wm/slides-2021-06-02.tex

\documentclass[14pt]{beamer}
\usetheme{default}
\usepackage[L7x,T1]{fontenc}
\usepackage[lithuanian]{babel}
\usepackage{graphics}
\usepackage{biblatex}
\usepackage{tabularx}
\usepackage[labelfont={color=vupurple},labelformat=empty,justification=centering]{caption}
\usepackage{tikz}
\usepackage{minted}
\usepackage{subcaption}


\definecolor{vulightgrey}{RGB}{220,220,220}
\definecolor{vudarkgrey}{RGB}{65,65,65}
\definecolor{vupurple}{RGB}{123,0,63}
\definecolor{darkgreen}{RGB}{32,96,32}
\setbeamercolor{title}{fg=vupurple}
\setbeamercolor{frametitle}{fg=vupurple}
\setbeamercolor{abstract title}{fg=vupurple}
\setbeamercolor{item}{fg=vupurple}
\setbeamercolor{navigation symbols dimmed}{fg=vulightgrey}
\setbeamercolor{navigation symbols}{fg=vulightgrey}
\setbeamercolor{normal text}{fg=vudarkgrey}

\usefonttheme{serif}

\AtBeginEnvironment{minted}{%
    \renewcommand{\fcolorbox}[4][]{#4}}
\usetikzlibrary{shapes.geometric,arrows,positioning}

\newcommand{\DP}{Douglas \& Peucker}
\newcommand{\VW}{Visvalingam--Whyatt}
\newcommand{\WM}{Wang--M{\"u}ller}

\mode<presentation>{
    \setbeamertemplate{navigation symbols}{
        \insertslidenavigationsymbol
        \insertframenavigationsymbol
        \hspace{0.2cm}
        \begin{minipage}[c]{0.5cm}
            \vspace{-0.1cm}
            {\strut\insertframenumber{}/\inserttotalframenumber\strut}
        \end{minipage}
    }
}

\newcommand{\twocols}[2]
{
    \begin{columns}[c]
        \begin{column}{0.45\textwidth}
            #1
        \end{column}
        %\hspace{0pt} \vrule{}
        \begin{column}{0.55\textwidth}
            #2
        \end{column}
    \end{columns}
}

%% =============================================================================

\title{
    \Large\textsc{wang–müller algoritmo realizacija 
    kartografinei upių generalizacijai}

}
\author{\small \bf Motiejus Jakštys \\[4ex]
    \includegraphics[height=4em]{vu}
}

\date{\small 2021-06-02}


\begin{document}


\AtBeginSection[]
{
  \begin{frame}
    \frametitle{Turinys}
    \tableofcontents[currentsection]
  \end{frame}
}

\begin{frame}
\titlepage
\end{frame}

\begin{frame}
  \begin{abstract}

    Dabartiniai linijų paprastinimo algoritmai prastai tinka upėms. Šis darbas
    realizuoja {\WM} algoritmą. Jis geriau tinka upėms.

  \end{abstract}
\end{frame}

\section{Problema}

\begin{frame}{Linijų paprastinimo algoritmų problemos}
  \twocols{
    \begin{figure}[ht]
      \includegraphics[width=\textwidth]{salvis-dp64overlaid-2x50k}
      \includegraphics[width=\textwidth]{salvis-dpchaikin64overlaid-2x50k}
    \end{figure}
  }{
    \begin{itemize}[<+->]
      \item Nepritaikyti gamtiniams objektams: upėms, krantų linijoms.
      \item Prarandami raiškūs gamtinių objektų elementai: vingiai, kilpos.
    \end{itemize}
  }
\end{frame}

\section{Uždaviniai}

\begin{frame}{Uždaviniai: algoritmų vertinimas}
  \twocols{
    \includegraphics[width=\textwidth]{amalgamate1}
  }{
    \begin{itemize}
      \item Įvertinti prieinamus linijų paprastinimo algoritmus.
      \item Įvardinti prieinamų algoritmų problemas.
    \end{itemize}
  }
\end{frame}


\begin{frame}{Uždaviniai: {\WM} realizacija}
  \twocols{
    \begin{figure}[ht]
      \includegraphics[width=\textwidth]{wang125-2}
      \caption{{\WM} siūlomas metodas.}
    \end{figure}

  }{
    \begin{itemize}[<+->]
        \item Apibrėžti algoritmo techninės realizacijos metodiką.
        \item Teoriškai ir techniškai realizuoti algoritmą.
        \item Išbandyti su skirtingais duomenų rinkiniais.
        \item Palyginti su valstybiniais duomenų rinkiniais.
    \end{itemize}
  }
\end{frame}

\section{Aktualumas}

\begin{frame}[fragile]{Aktualumas: praplečiama teorija}
  \begin{columns}[c]
    \begin{column}{.3\textwidth}
      \begin{figure}[ht]
        \includegraphics[width=\textwidth]{selfcrossing-1}
      \end{figure}
    \end{column}
    \begin{column}{.7\textwidth}
      \begin{itemize}[<+->]

        \item Praplečia kartografinės teorijos žinias apie gamtinių objektų
          generalizavimą atsižvelgiant į jų raiškumą.

