Google Earth Studio jako narzędzie do wizualizacji danych (z R )

Ten post autorstwa Giorgio Comai (OBC Transeuropa) opisuje przepływ pracy i kilka punktów odniesienia dla każdego, kto skusi się na pomysł wykorzystania Google Earth do wizualizacji danych.

(European Data Journalism Network) ( 8 października 2020 r.)

Google Earth Studio to fantazyjne narzędzie, które umożliwia tworzenie filmów o oszałamiającej jakości, umożliwiając tworzenie płynnych przejść między lokalizacjami na całym świecie, przybliżając bliżej ziemi i pokazując góry i miasta w 3D.

Oto ich własny film promocyjny:

Jednak do tej pory tak naprawdę nie widziałem go używanego do wizualizacji danych, ani nie widziałem żadnego postu online omawiającego, jak używać Google Earth Studio z danymi. Więc… postanowiłem spróbować i zdać relację.

W tym poście opiszę, jak stworzyłem ten film:

Ciesz się tym na pełnym ekranie. Jeśli jesteś tu tylko po to, by wykonać akcję, możesz pominąć kilka pierwszych minut.

Ten post będzie czymś pomiędzy recenzją produktu a zbiorem punktów odniesienia, które mogą być przydatne każdemu, kto skusi się na pomysł wykorzystania Google Earth do wizualizacji danych. Przepływ pracy opisany w tym poście jest mniej niż idealny, ale być może nadal może być przydatny jako punkt wyjścia dla kogoś, kto rozważa jego wypróbowanie.

Aby korzystać z Google Earth Studio, pewna znajomość wideo oprogramowanie do edycji będzie przydatne. Ich własna dokumentacja jest obowiązkowa, aby rozpocząć. Poświęcenie czasu na podstawowe zrozumienie, jak działa ruch kamery w interfejsie online, pozwoli zaoszczędzić wiele frustracji w przyszłości.

Jeśli masz dane w formacie używanym przez Google Earth (.kml) lub już wiesz jak konwertować dane do tego, możesz pominąć następną sekcję, w której opisano szczegółowo, jak konwertować dane do .kml za pomocą języka programowania R. Jeśli nie znasz języka R, ale nadal chcesz dowiedzieć się więcej o Google Earth Studio, prawdopodobnie zechcesz również pominąć następną sekcję.

Pobieranie danych do Google Earth

Eksportowanie zbiory danych geograficznych z R do formatu, który można wykorzystać w Google Earth Studio i dostosowywanie ich wyglądu nie jest prostym procesem, przynajmniej częściowo ze względu na niedobór dedykowanej dokumentacji i samouczków. Nie wszystkie funkcje plików kml są akceptowane przez Google Earth, a żaden z głównych pakietów do geokomputacji w R nie ma dedykowanych funkcji mających na celu ułatwienie eksportu z R do kml. Po pewnych problemach z plotKML zdecydowałem się wrócić do pakietu, który będzie znacznie bardziej znany każdemu, kto używa danych geograficznych w R:

sf (jeśli nie jesteś zaznajomiony z analizą danych geograficznych w języku R, książka Geocomputation with R to świetny punkt odniesienia).

sf ułatwia pobieranie danych do R i ich przetwarzanie, ale pozostawia eksport danych do innych bibliotek, w tym przypadku

libkml przez

rgdal z pewnymi dostosowaniami dostępnymi poprzez

ogr\_style. Wszystkie są udokumentowane, ale nie współdziałają płynnie. Pozostaje się zastanowić metodą prób i błędów, które parametry pomyślnie przejdą z obiektu sf do wyeksportowanego kml. Wydaje się, że niektóre parametry gubią się między ogr\_style a libkml, niektóre kml funkcje nie są rozpoznawane przez Google Earth, a rozwiązywanie problemów jest skomplikowane ze względu na fakt, że wymaga znajomości różnych podstawowych standardów.

Na koniec stworzyłem kilka wygodnych funkcji, które pozwalają na eksportowanie sf do plików kml, ułatwiając podstawowe dostosowywanie, takie jak kolor linii i wypełnienia, rozmiar tekstu itp., Korzystając z dostępnych funkcji eksportu. Kiedy nie mogłem uzyskać tych, które dały pożądany rezultat, wróciłem do przetwarzania samego XML. To wszystko dzieje się teraz pod maską dzięki dedykowanym funkcjom, które są teraz częścią

latlon2map pakiet .

