ΣΥΣΤΗΜΑ «ΦΑΕΘΩΝ» ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΔΑΣΙΚΩΝ ΠΥΡΚΑΓΙΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΑΠΟ ΤΟ 1983 ΕΩΣ ΤΟ 1992

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ 1ο Πανελλήνιο Συνέδριο "Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών - Δυνατότητες και Εφαρμογές, Προοπτικές και Προκλήσεις" ΣΥΣΤΗΜΑ «ΦΑΕΘΩΝ» ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΔΑΣΙΚΩΝ ΠΥΡΚΑΓΙΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΑΠΟ ΤΟ 1983 ΕΩΣ ΤΟ 1992 Κογχυλάκης Γιώργος, kogxylak@iacm.forth.gr Πραστάκος Πουλίκος, poulicos@iacm.forth.gr Τομέας Περιφερειακής Ανάλυσης Ινστιτούτο Υπολογιστικών Μαθηματικών Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ITE) Ηράκλειο, Κρήτη Λέξεις κλειδιά: Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών, Client-Server, Βάσεις δεδομένων, Δασικές πυρκαγιές, Θεματικοί χάρτες Περίληψη Ένα από τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν το Υπουργείο Γεωργίας και τα κατά τόπους δασαρχεία είναι ότι δεν έχουν διαθέσιμες πληροφορίες σχετικά με τα ιστορικά στοιχεία για το που, πότε και κάτω από ποιες συνθήκες έγιναν δασικές πυρκαγιές στο παρελθόν. Αυτό δυσχεραίνει το έργο τους καθώς δεν έχουν την δυνατότητα να κάνουν οποιαδήποτε ανάλυση. Το σύστημα «Φαέθων» αναπτύχθηκε σαν stand alone συνδυασμό εφαρμογής ΓΣΠ 1 και βάσης δεδομένων, στο περιβάλλον των MS-Windows 2 για να καλύψει αυτό το κενό, δηλαδή σαν ένα εργαλείο που τα κατά τόπους δασαρχεία θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν για να αναλύσουν τα ιστορικά δεδομένα για τις δασικές πυρκαγιές. Η ανάπτυξη του συστήματος υλοποιήθηκε το 1996 από τον Τομέα Περιφερειακής Ανάλυσης του Ινστιτούτου Υπολογιστικών Μαθηματικών του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας στα πλαίσια του έργου "Forest Fires" που χρηματοδοτήθηκε από το πρόγραμμα "Science for Stability" του NATO 3 και από το υπουργείο Γεωργίας. 1 Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών 2 Το όνομα MS-Windows είναι σήμα κατατεθέν της εταιρείας Microsoft Corporation 3 North Atlantic Treaty Organization

2 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι δασικές πυρκαγιές αποτελούν ένα από τα σοβαρότερα προβλήματα στον Ελληνικό χώρο. Κάθε καλοκαίρι, με εξαίρεση το πρόσφατο, σημαντικές εκτάσεις καίγονται για διάφορους λόγους. Πέρα από τα άμεσα μέτρα προστασίας που πρέπει να λαμβάνονται όταν εκρήγνυνται είναι αναγκαία η ανάλυση των πυρκαγιών που έχουν συμβεί τα προηγούμενα χρόνια ώστε να εξαχθούν με επιστημονικό τρόπο κάποια συμπεράσματα για τα αίτια που τις προκαλούν, τα χαρακτηριστικά τους (χρόνος κατάσβεσης, εκτάσεις που καίγονται ανάλογα με τα αίτίες που τις προκαλούν και άλλες), κλπ. Για να επιτευχθεί αυτή η ανάλυση είναι αναγκαίο όλες οι πληροφορίες για τις πυρκαγιές να είναι οργανωμένες σε βάσεις δεδομένων που θα επιτρέπουν στο Υπουργείο Γεωργίας και στα κατά τόπους δασαρχεία να βγάζουν χρήσιμα συμπεράσματα και λαμβάνουν προληπτικά τα απαραίτητα μέτρα. Ένα από τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν το Υπουργείο Γεωργίας και τα κατά τόπους δασαρχεία είναι ότι δεν έχουν διαθέσιμες πληροφορίες σχετικά με τα ιστορικά στοιχεία για το που, πότε και κάτω από ποιες συνθήκες έγιναν δασικές πυρκαγιές στο παρελθόν. Αυτό δυσχεραίνει το έργο τους καθώς δεν έχουν την δυνατότητα να κάνουν οποιαδήποτε ανάλυση. Το σύστημα «Φαέθων» αναπτύχθηκε το 1996 για να καλύψει αυτό το κενό, δηλαδή σαν ένα εργαλείο που τα κατά τόπους δασαρχεία θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν για να αναλύσουν τα ιστορικά δεδομένα για τις δασικές πυρκαγιές. Περιέχει αναλυτικά στοιχεία (περισσότερες από 50 μεταβλητές - ώρα έναρξης, ώρα κατάσβεσης, εκτάσεις που κάηκαν, διεύθυνση ανέμων κλπ -) για τις πάνω από πυρκαγιές σε όλο τον Ελλαδικό χώρο από το 1983 έως και το Το σύστημα σαν εφαρμογή βάσεων δεδομένων, έχει δυνατότητες που επιτρέπουν στον χρήστη να εισάγει κριτήρια επιλογής για τις πυρκαγιές ώστε να παρουσιάζονται στον χάρτη μόνο οι πυρκαγιές που επιθυμεί να μελετήσει, αλλά και να κάνει στατιστικές αναλύσεις των στοιχείων των πυρκαγιών αυτών σε άλλα πακέτα λογισμικού όπως το MS-Excel 4 ), κλπ. Τα στατιστικά στοιχεία των πυρκαγιών, που ενδιαφέρουν τον χρήστη, μπορούν να παρουσιαστούν στην οθόνη με διάφορες μεθόδους όπως με θεματικούς χάρτες, με τρισδιάστατες περιστρεφόμενες γραφικές παραστάσεις και άλλες. Σαν γεωγραφικό σύστημα πληροφοριών παρέχει στον χρήστη την δυνατότητα να επιλέξει εκείνα τα στοιχεία του χάρτη που επιθυμεί να εμφανίζονται στην οθόνη κάθε φορά, όπως εθνικοί ή επαρχιακοί δρόμοι, ποταμοί κλπ., να κάνει zoom in, zoom out, panning, γρήγορη εστίαση σε σημεία ενδιαφέροντος κλπ. Το πρόγραμμα «Φαέθων» αναπτύχθηκε σαν stand alone εφαρμογή και δεν χρησιμοποιεί κάποιο εμπορικό πακέτο ΓΣΠ. Χρησιμοποιεί το περιβάλλον των MS- Windows και μπορεί να λειτουργήσει είτε στα αγγλικά είτε στα ελληνικά με μία και μόνη εγκατάσταση. Ταυτόχρονα παρέχει όλες τις δυνατότητες μιας σύγχρονης εφαρμογής όπως εύκολη εγκατάσταση, on-line βοήθεια (διατίθεται και στο URL: εργαλειοθήκες (toolbars), κλπ. 4 Το όνομα MS-Excel είναι σήμα κατατεθέν της εταιρείας Microsoft Corporation

