Μάρκος Δρόσος ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΤΗΣ ΑΘΗΝΑΣ

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΓΕΩΔΑΙΣΙΑΣ Μάρκος Δρόσος ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΤΗΣ ΑΘΗΝΑΣ Αθήνα, 2005

2

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στόχο της παρούσας εργασίας, αποτελεί η μελέτη και διασύνδεση τριών διαφορετικών επιστημονικών πεδίων, του Δορυφορικού εντοπισμού, των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και των υπηρεσιών Web GIS, μέσα από τη ραγδαία εξέλιξη που παρουσιάζουν οι συγκεκριμένοι επιστημονικοί κλάδοι τον τελευταίο καιρό. Για την επίτευξη αυτού του στόχου δομήθηκε ένα ολοκληρωμένο σύστημα Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης με περιοχή ενδιαφέροντος τον Εθνικό Κήπο, το Παναθηναϊκό Στάδιο και τη γύρω περιοχή, ενώ παράλληλη δημιουργήθηκε και μία υπηρεσία Web GIS μέσα από την οποία υπάρχει η δυνατότητα ανατροφοδότησης του Συστήματος Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης. Η αφορμή για την εκπόνηση της συγκεκριμένης άσκησης, δόθηκε από το ενδιαφέρον προβληματισμό που εκφράστηκε για τις ταχύτατα αναπτυσσόμενες εφαρμογές Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης και το συνδυασμό τους με τα συστήματα Web GIS που έχουν καταλάβει μεγάλο μέρος της καθημερινής μας ζωής. Το ενδιαφέρον αυτό σε συνδυασμό με την προηγούμενη εμπειρία και γνώση των διδασκόντων πάνω σ αυτά τα θέματα, αλλά και το κατάλληλο υλικό και υποδομή που προϋπήρχε οδήγησαν στη δημιουργία της συγκεκριμένης εφαρμογής. Βασικό στοιχείο για τη δόμηση της συγκεκριμένης εφαρμογής αποτέλεσε μία δορυφορική εικόνα της περιοχής ενώ η τεχνολογική γνώση αποκτήθηκε από τρεις προηγούμενες διπλωματικές που είχαν πραγματοποιηθεί πάνω σε παρόμοια θέματα (Τσαγκαράκη, 2002 Γεωργίου, 2003 Πετρόπουλος, 2005). Η όλη εργασία δομήθηκε σε οχτώ κεφάλαια τα οποία αναλύονται συνοπτικά παρακάτω: Τα κεφάλαια 1-5 είναι εισαγωγικά και έχουν ως στόχο να εισαγάγουν τον αναγνώστη στο πλαίσιο ανάπτυξης της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Συγκεκριμένα, αναπτύσσονται το σύστημα GPS, τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών, οι Υπηρεσίες Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης αλλά και τα συστήματα Web GIS. Στο κεφάλαιο 6 περιγράφεται η προετοιμασία της εφαρμογής και η δόμησή της μέσα από τα λογισμικά του ArcMap και ArcPad για την υλοποίηση της εφαρμογής LBS. Στο κεφάλαιο 7 αναλύεται η χρήση του προγράμματος ArcIMS καθώς και η δημιουργία της υπηρεσίας Web GIS που έχει την ικανότητα επικοινωνίας με το Σύστημα Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS i

4 Τέλος στο κεφάλαιο 8 παρουσιάζονται κάποια συμπεράσματα που προέκυψαν για τα παραπάνω λογισμικά, οι μελλοντικές τάσεις των επιστημονικών αυτών πεδίων σε συνδυασμό με τις εφαρμογές τους αλλά και κάποιες σκέψεις για μελλοντική επέκταση της εφαρμογής. Παράλληλα, έχουν συνταχθεί και 3 παραρτήματα που αναλύουν περισσότερο τη δόμηση των ακόλουθων εφαρμογών: - Παράρτημα Ι: Παρουσιάζεται αναλυτικά η διαδικασία της γεωαναφοράς - Παράρτημα ΙΙ: Παρατίθεται ο κώδικας VBScript που χρησιμοποιήθηκε για τον έλεγχο της λειτουργίας των ψηφιακών φορμών. - Παράρτημα ΙΙΙ: Παρατίθεται ο κώδικας που συντάχθηκε στο αρχείο ArcIMSparam.js για το customization της ιστοσελίδας HTML. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS ii

5 ABSTRACT The main subject of this thesis is to gain an understanding of the relationship between three different technological fields, the Global Positioning System, the Geographic Information System (GIS) and the Web GIS services, via the huge evolution of the referred scientific area. Due to this fact, a Location Based Service has been produced with area of interest the National Garden, The Panathinaikos Stadium and the greater area. Besides, a Web GIS service is used to regenerate the LBS system with additional information about the area. The reason for this thesis were the interest and the speculation about the scientific fields of LBS and Web GIS systems, which nowadays, have generated a wide range of application in every day life. This interest in combination with the experience, the knowledge of our professors and the appropriate infrastructure about those scientific fields guided us into building this project. Basic element for the structure of the specific application was a satellite image of the greater area whereas technological knowledge acquired from three previous theses about similar issues (Tsagaraki, 2002-Georgiou, 2003-Petropoulos, 2005) The whole project consists of eight chapters, each one dealing with the following respective issues: Chapters 1-5 are used to introduce the reader in the specific technological area. In particular, they referred to the Global Positioning System, the Geographic Information Systems, the Location Based Services and the Web GIS systems. Chapter 6 describes the preparation of the application and the graduated formation of the LBS system using the ArcMap and ArcPad software. Chapter 7 describes the use of the ArcIMS software and the formation of the Web GIS service, a service which have the ability to regenerate the LBS system with additional information about the area. Finally, chapter 8 presents conclusions about the ArcPad and ArcIMS software, the future tensions about those scientific fields and the applications which can be produced. Furthermore there has been a trial to present thoughts about the future of this thesis and how could this work better. Additionally there have been three appendices, each one dealing with the following respective issues: - Appendix I: Detailed presentation of the geocoding wizard procedure. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS iii

6 - Appendix II: Apposes the VBScript code which has been used to control the functionality of the digital forms. - Appendix III: Apposes the code which has been edited in the ArcIMSparam.js file. This file is responsible for the customization of the HTML site. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS iv

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στην αυγή του εικοστού πρώτου αιώνα, διανύουμε μία περίοδο συναρπαστικών εξελίξεων όσον αφορά την ικανότητα λήψης δεδομένων σχετικά με το φυσικό και το κοινωνικοοικονομικό περιβάλλον αλλά και τη χρήση αυτών των δεδομένων για τη διενέργεια έρευνας ή για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων. Παράλληλα παρατηρείται έντονη εξέλιξη των συστημάτων εντοπισμού θέσης με την δημιουργία και συνεχή βελτίωση του συστήματος GPS αλλά και με την επερχόμενη ανάπτυξη του συστήματος GALILEO. Σήμερα ο προσδιορισμός της θέσης ακόμα και σε έναν κλειστό χώρο εξελίσσεται τεχνολογικά σε σχετικά εύκολη υπόθεση ενώ παράλληλα έχουν δημιουργηθεί ποίκιλα εργαλεία για την εύκολη και γρήγορη ανάκτηση και διαχείριση δεδομένων. Οι τεράστιες τεχνολογικές εξελίξεις που έχουν σημειωθεί τις τελευταίες δεκαετίες στον τομέα του εντοπισμού της θέσης (δημιουργία του συστήματος GPS, επερχόμενο σύστημα GALILEO κλπ) αλλά και τον τομέα των επικοινωνιών (διαδίκτυο, ασύρματες τηλεπικοινωνίες), σε συνδυασμό με τις τεράστιες βελτιώσεις στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές και στα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών, έχουν οδηγήσει στη δημιουργία μίας νέας τεχνολογίας αιχμής, των λεγόμενων Υπηρεσιών Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης (Location Based Services). Οι Υπηρεσίες Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης είναι ένας σημαντικός τομέας της τεχνολογίας, που παρ όλο που η τεχνολογία του εξελίσσεται ραγδαία, η έκταση του παραμένει ασαφής. Σήμερα οι εν λόγω τεχνολογίες έχουν αναλάβει καίρια θέση στο πεδίο της ασύρματης επικοινωνίας δίνοντας αφενός μία ώθηση στην απαίτηση πλούσιων δεδομένων GIS και αφετέρου ένα πρωταγωνιστικό ρόλο στις καθορισμένες και πολύπλοκες σχεδιαστικές λύσεις. Με τον τρόπο αυτό έχει προκαλέσει την δημιουργία υπηρεσιών, όχι μόνο για εμπορικά οφέλη αλλά και για να βοηθήσουν την ανθρωπότητα στο σύνολό της. Από το 1995 και μετά παρατηρούμε την εξέλιξη του internet ως μία κυρίαρχη δύναμη στις παγκόσμιες επικοινωνίες (δισεκατομμύρια χρήστες με ρυθμό αύξησης της τάξης του 10% ανά μήνα λειτουργίας) ενώ παράλληλα, ο συνδυασμός του με τα GIS (το 1997 έχουμε την δημιουργία των πρώτων λειτουργικών που υποστηρίζουν τη διανομή χαρτών μέσω του web) δημιουργεί μία δυναμική ικανή να εκτινάξει τις δυνατότητες επάρκειας και αποτελεσματικότητας των συστημάτων αυτών, όσον αφορά τους τρόπους διανομής Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 1

8 της χωρικής πληροφορίας των συστημάτων GIS στο χρήστη. Η δυναμική αυτή έχει ως αποτέλεσμα την διείσδυση των GIS σε νέα πεδία και εφαρμογές, διαμορφώνοντας με το τρόπο αυτό μία νέα τεχνολογία ευρέως γνωστή με τον όρο Web-GIS. Τα Internet GIS συστήματα αποτελούν μία πλατφόρμα, για επαγγελματίες και αρχάριους χρήστες στο επιστημονικό πεδίο της χαρτογράφησης, που έχει τη δυνατότητα να παρέχει ευέλικτα εργαλεία στο χειρισμό των διαθέσιμων γεωγραφικών δεδομένων συντελώντας στην δημιουργία ενός οπτικού και δυναμικού χάρτη στην οθόνη ενός Η/Υ. Κύρια χαρακτηριστικά της τεχνολογίας αυτής θεωρούνται η ενσωμάτωση ενός πλήθους δημοφιλών και αποτελεσματικών μέσων στη διακίνηση των πληροφοριών, των δεδομένων και της τεχνολογίας, η πρόσβαση σε χωρικά κατανεμημένες βάσεις και ποικίλα format γεωγραφικών δεδομένων και οι δυνατότητες χωρικής ανάλυσης. Παράλληλα, οι τεχνολογικές εξελίξεις στο τομέα των ηλεκτρονικών υπολογιστών, επιτρέπουν πλέον στο χρήστη να έχει πρόσβαση στα δεδομένα αυτά, δίχως πλέον να χρειάζεται εξειδικευμένο λογισμικό, κάνοντας απλά χρήση ενός κοινού Web-browser. Οι παραπάνω τεχνολογίες είναι ευρέως διαδεδομένες στις μέρες μας και έχουν οδηγήσει τις τεχνολογίες παροχής υπηρεσιών σε τεράστια άλματα και πρόοδο. Όπως αναφέρθηκε ήδη, η χρησιμοποίηση των συστημάτων αυτών είναι εύκολη υπόθεση με αποτέλεσμα οι εφαρμογές που δημιουργούνται να είναι ελκυστικές και ο άνθρωπος να αναζητεί συνεχώς διεξόδους επίλυσης των απλών χωρικών προβλημάτων σε τέτοιου είδους υπηρεσίες. Οι εφαρμογές της συγκεκριμένης τεχνολογίας είναι αμέτρητες και κάποιος θα μπορούσε να πει ότι η ανάπτυξη τους και οι τομείς στους οποίους μπορούν να χρησιμοποιηθούν περιορίζονται μόνο από τη φαντασία του ανθρώπου. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 2

9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΤΟ ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ GPS 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Από τα πρώτα χρόνια εμφάνισης του πολιτισμού, ο άνθρωπος κοίταγε ψηλά στον ουρανό με σκοπό να εντοπίσει δυσοίωνα σημάδια. Κάποιοι από αυτούς τους ανθρώπους έγιναν ειδικοί στην επίλυση του μυστηρίου των άστρων και δημιούργησαν κανόνες για την ερμηνεία αυτών. Έτσι γεννήθηκαν οι αστρονόμοι που θεωρούνται οι πρώτοι γεωδαίτες και με τη σειρά της η επιστήμη της Αστρονομίας και της Γεωδαισίας. Ο προσδιορισμός της θέσης αποτέλεσε πρωταρχικό σκοπό των δραστηριοτήτων (οικονομικών, επιστημονικών, κοινωνικών κλπ) του ανθρώπου. Για το σκοπό αυτό, κατά το πέρασμα των αιώνων, επινοήθηκαν και εφαρμόστηκαν διάφοροι μέθοδοι προσδιορισμού θέσης και αναπτύχθηκε ταυτόχρονα η επιστήμη της Γεωδαισίας. Κύριος σκοπός του εφαρμοσμένου μέρους της επιστήμης της Γεωδαισίας είναι ο προσδιορισμός των θέσεων στη φυσική γήινη επιφάνεια και η ένταξή τους σε ένα κατάλληλο σύστημα αναφοράς. Οι κλασσικές τεχνικές, που εφαρμόζονται μέχρι και σήμερα, είναι ο τριγωνισμός, ο τριπλευρισμός, ή συνήθως ο συνδυασμός των δύο αυτών μεθόδων, που παρέχουν τις επιφανειακές ελλειψοειδείς συντεταγμένες, και η υψομετρία που παρέχει την τρίτη παράμετρο στην θέση, το υψόμετρο. Η ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας, η χρήση των τεχνητών δορυφόρων αλλά και η ανάπτυξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών, προκάλεσαν μεγάλες αλλαγές στην επιστήμη της Γεωδαισίας. Κατά τη διάρκεια του Β Παγκόσμιου πολέμου, δημιουργήθηκε το σύστημα HIRAN (HIgh RANging system), το οποίο αποτέλεσε την πρώτη προσπάθεια σύνδεσης των ηπείρων με ηλεκτρομαγνητικές τεχνικές μέτρησης. Η κατανόηση του φαινομένου Doppler στο εκπεμπόμενο από τους δορυφόρους σήμα οδήγησαν στην δημιουργία του συστήματος NNSS (Navy Navigational Satellite System) ή αλλιώς του συστήματος TRANSIT. Το σύστημα αποτελούταν από 6 δορυφόρους και δημιουργήθηκε αρχικά για στρατιωτική χρήση ενώ αργότερα επιτράπηκε και η πολιτική χρήση του. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 3

10 Το GPS (Global Positioning System Παγκόσμιο Σύστημα Προσδιορισμού Θέσης) ήρθε για να αντικαταστήσει το σύστημα TRANSIT. Το κυριότερο πρόβλημα ήταν η ελλιπής κάλυψη καθώς αποτελούταν από 6 μόνο δορυφόρους. Επίσης, το σύστημα GPS έδωσε απάντηση στις ερωτήσεις, ποια χρονική στιγμή, σε ποια θέση και με ποια ταχύτητα. Ο προσδιορισμός της θέσης πραγματοποιούταν γρήγορα, με ακρίβεια και χωρίς μεγάλα έξοδα οπουδήποτε πάνω στη γη «quickly, accurately and inexpensively anywhere on the globe at any time» (Remondi, 1991). Το σύστημα GPS βασίζεται στις αρχές λειτουργίας των παθητικών δορυφορικών συστημάτων ναυσιπλοίας και εξασφαλίζει συνεχή, παγκόσμια, κάτω από οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες πλοήγηση (τρισδιάστατη θέση, ταχύτητα, χρόνο) σε απεριόριστο αριθμό χρηστών. Χρησιμοποιώντας ταυτόχρονες μετρήσεις αποστάσεων (μαζί με μετρήσεις του φαινομένου Doppler) σε τουλάχιστον τέσσερις δορυφόρους, μπορούν να προσδιοριστούν οι παραπάνω παράμετροι με ακρίβεια καλύτερη των 10 μέτρων για τη θέση και ταχύτητα της τάξης των 0.05 m/sec. Για γεωδαιτικές εφαρμογές, έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι που βελτιώνουν σε μεγάλο βαθμό την παραπάνω ακρίβεια. Στις μέρες μας λοιπόν το σύστημα GPS ανταγωνίζεται επίγειες μεθόδους ακόμα και μικρές αποστάσεις. Με τις δυνατότητες χρήσης του συστήματος σε εκτεταμένα πεδία εφαρμογής και με τα παραπάνω πλεονεκτήματα, το σύστημα GPS αντικατέστησε όλα τα ηλεκτρονικά συστήματα εντοπισμού (επίγεια ή δορυφορικά) μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του ΤΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ GPS Το σύστημα GPS αποτελείται από τρία κυρίως λειτουργικά τμήματα: (1) το τμήμα του διαστήματος που αποτελείται από τους δορυφόρους που εκπέμπουν το σήμα, (2) το επίγειο τμήμα ελέγχου το οποίο ελέγχει την λειτουργία του όλου συστήματος και (3) το τμήμα των χρηστών συμπεριλαμβανομένων όλων των τύπων των δεκτών. Εικόνα 2.1: Τα τμήματα του συστήματος GPS (web - Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 4

11 Συνοπτικά, τα τρία τμήματα του συστήματος είναι: Το λειτουργικό τμήμα του διαστήματος: Αποτελείται από 24 δορυφόρους εκ των οποίων οι 3 είναι εφεδρικοί. Οι δορυφόροι είναι κατανεμημένοι σε 6 τροχιακά επίπεδα κλίσης 55ο ως προς τον Ισημερινό και σε ύψος περίπου 20200km. Ο σχεδιασμός του συστήματος, απαιτεί την λειτουργία 4 δορυφόρων ανά τροχιακό επίπεδο. Σε κάθε τροχιακό επίπεδο οι δορυφόροι περιστρέφονται σε σχεδόν κυκλικές τροχιές με περίοδο ολοκλήρωσης μίας περιστροφής γύρω από την γη 12 ωρών (αστρικός χρόνος). Το επίγειο τμήμα ελέγχου: Στόχος του είναι να παρακολουθεί, ενημερώνει και ελέγχει το λειτουργικό τμήμα του διαστήματος. Αποτελείται από έναν κεντρικό σταθμό ελέγχου (Master control station), από πέντε απομακρυσμένους σταθμούς παρακολούθησης (Monitor stations) και από τρεις σταθμούς επικοινωνίας (Ground control stations). Ο κεντρικός σταθμός ελέγχου, ελέγχει ολοκληρωτικά τη λειτουργία του δορυφορικού και του επίγειου σχηματισμού του GPS και είναι υπεύθυνος για τη συλλογή των δεδομένων τροχιάς από τους σταθμούς παρακολούθησης και την έκδοση των τροχιακών εφημερίδων. Οι επίγειοι σταθμοί παρακολούθησης πραγματοποιούν συνεχώς μετρήσεις και στις δύο εκπεμπόμενες συχνότητες χρησιμοποιώντας όλους τους δορυφόρους που είναι ορατοί από τον κάθε σταθμό και αποστέλλουν αυτές τις μετρήσεις στον κεντρικό σταθμό. Τέλος οι σταθμοί επικοινωνίας, χρησιμοποιούνται για την επικοινωνία με τους δορυφόρους και αποτελούνται από επίγειες κεραίες. Οι εφημερίδες των δορυφόρων και η πληροφορία για τα χρονόμετρα που υπολογίζονται στο κύριο σταθμό ελέγχου, αποστέλλονται στους σταθμούς επικοινωνίας και στη συνέχεια μεταδίδονται σε κάθε δορυφόρο GPS χρησιμοποιώντας ραδιοκύματα στην περιοχή S (S-band) (Rutscheidt and Roth, 1982). Το τμήμα των χρηστών: Αποτελείται από όλους τους χρήστες του συστήματος σε παγκόσμια κλίμακα που μπορούν να εκμεταλλευτούν τις δυνατότητες του συστήματος για ναυσιπλοία γεωδαισία και άλλες χρήσεις (στρατιωτικές κλπ). Απαραίτητη προϋπόθεση για τη χρήση του συστήματος, είναι ο κατάλληλος εξοπλισμός ο οποίος αποτελείται από έναν δέκτη GPS (κατάλληλο για τον σκοπό που θα χρησιμοποιηθεί) και το αντίστοιχο καταγραφικό (οι καινούργιοι δέκτες έχουν ενσωματωμένο καταγραφικό). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 5

12 2.3 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κύριος σκοπός της Γεωδαισίας, είναι η λύση ενός γεωμετρικού προβλήματος. Ο προσδιορισμός του σχήματος και του μεγέθους της γης και η εγκαθίδρυση στην επιφάνειά της ενός αριθμού τριγωνομετρικών σημείων που η σχετική θέση τους να είναι γνωστή (Βέης -.Μπιλλήρης - Παπαζήση, 1995). Για τη λύση του παραπάνω προβλήματος, απαιτείται η δημιουργία ενός συστήματος αναφοράς και αφού το πρόβλημα της Γεωδαισίας είναι ένα πρόβλημα στο χώρο, απαιτείται ένα τρισδιάστατο σύστημα αναφοράς. Υπάρχουν τρεις ομάδες συστημάτων αναφοράς που χρησιμοποιούνται στη Γεωδαισία και τις γεωδαιτικές μελέτες: το αστρονομικό, το γήινο και το γεωδαιτικό. Το πρώτο είναι το αστρονομικό σύστημα. Πρόκειται για ένα φυσικό σύστημα που ορίζει τη θέση ενός σημείου με τον προσανατολισμό της πραγματικής κατακορύφου, και τον γεωδυναμικό αριθμό που αντιστοιχεί στο συγκεκριμένο σημείο. Το σύστημα αυτό μπορεί να προσδιοριστεί με απ ευθείας μετρήσεις που πραγματοποιούνται στο σημείο. Το δεύτερο είναι το γήινο σύστημα ή γεωγραφικό σύστημα αναφοράς και πρόκειται για ένα μαθηματικό ιδανικό παγκόσμιο σύστημα αναφοράς. Ένα γήινο σύστημα ορίζεται με βάση τις μηχανικές ιδιότητες της γης: το κέντρο μάζας της, τον μέσο άξονα περιστροφής της και τον μέσο διεθνή μεσημβρινό (μεσημβρινός του Greenwich). Η θέση ενός σημείου μπορεί να οριστεί είτε με το σύστημα των ελλειψοειδών συντεταγμένων (η θέση ενός σημείου προσδιορίζεται σε σχέση με ένα ελλειψοειδές αναφοράς) είτε με το σύστημα των καρτεσιανών συντεταγμένων (η θέση ενός σημείου προσδιορίζεται σε σχέση με ένα τρισορθογώνιο σύστημα. Παράλληλα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και πολικές συντεταγμένες ή και ελλειπτικές (σύστημα ομοεστιακών ελλείψεων και υπερβολών), σε όλες όμως τις περιπτώσεις η αρχή των συντεταγμένων ταυτίζεται με το κέντρο μάζας της γης. Όπως γίνεται αντιληπτό το παραπάνω σύστημα είναι δύσκολο να υλοποιηθεί στην πράξη και γι αυτό το λόγο αντικαθίσταται από τα γεωδαιτικά συστήματα που ορίζονται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως και το γήινο εκτός του ότι η αρχή του συστήματος δεν ταυτίζεται με το άγνωστο κέντρο μάζας της γης. Τα γεωδαιτικά συστήματα μπορούν να εκφραστούν είτε σε ελλειψοειδείς συντεταγμένες είτε σε καρτεσιανές συντεταγμένες. Το σύστημα αυτό είναι στην ουσία ένα αριθμητικό σύστημα, δεδομένου ότι στην πραγματικότητα ορίζεται με αριθμητικές τιμές γα τις συντεταγμένες σε πραγματικά σημεία της γης. Ένα γεωδαιτικό σύστημα αναφοράς ορίζεται ως εξής: ως άξονας των Ζ λαμβάνεται ο μέσος πόλος (άξονας περιστροφής) της περιόδου (CIO Conventional International Origin), ως κέντρο του συστήματος λαμβάνεται το κέντρο μάζας της γης Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 6

13 ενώ ο άξονας Χ περνάει από το μεσημβρινό του Greenwich. Τέλος ο δε άξονας Υ συμπληρώνει το δεξιόστροφο σύστημα ΤΟ ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ WGS 84 Το σύστημα WGS 84 (World Geodetic System 1984), είναι ένα γεωδαιτικό σύστημα αναφοράς που έχει ορισθεί με βάση τις μηχανικές ιδιότητες της Γης. Έχει προέλθει κυρίως από παρατηρήσεις Doppler μετά από ταύτιση (όσο καλά μπορούσε να γίνει) του συστήματος αναφοράς των δορυφόρων Transit NSWC-9Z2 με το BTS (BTS Bureau International de l Heure Terrestrial System) στο επίπεδο των 1 με 2m. Βελτίωση πραγματοποιήθηκε το 1994 με νέες παρατηρήσεις GPS, από τους σταθμούς παρακολούθησης και άλλους σταθμούς του δικτύου IGS. Το μήνυμα ναυσιπλοίας των δορυφόρων GPS αναφέρεται σε αυτό το σύστημα, επομένως όποιος χρήστης χρησιμοποιεί το σύστημα GPS για εντοπισμό, εκφράζει υποχρεωτικά τη θέση του στο σύστημα WGS 84 (Παραδείσης, 2000). Ως ένα παγκόσμιο γεωδαιτικό σύστημα αναφοράς, το WGS 84 ορίζεται ως εξής (Δεληκαράογλου, 2003): Η αρχή του συστήματος των καρτεσιανών συντεταγμένων είναι το κέντρο της γης. Ο άξονας Ζ είναι παράλληλος προς την διεύθυνση του μέσου (συμβατικού) γήινου πόλου (όπως ορίζεται από το Bureau International de l Heure, BIH). Ο άξονας Χ ορίζεται ως η τομή του μεσημβρινού Greenwich και του ισημερινού που αντιστοιχεί στο μέσο γήινο πόλο. Ο άξονας Υ ορίζεται ώστε να συμπληρώνεται ένα δεξιόστροφο ορθογώνιο σύστημα. Το ελλειψοειδές που χρησιμοποιεί το WGS 84 είναι πρακτικώς ίδιο με το ελλειψοειδές GRS 80 (Geodetic Reference System 1980). Στον πίνακα που ακολουθεί φαίνονται οι βασικές παράμετροι με τις οποίες ορίζεται το ελλειψοειδές του WGS 84(Δεληκαράογλου, 2003): Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 7

14 Παράμετρος Συμβολισμός Τιμή Μεγάλος Ημιάξονας a m±2m Μικρός Ημιάξονας b m Επιπλάτυνση του Ελλειψοειδούς f 1/ Γωνιακή Ταχύτητα ω x radians / sec Παγκόσμια Βαρυτημετρική Σταθερά GM x 10 8 m 3 / s 2 Κανονικοποιημένος συντελεστής του δυναμικού έλξης της γης C 2, x 10-6 Πίνακας 2.1: Παράμετροι ελλειψοειδούς WGS 84 (Δεληκαράογλου, 2003) ΤΟ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 1987 Παράλληλα με τα γεωδαιτικά γεωκεντρικά συστήματα αναφοράς, υπάρχουν γεωδαιτικά συστήματα αναφοράς τα οποία χρησιμοποιούνται για τις ανάγκες μελέτης μικρότερων περιοχών όπως σε επίπεδο χώρας. Τα συστήματα αυτά, χρησιμοποιούν ελλειψοειδή τα οποία προσαρμόζονται καλύτερα στην περιοχή που ενδιαφέρει. Κάθε κράτος, επιλέγει συνήθως εκείνο το ελλειψοειδές αναφοράς που έχει προκαθορισμένες διαστάσεις, το κέντρο συνήθως δεν συμπίπτει με το γεώκεντρο ενώ ο μικρός άξονας εκλέγεται να είναι παράλληλος με το μέσο άξονα περιστροφής της γης (με ακρίβεια < 1ppm) και η όσο το δυνατόν καλύτερη ταύτισή του με το γεωειδές, επιτυγχάνεται με την κατάλληλη τοποθέτηση του στη φυσική επιφάνεια της περιοχής ενδιαφέροντος (Δεληκαράογλου 2003). Ένα τέτοιο παράδειγμα γεωδαιτικού δικτύου είναι το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του Το ΕΓΣΑ 87 ορίζεται με το ελλειψοειδές του GRS 80 (a = , f = 1/298, ) προσανατολισμένο παράλληλα με το διεθνές σύστημα του BTS (με αυτό τον τρόπο, αφ ενός ελαχιστοποιούνται οι αποχές του γεωειδούς και η απόκλιση της κατακορύφου στην ξηρά αφ ετέρου διατηρείται παράλληλο και σε κλίμακα με το BTS καλύτερα από 10-6) ενώ ως βασικό σημείο προσαρμογής τέθηκε το κεντρικό βάθρο του Διονύσου (φ = 38 ο , λ = 23 ο και Ν = 7000m). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 8