Kolejny skomplikowany czynnik wynikał z faktu, że w Google Earth etykietom tekstowym powinien zawsze towarzyszyć symbol ( domyślnie jest to brzydka żółta pinezka). Niestety nie ma prostego sposobu na wyłączenie symboli. Aby obejść ten problem, należy ustawić skalę symbolu na 0, ale tekst nadal będzie się pojawiał w prawym górnym rogu podanych współrzędnych.Nie znalazłem sposobu na wyśrodkowanie ich, więc skończyło się na tym, że ręcznie dostosowałem położenie punktów, aby sprawiać wrażenie, że etykieta znajduje się w środku danego kształtu – w tym przypadku w środku danego kształtu komórki siatki ( zobacz kod po szczegóły ).

Poza tym nie ma oczywistego sposobu zmiany wysokości obiektu geograficznego w sf, co jest czasami konieczne podczas pracy z Google Earth Studio z powodów opisanych w następnej sekcji. Ostatecznie skonwertowałem obiekt sf na macierz, dodałem rzędną, przekonwertowałem z powrotem na sf, dodałem parametry, które mają być zawarte w kml, aby wyjaśnić, w jaki sposób mają być wykorzystywane te informacje o wysokości ( dostępne opcje obejmują relativeToGround, absolute, relativeToSeaFloor), a na koniec wyeksportuj do pliku kml, który może zostać odczytany przez Google Earth.

sf \%>\%
st\_coordinates() \%>\%
as\_tibble() \%>\%
mutate(Z = 50) \%>\% # here is setting the height to 50 meters
st\_as\_sf(coords = c("X", "Y", "Z"), dim = "XYZ") \%>\%
group\_by(L2) \%>\%
summarise(geometry = st\_combine(geometry)) \%>\%
st\_cast("POLYGON") \%>\%
mutate(altitudeMode="relativeToGround",
extrude = TRUE) \%>\%
ll\_export\_sf\_to\_kml()

Gdy już wiesz, jak się do tego zabrać, wygląda to dość interesująco i potężnie, ponieważ wysokość może być potencjalnie wykorzystana do wizualizacji danych. Po kilku dalszych losowych testach (patrz zdjęcie), rozważając umieszczenie w filmie niektórych trójwymiarowych wykresów słupkowych i ledwo opierając się pokusie napisania samouczka na temat tworzenia wykresów kołowych 3D w Google Earth Studio, w końcu mogłem przejść dalej.

Słuchaj, jestem artystą!

Praca z warstwami w Google Earth Studio

Na początku Google Earth Studio wydaje się działać dobrze nawet w przypadku dużych zbiorów danych i wielu warstw. W przypadku pierwszej części wideo, do którego link powyżej, wrzuciłem kilkanaście różnych warstw nakładek, ponieważ etykiety należy dodawać osobno. Kiedy to robiłem, pomyślałem, że nakręcę wideo w rozdzielczości 4k, a nie tylko w HD.

Po pewnym czasie zdałem sobie sprawę, że podgląd obsługuje tylko HD (więc etykiety wydają się zbyt duże podczas edycji), i że jeśli ponownie otworzysz zapisany projekt w nowej sesji, wszystkie warstwy zostaną wyświetlone jedna na drugiej w okienku podglądu. Sprawy wyglądały dość niechlujnie.

Trzeba przyznać, bałagan

Poza tym warstwy takie jak te użyte w tym filmie nie zawsze dobrze współdziałają z Google Earth.

Jedną z fascynujących rzeczy w Google Earth Studio jest możliwość renderowania przestrzeń w 3D. To wszystko jest w porządku, ale podczas gdy na górach nakładki ładnie wyglądają i dopasowują się do faktury otoczenia, to samo nie dotyczy miast, dla których Google Earth ma dane 3D dla budynków. Ponadto z jakiegoś powodu niektóre losowo ukształtowane wielokąty morza zawsze pojawiają się nad kolorowymi nakładkami. Na poniższym obrazie widać oba artefakty:

Google Earth Studio jest nieprzyjemne

Jak widać w końcowych segmentach filmu, aby rozwiązać ten problem, musiałem położyć warstwy nad ziemią, aby uzyskać zadowalające wyniki.