3 2 ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 2.1 Ο «Φαέθων» σαν Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών Το σύστημα «Φαέθων» αποτελεί έναν συνδυασμό γεωγραφικού συστήματος πληροφοριών και client-server βάσης δεδομένων. Σαν γεωγραφικό σύστημα πληροφοριών χρησιμοποιεί συντεταγμένες στο σύστημα ΕΓΣΑ'87 και παρέχει στον χρήστη την δυνατότητα να επιλέξει εκείνα τα στοιχεία του χάρτη που επιθυμεί να εμφανίζονται στην οθόνη κάθε φορά, όπως εθνικοί ή επαρχιακοί δρόμοι, ποταμοί κλπ., να κάνει zoom in, zoom out, panning, να παίρνει πληροφορίες για κάθε αντικείμενο του χάρτη πιέζοντας το ποντίκι πάνω σε αυτό κλπ. Για μεγαλύτερη ευκολία του χρήστη υπάρχουν διάφορα ευρετήρια περιοχών ενδιαφέροντος στις οποίες ο χρήστης μπορεί να εστιάσει τον χάρτη άμεσα, όπως φαίνεται στην επόμενη εικόνα. Εικόνα 1: Άμεση επιλογή διαφόρων περιοχών ενδιαφέροντος Ο χρήστης μπορεί να εμφανίσει (και να διατηρεί) στην οθόνη όποια από τα ευρετήρια αυτά επιθυμεί να χρησιμοποιεί ώστε να μην χρειάζεται καν τις δυνατότητες Pan και Zoom του συστήματος. 2.2 Ο «Φαέθων» σαν Client-Server Βάση Δεδομένων Σαν εφαρμογή βάσεων δεδομένων περιέχει αναλυτικά στοιχεία (περισσότερες από 50 μεταβλητές) για τις πυρκαγιές σε όλο τον Ελλαδικό χώρο από το 1983 έως και το Το σύστημα έχει δυνατότητες που επιτρέπουν στον χρήστη να εισάγει από απλά έως πολύ σύνθετα κριτήρια επιλογής για τις πυρκαγιές ώστε να παρουσιάζονται στον χάρτη μόνο οι πυρκαγιές που επιθυμεί να μελετήσει.

