Φορητός Διαδραστικός Χάρτης της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού

Transcript

1 ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΛΛΑΔΑΣ Η Χαρτογραφία των Κρίσεων 15ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Θεσσαλονίκη, 31 Οκτωβρίου - 2 Νοεμβρίου 2018 Φορητός Διαδραστικός Χάρτης της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού Θωμάς ΚΟΥΚΟΛΕΤΣΟΣ 1, Ιωάννης ΠΙΣΠΙΔΙΚΗΣ 2, Ιωσήφ ΜΠΑΤΣΟΣ 3 Λέξεις κλειδιά: Ψηφιακός Χάρτης, tablet, android, ios, offline, ΓΥΣ, Διαδραστικός Χάρτης Περίληψη Στο παρόν παρουσιάζεται ο Φορητός Διαδραστικός Χάρτης (ΦΔΧ), που είναι ένα νέο ψηφιακό γεωγραφικό προϊόν της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (ΓΥΣ) σε περιβάλλον έξυπνης συσκευής (tablet / smartphone). Πρόκειται για ένα πακέτο γεωγραφικών δεδομένων για συγκεκριμένη περιοχή, που χρησιμοποιείται μέσω κατάλληλου λογισμικού θέασης και γεωγραφικής υποστήριξης. Με εκμετάλλευση του ενσωματωμένου δέκτη GPS και της κάμερας, καθώς και των δυνατοτήτων του λογισμικού, καθίσταται εφικτή η θέαση, συλλογή και επεξεργασία γεωγραφικής πληροφορίας στο πεδίο. Πέρα από την αυξημένη φορητότητα στο πεδίο, λόγω μεγέθους των συσκευών, δίνεται έμφαση στην αυτονομία της παρεχόμενης γεωγραφικής υποστήριξης. Για την υποστήριξη των Ενόπλων Δυνάμεων, επιδιώκεται η offline λειτουργία του ΦΔΧ, δηλαδή χωρίς την απαίτηση σύνδεσης σε κάποιο δίκτυο, είτε διότι αυτό δεν θα είναι διαθέσιμο στην περίπτωση στρατιωτικών επιχειρήσεων, είτε διότι η πρόσβαση δεν θα επιτρέπεται για λόγους ασφαλείας και αποκάλυψης της θέσης του χρήστη. Για την υλοποίηση των παραπάνω, ακολουθείται μία τυποποιημένη παραγωγική διαδικασία, κατά την οποία δημιουργούνται και φορτώνονται στη συσκευή διανυσματικά θεματικά επίπεδα, χάρτες και δορυφορική εικόνα. Η τελική χρήση του ΦΔΧ εκτιμάται ότι μπορεί να επεκταθεί πέρα από τις Ένοπλες Δυνάμεις. Η αυτονομία του, όταν δεν υπάρχει πρόσβαση στο διαδίκτυο για λήψη δορυφορικού υποβάθρου μέσω αντίστοιχης υπηρεσίας, η ταχύτατη προετοιμασία του μέσω κατάλληλης γραμμής παραγωγής του, καθώς και οι δυνατότητες που παρέχει το λογισμικό θέασης, εκτιμάται ότι θα μπορούσαν να το καταστήσουν ένα πολύτιμο εργαλείο στα χέρια των συνεργείων αντιμετώπισης κρίσεων και φυσικών καταστροφών. Abstract Hellenic Military Geographical Service (HMGS) presents Portable Interactive Map (PIM), which is a new digital map product for portable devices (tablet/smartphone). It is a package of spatial data for a specific area of interest, accessible through appropriate viewer software. Taking advantage of the embedded GPS receiver and camera, as well as the software capabilities, it is possible to locate, view, collect and process spatial data out in the field. Apart from the enhanced portability, provided by the device size, much attention is given on the offline geospatial support. Since currently PIM is designed for the Armed Forces, offline operation is essential, either because network will not be available during operations, or access will be avoided for security reasons, so as not to reveal the user position. Offline support is achieved through a standardized line of production, during which tailored maps, satellite imagery and vector data layers are created and loaded on the device. 1 Αγρονόμος τοπογράφος Μηχανικός ΕΜΠ, PhD στη Γεωπληροφορική, Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού, Ευελπίδων 4, Τηλ, , thomaskouk@yahoo.gr 2 Αγρονόμος τοπογράφος Μηχανικός ΕΜΠ, MSc & PhD Υποψήφιος στη Γεωπληροφορική, Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού, Ευελπίδων 4, Τηλ, , pispidikisj@yahoo.gr 3 Αναλυτής ΓΣΠ, Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού, Ευελπίδων 4, Τηλ, , josephbatsos@outlook.com

