Nederland van Boven: de animatie met telefoongegevens

In de eerste en vierde aflevering van Nederland van Boven toont een animatie van telefoongebruik hoe druk het ergens is. In de eerste aflevering zien we aan de hand van opgloeiende punten hoe Nederland ontwaakt op een doorsnee dag. In de vierde zien we hoe de mensenmassa in Amsterdam zich aan de looproutes van Koninginnedag houdt. Deze punten tonen hoeveel gebruik we maken van onze mobiele telefoons.

telefoonanimatie Nederland van Boven

Maar hoe komen we nu van de ruwe data van de bellers tot zo’n animatie? En wat zijn die punten die we zien eigenlijk? Als je dat wilt weten, kan je hieronder daar iets meer over lezen.

Telefoonmasten, antennes en de belgegevens van Vodafone

Vodafone heeft voor deze animatie gegevens beschikbaar gesteld van telefoonmasten en van hoe intensief de antennes op deze masten gebruikt zijn, per 5 minuten opgeteld. Alle individuele bellers kan je niet zo maar op de kaart zetten, denk alleen al aan de privacy van de bellers. Dus deze animatie gebruikt de locaties van de masten (niet personen) en het aantal bellers per 5 minuten. Als je die masten op een kaart afbeeldt en daar de belgegevens aan hangt, zou je een heel eind zijn, zou je zeggen. Je hoeft alleen nog maar de belgegevens per periode af te beelden en dat te animeren. Deze locaties van masten geven alleen een vertekend beeld.

Het is een beetje een lang verhaal, maar het heeft te maken met het feit dat er meerdere antennes aan zo’n mast hangen en dat die ieder in een bepaalde richting luisteren. In de foto hiernaast zie je de antennes hangen.

Stel dat een antenne het erg druk heeft, dan wil dat niet zeggen dat de hele mast het druk heeft. In het bereik van andere antennes zijn misschien nauwelijks bellers actief. De mensen die bellen via een mast staan namelijk niet verspreid rondom zo’n mast, maar alleen in een bepaalde richting.

 

De afbeelding hiernaast illustreert dit. De zwarte puntjes zijn (fictieve) bellers, bijvoorbeeld op een plein. De antenne (pijl) die in de richting van de gele pijl luistert, is een stuk drukker dan de andere antennes. Als we de locatie van de mast (de blauwe cirkel) zouden laten opgloeien, is dat niet zo realistisch. Dit is namelijk niet een representatief punt voor het gebied waar de mensen zich bevinden. Het kan beter.

Het luistergebied van een antenne

Wil je weergeven waar de mensen zich (ongeveer) bevinden, dan kan je beter het gebied waar de antenne primair naar luistert laten opgloeien dan de locatie van de mast, is de gedachte. Het is een leuke geografische puzzel geweest om die gebieden te bepalen uit de locaties van de masten en de luisterrichtingen van de antennes.

Het resultaat is alvast te zien in de afbeeldingen hiernaast. Vergelijk dit met de eerder afbeelding van de masten en je kan zien dat een dergelijk gebied en middelpunt een betere weergave is dan de locatie van de mast zelf. Het gebied waar de meeste bellers zitten kunnen we nu goed onderscheiden van de andere gebieden en daarmee van de andere antennes. En we hebben per antenne een punt om te gebruiken in de animatie.

Als je dit vervolgens afbeeldt op een luchtfoto, komen we al een flink eind richting de uiteindelijke animatie op TV.

De berekening is uitgevoerd met QGis en PostGIS. Hieronder volgt een omschrijving van de techniek van deze berekening, voor de geïnteresseerden.

Bepalen van luistergebieden

De berekening bestaat uit de volgende stappen:

Stap 1 Bepaal voor elke locatie in Nederland welke mast het meest dichtbij is. Dit kan met een Voronoi-verdeling, die via QGis uit te voeren is. In zo’n berekening bepaal je per punt (mast in dit geval) het gebied dat het dichtst bij dat punt ligt, rekening houdend met de andere punten. Neem bijvoorbeeld de punten in de eerste afbeelding hieronder. Je kan het zien alsof je steeds grotere cirkels trekt om elk punt, totdat de cirkel een andere cirkel raakt (afbeelding 2). Daar trek je de grens van het gebied. Je gaat net zo lang door totdat het hele gebied verdeeld is (afbeelding 3 t/m 5).

De berekening gaat wiskundig iets anders, maar het effect is hetzelfde. In QGis is deze berekening gelukkig direct uit te voeren.

Dit levert de vlakken op per mast die het dichtst bij een mast liggen, de laatste van de 5 afbeeldingen. Alleen dit zijn nog niet de gebieden waar de individuele antennes naar luisteren, zoals we eerder al zagen.

Stap 2 Voeg nu de luisterrichtingen van de antennes toe en snijdt hiermee de gebieden uit waar een antenne primair naar luistert. In de twee afbeeldingen hieronder zijn dat de pijlen en de blauwe lijnen die de grenzen van luisterrichtingen weergeven. Elk vlak is het gebied dat het dichtst bij een antenne ligt, in de luisterrichting van een antenne.

Een kanttekening: in de praktijk is dit niet altijd het exacte gebied waar een beller zich bevindt, maar voor deze animaties is het voldoende.

Stap 3 Gebruik het middelpunt van deze gebieden om de intensiteitsgegevens van de bellers aan te hangen. Voor de animaties waren deze middelpunten handiger dan de vlakken zelf. Als je dat afbeeldt op een luchtfoto krijg je al een aardig beeld.

Stap 4 Na een beetje opschoning is dit bestand met middelpunten van gebieden naar 422South gegaan om de animatie te maken en grafisch te verbeteren.

Disclaimer: foto telefoonantenne door mikecogh, CC BY-SA 2.0