4 Το σύστημα «Φαέθων» μπορεί να χρησιμοποιήσει οποιαδήποτε σχεσιακή βάση δεδομένων εφόσον ο χρήστης έχει την δυνατότητα επιλογής ενός οδηγού ODBC 5 για την σύνδεση με την σχεσιακή βάση δεδομένων. Με τον τρόπο αυτόν υπάρχει η δυνατότητα σε κάποιο δασαρχείο να βρίσκεται η βάση δεδομένων σε έναν κεντρικό υπολογιστή (server) ενός τοπικού δικτύου και οι υπόλοιποι χρήστες (clients) να χρησιμοποιούν τα στοιχεία από εκεί. Αυτό σημαίνει ότι η ενημέρωση των στοιχείων μπορεί να γίνεται πολύ εύκολα εφόσον χρειάζεται να γίνεται ενημέρωση των περιεχομένων μόνο μιας βάσης δεδομένων σε έναν κεντρικό υπολογιστή. Η ενημέρωση των στοιχείων έχει δύο μορφές. Η μια μορφή ενημέρωσης είναι η προσθήκη στα στοιχεία του συστήματος δεδομένων για νέες πυρκαγιές. Η δεύτερη μορφή έγκειται στην μεταβολή των στοιχείων που καταγράφονται για κάθε νέα πυρκαγιά. Το λογισμικό είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε με μια απλή ενημέρωση του ευρετηρίου δεδομένων να είναι το σύστημα έτοιμο να χρησιμοποιήσει και τις νέες αυτές μεταβλητές. Για μεγαλύτερη ταχύτητα υπάρχει η δυνατότητα η βάση δεδομένων να βρίσκεται και τοπικά στον προσωπικό υπολογιστή του χρήστη, οπότε η ενημέρωση των στοιχείων θα πρέπει να γίνεται περιοδικά, ενημερώνοντας την τοπική βάση δεδομένων για τις αλλαγές των δεδομένων ή τις προσθήκες νέων μεταβλητών. Ο χρήστης σε κάθε περίπτωση μπορεί να εξάγει τα στοιχεία που τον ενδιαφέρουν σε αρχεία διαφόρων μορφών (όπως το MS-Excel) ώστε να είναι εύκολη η μετέπειτα επεξεργασία και στατιστική ανάλυση τους, να δημιουργήσει τρισδιάστατες γραφικές παραστάσεις κλπ. 2.3 Διαθέσιμα στοιχεία - μεταβλητές - για κάθε πυρκαγιά Οι μεταβλητές οι οποίες περιγράφουν τα στοιχεία κάθε πυρκαγιάς παρουσιάζονται στον επόμενο πίνακα Επιθεώρηση Δασών Αναζωπύρωση + Κλίση Ανακατάσβεση Διεύθυνση Δασών Έναρξη - τελική Μορφή πυρκαγιάς κατάσβεση Δασαρχείο - Εξακρίβωση αιτίου Σημείο έναρξης Νομοδασαρχείο Δασαρχείο Αίτιο Τρόπος κατάσβεσης Έτος Εξακρίβωση υπαιτίου Χρήση επιβραδυντικού Μήνας Καείσα δασική έκταση Χρήση αντιπυρός Ημερολογιακή μέρα Καείσα αγροτική Δασικό προσωπικό έκταση Ημέρα εβδομάδας Συνολική καείσα Δασοπυροσβέστες έκταση Ώρα έναρξης Δαπάνη προσωπικού Ένοπλες δυνάμεις Έναρξη - Επισήμανση Δαπάνη μηχανημάτων Ιδιώτες Επισήμανση - Αναγγελία Δαπάνη κατάσβεσης Οχήματα Δασικής Υπηρεσίας Αναγγελία - Επέμβαση Υψόμετρο Οχήματα Πυροσβεστικής Διάρκεια Κατάσβεσης Κωδικός μετεωρολογικού σταθμού Οχήματα μεταφοράς προσωπικού 5 Open DataBase Connectivity

5 Κατάσβεση - Σχετική υγρασία Δασικό + Δασοπυ. Αναζωπύρωση Αναζωπύρωση - Ανακατάσβεση Θερμοκρασία Σύνολο έμψυχης δύναμης Χρόνος επέμβασης Ένταση Ανέμου Οχήματα δασ + πυροσβ. Έναρξη - Κατάσβεση Διεύθυνση ανέμου Σύνολο οχημάτων 3 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 3.1 Περιβάλλον προγραμματισμού Για το σύστημα «Φαέθων» χρησιμοποιήθηκε η γλώσσα προγραμματισμού Visual Basic 6, ένα σύνολο από OCX controls και μια σειρά ρουτινών που αναπτύχθηκαν για τις ανάγκες του συστήματος. 3.2 Επιλογή διαδικασιών διαχείρισης του χάρτη Για την παρουσίαση και διαχείριση των χαρτών στην οθόνη επιλέχθηκε το λογισμικό MapServer της εταιρίας GeoSoft. Οι ελάχιστες απαιτήσεις μιας βιβλιοθήκης εργαλείων που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο σύστημα «Φαέθων» για την παρουσίαση και διαχείριση χαρτών ήταν: Οι συνήθεις λειτουργίες ενός Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών, όπως zoom, panning, δυνατότητα προσθήκης και αφαίρεσης επιπέδων on the fly κλπ. Δυνατότητα εύρεσης του αντικειμένου το οποίο επιλέγει κάθε φορά ο χρήστης. Δυνατότητα εμφάνισης αντικειμένων ενός επιπέδου με διαφορετικά χρώματα ή/και σχήματα για τους θεματικούς χάρτες Επίσης, το λογισμικό δεν θα έπρεπε να έχει περιορισμούς στην χρήση του (royalty free) ώστε να μπορεί χωρίς πρόβλημα να εγκατασταθεί σε μεγάλο αριθμό προσωπικών υπολογιστών. Για να επιλεγεί το λογισμικό το οποίο χρησιμοποιήθηκε δοκιμάστηκαν όλα τα διαθέσιμα στην αγορά προϊόντα τα οποία είχαν μερικά τουλάχιστον από τα παραπάνω χαρακτηριστικά. Τα προϊόντα τα οποία ήταν 7 : DbCad της εταιρίας ABACO. Το προϊόν αυτό είχε το πλεονέκτημα της διαχείρισης raster και vector στοιχείων αλλά είχε το μειονέκτημα ότι δημιουργούσε μια αρχική raster εικόνα του χάρτη και σε αυτήν έκανε μετά zoom in και zoom out με μη αποδεκτό αποτέλεσμα. Sylvan Maps της εταιρίας Sylvan Ascent Inc. Το προϊόν αυτό είχε το πλεονέκτημα της δυνατότητας σύνδεσης με οποιαδήποτε σχεσιακή βάση δεδομένων αλλά η πολύ μικρή ταχύτητα του ήταν απαγορευτική. 6 Το όνομα Visual Basic είναι σήμα κατατεθέν της εταιρείας Microsoft Corporation 7 Ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης μπορεί να ανατρέξει στο [Pearson 1996] όπου υπάρχει εκτενής περιγραφή και ανάλυση πολύ μεγαλύτερου αριθμού προϊόντων GIS τα οποία ήταν διαθέσιμα στο εμπόριο την περίοδο υλοποίησης του συστήματος «Φαέθων». Εδώ αναφέρονται μόνο εκείνα τα προϊόντα τα οποία πληρούσαν τις περισσότερες από τις απαιτούμενες προϋποθέσεις.