2 PIM usage could be extended beyond the Armed Forces. With offline access to satellite imagery and maps, as well as being able to prepare PIM rapidly through a suitable production line, it is estimated that, along with the viewer software capabilities, PIM could be a valuable tool in the hands of the emergency or crisis personnel dealing with a natural disaster. 1. Εισαγωγή Περνώντας στην ψηφιακή εποχή, ο ψηφιακός χάρτης δίνει στον τελικό χρήστη νέες δυνατότητες, σε σχέση με τον απλό αναλογικό χάρτη. Πέρα από το συνδυασμό υποβάθρων και γεωγραφικών επιπέδων πληροφορίας με μορφή διαφανών, η χρήση εργαλείων χωρικής ανάλυσης επιτρέπει τη σπουδή του εδάφους και την εκτέλεση πολύπλοκων επεξεργαστικών διαδικασιών, τα αποτελέσματα των οποίων υποβοηθούν τη διαδικασία λήψης απόφασης και την κοινή επιχειρησιακή εικόνα (Fu & Sun, 2010). Δικτυακές τεχνολογίες καθιστούν πλέον εφικτή τη διάχυση πληροφορίας γεωγραφικού περιεχομένου, τη χρήση εργαλείων και εν γένει αξιοποίηση της τεχνολογίας από απλούς χρήστες, μέσω στοχευμένων και φιλικών εφαρμογών, χωρίς να απαιτείται ειδικό λογισμικό, εξοπλισμός και τεχνογνωσία (Reichenbacher, 2008; Longley κ.α., 2008; Λοΐσιος κ.α., 2014; Rubalcava, 2015; Tomaszewski, 2015). Μία από τις νέες προκλήσεις που καλείται να αντιμετωπίσει πλέον ένας φορέας που παράγει γεωγραφικά δεδομένα, είναι η υποστήριξη των παραπάνω διαδικασιών σε πλατφόρμες έξυπνων συσκευών (tablets / smartphones). Αν και παρέχουν αυξημένη φορητότητα λόγω μεγέθους, η οθόνη μικρών διαστάσεων επιβάλλει μια διαφορετική προσέγγιση στον τρόπο χαρτογραφικής παρουσίασης των γεωγραφικών επιπέδων πληροφορίας και των λοιπών δυνατοτήτων που έχει μία εφαρμογή γεωχωρικής υποστήριξης, με γνώμονα τη φιλικότητα περιβάλλοντος και την ευκολία χρήσης. Είναι γεγονός ότι η Service-Oriented Αρχιτεκτονική (SOA) (Pispidikis κ.α., 2016), που επιβάλλει την κεντρική αποθήκευση, διαχείριση και διάχυση γεωγραφικών δεδομένων μέσω γεωγραφικών υπηρεσιών διαδικτύου, έχει ως πλεονέκτημα την πρόσβαση σε πραγματικό χρόνο στα πλέον επικαιροποιημένα δεδομένα (Fu & Sun, 2010). Ωστόσο, η γεωγραφική υποστήριξη χάνεται στην περίπτωση μη διαθεσιμότητας της σύνδεσης στο δίκτυο ή μη επαρκούς εύρους της. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η εφαρμογή Google Earth (Google Earth, 2018), που δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς πρόσβαση στο διαδίκτυο. Συνεπώς, οι έξυπνες συσκευές και οι αντίστοιχες εφαρμογές γεωγραφικού περιεχομένου καλούνται σε πολλές περιπτώσεις να λειτουργήσουν αυτόνομα (offline), παρέχοντας πληροφορία από πακέτα γεωγραφικών δεδομένων που έχουν εγκατασταθεί στη συσκευή. Όσες εφαρμογές δεν έχουν σχεδιαστεί με αυτό το σκοπό, στηρίζονται αποκλειστικά στις δικτυακές τεχνολογίες για να παρέχουν στον τελικό χρήστη χάρτες και πληροφορία μέσω δικτυακών υπηρεσιών. Στο παραπάνω πλαίσιο, παρουσιάζεται ο Φορητός Διαδραστικός Χάρτης (ΦΔΧ) της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (ΓΥΣ). Πρόκειται για ένα πακέτο γεωγραφικών δεδομένων για συγκεκριμένη περιοχή ενδιαφέροντος, που χρησιμοποιείται μέσω κατάλληλου λογισμικού γεωγραφικής υποστήριξης σε περιβάλλον έξυπνης συσκευής. Μέσω μιας τυποποιημένης διαδικασίας παραγωγής, εξάγονται και φορτώνονται στη συσκευή διανυσματικά θεματικά επίπεδα, πλεγματικοί χάρτες και δορυφορική εικόνα. Στόχος είναι ο χρήστης να μπορεί να έχει στο πεδίο τα δεδομένα και τις δυνατότητες που του παρέχει η ΓΥΣ σε άλλες ψηφιακές εφαρμογές σε περιβάλλον Windows (Λοΐσιος κ.α., 2014; Κουκολέτσος, 2016), χωρίς πρόσβαση σε οποιοδήποτε δίκτυο (offline). Παράλληλα, το λογισμικό που διαχειρίζεται τα δεδομένα, παρέχει δυνατότητες συνδυασμού γεωγραφικών επιπέδων, εμφάνισης περιγραφικής πληροφορίας, μετρήσεων στο χάρτη, και αναζήτησης αντικειμένων. Τέλος, οι δυνατότητες σχεδίασης από τον τελικό χρήστη διανυσματικών δεδομένων (σημείων, γραμμών, πολυγώνων), σε συνδυασμό με την αξιοποίηση του δέκτη GPS και της κάμερας της συσκευής, το καθιστούν ένα πολύτιμο εργαλείο συλλογής πληροφοριών στο πεδίο και άμεσης διαμοίρασής τους ή αποστολής 4 τους στο κέντρο λήψης αποφάσεων. 4 Στην περίπτωση συσκευής που δεν επιτρέπεται να συνδεθεί στο διαδίκτυο για λόγους ασφαλείας, η αποστολή μπορεί να γίνει με τεχνολογία Bluetooth προς κατάλληλη κοντινή συσκευή, η οποία διαθέτει τεχνολογία κρυπτογράφησης σήματος και αναλαμβάνει την περαιτέρω ασύρματη διαβίβαση της πληροφορίας με ασφάλεια.

