Android, Locus i badania powierzchniowe

Sprawa pojawiła się już przy okazji wpisów o badaniach powierzchniowych wykonywanych w trakcie realizowania programu nieinwazyjnego na grodziskach Polski Centralnej. Przypadkowo zapomniałem naładować ręczne urządzenie GPS i z braku innych możliwości wypróbowałem w tej roli tablet Galaxy Note 10.1. Okazało się, że pomiar jest całkiem precyzyjny jak na ręczne urządzenie (w przeciwieństwie do pomiarów z telefonu). Doskonałym narzędziem okazał się program Locus. Pomyślałem sobie więc, że warto napisać kilka słów o naszych doświadczeniach z użyciem Androida do badań powierzchniowych.

Locus ma dwie wersje – darmową i płatną. Do naszych celów darmowa jest zasadniczo wystarczająca, choć ma tę denerwującą właściwość, że wyświetla reklamy, więc można zainwestować parę groszy w wersję płatną. Programik oferuje cały szereg różnych funkcji (m.in. może służyć jako nawigacja), dla celów badań powierzchniowych najważniejsze są następujące:

1. Wyświetlanie warstw WMS. Na zrzucie powyżej widać ortofotomapę z geoportal.gov.pl służącą jako podkład dla waypointów i geotagowanych fotografii.

Dodawanie warstw WMS jest stosunkowo proste. Sprowadza się do wybrania odpowiedniej opcji ze specjalnej strony internetowej, uruchamianej z poziomu programu. W zestawie mamy najpopularniejsze polskie serwisy:

2. Wyświetlanie geotagowanych fotografii (o czym wspomniałem już wcześniej)

3. Szybki eksport do Google Earth:

4. Ale najważniejsze jest oczywiście rejestrowanie waypointów i ich eksport do GPX (i kilku innych formatów, w tym CSV)- w naszych badaniach przyjęliśmy, że będziemy rejestrować położenie każdego fragmentu ceramiki indywidualnie. Procedura polegała każdorazowo na zarejestrowaniu miejsca znaleziska przez dodanie punktu i opisanie go. Zaraz później fragment był pakowany indywidualnie do torebki i opisywany na metryczce. Założyliśmy, że jeśli w bezpośredniej odległości (do ok. 1,5 m) znajdziemy kolejne fragmenty, to będziemy je pakować razem. W ten sposób pojedynczemu punktowi zapisanemu w urządzeniu mógł odpowiadać więcej niż jeden fragment ceramiki.

Po zakończonej prospekcji terenowej następował etap „gabinetowy”. Na początek należało umyć skorupy i określić ich chronologię, a wyniki takiej analizy zestawić w arkuszu kalkulacyjnym:

Pliki GPX wyeksportowane z Locusa trafiały do komputera, w którym były importowane do Qgisa:

Teraz należało je wyeksportować do shapefile i zbudować tabelę zawierającą informacje o ilości fragmentów przyporządkowanych do kolejnych horyzontów chronologicznych. Nadanie odpowiedniego stylu przez wybranie indywidualnego koloru i rozmiaru dla unikalnych wartości punktów:

Dysponując takimi danymi łatwo jest już później dobierać rozmaite sposoby prezentowania danych. Można np. zbudować wokół punktów bufory o promieniu uzależnionym od ilości znalezionych fragmentów ceramiki:

Można zbudować też poligony analogiczne do tych, które posłużyły nam do badań w Starych Skoszewach. Tam wyznaczyliśmy je w terenie, a sama metoda zbierania materiału w ramach kwadratów analitycznych była niezbędna wobec olbrzymiej ilości zalegających na powierzchni fragmentów naczyń ceramicznych, których nie dalibyśmy rady namierzać indywidualnie. W tym przypadku kwadraty posłużą wyłącznie jako sposób prezentacji danych. Same poligony najprościej zbudować w programie gvSIG, który ma nieco lepsze możliwości edycyjne niż Qgis:

Później wystarczy już tylko odpowiednio zbudować tabele z danymi, by móc przedstawić kartogramy z wynikami badań:

Taką siatkę kwadratów badawczych można zbudować sobie przed rozpoczęciem badań i w ich ramach prowadzić akwizycję. Wystarczy ją wyeksportować do formatu kmz i wrzucić na nasz tablet. Locus obsługuje ten format i będzie wyświetlał nam wirtualną siatkę podczas prospekcji. Ma to sens oczywiście jedynie wtedy, gdy siatka ma oczka na tyle duże, że nie będzie nam nadmiernie przeszkadzał margines błędu pomiarów GPS.

