A Georeferencing Tool to Improve Biodiversity Data Quality

Languages: English | Portuguese.
Authors: Allan Koch Veiga, Antonio Mauro Saraiva, Etienne Américo Cartolano Júnior.

Published in the Proceeedings of TDWG 2010 Annual Conference.

BDD Biodiversity Georeferencing Tool.

Data Quality plays an important role in the field of Biodiversity Informatics. Low-quality data can negatively impact models and analyses used to support strategic decisions aimed at biodiversity conservation and sustainable use.

In the context of biodiversity data quality, geospatial data are of great importance. They refer to the geospatial location of occurrences, which are characterized by observations or specimen collections in the field and can be utilized, for example, to create distribution models and density maps.

Due to the relevance of geospatial data in Biodiversity Informatics, the development of policies, methods and tools to improve quality in the digitization of geospatial data is of utmost importance. Keeping this necessity in mind, the Biodiversity Data Digitizer (BDD) tool [1] utilizes a georeferencing resource to aid in the digitization of geospatial data focusing on quality.

This web-based resource, referred to as the Biodiversity Georeferencing Tool (BGT), allows the user, by means of an interactive three-dimensional map based on the Google Earth API [2] – Application Programming Interface – to obtain the name of the country, state and city as well as the latitude, longitude and altitude of a location by clicking on its position on the map. The BGT allows the improvement of geospatial data quality in at least three aspects: completeness, accuracy and consistency.

The completeness of data tends to grow due to the fact that the user does not necessarily need to have the exact geographical coordinates to fill out the latitude, longitude and altitude fields. In other words, the user can locate a known region on the map, such as a park or a mountain, and utilize a more specific reference, like a river or a road, to obtain approximate geographical coordinates.

The accuracy of data may also be enhanced in some cases. When the user does not possess the exact geographical coordinates of an occurrence – obtained with a Global Positioning System (GPS) receiver – one frequent solution is to utilize the geographical coordinates of the center of mass of the city where the occurrence was registered. In this case the user can obtain more accurate coordinates if he uses a reference in the field for the occurrence.

Another aspect of Data Quality that can be enhanced with this tool is data consistency. Since geospatial data is completed automatically, BGT ensures that the user cannot enter conflicting or erroneous data, such as “Country = Brezil, State = Rio de Janeiro, City = London, Latitude = 0, Longitude = 0”.

BGT was developed using PHP and JavaScript programming languages, which facilitate its integration with BDD. For map rendering and geospatial data obtainment, BGT uses the Google Earth API and the Google Maps API Web Services, therefore requiring the installation of the Google Earth plug-in on the user’s web browser.

In summary, the integration of BGT into BDD allows for improvement in biodiversity data quality within the geospatial data domain. It raises the confidence level in the results of analyses and models that will guide biodiversity conservation and sustainable use.

References:

[1] Cartolano, E. A. J., Saraiva A. M., Teles J. A.,Krobath D. B., Correa P. L. P. 2009. The Biodiversity Data Digitizer (BDD) tool. TDWG Annual Conference. Montpellier, France.

[2] Google Earth API – Google Code. http://code.google.com/apis/earth/.

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A inadequada qualidade de dados relacionados à biodiversidade pode impactar de modo negativo modelagens e análises utilizadas como subsídio para a tomada de decisões estratégicas para a conservação do meio ambiente. Assim sendo, a Qualidade de Dados – QD assume um papel importante no campo da Informática para Biodiversidade - IB.

Nesse contexto, um domínio de dados de biodiversidade de grande importância, é o de Dados Geoespaciais – DG. Essas informações referem-se às localizações geoespaciais de ocorrências, as quais são caracterizadas pelas observações ou coletas de espécimes em campo. Esses dados podem ser utilizados, por exemplo, para criar modelos de distribuição e mapas de densidade.

Desse modo, devido a relevância dos DG em IB, é de primordial importância o desenvolvimento de políticas, métodos e ferramentas que permitam melhorar a QD durante a digitalização de DG. Tendo em vista esta necessidade, a ferramenta Biodiversity Data Digitizer - BDD [1], utiliza um recurso de georeferenciamento para auxiliar a digitalização de DG visando a QD.

Este recurso baseado na Web, denominado Biodiversity Georeferencing Tool – BGT, permite ao usuário, por meio de um mapa interativo em três dimensões, baseado no Google Earth Application Programming Interface - API [2], obter o nome do país, do estado, da cidade, a latitude, a longitude e a altitude por meio de um clique sobre a localização desejada no mapa. Esse recurso permite melhorar a qualidade de dados geoespaciais de biodiversidade em pelo menos três aspectos: completude, acuracidade e consistência.

A completude de dados tende a aumentar, devido ao fato de que o usuário não precisa, necessariamente, ter a coordenada geográfica exata da ocorrência para preencher os campos de latitude, longitude e altitude. Ou seja, o usuário pode localizar alguma região conhecida no mapa, como um parque ou uma montanha, por exemplo, e utilizar uma referência mais específica, como um rio ou uma estrada, para obter uma coordenada geográfica aproximada.

A acuracidade dos dados também pode ser melhorada em alguns casos. Quando o usuário não possui a coordenada geográfica exata da ocorrência, obtida por meio de um Sistema de Posicionamento Global – GPS, uma solução é utilizar a coordenada geográfica do centro de massa da cidade aonde houve a ocorrência. Para esses casos, a solução proposta pelo BGT pode prover uma melhor acuracidade.

Outro aspecto de QD que é melhorado com essa ferramenta é referente a consistência de DG. Haja visto que os DG são preenchidos automaticamente, o BGT impossibilita que o usuário digite dados conflitantes ou incorretos, por exemplo, “País=Brezil, Estado=Rio de Janeiros, Cidade=London, Latitude=0, Longitude=0”.

Visando a integração com a ferramenta BDD, o BGT foi desenvolvido em PHP e Javascript. Para a renderização do mapa e a obtenção dos DG foram utilizados a Google Earth API e o Google Maps API Web Services, tornando-se, desse modo, necessário a instalação do plug-in do Google Earth no navegador para utilizar a ferramenta.

Sendo assim, a integração da BGT a ferramenta BDD, permite que haja uma melhora na QD de biodiversidade, no domínio de DG. Com isso, há um aumentando da confiabilidade de resultados de análises e de modelos utilizados para a tomada de decisões em prol do desenvolvimento sustentável.

Referências:

[1] Cartolano, E. A. J., Saraiva A. M., Teles J. A.,Krobath D. B., Correa P. L. P. 2009. The Biodiversity Data Digitizer (BDD) tool. TDWG Annual Conference. Montpellier, France.

[2] Google Earth API – Google Code. http://code.google.com/apis/earth/.