15 Η παραπάνω προσαρμογή, αντιστοιχεί σε μία εκκεντρότητα ως προς το BTS (διάνυσμα μετάθεσης): ΔΧ = m, ΔΥ = m, ΔΖ = m. Αν αυτές οι τιμές προστεθούν στις καρτεσιανές συντεταγμένες του ΕΓΣΑ, μας δίνουν τις καρτεσιανές συντεταγμένες του BTS με μία αβεβαιότητα της τάξης του ±5*10-8. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίηση του συγκεκριμένου συστήματος αναφοράς, ήταν επίγειες μετρήσεις (διευθύνσεις, αποστάσεις και αζιμούθια Laplace) σε 137 τριγωνομετρικά σημεία 1ης τάξης στην περίοδο 65 85, συντεταγμένες από τηλεμετρία Laser, μετρήσεις Doppler και μετρήσεις GPS σε 37 τριγωνομετρικά 1ης τάξης την περίοδο Η πληροφορία του γεωειδούς προήλθε από μετρήσεις της μέσης στάθμης της θάλασσας βάση του δορυφόρου SEASAT. Το ΕΓΣΑ 87 χρησιμοποιεί ως προβολικό σύστημα τη Εγκάρσια Μερκατορική Προβολή με κεντρικό μεσημβρινό λο = 24 ο και συντελεστή κλίμακας Κ = αναφερόμενη πάντα στο ελλειψοειδές GRS 80. Το προβολικό αυτό σύστημα έχει λιγότερες παραμορφώσεις στις ηπειρωτικές περιοχές της χώρας, γεγονός που απαιτεί ελάχιστες διορθώσεις και εγγυάται την αξιόπιστη χαρτογραφική απεικόνιση της επιφάνειας της Ελληνικής γης(δεληκαράογλου, 2003). 2.4 ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΤΡΟΧΙΕΣ Οι εφαρμογές του συστήματος GPS, εξαρτώνται ουσιωδώς από την σωστή γνώση των τροχιών των δορυφόρων. Στον απόλυτο εντοπισμό, ένα τροχιακό λάθος είναι άμεσα συνδεδεμένο με ένα λάθος στον προσδιορισμό θέσης. Στον σχετικό εντοπισμό, λάθη στις μετρημένες βάσεις είναι άμεσα συνυφασμένα με κάποια σχετικά τροχιακά λάθη. Για το λόγο αυτό, η ακριβής γνώση της θέσης των δορυφόρων και η συνεχής παρακολούθηση της τροχιάς που ακολουθούν αυτοί κατά την κίνησή τους στο διάστημα αποτελεί απαραίτητο στοιχείο της αποστολής κάθε δορυφόρου. Τα δεδομένα που εκπέμπουν οι δορυφόροι, περιλαμβάνουν πληροφορία για την λειτουργία του δορυφόρου, πληροφορία χρόνου για την μεταφορά της παρακολούθησης του σήματος από τον κώδικα C/A στον κώδικα Ρ, τις παραμέτρους για τον υπολογισμό της διόρθωσης του χρονομέτρου, τα τροχιακά στοιχεία του δορυφόρου και τις διορθώσεις για την καθυστέρηση της διάδοσης του σήματος λόγω ιονόσφαιρας. Επιπλέον παρέχεται πληροφορία για τις λιγότερο ακριβείς τροχιές και την κατάσταση λειτουργίας όλων των υπολοίπων δορυφόρων στο σχηματισμό (almanac), που χρειάζεται για τον προγραμματισμό της παρακολούθησης και των άλλων δορυφόρων, ενώ έχει προβλεφθεί χώρος για την διαμόρφωση και εκπομπή ειδικών μηνυμάτων (Παραδείσης, 2000). Κάθε δορυφόρος εκπέμπει το μήνυμά του κάθε 30 δευτερόλεπτα. Το μήνυμα αυτό λαμβάνεται από τους επίγειους σταθμούς παρακολούθησης (παράγραφος 1.1.2) οι οποίοι το επεξεργάζονται κατάλληλα και προκύπτουν οι εφημερίδες των τροχιών των Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 9

16 δορυφόρων. Οι εφημερίδες αυτές είναι μετέπειτα διαθέσιμες ώστε να χρησιμοποιηθούν για να διορθώσουμε τις μετρήσεις μας. Συνήθως μετά από 15 ημέρες έχουμε την έκδοση των εφημερίδων με τις τροχιές ακριβείας οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εργασίες ακριβείας οι οποίες πραγματοποιήθηκαν 15 ημέρες πριν. Παράλληλα με τις τροχιές ακριβείας, παράγονται και εφημερίδες με τις προβλεπόμενες τροχιές των δορυφόρων (στηριζόμενοι σε προηγούμενα στοιχεία πραγματοποιείται μία πρόβλεψη για την κίνηση του δορυφόρου). Η γνώση των προσεγγιστικών τροχιών είναι πολύ χρήσιμη ιδιαίτερα όταν θέλουμε να προγραμματίσουμε τις μετρήσεις μας. Συγκεκριμένα είναι χρήσιμες: Στο σχεδιασμό και επιλογή της χρονικής περιόδου εκτέλεσης των παρατηρήσεων στο ύπαιθρο (ποιοι είναι οι κατάλληλοι δορυφόροι για τις μετρήσεις και πια στιγμή θα έχουμε την κατάλληλη γεωμετρία για να επιτύχουμε την επιθυμητή ακρίβεια στην συγκεκριμένη εργασία). Στο σχεδιασμό ταυτόχρονων παρατηρήσεων δορυφόρων αμοιβαία ορατών από διάφορους σταθμούς ενδιαφέροντος και Στον εγκλωβισμό και λήψη του σήματος των δορυφόρων από τους δέκτες GPS (ιδιαίτερα μετά από ένα κρύο ξεκίνημα cold start). Η κίνηση των δορυφόρων χαρακτηρίζεται και ως Κεπλέρια κίνηση καθώς η κίνησή τους υπόκειται στους νόμους του Kepler. Στην ιδανική περίπτωση που ένας δορυφόρος κινείται γύρω από τη Γη και η τελευταία θεωρείται ότι έχει τελείως σφαιρικό σχήμα και δεν υπάρχει ατμόσφαιρα, η μορφή της τροχιάς ενός δορυφόρου εξαρτάται από τους τρεις νόμους του Kepler που αναφέρονται επιγραμματικά παρακάτω (Δεληκαράογλου, 2003): Οι δορυφόροι κινούνται στο διάστημα σε μία έλλειψη με το κέντρο της Γης σαν μία από τις δύο εστίες. Στην ελλειπτική τροχιά, τα εμβαδά που διαγράφει η επιβατική ακτίνα του δορυφόρου είναι ανάλογα με τους χρόνους περιστροφής. Δορυφόροι σε τροχιές με ίσους ημιάξονες έχουν την ίδια περίοδο περιστροφής γύρω από τη Γη. Στην πράξη βέβαια, δεν υπάρχουν οι παραπάνω ιδανικές συνθήκες, η γη δεν είναι τελείως σφαιρική και οι δορυφόροι δέχονται πολλές επιδράσεις όπως παρέλξεις βαρύτητας της Γης, ηλιακή ακτινοβολία, ατμοσφαιρική τριβή κλπ με αποτέλεσμα οι δορυφόροι να είναι εφοδιασμένοι με κατάλληλα συστήματα ώστε να διορθώνουν την τροχιά τους όποτε κρίνεται απαραίτητο από τους σταθμούς παρακολούθησης. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 10

17 2.5 ΤΟ ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΟ ΣΗΜΑ ΤΩΝ ΔΟΡΥΦΟΡΩΝ Στην προηγούμενη ενότητα είδαμε ότι οι δορυφόροι αποστέλλουν ανά 30 δευτερόλεπτα πληροφορία την οποία στη συνέχεια επεξεργαζόμαστε περαιτέρω για την εξαγωγή των τροχιακών εφημερίδων. Η πληροφορία αυτή αποστέλλεται μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως, δεν περιέχει δεδομένα μόνο για τα τροχιακά στοιχεία του δορυφόρου αλλά περιέχει και στοιχεία τα οποία λαμβάνουν οι παθητικές δέκτες GPS (που χρησιμοποιούνται από τους χρήστες) και βάση τα οποία μπορούν να προσδιορίσουν τη θέση τους. Κάθε δορυφόρος μεταδίδει ένα μοναδικό σήμα που διαμορφώνεται πάνω σε φέρουσες συχνότητες στην περιοχή L του φάσματος των μικροκυμάτων. Οι ταλαντωτές του δορυφόρου, παράγουν μία βασική συχνότητα f 0 στα 10.23ΜΗz με μία σταθερότητα της τάξης του (για τους δορυφόρους BLOCK II). Με ακέραιο πολλαπλασιασμό της βασικής αυτής συχνότητας, παράγονται δύο φέρουσες συχνότητες στην περιοχή L του φάσματος των μικροκυμάτων, η L 1 και η L 2 με: L1 = 10.23MHz 154 = MHz L = 10.23MHz 120 = MHz 2 Οι δύο φέρουσες συχνότητες, διαμορφώνονται με αρκετούς τρόπους όπως φαίνεται και στις ακόλουθες σχέσεις (Παραδείσης, 2000): ( φ ) sin ( φ ) ( φ ) L = A P D cos f + + A G D f + 1 P it () it () 1() t () t G it () it () 1() t () t L = B P D cos f + 2 P i() t i() t 2() t () t Όπου A P, A G, B P το εύρος του σήματος εκπομπής, P i(t) ο κώδικας P, G i(t) ο κώδικας C/A, D i(t) το μήνυμα και φ (t) ο ηλεκτρονικός θόρυβος στη φάση του φέροντος κύματος. Και οι δύο κώδικες, αποτελούνται από δυαδική διαμόρφωση φάσης +1 ή -1. Για τον κώδικα Ρ, το 0 δεν αλλάζει τη φάση του κύματος, το +1 την μεταβάλλει από 0 ο σε 180 ο ενώ το -1 αντίστροφα. Για τον κώδικα C/A, το +1 την μεταβάλλει από 90 ο σε 270 ο και αντίστροφα για το -1. Ο κώδικας C/A βασίζεται στους αλγόριθμους του Gold (Gold, 1967 Spilker, 1980) και είναι διαθέσιμος στους πολιτικούς χρήστες. Η συχνότητά του είναι 1.023MHz και επαναλαμβάνεται κάθε 1millisecond με αποτέλεσμα να δημιουργείται μήκος κύματος 1023 δυαδικών ψηφίων. Επίσης ο χρόνος μεταξύ δύο δυαδικών ψηφίων είναι μόλις μικρότερος από 1 microsecond το οποίο απαντά σε έναν παλμό περίπου 300 μέτρων (293.1m) (Hofmann Lichtenegger Collins, 1993). Ο κώδικας P είναι ένας ψευδοτυχαίος κώδικας (μία σειρά ±1), είναι στρατιωτικός κώδικας και δεν είναι διαθέσιμος στους πολιτικούς χρήστες. Παράγεται με την βοήθεια ενός αλγορίθμου που επαναλαμβάνεται κάθε ημέρες (Milliken and Zoller, 1980). Η πρώτη σειρά bits επαναλαμβάνεται κάθε 1.5 δευτερόλεπτο και λόγω της Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 11

18 7 συχνότητας f 0 έχει ένα μήκος bits. Η δεύτερη σειρά έχει 37 παραπάνω bits, με αποτέλεσμα ο συνδυασμός και των δύο σειρών να συντελεί σε έναν κώδικα περίπου bits που επαναλαμβάνεται περίπου ανά ημέρες ( ) (Hofmann Lichtenegger Collins, 1993). Το μήκος κύματος του κώδικα είναι περίπου 30 μέτρα (29.31m). επίσης να αναφέρουμε ότι ο κώδικας Ρ χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση του συνημιτονοειδούς τμήματος της συχνότητας L 1 σε αντίθεση με τον κώδικα C/A ο οποίος χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση του ημιτονοειδούς τμήματος. Εκτός από τους δυο παραπάνω κώδικες, το ηµιτονοειδές και το συνηµιτονοειδές σήμα του δορυφόρου διαμορφώνονται και µε τον κώδικα D(t) (Data Code), που αποτελεί μία σειρά δεδομένων χαμηλού ρυθμού εκπομπής και περιέχει το μήνυμα ναυσιπλοΐας (navigation message) του δορυφόρου. Το μήνυμα ναυσιπλοίας περιέχει πληροφορίες για το ρολόι του δορυφόρου, την τροχιά του, την κατάσταση του αλλά και πολλά στοιχεία ποικίλων διορθώσεων. Το μήνυμα αποτελείται από 1500 bits και χωρίζεται σε 5 τμήματα. Το πρώτο τμήμα περιέχει την πληροφορία για την διόρθωση του ρολογιού του δορυφόρου, το δεύτερο και τρίτο περιέχουν την πληροφορία για την τροχιά του ενώ το τέταρτο και πέμπτο αλλάζουν σε κάθε μήνυμα με ρυθμό επανάληψης της τάξης του ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ GPS Ως γενική αρχή, οι μετρήσεις στο σύστημα GPS είναι μετρήσεις χρόνου ή διαφοράς φάσεων οι οποίες συγκρίνονται με το εκπεμπόμενο σήμα από το δορυφόρο και το αντίστοιχο λαμβανόμενο από τον δέκτη με αποτέλεσμα να προκύψει η απόσταση του δέκτη από έναν δορυφόρο GPS. Γνωρίζοντας τις αποστάσεις από 4 δορυφόρους των οποίων τα τροχιακά στοιχεία είναι γνωστά (οπότε γνωρίζουμε τη θέση του κατά τη διάρκεια των μετρήσεων) μπορούμε να προσδιορίσουμε τη θέση του δέκτη μας στο επιθυμητό σύστημα αναφοράς (στην ουσία για τον προσδιορισμό της θέσης μας αρκούν παρατηρήσεις από 3 μόνο δορυφόρους αλλά χρειαζόμαστε και τον τέταρτο για την διόρθωση του σφάλματος του χρονομέτρου). Οι μετρήσεις αυτές μπορεί να είναι μετρήσεις ψευδοαποστάσεων, μετρήσεις της φάσης του φέροντος κύματος και μετρήσεις του φαινομένου Doppler: Μετρήσεις ψευδοαποστάσεων: Με τον όρο ψευδοαπόσταση, εννοούμε τη διαφορά μεταξύ του χρόνου εκπομπής μίας πληροφορίας του σήματος του GPS στην κλίμακα χρόνου του δορυφόρου και του χρόνου λήψης της πληροφορίας αυτής από το δέκτη, στην κλίμακα χρόνου του δέκτη, πολλαπλασιασμένη με την ταχύτητα του φωτός c (Παραδείσης, 2000). Η ακρίβεια μέτρησης μίας ψευδοαπόστασης που προκύπτει από μετρήσεις κώδικα είναι περίπου στο 1% του κύκλου. Δεδομένου λοιπόν ότι η συχνότητα του κώδικα C/A είναι fc/ A= 1.023MHz με μήκος κύματος περίπου 300 m και του κώδικα Ρ είναι f = 10.23MHz με μήκος κύματος P Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 12

19 30m, προκύπτει ότι η ακρίβεια η οποία επιτυγχάνεται είναι περίπου ±3m και ±0.3m αντίστοιχα. Αν συμπεριληφθούν και οι υπόλοιπες πηγές σφαλμάτων, η αναμενόμενη ακρίβεια του εντοπισμού θα είναι της τάξης των μερικών μέτρων. Μετρήσεις του φαινομένου Doppler: Σύμφωνα με το φαινόμενο Doppler, η εκπεμπόμενη συχνότητα από μία πηγή αλλάζει ανάλογα με την κίνηση της σε σχέση με τον παρατηρητή ή την κίνηση του παρατηρητή ή την κίνηση και των δύο. Το ίδιο ακριβώς φαινόμενο παρατηρείται και στην περίπτωση των μετρήσεων με το σύστημα GPS. Η μέθοδος Doppler μπορεί να χρησιμοποιηθεί για απόλυτο εντοπισμό θέση σημείων με ακρίβεια της τάξης των μερικών μέτρων, ενώ για σχετικό προσδιορισμό θέσης μπορούμε να επιτύχουμε ακρίβεια της τάξης των μερικών ppm. Τέλος να αναφέρουμε ότι η μέθοδος έχει μεγάλη χρησιμότητα στις υπηρεσίες πλοήγησης όπου απαιτείται να γνωρίζουμε τη θέση σε πραγματικό χρόνο ενώ εμείς κινούμαστε. Μετρήσεις της φάσης του φέροντος κύματος: Η μέτρηση της φάσης του φέροντος κύματος (ή της φέρουσας συχνότητας) είναι η βασική μέτρηση για τοπογραφικές και γεωδαιτικές εργασίες. Η φέρουσα συχνότητα L 1 με συχνότητα MHz έχει μήκος κύματος 0.19m περίπου και η L 2 με συχνότητα MHz έχει μήκος κύματος 0.24m περίπου. Άρα αν και στην περίπτωση αυτή, όπως και στην περίπτωση των ψευδοαποστάσεων, μετράμε με ακρίβεια 1/100 του κύκλου, τότε η απόσταση δορυφόρου - δέκτη μετράται με ακρίβεια ±2mm και επομένως μπορούμε να αναμένουμε εντοπισμό με ακρίβεια επαρκή για τοπογραφικές και γεωδαιτικές εργασίες (Παραδείσης, 2000). Στην συνέχεια παρατίθεται συγκριτικός πίνακας με την ακρίβεια που μπορεί να επιτευχθεί σε κάθε μία περίπτωση: Μέθοδος Ακρίβεια C/A κώδικας ± 3m Ρ κώδικας ± 0.3m Μετρήσεις Doppler ± 5m Μετρήσεις Φάσης ± 2mm Πίνακας 2.2: Ακρίβειες μεθόδων μέτρησης στο σύστημα GPS Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 13

20 2.7 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΙΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ GPS Όπως έγινε αντιληπτό από την προηγούμενη παράγραφο, η ακρίβεια των μετρήσεων στο σύστημα GPS εξαρτάται από τον τύπο της μέτρησης (κώδικας ή φάση). Έτσι στην περίπτωση που χρησιμοποιούμε μετρήσεις κώδικα, η ακρίβεια είναι της τάξης του 0.5 με 3m, ενώ στην περίπτωση που χρησιμοποιούμε μετρήσεις φάσης, η ακρίβεια είναι της τάξης των κάποιων χιλιοστών (περίπου 2mm με 1cm). Όλα αυτά όμως θα ίσχυαν στην ιδανική περίπτωση που το σήμα θα μεταδιδόταν αναλλοίωτο, σε ένα ιδανικό σύστημα δορυφόρος δέκτης χωρίς σφάλματα. Στην πράξη οι επιδράσεις που δέχεται το σήμα κατά τη διαδρομή του από το δορυφόρο στο δέκτη είναι ποίκιλες με αποτέλεσμα να αλλοιώνεται ενώ ταυτόχρονα τόσο οι δορυφόροι όσο και οι δέκτες έχουν τα δικά τους σφάλματα. Τελικά φτάνουμε να προσδιορίζουμε τη θέση μας με πολύ χειρότερη ακρίβεια και η οποία οφείλεται στους παράγοντες που δημιουργούν σφάλματα στις μετρήσεις μας. Οι κυριότερες πηγές σφαλμάτων είναι οι ακόλουθες: Επιλεκτική διαθεσιμότητα. Λέγοντας επιλεκτική διαθεσιμότητα, εννοούμε μία παρεμβολή (έναν θόρυβο) στη μετάδοση του σήματος στη συχνότητα L 1 από το δορυφόρο στο δέκτη. Με την παρεμβολή του σήματος στη συχνότητα L 1 από το δορυφόρο στο δέκτη, επέρχεται ένας λιγότερο ακριβής προσδιορισμό της θέσης. Παράλληλα, με την επιλεκτική διαθεσιμότητα οι εφημερίδες των τροχιών των δορυφόρων που εκδίδονται είναι λιγότερο ακριβείς με αποτέλεσμα να έχουμε συνολικά μία ακρίβεια της τάξης των 50 με 150m στον προσδιορισμό της θέσης μετά από κάποιες ώρες παρατηρήσεων. Γεωμετρία των δορυφόρων. Για να δείξουμε την ποιότητα της γεωμετρίας των δορυφόρων, συνήθως χρησιμοποιούμε τους δείκτες DOP εκ των οποίων εκείνος που ασχολούμαστε περισσότερο στη γεωδαισία είναι ο PDOP. Όσο μικρότερος είναι ο δείκτης, τόσο πιο ακριβείς είναι οι μετρήσεις μας. Ικανοποιητική τιμή είναι κοντά στο 2. Σφάλματα που οφείλονται στις τροχιές των δορυφόρων. Παρ όλο που οι δορυφόροι τοποθετούνται σε πολύ ακριβείς τροχιές, μικρές αλλαγές κατεύθυνσης είναι πιθανές λόγω δυνάμεων έλξης. Σφάλματα πολλαπλής διαδρομής. Το φαινόμενο της πολλαπλής διαδρομής δημιουργείται από ανάκλαση του σήματος των δορυφόρων πάνω σε ανακλαστικές επιφάνειες κατά τη διάρκεια της διαδρομής του από το δορυφόρο στο δέκτη. Το φαινόμενο αυτό εμφανίζεται σε περιοχές όπου υπάρχουν πολλά υψηλά κτίρια ή άλλες κατασκευές όπου μπορούν να ανακλάσουν το σήμα των δορυφόρων Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 14

21 Επιδράσεις της ατμόσφαιρας (ιονόσφαιρα, τροπόσφαιρα κλπ). Μία ακόμη πηγή σφάλματος κατά τη μετάδοση του σήματος από τον δορυφόρο στον δέκτη, είναι οι επιδράσεις της ατμόσφαιρας. Το σήμα που εκπέμπει ο δορυφόρος, κατά τη διάδοση του μέσα από την ιονόσφαιρα και από την τροπόσφαιρα, δέχεται επιδράσεις με αποτέλεσμα να ελαττώνεται η ταχύτητά του και να καθυστερεί να φτάσει στον δέκτη (στο κενό, το σήμα μεταδίδεται με την ταχύτητα του φωτός, όταν εισέρχεται στην ατμόσφαιρα, η ταχύτητα αυτή ελαττώνεται). Στην ιονόσφαιρα το σφάλμα είναι της τάξης των ±5m ενώ στην τροπόσφαιρα το σφάλμα είναι της τάξης των ±0.5m Σφάλματα στο χρονόμετρο των δορυφόρων. Λόγω της μεγάλης ταχύτητας με την οποία κινούνται οι δορυφόροι, δημιουργούνται καθυστερήσεις στα ατομικά χρονόμετρα οι οποίες οφείλονται στη θεωρία της σχετικότητας. Για δορυφόρους που κινούνται με ταχύτητα 3874m/sec τα χρονόμετρα φαίνεται να τρέχουν με μικρότερη ταχύτητα όταν παρατηρούνται από τη γη. Αυτή η σχετική καθυστέρηση του χρόνου οδηγεί σε μία ανακρίβεια του χρόνου της τάξης των 7.2 microseconds ανά ημέρα (1 microsecond = 10-6 seconds). Σφάλματα δεκτών. Οι δέκτες από μόνοι τους, λόγω κατασκευαστικών λόγων μπορούν να εισαγάγουν σφάλματα στις μετρήσεις που πραγματοποιούν. Αυτό παρατηρείται συχνά σε φτηνούς δέκτες ενώ σε δέκτες υψηλής ποιότητας, τα σφάλματα αυτά είναι ασήμαντα (μικρότερα από 1mm) για την μέτρηση της φάσης του φέροντος κύματος και περίπου 1cm για τις μετρήσεις κώδικα. 2.8 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ GPS Η χρήση του συστήματος GPS είναι ευρύτατη στις μέρες μας τόσο για στρατιωτικούς όσο και για πολιτικούς λόγους. Η γνώση της θέσης μας σε ένα γνωστό σύστημα αναφοράς έχει γίνει σήμερα επιτακτική ανάγκη και μέσα από αυτή έχει δημιουργηθεί ένα πλήθος εφαρμογών τόσο για επαγγελματικούς λόγους (όπως στις γεωδαιτικές εφαρμογές, στη ναυσιπλοία κλπ) όσο και για ψυχαγωγικούς λόγους (navigation για περιήγηση στο βουνό κλπ). Στις παραγράφους που ακολουθούν πραγματοποιείται μία σύντομη περιγραφή των σπουδαιότερων εφαρμογών του συστήματος τόσο στη στρατιωτική χρήση όσο στη καθημερινή ζωή ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ GPS Η ανάπτυξη του συστήματος GPS πραγματοποιήθηκε για στρατιωτικούς λόγους και παρ όλο που το σύστημα ήταν σε πλήρη λειτουργία από το 1994 και μετά, χρησιμοποιήθηκε πολλές φορές και έχει αποδείξει ότι είναι ένα αξιόπιστο εργαλείο για τις ανάγκες του Αμερικάνικου στρατού. Σε περιπτώσεις μάχης όπου το πεδίο φαίνεται Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 15

22 ίδιο παντού, όπως για παράδειγμα σε μία έρημο, επιτακτική είναι η ανάγκη για ένα αξιόπιστο σύστημα πλοήγησης. Έτσι το σύστημα χρησιμοποιήθηκε πολλές φορές για την διεξαγωγή ασκήσεων του αμερικάνικου στρατού, σε πεδία όπου χωρίς την υποβοήθεια αυτού του συστήματος η επιβίωση θα ήταν αρκετά δύσκολη. Δέκτες GPS έχουν τοποθετηθεί κατά καιρούς σε άρματα, αεροσκάφη (F-16 μαχητικά, KC 135κλπ) και ελικόπτερα ενώ πολλές φορές μεταφέρονται και από τους ίδιους τους στρατιώτες. Τα πολεμικά πλοία χρησιμοποιούν τους δέκτες ώστε να μπορούν να προσεγγίζουν ένα συγκεκριμένο σημείο, για ναρκαλιεία αλλά και για επιχειρήσεις που έχουν να κάνουν με αεροσκάφη. Στις ημέρες μας το σύστημα GPS έχει γίνει ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για όλες σχεδόν τις στρατιωτικές επιχειρήσεις ενώ έχουν αναπτυχθεί πολλά οπλικά συστήματα που στηρίζουν τη σωστή λειτουργία τους πάνω σε αυτό ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ GPS ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ ΜΑΣ ΖΩΗ Όπως αναφέραμε και στην προηγούμενη παράγραφο, το σύστημα αναπτύχθηκε για να εξυπηρετήσει στρατιωτικούς σκοπούς (χρησιμοποιήθηκε σε αεροσκάφη, πολεμικά πλοία κλπ). Εντούτοις, εκμεταλλευόμενοι τις ικανότητες του συστήματος, σε συνδυασμό με το ολοένα και μειούμενο κόστος αυτών των υπηρεσιών (το κόστος των εμπορικά διαθέσιμων δεκτών μειώνεται συνεχώς με την πάροδο του χρόνου και τις νέες τεχνολογικές εξελίξεις) αναπτύχθηκαν πολλοί άλλοι τρόποι χρησιμοποίησής του στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων. Στη συνέχεια θα αναφερθούν μερικές από τις πιο βασικές εφαρμογές που έχουν αναπτυχθεί κατά καιρούς. Εικόνα 2.2: Το σύστημα GPS στην καθημερινή μας ζωή (web - Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 16

23 Το σύστημα GPS χρησιμοποιείται ευρέως για εφαρμογές της γεωδαισίας και άλλων κλάδων γεωεπιστημών όπως μελέτες μετακινήσεων, κινήσεις τεκτονικών πλακών, μετρήσεις μεγάλων αποστάσεων, δίκτυο 1 ης τάξης κλπ. Έτσι ενώ παλαιότερα αυτές οι μετρήσεις απαιτούσαν πολύ μεγάλο αριθμό ατόμων, πολύ μεγάλες οδεύσεις και πολύ χρόνο εργασίας, σήμερα γίνονται εύκολα και με καλύτερη ακρίβεια χρησιμοποιώντας τα πλεονεκτήματα του GPS. Παράλληλα, έχει αναπτυχθεί πολύ η χρήση του συστήματος στον κατασκευαστικό τομέα. Κατά τη διάρκεια κατασκευής μεγάλων υπόγειων σηράγγων (τα συνεργεία ξεκινούν την εκσκαφή και από τις δύο πλευρές του τούνελ, οπότε με την σωστή καθοδήγηση μέσω του συστήματος συναντιούνται τελικά στο ίδιο σημείο), χάραξης δρόμων (καθοδήγηση οχημάτων κλπ), αποτυπώσεων μεγάλων εκτάσεων (μεγάλες εκτάσεις αποτυπώνονται ευκολότερα) κλπ, η χρήση του GPS είναι ευρέως διαδεδομένη και οι περισσότερες εργασίες που πραγματοποιούνται στηρίζονται σε ένα μέρος τους πάνω σε συντεταγμένες που παρέχουν οι δέκτες GPS. Ένας ακόμη κλάδος στον οποίο έχει αναπτυχθεί το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού είναι οι περιπτώσεις άμεσης ανάγκης. Αρκετές μονάδες της αστυνομίας, της πυροσβεστικής αλλά και σταθμών πρώτων βοηθειών, χρησιμοποιούν δέκτες GPS για να προσδιορίσουν τη θέση ενός αυτοκινήτου της αστυνομίας, ενός πυροσβεστικού οχήματος ή ενός ασθενοφόρου που βρίσκεται πιο κοντά σε κάποιο σημείο όπου έχει δημιουργηθεί περιστατικό άμεσης ανάγκης (κλοπή, φωτιά ή πρόβλημα υγείας). Με αυτό τον τρόπο, μπορούμε να έχουμε την πιο άμεση ανταπόκριση σε ζητήματα ζωής ή θανάτου. Ακόμη σε περιπτώσεις μεγάλων πυρκαγιών, τα αεροσκάφη που είναι εξοπλισμένα με το σύστημα GPS έχουν τη δυνατότητα να χαρτογραφήσουν την καιγόμενη έκταση, να ενημερώσουν τους παλαιότερους χάρτες και να αποσταλούν με αυτό τον τρόπο άντρες σε επικίνδυνα σημεία χωρίς να κινδυνεύει η ζωή τους. Μία πρωταρχικής σημασίας εφαρμογή του Παγκόσμιου Συστήματος Εντοπισμού Θέσης είναι στην πλοήγηση η οποία σε συνδυασμό με τις επικοινωνίες και τα σύγχρονα αυτοματοποιημένα συστήματα διαχείρισης δεδομένων βρίσκει εφαρμογή σε πολλούς διαφορετικούς κλάδους και μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση των περισσοτέρων σύγχρονων αναγκών. Μπορούμε λοιπόν να χρησιμοποιήσουμε της παροχές του GPS για να πλοηγήσουμε ένα πλοίο στη θάλασσα είτε επιβατικό είτε αλιευτικό καθοδηγώντας το πλοίο στη σωστή γραμμή ή στο σημείο όπου υπάρχει μέγιστη συγκέντρωση ψαριών. Ακόμη μπορούμε να κατευθύνουμε ένα αεροπλάνο και Εικόνα 2.3: Διάφοροι τομείς πλοήγησης με το σύστημα GPS ( gy_transport/galileo/index_en.htm) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 17