Wygląda na to, że tablet może być całkiem przydatnym narzędziem dla badań powierzchniowych. Oczywiście dokładnie ten sam efekt można osiągnąć korzystając z ręcznych urządzeń GPS, ale doświadczenie uczy, że tablet jest znacznie łatwiejszy w użyciu, zapewniając przede wszystkim wygodniejszy opis poszczególnych punktów pomiarowych, dobór ikon dla punktów i wyświetlanie geotagowanych zdjęć. Gdyby jeszcze Qgis na Androida działał bardziej stabilnie moglibyśmy wyniki podglądać od razu, w terenie, w środowisku GIS…

Reklama

Qgis 2.0

Jak można już było przekonać się z wpisu o Szydłowie, pojawił się nowy Qgis. Wersja 2.0 przyniosła nie tylko kilka nowych funkcji, sporo nowości w module kreowania wydruków map, ale przede wszystkim mocno przebudowany interfejs użytkownika. Większość istotnych zmian wymieniono na tej stronie. Ja przygotowałem wybór wysoce subiektywnych i skrajnie niereprezentatywnych impresji…

Do nowych ikon Qgisa należy się przyzwyczaić, podobnie jak do nowych okien dialogowych (np. właściwości warstwy). To co mi się nie podoba, to brak miniatur warstwy w oknie drzewa warstw. Być może da się to jakoś ustawić, ale poprzednia wersja, którą używałem na desktopie (czyli 1.8) takie miniaturki wyświetlała domyślnie. Znacznie usprawniają one nawigację przy większych projektach.

Przy imporcie projektów wykonanych w wersjach z linii 1.x mogą pojawić się ramki wokół georeferowanych warstw rastrowych. Podczas importu zdarza się bowiem, że program usuwa ustawione wcześniej przezroczystości.

Zupełnie nowy manager wtyczek. Wszystkie zgrupowano w jednym repozytorium. Jedno okienko służy do ściągania i zarządzania wtyczkami.

Jest to też pierwsza wersja w której działa u mnie wtyczka Glob, mająca zapewniać widok 3D. Powinna działać bodajże od wersji 1.6 lub 1.7, ale we wszystkich poprzednich albo zwyczajnie nie działała, albo jeszcze do kompletu wysypywał się cały program. Być może nie umiem jej właściwie obsłużyć, albo też jej funkcjonalność jest dość mierna. W każdym razie NMT, który widzicie powyżej był całkiem płaski. Za to można nim było sobie pokręcić…

Jak się na prawdę pracuje w nowym Qgisie będę mógł powiedzieć za kilka tygodni, kiedy już porządnie go „przemielę” na wszystkie strony. Na razie sprawuje się całkiem nieźle. Ponieważ używam Qgisa na linuksie, to kompletnie nieznane mi są doświadczenia tych, którzy walczą z nim na Windowsie. Sporo osób narzekało na jego powolność i niestabilność (zwłaszcza wersji 1.8). Linuksiarze nie doświadczają tych uciążliwości gdzieś od wersji 0.7 – 0.8. Subiektywnie odnoszę wrażenie, że wersja 2.0 działa na linuksie jeszcze szybciej niż 1.8. Może także dla użytkowników Windowsa nastąpi jakaś poprawa. Dajcie znać.

Oprócz wersji na desktopy pojawiła się także w nowej odsłonie wersja na Androida.

Nowy Qgis w wersji na Androida. Układ pasków narzędzi jest domyślny – w sumie wygodny – dobrze, że narzędzia edycyjne przesunięto na bok, obok ikon wprowadzania nowych warstw. Tablety z Androidem zazwyczaj mają wybitnie prostokątne proporcje i nie cierpią na nadmiar miejsca w płaszczyźnie poziomej. Jak widać na zrzucie wyświetla georeferowane zdjęcia, duży Numeryczny Model Terenu (opracowany na bazie arkusza pomiaru LiDAR), plik shp z warstwicami wygenerowanymi na podstawie tego NMT oraz warstwę WMS z geoportal.gov.pl (czyli w tym przypadku działki katastralne z numerami). Poprzednia wersja Qgis 1.9 wysypywała mi się na dużych wektorowych plikach z warstwicami. Zazwyczaj w momencie wgrywania pliku. Tym razem program dawał radę.

