Web Gis platform, autocorrelation, geospatial statistical data, density maps, real time monitoring, earthquake monitoring, transport monitoring, heatmaps

1. Alessandro Capezzuoli
alessandro.capezzuoli@istat.it
www.statview.eu
Una piattaforma web GIS per la visualizzazione, l'analisi e il monitoraggio dei dati statistici e geospaziali

2. I SISTEMI WEB GIS
I DATI STATISTICI
STATVIEW
Alessandro Capezzuoli
alessandro.capezzuoli@istat.it

3. 1 - Acquisizione
2 - Trattamento
3 - Diffusione
ALESSANDRO CAPEZZUOLI
La diffusioneI DATI STATISTICI
1

4. La diffusioneI DATI STATISTICI
2

5. MODELLO (Standard)
DATI STASTISTICI: JSON-stat, SDMX
(JSON statistical standard , Statistical Data and Metadata Exchange)
TRASPORTI: GTFS
(General Transit Feed Specification)
ALESSANDRO CAPEZZUOLI
I DATI STATISTICI
TERREMOTI: FDSNWS
(Event Federation of Digital Seismograph Networks Web Services)
FORMATO
1
2
ARCHITETTURA
3
La diffusione
3

6. 1ALESSANDRO CAPEZZUOLI
I DATI STATISTICI Il modello JSON-stat
4

7. JSON-STAT, SDMX, ODATA
ALESSANDRO CAPEZZUOLI 5

8. JSON-STAT, SDMX, ODATA
ALESSANDRO CAPEZZUOLI 6

9. ALESSANDRO CAPEZZUOLI
I DATI STATISTICI Application Programming Interface (API)
7

10. SOAP
Simple Object Access Protocol
REST
Representation State Transfer
I DATI STATISTICI SOAP vs REST
ALESSANDRO CAPEZZUOLI 8

11. 1) Identificazione delle risorse
http://apistat.istat.it/?dataset=DCIS_VEICOLIINCID1&dim=,2,4,8,1,2,13,2148&idLa
yer=1002&q=getdatajsonnuts
2) Utilizzo esplicito dei metodi HTTP
3) Risorse autodescrittive
I principi REST non pongono nessun vincolo sulle modalità di rappresentazione di una
risorsa. Virtualmente possiamo utilizzare il formato che preferiamo senza essere obbligati a
seguire uno standard. Di fatto, però, è opportuno utilizzare formati il più possibile standard
in modo da semplificare l’interazione con i client (JSON-stat?).
4) Collegamenti tra risorse
Un altro vincolo dei principi REST consiste nella necessità che le risorse siano tra loro
messe in relazione tramite link ipertestuali. Questo principio è anche noto come
HATEOAS, dall’acronimo di Hypermedia As The Engine Of Application State, e pone
l’accento sulle modalità di gestione dello stato dell’applicazione.
5) Comunicazione senza stato
REST prevede la comunicazione stateless, ma un’applicazione può avere uno stato. La
responsabilità della gestione di tale stato non deve essere conferita al server, ma rientra nei
compiti del client.
Metodo HTTP Operazione CRUD Descrizione
POST Create Crea una nuova risorsa
GET Read Ottiene una risorsa
esistente
PUT Update Aggiorna una risorsa o
ne modifica lo stato
DELETE Delete Elimina una risorsa
Create
Read
Update
Delete
I DATI STATISTICI Le operazioni CRUD
ALESSANDRO CAPEZZUOLI 9

12. WITHOUT REST WITH REST
I DATI STATISTICI Architettura REST
ALESSANDRO CAPEZZUOLI 10

13. ● Buffering
● Network analysis
● Topology Overlay
I SISTEMI WEB GIS Caratteristiche
ALESSANDRO CAPEZZUOLI 11

14. PUNTI SU POLIGONI
Es. tipologia del suolo in cui cade un traliccio elettrico
LINEE SU POLIGONI
Es. tipologia del suolo in cui cade un tratto di strada
POLIGONI SU POLIGONI
Es. tipologia del suolo in cui cade un fabbricato
SOVRAPPOSIZIONE DI DIVERSI STRATI
(LAYERS)
I SISTEMI WEB GIS Overlay Topologico
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15. Aree di rispetto intorno a specifici
elementi geografici
Le linee elettriche ad alta tensione prevedono delle
fasce di rispetto di oltre 250 metri per parte; le leggi
ambientali prevedono l'inedificabilità entro una
specifica distanza dalle rive di corsi d'acqua, laghi e
mare; un ponte ripetitore copre un'area con un
determinato raggio.
I buffer possono essere:
• asimmetrici rispetto, ad esempio, ai due lati di un
elemento lineare
• parametrizzati a seconda delle caratteristiche
dell'elemento (es. tensione di esercizio delle linee
elettriche)
I SISTEMI WEB GIS Buffering
ALESSANDRO CAPEZZUOLI 13

16. Quali reti? Trasporto,
distribuzione,
comunicazione
• Ricerca del minimo percorso su
una rete o comunque del
percorso meno costoso
• Verifica delle connettività tra
due punti della rete
• Allocazione di porzioni della rete
ad un fornitore o consumatore di
risorse
I SISTEMI WEB GIS Analisi di rete
ALESSANDRO CAPEZZUOLI 14

17. StatVIEW è una piattaforma web GIS che utilizza:
1) Un map server e un database con la sua componente geospaziale (Geoserver,
Postgres, PostGIS)
2) Differenti fonti di dati (datawarehouse, web service, database, etc.)
3) Motore di interrogazione e interfaccia utente
WMS
WFS
WCS
StatVIEW
Sistema scalabile
o Supporta differenti fonti di dati (database, files, web service)
o Supporta differenti modelli per l’open data (SDMX, DDI, JSON-STAT)
o Supporta differenti formati per l’open data (XML, JSON)
STATVIEW Caratteristiche
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18. STATVIEW Architettura
ALESSANDRO CAPEZZUOLI 16