3 Ο ΦΔΧ αποτελεί την τρίτη προσέγγιση γεωγραφικής υποστήριξης των Ενόπλων Δυνάμεων. Ξεκινώντας από τη δικτυακή εφαρμογή Ερατοσθένης (Λοΐσιος κ.α., 2014), η ΓΥΣ προχώρησε στον αυτόνομο (μη δικτυακό) Ψηφιακό Διαδραστικό Χάρτη (ΨΔΧ) σε περιβάλλον Windows (Κουκολέτσος, 2016). Ο ΦΔΧ, σε περιβάλλον Αndroid και ios, εκτιμάται ότι κλείνει τον κύκλο σύγχρονης γεωγραφικής υποστήριξης, επεκτείνοντας την αυτονομία και τη φορητότητα στο πεδίο. 2. Αρχιτεκτονική 2.1. Λογισμικό Η παρεχόμενη γεωγραφική υποστήριξη μπορεί να υλοποιηθεί είτε αυτόνομα είτε δικτυακά. Η SOA αποτελεί χαρακτηριστική αρχιτεκτονική σχεδίαση για την δικτυακή προσέγγιση, όπου η διάχυση των διαθέσιμων δεδομένων επιτυγχάνεται μέσω υπηρεσιών διαδικτύου. Η εν λόγω προσέγγιση παρέχει σημαντικά πλεονεκτήματα και συνεπώς, έχει υιοθετηθεί από πληθώρα οργανισμούς και έρευνες (Λοΐσιος κ.α., 2014; Pispidikis κ.α., 2015; Pispidikis κ.α., 2016; Sun κ.α, 2017; Pispidikis κ.α., 2018). Για την επέκταση της γεωγραφικής υποστήριξης σε χαμηλότερα κλιμάκια διοίκησης, η ΓΥΣ όρισε ως βασικό πυλώνα την offline λειτουργία. Έτσι, αρχικά υλοποιήθηκε ο ΨΔΧ σε περιβάλλον Windows (Κουκολέτσος, 2016). Ωστόσο, η αδυναμία του ΨΔΧ να λειτουργήσει σε περιβάλλον έξυπνων συσκευών, οδήγησε τη ΓΥΣ στη δημιουργία του ΦΔΧ, επεκτείνοντας την αυτονομία και τη φορητότητα στο πεδίο. Για τη επιλογή λογισμικού δημιουργίας του ΦΔΧ, εξετάστηκαν λύσεις που αξιοποιούνται από Ένοπλες Δυνάμεις άλλων χωρών (Caputo, 2010) και αξιολογήθηκαν οι δυνατότητες που παρέχουν υπάρχοντα λογισμικά. Ως βασικά κριτήρια αξιολόγησης χρησιμοποιήθηκαν το χαμηλό κόστος παραγωγής, το μηδενικό κόστος στον τελικό χρήστη (με δεδομένη την ύπαρξη συσκευής), η ελαχιστοποίηση της απαίτησης συγγραφής κώδικα από πλευράς ΓΥΣ, η παροχή επαυξημένων γεωγραφικών δυνατοτήτων στον τελικό χρήστη, η δυνατότητα εναρμόνισης της γραμμής παραγωγής του τελικού προϊόντος με τις υπάρχουσες στη ΓΥΣ. Ο Πίνακας 1 παρουσιάζει συνοπτικά τα αποτελέσματα σύγκρισης. Για τη δημιουργία του ΦΔΧ, χρησιμοποιείται εμπορικό λογισμικό της εταιρείας ESRI (ESRI, 2018) και κατάλληλη επέκταση (extension) της εταιρίας DataEast (DataEast, 2018). Η επεξεργασία προετοιμασία των δεδομένων γίνεται σε περιβάλλον ArcGIS Desktop. Χρησιμοποιώντας την επέκταση CarryMap Builder (CarryMap, 2018), τα δεδομένα εξάγονται σε μορφότυπο cmf2, που είναι κατάλληλο για το δωρεάν λογισμικό θέασης CarryMap σε πλατφόρμες Android / ios. Το λογισμικό CarryMap επιλέχθηκε μετά από δοκιμές διαφόρων διαθεσίμων εμπορικών λογισμικών, για τους παρακάτω λόγους: Καθιστά δυνατή τη δημιουργία πακέτων γεωγραφικών δεδομένων από τη ΓΥΣ και τη φόρτωσή τους σε συσκευή στο επίπεδο του τελικού χρήστη, χωρίς να απαιτείται δίκτυο. Αξίζει να σημειωθεί ότι το λογισμικό θέασης του ΦΔΧ επιτρέπει την ταυτόχρονη θέαση υποβάθρων από διαδικτυακές πηγές μέσω υπηρεσιών διαδικτύου. Ωστόσο, η εν λόγω δυνατότητα δεν εξετάζεται, επειδή ο στόχος ανάπτυξής του ΦΔΧ είναι η παροχή αυτόνομης (offline) γεωγραφικής υποστήριξης. Διατηρεί στο μέγιστο βαθμό το χαρτογραφικό συμβολισμό των διανυσματικών δεδομένων στο τελικό προϊόν. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να χρησιμοποιηθούν, με μικρές τροποποιήσεις, τα ίδια αρχεία που χρησιμοποιεί η ΓΥΣ για την παραγωγή δεδομένων στη δικτυακή εφαρμογή Ερατοσθένης και στον offline Ψηφιακό Διαδραστικό Χάρτη. Έτσι επιτυγχάνεται εξοικονόμηση πόρων και εναρμονισμός των γραμμών παραγωγής της ΓΥΣ, ενώ ταυτόχρονα εξασφαλίζεται ομοιομορφία απεικόνισης γεωγραφικών δεδομένων σε επίπεδο τελικού χρήστη, ανεξάρτητα από την πλατφόρμα χρήσης και το λογισμικό θέασης. Παρέχει την πλειοψηφία των δυνατοτήτων διαδραστικότητας μεταξύ τελικού χρήστη και χάρτη, με τις περισσότερες να είναι αντίστοιχες με αυτές που παρέχονται από τα άλλα δύο προϊόντα της ΓΥΣ, δηλαδή τον Ερατοσθένη (Λοΐσιος κ.α., 2014) και τον ΨΔΧ (Κουκολέτσος, 2016).