Projekty wykonane w starszej wersji Qgis potrafią się otworzyć z zupełnie nowymi kolorami warstw wektorowych. Niestety moduł odpowiedzialny za symbologię jest w wersji na Androida wyłączony. Dlatego projekty warto wcześniej przygotować na desktopie, już w nowej wersji programu. Działa za to ustawianie przezroczystości rastrów.

W moim Galaxy Note 10.1 dobrze działała współpraca z wbudowanym w urządzenie GPSem. Wystarczy włączyć w urządzeniu obsługę GPS i kliknąć pole „Connect” na panelu obsługi GPS w programie. Nasza pozycja jest symbolizowana przez dość słabo czytelny punkcik, widoczny na zrzucie na NE od grodziska.

Nie udało mi się natomiast uruchomić trackpointów. Gdyby program działał stabilnie tablet z Qgisem byłby świetnym narzędziem do badań powierzchniowych.

Inna zakładka z modułu obsługi GPS, pokazująca dostępne satelity.

Wydaje się, że popracowano nieco nad stabilnością działania programu w środowisku Androida. Wysypuje się nieco rzadziej. W przeciwieństwie do poprzedniej wersji (1.9) tym razem udało mi się zaimportować plik txt z pomiarami tachimetrycznymi do programu i go skutecznie wyświetlić w formie punktów. Działa podstawowa obsługa warstw wektorowych i rastrowych oraz WMS. Mimo to nadal program potrafi się wysypać w najmniej spodziewanym momencie. Stąd też jego przydatność do pracy jest ograniczona. Pomimo to miło jest widzieć, że coś się z projektem dzieje.

Tablet dla archeologa – jak jest w praktyce?

Jakiś czas temu popełniłem wpis dotyczący możliwości wykorzystania modnych ostatnio tabletów w trakcie badań archeologicznych. Pisałem o oprogramowaniu, które można wykorzystać i potencjalnych możliwościach sprzętu. Dzisiaj, po pierwszych doświadczeniach mogę napisać już nieco więcej.

Wbrew moim początkowym zamiarom nie jestem w stanie wykonywać na tablecie dokumentacji rysunkowej. Touch Draw wydawał się być doskonałym zakupem, a jednak nie jestem w stanie rysować na nim w terenie. Program domyślnie może wyrównywać rysowane linie – wówczas jednak niwelowane są wszelkie niuanse linii krzywych. Opcję wyrównywania można wyłączyć – wówczas program tworzy krzywe zbyt rozedrgane, podzielone na zbyt wiele węzłów. Sama edycja węzłów okazuje się w terenie bardzo czasochłonna. Może to kwestia braku odpowiednich nawyków, ale w mojej prywatnej konkurencji rysunek na tablecie vs rysunek na papierze milimetrowym wygrywa na razie ten drugi, mimo, że później i tak trzeba go zeskanować i zwektoryzować.

Jeśli chodzi o dokumentację opisową to doskonale sprawdza mi się duet: SNote od Samsunga i arkusz kalkulacyjny (ja używam domyślnego w sprzęcie Samsunga Polaris Office). Pierwszy służy do sporządzania notatek ilustrowanych zdjęciami i szybkimi, odręcznymi rysunkami, drugi do prowadzenia inwentarza jednostek stratygraficznych. W konkurencji papierowy notatnik + karty jednostek stratygraficznych vs SNote i Polaris Office wygrywa zestaw numer dwa. Dodatkowo sprawdza się nieobecna na tabletach konkurencji opcja podziału ekranu, dzięki czemu można pracować w dwóch (a nawet więcej) oknach.

Całość dodatkowo uzupełniam zdjęciami obrabianymi „na szybko” w Photoshop Touch. Chodzi głównie o wstępną korektę zniekształcenia perspektywicznego zdjęcia, tak by móc na nim zaznaczać istotne informacje już w SNote.