6 Geopoint της εταιρίας Visual Components. Το προϊόν αυτό είχε πολλά πλεονεκτήματα όπως μεγάλη ταχύτητα, χρήση πολλών μορφών (format) χάρτη κλπ. αλλά ήταν σχετικά «κλειστό» προσφέροντας περιορισμένες δυνατότητες στον χρήστη. Το γεγονός ότι δεν ήταν δυνατή η εισαγωγή και μεταβολή αντικειμένων του χάρτη on the fly δεν επέτρεπε την χρήση του για το συγκεκριμένο σύστημα. Pepperwhite της εταιρίας Pepperwhite. Το προϊόν αυτό ήταν αργό σε μεγάλα datasets ενώ δεν επέτρεπε την εισαγωγή και μεταβολή αντικειμένων του χάρτη on the fly. Τα προϊόντα ArcInfo της εταιρίας Esri και MapInfo της εταιρίας MapInfo δεν παρείχαν απεριόριστο αριθμό χρηστών (royalty free) και για αυτό τον λόγο απορρίφθηκαν. Το MapServer είχε όλα σχεδόν τα απαραίτητα χαρακτηριστικά όπως μεγάλη ταχύτητα, ανοικτή σχεδίαση, δυνατότητα δυναμικής μεταβολής στοιχείων του χάρτη, απεριόριστο αριθμό χρηστών, χρήση raster και vector εικόνων κλπ. Το μόνο μειονέκτημα του ήταν ο περιορισμός του πλήθος των αντικειμένων ενός επιπέδου (layer) σε , κάτι το οποίο αντιμετωπίστηκε με την χρήση περισσοτέρων επιπέδων. 3.3 Νεότερες εξελίξεις Από την υλοποίηση του συστήματος «Φαέθων» έως σήμερα (τέλος του 1999) έχει κυκλοφορήσει ένας μεγάλος αριθμός προγραμματιστικών εργαλείων για την παρουσίαση και διαχείριση χαρτών από stand alone εφαρμογές όπως ο «Φαέθων». Ενδεικτικά μπορούν να αναφερθούν τα: GeoObjects της εταιρείας Blue Marble Geographics MapX της εταιρείας MapInfo και Map Objects της εταιρείας Esri Τα εργαλεία αυτά παρέχουν πλήθος δυνατοτήτων και βελτιώσεων σε σχέση με τα παλαιότερα ωστόσο παρουσιάζουν ένα αρκετά σημαντικό πρόβλημα για μια εφαρμογή όπως ο «Φαέθων». Το βασικό τμήμα του λογισμικού (το οποίο είναι royalty free) δεν παρέχει την δυνατότητα για ενημέρωση και ανανέωση των στοιχείων του χάρτη on the fly. Αυτό σημαίνει ότι χρησιμοποιώντας για παράδειγμα το Map Objects, θα πρέπει να γίνεται ενημέρωση του χάρτη (δηλαδή εισαγωγή νέων πυρκαγιών) χρησιμοποιώντας κάποιο άλλο λογισμικό όπως το ArcInfo της εταιρείας Esri. Το γεγονός αυτό αποτελεί σημαντικό μειονέκτημα εφόσον απαιτεί γνώση και χρήση πιο σύνθετου και ακριβού λογισμικού. 3.4 Λειτουργία με Αγγλική / Ελληνική γλώσσα Δεδομένου ότι το NATO ήταν ένας από τους χρηματοδότες του συστήματος αλλά και του γεγονότος ότι υπήρξε έντονο ενδιαφέρον για χρησιμοποίηση του συστήματος από την USA Forest Service, το σύστημα «Φαέθων» υποστηρίζει πλήρως την ελληνική και την αγγλική γλώσσα. Για αυτό τον λόγο, το λογισμικό που αναπτύχθηκε έχει την δυνατότητα να χρησιμοποιεί διαφορετικές γλώσσες (στους καταλόγους επιλογών, τα μηνύματα κλπ.) και ο χρήστης μπορεί εύκολα να επιλέγει την γλώσσα που επιθυμεί να χρησιμοποιεί. Το σύστημα αποθηκεύει αυτόματα τις επιλογές του χρήστη και κάθε φορά που γίνεται χρήση του λογισμικού χρησιμοποιούνται αυτόματα οι προεπιλεγμένες επιλογές.