4 Παρέχει πολλαπλά επίπεδα ασφάλειας δεδομένων (κωδικός πρόσβασης, ημερομηνία λήξης, κλείδωμα με βάση μια μοναδική ταυτότητα (DeviceID) της συσκευής, υδατογράφημα, τελικός μορφότυπος δεδομένων κλειστού τύπου). Πέρα από το κόστος απόκτησης της επέκτασης για τη δημιουργία του ΦΔΧ, δεν απαιτείται επιπλέον κόστος σε επίπεδο τελικού χρήστη, ανεξάρτητα από τον αριθμό των συσκευών στις οποίες θα εγκατασταθεί. Δεν απαιτείται η ανάπτυξη εφαρμογής από το μηδέν ή γενικότερα ο προγραμματισμός από τη ΓΥΣ. Πίνακας 1. Σύγκριση λογισμικών για παραγωγή ΦΔΧ Δυνατότητες λογισμικού AppStudio for ArcGIS ArcMap & Adobe Pro 5 Avenza Maps CarryMap Mappt MILITARY Maps.ME SW Maps TerraGo Edge Υποστηριζόμενοι μορφότυποι δεδομένων Όλοι της ESRI geospatial pdf geotiff, pdf cmf2, gpkg, kmz ecw, jp2, gpkg kml, shp Συμβατότητα με γραμμές παραγωγής ΓΥΣ Υψηλή Υψηλή Υψηλή Υψηλή Υψηλή kml, osm kml, shp, mbtiles geopdf, gpkg, shp, kml ΟΧΙ Μέτρια Υψηλή Λειτουργία offline με δεδομένα ΓΥΣ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΝΑΙ ΝΑΙ Συμβατότητα με έξυπνες συσκευές ΝΑΙ Μέτρια ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ Ασφάλεια διαρροής γεωγραφ. δεδομένων Μέτρια Μέτρια ΟΧΙ Υψηλή Μέτρια ΟΧΙ ΟΧΙ Μέτρια Υποστήριξη online γεωγραφικών υπηρεσιών ΝΑΙ ΟΧΙ ΝΑΙ ΝΑΙ NAI ΟΧΙ Απαιτούμενο κόστος παραγωγής προϊόντος Υψηλό Μέτριο Μηδέν Χαμηλό Υψηλό Μηδέν Μηδέν Υψηλό Απαιτούμενο κόστος χρήσης προϊόντος ΝΑΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΟΧΙ NAI Υποστήριξη πολλαπλών κλιμάκων ΝΑΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΝΑΙ NAI ΝΑΙ ΝΑΙ ΟΧΙ Υποστήριξη raster δεδομένων ΝΑΙ NAI ΝΑΙ ΝΑΙ NAI ΟΧΙ ΝΑΙ NAI Υποστήριξη vector δεδομένων (layers) ΝΑΙ NAI OXI ΝΑΙ NAI Σημεία ΝΑΙ NAI Υποστήριξη μεγάλης περιοχής δεδομένων ΝΑΙ Μέτρια ΟΧΙ ΝΑΙ NAI ΝΑΙ ΝΑΙ Μέτρια Χρήση συν/νων πέρα από wgs 84 ΝΑΙ OXI NAI NAI NAI ΟΧΙ ΟΧΙ ΝΑΙ Μέτρηση αποστάσεων εμβαδών ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ NAI ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ Συλλογή γεωγραφικών δεδομένων χρήστη ΝΑΙ ΟΧΙ Σημεία ΝΑΙ NAI Σημεία ΝΑΙ ΝΑΙ Αναζήτηση με όνομα (σε vector δεδομένα) ΝΑΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ Ενσωμάτωση περιγραφικής πληροφορίας ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ NAI ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ Απεικόνιση στίγματος GPS στο χάρτη ΝΑΙ OXI NAI NAI NAI ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ Απαίτηση συγγραφής κώδικα από ΓΥΣ ΝΑΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΟΧΙ NAI NAI 5 Πολυεπίπεδος Ψηφιακός Χάρτης (Καγιαδάκης κ.α., 2012)

5 2.2. Τελικοί χρήστες και λειτουργικότητα ΦΔΧ Ο ΦΔΧ απευθύνεται στο προσωπικό των Ενόπλων Δυνάμεων, που γενικά δεν διαθέτει ιδιαίτερες γνώσεις στα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (GIS), ενώ η επαφή του με την τεχνολογία ποικίλει. Τα δεδομένα έχουν δομηθεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να παρέχεται γεωγραφική υποστήριξη σε κάθε περίπτωση χρήστη. Στο χαμηλότερο επίπεδο, παρέχεται η δυνατότητα θέασης και πλοήγησης στα γεωγραφικά δεδομένα (pan - zoom). Σε επόμενο επίπεδο, ο χρήστης μπορεί να αντλεί και να αναζητεί περιγραφική πληροφορία σε διανυσματικά δεδομένα και να τα ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί, προκειμένου να συνθέσει τον δικό του χάρτη ειδικού σκοπού. Τέλος, ο εξοικειωμένος χρήστης μπορεί να χρησιμοποιήσει τα διαθέσιμα εργαλεία του ΦΔΧ, να συλλέξει γεωγραφική πληροφορία στο πεδίο, να προσθέσει περιγραφική πληροφορία και να συμβολίσει χαρτογραφικά τα δεδομένα του. 3. Δημιουργία ΦΔΧ 3.1. Προετοιμασία δεδομένων Το σύνολο των δεδομένων που χρησιμοποιούνται, συντηρούνται σε κεντρική χωρική βάση δεδομένων (ΧΒΔ) της ΓΥΣ. Μετά από δοκιμές με σκοπό την ταχεία και απρόσκοπτη παραγωγή: Τα τελικά δεδομένα μετατράπηκαν και αποθηκεύτηκαν στο επιθυμητό τελικό προβολικό σύστημα αναφοράς σε κεντρική ΧΒΔ. Σε αντίθεση με τον ΨΔΧ, ο ΦΔΧ δεν μπορεί να παραχθεί σε διαφορετικό σύστημα αναφοράς από αυτό των δεδομένων. Για λόγους απόδοσης σε συσκευές μειωμένης επεξεργαστικής ισχύος (έξυπνες συσκευές), εφαρμόστηκε χαρτογραφική γενίκευση σε ογκώδη διανυσματικά δεδομένα (π.