollaborative Projektplattformen, Geodateninfrastruktur und Spatial ETL mit FME.

Jinsha: Projektplattform für ein internationales Team

Unsere Expertinnen und Experten untersuchen in einem internationalen Projektteam in China den Einfluss des Klimawandels auf das Wasser-Management. EBP hat zur Unterstützung des Vorhabens eine kollaborative Projektplattform auf Basis von Microsoft Sharepoint aufgebaut.

Die Sharepoint-Plattform dient dem Austausch, der Projektdokumentation und der Vereinfachung des Projektmanagements. Alle Beteiligten sind stets auf demselben Informationsstand und Dokumente können von mehreren Personen gleichzeitig bearbeitet werden.

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Initialisierung der Geodateninfrastruktur des Eidgenössischen Departements für auswärtige Angelegenheiten

Das Eidgenössische Departement für auswärtige Angelegenheiten (EDA) benötigt für die Erfüllung seiner Aufgaben eine vernetzte Informationslandschaft. Geoinformationen sind ein essentieller Teil davon. EBP begleitete das EDA bei der Initialisierung des Projekts „Geodateninfrastruktur EDA“ gemäss Hermes 5-Methodik.

Im Rahmen von Interviews und Workshops ermittelten wir die Bedürfnisse des EDA an die geplante GDI. In einer Studie nach Hermes 5 haben wir Situationsanalyse, Ziele, Anforderungen und Lösungen dokumentiert, technologieneutral Varianten vorgeschlagen und schliesslich eine Empfehlung abgegeben.

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Amtliche Vermessung: Datenimport mit FME

Die Geodaten der amtlichen Vermessung (AV) werden im Kanton Schwyz gemeindeweise bewirtschaftet. Der Kanton macht diese AV-Daten dann zentral verfügbar. Um dem Kanton Schwyz diese Aufgabe zu erleichtern, hat EBP den Import von Interlis-Daten der AV in die kantonale Geodateninfrastruktur mit dem state-of-the-art ETL-Werkzeug FME umgesetzt.

Die im Interlis-Format vorliegenden AV-Daten können so per Knopfdruck in die kantonalen Geodatenbanken (ORACLE und PostGIS) importiert werden. Mit diesen Datenbanken unterstützt der Kanton Schwyz den internen und öffentlichen Gebrauch der Vermessungsdaten und die Anzeige der Daten im kantonalen WebGIS.

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Projektbeispiele: Geodatenmodelle, Unfallanalysen und Geoinformationsstrategie

In der Serie „Projekte“ möchten wir Ihnen in unregelmässigem Rhythmus einige Highlights aus der Arbeit von Ernst Basler + Partner (EBP) vorstellen. Heute drehen sich die vorgestellten Projekte um die Themen minimale Geodatenmodelle, Analysen des Unfallgeschehens im Strassenverkehr und die Formulierung einer modernen Geoinformationsstrategie.

Minimale Geodatenmodelle in INTERLIS

Minimale Geodatenmodelle machen es einfacher, Geodaten zu nutzen und Datensätze unterschiedlicher Herkunft miteinander zu kombinieren. Minimale Geodatenmodelle sind auch ein wichtiger Beitrag für die Harmonisierung von Daten zwischen verschiedenen Akteuren.

Diese Ziele sind im Geoinformationsgesetz (GeoIG) der Schweiz verankert. EBP unterstützt diverse Stellen bei ASTRA, BAFU und BFS bei der Erarbeitung minimaler Geodatenmodelle in der Modellierungssprache INTERLIS.

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Verkehrssicherheitsgewinne aus strukturierten Datenanalysen

Die Sicherheit im Strassenverkehr ist ein drängendes Thema. Die Schweizerische Vereinigung der Verkehrsingenieure und Verkehrsexperten (SVI) hat 2013 das Projekt „Verkehrssicherheitsgewinne aus Erkenntnissen aus Datapooling und strukturierten Datenanalysen (VeSPA)“ aufgelegt.

In Phase 1 bearbeitete EBP zusammen mit der PTV Transport Consult zwei Teilprojekte zu Wetter-Einflüssen und zu Infrastruktur-Einflüssen auf das Unfallgeschehen im Strassenverkehr.

Von den identifizierten Einflussfaktoren und Zusammenhängen mit dem Unfallgeschehen lassen sich Massnahmenansätze ableiten und deren Wirkung abschätzen. Ferner können auf Basis der Resultate Unfallmodelle als Hilfsmittel zur Entscheidungsfindung im Sicherheitsmanagement formuliert werden.

Seit Januar 2015 bearbeiten EBP und PTV Transport Consult Phase 2 des Forschungsprojekts VeSPA.

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Geoinformations-Strategie für den Kanton Schwyz

Daten und Informationen werden in unserer Gesellschaft immer wichtiger. Geodaten kommt dabei spezielle Bedeutung zu, angetrieben von Trends wie mobilem Internet, Cloud-Infrastruktur, Augmented Reality, Self-Tracking und dem Internet of Things.

Im Zuge dieser Entwicklungen möchte sich der Kanton Schwyz eine zukunftsorientierte Geoinformationsstrategie erarbeiten. EBP hat den Kanton Schwyz im Strategieprozess unterstützt mit der Durchführung von Workshops, der Schärfung des Strategiebegriffs und der Definition der Bestandteile einer Strategie. Ferner hat EBP relevante gesellschaftliche und technologische Entwicklungen aufgezeigt, welche in der Strategie aufgegriffen werden sollten.

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