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De olho no Google Earth Timelapse
12/06/2019
Postado por Paul Dille, desenvolvedor de software sênior, do CREATE Lab da Carnegie Mellon University, e Chris Herwig, engenheiro de dados geográficos, do Google Earth Solidário
Há seis anos, apresentamos pela primeira vez o
Google Earth Timelapse
, um vídeo em time lapse com zoom global que permite a qualquer pessoa explorar as mudanças na superfície do nosso planeta, da escala global à local. O Earth Timelapse consiste em 83 milhões de blocos de vídeo sobrepostos em várias resoluções, que são acessados interativamente por meio do software cliente de código aberto,
Time Machine
, desenvolvido no
CREATE Lab
da Carnegie Mellon University. Em resumo, o Google Earth Timelapse é um exemplo de como organizar informações pode torná-las mais acessíveis e úteis. Para isso, ele transforma petabytes de imagens de satélite em uma experiência interativa que mostra as mudanças dinâmicas ocorridas no espaço e no tempo.
Em abril,
apresentamos várias atualizações
do Timelapse, incluindo dois anos adicionais de imagens para a visualização de séries temporais, que agora abrange o período de 1984 a 2018, com
upgrades visuais
que tornam a navegação mais acessível e intuitiva. Essa atualização em especial nos deixa muito empolgados porque é compatível com dispositivos móveis e tablets, que estão ultrapassando rapidamente os computadores desktop como a principal fonte de tráfego de aplicativos.
A criação de uma visualização global
Fazer um vídeo em time lapse do tamanho de um planeta exigiu uma quantidade significativa de análise de pixels no
Earth Engine
, a plataforma de nuvem do Google para análise geoespacial em escala de petabytes. A nova versão seguiu um processo similar ao
que fizemos em 2013
, mas em uma escala significativamente maior. Usamos 15 milhões de imagens de satélite adquiridas nas últimas três décadas e meia por meio dos programas
Landsat
, da USGS/NASA, e do
Sentinel
, na Europa, e as transformamos em 35 imagens nítidas de 4 terapixels do nosso planeta, uma para cada ano de 1984 a 2018.
Na sua resolução nativa, a visualização do Timelapse é um vídeo de 4 terapixels (quatro trilhões de pixels), que levaria cerca de 12 dias para ser transferida por download em uma conexão de Internet de 95 Mb/s. A maioria dos computadores teria dificuldade em reproduzir um vídeo desse tamanho, ainda mais usando uma interface interativa com zoom. O problema seria ainda maior caso um dispositivo móvel fosse usado.
Em 2004, o Google Maps criou a solução pioneira com a
técnica do mapa em pirâmide
. Antes disso, navegar por um mapa exigia o uso de setas direcionais para o deslocamento e o uso do zoom, o que exigia o carregamento da página a cada nova etapa. A técnica do mapa em pirâmide monta a imagem completa do mapa exibida na tela a partir de dezenas de pequenos blocos de 256 x 256 pixels não sobrepostos em uma matriz. Assim, novos blocos são buscados em uma resolução apropriada enquanto o usuário usa recursos de deslocamento e zoom para explorar o mapa.
Uma pirâmide tradicional do mapa de Mercator contém blocos de imagens não sobrepostos.
Isso funciona muito bem em mapas feitos com imagens estáticas, mas nem tanto para pirâmides de blocos de vídeo, como os usados pelo Timelapse. Isso acontece porque esse recurso exige um navegador da Web para manter a sincronização de até 16 vídeos enquanto interage com a visualização. A solução é incorporada no
software de código aberto Time Machine
do CREATE Lab. Com ele, é possível criar blocos de vídeo muito maiores que podem cobrir a tela inteira e mostrá-los um de cada vez. Os blocos criam uma pirâmide, sobrepondo-se lateralmente para fazer uma transição perfeita durante o deslocamento e o zoom das imagens. Embora os blocos sobrepostos exijam o uso de um número 16 vezes maior de vídeos, essa estrutura piramidal permite o acesso do Timelapse em dispositivos móveis, minimizando a quantidade de dados necessários para a visualização.