Kolejnym elementem jest wykorzystanie w terenie jakiejś namiastki GIS. Ponieważ tabletowa wersja Qgis wykazuje się sporą niestabilnością i potrafi się zachowywać nieprzewidywalnie, a ponadto ma interfejs niespecjalnie przystosowany do pracy na tablecie, odpalam ją niezwykle rzadko. Częściej korzystam z programu GeoViewer, który działa w miarę szybko oraz otwiera shapefile oraz rastry (pod warunkiem, że są przygotowane w postaci jpg2000). O tym programie napiszę nieco więcej w innym wpisie. Do przeglądania geoportal.gov.pl przydaje się iMapMobile. Można też użyć Google Earth.
W sumie tablet okazuje się być urządzeniem całkiem przydatnym podczas pracy terenowej, oczywiście pod warunkiem, że zadbamy o niego i wyposażymy w ochronną folię na ekran oraz jakieś gumowe etui, nie wspominając o stosowanym pokrowcu. O jakiejś drastycznej rewolucji nie ma na razie mowy, przynajmniej dopóki nie powstanie stosowne, specjalistyczne oprogramowanie.

Tablet dla archeologa?

Jakiś czas temu w sieci pojawiły się informacje dotyczące wykorzystania tabletów do pracy polowej w archeologii. Zaczęło się od wykorzystywania iPadów od Apple na stanowisku w Pompejach (inna informacja o tych badania tutaj), już w 2011 roku. Tablety Apple dostępne są w cenach znacząco niższych od profesjonalnych tabletów geodezyjnych, mają rozmiary pozwalające na swobodne trzymanie w jednej ręce (przynajmniej przez pewien czas), nie potrzebują aktywnego systemu chłodzenia z szumiącym wentylatorem. Jednak mimo bez wątpienia licznych zalet iPad ma swoje ograniczenia. Podstawowym jest moim zdaniem brak precyzyjnego pióra-rysika, pozwalającego na odpowiednią dokładność w dokumentowaniu, zwłaszcza podczas tworzenia rysunków. Rozwiązaniem może być zakup specjalnego rysika, działającego z pojemnościowym monitorami iPadów, nie zapewnia ono jednak wystarczającej precyzji.

Alternatywną i chyba lepszą opcją są tablety z systemem Android, wyposażane niekiedy w odpowiednie digitizery. Najlepszym dostępnym na rynku rozwiązaniem jest produkt firmy Samsung, czyli Galaxy Note 10.1 – 10-calowy tablet z ekranem pojemnościowym, umożliwiającym wygodną obsługę palcami oraz systemem piórka S-Note, będącego produktem znanego producenta tabletów graficznych, czyli firmy Wacom. Urządzenie jest zdecydowanie (nawet wielokrotnie) tańsze od profesjonalnych tabletów geodezyjnych, jest lżejsze i ma wydajniejsze podzespoły niż spora część dostępnych na rynku. Wadą jest brak zabezpieczenia przeciw uszkodzeniom mechanicznym i niekorzystnym warunkom pogodowym. Pewnym zabezpieczeniem mogą być specjalne osłony lub dodatkowe obudowy, wykonane z silikonu lub gumy oraz naklejane na monitor folie zabezpieczające przed zarysowaniem. Oczywiście pewną wadą może być też odmienny system operacyjny, nie zapewniający możliwości instalowania wszystkich niezbędnych programów. Ostatnią słabość tabletów można, przynajmniej częściowo, zniwelować przez dobór odpowiedniego oprogramowania androidowego. Nie oszukujmy się – nawet na Windows programów tworzonych specjalnie dla archeologów jest tyle co kot napłakał. Korzystamy głównie z tego, co wymyślono dla zupełnie innego grona odbiorców.

Co właściwie daje wykorzystanie tabletu:

Przede wszystkim możliwość prowadzenia całej dokumentacji w wersji cyfrowej. Nie ma potrzeby wykonywania rysunków na papierze oraz późniejszej ich digitalizacji. Także dokumentacja opisowa może być przeprowadzana od razu w środowisku cyfrowym, bez konieczności ręcznej rejestracji na kartach jednostek stratygraficznych, lub w dzienniku polowym oraz późniejszego żmudnego wpisywania ich w odpowiednie programy komputerowe.

