Plate Carrée

Eu bem sabia que não ia ser assim tão simples...

Projeção equiretangular com elipses de deformação de Tissot [Fonte: Wikipedia]

Vou tentar não perder muito tempo com isto.


Para o sistema "Plate Carrée", todas as referências consultadas são consistentes quanto aos valores dos seguintes parâmetros:

• Paralelo padrão: 0º (Equador)
• Longitude de origem: 0º (Greenwich)
• Falso M: 0 m
• Falso P: 0 m

As diferentes interpretação/implementação parecem surgir quanto ao método de projeção utilizado:

• method epsg:1028 (Equidistant Cylindrical): desenvolvimento elipsoidal
• method epsg:1029 (Equidistant Cylindrical (Sphere)): desenvolvimento esférico

Como referido aqui:

"Most libraries only implement the spherical version this projection. The rules for deriving a spherical radius from the ellipsoid defined for a coordinate system vary between libraries, causing some confusion and mixed results."

(ver também Plate Carree: Geoserver and ArcIMS Compatibility)

Por exemplo, no software ArcGis a projeção Plate Carrée é usada numa dos CRS pré-definidos sob a designação "Sphere_Plate_Carree" - caso em que surge associada a uma esfera de raio 6371000 m.
No registry EPSG, este valor de raio encontra associado a um registo deprecated (urn:ogc:def:ellipsoid:EPSG::7035) e substituído pelo urn:ogc:def:ellipsoid:EPSG::7048 - Esfera autálica ou equivalente correspondente ao elipsoide GRS 1980, com raio 6371007 m.


Para tentar reduzir a confusão...

No registry EPSG os únicos sistemas de referência por coordenadas (CRS) atualmente válidos com alguma relação com o nome "Plate Carrée" são os seguintes:

CRS epsg:4088 (World Equidistant (Sphere)) 
É a versão esférica, associada um datum não especificado sobre esfera equivalente ao elipsoide GRS 1980. Segundo a recomendação do EPSG, a usar apenas quando o datum geodésico é desconhecido.
CRS epsg:4087 (WGS84 / World Equidistant Cylindrical)
É a versão elipsoidal da projeção, associada ao CRS geodésico WGS84 (urn:ogc:def:crs:EPSG::4326).

Os CRS epsg:32662 e epsg:32663 foram ambos descontinuados e substituídos pelo epsg:4087.
(ainda se encontram referências dispersas pela internet, e.g. aqui)

On induction, Bertrand Russell

[...] But the real question is: Do any number of cases of a law being fulfilled in the past afford evidence that it will be fulfilled in the future? If not, it becomes plain that we have no ground whatever for expecting the sun to rise to-morrow, or for expecting the bread we shall eat at our next meal not to poison us, or for any of the other scarcely conscious expectations that control our daily lives. It is to be observed that all such expectations are only probable; thus we have not to seek for a proof that they must be fulfilled, but only for some reason in favour of the view that they are likely to be fulfilled.

Now in dealing with this question we must, to begin with, make an important distinction, without which we should soon become involved in hopeless confusions. Experience has shown us that, hitherto, the frequent repetition of some uniform succession or coexistence has been a cause of our expecting the same succession or coexistence on the next occasion [...].

[...] We know that all these rather crude expectations of uniformity are liable to be misleading. The man who has fed the chicken every day throughout its life at last wrings its neck instead, showing that more refined views as to the uniformity of nature would have been useful to the chicken.

[no original]

[existem (pelo menos) duas traduções portuguesas - António Sérgio - Desidério Murcho]

Beautiful visualization, O'Reilly

lido aos bocados pela internet... se cada autor colocar o seu capítulo online...

Table of Contents

Ch. 1: On Beauty, Noah Iliinsky

Ch. 3: Wordle. Jonathan Feinberg

 As word clouds mais bonitas do planeta.
O código para construir a visualização não está disponível, mas o de análise de texto sim.

E depois a interface alternativa do Wordle permite indicar frequências.

Ch. 6: Flight Patterns: A Deep Dive. Aaron Koblin with Valdean Klump

Dados de tráfego aéreo, processados no Processing e visualizados no Google Maps inter alia.

Ch. 9: The Big Picture: Search and Discovery. Todd Holloway
Ch. 12: Turning a Table into a Tree: Growing Parallel Sets into a Purposeful Project. Robert Kosara
Ch. 13: The Design of “X by Y”. Moritz Stefaner
Ch. 14: Revealing Matrices. Maximilian Schich
Ch. 17: Immersed in Unfolding Complex Systems. Lance Putnam et al.

Sistemas de quadrículas na diretiva INSPIRE

Os sistemas de quadrículas constituem a forma mais simples de sistema de referência indireta (em que cada célula tem um identificador único  muito simples.

Este é um excerto dos aspetos mais relevantes da versão 3.0.1 do documento D2.8.I.2 INSPIRE Specification on Geographical Grid Systems – Guidelines

INSPIRE Geographical grid systems form a geo-referencing framework for the themes where grids with fixed and unambiguously defined location of equal-area grid cells are needed. 

A geographical grid is associated with predefined  resolutions and a coding system for identifying individual cells. 

The grid [...] is intended more for statistical reporting purposes [...].

Requisitos:

1. The Grid_ETRS89-LAEA [...] shall be used as a geo-referencing framework for the themes where grids with fixed and unambiguously defined locations of equal-area grid cells are needed.
2. For identification of an individual resolution level the cell size in metres shall be appended ([e.g.] Grid_ETRS89-LAEA_100K).
3. The reference point of a grid cell for grids based on ETRS89-LAEA shall be the lower left corner of the grid cell. 
4. [...] the grid  points of all grids based on ETRS89-LAEA shall coincide with grid points at Grid_ETRS89-LAEA [i.e. para quadrículas que não sejam recursivamente coerentes].

Identificadores:




Notas finais:

• Um dos documentos técnicos de base citado na especificação, apresenta um link errado... O correto é European Reference Grids
• Os ficheiros vetoriais da Grid_ETRS89-LAEA encontram-se disponível para download  na EEA (alternativa: seguir o permalink da página de acesso à última versão).

Sistemas de referência na diretiva INSPIRE

Este é um excerto dos aspetos mais relevantes da versão 3.1 do documento D2.8.I.1 INSPIRE Specification on Coordinate Reference Systems - Guidelines

Coordinate reference systems (hereafter: CRS) play a specific role that is quite different from the other themes [...] the CRS specification does not concern a downloadable or viewable thematic data set. Rather, it presents a basic functionality allowing the harmonised and interoperable geographic localisation of spatial objects defined by the other INSPIRE thematic data  specifications.

The accuracy of the data sets resulting from transformations and conversion formulas are out of scope of the theme CRS. The accuracy of the data sets must be documented by the data set provider according to all the aspects that contribute to it, namely the original data accuracy and the accuracy of the conversions, transformations and other aspects involved with the management of the data.  

Requisitos gerais

1. For 3D and 2D CRS and horizontal component of compound CRS, the datum shall be the datum of the European Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89) in areas within its geographical scope.
2. The International Terrestrial Reference System (ITRS) or other geodetic coordinate reference systems compliant with ITRS shall be used in areas that are outside the geographical scope of ETRS89.
3. For the computation of latitude, longitude and ellipsoidal height, and for the computation of plane coordinates using a suitable mapping projection, the parameters of the GRS80 ellipsoid shall be used.
4. For representation with plane coordinates [the following systems shall be used]:
5. • Lambert Azimuthal Equal Area (ETRS89-LAEA);
   • Lambert Conformal Conic (ETRS89-LCC);
   • Transverse Mercator (ETRS89-TMzn)[where <<zn>> denotes the zone]. 
6. [If other CRS are also used,] they shall be well documented to allow the conversion to geographic coordinates and an identifier shall be created, according to ISO 19111 and ISO 19127.
7. For the vertical component on land, the European Vertical Reference System (EVRS) shall be used to express gravity-related heights within its geographical scope. 
8. Other vertical reference systems related to the Earth gravity field shall be used to express gravity-related heights in areas that are outside the geographical scope of EVRS.
9. For the vertical component in the free atmosphere, barometric pressure, converted to height using ISO 2533:1975 International Standard Atmosphere shall be used. [The vertical component in the free ocean is to be refined].