7 Επίσης και το ευρετήριο δεδομένων που είναι απαραίτητο για να περιγράφει τα στοιχεία των μεταβλητών είναι δομημένο με τέτοιο τρόπο ώστε να υποστηρίζει ταυτόχρονα πολλαπλές γλώσσες. 4 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ (METADATA) Για να μπορεί να γίνει η διαχείριση των δεδομένων από το σύστημα δημιουργήθηκε ένα ευρετήριο δεδομένων το οποίο παρέχει όλες τις πληροφορίες σχετικά με τις μεταβλητές που περιγράφουν τα στοιχεία της βάσης δεδομένων. Αν Μ είναι το σύνολο των μεταβλητών που καταγράφονται για κάθε πυρκαγιά και χρησιμοποιεί το σύστημα «Φαέθων», τότε για το τυχαίο στοιχείο μ του συνόλου Μ, ορίζουμε σαν Ε(μ) το σύνολο των τελεστών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν με την μεταβλητή μ και σαν Τ(μ) το σύνολο των τιμών που μπορεί να πάρει η μεταβλητή μ. Για παράδειγμα αν η μ είναι η μεταβλητή μήνας τότε το σύνολο Ε(μ) περιέχει τα στοιχεία =,, >,, < και και το σύνολο Τ(μ) τις τιμές Ιανουάριος έως και Δεκέμβριος. Στο ευρετήριο δεδομένων περιγράφεται για κάθε μεταβλητή μ του συνόλου Μ: Το όνομα της μεταβλητής. Το όνομα αναφέρεται στα ελληνικά και τα αγγλικά αλλά υπάρχει πρόβλεψη για μελλοντική επέκταση χρησιμοποιώντας και άλλες γλώσσες. Ο τύπος της μεταβλητής. Χρησιμοποιήθηκαν τρεις τύποι μεταβλητών: Οι μεταβλητές οι οποίες παίρνουν διακριτές αριθμητικές τιμές (π.χ. το έτος, η ημερομηνία). Οι μεταβλητές οι οποίες παίρνουν διακριτές μη αριθμητικές τιμές (π.χ. κατεύθυνση του ανέμου) Οι μεταβλητές οι οποίες παίρνουν συνεχείς αριθμητικές τιμές (π.χ. ώρα έναρξης) Η μονάδα μέτρησης της μεταβλητής (εάν υπάρχει) σε ελληνικά και αγγλικά. Το σύνολο Τ(μ) των τιμών της μεταβλητής Η επεξήγηση των τιμών της μεταβλητής (για τις διακριτές μη αριθμητικές τιμές) σε ελληνικά και αγγλικά. Το σύνολο Ε(μ) των τελεστών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν με την μεταβλητή και Το πεδίο της βάσης δεδομένων που περιέχει την τιμή της μεταβλητής. 5 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 5.1 Επιλογή μεταβλητών Το σύστημα περιέχει στοιχεία για 51 μεταβλητές που καταγράφονται για κάθε πυρκαγιά. Εάν ο χρήστης επιθυμεί να επιλέξει μόνο μερικές από τις διαθέσιμες μεταβλητές και να χρησιμοποιεί μόνο αυτές, το σύστημα του παρέχει την δυνατότητα αυτή. 5.2 Κριτήρια επιλογής πυρκαγιών Ο χρήστης έχει την δυνατότητα να περιγράψει πλήρως και αναλυτικά οποιαδήποτε κριτήρια θέλει να ικανοποιούν οι πυρκαγιές που τον ενδιαφέρουν.