Informacje o wykorzystaniu tabletów w badaniach polowych znajdziecie na tych stronach:

http://arch-pad.blogspot.com/

http://paperlessarchaeology.com/

Przydatne oprogramowanie:

Grafika wektorowa: TouchDraw.

Aplikacja posługuje się własnym formatem plików, potrafi także obsłużyć SVG, co umożliwia jej współpracę z Inkscape lub Adobe Ilustrator. Aplikacja umożliwia wyświetlanie podkładu linii, które doskonale zastępują papier milimetrowy. Edycja jest stosunkowo łatwa – możliwa jest zarówno z „wolnej ręki” (z automatycznym wygładzaniem lub bez niego, z możliwością edycji krzywych), jak i linią prostą oraz łącznikami do diagramów (przyda się np. do tworzenia diagramów Harrisa). Możliwa jest praca z warstwami, kształty, jest nawet biblioteka symboli (choć dla archeologa brak odpowiednich elementów). Na stronie Paperless Archaeology znajdziecie nieco przydatnych rad, a nawet szablony i bibliotekę, które mogą się przydać. Nie sprawdzałem czy działają (tworzone były w wersji na iPada), ale pewnie jeszcze kiedyś sprawdzę…

Jak widać obrazek otwiera się w Inkscape. Niestety bez warstw.

Niestety program ma dwie wady: jest płatny i nie jest dostępny w GooglePlay w Polsce (dlaczego?). Jest za to dostępny w sklepie Samsunga w wyższej cenie. Bardzo przyzwoicie pracuje na Note 10.1.

GIS: QuantumGIS.

Tak, to prawda – Qgis działa na Androidzie. Co prawda jest to na razie wersja alpha i lubi się wysypać, ale działa. Informacje o tym oprogramowaniu znajdziecie na tej stronie.

Program obsługuje zarówno warstwy wektorowe, jak i rastrowe. Jednak zbyt duże rastry mogą powodować „wysypanie” się aplikacji. Nie działają nowe style dla warstw wektorowych, choć można posługiwać się starymi.

Programu nie ma jeszcze w GooglePlay. Należy ściągnąć instalator wprost ze strony Qgisa. Jego uruchomienie pozwala na ściągnięcie właściwej aplikacji. Po jej uruchomieniu będziemy musieli zatwierdzić jeszcze ściągnięcie niezbędnych bibliotek. Obsługa aplikacji nie jest specjalnie komfortowa. Nie jest to tabletowa wersja programu znanego z PeCetów, a po prostu port na Androida. W efekcie dostajemy program nie w pełni dostosowany do obsługi na ekranie dotykowym.

Oprócz rodzącego się powoli Qgisa na tablety androidowe dostępne są też inne programy GIS, w tym produkt ESRI. Niestety jego możliwości są dość ograniczone w porównaniu z tym, co oferował program na Windows Mobile. Nawiasem mówiąc ciekawe jest to, że ESRI przespało śmierć Windows Mobile i pojawienie się systemów takich jak iOS, czy Android. Swego czasu podpytywałem nawet o to przedstawicieli tej firmy, ale nie umieli mi odpowiedzieć na ten temat nic konkretnego, poza tym, że zrobili te swoje programiki, służące nie tyle do uczciwej pracy, co do obsługi map sieciowych. Cóż – dinozaury są skazane na wymarcie…

Grafika rastrowa, obróbka zdjęć: Photoshop Touch

Program nie ma oczywiście możliwości porównywalnych do desktopowych wersji Photoshopa, ale może być przydatny. Został opracowany głównie z myślą o produkcji „słitaśnych fotek” na fajsbuki i instagramy, stąd spora liczba rozmaitych filtrów, które do niego zaaplikowano. Oferuje jednak podstawowe możliwości: jak kadrowanie, edycja pędzlami, praca na warstwach, edycja kolorów, a nawet korekta perspektywy.

Wykonanie ortofotografii może być tutaj trudne. Brak jest opcji wyświetlania siatki pomocniczej. Pomimo to narzędzie może być przydatne.

