Картирование Люблинских горячих точек

  1. Горячая точка означает «горячая точка» в городе В эпоху информационного общества существует потребность...
  2. 1 этап
  3. Этап 2
  4. Этап 3
  5. Перспектива размещения новых горячих точек

Горячая точка означает «горячая точка» в городе

В эпоху информационного общества существует потребность в универсальном доступе к Интернету. В большинстве польских городов зоны бесплатного доступа в Интернет были созданы через Wi-Fi. Они чаще всего расположены в наиболее часто посещаемых общественных местах, таких как: городские парки, набережные, площади, вокзалы, а также в городских офисных зданиях. Все чаще горячие точки появляются в торговых центрах, ресторанах и кампусах. И резиденты, и нерезиденты пользуются бесплатным доступом в Интернет. Посетителям города может быть трудно найти места, где вы можете бесплатно пользоваться Интернетом. Итак, давайте предоставим надежную пространственную информацию о местоположении и фактическом диапазоне свободного сигнала Wi-Fi. Этой идеей руководствовались студенты Университета естественных наук в Люблине, которые в рамках учебного модуля «Пространственные информационные системы» взялись за разработку карты покрытия источников горячих точек Люблина.

Существует несколько технических решений, благодаря которым мы можем получить доступ к Интернету. В случае общественных точек доступа технология Wi-Fi работает лучше всего. Отображение покрытия сигнала Wi-Fi является одним из основных элементов планирования оптимального расположения сети. С технической точки зрения проблема картирования диапазона горячих точек является относительно простой, в то время как задача может состоять в том, чтобы выполнить такое исследование для большого городского района. Кроме того, эта тема кажется хорошей идеей для реализации в качестве студенческого задания, особенно в контексте возможности приобретения у студентов навыков командной работы. В случае с Люблином, тот факт, что до сих пор для города была доступна очень упрощенная и неполная карта покрытия Wi-Fi, размещенная на одном из геопорталов (рисунок 1).

Рис. 1. Примерный диапазон сигнала Wi-Fi, представленный на одном из геопорталов (источник: www.geoportal.lublin.eu, июль 2015 г.)

Отображение горячих точек

Проект был реализован в 2015 году студентами факультета Аргобиоинженерии в Университете естественных наук в Люблине, изучающими пространственную экономику, и членами Межфакультетского студенческого общества архитектуры и ландшафтной экологии. Работы над студенческой картой бесплатного Wi-Fi Интернета были разделены на три этапа: 1) полевые измерения уровня сигнала Wi-Fi, 2) геостатистический анализ, 3) построение картографического сервиса ArcGIS Online (AGOL).

1 этап

Студенты были разделены на 26 команд из двух человек. Каждый из них должен был измерить мощность сигнала Wi-Fi в пределах диапазона хотя бы одной из горячих точек. В Люблине существует множество источников беспроводного Интернета, поэтому возникла необходимость сузить список точек доступа только до определенной группы. Было решено, что будут отображаться точки, для которых не требуется пароль при входе. Это условие выполняется всеми общественными точками Wi-Fi Люблинской ратуши и точками доступа, расположенными в некоторых ресторанах быстрого питания.

Эффективный и равномерный сбор данных измерений стал возможен благодаря приложению Collector for ArcGIS, работающему с веб-сайтом AGOL. Непосредственно в этой заявке каждая из групп полей пометила свое текущее местоположение, то есть точку измерения уровня сигнала Wi-Fi, и заполнила специально подготовленную форму измерения (рисунок 2).

Рис. 2. Сервис ArcGIS Online, подготовленный для измерения силы сигнала Wi-Fi.

Само измерение мощности было выполнено с помощью бесплатного приложения Network Signal Info, одного из многих доступных в магазине Google Play. Особенность, которая отличает это приложение от других, заключается в том, что оно позволяет измерять не только мгновенную мощность сигнала Wi-Fi, но и вычисляет его среднюю мощность в данный момент измерения. Эта функция была особенно важна в случае студенческого проекта, во время которого почти все полевые команды проводили измерения с другим телефоном, с другой чувствительностью к сигналу Wi-Fi. Сила сигнала в каждой точке измерения измерялась в течение 2 минут. Среднее значение, полученное за это время, было введено в форму измерения. Предполагалось, что измерение мощности каждой точки доступа будет выполнено как минимум в 50 точках. Точки располагались на поле как можно более равномерно, чтобы обеспечить оптимальную измерительную сетку. Принятие такого большого количества точек измерения и относительно длительного времени измерения мощности сигнала Wi-Fi в каждой точке потребовало планирования не менее трех витков полевых работ. После каждого раунда полевых измерений учащиеся подвергали предварительным данным собранные данные, благодаря чему они могли планировать места, где должны проводиться дополнительные измерения.