Requisitos e recomendações para serviços de rede:

1. For [...] view network service [...] at least the coordinate reference systems for two-dimensional geodetic coordinates (latitude, longitude) shall be available.
2. [For transformations services, at least ETRS89-LAEA, ETRS89-LCC, ETRS89-TMzn]

Identificadores INSPIRE:

Identifier Type of coordinates ETRS89-XYZ Cartesian coordinates in ETRS89 in space (X,Y,Z) ETRS89-GRS80h Geodetic (geographic) coordinates and ellipsoidal height in ETRS89 on the GRS80 ellipsoid (Latitude, Longitude, Ellipsoidal height) ETRS89-GRS80 Geodetic (geographic) coordinates in ETRS89 on the GRS80 (Latitude, Longitude) EVRS Height in EVRS (H) LAT Depth of the sea floor, where there is an appreciable tidal range (D) MSL Depth of the sea floor, in marine areas without an appreciable tidal range, in open oceans and effectively in waters that are deeper than 200m (D) ISA Pressure coordinate in the free atmosphere (P) PFO Pressure coordinate in the free ocean (P) ETRS89-LAEA ETRS89 coordinates projected into plane coordinates by the Lambert Azimuthal Equal Area projection (Y,X) ETRS89-LCC ETRS89 coordinates projected into plane coordinates by the Lambert Conformal Conic projection (N,E) ETRS89-TMzn18 ETRS89 coordinates projected into plane coordinates by the Transverse Mercator projection (N,E)

Notas finais

• Apesar de a especificação definir a forma de identificar os CRS, não há qualquer referência a uma autoridade que funcione como register dos CRS e/ou a um registry que disponibilize online a documentação relevante sobre os CRS e respectivas transformações.
• Um dos documentos técnicos de base citado na especificação (embora com um link errado...) - Map Projections for Europe - apresenta identificadores ligeiramente diferentes (pp:110-125), que omitem a data de realização do ETRS. Não obstante, no registry CRS-EU já surgem (pelo menos como alias) os vários identificadores possíveis e também os códigos EPSG correspondentes.

Dúvidas em relação às recomendações de visualização

Embora isso esteja for do âmbito estrito duma especificação sobre CRS, as Guidelines tecem algumas considerações sobre a visualização de informação geográfica (em aplicações web) que não são totalmente claras:

The Mercator cylindrical spherical is the most interoperable in the field of view services. Several commercial services on the Internet use this CRS. It is fully compatible with good Internet practices. Parameters have to be defined once for the whole world (continental Europe and overseas territories).

Esta referência a uma "Mercator cylindrical spherical" é, aparentemente, uma referência ao CRS epsg:3857 (WGS84 / Pseudo-Mercator).

For the rendering of spatial information for INSPIRE View Services, and in the case where there is a need to use projected coordinates, one of the most intuitive is the "Plate-Carrée" projection. Parameters have to be defined once for the whole world (continental Europe and overseas territories). This assumption does not exclude other map projections with similar features.

Esta referência à projeção quadrada "Plate Carrée" é de novo algo ambígua, uma vez que o termo é utilizado com sentidos diferentes em fontes diferentes.
No sentido mais estrito, o termo é usado para o desenvolvimento esférico de uma projeção equidistante cilíndrica (método EPSG:1029) em que o paralelo padrão é o equador, o meridiano de referência é Greenwich e os valores de falso M e falso P são ambos de 0 m.
Na consulta à base de dados EPSG, o único CRS consistente com a definição anterior é o CRS epsg:4088 (World Equidistant (Sphere)).