24 σε συνδυασμό με άλλες υπηρεσίες ο επιβάτης να ενημερώνεται για το ποιος θα είναι ο συντομότερος δρόμος για τον προορισμό του (ανταποκρίσεις, καθυστερήσεις αεροπλάνων κλπ). Η κυκλοφορία στο σιδηροδρομικό δίκτυο μπορεί να ελέγχεται σε πραγματικό χρόνο ενώ μπορούμε ταυτόχρονα να ελέγχουμε οποιαδήποτε στιγμή τη θέση μίας συγκεκριμένης αμαξοστοιχίας. Η χρήση του συστήματος επεκτείνεται ακόμα και στη γεωργία όπου μπορούμε να έχουμε εύκολα εμβαδομέτρηση της περιοχής και χρησιμοποιώντας ψηφιακούς χάρτες οι χημικοί ψεκασμοί να πραγματοποιούνται στις σωστές θέσεις γνωρίζοντας πάντα τα σημεία τα οποία έχουν ψεκαστεί (αποφεύγοντας διπλούς ψεκασμούς). Γενικότερα η χρήση του GPS είναι διαδεδομένη σε όλους σχεδόν τους τομείς όταν έχουμε να διαχειριστούμε μεγάλες εκτάσεις ή να πλοηγηθούμε σε θάλασσα ξηρά και αέρα. Η τεχνολογική επανάσταση στο χώρο της πλοήγησης έχει δημιουργήσει νέες εφαρμογές οι οποίες ολοένα και πληθαίνουν. Το GPS σε συνδυασμό με ένα κατάλληλο ψηφιακό υπόβαθρο βοηθά τους οδηγούς να βρουν τη θέση τους πάνω στο χάρτη και τους καθοδηγεί σε μία διαδρομή που έχουν οι ίδιοι προσδιορίσει. Παράλληλα, σήμερα έχουν αναπτυχθεί συστήματα που επικοινωνούν «on line» με έναν κεντρικό σταθμό και μπορούν να ενημερώνουν αυτόματα το σύστημα για την κίνηση στους δρόμους, διάφορα έργα που πραγματοποιούνται και πιθανώς κάποιες οδικές αρτηρίες να είναι φραγμένες κλπ. Ο οδηγός έτσι δέχεται πολύτιμες πληροφορίες κατά τη διάρκεια της διαδρομής του και μάλιστα υπάρχει η δυνατότητα επιλογής των εισερχόμενων πληροφοριών ανάλογα με τον προορισμό του καθενός και ακόμα παραπέρα ανάλογα με τα ενδιαφέροντα του καθενός (ακόμη σε πειραματικό στάδιο). Αυτές οι υπηρεσίες γίνονται ολοένα και πιο φιλικές προς τον χρήστη ενώ σε λίγο καιρό θα παρέχονται μαζί με τον βασικό εξοπλισμό ενός αυτοκινήτου. Μία άλλη χρήσιμη και ταχύτατα αναπτυσσόμενη εφαρμογή είναι η διαχείριση στόλου οχημάτων με τη χρήση του Παγκόσμιου Συστήματος Εντοπισμού Θέσης. Η υπηρεσία αυτή χρησιμοποιείται συνήθως από τους οργανισμούς δημόσιων μεταφορών, από φορτηγά παράδοσης, υπηρεσίες αποστολής δεμάτων και γενικότερα χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου θέλουμε να γνωρίζουμε τη θέση ενός συνόλου οχημάτων ενώ παράλληλα χρειάζεται να την διαχειριστούμε. Έτσι ένας αριθμός οχημάτων, μπορεί να οριστεί ως μέρος ενός συστήματος διαχείρισης στόλου οχημάτων, που επιτρέπει στο χειριστή να γνωρίζει τη θέση του εκάστοτε οχήματος που τον ενδιαφέρει καθ όλη τη διάρκεια του ταξιδιού του. Ένα τέτοιο σύστημα διευκολύνει τον υπολογισμό της ακριβούς απόστασης του οχήματος που ταξιδεύει προς ένα συγκεκριμένο προορισμό, σε μία δεδομένη χρονική στιγμή, τον υπολογισμό της ταχύτητας του σε μία δεδομένη θέση, καθώς επίσης να πραγματοποιεί µία ανάλυση του χρόνου που απαιτείται από το όχημα για να καλύψει μία ορισμένη απόσταση ή να εκπληρώσει μία συγκεκριμένη διαδρομή. Εκτός από τη χρησιμοποίηση των στοιχείων ως πληροφορίες, το σύστημα εισάγει τις πληροφορίες αυτές ως δεδομένα Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 18

25 για τη λήψη νέων αποφάσεων και τον καλύτερο σχεδιασμό και προγραμματισμό της διακίνησης των οχημάτων. Η διαχείριση στόλου οχημάτων, εστιάζει στον τρόπο διακίνησης του οχήματος, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα και την αποτελεσματικότητα της παρεχόμενης υπηρεσίας. Με τον τρόπο αυτό, γίνεται ένα πολύ ισχυρό εργαλείο που είναι ταυτόχρονα τόσο ελκυστικό, όσο αξιόπιστο και αποδοτικό (Γεωργίου, 2003). Εικόνα 2.4: Διαχείριση στόλου οχημάτων με την χρησιμοποίηση του συστήματος GPS (Γεωργίου, 2003) Μέσα από όλες αυτές τις επαγγελματικές και στρατιωτικές εφαρμογές έχουν αναπτυχθεί συστήματα τα οποί χρησιμοποιούνται για ψυχαγωγικούς λόγους. Έτσι στις ημέρες μας μπορεί ένας περιηγητής να φορτώσει σε ένα PDA τον χάρτη της περιοχής που τον ενδιαφέρει και να ξεκινήσει την περιήγησή του χρησιμοποιώντας αυτό τον ψηφιακό χάρτη, γνωρίζοντας οποιαδήποτε στιγμή το που βρίσκεται και αποκλείοντας το ενδεχόμενο να παρεκκλίνει από την πορεία του ή να χαθεί στην περιοχή. Ακόμα και στην Ελλάδα έχουν δημιουργηθεί για τους περισσότερους ορεινούς όγκους χάρτες περιήγηση οι οποίοι με κατάλληλη διαδικασία μπορούν να φορτωθούν σε ένα PDA. Εικόνα 2.5: Χρήση του συστήματος για ψυχαγωγία ( gy_transport/galileo/index_en.htm) Τέλος, πρέπει να αναφέρουμε τη χρήση του συστήματος στα άτομα με ειδικές ανάγκες. Κατά καιρούς έχουν δημιουργηθεί συστήματα για την καθοδήγηση ατόμων με ειδικές ανάγκες. Έτσι για άτομα με προβλήματα όραση έχουν δημιουργηθεί συσκευές που μιλάνε σε περίπτωση που παρεκκλίνεις από την πορεία σου. Επίσης για άτομα με κινητικά προβλήματα, έχουν δημιουργηθεί εφαρμογές σε PDA όπου με το πάτημα ενός Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 19

26 κουμπιού σε καθοδηγούν στον επιθυμητό προορισμό. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι αυτές οι συσκευές μπορούν να προγραμματιστούν με τις προτιμήσεις των ατόμων και να μπορούν να καταλάβουν πότε κάποιο άτομα που πάσχει από απώλεια μνήμης παρεκκλίνει από τον προορισμό του. 2.9 ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ GPS Το μέλλον στις χρήσεις του συστήματος GPS μπορεί να περιοριστεί μόνο από τη φαντασία που διαθέτει ένας άνθρωπος. Στο εγγύς μέλλον, νέας τεχνολογίας δορυφόροι αναμένεται να εκτοξευθούν και να συμπληρώσουν ή να αναπληρώσουν τον προηγούμενο δορυφορικό σχηματισμό. Όπως αναφέρθηκε στην παράγραφο 2.2.1, αναμένονται οι δορυφόροι BLOCK IIF οι οποίοι θα έχουν την δυνατότητα να παρέχουν και μία δεύτερη συχνότητα για πολιτική χρήση του συστήματος, επιφέροντας με αυτό τον τρόπο μεγάλες αλλαγές όσον αφορά την ακρίβεια που μπορεί να επιτευχθεί στις μετρήσεις του συστήματος. Όσον αφορά τις κατασκευάστριες εταιρείες αναμένονται ακόμη καλύτεροι δέκτες που θα περιορίζουν ακόμη περισσότερο τα σφάλματα δέκτη ενώ παράλληλα μειώνεται συνεχώς το κόστος απόκτησης του απαραίτητου εξοπλισμού. Η νέα γενιά δεκτών, θα είναι συμβατή και με την δεύτερη συχνότητα που αναφέρθηκε παραπάνω ενώ θα δημιουργηθούν και τα κατάλληλα λογισμικά για την επεξεργασία των μετρήσεων. Σ αυτό το σημείο θα πρέπει να επισημάνουμε το σύστημα GALILEO το οποίο βρίσκεται υπό κατασκευή και το οποίο αναμένεται να ολοκληρωθεί και να λειτουργήσει από το 2010 και μετά. Το σύστημα αυτό σε συνδυασμό με το GPS και το GLONASS (πρόκειται για ένα διαλειτουργικό σύστημα) θα μπορεί να παρέχει στο χρήστη μέγιστη κάλυψη με αποτέλεσμα καλύτερη γεωμετρία και σε συνδυασμό με την βελτίωση των δορυφόρων, καλύτερη ποιότητα σήματος και μετρήσεων. Θεωρώντας την υπάρχουσα κατάσταση και λαμβάνοντας υπόψιν όσα ειπώθηκαν παραπάνω, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι οδηγούμαστε σε ένα συναρπαστικό μέλλον για το σύστημα GPS. Ο αυξημένος αριθμός των νέας γενιάς δορυφόρων πρόκειται να ικανοποιήσει όλες τις απαιτήσεις στον προσδιορισμό θέσης, στην πλοήγηση, στις γεωδαιτικές επιστήμες αλλά και στον συγχρονισμό (timing). Η νέα γενιά δεκτών, συνοδευόμενη με το κατάλληλο λογισμικό, θα επιφέρουν τα επιθυμητά αποτελέσματα πολύ πιο γρήγορα, ακόμα και σε πραγματικό χρόνο ενώ η ακρίβεια αναμένεται να βελτιωθεί κατά μία τάξη μεγέθους. Εκτός από τα παραπάνω θέματα, νέες εφαρμογές ανατέλλουν που κανείς δεν θα μπορούσε να φανταστεί όταν το σύστημα βρισκόταν στο πρώιμό στάδιο ανάπτυξής του. Το μέλλον του Παγκόσμιου Συστήματος Εντοπισμού Θέσης είναι πραγματικά ενδιαφέρον. Το τι θα συμβεί την επόμενη δεκαετία δεν μπορεί κανείς να το προβλέψει με Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 20

27 ακρίβεια. Γι αυτό το λόγο, αντί κανείς να στηρίζεται σε προβλέψεις για το τι πρόκειται να συμβεί, καλό θα ήταν να παρακολουθεί στενά τις εξελίξεις του συστήματος δια μέσου των χρόνων με αποτέλεσμα να παραμένει ενήμερος για αυτή την ταχύτατα αναπτυσσόμενη τεχνολογία (Hofmann Lichtenegger Collins, 1993) ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ GALILEO (ΓΑΛΙΛΑΙΟΣ) Πρόκειται για ένα αναπτυσσόμενο σύστημα το οποίο αναμένεται να έχει ολοκληρωθεί και τεθεί σε λειτουργία μετά το Αναπτύσσεται στα πλαίσια μίας προσπάθειας δημιουργίας ενός παγκόσμιου δορυφορικού συστήματος εντοπισμού και πλοήγησης με τη συμμετοχή Ευρωπαϊκών χωρών. Ένα από τα βασικά του χαρακτηριστικά είναι ότι αναπτύσσεται για πολιτικούς και όχι για στρατιωτικούς λόγους (αντίθετα δηλαδή με το σύστημα GPS το οποίο αναπτύχθηκε αρχικά για την εξυπηρέτηση στρατιωτικών συμφερόντων), με αποτέλεσμα να έχει μεγαλύτερη διαθεσιμότητα στους πολιτικούς χρήστες. Το σύστημα θα είναι διαλειτουργικό με το GLONASS και το GPS με αποτέλεσμα ο εκάστοτε χρήστης να μπορεί να χρησιμοποιεί τους ίδιους δέκτες με αυτούς του συστήματος GPS και να μπορεί να εξάγει τις συντεταγμένες του χρησιμοποιώντας δορυφόρους από όποιο δορυφορικό σχηματισμό επιθυμεί ή συνδυασμό αυτών. Εικόνα 2.6: Το σύστημα GALILEO (τρία τροχιακά επίπεδα, σταθμοί ελέγχου και εφαρμογές) (web - Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 21

28 Για την υλοποίηση του συστήματος, αναμένεται να δημιουργηθούν όπως και στην περίπτωση του συστήματος GPS το τμήμα του Διαστήματος, το τμήμα Ελέγχου και τέλος το τμήμα των Χρηστών. Το σύστημα GALILEO θα αποτελείται από 30 δορυφόρους κατανεμημένους ομοιόμορφα σε τρία τροχιακά επίπεδα ύψους περίπου 24000km. Οι τροχιές θα διατάσσονται στο χώρο με μία κλίση περίπου 56 ο ως προς τον ισημερινό ενώ η περίοδος περιστροφής των δορυφόρων θα είναι περί τις 14 ώρες. Το σημαντικό του συστήματος είναι ότι σε κάθε ένα τροχιακό επίπεδο θα υπάρχει ένας εφεδρικός δορυφόρος (9 εν ενεργεία και ένας εφεδρικός) ο οποίος θα μπορεί ανά πάσα στιγμή να αντικαταστήσει τον οποιοδήποτε άλλο δορυφόρο έχει υποστεί βλάβη, με την προϋπόθεση να βρίσκονται στο ίδιο τροχιακό επίπεδο (γι αυτό το λόγο υπάρχει ένας δορυφόρος εφεδρικός σε κάθε τροχιακό επίπεδο). Η μάζα του κάθε δορυφόρου θα είναι περίπου 700kg ενώ και αυτοί όπως και οι δορυφόροι του συστήματος GPS θα είναι εφοδιασμένοι με χρονόμετρα υψηλής ακριβείας τοποθετημένα έτσι ώστε να προστατεύονται από οποιεσδήποτε διαταραχές υπόκειται ο δορυφόρος. Το επίγειο τμήμα του συστήματος θα αποτελείται από 14 επίγειους σταθμούς ελέγχου κατάλληλα κατανεμημένους σε όλη την υδρόγειο εκ των οποίων οι δύο θα βρίσκονται στην Ευρώπη. Οι λεγόμενοι σταθμοί ελέγχου, θα ελέγχουν την κίνηση των δορυφόρων στον αστερισμό, τον συγχρονισμό των ατομικών ρολογιών των δορυφόρων καθώς επίσης θα πραγματοποιούν έλεγχο της ακεραιότητας του σήματος και επεξεργασία των δεδομένων. Η επικοινωνία των σταθμών μεταξύ τους είναι δεδομένη ενώ όλοι θα είναι ικανοί με κατάλληλες συσκευές να επικοινωνούν με τους δορυφόρους ώστε να επιτυγχάνεται η μεταφορά δεδομένων από το δορυφόρο στο σταθμό και αντίστροφα (θα υπάρχουν παγκόσμιο δίκτυο σταθμών uplink για την επίτευξη της επικοινωνίας). Τα σήματα των δορυφόρων θα εκπέμπονται στα ακόλουθα εύρη συχνοτήτων: E5A-E5B, MHz, E6, MHz E2-L1-E1, MHz (που ήδη χρησιμοποιείται από το GPS) Από τις παραπάνω τιμές διαφαίνεται ήδη η διαλειτουργικότητα του συστήματος με τα άλλα δύο όπως προαναφέρθηκε παραπάνω. Εδώ θα πρέπει να σημειώσουμε ότι υπό μελέτη βρίσκεται η χρησιμοποίηση της μπάντας C (C Band). Η καθαρότητα της φάσης οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η C Band θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την υλοποίηση μίας δεύτερης γενιάς δορυφόρων του συστήματος GALILEO. Οι εφαρμογές του GALILEO είναι λίγο πολύ ίδιες με αυτές του συστήματος GPS (αναφορά έχει πραγματοποιηθεί σε προηγούμενη παράγραφο) με την διαφορά ότι με την χρήση και των δύο συστημάτων θα μπορούμε να επιτύχουμε ταχύτερα και καλύτερα αποτελέσματα. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 22

29 Παράλληλα με το σύστημα GALILEO, θα τρέχουν και κάποια συνοδευτικά προγράμματα εκ των οποίων τα περισσότερα έχουν υλοποιηθεί και βρίσκονται στο στάδιο της αξιολόγησης. Τα προγράμματα αναλύονται παρακάτω (web - Πρόγραμμα Galilei: Πρόκειται για ένα τακτικό πρόγραμμα το οποίο λειτουργεί επικουρικά στο GALILEO και επαφίεται σε πολλούς τομείς από τεχνικά μέχρι και νομικά θέματα. Σκοπός του προγράμματος είναι η εξασφάλιση της αρμονικής συνλειτουργίας του συστήματος με τα άλλα δορυφορικά συστήματα. Πρόγραμμα Polaris: Πρόκειται για ένα πιλοτικό πρόγραμμα και αφορά στην βελτίωση της πλοήγησης με εφαρμογή σε όλα τα δίκτυα μεταφορών. Πρόγραμμα Nauplios: Πρόκειται για ένα πιλοτικό πρόγραμμα με εφαρμογή στην ναυσιπλοΐα και στους τομείς έρευνας και διάσωσης Πρόγραμμα Instant: Πρόκειται για ένα πιλοτικό πρόγραμμα με εφαρμογή σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης υπηρεσίες ασφαλείας. Πρόγραμμα Gallant: Πρόκειται για ένα πιλοτικό πρόγραμμα που αποσκοπεί στην ασφάλεια των οδικών μεταφορών προλαμβάνοντας ατυχήματα Πρόγραμμα Gaderos: Πρόκειται για ένα πιλοτικό πρόγραμμα που αποσκοπεί στη βελτίωση των υπηρεσιών του σιδηροδρόμου (εντοπισμός τρένων, οφέλη σε οικονομικό επίπεδο κλπ). Οι διαφορές του συστήματος GALILEO με το GPS είναι αρκετές και λίγο πολύ αναφέρθηκαν στις προηγούμενες παραγράφους. Εκεί που πρέπει να δώσουμε ιδιαίτερη βάση είναι η χρήση του συνδυασμού και των δύο συστημάτων. Χρησιμοποιώντας και τις δύο υποδομές (GALILEO & GPS) με συντονισμένο τρόπο, έχουμε πολλά πλεονεκτήματα σε θέματα ακρίβειας και σε όρους ασφάλειας. Πρόσφατες έρευνες έδειξαν ότι ο συνδυασμός και των δύο συστημάτων επιφέρει αύξηση στην ακρίβεια προσδιορισμού της θέσης κατά 5 φορές περίπου. Επιπροσθέτως, η ύπαρξη δύο ανεξάρτητων συστημάτων είναι προς όφελος των χρηστών, δεδομένου ότι μπορούν να έχουν μεγαλύτερη κάλυψη και να επιλέξουν το σύστημα που επιθυμούν ή συνδυασμό αυτών για την υλοποίηση των μετρήσεών τους. Αν με τη χρήση μόνο του συστήματος GPS έχουν δημιουργηθεί όλες αυτές οι εφαρμογές που γνωρίζουμε, τότε μάλλον δεν μπορούμε να φανταστούμε το τι πρόκειται να συμβεί από τη στιγμή έναρξης και συνδυασμού των δύο συστημάτων. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 23

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ - GIS 3.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στην αυγή του εικοστού πρώτου αιώνα, διανύουμε μία περίοδο συναρπαστικών εξελίξεων όσον αφορά την ικανότητα λήψης δεδομένων σχετικά με το φυσικό και το κοινωνικοοικονομικό περιβάλλον αλλά και τη χρήση αυτών των δεδομένων για τη διενέργεια έρευνας ή για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων. Η κοινωνία μας θεωρείται πλέον μία κοινωνία πληροφοριών στην οποία καθημερινά βομβαρδιζόμαστε από πληθώρα δεδομένων, μάλιστα τα περισσότερα από αυτά σχετίζονται άμεσα με το γεωγραφικό χώρο με αποτέλεσμα να ζούμε ουσιαστικά σε μία κοινωνία γεωπληροφοριών. Η διαχείριση του τεράστιου αυτού όγκου πληροφοριών χρησιμοποιώντας ψηφιακά μέσα απαιτεί τη δημιουργία μεγάλων βάσεων δεδομένων και τη συσχέτιση αυτών με τη γεωγραφική θέση τους. Σήμερα, οι εξελίξεις στην πληροφορική που αφορούν τη διαχείριση μεγάλων βάσεων δεδομένων και στη συσχέτιση γεωμετρικής και θεματικής πληροφορίας ποικίλης μορφής και προέλευσης, έφεραν τη νέα γενιά ψηφιακών συστημάτων τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (Σ.Γ.Π), γνωστά διεθνώς ως GIS (Geographic Information Systems) (Κάβουρας, 1998). Ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (Γ.Σ.Π), είναι μία ειδική περίπτωση πληροφοριακού συστήματος, όπου η πληροφοριακή βάση αποτελείται από παρατηρήσεις για χωρικά κατανεμημένα χαρακτηριστικά, δραστηριότητες ή γεγονότα που καθορίζονται στο χώρο ως σημεία, γραμμές ή επιφάνειες. Έτσι ένα ΓΣΠ επεξεργάζεται στοιχεία για αυτά τα σημεία, γραμμές ή επιφάνειες, δημιουργώντας τις αναγκαίες πληροφορίες για την απάντηση χωρικών ερωτημάτων και αναλύσεων (Κουτσόπουλος, 2000). Η βασική διαφορά ενός Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών με ένα κλασικό σύστημα πληροφοριών, είναι ότι σ αυτά τα συστήματα μπορούμε να διαχειριστούμε σύνθετες πληροφορίες και σχέσεις αυτών με τον γεωγραφικό χώρο (προσιτότητα, γειτνίαση, διασύνδεση, διεύθυνση, προσανατολισμό, κλίση, ορατότητα κλπ) σε αντίθεση με το ότι συμβαίνει σε ένα απλό σύστημα πληροφοριών. Η βάση δεδομένων σε ένα Γ.Σ.Π περιλαμβάνει τόσο γεωμετρικά όσο και θεματικά επίπεδα πληροφοριών ενώ παράλληλα υποστηρίζονται σύνθετες διαδικασίες διαχείρισης αυτής για την διεξαγωγή ερωτημάτων και την άμεση απάντηση τους (database technology). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 24

31 Με λίγα λόγια, ένα Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών, είναι ένα περιβάλλον σε Ηλεκτρονικό Υπολογιστή όπου βοηθητικά προγράμματα, το καθένα κατάλληλο για συγκεκριμένη εργασία, χρησιμοποιούνται ως ενιαίο σύνολο, στο οποίο ο χρήστης είναι προστατευμένος από τις λεπτομέρειες των εσωτερικών λειτουργιών του υπολογιστή, για να επιτευχθεί κάποιος στόχος ερευνητικός, εκπαιδευτικός ή στρατηγικός. Η εσωτερική μορφή της απεικόνισης των χωρικών δεδομένων και της οργάνωσής τους πρέπει να είναι σχεδιασμένη έτσι ώστε να υποστηρίζονται ικανά και αποτελεσματικά όλα τα είδη των ερωτημάτων και ανάλυσης που απαιτούνται από τους χρήστες. Τέλος πρέπει να αναφέρουμε ότι η απόδοση του συστήματος αντανακλά όχι μόνο τις ικανότητες του υπολογιστικού συστήματος και του λογισμικού αλλά και τις χρησιμοποιούμενες δομές δεδομένων και την ποιότητα των αλγορίθμων (Κάβουρας, 1998). Από διάφορες προσεγγίσεις που έχουν πραγματοποιηθεί κατά καιρούς, έχει δημιουργηθεί η άποψη ότι ένα επιτυχημένο Γ.Σ.Π πρέπει να στηρίζεται στις ακόλουθες βασικές αρχές (Κουτσόπουλος, 2002): Το σύστημα που θα αναπτυχθεί πρέπει να είναι χρήσιμο στους πολιτικούς υπεύθυνους που παίρνουν τις αποφάσεις, δηλαδή τους πολιτικούς χρήστες. Οι τεχνικές που θα χρησιμοποιηθούν για τη συλλογή, επεξεργασία, και ανάλυση των στοιχείων, πρέπει να είναι προσαρμοσμένες στην τεχνογνωσία και γενικότερα στην υποδομή που υπάρχει. Το επίπεδο απόδοσης του συστήματος και κατ επέκταση οι δυνατότητες του Η/Υ πρέπει να είναι σύμφωνα με τις ανάγκες και κυρίως τις οικονομικές δυνατότητες και την τεχνογνωσία. Οι παραδοχές που χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή συμπερασμάτων, πρέπει να αναφέρονται ρητά και κατηγορηματικά σε κάθε επιλογή προγραμμάτων που βασίζονται στις πληροφορίες των Γ.Σ.Π. Οι παραπάνω αρχές σχετίζονται μεταξύ τους με σχέσεις ανάδρασης, καθορίζουν τόσο τα βασικά συστατικά μέρη ενός Γ.Σ.Π όσο και τις διαδικασίες και τα στάδια δημιουργίας ενός κατάλληλου Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών. 3.2 ΤΑ ΜΕΡΗ ΕΝΟΣ Γ.Σ.Π. Τα Γ.Σ.Π αποτελούνται από τρία επιμέρους τμήματα τα οποία βρίσκονται σε συνεχή ισορροπία και αλληλεξάρτηση. Τα τρία αυτά μέρη αναλύονται παρακάτω διεξοδικά και είναι: Τα μηχανήματα (hardware). Τα μηχανικά μέρη από τα οποία αποτελείται ένα Γ.Σ.Π είναι η κεντρική μονάδα, τα περιφερειακά και το τερματικό V.D.U. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 25

32 Το λογισμικό αλγόριθμοι (software). Εδώ περιέχονται οι αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται από το σύστημα και στους οποίους μπορούμε να διακρίνουμε το λογισμικό εισαγωγής και επαλήθευσης στοιχείων, το λογισμικό αποθήκευσης και διαχείρισης στοιχείων, το λογισμικό μετασχηματισμού στοιχείων, το λογισμικό παρουσίασης και το λογισμικό αναζητήσεων (Burrough and McDonnel, 1998). Τα διαθέσιμα (resource ware). Ο όρος διαθέσιμα περιλαμβάνει τα υπάρχοντα στοιχεία, το ανθρώπινο δυναμικό, χειριστών και αναλυτών και την οργανωτική υποδομή. Ο σημαντικότερος παράγοντας από όλους αυτούς είναι το εξειδικευμένο ανθρώπινο δυναμικό, που θα αξιολογήσει τη διαθέσιμη πληροφορία, θα αποφασίσει το μέγεθος, το είδος και τον τρόπο συλλογής και καταχώρησης των στοιχείων. Συνοψίζοντας, με βάση όλα τα παραπάνω, θα μπορούσε να διατυπωθεί ότι ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών, είναι μία οργανωμένη συλλογή μηχανικών υπολογιστικών συστημάτων (hardware), λογισμικών συστημάτων (software), χωρικών δεδομένων και ανθρώπινου δυναμικού, με σκοπό τη συλλογή, καταχώρηση, ενημέρωση, διαχείριση, ανάλυση και απόδοση, κάθε μορφής πληροφορίας που αφορά στο γεωγραφικό περιβάλλον (Κουτσόπουλος, 2002). Στην εικόνα που ακολουθεί φαίνεται ένα σύστημα GIS με τα επιμέρους τμήματα που το αποτελούν. Εικόνα 3.1: Τα Μέρη ενός συστήματος GIS (web - Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 26

33 3.3 ΣΤΑΔΙΑ ΚΑΙ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΣΤΑ Γ.Σ.Π. Για την ολοκλήρωση και εφαρμογή ενός Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών, τρεις είναι οι βασικές διαδικασίες που πρέπει να υλοποιηθούν: Ο καθορισμός του προβλήματος Η διαδικασία από στοιχεία σε πληροφορία Τα συμπεράσματα Οι τρεις αυτές διαδικασίες φαίνονται διαγραμματικά στο σχήμα 3.2 που ακολουθεί, στο οποίο φαίνονται καθαρά οι σχέσεις ανάδρασης που διέπουν όχι μόνο τις διαδικασίες μέσα στο Γ.Σ.Π αλλά και τη σχέση του ίδιου με το χώρο. Παρατηρούμε λοιπόν ότι ο χώρος έχει άμεση σχέση με το Γ.Σ.Π με βάση το οποίο προκύπτουν τελικά οι επεμβάσεις που πραγματοποιούνται στο χώρο. Οι επεμβάσεις αυτές δημιουργούν ένα ανανεωμένο χώρο ο οποίος στη συνέχεια εισαγάγετε στο GIS για εκ νέου επεξεργασία κοκ. Από την άλλη μεριά βλέπουμε τις διαδικασίες που επιτελούνται σε ένα σύστημα Γ.Σ.Π, ενώ παράλληλα βλέπουμε και τα στάδια από τα οποία πρέπει να περάσουμε για να υλοποιηθεί η διαδικασία από στοιχεία σε πληροφορία. Οι διαδικασίες και τα στάδια αναλύονται διεξοδικότερα στα επόμενα κεφάλαια. Εικόνα 3.2: Στάδια και Διαδικασίες στα Γ.Σ.Π (Κουτσόπουλος, 2002) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 27