        \item {\WM} straipsnis sprendimų nedetalizuoja taip, kad būtų
          galima pritaikyti. Šis darbas tai padaro.

      \end{itemize}
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}

\begin{frame}{Aktualumas: panaudojimas}
  \begin{columns}[c]
    \begin{column}{.3\textwidth}
      \begin{figure}[ht]
        \includegraphics[width=\textwidth]{github-wm}
      \end{figure}
    \end{column}
    \begin{column}{.7\textwidth}
      \begin{itemize}

        \item Papildomas atviro kodo sprendimas automatiniams generalizavimo
          uždaviniams.

        \item Be kliūčių gali būti pritaikytas kartografų.

      \end{itemize}
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}


\section{Metodika}

\begin{frame}{Techninė implementacija: aplinka}
  \begin{columns}[c]
    \begin{column}{.3\textwidth}
      \begin{figure}[ht]
        \begin{subfigure}[b]{\textwidth}
          \centering
          \includegraphics[width=.7\textwidth]{postgis-logo}
        \end{subfigure}
        \\[1ex]
        \begin{subfigure}[b]{\textwidth}
          \centering
          \includegraphics[width=.5\textwidth]{postgresql-logo}
        \end{subfigure}
        \\[1ex]
        \begin{subfigure}[b]{\textwidth}
          \centering
          \includegraphics[width=.6\textwidth]{osi-logo}
        \end{subfigure}
      \end{figure}
    \end{column}
    \begin{column}{.7\textwidth}

      \begin{itemize}[<+->]
        \item Realizacija kurta PostGIS.

        \item PostGIS yra PostgreSQL duomenų bazės papildinys darbui su GIS.

        \item Atviro kodo nemokama programinė įranga.

        \item PostGIS sprendimai veikia iš praktiškai bet kokios programavimo
          kalbos, todėl yra universalūs.

      \end{itemize}

    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}


\begin{frame}[fragile]{Techninė implementacija: algoritmas}
  \begin{minted}[fontsize=\small]{sql}
CREATE FUNCTION ST_SimplifyWM(
  geom geometry,
  dhalfcircle float,
) RETURNS geometry AS $$
...
END $$ LANGUAGE plpgsql;
  \end{minted}

  \vspace{2em}

  \textsc{dhalfcircle}: pusskritulio skersmuo. Analogiško ir didesnio ploto
  linkių, nei šis pusapskritimis, nepaprastina.

\end{frame}

\begin{frame}{Algoritmo realizacijos procesas}
  \tikzset{
    startstop/.style={trapezium,text centered,minimum height=2em,
      trapezium left angle=70,trapezium right angle=110,draw=black,fill=red!20},
    proc/.style={rectangle,minimum height=2em,text centered,draw=black,
      fill=orange!20},
    decision/.style={diamond,minimum height=2em,text centered,aspect=3,
      draw=black,fill=green!20},
    arrow/.style={thick,->,>=stealth},
  }
  \begin{figure}
    \centering
    \scalebox{.35}{
      \begin{tikzpicture}[node distance=2cm,auto]
        \node (start) [startstop] {Nuskaityti \textsc{linestring}};
        \node (detect) [proc,below of=start] {Aptikti linkius};
        \node (inflections) [proc,below of=detect] {Sutvarkyti nežymius išlinkimus};
        \node (selfcrossing) [proc,below of=inflections] {Pašalinti save kertančias vietas};
        \node (mutated1) [decision,below of=selfcrossing] {Koreguotas?};
        \node (bendattrs) [proc,below of=mutated1] {Apskaičiuoti linkio savybes};
        \node (exaggeration) [proc,below of=bendattrs] {Didinti linkį};
        \node (mutated2) [decision,below of=exaggeration] {Koreguotas?};
        \node (elimination) [proc,below of=mutated2] {Pašalinti linkį};
        \node (mutated3) [decision,below of=elimination] {Koreguotas?};
        \node (stop) [startstop,below of=mutated3] {Pabaiga};
    
        \coordinate [right of=mutated1,node distance=5cm] (mutated1y) {};
        \coordinate [right of=mutated2,node distance=5cm] (mutated2y) {};
        \coordinate [right of=mutated3,node distance=5cm] (mutated3y) {};
    
        \draw [arrow] (start) -- (detect);
        \draw [arrow] (detect) -- (inflections);
        \draw [arrow] (inflections) -- (selfcrossing);
        \draw [arrow] (selfcrossing) -- (mutated1);
        \draw [arrow] (mutated1) -| node [near start] {Taip} (mutated1y) |- (detect);
        \draw [arrow] (mutated1) -- node[anchor=west] {Ne} (bendattrs);
        \draw [arrow] (bendattrs) -- (exaggeration);
        \draw [arrow] (exaggeration) -- (mutated2);
        \draw [arrow] (mutated2) -| node [near start] {Taip} (mutated2y) |- (detect);
        \draw [arrow] (mutated2) -- node[anchor=west] {Ne} (elimination);
        \draw [arrow] (mutated3) -| node [near start] {Taip} (mutated3y) |- (detect);
        \draw [arrow] (mutated3) -- node[anchor=west] {Ne} (stop);
        \draw [arrow] (elimination) -- (mutated3);
      \end{tikzpicture}
    }
  \end{figure}
\end{frame}

\begin{frame}{Automatiniai testai padeda tęstinumui}
  \tikzset{
    arrow/.style={thick,->,>=stealth},
  }
  \begin{figure}
    \begin{tikzpicture}[auto]
      \onslide<1->{
        \node (before) []{
          \includegraphics[width=.4\textwidth]{isolated-1-before.pdf}
        };
      }
      \onslide<2->{
        \node(after) [right=2cm of before.east]{
          \includegraphics[width=.4\textwidth]{isolated-1-after.pdf}
        };
      }
      \onslide<2->{
        \draw[arrow] (before) -- node[anchor=south] {\footnotesize Programa} (after);
      }
    \end{tikzpicture}
  \end{figure}
  \onslide<3->{
    \begin{itemize}
      \item<3-> Iš duomenų ir rezultato sukuriamas testas.
      \item<4-> Testai patikrina, ar programa veikia teisingai.
      \item<4-> Išsaugomas tęstinumas ją keičiant.
    \end{itemize}
  }
\end{frame}

\section{Įgyvendinimas}

\begin{frame}{Pasiruošimas}
  \begin{itemize}[<+->]
    \item Duomenų, pagalbinių funkcijų, \\ testavimo logikos paruošimas.
    \item Upių sujungimas.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}{Algoritmo etapai}
  \begin{itemize}[<+->]
    \item Linkių aptikimas ir sutvarkymas.
    \item Linkių keitimo operatoriai: \\ eliminavimas ir didinimas.
    \item Jungimas neimplementuotas.
  \end{itemize}
\end{frame}

\section{Rezultatai}

\begin{frame}{GRPK10 ir {\WM}}
  \includegraphics[width=\textwidth]{salvis-wm75--grpk10-1x50k}
\end{frame}

\begin{frame}{GRPK10, GRPK50 ir {\WM}}
  \includegraphics[width=\textwidth]{salvis-wm75-grpk50-grpk10-1x50k}
\end{frame}

\begin{frame}{GRPK250 ir {\WM}}
  \begin{figure}[h!]
    \centering
    \begin{subfigure}[b]{.49\textwidth}
      \includegraphics[width=\textwidth]{salvis-grpk250-2x}
      \caption{GRPK250.}
    \end{subfigure}
    \hfill
    \begin{subfigure}[b]{.49\textwidth}
      \centering
      \includegraphics[width=\textwidth]{salvis-wm220}
      \caption{{\WM}.}
    \end{subfigure}
  \end{figure}
\end{frame}

\begin{frame}{{\DP}}
  \includegraphics[width=\textwidth]{salvis-wm75-dp64-grpk10-1x50k}
\end{frame}

\begin{frame}{{\DP}+Chaikin}
  \includegraphics[width=\textwidth]{salvis-wm75-dpchaikin64-grpk10-1x50k}
\end{frame}

\begin{frame}{Išbandymas internete}
  \centering
  \includegraphics[width=.75\textwidth]{openmap-wm-good.png}
  \includegraphics[width=.3\textwidth]{openmap-wm-bad.png}

  {\tiny https://dev.openmap.lt/webgl/wm.html}
\end{frame}

\begin{frame}{Faktai}
  \begin{itemize}
    \item $>1000$ eilučių procedūrinio SQL.
    \item $\sim500$ eilučių Python, Awk, GNU Make.
    \item Susidomėjimas atsirado iš karto (web versija).
  \end{itemize}
\end{frame}

\section{Išvados ir pasiūlymai ateičiai}

\begin{frame}{Realizacijos išvados}
  \begin{itemize}[<+->]

    \item Prienami linijų paprastinimo algoritmai ne itin tinka upėms.

    \item Raiškūs upių linkiai pašalinami.

    \item Aprašant metodą {\WM} realizacijai pastebėti trūkstami žingsniai.

  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}{Palyginimo išvados}
  Realizacija Šalčiai--Visinčiai palyginta su:
  \begin{description}[<+->]

    \item[D\&P, V--W (+Chaikin):] labiau išlaikoma natūrali
      upės forma.

    \item[GRPK50:] beveik nesiskiria nuo GRPK10.

    \item[GRPK250:] padėjo atskleisti realizacijos klaidų smulkiuose
      masteliuose.

  \end{description}
\end{frame}

\begin{frame}{Pasiūlymai ateičiai}
  \begin{itemize}[<+->]
    \item Implementuoti kombinavimo operatorių.
    \item Rasti ir aprašyti geresnius kriterijus izoliuotiems linkiams.
    \item Pagerinti algoritmo laiko ir atminties sąnaudas.
    \item Pilnesnė kartografinė generalizacija, įskaitant topologiją.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}{Ačiū}
  \url{https://github.com/motiejus/wm} \\[.5em]
  \url{https://dev.openmap.lt/webgl/wm.html}
\end{frame}

\end{document}