Grafika rastrowa: SketchBook Pro for Tablets

Bardzo fajny program do grafiki rastrowej, rodzaj szkicownika lub programu malarskiego. Pełna wersja nie kosztuje specjalnie wiele, a ma szereg przydatnych narzędzi. Szkoda tylko, że program nie posiada możliwości wyświetlania siatki pomocniczej, która mogła by służyć jako zastępstwo dla papieru milimetrowego, ale zawsze można sobie zeskanować jeden arkusz i importować go do warstwy podkładu.

Grafika rastrowa: SketchBook Express for tablets

Nieco uboższa, ale za to darmowa wersja programiku opisywanego wyżej. Interfejs został nieco zubożony, okrojono też możliwość pracy na warstwach do trzech. Bywa kapryśny (w importowaniu zdjęć).

Fotogrametria 3D/skany 3D: MeshLab for Android

Meshlab for Android to wersja programu opisywanego już kilkakrotnie na tym blogu. Nie służy on do kreowania modeli 3D za pomocą technik fotogrametrycznych, ale pozwala na ich przeglądanie. Wersja na Androida z nieznanych mi przyczyn nie potrafi wyświetlać tekstur. Działa całkiem płynnie, a obsługa jest dość intuicyjna.

Bardzo fajną możliwością jest sterowanie oświetleniem. Potencjalnie może być bardzo pomocne w „wyciąganiu” niuansów modelu.

Dokumentacja opisowa: Dysk Google

Oczywiście do dokumentacji opisowej można użyć także innych programów. Na Androida dostępnych jest całkiem sporo programów biurowych, łącznie z preinstalowanym na Note 10.1  Polaris Office. Niestety obsługują one wyłącznie formaty Microsoftu, więc wymiana dokumentów z Libre/Open Office możliwa jest wyłącznie za ich pomocą, co może rodzić problemy (zwłaszcza, że same programy na Androida nie w pełni doskonale je obsługują). Wymianę plików między tabletem, a komputerami (bez względu na system) zapewnić mogą dyski sieciowe w rodzaju DropBox.

Propozycja Google ma tę przewagę, że zapewnia bezproblemową wymianę dokumentów pomiędzy różnymi systemami oraz pracę grupową nad jednym dokumentem (także graficznym!), co może mieć znaczenie na dużych stanowiskach, gdzie równolegle pracuje kilku dokumentalistów.

Dziennik polowy – jego rolę mogą doskonale pełnić zarówno programy biurowe, jak i liczne notatniki umożliwiające włączanie w notatkę także zdjęć, rysunków, filmów czy nagrań audio, np. Catch Notes, Evernote, czy nawet OneNote od Microsoft). Na Note 10.1 dostępny jest też samsungowy S-Note, który oprócz wszystkich tych rzeczy macałkiem rozbudowane opcje tworzenia rysunków. Niestety nie daje on możliwości eksportu do formatów tekstowych, a jedynie do plików graficznych.

Aha – do opisywania kolorystyki warstw przyda się na pewno cyfrowa wersja katalogu Munsella. Wersję darmową można znaleźć tutaj, są też programy bardziej złożone i mające więcej możliwości, lecz płatne. Programik można oczywiście wrzucić na telefon.

Czego brakuje?

Poza narzędziem, które pozwoliłoby na tworzenie ortofotografii bez wątpienia doskwiera brak jakiegoś odpowiednika Stratify, a więc programu do kreowania diagramu Harrisa i zarządzania informacjami o kontekstach stratygraficznych. Oczywiście idealnie by było, gdyby potrafił importować bazy Stratify.

Już wiem co chcę na gwiazdkę

Czy myślicie, że to urządzenie może zrewolucjonizować sposób wykonywania dokumentacji rysunkowej w archeologii?

Inkling to nowy produkt Wacoma. Rejestruje w formie elektronicznej to co rysujemy specjalnym pisakiem na dowolnej kartce papieru. Jedyne ograniczenie to rozmiar – karta musi mieć format A4 (odpadają kartki A3 często używane w trakcie badań). Rysunek można eksportować do formatów rastrowych lub zapisać w wektorowym SVG odczytywanym przez Adobe Illustratora i oczywiście Inkscape. Do tego urządzonko zapisuje rysunek w warstwach. Koniec ze skanowaniem i późniejszym trasowaniem rastrowych obrazków!