34 3.3.1 ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ Όπως φαίνεται και από τα προηγούμενα, η λογική αφετηρία στη δημιουργία ενός παραδεκτού, αλλά και σωστού Γ.Σ.Π, είναι η αναγνώριση των υπευθύνων που παίρνουν τις αποφάσεις και των χρηστών του συστήματος και πως αυτές οι αποφάσεις ή χρήστες επιδρούν διαμορφώνοντας τα χωρικά πρότυπα και τις διαδικασίες, τις σχετικές με το πρόβλημα που χρειάζεται να επιλυθεί (Κουτσόπουλος, 2002). Στο πρώτο λοιπόν βήμα της δημιουργίας ενός Γ.Σ.Π πρέπει να καθορίσουμε το πρόβλημα, να καθορίσουμε με άλλα λόγια τον σκοπό για τον οποίο θα δημιουργηθεί αυτό το σύστημα και με βάση αυτό το σκοπό να επιλεγούν οι υπεύθυνοι που θα παίρνουν τις αποφάσεις κατά τη δημιουργία του συστήματος αλλά και οι χρήστες του συστήματος. Ένα πρόβλημα μπορεί να επιλυθεί με διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με τη σκοπιά με την οποία εξετάζεται αλλά και ανάλογα με τους χρήστες στους οποίους απευθύνεται. Για παράδειγμα ένα πρόβλημα χωροθέτησης ενός εργοστασίου, από τη μεριά του βιομηχάνου εξετάζεται με σκοπό να μειώσει όσο το δυνατόν το κόστος παραγωγής, από τη πλευρά του εργαζομένου εξετάζεται με σκοπό να μειώσει το κόστος μεταφοράς από την κατοικία στο εργοστάσιο, ενώ από περιβαλλοντική άποψη εξετάζεται ώστε να χωροθετηθεί σε κατάλληλη βιομηχανική ζώνη με τις κατάλληλες εγκαταστάσεις ώστε να μειωθούν όσο το δυνατόν οι ρύποι και οι επιπτώσεις στην ατμόσφαιρα. Για τους παραπάνω λόγους, όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό, απαραίτητο βήμα πριν τη δημιουργία ενός συστήματος GIS είναι ο σαφής καθορισμός του προβλήματος ώστε με την μετέπειτα ανάλυση να εξαχθούν όσο το δυνατόν καλύτερα αποτελέσματα ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΑΠΟ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΕ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ Δεύτερο στάδιο στη δημιουργία ενός Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών είναι η διαδικασία από στοιχεία σε πληροφορία. Η διαδικασία αυτή αποτελεί το νευραλγικό κέντρο κάθε Γ.Σ.Π και αποτελείται από τα εξής τέσσερα στάδια: 1. Το στάδιο της εισόδου όπου τα χωρικά και μη χωρικά στοιχεία κωδικοποιούνται και αποθηκεύονται στον Η/Υ. Το στάδιο της εισόδου αναφέρεται στη διαδικασία της αναγνώρισης και συλλογής στοιχείων για συγκεκριμένες εφαρμογές. Ανάλογα με την εφαρμογή που έχει οριστεί στο προηγούμενο στάδιο καθορισμού του προβλήματος, καλούμαστε να συλλέξουμε τα απαραίτητα στοιχεία για την υλοποίηση της εφαρμογής. Στο σχήμα 3.3 που ακολουθεί φαίνονται οι πηγές που μπορεί να αντλήσει κάποιος πληροφορία για την δόμηση ενός συστήματος GIS, ενώ στο σχήμα 3.4 φαίνεται η οργάνωση των δεδομένων σε θεματικά επίπεδα. 2. Το στάδιο της διαχείρισης όπου η χωρική πληροφορία διαμορφώνεται κατάλληλα για το επόμενο στάδιο της ανάλυσης. Η έννοια της διαχείρισης Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 28

35 στα Γ.Σ.Π αφορά στον τρόπο με τον οποίο στοιχεία για τη θέση, την τοπολογία και τα χαρακτηριστικά των γεωγραφικών οντοτήτων δομούνται και οργανώνονται. Η οργάνωση αυτή μπορεί να επιτευχθεί με ένα σύστημα διαχείρισης βάσεως δεδομένων (database management system DBMS) και αναφέρεται σε ένα λογισμικό σύστημα για τη διαχείριση (ενημέρωση, συντήρηση και ανάκτηση) των στοιχείων της βάσης δεδομένων. Τα σύγχρονα Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων, χρησιμοποιούν μία ποικιλία μεθόδων για αποτελεσματική αποθήκευση και ανάκτηση δεδομένων (Date, 1995). Οι τέσσερις θεμελιώδεις μέθοδοι οργάνωσης της πληροφορίας που παράλληλα απεικονίζουν τα λογικά πρότυπα που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση της δομής του πραγματικού κόσμου είναι η ιεραρχική, η δικτυακή, η σχεσιακή και η αντικειμενοστραφής: o Η ιεραρχική δομή χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου τα δεδομένα έχουν ιεραρχική σχέση και παρέχει έναν γρήγορο και εύκολο τρόπο πρόσβασης των δεδομένων. Στην δομή αυτή ενυπάρχει η έννοια του κλειδιού το οποίο είναι ένα σύνολο από διαχωριστικά κριτήρια και το οποίο χρησιμοποιείται για να περιγράψει πλήρως τη δομή των δεδομένων. o Η δικτυακή δομή είναι πολύ χρήσιμη σε περιπτώσεις όπου οι σχέσεις ή οι σύνδεσμοι μπορούν να προσδιοριστούν εκ των προτέρων με αποτέλεσμα να αποφεύγονται οι επαναλήψεις και να αξιοποιούνται τα διαθέσιμα στοιχεία. Τα στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους με συνδέσμους, διαδικασία η οποία δεν μπορεί να υποστηριχτεί στην ιεραρχική δομή ενώ παράλληλα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για μεγάλες βάσεις δεδομένων. o Η σχεσιακή δομή στηρίζεται στο θεωρητικό υπόβαθρο της σχεσιακής άλγεβρας, γεγονός που επιτρέπει η δόμηση των στοιχείων να γίνεται με τρόπο γενικό και ταυτόχρονα με έννοιες που δεν συνδέονται άμεσα με κάποια γλώσσα προγραμματισμού. Το πλεονέκτημα της δομής είναι ότι τα δεδομένα δομούνται όπως είναι στην πραγματικότητα, ενώ παράλληλα μειώνονται και απλοποιούνται οι σχέσεις ανάμεσα στα στοιχεία (εικόνα 3.4). o Στην αντικειμενοστραφή δομή τα δεδομένα ορίζονται από μία σειρά μοναδικών αντικειμένων τα οποία οργανώνονται σε ομάδες παρόμοιων φαινομένων (γνωστές ως κλάσεις αντικειμένων) σύμφωνα με οποιαδήποτε φυσική διάταξη. Όλα τα στοιχεία στη δομή αυτή εμπεριέχονται στο αντικείμενο που αποτελεί τη θεμελιώδη μονάδα της αντικειμενοστραφής λογικής ενώ όλες οι σχέσεις μεταξύ των αντικειμένων πραγματοποιείται με βάση προκαθορισμένους Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 29

36 συνδέσμους. Οι αντικειμενοστραφείς βάσεις μπορούν και διατηρούν την ταχύτητα των ιεραρχικών και δικτυακών δομών ενώ παράλληλα παρέχουν μία ιδιαίτερα αποτελεσματική δομή για την οργάνωση των αντικειμένων και ως αποτέλεσμα μπορούν να ξεπεράσουν το μειονέκτημα της σχεσιακής δομής στις πολύπλοκες αναζητήσεις (εικόνα 3.5) Εικόνα 3.3: Πηγές δεδομένων για τα Γ.Σ.Π (Κάβουρας, 1998) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 30

37 Εικόνα 3.4: Η σχεσιακή δομή σε μία βάση δεδομένων (Κουτσόπουλος, 2002) Εικόνα 3.5: Η αντικειμενοστραφής δομή σε μία βάση δεδομένων (Κουτσόπουλος, 2002) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 31

38 3. Το στάδιο της ανάλυσης όπου πραγματοποιείται η ανάλυση των πληροφοριών. Η διαδικασία της ανάλυσης είναι η διαδικασία κατά την οποία θέτουμε ερωτήσεις στην ήδη δομημένη βάση, στην οποία είναι αποθηκευμένη η πληροφορία χρησιμοποιώντας κάποια από τις προηγούμενες δομές, και παίρνουμε τις αντίστοιχες απαντήσεις. Με άλλα λόγια η ανάλυση είναι η διαδικασία κατά την οποία επεξεργαζόμαστε και αναλύουμε τα δεδομένα με σκοπό να εξάγουμε επιπρόσθετη πληροφορία που μας ενδιαφέρει. Οι τεχνικές ανάλυσης που οφείλει να χρησιμοποιεί ένα Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών ποικίλουν και είναι δύσκολο να καθοριστούν εκ των προτέρων. Μερικές από αυτές τις τεχνικές είναι οι ακόλουθες: o Επιλογή (Κριτήρια τύπου Boolean και λογικές πράξεις) o Ποσοτικές διαδικασίες (Αριθμητικές και τριγωνομετρικές πράξεις, στατιστικές διαδικασίες και μη παραμετρικές μέθοδοι) o Κατηγοριοποίηση (διαφόρων τύπων κατανομή) o Ανάλυση εγγύτητας (Δημιουργία ζωνών επιρροής, πολύγωνα Thiessen και απόσταση από σημείο) o Επικάλυψη (ένωση, ταυτότητα, τομή, επικάλυψη σημείων ή γραμμών με πολύγωνα και ποσοτικοί υπολογισμοί) o Διαχείριση (αφαίρεση, κόψιμο, διαμελισμός και ενημέρωση) o Ανάλυση ορίων (ένωση γειτονικών πινακίδων, αφαίρεση επιμηκών πολυγώνων και αφαίρεση γραμμών) o Ανάλυση στοιχείων κανάβου (τοπικές ή σημειακές λειτουργίες, εστιακές λειτουργίες, λειτουργίες ζωνών κλπ) Γενικά οι ερωτήσεις στις οποίες μπορεί ένα Γ.Σ.Π να απαντήσει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας της χωρικής ανάλυσης, διακρίνονται σε πέντε χαρακτηριστικές κατηγορίες (Κουτσόπουλος, 2002): o Γεωγραφία: αναζητούμε τι υπάρχει σε κάθε υποσύνολο χωρική ενότητα της περιοχής μελέτης o Αναζήτηση βάσει κριτηρίων: αναζητούμε που βρίσκεται η περιοχή με τα συγκεκριμένα κριτήρια (είναι αντίστροφη διαδικασία με την προηγούμενη) o Τάσεις: αναζητούμε τις τάσεις μεταβολής των στοιχείων, πως μεταβάλλονται τα στοιχεία με το πέρασμα του χρόνου Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 32

39 o Πρότυπα: από ποια χωρικά πρότυπα χαρακτηρίζεται η συγκεκριμένη οντότητα, αναζητούνται συσχετισμοί και νόμοι οι οποίοι διέπουν φαινόμενα που συμβαίνουν ταυτόχρονα o Διαδικασίες: αναζητούμε τι θα συνέβαινε αν ίσχυαν τα συγκεκριμένα κριτήρια (πχ τι θα συνέβαινε αν διανοιγόταν ένας καινούργιος δρόμος στην περιοχή ή αν θα διαπλατύναμε ένα δρόμο κατά τόσα μέτρα κλπ) 4. Το τελικό στάδιο της εξόδου. Η έξοδος από τον Η/Υ και ο τρόπος που θα παρουσιασθεί η πληροφορία που δημιουργήθηκε μέσα από τις διαδικασίες της ανάλυσης είναι καθοριστικός για την αποτελεσματικότητα λειτουργίας του συγκεκριμένου Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών. Επομένως, η παρουσίαση της πληροφορίας είναι πρωταρχικής σημασίας για κάθε Γ.Σ.Π. Τρεις είναι οι βασικές, αλλά όχι και μοναδικές, μορφές εξόδου της πληροφορίας (Κουτσόπουλος 2002): o Στην πρώτη μορφή ανήκουν οι πίνακες, οι μαθηματικές συναρτήσεις, οι μέσοι όροι και άλλες μη σχεδιαστικές αποδόσεις o Στη δεύτερη μορφή περιλαμβάνονται τα ιστογράμματα, τα πολύγωνα συχνότητας και άλλες μορφές γραφημάτων o Στην τρίτη μορφή περιλαμβάνονται οι χάρτες που προκύπτουν ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Κατά την επεξεργασία των στοιχείων στην διαδικασία από στοιχεία σε πληροφορία, δημιουργείται και αναλύεται η απαραίτητη πληροφορία για την λύση του προβλήματος, όπως αυτή έχει προσδιοριστεί στο στάδιο καθορισμού του προβλήματος. Στο τελευταίο αυτό στάδιο δημιουργίας ενός Γ.Σ.Π καλούμαστε να υλοποιήσουμε το στόχο του Γ.Σ.Π. Στα συμπεράσματα, καθρεπτίζεται η υλοποίηση του στόχου καθώς και οι εναλλακτικές απόψεις για την αντιμετώπιση του προβλήματος. Παρουσιάζονται συνοπτικά οι προτεινόμενες λύσεις και η σκοπιμότητά τους σαν απαντήσεις σε ερωτήματα όπως: Τι είναι; Τι πρέπει; Τι είναι εφικτό; Επειδή τα συμπεράσματα αποτελούν τον κρίκο σύνδεσης ενός Γ.Σ.Π με τη διαδικασία επέμβασης στο χώρο, δεν αρκεί η απλή παράθεσή τους, αλλά χρειάζεται επιπλέον η αξιολόγηση και διαχωρισμός τους από τον ίδιο τον μελετητή. Η επέμβαση στο χώρο αποτελεί μία δυναμική, συνεχή και κυκλική διαδικασία. Γι αυτό και τα Γ.Σ.Π οφείλουν από τη μία μεριά να συγκεντρώνουν το απαραίτητο υλικό με το οποίο πρέπει να τροφοδοτείται αυτή η επέμβαση και από την άλλη μεριά να βρίσκουν τον καταλληλότερο τρόπο γι αυτή την τροφοδότηση προκειμένου να μην δημιουργούνται ασυνέχειες (Κουτσόπουλος, 2002). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 33

40 3.4 ΧΡΗΣΕΙΣ ΤΩΝ Σ.Γ.Π. Όπως έγινε αντιληπτό και από τα προηγούμενα, η τεχνολογία των Γ.Σ.Π παρέχει πολλές δυνατότητες όσον αφορά στην ανάλυση και τον σχεδιασμό. Ως εκ τούτου, τα Γ.Σ.Π χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο για κάθε ζήτημα ανάλυσης και σχεδιασμού όπου η παράμετρος γεωγραφικός χώρος υπεισέρχεται άμεσα ή έμμεσα. Σήμερα τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών τείνουν να εξαλείψουν όλες τις συμβατικές μεθόδους ανάλυσης ενώ ταυτόχρονα αναπτύσσονται ολοένα και περισσότερες εφαρμογές αυτών. Οι δυνατότητες των Γ.Σ.Π και οι εφαρμογές που μπορούν να δημιουργηθούν μέσα από αυτά, υποχρεώνουν τους μελετητές να ερευνούν τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών σε πολλαπλά πεδία μελέτης. Μερικά από τα πεδία στα οποία έχουν διερευνηθεί και χρησιμοποιηθεί κατά καιρούς τα Γ.Σ.Π αναφέρονται παρακάτω: Πεδία τα οποία έχουν αναπτύξει έννοιες για την διαχείριση του χώρου (και του χρόνου) όπως η γεωγραφία, η ψυχολογία και η γλωσσολογία Πεδία τα οποία έχουν αναπτύξει πρακτικά εργαλεία και όργανα για τη συλλογή ή διεργασία με χωρικά δεδομένα όπως η τοπογραφία, η γεωδαισία, η φωτογραμμετρία, η φωτοερμηνεία και η χαρτογραφία Πεδία τα οποία διαθέτουν συστηματοποιημένες θεωρίες, βασικές για την επεξεργασία του χώρου και για την αυτοματοποίηση. Τέτοια πεδία είναι η γεωμετρία, σημειολογία, πληροφορική κλπ Πεδία εφαρμογών τα οποία χρησιμοποιούν τα Γ.Σ.Π όπως η αρχαιολογία, η πολεοδομία, η χωροταξία, η δασολογία η γεωτεχνική και η γεωλογία και τέλος Πεδία τα οποία παρέχουν καθοδήγηση για τη πληροφορία όπως η πολιτική οικονομία και τα νομικά Κατά καιρούς έχουν δημιουργηθεί πολλά εργαλεία χρησιμοποιώντας τα συστήματα GIS στα διάφορα πεδία ενδιαφέροντος που αναφέρθηκαν παραπάνω. Έτσι λοιπόν έχουν δημιουργηθεί εργαλεία για οδική πλοήγηση όπου παρέχουν στο χρήστη τη δυνατότητα επιλογής της βέλτιστης διαδρομής για τη μετάβασή του από το σημείο Α στο σημείο Β. Τα προγράμματα αυτού του τύπου, χρησιμοποιώντας γεωμετρικά ή περιγραφικά στοιχεία μπορούν να υπολογίσουν τη μικρότερη χρονική απόσταση ανάμεσα σε δύο προορισμούς δίνοντας στο χρήστη αυτή ως βέλτιστη διαδρομή. Τέτοιου είδους προγράμματα έχουν αναπτυχθεί σε desktop εφαρμογές ενώ παράλληλα, τον τελευταίο καιρό έχουν κάνει την εμφάνισή τους συστήματα τα οποία εγκαθίστανται σε κινούμενο μέσο όπως ένα αυτοκίνητο και ο οδηγός είναι σε θέση να καθοδηγείται χρησιμοποιώντας τη βέλτιστη διαδρομή από ένα σημείο σε ένα άλλο. Η λειτουργία των συγκεκριμένων συσκευών προϋποθέτει τη χρήση ενός δέκτη GPS ο οποίος συνεργάζεται με το GIS σύστημα και Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 34

41 προβάλει το στίγμα της θέσης, πάνω σε ένα χάρτη με αποτέλεσμα ο οδηγός να γνωρίζει σε ποιο σημείο βρίσκεται. Παράλληλα έχουν δημιουργηθεί χαρτογραφικά εργαλεία spreadsheet τα οποία μπορούν σε συνδυασμό με ένα GIS σύστημα να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία θεματικών χαρτών μικρής ή μεγάλης κλίμακας. Το μειονέκτημα αυτών των εργαλείων είναι ότι στερούνται τη δυνατότητα των εργαλείων ανάλυσης και δεν μπορούν να επεξεργαστούν σύνθετες χωρικές ερωτήσεις ή ερωτήσεις σε κάποια βάση δεδομένων. Ακόμη, έχουν δημιουργηθεί desktop GIS συστήματα για την εύκολη κατασκευή χαρτών που περιέχουν πολυεπίπεδη πληροφορία και μπορούν να συνδυάσουν τον παράγοντα θέση με σημειακές πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες σε μία βάση δεδομένων. Τα συστήματα αυτά έχουν τη δυνατότητα να θέτουν σύνθετες ερωτήσεις τόσο όσον αφορά τη χωρική πληροφορία του χάρτη όσο και την περιγραφική. Οι ερωτήσεις που μπορούν να τεθούν στη βάση ποικίλουν ανάλογα με τις δυνατότητες που έχει το σύστημα και αναλύθηκαν σε παραπάνω κεφάλαιο. Τα περισσότερα desktop GIS συστήματα μπορούν να υποστηρίξουν πλήρεις εφαρμογές σήμερα. Ενδεικτικά αναφέρουμε κάποιες λειτουργίες αυτών όπως είναι η χειροκίνητη αλλά και η αυτόματη ψηφιοποίηση, η σύνταξη σύνθετων ερωτημάτων όσον αφορά χωρικές και μη πληροφορίες, ο υπολογισμός ελάχιστων διαδρομών κλπ. Σ αυτό το σημείο δεν πρέπει να παραλείψουμε το γεγονός ότι τον τελευταίο καιρό πραγματοποιούνται προσπάθειες δημιουργίας συστημάτων που συνδυάζουν τη θέση και την πληροφορία που σχετίζεται με τη θέση έχοντας τη δυνατότητα να την παρέχουν στο χρήστη σε πραγματικό χρόνο. Η ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών έχει δημιουργήσει τις λεγόμενες υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέση (οι οποίες θα αναλυθούν περαιτέρω σε επόμενα κεφάλαια) ενώ ταυτόχρονα εξετάζεται η χρήση των συστημάτων αυτών με υπηρεσίες που μπορούν να προσφερθούν στο χρήστη μέσω του διαδικτύου και μάλιστα σε πραγματικό χρόνο. Οι τεχνολογίες αυτές όπως γίνεται αντιληπτό έχουν αρχίσει σιγά σιγά να αποδεσμεύονται από τις desktop εφαρμογές δημιουργώντας ολοένα και περισσότερες mobile εφαρμογές δομημένες πάνω σε κατάλληλο λογισμικό και hardware. Ο μόνος περιορισμός των συστημάτων αυτών είναι οι περιορισμένες δυνατότητες μίας κινητής συσκευής σε αντίθεση με έναν σταθερό υπολογιστή μεγάλης ισχύος. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 35

42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ - LBS 4.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ώθηση για την ανάπτυξη της τεχνολογίας των λεγόμενων Υπηρεσιών Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης (Location Based Services), δόθηκε από την κυβέρνηση των ΗΠΑ, η οποία απαίτησε από τους χειριστές δικτύων κινητής τηλεφωνίας να παρέχουν υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης στους χρήστες κινητών τηλεφώνων με τον εντοπισμό της κινητής συσκευής σε μία ακτίνα 125 μέτρων. Με αφορμή λοιπόν αυτή την απαίτηση δημιουργήθηκαν από τότε πλήθος υπηρεσιών οι οποίες στηρίζονται κατά κύριο λόγο στον σωστό προσδιορισμό της θέσης και τις πληροφορίες που συνδέονται με αυτή. Οι εν λόγω υπηρεσίες, εστιάζουν περισσότερο την προσοχή τους στην αξιοποίηση της γεωγραφικής θέσης που παρέχει το σύστημα GPS (μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλα συστήματα σε συνδυασμό με το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης, τα οποία θα αναλυθούν σε επόμενα κεφάλαια) παρέχοντας επιπλέον στο χρήστη, όπου και όποτε απαιτείται ή όποτε ζητηθεί από το χρήστη, όλες τις διαθέσιμες πληροφορίες για τις υπηρεσίες που αφορούν τη γεωγραφική θέση που βρίσκεται σε μία δεδομένη χρονική στιγμή ή την περιοχή που ο χρήστης εκδηλώνει ενδιαφέρον ότι θέλει να επισκεφτεί σε έναν συγκεκριμένο χρονικό ορίζοντα. Όσον αφορά τον ορισμό αυτών των τεχνολογιών, θα πρέπει να γίνει σαφής διάκριση ανάμεσα στις Υπηρεσίες Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης (LBS) από τις Υπηρεσίες Θέσης (LCS). Όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως, οι Υπηρεσίες Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης, στηρίζονται αρχικά στην ικανότητα εύρεσης της γεωγραφικής θέσης της κινητής συσκευής και στη συνέχεια της παροχής των υπηρεσιών που βασίζονται στη συγκεκριμένη θέση. Οι υπηρεσίες LBS αναφέρονται συχνά και ως υπηρεσίες εξαρτώμενες από τη γεωγραφική θέση αφού συνδέονται άμεσα με αυτήν και μπορούν εύκολα να βρεθούν με μοναδικό κριτήριο αναζήτησης τη θέση της κινητής συσκευής. Από την άλλη μεριά, οι Υπηρεσίες Θέσης, αναφέρονται γενικότερα στον προσδιορισμό της θέσης και ειδικότερα στον προσδιορισμό της θέσης ενός κινητού τηλεφώνου υποστηριζόμενο από το ασύρματο δίκτυο τηλεπικοινωνιών (μέθοδος κυψέλης προέλευσης, ενισχυμένης παρατηρηθείσας χρονικής διαφοράς κλπ). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 36

43 4.2 ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΜΕΡΗ ΤΩΝ LBS Όπως έγινε κατανοητό από το παραπάνω κεφάλαιο, τα συστήματα LBS στηρίζονται τόσο στο σωστό προσδιορισμό της θέσης όσο και στις παρεχόμενες υπηρεσίες που σχετίζονται με την κάθε γεωγραφική θέση. Προφανώς, η τεχνολογία που απαιτείται στην παροχή των υπηρεσιών αυτών, αφορά στην εύρεση της θέσης ή της τοποθεσίας της κινητής συσκευής, στην εύρεση των γεωγραφικών στοιχείων εκείνης της θέσης και σε μία εφαρμογή μέσω της οποίας θα υποβληθούν σε επεξεργασία οι πληροφορίες θέσης μαζί με τα γεωγραφικά στοιχεία ώστε να έχουμε τελικά την υπηρεσία αξιοποίησης της θέσης. Συνεπώς, τα συστατικά μέρη που απαιτούνται για την δόμηση μίας επιτυχημένης υπηρεσίας αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης είναι τα ακόλουθα (Magon - Shukla): Ο προσδιορισμός της θέσης Τα γεωγραφικά στοιχεία που σχετίζονται με τη θέση Το κέντρο ελέγχου όπου πραγματοποιείται η επεξεργασία των στοιχείων και τέλος Το σύστημα επικοινωνιών μέσω του οποίου πραγματοποιείται η επικοινωνία χρήστη αποθηκευμένης και εξαγόμενης πληροφορίας Στο σχήμα 4.1 φαίνονται τα 4 αυτά συστατικά μέρη ενώ στις παραγράφους που ακολουθούν πραγματοποιείται εκτενέστερη ανάλυση καθενός από τα παραπάνω 4 συστατικά μέρη ενός Συστήματος Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης (LBS). Εικόνα 4.1: Τα συστατικά μέρη των Υπηρεσιών Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης (web - Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 37

44 4.2.1 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ Ο προσδιορισμός της θέσης, θεωρείται ανεπιφύλακτα το πιο σημαντικό συστατικό των υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης αφού η όλη υπηρεσία δομείται αρχικά στον σωστό προσδιορισμό της θέσης (με την ακρίβεια που αυτή απαιτείται να προσδιοριστεί) και η παρεχόμενη πληροφορία με τη σειρά της στηρίζεται πάνω σε αυτή. Με τον όρο προσδιορισμό της θέσης, εννοούμε τη χρησιμοποίηση κάποιας μεθόδου με σκοπό τον προσδιορισμό της θέσης μίας κινούμενης συσκευής και άρα του χρήστη αυτής. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας τα τελευταία χρόνια, έχουν εμφανιστεί ποικίλες μέθοδοι για την εξυπηρέτηση αυτού του σκοπού. Μερικές από τις πιο διαδεδομένες μεθόδους είναι: 1. Χειρονακτικός προσδιορισμός της θέσης 2. Προσδιορισμός της θέσης μέσω του συστήματος GPS 3. Προσδιορισμός της θέσης μέσω υποβοηθούμενου GPS (Assisted GPS) 4. Προσδιορισμός της θέσης βασισμένος στο δίκτυο 5. Προσδιορισμός της θέσης χρησιμοποιώντας νέες τεχνολογίες όπως WiFi, Bluetooth, IrDA, RFID και μέσω localizers ΧΕΙΡΟΝΑΚΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ Ο χειρονακτικός προσδιορισμός της θέσης χρησιμοποιήθηκε στα πρώιμα στάδια ανάπτυξης των υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης θέλοντας να εξυπηρετήσει περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Πρόκειται για ενεργοποιημένες φωνητικά λύσεις που απαιτούν από τον εκάστοτε χρήστη να προσδιορίσει τη θέση του με σαφή τρόπο. Στην συγκεκριμένη λοιπόν περίπτωση, ο χρήστης χρησιμοποιώντας φωνητικές εντολές μεταβιβάζει τη θέση του σε μία συγκεκριμένη υπηρεσία ώστε να λάβει τις επιζητούμενες πληροφορίες ή να του παρασχεθούν οι πρώτες βοήθειες σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Το απόλυτο στον προσδιορισμό της θέσης αποτελεί ταυτόχρονα και το μειονέκτημα της συγκεκριμένης μεθόδου. Ο χρήστης πρέπει πάντα να μεταβιβάζει με ακρίβεια τη θέση του στο χειριστή του συστήματος, γεγονός το οποίο πολλές φορές δεν είναι ιδιαίτερα εύκολο σε περιπτώσεις όπου ο χρήστης έχει χαθεί ή δεν μπορεί να προσανατολιστεί σωστά. Θα μπορούσε λοιπόν να πει κανείς ότι η συγκεκριμένη μέθοδος δεν είναι ιδανική για όλες τις περιπτώσεις αφού καταφέρνει να ικανοποιήσει μόνο ένα μέρος των αναγκών του χρήστη (το σύστημα υγείας στην Αμερική «911» δουλεύει με αυτό τον τρόπο επιτυχημένα, δεν θα μπορούσε όμως να χρησιμοποιηθεί για την Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 38

45 πλοήγηση του χρήστη). Στο σχήμα 4.2 που ακολουθεί φαίνεται η όλη διαδικασία του χειρονακτικού προσδιορισμού της θέσης σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Εικόνα 4.2: Παράδειγμα Υπηρεσιών Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης βασισμένων στον προσδιορισμό θέσης με φωνητικές εντολές (Γεωργίου, 2003) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ ΜΕΣΩ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ GPS Τα τελευταία χρόνια η ραγδαία εξέλιξη στον τεχνολογικό τομέα του συστήματος GPS έχει επιφέρει χαοτικές αλλαγές στον παράγοντα προσδιορισμού της θέσης. Σήμερα έχουν κατασκευαστεί συσκευές με ενσωματωμένο GPS ή με δυνατότητα σύνδεσής τους με έναν εξωτερικό δέκτη, οι συσκευές είναι μικρές και εύχρηστες και σε συνδυασμό με το ολοένα και μειούμενο κόστος τους, δημιουργούν συνεχώς καινούργιες εφαρμογές των συστημάτων αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης. Το σύστημα GPS χρησιμοποιείται τις περισσότερες φορές σε υπηρεσίες πλοήγησης, ναυσιπλοίας κλπ. Η ακρίβεια που μπορεί να δώσει ένας κινούμενος δέκτης στον προσδιορισμό της θέσης είναι της τάξης των κάποιων μέτρων (10 15 m) η οποία είναι ικανοποιητική για υπηρεσίες τέτοιου τύπου. Το μειονέκτημα που παρουσιάζει ο συγκεκριμένος εντοπισμός, είναι ότι χρειάζεται ορατότητα προς τουλάχιστον 4 δορυφόρους για να μπορέσει να υπολογίσει τις συντεταγμένες του χρήστη. Αυτός ο περιορισμός δυσκολεύει την εφαρμογή της συγκεκριμένης τεχνολογίας σε περιοχές όπου έχουμε πολύ υψηλά κτίρια (όπως στα κέντρα των πόλεων) και ακόμα περισσότερο στο εσωτερικό των κτιρίων όπου οι άνθρωποι ξοδεύουν ένα σημαντικό μέρος από το χρόνο τους καθημερινά. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 39