Podsumowując, oto kilka sugestii, jeśli chcesz nieco ułatwić sobie życie podczas rozpoczynania nowego projektu w Google Earth Studio:

  • Jeśli naprawdę nie musisz, zachowaj domyślną rozdzielczość HD (1920 * 1080), więc to, co widzisz w podglądzie, jest takie samo jak to, co otrzymujesz w wyrenderowanym wyniku
  • , jeśli utworzysz nieco dłuższe wideo z różnymi zestawami danych wyświetlanymi w różnych punktach w czasie, przerwij to w małych segmentach. Łatwo je później scalić. W przypadku wielu warstw rzeczy nie są poprawnie wyświetlane w podglądzie, proces renderowania zacina się lub nie pokazuje postępu (więc myślisz, że utknął, nawet jeśli faktycznie działa), a cały interfejs staje się nieco mniej responsywny.
  • domyślnie eksportowanie wymaga pozostawienia otwartego interfejsu bez możliwości wykonywania jakichkolwiek innych czynności na komputerze. Wymaga również poczekania na wygenerowanie wszystkich obrazów, aby można je było pobrać jako pojedynczy plik zip. Jeśli zdarza się, że coś utknęło, musisz ponownie rozpocząć renderowanie od początku. Jeśli robisz nieco większy projekt i nie masz wolnego komputera, jest to wyjątkowo irytujące. Zrób sobie więc przysługę: poproś o dostęp do najnowszej wersji beta za pośrednictwem tego formularza , a po kilku dniach będziesz mieć możliwość wyeksportowania wszystkiego bezpośrednio do folder lokalny: ramki są przechowywane bezpośrednio, więc możesz eksportować duże projekty za jednym razem i robić inne rzeczy na komputerze w tym samym czasie (ta rada jest ważna od sierpnia 2020 r .; ta funkcja będzie, miejmy nadzieję, automatycznie dostępna w przyszłych wersjach ).
  • na początek, po zapoznaniu się z interfejsem, prawdopodobnie zechcesz zacząć od projektów „Szybki start”, aby płynnie przemieszczać się między jednym miejscem a drugim.

Podsumowanie

Google Earth Studio umożliwia tworzenie klipów wideo o oszałamiającej jakości. Pakiet do edycji działa bezpośrednio z przeglądarki i można go używać nawet na mniej wydajnych komputerach. Ma wiele funkcji, o których nie wspomniałem, w tym importowanie tras do określania ruchów kamery i ustawianie pory dnia, aby zmieniać światła i cienie. Pozwala na eksport danych w formacie, który mogą być dalej przetwarzane przez zaawansowanych użytkowników za pomocą oprogramowania takiego jak Adobe After Effects. Może to być również potężne narzędzie do wizualizacji danych i może być używane w krótkich klipach wideo do prezentowania określonego zestawu danych lub do zapewnienia kontekstu.

Jednak podczas pracy nad tym filmem czuję, że w jakiś sposób chodzę po niezbadanym terytorium: jeśli ktoś wyciągnął dane geograficzne z R i użył ich do stworzenia klipów wideo w Google Earth Studio, nie zostawił wielu śladów w Internecie (jest jednak wiele samouczki i przykłady w YouTube dla bardziej ogólnych zastosowań niezwiązanych z danymi). Mamy nadzieję, że odniesienia zawarte w tym poście będą przydatne dla innych, którzy rozważają dołączenie do zabawy i rozpoczęcie korzystania z Google Earth Studio jako narzędzia do wizualizacji danych.

Wszystkie pliki i skrypty użyte do stworzenia powyższego wideo są dostępne w tym repozytorium . Pliki, których można używać bezpośrednio w Google Earth Studio , można pobrać z tego linku . Jeśli widzisz zbyt duże etykiety w okienku podglądu, jest to spowodowane faktem, że te pliki zostały zoptymalizowane do eksportu w rozdzielczości 4k.

Wszystkie skrypty używane do generowania danych w baza tych wizualizacji danych jest publikowana w tym repozytorium .

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *