Geocode - Geocode

Um geocódigo é um código que representa uma entidade geográfica ( local ou objeto ). É um identificador único da entidade, para distingui-la de outras em um conjunto finito de entidades geográficas. Em geral, o geocódigo é um identificador curto e legível .

Geocódigos e entidades típicas representadas por ele:

• Código do país e código de subdivisão. Polígono das fronteiras administrativas de um país ou subdivisão.
  Os principais exemplos são os códigos ISO: código ISO 3166-1 alfa-2 (por exemplo, AFpara o Afeganistão ou BRpara o Brasil ), e suas convenções de subdivisão, como códigos de subdivisão AF (por exemplo, AF-GHOpara a província de Ghor ) ou códigos de subdivisão BR (por exemplo, BR-AMpara o estado do Amazonas ) .
• ID da célula DGG . Identificador de uma célula de uma grade global discreta : um código Geohash (por exemplo, célula de ~ 0,023 km² 6vjyngdno centro do Brasil ) ou um código OLC (por exemplo, célula de ~ 0,004 km² 58PJ642P+4no mesmo ponto).
• Código postal . Polígono de uma área postal : um código CEP (por exemplo, 70040representa a área central de um Brasil para distribuição postal).

Os geocódigos são usados ​​principalmente (em geral como um tipo de dados atômico ) para rotulagem , integridade de dados , geotagging e indexação espacial .

Na ciência da computação teórica, um sistema de geocódigo é uma função hash de preservação de localidade .

Classificação

Geocode células de Geohash , com 8 (azul) e 9 (amarelo) dígitos, uma grade hierárquica típica , comparando com latitude-longitude (12 ou mais dígitos). Um museu é um local típico para ser apontado por um geocódigo, seu portão precisa de aproximadamente 20 metros de precisão.

Existem alguns aspectos comuns de muitos geocódigos (ou sistemas de geocódigos ) que podem ser usados ​​como critérios de classificação:

• Propriedade : proprietária ou gratuita , diferenciando-se pelas licenças .
• Formação : o geocódigo pode ser originado de um nome (ex. Abreviatura do nome oficial do país) ou de função matemática ( algoritmo de codificação para comprimir latitude-longitude ). Veja os tipos de sistema de geocódigo abaixo (de nomes e de grades ).
• Cobertura : global ou parcial. As entidades (representadas pelos geocódigos) estão em todo o globo (por exemplo, pontos geográficos) ou são delimitadas pelo tema (por exemplo, apenas áreas terrestres) ou pela jurisdição da propriedade (por exemplo, apenas em um país).
• Tipo da entidade representada : tipo de geometria . Ponto (o geocódigo pode ser traduzido para um URI Geo ), célula de grade (o sistema de geocódigo está relacionado a um DGG ) ou polígono (normalmente delimitações de limites administrativos).
  • grades hierárquicas especiais, com cobertura global e células de área igual, podem ser classificadas como células DGGS
  • algumas entidades geográficas não padronizadas, podem ser classificadas também por seu sistema de coordenadas e elipsoide de referência (por exemplo, UTM ). O padrão de fato é o WGS84 .
• Escopo de uso : uso geral vs especializado (por exemplo, geocódigos de aeroporto).
• Hierarquia : hierarquia de sintaxe do geocódigo correspondente à hierarquia espacial de suas entidades representadas. Um sistema de geocódigo pode ser hierárquico ( nome ou grade ) ou não hierárquico.

Sistema geocódigo

O conjunto de todos os geocódigos usados ​​como identificadores únicos das células de uma cobertura total da superfície geográfica (ou qualquer área bem definida como um país ou os oceanos), é um sistema de geocódigos (também denominado esquema de geocódigos ). A sintaxe e a semântica dos geocódigos também são componentes da definição do sistema:

• sintaxe do geocódigo : os caracteres que podem ser usados, blocos de caracteres e seu tamanho e ordem. Exemplo: os códigos de país usam duas letras do alfabeto (conjunto de caracteres AZ). A maneira mais comum de descrever formalmente é por expressão regular (por exemplo /[A-Z]{2,2}/).
• geocódigo semântico : o significado do geocódigo, geralmente expresso pela associação do código a um tipo de entidade geográfica. Pode ser descrito formalmente por uma ontologia , um diagrama de classes UML ou qualquer modelo de relacionamento de entidade .
  Em geral, a semântica pode ser deduzida por sua formação ou processo de codificação / decodificação. Exemplo: cada código Geohash pode ser expresso por uma área retangular no mapa, e as coordenadas do retângulo são obtidas por seu processo de decodificação.

Muitas características de sintaxe e semântica também são resumidas por classificação.

Codificar e decodificar

Qualquer geocódigo pode ser convertido de uma expressão formal (e expandida) da entidade geográfica, ou vice-versa, o geocódigo pode ser convertido em entidade. O primeiro é denominado processo de codificação , o segundo decodificação . Os atores e processos envolvidos, conforme definido pelo OGC , são:

geocodificador

Um agente de software que transforma a descrição de uma entidade geográfica (por exemplo, nome do local ou coordenadas de latitude / longitude) em dados normalizados e os codifica como um geocódigo.

serviço de geocodificador

Um geocodificador implementado como serviço da web (ou interface de serviço semelhante), que aceita um conjunto de descritores de entidade geográfica como entrada. A solicitação é "enviada" ao Serviço de geocodificador, que processa a solicitação e retorna os geocódigos resultantes. Serviços mais gerais também podem retornar características geográficas (por exemplo, objeto GeoJSON ) representadas pelos geocódigos.

geocodificação

A geocodificação se refere à atribuição de geocódigos ou coordenadas para referenciar dados geograficamente fornecidos em um formato textual. Os exemplos são os códigos de país de duas letras e as coordenadas calculadas a partir dos endereços.
Nota: quando um esquema de endereçamento físico (nome da rua e número da casa) é expresso de forma padronizada e simplificada, pode ser concebido como geocódigo. Portanto, o termo geocodificação (usado para endereços) às vezes é generalizado para geocódigos.

Em aplicativos de indexação espacial, o geocódigo também pode ser traduzido entre representações legíveis por humanos (por exemplo, hexadecimal ) e internas (por exemplo, inteiro binário sem sinal de 64 bits ).

Sistemas de nomes padrão

Os geocódigos, como códigos de países , códigos de cidades, etc., vêm de uma tabela de nomes oficiais e dos códigos oficiais e geometrias correspondentes (normalmente polígono de áreas administrativas). "Oficial" no contexto de controle e consenso, normalmente uma mesa controlada por uma organização de padrões ou autoridade governamental. Portanto, o caso mais geral é uma tabela de nomes padrão e os códigos padrão correspondentes (e suas geometrias oficiais).

Alemanha ( DE) com cada subdivisão administrativa de primeiro nível rotulada com a segunda parte de seu código ISO 3166-2.

A 21 "região" de 2 dígitos de nível superior dos limites da unidade hidrológica, usando as convenções de geocodificação do HUC.

Estritamente falando, o "nome" relacionado a um geocódigo é um topônimo , e a tabela (por exemplo, topônimo para código padrão) é o recurso para resolução de topônimo : é o processo de relacionamento , geralmente efetuado por um agente de software, entre um topônimo e "um pegada espacial inequívoca do mesmo lugar ". Qualquer sistema padronizado de resolução de toponímia, possuindo códigos ou abreviaturas codificadas, pode ser utilizado como sistema de geocódigos . O agente "resolvedor" neste contexto também é um geocodificador .

Às vezes, os nomes são traduzidos em códigos numéricos, para serem compactos ou legíveis por máquina. Como os números, neste caso, são identificadores de nome, podemos considerar "nomes numéricos" & mdash; portanto, esse conjunto de códigos será uma espécie de "sistema de nomes padrão".

Nomenclatura hierárquica

No contexto do geocódigo, o particionamento do espaço é o processo de dividir um espaço geográfico em dois ou mais subconjuntos disjuntos , resultando em um mosaico de subdivisões. Cada subdivisão pode ser particionada novamente, recursivamente , resultando em um mosaico hierárquico.