46 Η είσοδος του συστήματος GPS στις υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης, έχει επιφέρει μεγάλες αλλαγές και έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη ολοένα και περισσοτέρων εφαρμογών που στηρίζονται στον προσδιορισμό της θέσης μέσω ενός δορυφορικού δέκτη. Εκτενής ανάλυση για το συγκεκριμένο σύστημα έχει πραγματοποιηθεί στο 2 ο κεφάλαιο της εργασίας. Εικόνα 4.3: Προσδιορισμός της θέσης χρησιμοποιώντας το σύστημα GPS (Γεωργίου 2003) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ ΜΕΣΩ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Α - GPS Από την προηγούμενη παράγραφο, έγινε κατανοητή η μεγάλη ευελιξία που προσδίδει η χρήση του συστήματος GPS στις Υπηρεσίες Αξιοποίησης της Θέσης, ταυτόχρονα όμως αναφέρθηκε και η δυσλειτουργία του συστήματος σε περιοχές με κακή ορατότητα των δορυφόρων ή σε κλειστούς χώρους. Η τεχνολογία των Υποβοηθούμενων GPS (Assisted GPS) υπερνικά τα μειονεκτήματα της χρήσης βάσει συμβατικών GPS επιτυγχάνοντας υψηλή ακρίβεια θέσης με λογικό κόστος (Richton, 2000). Τα υποβοηθούμενα GPS, βελτιώνουν κατά πολύ την απόδοσή των δεκτών GPS με την παροχή σε αυτούς στοιχείων που θα έπρεπε υπό κανονικές συνθήκες να «κατεβάσουν» από τους δορυφόρους του συστήματος. Ο οποιοσδήποτε δέκτης GPS, με τις κατάλληλες τροποποιήσεις λογισμικού, μπορεί να ωφεληθεί πολύ από τα στοιχεία αυτά των A-GPS (Global Locate). Αυτό που συμβαίνει στην ουσία αναλύεται σε αυτή την παράγραφο. Το σύστημα αποτελείται από κάποιους σταθμούς βάσης οι οποίοι προσδιορίζουν τη θέση τους χρησιμοποιώντας το σύστημα GPS. Παράλληλα υπάρχει ένας εξυπηρετητής A-GPS που μπορεί να αποστέλλει δεδομένα στον χρήστη και τέλος υπάρχει ο χρήστης με ένα κινητό τηλέφωνο που επικοινωνεί στο ασύρματο δίκτυο. Το ασύρματο δίκτυο των σταθμών βάσης, χρησιμοποιώντας τους δέκτες GPS καθώς επίσης και την εκτίμηση της θέσης της Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 40

47 κινητής συσκευής με ακρίβεια τάξεως τομέα κυψέλης, μπορεί να προβλέψει με μεγάλη ακρίβεια το σήμα GPS του χρήστη. Με αυτή τη βοήθεια, το μέγεθος του χώρου αναζήτησης μειώνεται πολύ και ο χρόνος μέχρι την πρώτη διόρθωση, (TTFF Time To First Fix) μειώνεται από κάποια λεπτά σε ένα δευτερόλεπτο ή λιγότερο. Για να λειτουργήσει σωστά η συγκεκριμένη τεχνολογία, απαιτείται στο τηλέφωνο ένας μόνο μερικός (partial) δέκτης GPS (Djuknic - Richton). Η όλη διαδικασία φαίνεται σχηματικά στην εικόνα 4.4. Εικόνα 4.4: Τρόπος λειτουργίας του Α - GPS (Djuknic - Richton) ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΘΕΣΗΣ ΒΑΣΙΣΜΕΝΟΣ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ Εναλλακτικός τρόπος προσδιορισμού της θέσης στα συστήματα LBS είναι ο προσδιορισμός της θέσης του χρήστη χρησιμοποιώντας μετρήσεις σε ένα δίκτυο τηλεπικοινωνιών. Ο βασισμένος στο δίκτυο προσδιορισμός θέσης, χρησιμοποιείται τις περισσότερες φορές σε περιπτώσεις όπου θέλουμε να προσδιορίσουμε τη θέση ενός κινητού τηλεφώνου και κατά συνέπεια του χρήστη αυτού. Η θέση της συσκευής μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τη μεθοδολογία του τριγωνισμού αφού πρώτα προηγηθεί διερεύνηση του σήματος από τις γνωστές θέσεις των σταθμών βάσεων που εξυπηρετούν τη συγκεκριμένη συσκευή. Ο βασισμένος στο δίκτυο προσδιορισμός της θέσης, αποτελεί μία σύγχρονη προσέγγιση για τα συστήματα ναυσιπλοΐας. Το σύστημα αυτό του προσδιορισμού της θέσης βασίζεται στον ραδιοεντοπισμό (Thapa - Case) και η θέση μίας κινητής συσκευής βρίσκεται με τη μέτρηση των διαφόρων παραμέτρων του ηλεκτρομαγνητικού σήματος που ταξιδεύει μεταξύ μίας κινητής συσκευής και ενός συνόλου σταθερών σταθμών βάσης (base stations). Ο ραδιοεντοπισμός μπορεί να εφαρμοστεί είτε με άμεσο είτε με έμμεσο τρόπο ανάλογα με το αν ο προσδιορισμός της θέσης γίνεται στην κινητή συσκευή ή στους σταθμούς βάσης (Χαραλάμπους, 2004). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 41

48 Οι μέθοδοι που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στον προσδιορισμό της θέσης μέσω μετρήσεων σε ένα δίκτυο είναι οι ακόλουθες οι οποίες αναλύονται περαιτέρω στις παραγράφους που ακολουθούν: Μέθοδος κυψέλης προέλευσης (Cell ID or Cell Origin) Μέθοδος χρόνου άφιξης (TOA Time Of Arrival) Μέθοδος γωνίας άφιξης (AOA Angle Of Arrival) Μέθοδος ενισχυμένης παρατηρηθείσας χρονικής διαφοράς (Enhanced Observed Time Difference) Η μέθοδος κυψέλης προέλευσης, είναι ο απλούστερος και φυσικότερος τρόπος να εντοπίζεται η θέση ενός κινητού τηλεφώνου αφού όλες οι τηλεφωνικές συσκευές μπορούν να υποστηρίξουν αυτή την τεχνολογία χωρίς κάποια επιπλέον ρύθμιση. Η μέθοδος, χρησιμοποιεί το δίκτυο σταθμών βάσης μίας περιοχής κυψελών για να προσδιορίσει τη θέση του χρήστη. Μπορεί να λειτουργήσει τόσο στο δίκτυο GSM όσο και στο δίκτυο GPRS αλλά και στο UMTS. Η μόνη απαίτηση που υπάρχει για να μπορέσει να λειτουργήσει αυτή η υπηρεσία, είναι το δίκτυο να μπορεί να αναγνωρίσει το σταθμό βάσης με τον οποίο επικοινωνεί η κινητή συσκευή και μάλιστα να μπορεί να γνωρίζει τη θέση που έχει αυτός. Αν αυτή η απαίτηση ικανοποιείται, τότε με τη χρήση της μεθόδου Cell-ID, αναγνωρίζεται η θέση της κινητής συσκευής. Η ακρίβεια της μεθόδου εξαρτάται από το μέγεθος της περιοχής κυψέλης (cell size) και μπορεί στη χειρότερη περίπτωση να κυμαίνεται από 2 έως 20 km (παρατηρείται σε αγροτικές περιοχές όπου το δίκτυο δεν είναι τόσο πυκνό και η διάμετρος μίας περιοχής κυψέλης κυμαίνεται από 2 έως 20km). Στις αστικές περιοχές, το δίκτυο πυκνά καλυμμένο και η ακρίβεια προσδιορισμού της θέσης μπορεί να φτάσει και τα 150m. Η ακρίβεια της μεθόδου μπορεί να αυξηθεί με τον ορισμό του τομέα περιοχής κυψέλης οπότε μειώνεται η περιοχή κυψέλης. Στην περίπτωση αυτή, η μέθοδος Enhanced Cell ID, χρησιμοποιεί τη δυνατότητα του δικτύου να αναγνωρίζει τον τομέα της περιοχής με τον οποίο επικοινωνεί η κινητή συσκευή και τελικά να έχουμε μικρότερα κελιά και άρα καλύτερη ακρίβεια. Στο σχήμα 4.5, παρατηρούμε την περιοχή κυψέλης (γαλάζιο χρώμα) και το πως αυτή η περιοχή μειώνεται στην περίπτωση όπου χρησιμοποιούμε την έννοια του τομέα περιοχής κυψέλης (μπλε χρώμα). Γενικά, η ποικιλία στο μέγεθος των περιοχών κυψέλης, η πυκνότητα των σταθμών βάσεων του δικτύου και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του δικτύου, καθιστούν την ακρίβεια της μεθόδου Cell ID ασταθή (Snap Track). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 42

49 Εικόνα 4.5: Η περιοχή κυψέλης (cell) γύρω από το σταθμό βάσης και ο τομέας περιοχής κυψέλης (cell sector) - (SnapTrack) Σύμφωνα με τη μέθοδο του χρόνου άφιξης, για να υπολογιστεί η θέση μίας κινητής συσκευής, πρέπει να μετρηθεί η διαφορά του χρόνου άφιξης ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος στο κινητό από περισσότερους του ενός σταθμούς βάσης. Εδώ μπορούμε να ορίσουμε δύο τύπους μεθόδων χρονικής καθυστέρησης, τον απόλυτο συγχρονισμό ή χρόνο άφιξης (Time Of Arrival) και τη χρονική διαφορά άφιξης (Time Difference Of Arrival) ή αλλιώς όπως λέγεται την υπερβολική τεχνική. Στη μέθοδο του χρόνου άφιξης (ΤΟΑ), η διαφορά στο χρόνο άφιξης του σήματος από το κινητό σε περισσότερους από έναν σταθμούς βάσεων, χρησιμοποιείται για να υπολογιστεί η θέση της συσκευής. Συγκεκριμένα, οι πληροφορίες προσδιορισμού της θέσης προέρχονται από τον απόλυτο χρόνο που χρειάζεται ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα για να ταξιδέψει από τον πομπό στο δέκτη και αντίστροφα. Σ αυτό το σημείο, γίνεται κατανοητό ότι για να μπορέσει να εφαρμοστεί η συγκεκριμένη μέθοδος, θα πρέπει πομπός και δέκτης να είναι απόλυτα συγχρονισμένοι ώστε να μπορεί να υπολογιστεί αυτή η χρονική διαφορά. Αντίθετα στη μέθοδο χρονικής διαφοράς της άφιξης (TDOA), το πρόβλημα του ακριβούς συγχρονισμού των ρολογιών πομπού και δέκτη επιλύεται με τη χρήση διάφορων πομπών συγχρονισμένων σε μία κοινή χρονική βάση και μετρώντας τη χρονική διαφορά άφιξης στο δέκτη. Συγκεκριμένα κάθε μέτρηση με τη μέθοδο TDOA καθορίζει έναν υπερβολικό γεωμετρικό τόπο μέσα στον οποίο βρίσκεται το κινητό (εάν σε ένα δυσδιάστατο σύστημα σχεδιαστεί μία γραμμή ενώνοντας όλα τα σημεία που έχουν την ίδια χρονική διαφορά, θα δημιουργηθεί μία υπερβολή). Η τομή των υπερβολικών τόπων είναι αυτή που θα μας δώσει την ακριβή θέση του δέκτη (Zeimpekis). Η ακρίβεια της συγκεκριμένης μεθόδου είναι σίγουρα καλύτερη από αυτή που μπορεί να επιτευχθεί με τη μέθοδο κυψέλης περιοχής αλλά και πάλι εξαρτάται από την αμοιβαία ορατότητα των τελικών μεταδόσεων των σταθμών βάσεων (Magon - Shukla). Τέλος, Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 43

50 όσον αφορά το κόστος θα πρέπει να πούμε ότι αυτό είναι αρκετά υψηλό λόγω του μεγάλου αριθμού απαιτούμενων μονάδων μέτρησης θέσης (LMUs) που απαιτούνται για την αύξηση της απόδοσης - ακρίβειας της μεθόδου. Όσον αφορά την μέθοδο γωνίας άφιξης, θα πρέπει να πούμε ότι αυτή είναι πολύ απλή στη λογική της και ο προσδιορισμός της θέσης βασίζεται στις αρχές του τριγωνισμού. Η βασική ιδέα λοιπόν είναι να υπολογιστούν οι γωνίες με τις οποίες φτάνει ένα σήμα από ένα κινητό τηλέφωνο σε τουλάχιστον δύο σταθμούς βάσης. Στην συνέχεια χρησιμοποιώντας τις αρχές του τριγωνισμού, υπολογίζονται οι συντεταγμένες του κινητού τηλεφώνου από τις γνωστές συντεταγμένες των σταθμών βάσης (οι οποίοι χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των γωνιών). Το μειονέκτημα που παρουσιάζει η συγκεκριμένη μέθοδος είναι ότι χρειάζεται να υπάρχει ορατότητα σταθμού βάσης δέκτη με αποτέλεσμα να μην δίνει καλά αποτελέσματα σε αστικές περιοχές όπου το σήμα διακόπτεται από τα ψηλά κτήρια και τις μεγάλες ανακλαστικές επιφάνειες που υπάρχουν. Η μέθοδος ενισχυμένης παρατηρούμενης χρονικής διαφοράς, αποτελεί την ακριβέστερη τεχνική από αυτές που βασίζονται απόλυτα στο ασύρματο δίκτυο. Το μειονέκτημα που παρουσιάζεται και εδώ είναι ότι για να λειτουργήσει το σύστημα αποτελεσματικά και με μεγάλη ακρίβεια χρειάζεται να έχουμε αμοιβαία ορατότητα μεταξύ των σταθμών βάσεων. Η μέθοδος λειτουργεί τοποθετώντας δέκτες θέσης που επιστρώνονται στο κυψελοειδές δίκτυο ως μονάδες μέτρησης της θέσης (LMU) σε πολλά σημεία διεσπαρμένα γεωγραφικά σε μία ευρεία περιοχή. Η κινητή λοιπόν συσκευή ελέγχει τις εκρήξεις μετάδοσης (transmission bursts) από τους πολλαπλούς γειτονικούς σταθμούς βάσης BTS και μετρά τις χρονικές ολισθήσεις μεταξύ των αφίξεων των πλαισίων (frames) από τους σταθμούς βάσης με τους οποίους επικοινωνεί. Αυτές οι παρατηρηθείσες χρονικές διαφορές είναι η υποκείμενη μέτρηση της μεθόδου ραδιοεντοπισμού και χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της θέσης της κινητής συσκευής με τη μέθοδο της τριχοτόμησης (Snap Track). Η θέση των κινητών τηλεφώνων, μπορεί να υπολογιστεί είτε στο δίκτυο είτε στα ίδια τα τηλέφωνα εάν όλες οι αναγκαίες πληροφορίες είναι διαθέσιμες. Η όλη διάταξη φαίνεται σχηματικά στην εικόνα 4.6. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 44

51 Εικόνα 4.6: Η λειτουργία της μεθόδου ενισχυμένης παρατηρηθείσας χρονικής διαφοράς (SnapTrack) Η μέθοδος ενίσχυσης της παρατηρηθείσας χρονικής διαφοράς είναι η ακριβέστερη από όλες οι οποίες αναφέρθηκαν αλλά απαιτεί ειδική ρύθμιση των κινητών συσκευών για να μπορέσουν να την υποστηρίξουν, ενώ ταυτόχρονα μπορεί να δουλέψει μόνο στα δίκτυα GSM και GPRS. Γι αυτό το λόγο, τις περισσότερες φορές η μέθοδος η οποία προτιμάται σε τέτοιου είδους υπηρεσίες είναι η μέθοδος της κυψέλης προέλευσης η οποία μπορεί να εκπληρώσει τις απαιτήσεις ακρίβειας ικανοποιητικά (χρησιμοποιώντας τον τομέα περιοχής κυψέλης έχουμε ικανοποιητική ακρίβεια) και μάλιστα υποστηρίζεται από όλες τις συσκευές της κινητής τηλεφωνίας χωρίς κάποια επιπλέον ρύθμιση, γεγονός που την κάνει πιο οικονομική και συνάμα προσιτή από όλους τους χρήστες κινητών τηλεφώνων ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΘΕΣΗΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ (WiFi, Bluetooth, IrDA, RFID και Localizers) Οι ρυθμοί ανάπτυξης της τεχνολογίας στον τομέα των ηλεκτρονικών υπολογιστών και οι σύγχρονες ολοένα αυξανόμενες απαιτήσεις της σημερινής κοινωνίας έχουν δώσει ώθηση στη δημιουργία ολοένα και περισσότερων δυνατοτήτων ασύρματης πρόσβασης σε διάφορους τομείς ξεκινώντας από το επαγγελματικό περιβάλλον μέχρι και την ψυχαγωγία. Απόρροια αυτής της δίψας είναι η δημιουργία συσκευών που υποστηρίζουν ασύρματη σύνδεση διαφόρων τύπων όπως Wi-Fi, Bluetooth κλπ. Παράλληλα αυτού του είδους οι ασύρματες υπηρεσίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για τον προσδιορισμό Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 45

52 της θέσης μίας συγκεκριμένης συσκευής σε ένα σύστημα αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης. Στις παραγράφους που ακολουθούν έχει πραγματοποιηθεί μία προσπάθεια συνοπτικής παρουσίασης όλων αυτών των νέων τεχνολογιών διασύνδεσης καθώς αυτές εξελίσσονται και χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο στην καθημερινή μας ζωή. Οι συσκευές που υποστηρίζουν την τεχνολογία Wi-Fi υποστηρίζουν την ασύρματη σύνδεση σε κάποιο βασικό σταθμό και την άντληση στοιχείων από αυτή. Τα δίκτυα Wi- Fi περιορίζονται σε μικρές γεωγραφικές περιοχές όπως μία πανεπιστημιούπολη, μία βιβλιοθήκη κλπ και οι περιοχές αυτές μπορούν να χαρτογραφηθούν και αναπαρασταθούν από βάσεις δεδομένων GIS ως χαρακτηριστικά γεωγραφικών ζωνών. Τα συμβατικά κυψελοειδή δίκτυα που υποστηρίζουν ήδη τις ικανότητες προσδιορισμού θέσης μέσω A- GPS, TDOA κλπ είναι σε θέση να εντοπίζουν τις θέσεις των συσκευών. Αν συνδυάσει κανείς αυτή την κυψελοειδή ικανότητα προσδιορισμού θέσης με ένα χάρτη ζωνών κάλυψης Wi-Fi θα έχει τη δυνατότητα να προκαλέσει έξυπνα τις υπηρεσίες διαπομπής από ένα κυψελοειδές δίκτυο σε ένα δίκτυο Wi-Fi βασισμένες στη θέση όταν ένας χρήστης εισέρχεται σε μία ζώνη. Οι υπηρεσίες αυτές είναι από μόνες τους υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης και ωφελούν άμεσα τους φορείς ασύρματων δικτύων που κατασκευάζουν σημεία πρόσβασης Wi-Fi ή αλλιώς τα λεγόμενα Wi-Fi hot spots (Spiney, 2003). Η τεχνολογία Wi-Fi έχει κάποια ιδιαίτερα γνωρίσματα βάσει των οποίων είναι στη θέση να προσφέρει ποίκιλες υπηρεσίες. Τα γνωρίσματα αυτά είναι η φωνή, τα δεδομένα και η θέση (Hayden). Την πιο αποτελεσματική χρήση σε ένα δίκτυο Wi-Fi μέχρι τώρα την είχαν τα δεδομένα και αυτό γιατί οι περισσότερες εφαρμογές υπολογιστών τσέπης χρειάζονται τις ταχύτατες ασύρματες ικανότητες του Wi-Fi για να μπορέσουν να παρέχουν πλήρη λειτουργικότητα. Εντούτοις, αυτό που είναι το πιο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό της τεχνολογίας Wi-Fi είναι ο προσδιορισμός της θέσης. Οι υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης αναπτύσσονται ραγδαία ενώ παράλληλα έχουν δημιουργηθεί μηχανισμοί στηριζόμενοι στην τεχνολογία Wi-Fi οι οποίοι μπορούν να παρέχουν ακρίβεια εντοπισμού της τάξης του ενός μέτρου. Έτσι σήμερα παρατηρούμε ότι όλες οι νέες κινητές συσκευές είναι εξοπλισμένες με ασύρματες ικανότητες (είτε Wi- Fi είτε κάτι άλλο) και συγχρόνως, ξεπροβάλουν ολοένα και περισσότερες υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης στηριζόμενες στην τεχνολογία Wi-Fi. Η τεχνολογία Bluetooth είναι μία νέα ελπιδοφόρος τεχνολογία χαμηλής ισχύος, μικρής εμβέλειας ασύρματου συστήματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει ένα ευρύ φάσμα ασύρματων υπηρεσιών. Είχε αρχικά δημιουργηθεί για να αντικαταστήσει τα καλώδια στις ενώσεις των συσκευών (κινητά τηλέφωνα, PDA κλπ), παράλληλα όμως η χρήση του επεκτάθηκε ακόμα και στις υπηρεσίες αξιοποίησης της θέσης ως μέσο για τον προσδιορισμό της θέσης και την μεταφορά της απαραίτητης πληροφορίας. Ο προσδιορισμός της θέσης πραγματοποιείται από το σύστημα υπολογίζοντας την απόσταση της συσκευής από τουλάχιστον τρεις σταθερούς σταθμούς Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 46

53 και η τελική θέση προκύπτει χρησιμοποιώντας τις αρχές του τριγωνισμού. Ο μόνος περιορισμός στη χρησιμοποίηση της συγκεκριμένης τεχνολογίας είναι η εμβέλεια του η οποία κυμαίνεται από 10 έως 100m. Έχει χρησιμοποιηθεί κατά καιρούς στη δημιουργία υπηρεσιών σε μικρούς χώρους όπου δεν απαιτείται μεγάλη εμβέλεια. Η τεχνολογία του συστήματος IrDA είναι μία δημοφιλής ασύρματη τεχνολογία εσωτερικού χώρου που στηρίζεται στην οπτική επαφή των συσκευών που επικοινωνούν ενώ είναι σύστημα περιορισμένου εύρους επικοινωνίας. Η τεχνολογία IrDA λειτουργεί στο υπέρυθρο φάσμα συχνότητας και γενικά είναι ένα σύστημα επικοινωνίας βασισμένο στις υπέρυθρες ακτίνες. Η χρήση του συστήματος παρατηρείται συχνά όταν θέλουμε να ιδρύσουμε point to point επικοινωνία (σημείο σε σημείο) όπως στα κινητά τηλέφωνα, στις φωτογραφικές μηχανές κλπ. Το σύστημα IrDA έχει το δικό του σύνολο πρωτοκόλλων που καλύπτει όλα τα στρώματα μεταφοράς δεδομένων και άλλα προαιρετικά πρωτόκολλα για το χειρισμό της διαχείρισης δικτύων. Η εμβέλεια λειτουργίας του συστήματος είναι 1 με 2 μέτρα και υποστηρίζει την αμφίδρομη επικοινωνία με τα ποσοστά μεταφοράς δεδομένων 9600BPS σε 4Mbps (Χαραλάμπους, 2004). Το RFID είναι μία τεχνολογία η οποία έχει πολλά κοινά με τους κώδικες barcode που βλέπουμε παντού στη σημερινή κοινωνία. Πρόκειται για μία υπό ανάπτυξη τεχνολογία ασύρματης αναγνώρισης αντικειμένων. Η τεχνολογία RFID υποστηρίζεται ότι μπορεί να αντικαταστήσει τα barcodes σε πολλούς τομείς ενώ παράλληλα έχει ένα πιο ευρύ φάσμα χρήσεων. Το σύστημα αποτελείται από έναν πομποδέκτη που περιέχει τις πληροφορίες, έναν αναγνώστη ο οποίος συλλέγει τις πληροφορίες και μία συσκευή για τον προγραμματισμό του πομποδέκτη ενώ θα πρέπει να αναφέρουμε ότι η εμβέλεια στην οποία μπορεί να λειτουργήσει είναι το πολύ 20 μέτρα σε ιδανικές συνθήκες εξ επαφής απόστασης. Παρ όλα αυτά υπάρχουν και συσκευές με μεγαλύτερη εμβέλεια αλλά για την κατασκευή τέτοιων συστημάτων απαιτείται μεγαλύτερη ισχύς του σήματος καθώς και πολυπλοκότερη δομή. Όσον αφορά τη χρήση του συστήματος στις υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης, η τεχνολογία RFID είναι μία λιγότερο περίπλοκη μορφή προσδιορισμού θέσης η οποία προσφέρεται από κατασκευαστές όπως η WhereNet και η CheckPoint (Geier, 2002). Συγκεκριμένα, μία επιχείρηση μπορεί να τοποθετήσει ένα πομποδέκτη RFID σε ποίκιλα αντικείμενα. Στην συνέχεια, με την εγκατάσταση σαρωτών μέσα σε ένα συγκεκριμένο χώρο, το σύστημα μπορεί να εντοπίζει τα αντικείμενα στα οποία είναι τοποθετημένος ο πομποδέκτης. Όταν ένα τέτοιο αντικείμενο εντοπιστεί από έναν σαρωτή, τότε αυτός με τη σειρά του ανακτά τον κώδικα αναγνώρισης και τον αποστέλλει στον κεντρικό υπολογιστή με αποτέλεσμα να υποστηρίζεται η παρακολούθηση του προϊόντος χρησιμοποιώντας μία προσέγγιση για τη θέση του. Η μελέτη της τεχνολογίας Localizers και η χρήση τους στον προσδιορισμό θέσης πραγματοποιείται μέσα από την σημαντική έρευνα που έχει πραγματοποιήσει η εταιρεία Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 47

54 «Æther Wire's & Location, Inc» στον τεχνολογικό αυτό τομέα (Æther Wire's & Location, Inc). Μακροπρόθεσμος στόχος είναι η ανάπτυξη συσκευών μεγέθους ενός νομίσματος που να έχουν την ικανότητα εντοπισμού με ακρίβεια εκατοστού σε απόσταση χιλιομέτρων. Τα localizers θα είναι σε θέση να λειτουργήσουν μέσα σε ένα δίκτυο εκατομμυρίων άλλων μονάδων σε μία τοπική περιοχή και οι χρήστες θα είναι σε θέση να μπαίνουν και να βγαίνουν από το δίκτυο άμεσα και με διαφάνεια. Τέλος αυτά τα localizers θα είναι σε θέση να λειτουργήσουν μέχρι και ένα έτος με μόνη πηγή ενέργειας μία μικρή μπαταρία ή και περισσότερο στην περίπτωση όπου φορτίζονται με ηλιακή ενέργεια (Æther Wire's & Location, Inc). Μόλις οι localizers ενεργοποιηθούν, κάθε ένας αποκτά όσο το δυνατόν περισσότερες επαφές. Καθώς τοπικές ομάδες κόμβων διαμορφώνονται σε συστάδες, οι κόμβοι σε μια συστάδα συνδέονται με έναν ή περισσότερους κόμβους σε άλλες συστάδες, διαμορφώνοντας γέφυρες μεταξύ των συστάδων. Οι πληροφορίες εμβέλειας διανέμονται συνεχώς έτσι ώστε όλοι οι localizers γνωρίζουν όλους τους άλλους localizers στο δίκτυο. Χρησιμοποιώντας ακριβείς τεχνικές συγχρονισμού, οι localizers είναι σε θέση να εξακριβώσουν αυτές τις εμβέλειες με ακρίβεια περίπου ενός περίπου εκατοστόμετρου (Χαραλάμπους, 2004). Παράλληλα με τις προηγούμενες τεχνολογίες έχουν δημιουργηθεί κατά καιρούς πολλές υβριδικές λύσεις οι οποίες είναι συνδυασμός δύο ή περισσότερων από τις παραπάνω τεχνολογίες. Έτσι θα πρέπει να αναφέρουμε την υβριδική λύση του A-GPS με την Cell-ID η οποία μπορεί να παρέχει πολύ καλή απόδοση και να υποστηρίξει περιαγωγή αλλά και να ελαχιστοποιήσει το κόστος δημιουργίας της υβριδικής εφαρμογής. Συνοψίζοντας, θα πρέπει να αναφέρουμε ότι η μέθοδος Cell ID είναι καλή από άποψη κόστους, υποστηρίζει περιαγωγή, αλλά παρέχει γενικά πτωχή απόδοση. Όσον αφορά την μέθοδο E OTD (Enhanced Observation Time Difference) παρέχει καλή απόδοση αλλά έχει σοβαρούς περιορισμούς στην περιαγωγή, είναι ακριβή και περιορίζεται μόνο στα δίκτυα GSM. Από την άλλη μεριά η μέθοδος OTDOA παρέχει μέτρια απόδοση, αλλά έχει σοβαρούς περιορισμούς στην περιαγωγή, είναι ακριβή και περιορίζεται μόνο στα δίκτυα UMTS. Το σύστημα A-GPS είναι εκείνο όπου παρέχει πολύ καλή απόδοση, δεν είναι σχετικά ακριβό, υποστηρίζει περιαγωγή και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε όλα τα δίκτυα. Τέλος, η υβριδική λύση του A-GPS με την μέθοδο Cell ΙD παρέχει πολύ καλή απόδοση, υποστηρίζει περιαγωγή και ελαχιστοποιεί το κόστος της εφαρμογής της υβριδοποίησης ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΟΥ ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΗ ΘΕΣΗ Το επόμενο συστατικό στοιχείο των υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης είναι τα γεωγραφικά στοιχεία που σχετίζονται με τη θέση η οποία έχει προσδιοριστεί με Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 48

55 κάποια από τις παραπάνω μεθόδους. Τα στοιχεία αυτά, όπως αναφέρθηκε και στο κεφάλαιο 3, είναι απαραίτητα σε ένα σύστημα αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης αφού αποτελούν το συνδετικό κρίκο μεταξύ χωρικών γραφικών πληροφοριών με μη γραφικές πληροφορίες. Όσον αφορά το περιεχόμενό τους, τα στοιχεία αυτά μπορεί να αφορούν ονοματολογίες, πληροφορίες για κάποια κτήρια, ονοματεπώνυμα και διευθύνσεις πελατών, πληροφορίες και ονοματολογία των οδών, ποιότητα υπηρεσιών σε έναν συγκεκριμένο χώρο και γενικά οποιαδήποτε περιγραφική πληροφορία μπορεί να συσχετιστεί με τον γεωγραφικό χώρο. Ένα σημαντικό στοιχείο που πρέπει να τονιστεί σε αυτό το σημείο είναι η ενημέρωση των στοιχείων που είναι καταχωρημένα στο σύστημα. Για να λειτουργήσει σωστά μία υπηρεσία αξιοποίησης της θέσης, πρέπει τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για τη δόμηση της εφαρμογής (ανάλογα με τις παρεχόμενες υπηρεσίες απαιτούνται και οι αντίστοιχες πληροφορίες) να ενημερώνονται συνεχώς για να είναι σε θέση να τροφοδοτήσουν το χρήστη με αξιόπιστη και έγκαιρη πληροφορία. Όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως, η ένταση, η ποιότητα, η ποσότητα, η τεκμηρίωση και διάδοση των στοιχείων είναι κρίσιμα ζητήματα τα οποία αναλύθηκαν περαιτέρω στο κεφάλαιο ΤΟ ΚΕΝΤΡΟ ΕΛΕΓΧΟΥ Το κέντρο ελέγχου είναι ένα εξίσου σημαντικό συστατικό για τις υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης. Στην ουσία, αποτελεί το κέντρο για τη διαχείριση των στοιχείων και τη διάδοση των υπηρεσιών θέσης, συσχετίζοντας τις πληροφορίες εντοπισμού µε το υπόβαθρο. Τα στοιχεία θέσης, τα γεωγραφικά στοιχεία και τα στοιχεία χαρτών πρέπει να διαχειριστούν επιδέξια για να παρέχουν στο χρήστη τις διάφορες υπηρεσίες που αφορούν μια συγκεκριμένη θέση. Η ανάκτηση και η κατάλληλη χρησιμοποίηση των γεωγραφικών στοιχείων είναι πρωταρχικής σπουδαιότητας δεδομένου ότι καθορίζουν το γεωγραφικό μήκος και πλάτος μιας συγκεκριμένης περιοχής (Magon - Shukla). Τα κέντρα ελέγχου, η ένταση και η πολυπλοκότητα της εργασίας που αυτά επιτελούν, εξαρτώνται από τη συγκεκριμένη εφαρμογή και την κλίμακα της υπηρεσίας χρηστών που χρησιμοποιούν αυτή την εφαρμογή. Το γεγονός ότι έχουμε να διαχειριστούμε και στοιχεία που σχετίζονται με το χώρο (χωρικά στοιχεία) απαιτεί τη χαρτογράφηση αυτών, διαδικασία η οποία είναι αρκετά περίπλοκη, αφού για την υλοποίησή της απαιτούνται σύνθετες χωρικές ερωτήσεις και οπτικοί αλγόριθμοι. Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι ο περίπλοκος αλγόριθμος είναι απολύτως απαραίτητος σε συστήματα όπου έχουν να διαχειριστούν τόσο χωρική όσο και μη χωρική πληροφορία ενώ από την άλλη μεριά οι εφαρμογές αυτού του τύπου, έχουν ανάγκη την εξέλιξη τέτοιου είδους αλγόριθμων για να μπορέσουν να προσφέρουν γρήγορες και τέλειες υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 49

56 4.2.4 ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Το τέταρτο και τελευταίο συστατικό των υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης είναι το σύστημα επικοινωνιών. εδοµένου ότι η επικοινωνία διαδραματίζει έναν ρόλο ζωτικής σημασίας, το σύστημα επικοινωνιών απαιτείται για να μεταβιβάσει τη γεωγραφική θέση της συσκευής στο κέντρο ελέγχου και να παρέχει την υπηρεσία που απαιτείται. Το σύστημα επικοινωνιών, μπορεί να βασιστεί σε διάφορες επιλογές (οι περισσότερες των οποίων αναλύθηκαν στο κεφάλαιο προσδιορισμού θέσης) όπως: Ραδιοκύματα Κυψελοειδής τηλεφωνία (SMS) ορυφορικές επικοινωνίες (GSM) Η επιλογή της μιας ή της άλλης τεχνολογίας εξαρτάται από το επίπεδο υπηρεσίας που απαιτείται, το συνυπολογισμό των μεταδόσεων φωνής και τη σχέση μεταξύ της απασχόλησης των καναλιών και του κόστους (Magon - Shukla). 4.3 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ LBS Οι ανάγκες των χρηστών για υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης αυξάνουν ολοένα και περισσότερο με αποτέλεσμα την συνεχή αύξηση των εφαρμογών και την μελέτη της επιστημονικής κοινότητας στην βελτίωση αυτών. Σήμερα, οι υπηρεσίες αξιοποίησης της θέσης βοηθούν τον χρήστη όχι μόνο να εντοπίσει τη θέση του σε ένα συγκεκριμένο γεωγραφικό χώρο αλλά να εντοπίσει υπηρεσίες, προϊόντα ακόμα και πόρους για τα μέλη οργανισμών. Παράλληλα οι υπηρεσίες αυτές είναι αρκετά εύχρηστες ενώ θα πρέπει να τονισθεί ότι το κόστος τους ολοένα και μειώνεται, καθιστώντας αυτού του είδους τις τεχνολογίες ελκυστικές από το ευρύ κοινό. Παρακάτω αναφέρονται συνοπτικά μερικές από τις πιο διαδεδομένες εφαρμογές των υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης στην καθημερινή μας ζωή. Η πλοήγηση είναι μία από τις πρώτες και πιο διαδεδομένες εφαρμογές αυτών των συστημάτων. Η υπηρεσία αυτή υπονοεί αρχικά τον προσδιορισμό της θέσης ενός ατόμου, την επιλογή και παροχή οδηγιών σε σχέση με την συγκεκριμένη θέση και τη θεμιτή διαδρομή αλλά και το μέσο μεταφοράς για να πλοηγηθεί ο χρήστης από το σημείο που βρίσκεται στο σημείο ενδιαφέροντος. Οι πληροφορίες που παρέχονται στο χρήστη είναι είτε γεωγραφικές είτε όχι και μεταδίδονται σε αυτόν έπειτα από κατάλληλη επεξεργασία στο κεντρικό σύστημα. Εκείνο που ενδιαφέρει περισσότερο το χρήστη στις υπηρεσίες πλοήγησης είναι (Χαραλάμπους, 2004): Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 50

57 Πού βρίσκεται ο χρήστης; Πού βρίσκεται η επιθυμητή περιοχή ή η υπηρεσία; Ποιους διαφορετικούς τρόπους μεταφοράς μπορεί να χρησιμοποιήσει ο χρήστης για να πάει στον επιθυμητό προορισμό; Που βρίσκονται οι φίλοι του χρήστη, οι πελάτες του, οι πόροι ή τα περιουσιακά του στοιχεία; Οι υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης στον τομέα της ναυσιπλοίας είναι αρκετά διαδεδομένες σήμερα και μάλιστα χρησιμοποιείται για πλοήγηση οχημάτων, (λεωφορεία, πλοία, αεροπλάνα, αυτοκίνητα κλπ), για πλοήγηση ενός πεζού χρήστη σε εξωτερικούς χώρους, ενώ παράλληλα έχουν δημιουργηθεί και εφαρμογές για πλοήγηση σε εσωτερικούς χώρους (χρησιμοποίησης υβριδικών λύσεων για τον προσδιορισμό της θέσης). Στο σχήμα 4.7 που ακολουθεί φαίνονται τέτοια συστήματα που έχουν δημιουργηθεί για πλοήγηση σε ένα όχημα. Εικόνα 4.7: Συστήματα πλοήγησης σε οχήματα (Χαραλάμπους, 2004) Μία ακόμα εφαρμογή ευρέως διαδεδομένη στις μέρες μας, η οποία αναφέρθηκε και στο κεφάλαιο είναι η διαχείριση ενός στόλου οχημάτων με την χρησιμοποίηση υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης. Πρόκειται για μία αναπτυγμένη τεχνολογικά μέθοδο που έχει δημιουργηθεί για τη διαχείριση ενός συνόλου οχημάτων, τα οποία βρίσκονται διασκορπισμένα σε διάφορες θέσεις, από ένα κεντρικό σύστημα το οποίο παρακολουθεί την κίνηση αυτών των οχημάτων. Κάθε όχημα είναι εφοδιασμένο με συσκευή GPS υψηλών προδιαγραφών η οποία είναι σε θέση να υπολογίζει τη γεωγραφική θέση, την ταχύτητα αλλά και την κατεύθυνση του οχήματος. Οι πληροφορίες αυτές μεταβιβάζονται μέσω ενός συστήματος επικοινωνίας σε έναν κεντρικό σταθμό στον οποίο πραγματοποιείται επεξεργασία και σε συνδυασμό με άλλες πληροφορίες, όπως κίνηση στους δρόμους όπου πρόκειται να μεταβεί το όχημα ή έργα Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 51

58 που πραγματοποιούνται σε μία οδό, μπορεί να καθοδηγήσει το όχημα με βάσει την συντομότερη χρονικά διαδρομή. Η εφαρμογή είναι αρκετά χρήσιμη σε περιπτώσεις όπως μεταφορά κατεψυγμένων προϊόντων, περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης για την πλοήγηση ενός ασθενοφόρου, από εταιρίες ταξί για γρήγορη εξυπηρέτηση των πελατών κλπ. Στο σχήμα 4.8 που ακολουθεί φαίνεται η λειτουργία μία τέτοιας υπηρεσίας που εφαρμόζεται σε αστικά λεωφορεία. Το σύστημα μπορεί να παρακολουθεί την πορεία του λεωφορείου, να ενημερωθεί για οποιαδήποτε βλάβη (όποτε θα έχει και άμεση βοήθεια από κάποιο συνεργείο) ενώ παράλληλα ενημερώνει τους επιβάτες στην στάση για την επικείμενη χρονική διάρκεια που απαιτείται έως ότου το λεωφορείο προσεγγίσει τη στάση. Εικόνα 4.8: Σύστημα διαχείρισης στόλου οχημάτων σε αστικά λεωφορεία (web, Μία ακόμα εφαρμογή των υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης που χρησιμοποιείται κυρίως για υπηρεσίες ψυχαγωγίας είναι η λεγόμενη «υπηρεσία εντοπισμού φίλων» ή αλλιώς «Friend Tracking». Η συγκεκριμένη υπηρεσία βοηθά στον εντοπισμό των φίλων του χρήστη της συγκεκριμένης συσκευής και χρησιμοποιείται, όπως γίνεται κατανοητό, από άτομα νεαρής ηλικίας. Η εφαρμογή είναι απλή στη χρήσης της και δημιουργήθηκε με σκοπό την εισαγωγή των υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης μεταξύ της νεολαίας. Μία χρήσιμη εφαρμογή που μπορεί να προκύψει εδώ είναι η χρήση της συγκεκριμένης τεχνολογίας για πλοήγηση ομάδων ατόμων. Έτσι εάν κάποιος από μία ομάδα χαθεί τότε μπορεί εύκολα με το «Friend Tracking» να βρει το που βρίσκονται οι υπόλοιποι και να πλοηγηθεί σε αυτούς. Μία τέτοια εφαρμογή φαίνεται στην εικόνα 4.9 στην οποία με το ένα σταυρόνημα βλέπουμε τη θέση του χρήστη ενώ με το κάτω σταυρόνημα βλέπουμε τη θέση του φίλου του χρήστη. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 52

59 Εικόνα 4.9: Η υπηρεσία Friend Tracking (Χαραλάμπους, 2004) Οι εφαρμογές που μπορούν να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας τις υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης είναι άπειρες και ολοένα αυξανόμενες. Στο παρών κεφάλαιο πραγματοποιήθηκε μία προσπάθεια παρουσίασης κάποιων από αυτές (και όχι όλων) ενώ στο επόμενο κεφάλαιο γίνεται προσπάθεια μελέτης των μελλοντικών εξελίξεων αυτών των προγραμμάτων και των εφαρμογών τους. 4.4 ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΤΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ Από την όλη ανάλυση που πραγματοποιήθηκε στα παραπάνω κεφάλαια, έγινε αντιληπτό ότι οι υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης είναι ταχύτατα αναπτυσσόμενες τεχνολογίες με πολλές υπάρχουσες εφαρμογές και πολλές ακόμα υποσχόμενες. Οι ελκυστικές αυτές υπηρεσίες καλύπτουν όλα τα κοινωνικά στρώματα και το μόνο που μπορεί να τις περιορίσει είναι μόνο τα όρια φαντασίας του ανθρώπου. Πρέπει εντούτοις να καταλάβουμε ότι τα LBS δεν αποτελούν πανάκεια για όλα τα ζητήματα χώρου αλλά ότι κατασκευάζονται και χρησιμοποιούνται για κάποιον συγκεκριμένο σκοπό. Έτσι η κάθε υπηρεσία που δημιουργείται καλείται να αντιμετωπίσει ένα συγκεκριμένο πρόβλημα ενώ για άλλες εφαρμογές έχουν δημιουργηθεί και άλλες υπηρεσίες. Για παράδειγμα είναι διαφορετική η υπηρεσία Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 53

60 διαχείρισης στόλου και διαφορετική η πλοήγηση ενός μόνο χρήστη. Η διαφορά έγκειται τόσο στις παρεχόμενες υπηρεσίες όσο και στον εξοπλισμό που απαιτείται για την υλοποίηση της κάθε μίας. Έτσι ενώ στη διαχείριση του στόλου οχημάτων χρειαζόμαστε έναν αρκετά πολύπλοκο και ακριβό εξοπλισμό, στην απλή πλοήγηση αυτό μπορεί να επιτευχθεί με ένα φτηνό και απλό δέκτη GPS ή μία συσκευή με ενσωματωμένο GPS (πχ ένα κινητό τηλέφωνο). Αυτό το γεγονός καθιστά τις υπηρεσίες αυτές ακόμα πιο προσιτές στο ευρύ κοινό πράγμα το οποίο είχε παρερμηνευθεί κατά την πρώτη εμφάνιση τέτοιων τεχνολογιών. Κάποια από τα πλεονεκτήματα των υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης τα οποία έχουν οδηγήσει σε αυτή την ραγδαία εξέλιξη αναφέρονται παρακάτω: Η προώθηση τοπικών πληροφοριών αυξάνει τις επιχειρηματικές δραστηριότητες. Οι επιχειρήσεις έχουν συχνά τοπικές πληροφορίες που είναι ωφέλιμες για τους χρήστες όταν αυτοί κατοικούν σε μία συγκεκριμένη περιοχή. Εάν η θέση ενός χρήστη είναι γνωστή τότε μπορούν να αποστέλλονται σε αυτόν πολύτιμες πληροφορίες που να εξυπηρετούν σκοπούς επιχειρήσεων τόσο από διαφημιστικής άποψης όσο και λειτουργικότητας. Ο εντοπισμός βελτιώνει την αποδοτικότητα και την ασφάλεια. Είδαμε στα συστήματα διαχείρισης στόλου οχημάτων πως μπορούν να καθοδηγηθούν τα οχήματα στην ελάχιστη χρονικά διαδρομή αυξάνοντας την παραγωγικότητα. Ακόμη, τόποι όπως οι τάξεις σε ένα πανεπιστήμιο μπορεί να είναι περιοχές όπου εμποδίζεται η πρόσβαση στο διαδίκτυο και η δυνατότητα των σπουδαστών να συνομιλήσουν μεταξύ τους μέσω chat. Η πλοήγηση οδηγεί στη σωστή κατεύθυνση. Είναι πολύ εύκολο να παρουσιαστούν οι πληροφορίες θέσης σε έναν χάρτη προκειμένου να προσφερθούν δυνατότητες πλοήγησης. Σε πολλά αυτοκίνητα έχουν τοποθετηθεί συστήματα πλοήγησης τα οποία και παρέχουν κατευθύνσεις σε συγκεκριμένες διευθύνσεις, βενζινάδικα, εστιατόρια, ακόμη και νοσοκομεία. Η παρακολούθηση βάση της θέσης, βελτιώνει την ανάλυση. Κατά λήψη των μετρήσεων, ένα Σύστημα υπηρεσιών αξιοποίησης της θέσης μειώνει το ποσό των εισαγόμενων από τον χρήστη στοιχείων. Για παράδειγμα, επιχειρήσεις όπως η AirMagnet έχουν τώρα εργαλεία έρευνας περιοχών (site survey tools), που χρησιμοποιούν το ασύρματο τοπικό δίκτυο (Wireless LAN), τα οποία μετρούν την ένταση των σημάτων και άλλες παραμέτρους και καταγράφουν τα αποτελέσματα βασισμένα στη θέση. Αυτό κάνει την εκτέλεση των ερευνών λιγότερο κουραστική και αποτελεσματικότερη (Χαραλάμπους, 2004) Στις ημέρες μας έχει πραγματοποιηθεί μεγάλη πρόοδος στους συγκεκριμένους τομείς και έχουν παράλληλα αναπτυχθεί πολλές και ποίκιλες εφαρμογές. Το μέλλον των Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 54

61 συστημάτων μας υπόσχεται πολλές βελτιώσεις και την δημιουργία νέων εφαρμογών για την εξυπηρέτηση των ολοένα αυξανόμενων αναγκών των χρηστών. Θα πρέπει λοιπόν να αναφέρουμε τη δόμηση τέτοιων εφαρμογών με τη χρήση χωρο - χρονικών βάσεων δεδομένων. Στις υπηρεσίες αυτές, εκτός από τη γεωγραφική θέση και την περιγραφική πληροφορία που έχουμε ήδη αναφέρει, εισέρχεται και ο παράγοντας χρόνος δίνοντας μία νέα διάσταση στις τεχνολογίες αυτού του τύπου. Η πληροφορία διαχειρίζεται τώρα πιο σύνθετα λαμβάνοντας υπόψιν τον χρόνο που ένα γεγονός λαμβάνει χώρα. Έτσι ένας χρήστης μπορεί να ενημερώνεται και να λαμβάνει πληροφορία μόνο αν αυτή είναι έγκαιρη και ικανοποιεί κάποιες συνθήκες επαλήθευσης χρόνου (π.χ. εάν η χρονική στιγμή που βρίσκεται ένας χρήστης στη συγκεκριμένη θέση είναι πρωινή δώσε τις Α πληροφορίες, αντίθετα αν είναι απόγευμα δώσε τις Β πληροφορίες). Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας που θα επιφέρει μεγάλες αλλαγές στα συγκεκριμένα συστήματα είναι το προφίλ του χρήστη. Έτσι μία εφαρμογή μπορεί να δομηθεί και να μεταβιβάζει πληροφορίες ανάλογα με το προφίλ και την ιστορία του χρήστη. Με την εισαγωγή ενός ατόμου στην συγκεκριμένη υπηρεσία θα διερωτάται για το προφίλ του, π.χ. αν είναι τουρίστας ή αν είναι επαγγελματίας, και ανάλογα με την επιλογή του θα του παρέχεται και η απαραίτητη πληροφορία ενδιαφέροντος. Μία ακόμα επέκταση είναι το σύστημα να μπορεί να κρατάει σε κάποιο αποθηκευτικό χώρο την ιστορία του χρήστη, δηλαδή της πληροφορίες που του έχουν ήδη μεταδοθεί ώστε να γνωρίζει την κινητικότητα και τις προτιμήσεις του. Με αυτό τον τρόπο μπορεί να αποφευχθεί η μετάδοση της ίδιας πληροφορίας και η έγκαιρη πληροφόρηση για κάτι νέο που το σύστημα υποθέτει πως ενδιαφέρει το χρήστη (πάντα με βάση τις προηγούμενες κινήσεις και ενδιαφέροντα που έχει εκδηλώσει). Για παράδειγμα, σε κάποιον χρήστη που παρακολουθεί συχνά αγώνες ποδοσφαίρου, μία ενημέρωση θα ήταν ότι την τάδε ημερομηνία στο τάδε σημείο ενδιαφέροντος διοργανώνεται ένα φιλικό παιχνίδι ανάμεσα στις τοπικές ομάδες κοκ. Οι μελλοντικές m-business εφαρμογές είναι υπηρεσίες που χρησιμοποιούν την τεχνολογία των χώρο - χρονικών βάσεων δεδομένων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παρέχουν πληροφορίες όσον αφορά τη διασκέδαση, την πληροφόρηση, τη διαφήμιση κλπ (εικόνα 4.10). Πολλές από τις εφαρμογές στην αγορά των κινητών υπηρεσιών βάσει της θέσης (MLS) παρουσιάζονται στον τομέα των καταναλωτών και ειδικά στον τομέα των κινητών υπηρεσιών έκτακτης ανάγκης, όπως στην αστυνομία, στα ασθενοφόρα κλπ. Ένας άλλος τύπος εφαρμογών αναφέρεται στις ευαίσθητες στη θέση υπηρεσίες πληροφοριών οι οποίες διανέμουν τις πληροφορίες ανάλογα με χρονική ιδιομορφία και τη συμπεριφορά των χρηστών (χωρο - χρονικές βάσεις και προφίλ χρήστη). Επίσης, δεν θα έπρεπε να παραλείψουμε το γεγονός ότι δοκιμαστικές εφαρμογές της τεχνολογίας MLS έχουν πραγματοποιηθεί και στον τομέα της διαφήμισης με σκοπό την ανάπτυξη της κινητής διαφήμισης. Σε λίγο καιρό οι διαφημίσεις θα έρχονται στο κινητό τηλέφωνο ανάλογα με τη θέση και τη χρονική στιγμή που Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 55

62 βρισκόμαστε στη συγκεκριμένη θέση (π.χ. στα 200 μέτρα έχει κατάστημα Γρηγόρης, Goodys κλπ). Εν κατακλείδι, αναφέρουμε ότι οι νέες εφαρμογές των υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης είναι άπειρες αφήνοντας την αίσθηση μίας πολλά υποσχόμενης τεχνολογίας τα επόμενα χρόνια που έρχονται. Εικόνα 4.10: Ταξινόμηση των εφαρμογών m-business (Durlacher, 2001) 4.5 ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ ΣΤΗΡΙΖΟΜΕΝΕΣ ΣΕ ΧΩΡΟ-ΧΡΟΝΙΚΕΣ ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Καθώς οι Υπηρεσίες Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης (LBS), γίνονται ολοένα και περισσότερο αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινής μας ζωής, από υπηρεσίες πρόβλεψης της κίνησης στους δρόμους έως υπηρεσίες ενσωματωμένες στο κινητό μας τηλέφωνο παρέχοντας πληροφορίες σχετικά με τη θέση μας και τα γύρω ενδιαφέροντα, Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 56

63 το κάλεσμα για νέες και πιο ακριβείς υπηρεσίες σ αυτό τον τομέα είναι επιτακτικό. Η τεχνολογική επανάσταση στο τομέα των συστημάτων LBS έχει επικεντρώσει το ενδιαφέρον στην δημιουργία υπηρεσιών που δεν θα υποστηρίζονται από συμβατικές βάσεις δεδομένων, αλλά από βάσεις που θα ενσωματώνουν τη χωρική και χρονική διάσταση των αντικειμένων δημιουργώντας εφαρμογές που θα μπορούν να λειτουργήσουν σε ένα δυναμικό περιβάλλον. Τυπικά, ένα αντικείμενο με χωρική και χρονική διάσταση καθορίζεται με τα ακόλουθα πέντε βασικά χαρακτηριστικά: Θέση: προσδιορισμός της θέσης του στη γήινη επιφάνεια (συντεταγμένες σε κάποιο σύστημα αναφοράς) Μορφή: γεωμετρική αντιπροσώπευση του αντικειμένου (σημείο γραμμή ή πολύγωνο) Ιδιότητες: περιγραφικά χαρακτηριστικά του αντικειμένου Χωρική Σχέση: χωρικές σχέσεις με τα υπόλοιπα αντικείμενα (αποστάσεις από τα υπόλοιπα αντικείμενα, όρια κλπ) Χρονική Σχέση: χωρικές σχέσεις με τα υπόλοιπα αντικείμενα (την χρονική στιγμή που συμβαίνει κάτι τι άλλο συμβαίνει) Συνεπώς, μία βάση δεδομένων, για να μπορεί να διαχειριστεί τέτοιου είδους πληροφορία πρέπει να είναι ικανή να απαντάει σε ερωτήματα σχετικά με τη θέση, την ταυτότητα και το χρόνο που οι πληροφορίες είναι σχετικές. Σ αυτό το σημείο κρίνεται αναγκαίο να τονισθεί η διάκριση μεταξύ των όρων θέση (position) και τοποθεσία (location), ενώ διάκριση πρέπει να γίνει και μεταξύ των όρων του χρόνου σφράγισης (timestamp) και του χρονικού ορίζοντα (time horizon). Με τον όρο λοιπόν θέση αναφερόμαστε στην ακριβή θέση του χρήστη ή της κινητής συσκευής του, ενώ με τον όρο τοποθεσία εννοούμε την περιοχή ενδιαφέροντος ή την περιβάλλουσα περιοχή γύρω από τη θέση. Επίσης, με τον όρο χρόνο σφράγισης εννοούμε τη χρονική στιγμή που ένα γεγονός πραγματοποιείται ενώ με τον όρο του χρονικού ορίζοντα, εννοούμε το χρονικό παράθυρο ευκαιρίας που έχει ο χρήστης να επισκεφτεί ένα σημείο ενδιαφέροντος, την χρονική περίοδο που ένα συμβάν θα βρίσκεται εν ενεργεία. Ο σαφής ορισμός των παραπάνω χωρικών και χρονικών στοιχείων παίζει ουσιαστικό ρόλο στην οργάνωση τέτοιων βάσεων δεδομένων και ως συνέπεια στην δημιουργία δυναμικών συστημάτων LBS στα οποία παράμετροι όπως ο χώρος και ο χρόνος μίας δραστηριότητας, η κατεύθυνση της κίνησης, η απόσταση από την προηγούμενη θέση, η διεύθυνση με βάση την προηγούμενη θέση και η διάρκεια μετακίνησης από την προηγούμενη θέση έχουν ουσιαστικό ρόλο. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 57

64 Σε ένα σύστημα Υπηρεσιών Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης, διακρίνουμε χώρο-χρονικά στοιχεία (domain data), στοιχεία περιεχομένου (content data) καθώς και στοιχεία εφαρμογής (application data). Στα χώρο-χρονικά στοιχεία, ένας παράγοντας που παίζει ουσιαστικό ρόλο είναι η χωρική διάσταση των αντικειμένων. Όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως, υπάρχει η διάκριση μεταξύ της θέσης και της τοποθεσίας. Για ένα αυτοκίνητο λοιπόν που κινείται, μπορούμε να έχουμε πληροφορία για την απόλυτη θέση του σε μία δεδομένη στιγμή, παράλληλα όμως αυτό που ενδιαφέρει σε ένα σύστημα που προβλέπει την κυκλοφοριακή συμφόρηση είναι το τι συμβαίνει σε μία ακτίνα 10 χιλιομέτρων από την απόλυτη θέση του αντικειμένου έτσι ώστε ο οδηγός να μπορεί να ενημερωθεί σωστά. Όσον αφορά τη χρονική διάσταση των αντικειμένων, εκείνο που απασχολεί δεν είναι μόνο το που συμβαίνει ένα συμβάν αλλά και το πότε συμβαίνει. Η τοποθεσία συσχετίζεται με το χρόνο, έτσι για παράδειγμα, για έναν τουρίστα είναι σημαντικό να ξέρει το πότε βρίσκεται σε κάποια τοποθεσία από τη στιγμή που πολλές δραστηριότητες εξαρτώνται από αυτόν (πχ όταν τα μαγαζιά είναι ανοιχτά). Όπως έγινε κατανοητό και πριν, εδώ θα πρέπει να υπάρχει ο σαφής διαχωρισμός των εννοιών του χρόνου σφράγισης και του χρονικού ορίζοντα. Μία ακόμη βασική αρχή στα συστήματα LBS, είναι η κίνηση του αντικειμένου. Τα γεγονότα που μας ενδιαφέρουν σε αυτό τον τομέα είναι η κατεύθυνση της κίνησης, η απόσταση από την προηγούμενη θέση, η διεύθυνση με βάση την προηγούμενη θέση και η διάρκεια μετακίνησης σε σχέση με την προηγούμενη θέση. Στο σχήμα που ακολουθεί φαίνεται ένα διάγραμμα περιγραφής της κίνησης. Εικόνα 4.11: Διάγραμμα περιγραφής της κίνησης (Tryfona Pfoser, 2004) Όσον αφορά τα στοιχεία περιεχομένου, εκείνα εξαρτώνται από την εκάστοτε εφαρμογή και μπορούν να είναι περιγραφικά, με κατάλληλη γεωαναφορά ή και με χρονική αναφορά. Για ένα σύστημα λοιπόν LBS βασισμένο σε μία τουριστική εφαρμογή, τα στοιχεία περιεχομένου θα είναι τα μνημεία, τα πάρκα, τα εστιατόρια κλπ ενώ για ένα Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 58

65 σύστημα που προβλέπει την κίνηση, τα στοιχεία αυτά θα είναι οι διαδρομές, τα στοιχεία κίνησης στα διάφορα σημεία κλπ. Τα στοιχεία εφαρμογής, αφορούν χαρακτηριστικές πληροφορίες όπως είναι το προφίλ του χρήστη, το προφίλ της συσκευής αλλά μπορεί να είναι και κάποια γενικά ή ειδικά χαρακτηριστικά μίας υπηρεσίας πάντοτε βέβαια για θέματα που αφορούν μία συγκεκριμένη εφαρμογή. Όπως γίνεται αντιληπτό, η οργάνωση μίας χώρο-χρονικής βάσης δεδομένων και ως συνέπεια η δημιουργία ενός δυναμικού συστήματος LBS, είναι μία πολυσύνθετη διαδικασία η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο με τη χρήση των οντολογιών. Μία υπηρεσία LBS, απαιτεί σύνθετες χώρο-χρονικές έννοιες που απαιτείται να είναι σωστά ορισμένες και περιγεγραμμένες τόσο από άποψη της ετερογένειας των θεματικών ενοτήτων όσο και από την άποψη της αλληλεξάρτησης μεταξύ τους. Η χρήση κατάλληλων οντολογιών, αποτελεί απαραίτητο βήμα της διαχείρισης αυτής της πολυπλοκότητας με αποτέλεσμα να είναι πλέον αναπόσπαστο κομμάτι των πολυσύνθετων εφαρμογών LBS. Με τον όρο οντολογία, εννοούμε έναν σαφή προσδιορισμό της αντίληψης (An ontology is an explicit specification of conceptualization Gruber 1992). Πρόκειται για ένα τεχνούργημα με συγκεκριμένο κώδικα γραφής χρησιμοποιώντας ένα σύνολο υποθέσεων ανάλογα με την οντότητα που θέλουμε να προσδιορίσουμε. Ο σχεδιασμός των οντολογιών, είναι ένα αρθρωτό ζήτημα, έτσι είναι σημαντικό να προσδιορίσουμε την κατασκευή τους και τις συνδέσεις τους ξεκινώντας από τις γενικές και καταλήγοντας στις πιο σύνθετες δομές, με αποτέλεσμα να δημιουργείται μία προκαθορισμένη αρχιτεκτονική. Σήμερα υπάρχουν πολλές διαθέσιμες βιβλιοθήκες οντολογιών (πχ ή έτοιμα εργαλεία για την δημιουργία τους ( με αποτέλεσμα ο κατασκευαστής ενός συστήματος να μπορεί να αποκτήσει οντολογίες από διαφορετικά περιβάλλοντα. Η δημιουργία ενός τέτοιου συστήματος και η χρήση των οντολογιών, απαιτεί έναν πολυσύνθετο προγραμματισμό ο οποίος δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί από μία απλή γλώσσα προγραμματισμού αλλά απαιτείται μία πιο πολύπλοκη δομή. Έτσι στις περισσότερες περιπτώσεις, χρησιμοποιείται η γλώσσα προγραμματισμού XML με την οποία τα υπάρχοντα διαδεδομένα εργαλεία οντολογιών μπορούν εύκολα να κωδικοποιηθούν. Η γλώσσα προγραμματισμού XML (extensible Markup Language) αποτελεί σήμερα τον πλέον κοινό τρόπο περιγραφής δεδομένων που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από εφαρμογή σε εφαρμογή, καθώς και μία τυποποιημένη γλώσσα για την ανταλλαγή δεδομένων στον Παγκόσμιο Ιστό και συνεπώς είναι κατάλληλη και την ανταλλαγή οντολογιών μεταξύ διαφορετικών συστημάτων (Δεληκαράογλου, 2004). Άλλες γλώσσες που χρησιμοποιούνται εναλλακτικά είναι οι RDF (Resource Description Framework), OIL (Ontology Inference Layer) και η JDBC. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 59