8 Τα κριτήρια τα οποία εισάγει ο χρήστης αποτελούν στην ουσία μια συνάρτηση Boole 8 η οποία έχει τιμή 1 για εκείνες τις πυρκαγιές που ενδιαφέρουν τον χρήστη και 0 για τις υπόλοιπες. (1) Σαν δυαδικές μεταβλητές στο σύστημα «Φαέθων» θεωρούμε κάθε διατεταγμένη τριάδα της μορφής (μ, ε, τ) όπου μ Μ, ε Ε(μ) και τ Τ(μ). Στο [Mano 1984] ορίζεται σαν ελαχιστόρος 9 κάθε γινόμενο (σύζευξη, το λογικό "και") δυαδικών μεταβλητών και σαν μεγιστόρος 10 κάθε άθροισμα (διάζευξη, το λογικό "ή") δυαδικών μεταβλητών. Είναι γνωστό από την άλγεβρα Boole ότι κάθε συνάρτηση Boole μπορεί να εκφραστεί σαν λογικό άθροισμα (διάζευξη) ελαχιστόρων αλλά και σαν λογικό γινόμενο (σύζευξη) μεγιστόρων. (2) Τα κριτήρια που εισάγει ο χρήστης στο σύστημα «Φαέθων», ονομάζονται συνθήκες. Οι συνθήκες αυτές συνδέονται μεταξύ τους με σύζευξη (το λογικό "και") ή διάζευξη (το λογικό "ή") και θεωρούμε ότι κάθε συνθήκη περικλείεται μέσα σε παρενθέσεις, ώστε να μην υπάρχει στον υπολογισμό των λογικών πράξεων. Συνεπώς, σύμφωνα με όσα αναφέρονται παραπάνω, μια συνθήκη είναι ένας μεγιστόρος ή ένας ελαχιστόρος. Η κάθε συνθήκη αποτελείται από μία ή περισσότερες δυαδικές μεταβλητές οι οποίες συνδέονται μεταξύ τους με σύζευξη (οπότε η συνθήκη είναι ελαχιστόρος) ή με διάζευξη (οπότε η συνθήκη είναι μεγιστόρος). Οι δυαδικές αυτές μεταβλητές στο σύστημα «Φαέθων», ονομάζονται υποσυνθήκες. Εάν οι υποσυνθήκες της κάθε συνθήκης συνδέονται μεταξύ τους με σύζευξη (το λογικό "και") τότε οι συνθήκες θα συνδέονται μεταξύ τους με διάζευξη οπότε η κάθε συνθήκη θα είναι μεγιστόρος. Εάν οι υποσυνθήκες της κάθε συνθήκης συνδέονται μεταξύ τους με διάζευξη (το λογικό "ή") τότε οι συνθήκες θα συνδέονται μεταξύ τους με σύζευξη οπότε η κάθε συνθήκη θα είναι ελαχιστόρος. Συνεπώς, τα κριτήρια που εισάγει ο χρήστης στο σύστημα «Φαέθων», αποτελούν είτε σύζευξη διαζεύξεων (δηλαδή λογικό γινόμενο μεγιστόρων) είτε διάζευξη συζεύξεων (δηλαδή λογικό άθροισμα ελαχιστόρων). (3) Οι προτάσεις (1), (2) και (3) αποδεικνύουν ότι με την μέθοδο που χρησιμοποιείται στο σύστημα «Φαέθων» για την εισαγωγή των κριτηρίων επιλογής για τις πυρκαγιές μπορεί να περιγραφτεί οποιαδήποτε συνθήκη οσοδήποτε περίπλοκη και αν είναι. 5.3 Παράδειγμα εισαγωγής κριτηρίου επιλογής πυρκαγιών Έστω ότι ο χρήστης ενδιαφέρεται να επιλέξει τις πυρκαγιές οι οποίες έγιναν το 1990 και συγκεκριμένα τους μήνες Ιανουάριο, Φεβρουάριο και Μάρτιο. Αυτό σημαίνει ότι θα εισάγει δύο συνθήκες, συνδεδεμένες με σύζευξη (το λογικό "και"). Η μία συνθήκη θα αποτελείται από μία και μόνο υποσυνθήκη δηλαδή «Έτος = 1990» και η άλλη θα αποτελείται από τρεις υποσυνθήκες συνδεδεμένες με διάζευξη (το λογικό "ή"). Η δεύτερη συνθήκη λοιπόν, θα είναι η «Μήνας = Ιανουάριος ή Μήνας = Φεβρουάριος ή Μήνας = Μάρτιος». Το κριτήριο επιλογής συνεπώς είναι το λογικό γινόμενο (σύζευξη) δύο μεγιστόρων. 8 Όπως ορίζεται στο [Mano 1984] συνάρτηση Boole είναι μια έκφραση που σχηματίζεται από δυαδικές μεταβλητές, τους λογικούς τελεστές "ή" και "και", το λογικό "όχι" και τις παρενθέσεις. 9 Μετάφραση του όρου minterm 10 Μετάφραση του όρου maxterm

9 Ο πρώτος μεγιστόρος αποτελείται μόνο από την λογική μεταβλητή «Έτος = 1990» και ο δεύτερος μεγιστόρος από το λογικό άθροισμα (διάζευξη) των τριών λογικών μεταβλητών «Μήνας = Ιανουάριος», «Μήνας = Φεβρουάριος», «Μήνας = Μάρτιος». Ο χρήστης περιγράφει την υποσυνθήκη που αποτελεί την πρώτη συνθήκη όπως φαίνεται στην επόμενη εικόνα, επιλέγοντας την μεταβλητή που επιθυμεί, τον τελεστή και την ανάλογη τιμή της μεταβλητής αυτής. Εικόνα 2: Περιγραφή συνθήκης με μια υποσυνθήκη Στην συνέχεια με την επιλογή «Νέα συνθήκη» δηλώνεται ότι οι υποσυνθήκες που έχουν περιγραφεί (στην συγκεκριμένη περίπτωση μία υποσυνθήκη) αποτελούν μια συνθήκη οπότε ο χρήστης αρχίζει την περιγραφή των υποσυνθηκών που αποτελούν την δεύτερη συνθήκη, όπως φαίνεται στην επόμενη εικόνα.