Quando os nomes das subdivisões são expressos como códigos e a sintaxe do código pode ser decomposta em relações pai-filho, por meio de um esquema sintático bem definido, o conjunto de geocódigos configura um sistema hierárquico. Um fragmento de geocódigo (associado a um nome de subdivisão) pode ser uma abreviatura, um código numérico ou alfanumérico.

Um exemplo popular é o sistema de geocódigos ISO 3166-2 , representando nomes de países e os nomes das respectivas subdivisões administrativas separados por hífen. Por exemplo, DEé Alemanha , um geocódigo simples, e suas subdivisões (ilustradas) são DE-BWpara Baden-Württemberg , DE-BYpara Bayern , ..., DE-NW para Nordrhein-Westfalen , etc. O escopo é apenas o primeiro nível da hierarquia. Para mais níveis, existem outras convenções, como o código HASC. Os códigos HASC são alfabéticos e seus fragmentos têm comprimento constante (2 letras). Exemplos:

DE.NW- Renânia do Norte-Vestfália . Um geocódigo hierárquico de dois níveis.

DE.NW.CE- Kreis Coesfeld . Um geocódigo hierárquico de 3 níveis.

Dois geocódigos de um sistema de geocódigos hierárquico com o mesmo prefixo representam diferentes partes do mesmo local. Por exemplo, DE.NW.CEe DE.NW.BNrepresenta geograficamente partes internas do DE.NWprefixo comum.

Mudando os critérios de subdivisão , podemos obter outros sistemas hierárquicos. Por exemplo, para os critérios hidrológicos, existe um sistema de geocódigos, o código da unidade hidrológica dos EUA (HUC), que é uma representação numérica dos nomes das bacias em um esquema de sintaxe hierárquica (primeiro nível ilustrado). Por exemplo, o HUC 17é o identificador da " bacia do Noroeste do Pacífico Columbia "; HUC 1706de " Lower Snake basin ", um subconjunto espacial de HUC 17e um superconjunto de 17060102("Imnaha River").

Sistemas de grades regulares

Cada célula de uma grade regular representa um geocódigo. As grades não globais eram as mais utilizadas antes dos anos 2000.
Este sistema hierárquico de grades locais , usado desde 1930 como British National Grid , gera geocódigos hierárquicos. Cada célula subdivide recorrentemente sua área em uma nova grade 10x10.

Inspirado nas grades alfanuméricas clássicas , uma grade global discreta ( DGG ) é um mosaico regular que cobre toda a superfície da Terra (o globo). A regularidade do mosaico é definida pelo uso de células de mesma forma em toda a grade, ou "perto da mesma forma e perto da mesma área" em uma região de interesse, como um país.

Todas as células da grade possuem um identificador (ID de célula de DGG), e o centro da célula pode ser usado como referência para conversão de ID de célula em ponto geográfico. Quando uma expressão legível por humanos compacta do ID da célula é padronizada, ela se torna um geocódigo.

Os geocódigos de diferentes sistemas de geocódigos podem representar a mesma posição no globo, com a mesma forma e precisão, mas diferem no comprimento da string , alfabeto de dígitos, separadores, etc. Grades não globais também diferem por escopo e, em geral, são geometricamente otimizadas (evitar sobreposições, lacunas ou perda de uniformidade) para o uso local.

Grades hierárquicas

Cada célula de uma grade pode ser transformada em uma nova grade local, em um processo recorrente . No exemplo ilustrado, a célula TQ 2980é uma sub-célula de TQ 29, ou seja, uma sub-célula de TQ. Um sistema de referências de grade regulares geográficas é a base de um sistema de geocódigo hierárquico .

Dois geocódigos de um sistema de grade de geocódigos hierárquicos podem usar a regra de prefixo: geocódigos com o mesmo prefixo representam partes diferentes do mesmo local mais amplo . Usando novamente a ilustração lateral: TQ 28e TQ 61representa partes geograficamente internas do TQprefixo comum.