66 Στο σχήμα που ακολουθεί μπορούμε να δούμε την οργάνωση και τις αλληλεξαρτήσεις των χώρο-χρονικών στοιχείων σε μία χώρο-χρονικά οργανωμένη βάση δεδομένων ενός συστήματος LBS. Ο όρος τοποθεσία (Location) σχετίζεται με τον όρο θέση (position) και άφιξη (reach) ενώ ταυτόχρονα έχει τοπολογική σχέση, μετρητική αλλά και σχέση κατεύθυνσης σε σχέση με τις υπόλοιπες τοποθεσίες. Η κίνηση (movement) και το σημείο (point) είναι υποκλάσεις της θέσης. Η άφιξη έχει σχέση με τον χρόνο (time) και τις συντεταγμένες (coordinates), ενώ ο χρόνος όπως έχουμε διευκρινίσει διακρίνεται σε χρόνο σφράγισης και σε χρονικό ορίζοντα. Εικόνα 4.12: Οργάνωση και αλληλεξαρτήσεις σε μία χώρο-χρονική βάση δεδομένων (Tryfona Pfoser, 2004) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 60

67 Η παραπάνω οργάνωση στη δομή μίας βάσης δεδομένων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε εφαρμογές του διαδικτύου. Τυπικό παράδειγμα παρουσιάζει το λογισμικό ArcIMS της ESRI το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πυρήνας ενός Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών. Το σύστημα στηρίζεται σε έναν Web Map Server, ο οποίος αποτελεί μία πλατφόρμα για την ανταλλαγή και ολοκλήρωση της Γεωγραφικής Πληροφορίας από πολλαπλές πηγές δεδομένων και τη διαχείριση της τελικής πληροφορίας που θα παρέχεται στο χρήστη. Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να προγραμματιστεί κατάλληλα ώστε να παρέχει στο χρήστη πληροφορίες ανάλογα με τις απαιτήσεις του και ανάλογα με το χρόνο που ζητάει ο χρήστης την παρεχόμενη πληροφορία. Χρησιμοποιώντας τον όρο προφίλ χρήστη, το ο server θα είναι σε θέση να εφοδιάσει το χρήστη με την απαραίτητη πληροφορία που έχει αποθηκευμένη σε μία βάση ανάλογα με τις προτιμήσεις του αλλά και τη χρονική περίοδο που χρησιμοποιείται η συγκεκριμένη εφαρμογή. Σήμερα παρατηρείται η τάση δημιουργίας ολοένα και περισσότερων χωροενήμερων εφαρμογών. Η τάση αυτή οφείλεται κυρίως στις τεχνολογικές εξελίξεις στην κατασκευή των απαραίτητων συσκευών, καθώς επίσης και στις κυρίως εμπορικά προσανατολισμένες λύσεις. Θα πρέπει να σημειώσουμε, ότι ήδη αναπτύσσονται εφαρμογές τέτοιου τύπου έτσι ώστε να εξυπηρετήσουν διαφημιστικά συμφέροντα (διαφημιστικά μηνύματα μεταδιδόμενα όταν ο χρήστης προσπελάσει ένα συγκεκριμένο σημείο ενδιαφέροντος, ή ακόμα παραπέρα διαφημιστικά μηνύματα ανάλογα με το προφίλ του χρήστη). Οι εφαρμογές αυτές αναπτύσσονται με ραγδαίο ρυθμό ενώ ταυτόχρονα η ανάγκη για έγκαιρη και σωστή ενημέρωση των χρηστών ολοένα αυξάνει. Στο μέλλον οι υπηρεσίες αυτού του τύπου προβλέπεται να μπορούν να εξυπηρετήσουν ακόμα και τον πιο απαιτητικό χρήστη ενώ παράλληλα θα μπορούσε να πει κανείς ότι οι εφαρμογές τους σταματάνε εκεί που σταματάει η φαντασία ενός ανθρώπου. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 61

68 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 WEB - GIS 5.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του 1980 έχουμε την εμφάνιση του internet και την παρουσία χιλιάδων χρηστών του συστήματος (αρχικά δημιουργήθηκε για στρατιωτικούς σκοπούς). Η μεγάλη έκρηξη στη χρησιμοποίηση του internet παρατηρήθηκε μετά τον Δεκέμβριο του 1990 όταν επινοήθηκε η έννοια του παγκόσμιου ιστού από τον Tim Berners-Lee, του λεγόμενου World Wide Web ή αλλιώς WWW και την παρουσία εκατομμυρίων χρηστών του συστήματος με μία μέση αύξηση της τάξης του 10% ανά μήνα λειτουργίας. Από το 1995 και μετά παρατηρούμε ότι το internet αποτελεί μία κυρίαρχη δύναμη στις παγκόσμιες επικοινωνίες (Plewe, 1997) ενώ παράλληλα, ο συνδυασμός του με τα GIS (το 1997 έχουμε την δημιουργία των πρώτων λειτουργικών που υποστηρίζουν τη διανομή χαρτών μέσω του web) δημιουργεί μία δυναμική ικανή να εκτινάξει τις δυνατότητες επάρκειας και αποτελεσματικότητας των συστημάτων αυτών, όσον αφορά τους τρόπους διανομής της χωρικής πληροφορίας των συστημάτων GIS στο χρήστη. Η δυναμική αυτή έχει ως αποτέλεσμα την διείσδυση των GIS σε νέα πεδία και εφαρμογές, διαμορφώνοντας με το τρόπο αυτό μία νέα τεχνολογία ευρέως γνωστή με τον όρο Web-GIS. Τα Internet GIS συστήματα αποτελούν μία πλατφόρμα, για επαγγελματίες και αρχάριους χρήστες, στο επιστημονικό πεδίο της χαρτογράφησης που έχει τη δυνατότητα να παρέχει ευέλικτα εργαλεία στο χειρισμό των διαθέσιμων γεωγραφικών δεδομένων συντελώντας στην δημιουργία ενός οπτικού και δυναμικού χάρτη στην οθόνη ενός Η/Υ και ο οποίος στη συνέχεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη παραγωγή ενός αναλογικού προϊόντος μέσω των κατάλληλων εργαλείων εκτύπωσης που παρέχει το σύστημα. Κύρια χαρακτηριστικά της τεχνολογίας αυτής θεωρούνται η ενσωμάτωση ενός πλήθους δημοφιλών και αποτελεσματικών μέσων στη διακίνηση των πληροφοριών, των δεδομένων και της τεχνολογίας, η πρόσβαση σε χωρικά κατανεμημένες βάσεις και ποικίλα format γεωγραφικών δεδομένων και οι δυνατότητες χωρικής ανάλυσης. Παράλληλα, οι τεχνολογικές εξελίξεις στο τομέα των ηλεκτρονικών υπολογιστών, επιτρέπουν πλέον στο χρήστη να έχει πρόσβαση στα δεδομένα αυτά, δίχως πλέον να χρειάζεται εξειδικευμένο λογισμικό, κάνοντας απλά χρήση ενός κοινού Web-browser. Η εισαγωγή των υπηρεσιών GIS μέσω του διαδικτυόυ έχει επιφέρει μεγάλα πλεονεκτήματα και έχει επιτελέσει στην ευρεία διάδοση των υπηρεσιών αυτών Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 62

69 παγκοσμίως. Έτσι στις μέρες μας έχουμε την ανάπτυξη ολοένα και περισσοτέρων τέτοιων συστημάτων και μάλιστα τον τελευταίο καιρό πραγματοποιείται προσπάθεια απλούστευσης αυτών των συστημάτων ώστε να είναι εύχρηστα ακόμα και από τον πιο αρχάριο χρήστη. Σήμερα έχουν δημιουργηθεί συστήματα στα οποία ο χρήστης έχει πρόσβαση μέσω ενός απλού web-browser όπως δηλαδή έχει πρόσβαση σε μία απλή ιστοσελίδα. 5.2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ Το Internet ξεκίνησε ως μία απλή γλώσσα κειμένου (Hyper Text Markup Language HTML), μία απλή γλώσσα για μεταφορά δεδομένων από έναν server στους χρήστες (clients) ενώ υποστήριζε απλές μορφές κειμένου και εικόνας. Όπως γίνεται αντιληπτό, η ανάπτυξη των συστημάτων GIS μέσω του Internet δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί με αυτές τις απλές γλώσσες προγραμματισμού. Για να αυξηθεί η λειτουργικότητα των web browsers αλλά και για να μπορέσουν να υποστηριχτούν πιο σύνθετες εφαρμογές, χρησιμοποιήθηκαν τεχνολογίες που στηρίζονται σε αντικείμενα (object technologies). Η κύρια γλώσσα που χρησιμοποιείται για τέτοιου είδους εφαρμογές στο internet είναι η java που αναπτύχθηκε από την Sun Microsystems ενώ παράλληλα έχουν αναπτυχθεί κατά καιρούς και άλλες γλώσσες οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το συγκεκριμένο σκοπό. Η γλώσσα java είναι κατάλληλη για την γραφή κώδικα μικρών εφαρμογών ή applets τα οποία μπορούν να τρέχουν σε μία μηχανή java μέσω ενός απλού web browser. Από τη στιγμή που ανοίγει η συγκεκριμένη ιστοσελίδα, τα κατάλληλα applets κατεβαίνουν αυτόματα στον υπολογιστή και μπορούν με αυτό τον τρόπο να λειτουργήσουν οι επιθυμητές εφαρμογές. Το περιβάλλον εργασίας των συστημάτων web-gis μπορεί πολύ εύκολα να γίνει κατανοητό. Ο χρήστης θέτει ένα ερώτημα το οποίο αποστέλλεται στον server του συστήματος. Ο web server με τη σειρά του κατευθύνει το ερώτημα στον application server, στον οποίο είναι αποθηκευμένη όλη πληροφορία, ο οποίος επεξεργάζεται το ερώτημα και συλλέγει την απαιτούμενη πληροφορία. Η πληροφορία αυτή μεταφέρεται στον Map Server ο οποίος δημιουργεί έναν χάρτη σε περιβάλλον HTML τον οποίο μπορεί να δει ο χρήστης (client) ως απάντηση στο ερώτημα που έθεσε. Συνήθως αυτά τα αποτελέσματα παρέχονται με την μορφή εικόνων (image services), που είναι και η πιο απλή και φιλική μορφή λειτουργίας του συστήματος, ενώ παράλληλα έχουν δημιουργηθεί και πιο σύνθετες εφαρμογές με δυναμικούς χάρτες στους οποίους ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να επεξεργαστεί την πρωτογενή πληροφορία όπως αυτή είναι αποθηκευμένη στο κεντρικό σύστημα (feature services). Αυτού του είδους οι εφαρμογές απευθύνονται σε πιο απαιτητικούς χρήστες και όπως είναι λογικό απαιτούν ένα ισχυρό υπολογιστικό μηχάνημα καθώς και εγκατεστημένη την γλώσσα java για την σωστή λειτουργία της εφαρμογής. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 63

70 Συμπερασματικά, θα μπορούσε να πει κάποιος ότι η ανάπτυξη των υπηρεσιών GIS μέσω του διαδικτύου παρέχουν δύο ειδών ικανότητες που βοηθούν σημαντικά τους γεωεπιστήμονες. Καταρχήν η δημιουργία μίας εφαρμογής στο διαδίκτυο επιτρέπει αλληλεπίδραση (οπτική αλλά και πιο εξειδικευμένη) του χρήστη με τα δεδομένα του συστήματος. Στήνοντας έναν web server, ο χρήστης έχει την ικανότητα να συνθέσει χάρτες και να παράγει διαγράμματα, γραφήματα και άλλου είδους πληροφορία η οποία αυτόματα αναρτάται στο internet. Από τη στιγμή αυτή άλλοι χρήστες έχουν τη δυνατότητα να προσπελάσουν τα εν λόγω δεδομένα διατηρώντας αυτά ενημερωμένα και βοηθώντας στην επιτάχυνση της παραγωγικής διαδικασίας. Κατά δεύτερον, λόγω της ευρέως διαδεδομένης χρήσης του internet, τα γεωγραφικά δεδομένα μπορούν να είναι ευρέως προσπελάσιμα. Οι χρήστες μπορούν να τα επεξεργαστούν από οπουδήποτε και αν βρίσκονται με αποτέλεσμα την δημιουργία μία παγκοσμίου εύρους υπηρεσίας. 5.3 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΩΝ WEB-GIS Δύο είναι τα βασικά στοιχεία που χαρακτηρίζουν ένα Web-GIS σύστημα, ένας Server στον οποίο είναι αποθηκευμένη όλη η πληροφορία (με τα κατάλληλα services) και οι clients (χρήστες) που χρησιμοποιούν το συγκεκριμένο σύστημα. Ένας client είναι τυπικά ένας web browser, html στην απλή του μορφή ή java σε πιο εξειδικευμένες περιπτώσεις. Από την πλευρά του server, έχουμε έναν web server με τη δυνατότητα να διανέμει τα γεωγραφικά στοιχεία, το λογισμικό βάσει του οποίου δομούνται οι χάρτες και γενικά η όλη εφαρμογή και τέλος έχουμε τη βάση δεδομένων μέσα στην οποία είναι αποθηκευμένη όλη η πληροφορία πάνω στην οποία έχει χτιστεί η εφαρμογή. Ένα τυπικό παράδειγμα ενός τέτοιου συστήματος φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα. Εικόνα 5.1: Τυπικό Web-Gis σύστημα (Alesheikh Helali - Behroz, 2002) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 64

71 Στο μοντέλο που περιγράφηκε παραπάνω, το οποίο το ευρύτερα διαδεδομένο, υπάρχει ένας ή μερικοί υπολογιστές που διαδραματίζουν το ρόλο του sever ενώ από την άλλη υπάρχουν οι clients οι οποίοι είναι ένα σύνολο από υπολογιστές οι οποίοι έχουν την ικανότητα να συνδέονται με το sever και να αντλούν πληροφορία από αυτόν. Από την πλευρά του server, υπάρχει η δυνατότητα διαχείρισης του συστήματος GIS και των εφαρμογών που τρέχουν σε αυτόν ενώ παράλληλα είναι υπεύθυνος να συνδέει έναν client στο σύστημα και να του παρέχει την απαραίτητη πληροφορία. 5.4 ΔΕΔΟΜΕΝΑ Εκτός από τα περιγραφικά και χωρικά δεδομένα που υπάρχουν σε ένα σύστημα Web- Gis, όπως και σε οποιοδήποτε Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών, μία αποφασιστικής σημασίας απόφαση στη χρήση των συστημάτων GIS μέσω του Internet είναι η δομή των δεδομένων. Οι δομές που χρησιμοποιούνται για να μεταφερθούν τα δεδομένα σε έναν client είναι η διανυσματική (vector) και η κανονικοποιημένη (raster). Έτσι όταν κατασκευάζουμε μία εφαρμογή Gis στο διαδίκτυο, τα δεδομένα μετατρέπονται είτε σε έναν raster χάρτη υπό μορφή εικόνας είτε στην κατάλληλη διανυσματική μορφή. Στην περίπτωση όπου μεταφέρουμε δεδομένα σε raster μορφή, όποτε έχουμε δομήσει μία image service, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας απλός web browser από την πλευρά του client για την πρόσβαση σε αυτά. Ως γνωστόν, οι απλοί web browsers μπορούν να υποστηρίξουν τόσο την απεικόνιση εικόνων σε μορφή.gif όσο και σε μορφή.jpeg. Η μόνη απαίτηση που υπάρχει από το σύστημα, είναι ο server να έχει τη δυνατότητα να μετατρέπει όλη την πληροφορία σε μία από τις δύο προαναφερθείσες μορφές, ενώ θα πρέπει να αναφέρουμε, ότι η συγκεκριμένη δομή είναι η πιο ασφαλής αφού όλη η πληροφορία παρέχεται στο χρήστη υπό μορφή εικόνας μη επιτρέποντας σε αυτόν να αλλοιώσει την αρχική της μορφή. Αυτό το γεγονός βέβαια αποτελεί και το μειονέκτημα της συγκεκριμένης δομής αφού ο χρήστης δεν έχει την δυνατότητα διαχείρισης της και περιορίζεται μόνο στη σύνταξη απλών ερωτημάτων και θέασης των αποτελεσμάτων (διαδικασίες query & view). Η διαχείριση των δεδομένων vector μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω ενός web browser με αυξημένη λειτουργικότητα (π.χ. χρήση plug-ins). Με τη χρήση των δεδομένων vector ο client λαμβάνει μεγαλύτερη λειτουργικότητα αφού μπορεί να επιλέξει μία συγκεκριμένη οντότητα και να διαχειριστεί τόσο τη γεωγραφική θέση της όσο και την περιγραφική πληροφορία που την συνοδεύει. Το μειονέκτημα στη συγκεκριμένη περίπτωση είναι η απαίτηση ενός ισχυρού συστήματος από την πλευρά των χρηστών (απαιτούνται τα κατάλληλα plug-ins). Παράλληλα, θα πρέπει να αναφέρουμε ότι η ποσότητα των vector δεδομένων που μπορούν να αποσταλούν μέσω web είναι κατά τρεις με τέσσερις φορές μικρότερη σε σχέση με αυτή των raster Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 65

72 δεδομένων, συντελώντας σε ένα σύστημα που έχει χαμηλότερη απόκριση απ ότι εκείνο που αναφέρθηκε πριν. 5.5 WEB MAPS Υπάρχουν πολλά τεχνολογικά επίπεδα για να μπορέσουν να δημοσιευθούν χαρτογραφικά δεδομένα μέσω του διαδικτύου, ποικίλλοντας από ιστοσελίδες με απλούς στατικούς χάρτες σε πιο φιλοσοφημένες λύσεις που μπορούν να υποστηρίξουν δυναμικούς χάρτες. Στα πλαίσια των Web Gis η μεγαλύτερη πρόκληση είναι οι δυναμικοί χάρτες. Πρόσφατα έχει δημιουργηθεί ένα ουσιώδης μοντέλο για αναπαράσταση δυναμικών χαρτών (εικόνα 5.2). Το συγκεκριμένο μοντέλο είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για ανάλυση και σύγκριση διαφορετικών αρχιτεκτονικών σε Internet Map Servers και άλλων εφαρμογών GIS βασισμένων στο Internet. Εικόνα 5.2: Μοντέλο αναπαράστασης δυναμικών χαρτών (Doyle, 1999) Το μοντέλο που παρατίθεται στην εικόνα 5.2 αποτελείται από τέσσερις βαθμίδες: Η διαδικασία της επιλογής (select) αντλεί δεδομένα από τη χωρική βάση σύμφωνα με ερωτήματα που τίθενται όπως επιλογή γεωγραφικής περιοχής ή θεματική επιλογή δεδομένων. Η διαδικασία δημιουργίας στοιχείων θέασης (display element generator) μετατρέπει τα επιλεγμένα δεδομένα ώστε να μπορούν να απεικονιστούν σε μία οθόνη. Εδώ ρυθμίζεται το στυλ του συμβόλου (symbol style), τα στυλ των γραμμών (line style), ο χρωματισμός ή αλλιώς το γέμισμα των πολυγωνικών επιφανειών (polygon fill) καθώς και η σειρά με την οποία εμφανίζονται τα θεματικά επίπεδα (layers) στην παρουσίαση του χάρτη. Συνήθως οι σημειακές οντότητες βρίσκονται πάνω πάνω, ακολουθούν οι γραμμικές και μετά οι Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 66

73 επιφανειακές ενώ στο τελευταίο επίπεδο τοποθετούνται οι εικόνες που πολλές φορές χρησιμοποιούνται ως υπόβαθρο για ένα χάρτη. Η διαδικασία φωτοσκίασης (render) παίρνει τα στοιχεία από την παραπάνω διαδικασία και δημιουργεί έναν φωτοσκιασμένο χάρτη (rendered map). Η διαδικασία θέασης μετατρέπει τον φωτοσκιασμένο χάρτη ώστε να είναι ορατός από το χρήστη σε κάποια κατάλληλη συσκευή θέασης όπως μία οθόνη. Ανάμεσα σε αυτά τα τέσσερα στάδια υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι δεδομένων όπως φαίνονται στην εικόνα 5.2: Χαρακτηριστικά (features) που προκύπτουν από τη διαδικασία επιλογής Στοιχεία θέασης (display elements) που παράγονται από την διαδικασία δημιουργίας στοιχείων θέασης. 5.6 INTERNET MAP SERVERS (IMS) Οι εφαρμογές των Internet Map Servers, έχουν την ικανότητα να μετατρέπουν εύκολα τα χωρικά δεδομένα της βάσης δεδομένων ενός GIS συστήματος ώστε αυτά να είναι προσπελάσιμα από τον τελικό χρήστη μέσω ενός απλού web browser. Η κατασκευή δεδομένων διαθέσιμων για όλο τον κόσμο, είναι πλέον εφικτή και εύκολη υπόθεση, με αποτέλεσμα κάθε δημόσιος οργανισμός να μπορεί να με απλό τρόπο να δημιουργήσει μία IMS εφαρμογή για τη δημοσίευση των πληροφοριών χωρίς να λαμβάνονται ιδιαίτερα μέτρα για την ασφάλεια αυτών (με τη χρήση raster δεδομένων μπορεί να επιτευχθεί αυτό). Για έναν εν λειτουργία Internet Map Server δύο είναι οι βασικές λειτουργίες που πρέπει να επιτελούνται από την άποψη λογισμικού. Αρχικά πρέπει να υπάρχει μία μηχανή διαχείρισης της γεωγραφικής βάσης δεδομένων (Servlet ή Common Gateway Interface CGI) που θα τρέχει υπό μορφή υπηρεσιών (services) και θα έχει την ικανότητα μετατροπής των γεωγραφικών δεδομένων σε ένα χάρτη. Το δεύτερο βασικό στοιχείο είναι ένας web server ο οποίος θα διαχειρίζεται τα εισερχόμενα ζητήματα και θα αποκρίνεται στο χρήστη με την διαμόρφωση του κατάλληλου χάρτη. Το τελικό προϊόν, όπως αναφέρθηκε και στις προηγούμενες παραγράφους, θα είναι μία εικόνα JPEG ή GIF ή ένα σύνολο δεδομένων υπό διανυσματική μορφή που μεταφέρονται στο χρήστη με τα κατάλληλα plug-ins. Οι δυνατότητες του συστήματος (όπως αναφέρθηκε και στην παράγραφο 5.4) είναι διαφορετικές ανάλογα με τη δομή που χρησιμοποιείται κάθε φορά. Στην συνέχεια παρατίθεται ένας πίνακας με τους οχτώ πιο συχνά χρησιμοποιούμενους Internet Map Servers (εικόνα 5.3), αναφέρονται συστήματα που δημιουργήθηκαν μέχρι το έτος Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 67

74 Εικόνα 5.3: Internet Map Servers (Alesheikh Helali - Behroz, 2002) 5.7 GIS WEB SERVICES Η δυναμική των Web-GIS και των αναβαθμισμένων δυνατοτήτων τους, έρχεται να ικανοποιήσει σε σημαντικό βαθμό την ολοένα και αυξανόμενη ζήτηση για διανομή γεωγραφικών δεδομένων, χαρτών και σχετικών εφαρμογών, στα πλαίσια ενός ανοικτού υπολογιστικού περιβάλλοντος. Κατά συνέπεια, τίθεται το ερώτημα: «ποια είναι η καταλληλότερη μακροπρόθεσμη λύση στη διάθεση χωρικών δεδομένων, που να ικανοποιεί το κριτήριο της διαλειτουργικότητας ;». Μία από τις μεγαλύτερες εταιρίες λογισμικού GIS, η ESRI, πιστεύει πως η απάντηση βρίσκεται στις λεγόμενες υπηρεσίες Web (Web Services) (ESRI, 2003). Οι υπηρεσίες Web GIS παρέχουν την δυνατότητα σε διάφορους χρήστες να έχουν πρόσβαση σε γεωγραφικά δεδομένα και να απολαμβάνουν τις υπηρεσίες ενός GIS συστήματος χρησιμοποιώντας το internet ως μέσο επικοινωνίας. Επί της ουσίας οι Web services δύνανται να παρέχουν την λειτουργικότητα των GIS, αποδεσμεύοντας όμως το χρήστη από τα στενά πλαίσια πολύπλοκων σχετικών εφαρμογών που βασίζονται στο χωρικό σχήμα ενός συγκεκριμένου Σχεσιακού Συστήματος Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (RDBMS). Ως συνέπεια, οι διαχειριστές των GIS μπορούν να διαχειρίζονται τα δεδομένα τους χρησιμοποιώντας τις καλύτερες μεθόδους formats για τα εργαλεία Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 68

75 τους, σε οποιοδήποτε περιβάλλον βάσης δεδομένων επιλέγουν (Πετρόπουλος, 2005). Διαχείριση δεδομένων, συντήρηση και ανανέωση αυτών είναι όλες διαδικασίες που μπορούν να πραγματοποιηθούν με κατάλληλα εργαλεία εύκολα και γρήγορα με αποτέλεσμα σημαντική εξοικονόμηση σε χρόνο, χρήμα και πόρους στο υπολογιστικό σύστημα. 5.8 ARC WEB SERVICES Οι Arc Web Services αποτελούν τις υπηρεσίες Web (Web Services) που παρέχει η ESRI για τη διαχείριση δεδομένων GIS. Συγκεκριμένα, οι Arc Web Services παρέχουν τη δυνατότητα εισαγωγής των γεωγραφικών δεδομένων και των ικανοτήτων ενός συστήματος γεωγραφικών πληροφοριών σε μία εφαρμογή της επιλογής μας (μιλάμε πάντα για Web Gis) χωρίς ο διαχειριστής του συστήματος να αναπτύσσει υπηρεσίες από μόνος του (παρέχονται έτοιμα εργαλεία για τη δημιουργία των υπηρεσιών). Μέσω των υπηρεσιών Arc Web, υπάρχει η δυνατότητα πρόσβασης σε διάφορους τύπους δεδομένων όπως χάρτες, σημεία ενδιαφέροντος, δυναμικές πληροφορίες όπως η κίνηση στους δρόμους, δελτία καιρού κλπ ενώ παράλληλα υποστηρίζονται λειτουργίες όπως geocoding, reverse geocoding, routing, mapping, address matching και place finding. Όλες οι λειτουργίες υποστηρίζονται από κατάλληλα εργαλεία με αποτέλεσμα, όπως αναφέρθηκε και στην παράγραφο 5.7 σημαντική εξοικονόμηση σε χρόνο, χρήμα και πόρους στο υπολογιστικό σύστημα. Συνοπτικά, οι λειτουργίες που μπορούν να υποστηριχτούν από τις Arc Web Services είναι οι ακόλουθες: Παραγωγή δυναμικών χαρτών μίας συγκεκριμένης τοποθεσίας Προσδιορισμός της τοποθεσίας μίας περιοχής ενδιαφέροντος οπουδήποτε στον κόσμο (πχ μία πόλη, ένα ποτάμι) Προσδιορισμός της τοποθεσίας ενός δρόμου και εντοπισμός δρόμων βάσει του ονόματος τους Δημιουργία πορείας με κατευθύνσεις για πολλαπλούς προορισμούς Προσδιορισμός των χαρακτηριστικών μίας συγκεκριμένης τοποθεσίας (πληθυσμός κλπ) Προσδιορισμός χαρακτηριστικών σημείων ενδιαφέροντος και σύνταξη σύνθετων ερωτημάτων επ αυτών Προσδιορισμός των κοντινότερων σημείων ενδιαφέροντος με βάση τα ενδιαφέροντα που εκδηλώνει ο χρήστης. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 69

76 Η πρόσβαση στις Arc Web Services μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω της Web Toolbar στην οποία ο χρήστης έχει πρόσβαση ακόμα και με έναν απλό web browser. Οι δυνατότητες που παρέχονται στο χρήστη μέσω της toolbar είναι κατεξοχήν οι βασικές λειτουργίες που μπορεί να εκτελέσει μία GIS εφαρμογή. Έτσι ένας χρήστης μπορεί να επιτελέσει τις ακόλουθες λειτουργίες: Pan: υπάρχει η δυνατότητα κίνησης στο χάρτη προς οποιαδήποτε κατεύθυνση επιθυμεί ο χρήστης Zoom: υπάρχει η δυνατότητα zoom in, zoom out ώστε ο χρήστης να μπορεί να βλέπει μία μικρότερη περιοχή σε μεγαλύτερη κλίμακα ή μία ευρύτερη περιοχή σε μικρή κλίμακα Identify: παρέχεται η δυνατότητα άντλησης των περιγραφικών στοιχείων μίας χωρικής οντότητας που παρατηρείται στο χάρτη Query: ακόμα και στις πιο απλές εφαρμογές παρέχεται η δυνατότητα διεξαγωγής απλών ερωτημάτων, ενώ θα πρέπει να σημειώσουμε την ύπαρξη πιο σύνθετων πλατφόρμων για την δημιουργία πολύπλοκων ερωτημάτων στο σύστημα (συνήθως χρησιμοποιείται μία πλατφόρμα java) Buffer: υποστηρίζεται η δημιουργία ζωνών επιρροής γύρω από διάφορα αντικείμενα ενδιαφέροντος, οπότε ο χρήστης μπορεί να αναζητήσει πληροφορία που τυχόν είναι αποθηκευμένη σε αυτές τις ζώνες Add Data: ο χρήστης έχει την ικανότητα να προσθέσει επιπλέον πληροφορία η οποία μπορεί να είναι αποθηκευμένη στο σκληρό του δίσκο ή να βρίσκεται σε κάποιον άλλο internet server Τέλος να αναφέρουμε ότι ο χρήστης έχει τη δυνατότητα προσαρμογής του χάρτη στις ανάγκες του (επιλογή εμφάνισης θεματικών επιπέδων) και τελικά να εκτυπώσει το χάρτη σε αναλογική μορφή. Ένα παράδειγμα τέτοιας εργαλειοθήκης παρέχεται στην εικόνα 5.4 ενώ αναλύεται περισσότερο στο κεφάλαιο 7 που αναφέρεται στη δόμηση της εφαρμογής χρησιμοποιώντας τον ArcIMS. Η υποδομή που υποστηρίζει τις παραπάνω δυνατότητες ενσωματώνει μία ευρεία γκάμα τεχνολογιών αιχμής για την δόμηση αξιόπιστων υπηρεσιών. Το λογισμικό που χρησιμοποιείται παρέχεται από την Sun Microsystems και βασίζεται σε ένα μεγάλο αριθμό από servers οι οποίοι διεκπεραιώνουν διάφορες λειτουργίες όπως την πρόσβαση στο Web, την χαρτογράφηση και την διαχείριση των δεδομένων (ESRI 2004). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 70