10 Εικόνα 3: Περιγραφή συνθήκης με πολλές υποσυνθήκες Και πάλι με την επιλογή «Νέα συνθήκη» δηλώνεται ότι οι τρεις υποσυνθήκες που έχουν περιγραφεί αποτελούν μια νέα συνθήκη, όπως φαίνεται στην επόμενη εικόνα. Εικόνα 4: Περιγραφή κριτηρίου αποτελούμενου από δύο συνθήκες

11 Στο τέλος της διαδικασίας περιγραφής των κριτηρίων για τις πυρκαγιές το σύστημα ενημερώνει τον χρήστη για τα κριτήρια που δόθηκαν. Εικόνα 5: Παρουσίαση των κριτηρίων επιλογής των πυρκαγιών 5.4 Παρουσίαση στοιχείων Εφόσον ο χρήστης έχει περιγράψει τα κριτήρια που πρέπει να ικανοποιούν οι πυρκαγιές που τον ενδιαφέρουν μπορεί με την κατάλληλη επιλογή να εστιάζει κάθε φορά τον χάρτη αυτόματα στις πυρκαγιές αυτές ανεξάρτητα από το σημείο το οποίο έδειχνε μέχρι τότε ο χάρτης. Το σύστημα «Φαέθων» εμφανίζει και με την μορφή του πίνακα τα στοιχεία για τις μεταβλητές και τις πυρκαγιές που έχει επιλέξει ο χρήστης, όπως φαίνεται στην επόμενη εικόνα. Εικόνα 6: Παρουσίαση των στοιχείων των πυρκαγιών με την μορφή πίνακα Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει, αν επιθυμεί, να εξάγει τα στοιχεία του πίνακα σε κάποιο αρχείο για επεξεργασία (όπως για το MS-Excel κλπ.) ή να καθορίσει αν θέλει να εμφανίζονται οι επεξηγήσεις των τιμών των μεταβλητών ή τα αντίστοιχα νούμερα. Για παράδειγμα αν επιθυμεί να βλέπει τους κωδικούς των επιθεωρήσεων δασών ή τα ονόματα τους κλπ. όπως περιγράφονται στο ευρετήριο δεδομένων (metadata).

12 5.5 Συγκεντρωτικοί πίνακες Το σύστημα «Φαέθων» παρέχει την δυνατότητα για δημιουργία συγκεντρωτικών πινάκων. Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει τις πυρκαγιές που τον ενδιαφέρουν και στην συνέχεια επιλέγοντας μια ή δύο μεταβλητές να δημιουργήσει έναν συγκεντρωτικό πίνακα. Για παράδειγμα, εάν ο χρήστης ενδιαφέρεται για την κατανομή των 284 πυρκαγιών, που συνέβησαν τον Ιανουάριο έως και τον Μάρτιο του 1990, ανάλογα με την ένταση του ανέμου και την εξακρίβωση αιτίου μπορεί να εξάγει τον σχετικό πίνακα όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Εικόνα 7: Δημιουργία συγκεντρωτικού πίνακα Επίσης, υπάρχει η δυνατότητα για υπολογισμό συγκεντρωτικών πινάκων με τα στοιχεία όλων των διαθέσιμων πυρκαγιών και όχι μόνο των πυρκαγιών που ικανοποιούν τα κριτήρια που έχουν εισαχθεί. 5.6 Θεματικοί χάρτες Μια άλλη δυνατότητα του συστήματος «Φαέθων» είναι η δημιουργία θεματικών χαρτών. Ο χρήστης επιλέγει την μεταβλητή για την οποία επιθυμεί να δημιουργήσει τον θεματικό χάρτη και εάν χρειάζεται (ανάλογα με την μεταβλητή) το πλήθος των διαστημάτων στα οποία θέλει να δημιουργηθεί ο θεματικός χάρτης. Στην συνέχεια το σύστημα εμφανίζει αυτόματα τον θεματικό χάρτη με το υπόμνημα που επεξηγεί τα διαφορετικά χρώματα των πυρκαγιών, όπως φαίνεται στην επόμενη εικόνα.