Не без значимости является тот факт, что работа на онлайновой платформе позволяет отслеживать ход измерительной работы. ArcGIS Онлайн оказался очень удобным инструментом не только для сбора данных измерений, но и для оценки социальных компетенций (например, рабочих навыков в группе) студентов, работающих над проектом.

Этап 2

В результате работы по измерению была измерена сила сигнала, доступного от 34 источников горячих точек. Более половины из этих объектов (18) являются точками доступа городской администрации Люблина, а остальные 16 - это другие точки общественного доступа, отвечающие условиям, описанным на этапе 1. Мощность точек доступа была измерена в общей сложности в 1974 точках (в среднем 58 точек измерения были выделены одному источнику Wi-Fi). Все измерения были сохранены на уровне точек сайта AGOL. Работа с камерами уже выполнена в программном обеспечении ArcMap (версия 10.3). Используя расширение Geostatistical Analyst, было исследовано пространственное распределение данных измерений. Набор имел распределение, близкое к нормальному (рисунок 3). После нескольких испытаний было решено, что данные измерений будут интерполированы с использованием метода кригинга (эмпирического байесовского кригинга).

После нескольких испытаний было решено, что данные измерений будут интерполированы с использованием метода кригинга (эмпирического байесовского кригинга)

Рис. 3. Гистограмма данных измерений

Поскольку горячие точки Люблина (и, следовательно, их точки измерения мощности) расположены в разных частях города, интерполяция их мощности была не столь очевидна. Набор всех точек измерения был разделен на подмножества, так что каждый поднабор был бы группой точек измерения, лежащих непосредственно рядом друг с другом. Благодаря такому подходу интерполяция сигнала Wi-Fi происходила в единой сети точек измерения. Полученные таким образом геостатистические поверхности были преобразованы в векторный формат и затем объединены в один общий набор. После придания правильного цвета слоя и привлекательной символизации местоположения горячих точек, результирующий слой можно разместить на веб-сайте AGOL.

Этап 3

Ресурсы, размещенные в AGOL, состоят из четырех тематических слоев. В небольшом масштабе существует слой точек доступа для бесплатного Wi-Fi в пределах административных границ районов Люблина (рисунок 4). В немного большем масштабе вы уже можете видеть диапазон отдельных передатчиков точек доступа, а также название источника, из которого исходит сигнал (рисунок 5). В самом большом масштабе отображаются подробные точки измерения с измеренными значениями уровня сигнала. В качестве базового слоя использовались данные Open Street Map - благодаря наиболее точному польскому «ulicówkę», доступному на AGOL.

В качестве базового слоя использовались данные Open Street Map - благодаря наиболее точному польскому «ulicówkę», доступному на AGOL

Рис. 4. Карта точек доступа Wi-Fi на сайте AGOL Рис Рис. 5. Пример подготовленной интерполяции мощности сигнала Wi-Fi (центр Люблина, возле Рацлавицкого проспекта)

Перспектива размещения новых горячих точек

Сеть Люблинских горячих точек постоянно развивается. В конце 2014 года в рамках гражданского бюджета был запущен проект по созданию интегрированной сети из 100 точек доступа для бесплатного Wi-Fi. Люблин также реализует проект «Широкополосная сеть Восточной Польши», благодаря которому можно будет планировать расположение множества новых горячих точек. Расположение их рядом с городским волоконно-оптическим автобусом позволит им получить большую пропускную способность. Мы убеждены, что карта покрытия сигнала Wi-Fi со свободным доступом к Интернету, подготовленная студентами Университета естественных наук в Люблине, станет одним из основных информационных слоев, используемых для определения местоположения новых горячих точек.