No ponto 7.3.5 da especificação OGC WMS 1.3.0, surge também uma referência ao método Pseudo Plate Carrée (i.e. em para efeitos de visualização que os valores de latitude e longitude são tratados como coordenadas XY): quando é um mapa em coordenadas geográficas é pedido a um servidor WMS, a extensão geográfica da imagem é determinada através dos valores do parâmetro BBOX (em latitude e longitude) do pedido e as coordenadas imagem do mapa são obtidas "esticando" o resultado em função para os valores dos parâmetros de WIDTH e HEIGHT (em pixeis) do pedido.

The equirectangular projection allows overlaying the existing view services in “Plate-Carrée” while being conformal. Whereas the cost of re-projecting into equirectangular is lower than for the Mercator cylindrical spherical, parameters have  to be defined separately for continental Europe and overseas territories.

Este parágrafo é também um pouco confuso, dado que a designação "equirectangular projection" é um alias de "equidistant cylindrical projection" e sendo a designação "Plate Carrée" reservada para a instância das anteriores em que o paralelo padrão é o equador. Ou seja, vou admitir que, na primeira frase, se estará sempre a falar do CRS epsg:4088 e meramente a referir que este é conforme.


A segunda frase é também confusa: "Whereas the cost of re-projecting into equirectangular is lower than for the Mercator cylindrical spherical" pode ser uma mera referência ao facto que que as fórmulas de projeção da Plate Carrée são extremamente simples e têm um menor custo computacional. Contudo, não se percebe a indicação de que tenham de ser definidos parâmetros diferentes para o continente Europeu e territórios ultramarinos, dado que a Plate Carrée é aplicável a todo o mundo. Enfim...

However, if the data are stored in geographic coordinates there is no need for re-projecting.

Este é o último parágrafo e, para mim, igualmente enigmático dado que se passa de uma discussão sobre a representação cartográfica de serviços WMS para uma observação sobre a forma de armazenamento. A única interpretação que me ocorre é trivial: se os dados estiverem armazenados num CRS geodésico, não é necessário reprojetá-los porque só é preciso projetá-los uma vez... mas esta interpretação é completamente pateta, por isso deve estar a escapar-me qualquer coisa... help...

Seja como for, creio que, independentemente da bondade e dos pergaminhos históricos da projeção quadrada, não fará sentido perder ou complicar o acesso ao universo de dados e funcionalidades disponíveis no Google Maps, Bing Maps, Yahoo Maps, OpenStreetMap ou SAPO Mapas: e todos estes serviços assentam numa visualização em CRS epsg:3857 (WGS84 / Pseudo-Mercator).

Por isso e para terminar, não valerá muito a pena perder tempo a destrinçar as questões relativas à Plate Carrée.

INSPIRE Network Services Performance Guidelines

A qualidade de serviço para os geowebservices INSPIRE é definida em termos de 8 critérios com diferentes possíveis métricas e indicadores (ver INSPIRE Network Services Performance Guidelines):

A) Desempenho
1) Definição
O desempenho do serviço representa a rapidez com que um pedido de serviço pode ser concluído.
2) Indicadores possíveis
a) Rendimento (throughput) é o número de pedidos ao serviço respondidos num determinado intervalo de tempo.
b) Tempo de resposta é o tempo necessário para completar um pedido ao serviço.
c) Latência é o atraso de ida e volta entre o envio de um pedido e receção da resposta.
d) Tempo de execução é o tempo gasto pelo serviço para processar a sua sequência de atividades.
e) Tempo de transação é o tempo necessário à execução duma transação completa pelo serviço. O tempo de transação depende da definição de transação.
Em geral, um serviço de alto desempenho proporciona um rendimento maior, tempo de resposta menor, menor latência, menor tempo de execução e menor tempo de transação.