13 Εικόνα 8: Δημιουργία θεματικού χάρτη Στην περίπτωση του παραδείγματος αυτού, επειδή ο θεματικός χάρτης γίνεται ως προς την ημέρα της εβδομάδας το σύστημα θεωρεί αυτόματα σαν πλήθος διαστημάτων το επτά. Για την δημιουργία των θεματικών χαρτών και των υπομνημάτων είναι απαραίτητες μερικές από τις πληροφορίες που περιέχει το ευρετήριο δεδομένων (metadata) όπως το όνομα της μεταβλητής, ο τύπος της μεταβλητής, τα όρια τιμών της και άλλα. Τα όρια των διαστημάτων του θεματικού χάρτη υπολογίζονται τα εξής: Εάν η μεταβλητή παίρνει διακριτές αριθμητικές τιμές (π.χ. ο μήνας) τότε τα όρια θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν με το ίδιο πλάτος. Για παράδειγμα, εάν ο χρήστης ζητήσει θεματικό χάρτη ως προς τον μήνα, με 7 διαστήματα, τότε τα πέντε διαστήματα του θεματικού χάρτη θα έχουν πλάτος δύο μηνών και τα δύο πλάτος ενός μήνα το καθένα. Εάν η μεταβλητή παίρνει διακριτές μη αριθμητικές τιμές (π.χ. διεύθυνση του ανέμου) τότε το πλήθος των ορίων είναι προκαθορισμένο (ανάλογα με την μεταβλητή) και δεν το επιλέγει ο χρήστης, εφόσον μια τέτοια επιλογή δεν θα είχε νόημα. Εάν η μεταβλητή παίρνει συνεχείς αριθμητικές τιμές (π.χ. ώρα έναρξης) τότε τα όρια υπολογίζονται με απλό διαμερισμό του διαστήματος των τιμών της μεταβλητής σε ίσα διαστήματα.

14 5.7 Γραφικές παραστάσεις Γραφικές παραστάσεις από θεματικό χάρτη Εφόσον ο χρήστης έχει υπολογίσει έναν θεματικό χάρτη μπορεί να εμφανίσει στην οθόνη μια γραφική παράσταση των τιμών της μεταβλητής με την οποία έγινε ο θεματικός χάρτης όπως φαίνεται στην επόμενη εικόνα. Εικόνα 9: Δημιουργία γραφικής παράστασης από στοιχεία θεματικού χάρτη Οι τιμές της παράστασης αναφέρονται στις πυρκαγιές που ικανοποιούν τα κριτήρια που έχει εισάγει ο χρήστης Γραφικές παραστάσεις από συγκεντρωτικό πίνακα Όταν ο χρήστης υπολογίσει έναν συγκεντρωτικό πίνακα τότε το σύστημα «Φαέθων» του παρέχει την δυνατότητα να δημιουργήσει ένα μεγάλο πλήθος δυσδιάστατων ή τρισδιάστατων γραφικών παραστάσεων των στοιχείων του πίνακα αυτού. Η επόμενη εικόνα παρουσιάζει μια τέτοια γραφική παράσταση.

15 Εικόνα 10: Δημιουργία γραφικής παράστασης από στοιχεία συγκεντρωτικού πίνακα 6 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Το σύστημα «Φαέθων» έρχεται να καλύψει το κενό που υπάρχει στον Ελληνικό χώρο σχετικά με την διαθεσιμότητα πληροφοριών για τις δασικές πυρκαγιές που έχουν γίνει στο παρελθόν. Επιτρέπει την οργάνωση όλων των δεδομένων σε ένα ενιαίο περιβάλλον και υποβοηθά την ανάλυση τους μέσα από ένα φιλικό προς τον χρήστη user interface που παρουσιάζει τις πληροφορίες σε χάρτες χωρίς να απαιτεί την εγκατάσταση κάποιου ΓΣΠ. Τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του επιτρέπουν σε μη εξειδικευμένους χρήστες να επιλέγουν μέσα από ένα μεγάλο όγκο στοιχείων τις πληροφορίες που τους ενδιαφέρουν και να εξάγουν χρήσιμα συμπεράσματα. Οπωσδήποτε, σαν κάθε σύστημα με στοιχεία είναι απαραίτητη η συνεχής ανανέωση του με νέα δεδομένα. Το σύστημα σήμερα περιέχει τα στοιχεία για τα έτη από το 1983 μέχρι το Στοιχεία για τα έτη μετά από το 1992 μπορούν εύκολα να προστεθούν χωρίς καμία αλλαγή του προγράμματος που τα διαχειρίζεται. Το λογισμικό έχει αναπτυχθεί με τέτοιο τρόπο ώστε το Υπουργείο Γεωργίας να έχει την δυνατότητα να προσθέτει στοιχεία για άλλα έτη χωρίς την ανάγκη της ομάδας που το ανέπτυξε. 7 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] Mano Morris. Digital Design. Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, USA, 1984.

16 [2] Pearson Professional Ltd., GIS software what's on offer, Mapping Awareness in the United Kingdom and Ireland, vol. 10, num. 1, pages 31-35, February [3] Stamou N., Kalabokidis K. D., Konstantinidis P., Fotiou S., Christodoulou A., Blioumis V., Prastakos P., Diamantakis M., Kochilakis G. Improving the efficiency of the wildland fire prevention and suppression system in Greecein Proceedings 3rd International Conference on Forest Fire Research and 14th Conference on Fire and Forest Meteorology, November 1998, Luso-Coimbra, Portugal. Published by ADAI, University of Coimbra, Portugal. Pp [4] Geosoft Ltd, Map Server User Manual, United Kingdom, 1994