χ. ισοϋψείς), με αλγόριθμο Douglas-Peucker και παραμέτρους ανοχής ανάλογες της εκάστοτε κλίμακας θέασης. Ελέγχθηκε και τροποποιήθηκε κατάλληλα ο χαρτογραφικός συμβολισμός που ακολουθεί η ΓΥΣ, στις περιπτώσεις που λόγω πολυπλοκότητας δεν μπορούσε να υλοποιηθεί από την τρέχουσα έκδοση του λογισμικού. Διαπιστώθηκε ότι η εφαρμογή δεν υποστηρίζει την άντληση τιμής εικονοστοιχείου (pixel) από πλεγματικό (raster) αρχείο, με αποτέλεσμα ο χρήστης να μην μπορεί να έχει πρόσβαση σε τιμές υψομέτρου ή κλίσης εδάφους σε σημείο της επιλογής του. Το πρόβλημα αντιμετωπίστηκε μετατρέποντας τα αντίστοιχα raster αρχεία σε vector (διανυσματικά) με πολυγωνική μορφή. Δομήθηκε ένα αρχείο χαρτοσύνθεσης σε μορφότυπο mxd, στο οποίο φορτώθηκε το επιθυμητό σύνολο των δεδομένων και ρυθμίστηκαν όλες οι λεπτομέρειες χαρτογραφικής απεικόνισης για κάθε επίπεδο, όπως συμβολισμός, κλίμακες θέασης, πεδία περιγραφικής πληροφορίας στα οποία θέλουμε να έχει πρόσβαση ο τελικός χρήστης, ετικέτες, ψευδώνυμα πεδίων, μεταδεδομένα κ.α. Ειδικότερα, με τα δύο πρώτα επιτυγχάνεται η παροχή ενός ευανάγνωστου χάρτη σε κάθε κλίμακα εστίασης, με αυτόματη απενεργοποίηση των δεδομένων εκτός κλίμακας Διαδικασία δημιουργίας ΦΔΧ Ένας τελικός ΦΔΧ περιλαμβάνει ένα μεγάλο αριθμό γεωγραφικών επιπέδων, με δεδομένα για μία συγκεκριμένη περιοχή περιορισμένης σχετικά έκτασης (π.χ. μέγεθος νομού). Για τη δημιουργία του απαιτείται μια πολυγωνική περιοχή ενδιαφέροντος του τελικού αποδέκτη. Στη συνέχεια, ακολουθείται μία αυτοματοποιημένη διαδικασία παραγωγής δεδομένων μέσω ενός Python Script, κατά την οποία: προσπελαύνεται το σύνολο των επιπέδων του αρχείου mxd και αναζητείται η πηγή των δεδομένων στην κεντρική ΧΒΔ. Για κάθε επίπεδο, γίνεται έλεγχος αν υπάρχουν δεδομένα στην περιοχή ενδιαφέροντος. Αν υπάρχουν, τότε αποκόπτονται και αποθηκεύονται σε τοπική γεωβάση (File GDB).

6 Δημιουργείται ένα νέο αρχείο χαρτοσύνθεσης mxd, το οποίο περιέχει μόνο τα επίπεδα του αρχικού mxd που έχουν δεδομένα στην περιοχή ενδιαφέροντος (τα λοιπά διαγράφονται). Η πηγή των δεδομένων διορθώνεται αυτόματα, ώστε να αντιστοιχεί στην τοπική γεωβάση. Η Εικόνα 1 παρουσιάζει το σχετικό διάγραμμα ροής υψηλού επιπέδου. Σημειώνεται ότι η εν λόγω αυτοματοποιημένη διαδικασία υιοθετείται και για τη δημιουργία του Ψηφιακού Διαδραστικού Χάρτη (σε περιβάλλον Windows για το λογισμικό θέασης ArcReader) (Κουκολέτσος κ.α., 2018). Εικόνα 1. Διάγραμμα ροής για τη δημιουργία ενός ΦΔΧ Στη συνέχεια ακολουθούνται ημιαυτόματες διαδικασίες εξαγωγής σε μορφότυπο cmf2 μέσω γραφικού περιβάλλοντος εργασίας. Σε αυτό το στάδιο δηλώνεται η τοποθεσία δημιουργίας του ΦΔΧ, ορίζονται τα επίπεδα στα οποία επιτρέπεται στο χρήστη να αντλεί πληροφορία με κλικ στο γεωγραφικό αντικείμενο ή να κάνει αναζήτηση με χρήση λήμματος, εισάγεται η περιγραφική πληροφορία για δεδομένα που παρέχονται (μεταδεδομένα) και γίνονται οι απαραίτητες ρυθμίσεις ασφαλείας (υδατογράφημα, κωδικός συσκευής, κωδικός πρόσβασης, ημερομηνία λήξης πρόσβασης στο αρχείο κ.α.). Tα επίπεδα εξάγονται τμηματικά σε θεματικά πακέτα δεδομένων, ώστε να μπορούν να φορτώνονται από τον τελικό χρήστη, εάν και εφόσον απαιτούνται. Παραδείγματα τέτοιων πακέτων δεδομένων είναι ο Τοπογραφικός, Δορυφορικός ή Ανάγλυφος Χάρτης, (όλα πλεγματικής (raster) μορφής για χρήση ως υπόβαθρα), βασικά χαρτογραφικά επίπεδα (διανυσματικά επίπεδα που επιθέτονται στο ανάγλυφο για τη σύνθεση χάρτη), ισοϋψείς καμπύλες, πλέγμα συντεταγμένων κ.