O geocódigo hierárquico pode ser dividido em chaves. O Geohash 6vd23gq é a chave qda célula 6vd23g, ou seja, uma célula de 6vd23(chave g), e assim por diante, chaves por dígito. O OLC 58PJ642P é a chave 48da célula 58PJ64, ou seja, uma célula de 58Q8(chave 48), e assim por diante, chaves de dois dígitos. No caso do OLC, há um segundo esquema de chave, após o +separador: 58PJ642P+48é a chave 2da célula  58PJ642P+4. Ele usa dois esquemas principais. Alguns sistemas de geocódigos (por exemplo, geometria S2) também usam prefixo inicial com esquema de chave não hierárquico.

Em geral, como representação opcional técnica e não compacta, os sistemas de geocódigos (baseados em grades hierárquicas) também oferecem a possibilidade de expressar seu identificador de célula com um esquema de granulação fina, por meio de um caminho mais longo de chaves. Por exemplo, o Geohash 6vd2, que é um código base32 , pode ser expandido para base4 0312312002 , que também é um esquema com chaves por dígito. Geometricamente, cada célula Geohash é um retângulo que subdivide o espaço de forma recorrente em 32 novos retângulos, portanto, base4 subdividindo-se em 4 é o limite de expansão da codificação.

A uniformidade da forma e da área das células em uma grade pode ser importante para outros usos, como estatística espacial . Existem maneiras padrão de construir uma grade cobrindo todo o globo com células de área igual, forma regular e outras propriedades: Discrete Global Grid System (DGGS) é uma série de grades globais discretas que satisfazem todos os requisitos padronizados definidos em 2017 pelo OGC . Quando códigos legíveis por humanos obtidos de identificadores de células de um DGGS também são padronizados, eles podem ser classificados como sistema de geocódigo baseado em DGGS .

Sistemas de nomes e grades

Existem também sistemas mistos, usando uma partição sintática, onde por exemplo a primeira parte (prefixo do código) é um código-nome e a outra parte (sufixo do código) é um código-grade. Exemplo:

Mapcode entrada para o elevador da Torre Eiffel em Paris é FR-4J.Q2, onde FRestá o código do nome e 4J.Q2é o código da grade. Semanticamente a França é o contexto, para obter sua rede local.

Para a semântica mnemônica coerente, em aplicativos de geocódigo de baixa granularidade, as soluções mistas são mais adequadas.

Encurtando códigos baseados em grade por contexto

Qualquer sistema de geocódigo baseado em grade regular , em geral também é uma forma mais curta de expressar uma coordenada latitudinal / longitudinal. Mas mais de 6 dígitos geocode é difícil de lembrar. Por outro lado, um geocódigo baseado no nome padrão (ou abreviatura ou o nome completo) é fácil de lembrar.

Portanto, isso sugere que um "código misto" pode resolver o problema, reduzindo o número de dígitos quando um nome pode ser usado como "contexto" do geocódigo baseado em grade. Por exemplo, em um livro onde o autor diz "todos os geocódigos aqui são contextualizados pela cidade do capítulo". No capítulo sobre Paris, onde todos os lugares têm Geohash com prefixo u09, ele pode ser removido - por exemplo Geohash u09tutpode ser reduzido a tut, ou por um código explícito para o contexto "FR-Paris tut". Só é possível quando a resolução de contexto (por exemplo, tradução de "FR-Paris" para o prefixo u09) é conhecida.

Na verdade, existe uma metodologia para geocódigos baseados em grade hierárquica com tamanho não variável, onde o prefixo do código descreve uma área mais ampla, que pode ser associada a um nome. Assim, é possível encurtar substituindo o prefixo do contexto associado. O contexto mais comum é um nome oficial. Exemplos:

Os exemplos da coluna de referência mista são significativamente mais fáceis do que lembrar a coluna de código DGG . Os métodos variam, por exemplo, OLC pode ser abreviado eliminando seus primeiros quatro dígitos e usando as convenções de nomenclatura dos códigos plus .

Quando a referência mista também é curta (9 caracteres no segundo exemplo) e há uma convenção de sintaxe para expressá-la (suponha  CP‑PR~bgxed), essa convenção está gerando um novo sistema de geocódigo de nome e grade . Não é o caso do primeiro exemplo porque, a rigor, "Cabo Verde, Praia" não é um código.