B) Confiabilidade
1) Definição
Os serviços devem ser fornecidos com alta confiabilidade. Confiabilidade representa a capacidade do serviço para executar suas funções requeridas sob condições estabelecidas por um intervalo de tempo especificado. A confiabilidade é a medida geral de um serviço para manter a sua qualidade de serviço.
2) Indicadores possíveis
A métrica básica de confiabilidade é o tempo:
a) Tempo até a falha.
b) Intervalos de tempo entre falhas (período).
c) Falhas acumuladas num dado período de tempo.
d) Falhas observadas num determinado intervalo de tempo.

C) Capacidade
1) Definição
Os serviços devem ser fornecidos com a capacidade necessária. Capacidade é o limite do número de pedidos simultâneos que devem ser respondidos com desempenho garantido.
2) Indicadores possíveis
Número máximo de pedidos simultâneas com os critérios de desempenho acima definidos.

D) Disponibilidade
1) Definição
O serviço deve estar pronto (isto é, disponível) para consumo imediato, com uma probabilidade definida.
2) Indicadores possíveis
Percentagem de tempo que o sistema se encontra disponível (uptime).

E) Segurança
1) Definição
Segurança é o aspeto da qualidade do serviço que garante a confidencialidade e o não-repúdio por meio da autenticação das partes envolvidas, criptografia de mensagens e controle de acessos.
2) Indicadores possíveis
A segurança pode ser avaliada através de um conjunto de características diferentes:
a) Autenticação: os utilizadores (ou outros serviços) que podem aceder ao serviço devem ser autenticados, sempre que aplicável.
b) Autorização: os utilizadores (ou outros serviços) devem ser autorizadas de forma a que só eles possam aceder a serviços protegidos, sempre que aplicável.
c) Confidencialidade: os dados devem ser tratados corretamente para que somente utilizadores autorizados (ou outros serviços) possam aceder ou modificar os dados, sempre que aplicável.
d) Responsabilidade: o fornecedor pode ser responsabilizado pelos seus serviços.
e) Rastreabilidade e auditabilidade: deve ser possível reconstituir o histórico de um serviço, quando um pedido seja atendido.
f) Encriptação de dados: os dados devem ser encriptados, sempre que necessário.
g) Não-repúdio: um utilizador não pode negar o pedido de um serviço ou de dados, após este pedido ter sido efetuado.

F) Conformidade (Regulatory)
1) Definição
Aspeto da qualidade do serviço relativa à conformidade com as regras de implementação, legislação, etc. e o cumprimento das normas e do acordo de nível de serviço estabelecido.
2) Indicadores possíveis
Segundo a diretiva INSPIRE, as Regras de Implementação de um serviço incluem obrigatoriamente, Especificações Técnicas e Critérios Mínimos de Desempenho.
Para os critérios de desempenho, a conformidade será alcançado com o cumprimento dos limites ou medidas incluídas nas Regras de Implementação de cada tipo de serviço.

G) Interoperabilidade
1) Definição
Os serviços devem ser interoperáveis entre diferentes ambientes de desenvolvimento utilizáveis na sua implementação.
2) Indicadores possíveis
Os utilizadores (ou outros serviços) de um serviço não necessitam conhecer a linguagem de programação, sistema operativo, etc., do serviço consumido.

Geographical names

Para ir completando...

• UN, 2006 - Manual for the national standardization of geographical names
• United States Board on Geographic Names (BGN) - Geographic Names Data Base (GNDB)
• EuroGeonames 
• Reference Application 
• EGN ArcGIS Extension (EuroGeoNames Gazetteer)
• GeoNames
• Google geocoding
• Yahoo Place Finder
• Endereços, Toponímia & "Reverse Geocoding" no SCRIF
• Geo-Net-PT 01 e Geo-Net-PT 02
• URL | Presentation | BibTeX source - Marcirio Silveira Chaves, Uma Metodologia para Construção de Geo-Ontologias PhD Thesis. Faculty of Sciences, University of Lisbon, September 2009.  
• The Europeana Gazetteer Prototype - http://europeana-geo.isti.cnr.it/gazetteer
• The EuropeanaConnect Geoparser Prototype