α. 4. Περιγραφή ΦΔΧ 4.1. Δυνατότητες ΦΔΧ Η Εικόνα 2 παρουσιάζει συνοπτικά τις δυνατότητες του ΦΔΧ. Αναλυτικότερα, ο ΦΔΧ παρέχει στον τελικό χρήστη τις ακόλουθες δυνατότητες: α. Επιτρέπει τη φόρτωση πλεγματικών (raster) και διανυσματικών (vector) δεδομένων πολλαπλών κλιμάκων, ώστε η πληροφορία στην οθόνη να είναι πάντα εναργής και εύληπτη (μετά από κατάλληλη χαρτογραφική επεξεργασία και συμβολισμό από τη ΓΥΣ), ανεξάρτητα από το επίπεδο εστίασης (zoom level). Το τελικό αποτέλεσμα είναι αντίστοιχο με αυτό μιας δικτυακής χαρτογραφικής υπηρεσίας. β. Επιτρέπει τη χρήση πολλαπλών υποβάθρων ή λογικών ομάδων διανυσματικών δεδομένων (group layers), τα οποία ο χρήστης μπορεί να ενεργοποιεί ή να αποκρύπτει κατά το δοκούν. Κάθε πακέτο δεδομένων που ενεργοποιείται, καλύπτει τα προηγούμενα (εκτός αν έχει καθοριστεί ένα ποσοστό διαφάνειας κατά τη δημιουργία του). Αν και η ΓΥΣ ρυθμίζει κατάλληλα τη διαφάνεια και προτείνει συγκεκριμένη σειρά φόρτωσης των παρεχόμενων πακέτων δεδομένων για το χαρτογραφικά βέλτιστο οπτικό αποτέλεσμα (π.χ. οι ισοϋψείς πάνω από το ανάγλυφο εδάφους και

7 κάτω από το οδικό υδρογραφικό δίκτυο), ο χρήστης είναι ελεύθερος να τη διαφοροποιήσει κατά τη χρήση της εφαρμογής. γ. Ο χρήστης μπορεί να αντλήσει την περιγραφική πληροφορία σε διανυσματικά δεδομένα ( Identify με κατάδειξη στη γεωγραφική οντότητα). Αρχικά, η πληροφορία απεικονίζεται συνοπτικά (π.χ. όνομα αεροδρομίου) και στη συνέχεια, αν ο χρήστης επιθυμεί επιπλέον στοιχεία, σε αναδυόμενο παράθυρο (π.χ. στην περίπτωση ενός αεροδρομίου ο χρήστης θα λάβει πληροφορία για τον κωδικό αεροδρομίου, το μήκος διαδρόμου, τους τύπους αεροσκαφών που υποστηρίζει κ.α.). Εικόνα 2. Δυνατότητες Φορητού Διαδραστικού Χάρτη

8 δ. Είναι δυνατή η αναζήτηση με λέξη-κλειδί (λήμμα) σε οποιοδήποτε από τα διανυσματικά επίπεδα έχει ο ΦΔΧ (κατόπιν ανάλογης παραμετροποίησης από τη ΓΥΣ). Με την εμφάνιση των αποτελεσμάτων αναζήτησης, ο χρήστης μπορεί είτε να εστιάσει στο αντικείμενο, είτε να δει την αντίστοιχη περιγραφική πληροφορία με μορφή πίνακα. ε. Παρέχεται η δυνατότητα διαδραστικού υπολογισμού μετρητικής πληροφορίας (αποστάσεις και εμβαδά). στ. Παρέχεται η δυνατότητα άντλησης γεωγραφικών και προβολικών συντεταγμένων σε σημείο κατάδειξης του χρήστη στην οθόνη, καθώς και η εστίαση του χάρτη σε δοθείσες συντεταγμένες. ζ. Μπορεί να γίνει περιστροφή του χάρτη, ώστε να προσανατολιστεί το περιεχόμενο της οθόνης με αυτό που βλέπει ο χρήστης στο πεδίο. η. Απεικονίζεται το στίγμα του δέκτη GPS της συσκευής στο χάρτη. Υπάρχει η δυνατότητα να περιστρέφεται και να μετακινείται αυτόματα ο χάρτης, έτσι ώστε το η θέση του χρήστη να είναι πάντα στο κέντρο της οθόνης. Το στίγμα GPS μπορεί να αποθηκευτεί σε σημειακό αρχείο (θέση) ή γραμμικό (διαδρομή). θ. Παρέχεται η δυνατότητα δημιουργίας διανυσματικών δεδομένων με περιγραφική πληροφορία από τον τελικό χρήστη. Πέρα από τη σχεδίαση ψηφιοποίηση της γεωμετρίας ενός αντικειμένου στο χάρτη, ο χρήστης μπορεί να προσθέσει όσα πεδία περιγραφικής πληροφορίας επιθυμεί και να καθορίσει το τύπο των δεδομένων (data type) που θα συμπληρώνεται (π.χ. κείμενο, ακέραιος ή δεκαδικός αριθμός κ.α.). Ιδιαίτερης σημασίας είναι η δυνατότητα αποθήκευσης αρχείου φωτογραφίας που συλλέγεται στο πεδίο, για κάθε αντικείμενο που ψηφιοποιείται στο έδαφος, χρησιμοποιώντας την κάμερα της συσκευής. ι. Τα παραγόμενα διανυσματικά δεδομένα του χρήστη λαμβάνουν αυτόματα προκαθορισμένο χαρτογραφικό συμβολισμό. Υπάρχει δυνατότητα τροποποίησής του, η οποία περιλαμβάνει χρώμα του εσωτερικού (γέμισμα) και του περιγράμματος του συμβόλου, διαφάνεια, χρήση εικόνας ως σύμβολο στην περίπτωση σημειακών δεδομένων, εμφάνιση ή όχι της τιμής ενός πεδίου ως ετικέτα και παραμετροποίηση της ετικέτας (μέγεθος γραμματοσειράς και χρώμα). ια. Τα δεδομένα χρήστη αποθηκεύονται αυτόματα τοπικά στη συσκευή, ακολουθώντας το ανοικτό μορφότυπο GeoPackage (GPKG). Υπάρχει η δυνατότητα διαμοίρασής τους με άλλους χρήστες, με εξαγωγή του αρχείου δεδομένων στα μορφότυπα GPKG και KMZ, διατηρώντας τον συμβολισμό και επιτρέποντας έτσι τη διαλειτουργικότητα και με άλλες εφαρμογές, όπως το Google Earth. Η διαμοίραση μπορεί να γίνει ασύρματα (μέσω wifi ή Bluetooth τεχνολογίας) ή ενσύρματα (αντιγραφή αρχείου μέσω usb