Para ser um sistema de nome e grade e também uma convenção de referência mista, o sistema deve ser reversível. Sistemas puros de nome e grade, como Mapcode , sem nenhuma maneira de transformá-lo em um código global, não são uma referência mista, porque não há algoritmo para transformar o geocódigo misto em um geocódigo baseado em grade.

Exemplos catalogados

Esta seção lista a maioria dos geocódigos catalogados na Wikipedia e mostra uma descrição resumida de cada um, com base na seção de classificação .

Em uso, escopo geral

Geocódigos em uso e com escopo geral:

Em uso, endereço alternativo

Os geocódigos podem ser usados ​​no lugar dos nomes das ruas e / ou números das casas oficiais , especialmente quando um determinado local não recebeu um endereço das autoridades. Eles também podem ser usados ​​como um "endereço alternativo" se puderem ser convertidos em um URI Geo . Mesmo que o geocódigo não seja a designação oficial de um local, ele pode ser usado como um "padrão local" para permitir que as residências recebam entregas, acessem serviços de emergência, registrem-se para votar, etc.

Em uso, códigos postais

Geocódigos em uso, como códigos postais . Um geocódigo reconhecido pela União Postal Universal e adotado como "código postal oficial" por um país , também é um código postal válido. Nem todos os códigos postais são geográficos e, para alguns sistemas de código postal, há códigos que não são geocódigos (por exemplo, no sistema do Reino Unido ). Amostras, não uma lista completa:

Em uso, telefonia e rádio

Geocódigos em uso para telefonia ou escopo de radiodifusão:

• Códigos de país ITU-R
• Códigos de chamada do país ITU-T
• Códigos de chamada para celular ITU-T
• Maidenhead Locator System (usado por operadores de rádio amador)
• Marsden Squares

Em uso, outros

Geocódigos em uso e com escopo específico:

Histórico ou menos usado

Outros exemplos

Outros geocódigos:

• S2 : um esquema de geocodificação usando geometria esférica e a curva de Hilbert de preenchimento de espaço , desenvolvido no Google
• Convenção de Orientação de Munique : converte lat / lon em códigos monopolares métricos para alvos, cruzamentos, estações, pontos de parada, pontes, túneis, cidades, ilhas, vulcões, saídas de rodovias, etc.
• SALB (Limites do Segundo Nível Administrativo), pela ONU [1]
• OpenPostcode , algoritmo global de código aberto (adaptações locais como códigos postais irlandeses e de Hong Kong).
• WOEID
• OpenStreetMap shortlink, usado como um link curto permanente para mapear localizações
• Células de grade de um quarto de grau
• NAC (patenteado), códigos de área (a área pode ser indefinidamente pequena)
• GEOID, o nome dos identificadores geográficos do United States Census Bureau .
• Nos Estados Unidos, os códigos do American National Standards Institute (ANSI) são freqüentemente usados. ANSI INCITS 446-2008 é intitulado "Identificando atributos para características geográficas físicas e culturais nomeadas (exceto estradas e rodovias) dos Estados Unidos, seus territórios, áreas periféricas e áreas livremente associadas, e as águas do mesmo até o limite do Zona Estatutária de Doze Milhas ".
• Sistema Topográfico Nacional do Canadá

Outros padrões

Alguns padrões e servidores de nomes incluem: ISO 3166, FIPS, INSEE, Geonames, IATA e ICAO .

Uma série de soluções comerciais também foram propostas:

• WOEID (Where on Earth IDentifier) ​​é um identificador de referência exclusivo de 32 bits que identifica qualquer recurso na Terra.
• O NAC Locator fornece um endereço de geocodificação universal para todos os locais do planeta.

Veja também

• Setor censitário
• Geolocalização
• Geotagging
• Recuperação de informação geográfica
• Código de grade de navegação global (geocódigo da China?)
• ISO 6709 , representação padrão da localização do ponto geográfico por coordenadas
• Código local
• Número de referência de propriedade exclusivo
• Número de referência de rua exclusivo

Referências