19. Dimensioni associate al
dataset
Differenti rappresentazioni
(Mappe, Grafici, Tabelle)
Ricerca personalizzata
Mappa di densità – incidenti stradali
STATVIEW Mappe di densità
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20. Grafico dinamico per gli incidenti stradali
STATVIEW Grafici dinamici
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21. Tabella realizzata attraverso il toolkit
JSON-stat Table Browser
STATVIEW Tabelle
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22. Dati sui Permessi di soggiorno
Selezionando un layer e, per esempio, una diversa mappa di base,
un diverso gradiente di colore o una diversa partizione (quartile,
quintile, etc.) è possibile ottenere differenti visualizzazioni per una
migliore comprensione dei fenomeni
Layer che crea un bubble chart
attraverso una query geospaziale
Layer che contiene le
associazioni geolocalizzate che
forniscono servizi ai migranti
STATVIEW Overaly
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23. OSRM (Open Source Routing Machine): algoritmo
che consente di ottenere il percorso stradale più
breve tra due punti geolocalizzati
STATVIEW Routing
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24. La dimensione delle frecce fornisce
un’idea della portata del flusso
Flussi in entrata e in uscita da un certo
confine territoriale per rappresentare i
trasferimenti di residenza
TRASFERIMENTI DI RESIDENZA
E’ possibile scegliere il range di distanza
o la massima distanza entro la quale
visualizzare il flusso
STATVIEW Flussi
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25. REGIONI
Dati sull’occupazione rappresentati a
livello regionale
STATVIEW Livelli territoriali
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26. COMUNI
Cittadini Romeni residenti nei comuni della regione
Lazio
STATVIEW Livelli territoriali
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27. "41.9284106"|"12.4840124"
STATVIEW Dati geolocalizzati e codificati
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28. Applicazione che permette la gestione
dei centri di accoglienza in base alla
capienza e alla disponibilità
STATVIEW Applicazioni web ad hoc
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29. L'algoritmo K-Means è un algoritmo di clustering, progettato
nel 1967 da MacQeen, che permette di suddividere gruppi di
oggetti in K partizioni sulla base dei loro attributi.
Tutti gli oggetti sono rappresentati come vettori, quindi
formano uno spazio vettoriale.
K-means minimizza la deviazione standard.
Ogni cluster viene identificato mediante un centroide o punto medio.
L'algoritmo segue una procedura iterativa:
• inizialmente crea K partizioni e assegna ad ogni partizione i punti d'ingresso o
• casualmente o usando alcune informazioni euristiche;
• calcola il centroide di ogni gruppo;
• costruisce quindi una nuova partizione associando ogni punto d'ingresso al cluster il cui
centroide è più vicino ad esso;
• vengono ricalcolati i centroidi per i nuovi cluster e così via, finché l'algoritmo non converge
STATVIEW Clustering
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30. Esempio di clustering ottenuto con i punti geolocalizzati
STATVIEW Clustering
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31. Heatmap dei musei e delle aree archeologiche private
STATVIEW Heatmap
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32. STATVIEW Monitoraggio, raccolta e analisi dati
APPLICATION
WRAPPERS
DB
XML DOCS
CSV FILES
WEB SERVICES
ARCHIVIAZIONE DIFFUSIONE
VISUALIZZAZIONE
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33. Una variabile regionalizzata Z(x) è una variabile con valore fortemente dipendente dalla
posizione spaziale.
α = componente casuale
R(x) = componente regionalizzata
La condizione è che R(x) sia preponderante rispetto alla componente casuale
AUTOCORRELAZIONE: Tutto è correlato con tutto, ma le cose vicine sono più
correlate delle cose lontane «Prima legge di Tobler»
Teoria delle Variabili Regionalizzate di Matheron (1965)
STATVIEW Autocorrelazione
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34. Il kriging è un metodo
di regressione usato nell'ambito
dell'analisi spaziale (geostatistica) che
permette di interpolare una grandezza
nello spazio, minimizzando l’errore
quadratico medio. In statistica è meglio
noto come processo gaussiano.
Deve il suo nome a Danie Krige,
ingegnere minerario sudafricano che
sviluppò negli anni ’50 alcuni metodi
empirici per la previsione della
distribuzione di minerale nel sottosuolo
a partire da campionamenti del terreno.
STATVIEW Autocorrelazione
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35. Conoscendo il valore di una
grandezza in alcuni punti nello
spazio (per esempio la
temperatura misurata in ogni città
di una regione), si può
determinare il valore della
grandezza in altri punti per i quali
non esistono misure, per esempio
una località sprovvista di
termometri. Nel kriging, questa
interpolazione spaziale si basa
sull'autocorrelazione della
grandezza, cioè l’assunto che la
grandezza in oggetto vari nello
spazio con continuità.
Il valore incognito in un punto viene calcolato con
una media pesata dei valori noti.
I pesi che vengono dati alle misure note (es. le
temperature misurate nelle città) dipendono dalla
relazione spaziale tra i valori misurati nell'intorno
del punto incognito (es. il punto in campagna).
STATVIEW Autocorrelazione
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36. Per calcolare i pesi si usa il semivariogramma, un grafico che mette in relazione la distanza tra due punti
e il valore di semivarianza tra le misure effettuate in questi due punti. Il semivariogramma espone, sia in
maniera qualitativa che quantitativa, il grado di dipendenza spaziale, che altro non è che
l’autocorrelazione vista prima.
Dipendenza spaziale
Indipendenza spaziale
STATVIEW Semivariogramma
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37. STATVIEW Monitoraggio: i terremoti
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38. STATVIEW Monitoraggio: i terremoti
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39. 24/12/2016 17/01/201724/08/2016 18/01/2017
STATVIEW Monitoraggio: i terremoti
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40. STATVIEW Monitoraggio: i trasporti
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41. Meglio una storia
interrotta che.
alessandro.capezzuoli@istat.it