καλωδίου). Ειδικότερα, για την ασύρματη διαμοίραση της πληροφορίας, το μικρό σχετικά μέγεθος των vector δεδομένων καθιστά δυνατή την αποστολή της ακόμα και σε ένα υποτυπώδες ασύρματο δίκτυο με χαμηλό εύρος διαμεταγωγής. ιβ. Στο πλαίσιο της διαλειτουργικότητας σε επίπεδο πλατφόρμας, υπάρχει αντίστοιχη έκδοση του λογισμικού θέασης για Windows. Έτσι, παρέχεται η δυνατότητα θέασης στο γραφείο (σε υπολογιστή) τόσο των δεδομένων της ΓΥΣ (σε μορφή cmf2), όσο και των δεδομένων που συλλέγει ο χρήστης στο πεδίο (σε μορφή GPKG ή KMZ). ιγ. Γενικότερα, η διαδικασία δημιουργίας του ΦΔΧ και το λογισμικό θέασης παρέχουν τη δυνατότητα τμηματικής παραγωγής και φόρτωσης δεδομένων διαφορετικών περιοχών στο ίδιο περιβάλλον εφαρμογής. Με τον τρόπο αυτό, όταν μία περιοχή ενδιαφέροντος είναι πολύ μεγάλη, μπορεί να τεμαχιστεί και να είναι ευκολότερη η δημιουργία του ΦΔΧ. Στην αντίστοιχη περίπτωση του ΨΔΧ αυτό δεν είναι εφικτό, καθώς το αποτέλεσμα του ΨΔΧ είναι ένα συνολικό και κλειστό πακέτο δεδομένων που δεν μπορεί να επεκταθεί στο επίπεδο τελικού χρήστη Περιορισμοί - προβλήματα ΦΔΧ Διαπιστώθηκαν οι ακόλουθοι περιορισμοί: α. Όσο αυξάνεται σε έκταση η περιοχή ενδιαφέροντος, τόσο πιο χρονοβόρα είναι η δημιουργία των πακέτων δεδομένων του ΦΔΧ, ιδιαίτερα στην περίπτωση πλεγματικών αρχείων. Τα

9 διανυσματικά δεδομένα παράγονται ταχύτερα, όμως στην περίπτωση πολύπλοκων δεδομένων (ογκώδη αρχεία με σύνθετη γεωμετρία) υπάρχει η περίπτωση αστοχίας στην παραγωγή τους, λόγω περιορισμών του υλικού (hardware). Στην αντίστοιχη περίπτωση του ΨΔΧ, φαίνεται ότι γίνεται καλύτερη διαχείριση των πόρων του συστήματος, οπότε οι αστοχίες είναι πιο σπάνιες. Για την παραγωγή του ΦΔΧ, η κάθε περίπτωση αστοχίας αντιμετωπίζεται ξεχωριστά και με μη αυτόματες διαδικασίες, με στόχο τη σταδιακή βελτιστοποίηση των πολύπλοκων δεδομένων στη κεντρική βάση δεδομένων. β. Το λογισμικό θέασης υιοθετεί ως σύστημα αναφοράς των δεδομένων αυτό που έχει το πρώτο πακέτο δεδομένων που θα φορτωθεί. Αν ο χρήστης φορτώσει στη συνέχεια δεδομένα σε άλλο σύστημα αναφοράς, το λογισμικό δεν μπορεί να τα διορθώσει ανάγει αυτόματα στη σωστή τους θέση, οπότε οι συντεταγμένες τους δεν θα είναι ορθές. Καθώς δεν εμφανίζεται κάποιο μήνυμα σφάλματος, είναι εύκολο αυτό το πρόβλημα να μην γίνει αντιληπτό από τον τελικό χρήστη. γ. Διαπιστώθηκε ότι υπό συνθήκες οι οποίες διερευνώνται προς το παρόν από τη ΓΥΣ, η εφαρμογή μπορεί να τερματιστεί απότομα. Σε αυτή την περίπτωση ο χρήστης την επανεκκινεί. Το πλεονέκτημα, σε αντίθεση με τον ΨΔΧ και τον Ερατοσθένη, είναι ότι ο ΦΔΧ θα αρχίσει στην κατάσταση που έκλεισε τελευταία, εστιασμένος στην περιοχή και με ενεργοποιημένα τα επίπεδα που ρύθμισε ο χρήστης. δ. Το αντίστοιχο λογισμικό θέασης σε περιβάλλον Windows, πέρα από τη φόρτωση και θέαση των δεδομένων, έχει περιορισμένες δυνατότητες σε σχέση με το αντίστοιχο σε πλατφόρμες Android/iOS. Συγκεκριμένα, ο χρήστης δεν μπορεί να περιστρέψει το χάρτη, να διαβάσει συντεταγμένες σε σημείο ή να μεταβεί σε δοθείσες συντεταγμένες, να συλλέξει και να αποθηκεύσει γεωγραφικά δεδομένα. Μπορεί όμως να διαχειριστεί (φορτώσει ανοίξει κλείσει) τα πακέτα δεδομένων, να κάνει αναζητήσεις με λέξη-λήμα, να μετρήσει στο χάρτη και να φορτώσει διαδικτυακά υπόβαθρα (π.χ. από τα υπόβαθρα του ArcGIS Online). 5. Συμπεράσματα Ως τρίτη προσέγγιση παροχής γεωγραφικής υποστήριξης στις Ένοπλες Δυνάμεις, ο ΦΔΧ εκτιμάται ότι επεκτείνει την εικόνα χάρτη στο χαμηλότερο κλιμάκιο διοίκησης. Ξεκινώντας από τη δικτυακή εφαρμογή Ερατοσθένης (Λοΐσιος κ.α., 2014), που καλύπτει τα δικτυωμένα κέντρα λήψης αποφάσεων, η γεωγραφική υποστήριξη συνεχίζει στο επόμενο κλιμάκιο διοίκησης με τη μορφή του ΨΔΧ (Κουκολέτσος, 2016), σε περιβάλλον windows και κυρίως εντός γραφείου, χωρίς απαραίτητα πρόσβαση στο δίκτυο. Η offline υποστήριξη επεκτείνεται μέσω του ΦΔΧ, η οποία λόγω της αυξημένης φορητότητάς του μπορεί να φτάσει σε επίπεδο μαχητή, στο πεδίο της μάχης. Οι απαιτήσεις λειτουργίας του ΦΔΧ στο πεδίο της μάχης, δηλαδή η παροχή offline γεωγραφικών δεδομένων (χωρίς δίκτυο) σε μικρή συσκευή, με δυνατότητες συλλογής γεωγραφικής και περιγραφικής πληροφορίας, εκτιμάται ότι προσομοιάζουν τις συνθήκες που θα επιβάλλει μία φυσική καταστροφή (π.