No nosso mais novo lançamento, a pirâmide de vídeo global foi criada a partir de 83 milhões de vídeos em 13 níveis de zoom, o que exigiu cerca de 2 milhões de horas de CPU distribuídas em milhares de máquinas no Google Cloud.
O Earth Timelapse usa uma pirâmide de blocos de vídeo sobrepostos.
Viaje no tempo, onde quer que você esteja
Antes da atualização de abril, cerca de 30% dos visitantes da visualização do Timelapse usavam dispositivos móveis e não acessaram o upgrade. Em vez disso, eles viram uma
playlist do YouTube
de locais no Timelapse. Até pouco tempo atrás, o hardware e as CPUs para smartphones e tablets não podiam decodificar vídeos com rapidez suficiente e sem atrasos significativos ao deslocar ou aumentar o zoom de um vídeo. Isso tornava a exploração desse recurso em dispositivos móveis uma experiência desagradável, se não impossível. Além disso, para que a visualização funcione adequadamente com o deslocamento e o zoom, cada vídeo carregado precisa ser sincronizado com o anterior e reproduzido de modo automático. No entanto, até recentemente, os fornecedores de navegadores para dispositivos móveis haviam desativado a reprodução automática de vídeo no nível do navegador por motivos de largura de banda.
Agora que os
fornecedores de navegadores para dispositivos móveis reativaram a reprodução automática de vídeos
, podemos aproveitar os recursos atuais de hardware e CPU. Assim, podemos aproveitar o uso eficiente de dados da técnica de mapeamento de pirâmide para ativar o Timelapse nesse tipo de dispositivo.
Novo design do Timelapse para exploração em dispositivos móveis
O Timelapse é uma ferramenta para exploração de imagens, desenvolvida para uma interação imersiva, tornando o mapa uma representação mais próxima da realidade. Por outro lado, ele é mais do que um mapa, ele é um mapa de vídeos. Por isso, mantivemos os controles visíveis, como pausar e reiniciar a linha do tempo ou escolher os destaques, aproveitando a tecnologia de
Material Design
com linhas simples e áreas focais claras.
Navegue com o Google Maps usando a nova opção “Modo mapa”.
Para curtir novos lugares, você precisa acessar as orientações certas. Por isso, a nova interface inclui a nova opção “Modo mapa”, que permite ao usuário navegar com o Google Maps. Também aumentamos a escalonabilidade do elemento da linha do tempo da IU. Dessa forma, os novos recursos adicionados no futuro, como o alongamento do time lapse ou a inclusão de opções para diferentes atualizações, não afetem o design. A linha do tempo também permite que o usuário volte a anos anteriores, o que é uma maneira interessante de comparar o presente com o passado.
Em navegadores para computadores compatíveis com o WebGL, também adicionamos um novo visualizador ao projeto de código aberto, que carrega e sincroniza vários vídeos para preencher a tela com uma resolução otimizada. Isso representa um aprimoramento visual importante, com uma resolução mais de quatro vezes melhor.
O que vem por aí
Estamos empolgados com a
abundância
de dados de imagens de satélite e de sensoriamento remoto disponíveis gratuitamente e com licenciamento aberto, o que permite novas visualizações ao longo do tempo, do espaço e do espectro visual e não visual. Descobrimos que geralmente os dados são combinados em camadas suplementares, como os limites do
World Database on Protected Areas (WDPA)
, que podem gerar novos insights. Por exemplo, fazer conexões visuais entre a queda na propriedade imobiliária e as
mudanças na composição racial da cidade de Pittsburgh,
permite entender mais sobre os efeitos da desigualdade social de uma maneira que os números em um documento simplesmente não conseguem mostrar. As
evidências visuais
podem transcender as barreiras linguísticas e culturais. Dessa forma, esperamos gerar conversas produtivas sobre nossos desafios globais.
Agradecimentos
Randy Sargent, cientista sênior de sistemas do CREATE Lab, da Carnegie Mellon University e membro da equipe do Google Earth Engine
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