χ. πυρκαγιά, σεισμός, πλημμύρα). Στην περίπτωση αυτή, τα σωστικά συνεργεία θα πρέπει να μεταβούν σε μία περιοχή με κατεστραμμένες υποδομές (άρα αδυναμία πρόσβασης σε δίκτυο), όπου η εικόνα του εδάφους θα έχει διαφοροποιηθεί σημαντικά. Ο ΦΔΧ μπορεί να δώσει λύση στη συλλογή πληροφορίας (που περιλαμβάνει θέση, περιγραφή και εικόνα) για υπάρχοντα ή κατεστραμμένα δρομολόγια, σημεία επιζώντων, εγκλωβισμένων ή εν γένει πληγέντων, σημεία υδροληψίας ή ανεφοδιασμού κ.α. Στο πλαίσιο μελλοντικών ενεργειών, η ΓΥΣ στοχεύει να εξετάσει τη δυνατότητα ενσωμάτωσης εργαλείων ανάλυσης εδάφους. Τα εργαλεία αυτά μπορεί να είναι απλά (π.χ. η δημιουργία ζώνης συγκεκριμένου πλάτους buffer) ή σύνθετα (π.χ. η ανάλυση ορατότητας από ένα σημείο ή πάνω σε μία γραμμή). Επιπλέον, εξετάζεται η δυνατότητα χρήσης αδιαβάθμητων δεδομένων, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί και εκτός των Ενόπλων Δυνάμεων. Bιβλιογραφία Καγιαδάκης Β., Λοΐσιος Δ., Ξυνογαλάς Ε., "Ψηφιακός Χάρτης Πολυεπίπεδης Πληροφορίας (GeoSpatial PDF)", Πρακτικά του 12ου Συνεδρίου ΧΕΕΕ, Κοζάνη.

10 Κουκολέτσος Θ., "Ψηφιακοί χάρτες για όλους: Δικτυακές και αυτόνομες εφαρμογές από τη Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού Η χαρτοσύνθεση σε επίπεδο απλού χρήστη", Πρακτικά του 14ου Συνεδρίου ΧΕΕΕ, Πάτρα. Κουκολέτσος Θ., Πισπιδίκης Ι., Λήντερ Δ., Ψηφιακός Διαδραστικός Χάρτης της Γ.Υ.Σ. Παρουσιάστηκε στην 26η Πανελλήνια Συνάντηση χρηστών ArcGIS, Αθήνα, Μαΐ Τελευταία ανάκτηση 10/09/2018 Λοΐσιος Δ., Κουκολέτσος Θ., "Ανάπτυξη Δικτυακής Εφαρμογής Διάχυσης και Ανάλυσης Γεωχωρικών Δεδομένων και Πληροφοριών", Πρακτικά του 13ου Συνεδρίου ΧΕΕΕ, Πάτρα. Caputo R. G., The GeoPDF Project: Creating Maps for the Non-Mapper. ARMY ENGINEER SCHOOL FORT LEONARD WOOD MO. y=geopdf Τελευταία ανάκτηση 10/09/2018. CarryMap, CarryMap Builder and Apps, Τελευταία ανάκτηση 10/08/2018. Crampton J. W., Mapping: A critical introduction to GIS and cartography. Oxford: Blackwell. DataEast, Competence center for geoinformation technologies. Τελευταία ανάκτηση 10/08/2018. Esri, ESRI: GIS Mapping Software Spatial Data Analytics and Location Platform. Τελευταία ανάκτηση 10/08/2018. Fu P., Sun J Web GIS: principles and applications. USA: Esri Press. Google Earth, Google Earth, 10/08/2018. Τελευταία ανάκτηση Longley P., Goodchild M. F., Maguire D. J., Rhind D., Geographic information science and systems. Pispidikis I., Dimopoulou E., Web Development of Spatial Content Management System through the Use of Free and Open-Source Technologies. Case Study in Rural Areas. Journal of Geographic Information System, 7(05), 527 Pispidikis I., Dimopoulou, E., Development of a 3D WebGis system for retrieving and visualizing CityGML data based on their geometric and semantic characteristics by using free and open source technology. ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information Sciences, 4(2). Pispidikis I., Tsiliakou E., Kitsakis D., Athanasiou K., Kalogianni E., Labropoulos T., Dimopoulou E., "Combining Methodological tools for the optimum 3d modeling of NTUA Campus", 3D Geoinfo Conference, 1-2 October 2018, Netherlands: Delft Reichenbacher T., Mobile Usage and Adaptive Visualization στο Shekhar, S., & Xiong, H. (2009). Encyclopedia of GIS. New York: Springer. Rubalcava, R., ArcGIS Web Development. Manning Publications Company. Sun Z., Di L., Heo G., Zhang C., Fang H., Yue P., Jiang L., Tan X., Guo L., Lin L., GeoFairy: Towards a one-stop and location based Service for Geospatial Information Retrieval. Computers, Environment and Urban Systems, 62, Tomaszewski B., Geographic information systems (GIS) for disaster management, Boca Raton, FL: CRC Press.