77 Εικόνα 5.4: Παράδειγμα Toolbar πρόσβασης στις Web Services (Πετρόπουλος, 2005) Τα βασικά πλεονεκτήματα των ArcWeb Services μπορούν να θεωρηθούν τα κάτωθι (ESRI 2004): Άμεση πρόσβαση, σε ένα τεράστιο αριθμό αξιόπιστων και πλήρως ενημερωμένων δεδομένων (όπως χάρτες δρόμων, ψηφιακές ορθοφωτογραφίες, δεδομένα που αφορούν την κυκλοφορία σε συγκεκριμένους δρόμους, κλπ.), με παράλληλη δυνατότητα τη χρήση των λειτουργιών που υποστηρίζουν τα GIS Δυνατότητα συνδυασμού πολλαπλών υπηρεσιών και συνδυασμός τους στα πλαίσια ανάπτυξης μίας συγκεκριμένης εφαρμογής, παρέχοντας απεριόριστες δυνατότητες στη διάθεση χωρικής πληροφορίας Δεν υπάρχει η ανάγκη για ενημέρωση του λογισμικού (software), του hardware και των δεδομένων του συστήματος. Οι λειτουργίες αυτές πραγματοποιούνται από το διαχειριστή του συστήματος ενώ ο χρήστης από την άλλη πλευρά είναι προστατευμένος από τέτοιου είδους διαδικασίες (φανταστείτε ένα σύστημα όπου ο χρήστης θα ήταν αναγκασμένος να αναβαθμίζει το hardware σε συνεχή βάση ώστε να μπορεί να έχει πρόσβαση στις υπηρεσίες Web Gis) Υποστηρίζονται προκαθορισμένα πρωτόκολλα για την δόμηση των εφαρμογών με την παροχή ευέλικτου interface που απλοποιεί τη χρήση της χωρικής και περιγραφικής πληροφορίας. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 71

78 Στην εικόνα 5.5 που ακολουθεί παρατίθεται μία σύνοψη της αρχιτεκτονικής των Arc Web Services. Παρατηρούμε ότι πάνω στα δεδομένα Gis δομούνται κάποιες υπηρεσίες (services) οι οποίες μέσα από το κατάλληλο interface μεταβαίνουν στο χρήστη στο περιβάλλον ενός Desktop GIS κλπ. Εικόνα 5.5: Αρχιτεκτονική των Arc Web Services (ESRI 2004) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 72

79 5.9 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ INTERNET ΥΠΟΣΤΗΡΙΖΟΜΕΝΗ ΑΠΟ ΤΗΝ ESRI Οι ArcWeb Services ενσωματώνουν τις δυνατότητες χωρικής επεξεργασίας που προσφέρουν το ArcIMS, το ArcSDE και άλλες καινοτόμες τεχνολογίες (third party technologies), στα χωρικά δεδομένα που υποστηρίζει και συντηρεί η ESRI (ESRI, 2004). Το ArcSDE είναι ένα λογισμικό sever το οποίο χρησιμοποιείται για πρόσβαση σε μεγάλες γεωγραφικές βάσεις δεδομένων μέσω ενός DBMS (Database Management System). Κύριος στόχος του είναι η χρησιμοποίηση του συστήματος DBMS για εύκολη αποθήκευση και διαχείριση των γεωγραφικών δεδομένων είτε αυτά είναι σε raster δομή είτε σε vector. Θεωρείται ως ένα ανοικτό σύστημα που μπορεί να διαχειριστεί βάσεις δεδομένων όπως η Oracle, Informix, IBM DB2 και η Microsoft SQL server. Το ArcIMS χρησιμοποιείται για να διανέμει δυναμικούς χάρτες, γεωγραφικά δεδομένα και υπηρεσίες δια μέσου του διαδικτύου. Μπορεί να υποστηρίξει βασικές χωρικές λειτουργίες όπως geocoding, reverse geocoding, χωρική αναζήτηση και χαρτογράφηση (ESRI 2004). Η αρχιτεκτονική του είναι βαθμωτή και αποτελείται από έναν Web server διασύνδεσης (connector web server), έναν server εφαρμογής (application server), έναν server χωρικής ανάλυσης (spatial server) και τέλος μία γλώσσα προγραμματισμού XML (Extensible Markup Language) με το κατάλληλο interface για την εύκολη και γρήγορη ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης. Τόσο το ArcIMS όσο και το ArcSDE έχουν αναπτυχθεί για να δουλεύουν μαζί ως μία ολοκληρωμένη λύση για γρήγορη σύνδεση στο Internet ή στο Intranet και άμεση πρόσβαση σε raster ή vector δεδομένα αποθηκευμένα σε μία σχεσιακή βάση δεδομένων. Ακόμη, το ArcSDE μπορεί να λειτουργήσει ως application server (server εφαρμογής), διανέμοντας χωρικά δεδομένα σε πολλά είδη εφαρμογών μέσω του ενσύρματου διαδικτύου (web) και του ασύρματου διαδικτύου (wireless web) που αναπτύσσεται ταχύτατα την τελευταία δεκαετία ΔΙΑΘΕΣΙΜΕΣ ARC WEB SERVICES Τρεις είναι οι βασικές κατηγορίες Arc Web Services που έχουν αναπτυχθεί κατά καιρούς ( Public Services Commercial Services Focused Solutions Η κατηγορία public services των υπηρεσιών Arc Web παρέχουν ένα σύνολο εργαλείων και λειτουργιών για τη δημιουργία απλών εφαρμογών που μπορούν να προσπελαστούν μέσω ενός απλού viewer. Είναι η πιο απλή μορφή υπηρεσιών και Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 73

80 μάλιστα παρέχεται δωρεάν στους χρήστες του συστήματος. Οι υπηρεσίες public, θέτονται σε εφαρμογή μέσα από την πλατφόρμα των υπηρεσιών commercial ενώ υπάρχει πρόσβαση σε όλα τα επίπεδα λειτουργικότητας καθώς και σε ένα σημαντικό τμήμα των δεδομένων. Με τις υπηρεσίες αυτές μπορούν να δημιουργηθούν δυσδιάστατοι χάρτες, interfaces και τέλος δυναμικοί χάρτες. Πολλές φορές η κατηγορία αυτή αναφέρεται και ως «services for Arc Gis Users» αφού εξυπηρετεί κατά κύριο λόγο τους χρήστες του συστήματος. Μερικές από τις υπηρεσίες τέτοιου τύπου που έχουν αναπτυχθεί στις ΗΠΑ παρατίθενται παρακάτω (Πετρόπουλος, 2005): GDT U.S. Streets: εφαρμογή βασισμένη στη βάση δεδομένων GDT για οδικό δίκτυο (Dynamap/2000), περιλαμβάνει πάνω από 13x10 6 διευθύνσεις δρόμων και διοικητικά όρια, αυτοκινητόδρομους, σιδηροδρομικές γραμμές, χαρακτηριστικά σημεία, ποτάμια κλπ Tele Atlas U.S. Transortation and Base Map: εφαρμογή βασισμένη στην Tele Atlas U.S ArcIMS Route Service, η υπηρεσία αυτή ενδείκνυται για την ανάπτυξη και πλοήγηση στόλου οχημάτων, ιχνηλάτιση και εφαρμογές για ανταλλαγή πληροφοριών Pixxures Web USGS DOQQ Mosaic: εφαρμογή βασισμένη στη USGS DOQQ βιβλιοθήκη αεροφωτογραφιών με δυνατότητα παροχής φωτομωσαϊκών. Τα προϊόντα της υπηρεσία αυτής μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ψηφιακά υπόβαθρα σε ψηφιοποιήσεις, σε αναλύσεις χρήσεων γης, σχεδιασμό υπηρεσιών άμεσης ανάγκης κλπ ORDIMAGE OrbView Cities: εφαρμογή που παρέχει κάλυψη πόλεων σε όλο το κόσμο με ανάλυση ενός μέτρου Worldsat Global Imagery: παροχή δορυφορικών εικόνων δίχως νέφωση, ανάλυσης ενός ή δύο km. Οι εικόνες συλλέγονται από μετεωρολογικούς δορυφόρους, με ύψος πτήσης τα 820 km, προσφέροντας προϊόντα πολύ υψηλής ραδιομετρικής ανάλυσης (AVHRR), και επεξεργάζονται από την Εθνική Επιτροπή μελέτης των Ωκεανών και της Ατμόσφαιρας (National Oceanic and Atmospheric Administration, ΝΟΑΑ). Οι εικόνες αυτές είναι διαθέσιμες σε συνδυασμό με ψηφιακά δεδομένα υψομέτρων σκιασμένου ανάγλυφου αλλά και με βαθυμετρικά ωκεανογραφικά δεδομένα Meteorlogix Real Time Weather Services: παροχή δελτίων καιρού με ενημέρωση ανά 15 λεπτά ως μία ώρα, συμπεριλαμβάνοντας πληροφορίες για τη νέφωση, το ύψος της βροχής ή του χιονιού κλπ. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 74

81 Οι commercial services προσφέρουν ένα πλήρες σετ λειτουργιών για επαγγελματικούς αλλά και για κυβερνητικούς λόγους (δημόσιες εφαρμογές). Υπάρχει η δυνατότητα πρόσβασης σε δυναμικούς ενήμερους χάρτες και εφαρμογές ενώ παρέχονται εργαλεία για τη δημιουργία νέων. Η πληροφορία που μπορεί να διαχειριστεί είναι πολύ πιο σύνθετη ενώ η πρόσβαση στα δεδομένα είναι πλήρης. Βασικός άξονας ανάπτυξης των υπηρεσιών αυτών αποτελούν τα πρότυπα των πρωτοκόλλων και των γλωσσών του Web, συμπεριλαμβανομένων των πρωτοκόλλων μεταφοράς hypertext και της XML ενώ ως μέσο επικοινωνίας χρησιμοποιείται το βασισμένο στην XML πρωτόκολλο πρόσβασης σε απλά αντικείμενα (Simple Object Access Protocol SOAP) που είναι συμβατό με την πλειοψηφία των πλαισίων εργασίας των Υπηρεσιών Δικτύου που είναι διαθέσιμες σήμερα, Πολλές φορές η κατηγορία αυτή αναφέρεται και ως «services for Arc Gis Developers» αφού παρέχει εργαλεία για τη δημιουργία νέων εφαρμογών. Βασικές δυνατότητες που συμπεριλαμβάνονται στα πλαίσια της υπηρεσίας ArcWeb for Developers αποτελούν όλες οι υπηρεσίες που αναφέρθηκαν στην παράγραφο 5.8. Στο σχήμα 5.6 που ακολουθεί φαίνονται οι ικανότητες που έχει ο χρήστης μέσω μίας public service και μέσω μίας commercial service. Οι Focused solutions είναι εφαρμογές για πιο εξειδικευμένους και απαιτητικούς χρήστες. Είναι υπηρεσίες που έχουν δομηθεί με τις ArcWeb Services και στις οποίες ο χρήστης μπορεί να ενημερώνεται ζωντανά και να κατεβάζει τους αντίστοιχους χάρτες. Όπως είναι λογικό οι υπηρεσίες αυτού του είδους είναι εξειδικευμένες και πρόσβαση έχουν μόνο συνδρομητικοί χρήστες. Χαρακτηριστικά παραδείγματα τέτοιων υπηρεσιών που έχουν αναπτυχθεί στις ΗΠΑ είναι τα ακόλουθα (ESRI 2004): MapShop for Homeland Security: Παρέχεται η πρόσβαση σε κέντρα διαχείρισης κρίσεων και έκτακτων αναγκών, με την δυνατότητα δημιουργίας μίας κοινής λειτουργικής εικόνας που συνδυάζεται με την ανάκτηση λεπτομερών δεδομένων για ένα συγκεκριμένο περιστατικό. MapShop for Media: παρέχεται η δυνατότητα για ανάκτηση χαρτών σε formats που μπορούν εύκολα να διαχειριστούν στα σχετικά εμπορικά πακέτα και να χρησιμοποιηθούν για σκοπούς που εξυπηρετούν τα media. Business analyst on line: Χρησιμοποιούνται τα συστήματα GIS για την δημιουργία ειδικών εφαρμογών και υπηρεσιών marketing, όπως εκθέσεις δημογραφικών δεδομένων και χαρτών, δεδομένα που σκιαγραφούν τη προσωπικότητα πελατών, αξιολόγηση, επιλογή περιοχών κλπ. Flood Map Report: Η υπηρεσία αυτή επιτρέπει στο χρήστη να κατεβάζει δεδομένα που αφορούν στοιχεία για τις πιθανότητες πλημμύρας μίας συγκεκριμένης περιοχής. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 75

82 Εικόνα 5.6: Public & Commercial Services ( Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 76

83 5.11 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ARC WEB SERVICES Κάθε μία από τις υπηρεσίες που εμπεριέχονται στις Arc Web Services προσφέρουν συγκεκριμένες ικανότητες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνες τους ή σε συνδυασμό με άλλες υπηρεσίες και εργαλεία του διαδικτύου (ESRI 2004). Όπως έγινε κατανοητό από τις παραπάνω παραγράφους οι εφαρμογές των web services είναι αναρίθμητες και συνεχώς αυξανόμενες. Στο συγκεκριμένο κεφάλαιο έχει γίνει προσπάθεια να παρουσιαστούν οι κυριότερες και πιο διαδεδομένες ικανότητες των υπηρεσιών αυτών χωρίς αυτό να σημαίνει ότι οι ικανότητες και οι εφαρμογές τους σταματάνε εδώ. Υπηρεσία Place Finder (Place Finder Web Service) Η συγκεκριμένη υπηρεσία χρησιμοποιείται για την εύρεση μίας συγκεκριμένης τοποθεσίας χρησιμοποιώντας ως στοιχεία εισόδου, τα οποία χρησιμοποιούνται και ως κριτήρια για την αναζήτηση, το όνομα της περιοχής ή τη γεωγραφική έκταση της περιοχής (στην περίπτωση που γνωρίζουμε τις συντεταγμένες της περιοχής). Η διαδικασία λειτουργίας της είναι η ακόλουθη: Εισαγωγή του ονόματος της περιοχής Δέσμευση της γεωγραφικής περιοχής (σε περίπτωση που γνωρίζουμε την έκταση της περιοχής) Εισαγωγή του τύπου της περιοχής Προσδιορισμός του αριθμού των εγγραφών που επιθυμούμε να επιστραφούν με την αναζήτηση Φίλτρο ανά πολιτεία (ανάλογα με την πολιτεία στην οποία ανήκει η περιοχή) Προσδιορισμός του τύπου της αναζήτησης Η φόρμα εισαγωγής των στοιχείων καθώς και τα αποτελέσματα που προκύπτουν από μία παραδειγματική αναζήτηση φαίνονται στις εικόνες 5.7 και 5.8 αντίστοιχα. Υπηρεσία Address Finder (Address Finder Web Service) Η συγκεκριμένη υπηρεσία χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό μίας οδού σε ένα χάρτη. Τα στοιχεία εισαγωγής είναι το όνομα της οδού, ο επιθυμητός αριθμός, η πολιτεία, η πόλη και ο ταχυδρομικός κώδικας. Παράλληλα η συγκεκριμένη υπηρεσία μπορεί να υποστηρίξει reverse geocoding όπου με στοιχεία εισαγωγής το γεωγραφικό μήκος και πλάτος έχουμε τον εντοπισμό της οδού επί του χάρτη. Οι φόρμες εισαγωγής στοιχείων για τις δύο αυτές διαδικασίες παρατίθενται στις εικόνες 5.9 και 5.10 αντίστοιχα. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 77

84 Εικόνα 5.7: Φόρμα εισαγωγής στοιχείων Place Finder Web Service ( ESRI 2004) Εικόνα 5.8: Αποτελέσματα αναζήτησης Place Finder Web Service ( ESRI 2004) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 78

85 Εικόνα 5.9: Φόρμα εισαγωγής στοιχείων Address Finder Web Service ( ESRI 2004) Εικόνα 5.10: Φόρμα εισαγωγής στοιχείων Reverse Geocode ( ESRI 2004) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 79

86 Υπηρεσία Route Finder (Route Finder Web Service) Η συγκεκριμένη υπηρεσία χρησιμοποιείται για την εύρεση της συντομότερης διαδρομής από ένα σημείο του χάρτη σε κάποιο άλλο. Τα στοιχεία εισαγωγής στη συγκεκριμένη υπηρεσία είναι τα ακόλουθα: Ζεύγος συντεταγμένων για το σημείο εκκίνησης Ζεύγος συντεταγμένων για το σημείο προορισμού Περιγραφή σημείων ενδιαφέροντος κατά τη διάρκεια της διαδρομής Επιλογή συντομότερης γεωμετρικά διαδρομής ή επιλογή συντομότερης χρονικά διαδρομής (υπάρχει η επιλογή προτίμησης των αυτοκινητόδρομων κλπ) Επιλογή γλώσσας καθοδήγησης Υπηρεσία Map Image (Map Image Web Service) Η συγκεκριμένη υπηρεσία χρησιμοποιείται για την δημιουργία ενός χάρτη συγκεκριμένης περιοχής. Τα στοιχεία εισαγωγής στην συγκεκριμένη υπηρεσία είναι: Παραγωγή εικόνας χάρτη για συγκεκριμένη περιοχή Παραγωγή θεματικού χάρτη βασισμένου σε δημογραφικά χαρακτηριστικά Δημιουργία στυλ χάρτη για μία συγκεκριμένη περιοχή ενδιαφέροντος Προσδιορισμός τύπου εικόνας (jpeg, gif κλπ) Προσδιορισμός μεγέθους εικόνας Προσδιορισμός προβολής Προσδιορισμός χρώματος που θα χρησιμοποιηθεί ως background Επιλογή εμφάνισης κλίμακας Χρησιμοποίηση ετικετών στο τελικό προϊόν Εμφάνιση θεματικών επιπέδων Ρύθμιση του παράγοντα pixel tolerance Υπηρεσία Proximity (Proximity Web Service) Η συγκεκριμένη υπηρεσία χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό σημείων εγγύτητας σε μία συγκεκριμένη περιοχή. Οι λειτουργίες της συγκεκριμένης υπηρεσίας είναι: Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 80

87 Αναζήτησε τα κοντινότερα γεωγραφικά στοιχεία Αναζήτησε τα χαρακτηριστικά που βρίσκονται σε μία συγκεκριμένη ακτίνα Επιστροφή λίστας χαρακτηριστικών που βρέθηκαν μετά την αναζήτηση Η φόρμα εισαγωγής στοιχείων και τα αποτελέσματα της αναζήτησης φαίνονται στις εικόνες 5.11 και 5.12 αντίστοιχα. Εικόνα 5.11: Φόρμα εισαγωγής στοιχείων Proximity Web Service ( ESRI 2004) Εικόνα 5.12: Αποτελέσματα αναζήτησης Proximity Web Service ( ESRI 2004) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 81

88 Υπηρεσία Query (Query Web Service) Η συγκεκριμένη υπηρεσία χρησιμοποιείται για την σύνταξη ερωτημάτων και υποβολή τους στο σύστημα. Τα ερωτήματα μπορεί να τίθενται με βάση τη γεωγραφική θέση των οντοτήτων ή χρησιμοποιώντας τα περιγραφικά χαρακτηριστικά του κάθε θεματικού επιπέδου. Παράλληλα, ανάλογα με την πλατφόρμα στην οποία εργαζόμαστε μπορούμε να έχουμε απλά (σε html πλατφόρμα) ή σύνθετα ερωτήματα (java πλατφόρμα). Τα στοιχεία εισόδου στο σύστημα είναι τα ακόλουθα: Προσδιορισμός των περιγραφικών χαρακτηριστικών που θα ληφθούν υπόψιν για τη σύνταξη του ερωτήματος Προσδιορισμός του επιπέδου της γεωγραφικής πληροφορίας για τη σύνταξη του ερωτήματος Παραγωγή λίστας χαρακτηριστικών, πεδίων ή γεωγραφικής πληροφορίας Η φόρμα εισαγωγής στοιχείων φαίνεται στην εικόνα 5.14 ενώ τα αποτελέσματα της αναζήτησης φαίνονται στην εικόνα Υπηρεσία Utility (Utility Web Service) Η συγκεκριμένη υπηρεσία χρησιμοποιείται για την παροχή συγκεκριμένων εργαλείων στο χρήστη. Τα εργαλεία αυτά αναφέρονται συνήθως σε μετατροπές των δεδομένων όπως μεταφορά των συντεταγμένων από το ένα σύστημα στο άλλο, εφαρμογή συγκεκριμένης προβολής κλπ. Έτσι για παράδειγμα, με στοιχεία εισαγωγής τις συντεταγμένες ενός σημείου, μίας γραμμής ή ενός πολυγώνου παίρνουμε τις συντεταγμένες του σημείου, γραμμής ή πολυγώνου σε ένα άλλο σύστημα συντεταγμένων ή σε κάποια άλλη προβολή. Ένα τέτοιο παράδειγμα φαίνεται στην εικόνα Εικόνα 5.13: Αποτελέσματα αναζήτησης Utility Web Service ( ESRI 2004) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 82

89 Εικόνα 5.14: Στοιχεία εισαγωγής Query Web Service ( ESRI 2004) Εικόνα 5.15: Παράδειγμα αποτελέσματος Query Web Service ( ESRI 2004) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 83

90 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΔΟΜΗΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ LBS 6.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στόχος της συγκεκριμένης εφαρμογής είναι η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος LBS για την περιοχή του ιστορικού και εμπορικού κέντρου της Αθήνας. Μία τυπική εφαρμογή LBS που λειτουργεί σε ένα PDA επιτρέπει μέσω της χρήσης ενός GPS χειρός, τον ακριβή προσδιορισμό της θέσης της συσκευής, και άρα του χρήστη αυτής. Στη συνέχεια, αξιοποιώντας τις δυνατότητες του λογισμικού πάνω στο οποίο έχει χτισθεί η εφαρμογή, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να αντλήσει πληροφορίες σχετικές με την γεωγραφική θέση στην οποία βρίσκεται ενώ παράλληλα έχει τη δυνατότητα σύνταξης ερωτημάτων για άντληση στοιχείων που αφορούν τόσο την ακριβή θέση του, όσο και μία περιοχή ενδιαφέροντος αυτού. Επιπλέον υπάρχει πρόσβαση στη βάση δεδομένων με ικανότητα εισαγωγής νέων οντοτήτων ή επεξεργασίας αυτών σε πραγματικό χρόνο μέσα από ειδικά δομημένες φόρμες. Μία ακόμα υπηρεσία που μπορεί να υποστηριχτεί είναι η πλοήγηση του χρήστη από το σημείο που βρίσκεται σε ένα άλλο που θέτει εκείνος ως τελικό προορισμό του, ενώ θα πρέπει να αναφέρουμε ότι οι δυνατότητες των συστημάτων ποικίλουν ανάλογα με την επιλογή του λογισμικού. Τα βήματα που ακολουθήθηκαν για την δόμηση της εφαρμογής αναφέρονται επιγραμματικά παρακάτω: 1. Λήψη εικόνας (download από την ιστοσελίδα της space imaging ) 2. Αναγνώριση της περιοχής και επιλογή τοποσταθερών σημείων για γεωαναφορά της εικόνας 3. Μέτρηση των τοποσταθερών σημείων 4. Γεωαναφορά εικόνας στο σύστημα ΕΓΣΑ Δημιουργία κατάλληλων αρχείων βάσης δεδομένων και εισαγωγή αυτών και της εικόνας (στο κατάλληλο format) στο περιβάλλον του ArcMAP Ψηφιοποίηση των θεματικών ενοτήτων στο περιβάλλον λειτουργίας του ArcMAP Κατάλληλη μετατροπή των δεδομένων και εισαγωγή τους στο περιβάλλον του ArcPAD 6.0 Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 84

91 8. Δόμηση της εφαρμογής στο ArcPAD με τη δημιουργία των κατάλληλων εργαλείων 9. Μεταφορά των δεδομένων στο pda και λειτουργία - έλεγχος της εφαρμογής 6.2 ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ Η δόμηση της εφαρμογής στηρίχτηκε σε μία δορυφορική εικόνα προερχόμενη από το δορυφόρο IKONOS και η οποία αποκτήθηκε με το κατάλληλο download από την ιστοσελίδα της Space Imaging ( Η εικόνα τραβήχτηκε τον Ιούλιο του 2004 με αφορμή τους ολυμπιακούς αγώνες που πραγματοποιήθηκαν στην Αθήνα ενώ παρεχόταν δωρεάν από το διαδίκτυο για σκοπούς διαφήμισης των προϊόντων που μπορεί να προσφέρει ο δορυφόρος IKONOS. Ο δορυφόρος IKONOS, της εταιρείας Space Imaging εκτοξεύθηκε τον Σεπτέμβριο του 1999 και από τότε παρέχει αξιόπιστες και υψηλής ανάλυσης εικόνες σε όλη τη γη. Η ονομασία του προέρχεται από την Ελληνική λέξη «εικόνα» ενώ είναι ο πρώτος δορυφόρος που μπορεί να παρέχει εικόνες ανάλυσης 1m. Το βάρος του είναι περίπου 1600 λίβρες (x0.453 κιλά) και βρίσκεται σε δορυφορική τροχιά σε ύψος περίπου 680 χιλιόμετρα ενώ η περιστροφή του γύρω από τη γη διαρκεί 98 λεπτά. Ο IKONOS εκτοξεύθηκε σε μία ηλιοσύγχρονη τροχιά περνώντας από ένα συγκεκριμένο γεωγραφικό μήκος την ίδια ώρα κάθε μέρα (10:30 Α.Μ). Τα προϊόντα που μπορεί να παρέχει είναι εικόνες ανάλυσης 1m σε παγχρωματικό, 4m πολυφασματικό και 1m έγχρωμο (αληθινά χρώματα, υπέρυθρα ή 4 καναλιών) ενώ οι εικόνες μπορούν να είναι διαθέσιμες σε format 8 ή 11 bit ( Εικόνα 6.1: Ο δορυφόρος IKONOS ( Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 85

92 Η περιοχή που απεικονίζεται στην συγκεκριμένη εικόνα που χρησιμοποιήθηκε έχει ως κέντρο τον Εθνικό Κήπο και εκτείνεται Βόρεια μέχρι το Πανεπιστήμιο, Νότια μέχρι το 1 ο Νεκροταφείο Αθηνών, Δυτικά μέχρι την Ακρόπολη ενώ Ανατολικά καλύπτει και το άλσος του Παγκρατίου. Η εικόνα όπως κατέβηκε από το διαδίκτυο έχει μέγεθος 2000 x 2000 pixels με ανάλυση 72dpi ενώ η επέκτασή της είναι jpeg. Όπως γίνεται κατανοητό, από τα στοιχεία που είχαμε, το μόνο που μπορούσαμε να υπολογίσουμε ήταν το μέγεθος του pixel στην εικόνα το οποίο προέκυψε στα m ενώ δεν μπορούσαμε να υπολογίσουμε απευθείας την κλίμακα αυτής και άρα τη διάσταση του pixel στην πραγματικότητα. Για τον υπολογισμό της κλίμακας μετρήθηκαν κάποια μήκη στην εικόνα και τα αντίστοιχα στο πραγματικό έδαφος οπότε έπειτα από σύγκριση αυτών προέκυψε μία μέση κλίμακα της εικόνας στο 1:2500. Οι μετρήσεις αυτές συνδυάστηκαν και με τις μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν για την γεωαναφορά της εικόνας, έτσι μετατρέποντας τις συντεταγμένες φ, λ, h από το δέκτη GPS σε Χ, Υ, Ζ στο σύστημα WGS 84, υπολογίσαμε τις αποστάσεις στην πραγματικότητα, αντίστοιχα η εικόνα εισήχθηκε στο περιβάλλον του Autocad και μετρήθηκαν τα αντίστοιχα μήκη (η εικόνα εισήχθηκε με παράγοντα κλίμακας 1 ώστε να έχει τις πραγματικές της διαστάσεις). Χρησιμοποιώντας την παραπάνω πληροφορία, υπολογίστηκε το μέγεθος του pixel που αντιστοιχεί στο έδαφος με την ακόλουθη διαδικασία: 72 dpi = 72 dots per inch = 72 pixels σε 2.54cm = m 1 dot = 1 pixel = m στην εικόνα 1 dot = 1 pixel = x2500 = 0.875m στην πραγματικότητα Προκύπτει λοιπόν ότι η διάσταση του pixel σε πραγματικές διαστάσεις είναι περίπου στο 1 μέτρο, άρα η καλύτερη εκτίμηση που μπορούμε να κάνουμε χρησιμοποιώντας την εικόνα είναι περίπου στο 1 μέτρο. Το αποτέλεσμα αυτό είναι λογικό από την άποψη ότι ο δορυφόρος IKONOS έχει τη δυνατότητα παραγωγής εικόνων ακρίβειας 1m σε αληθινά χρώματα. Η δορυφορική εικόνα φαίνεται στην εικόνα 6.2. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 86

93 Εικόνα 6.2: Δορυφορική εικόνα πάνω στην οποία δομήθηκε η εφαρμογή Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 87

94 6.3 ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ ΤΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ Η εικόνα στην μορφή που κατέβηκε από το διαδίκτυο βρισκόταν σε ένα αυθαίρετο σύστημα αναφοράς. Στον Ελληνικό χώρο, ως γνωστόν, χρησιμοποιείται το σύστημα αναφοράς ΕΓΣΑ 87 και ως προβολή η Εγκάρσια Μερκατορική Προβολή (Ε.Μ.Π.). Το προβολικό αυτό σύστημα έχει λιγότερες παραμορφώσεις στις ηπειρωτικές περιοχές της χώρας, γεγονός που απαιτεί ελάχιστες διορθώσεις και εγγυάται την αξιόπιστη χαρτογραφική απεικόνιση της επιφάνειας της ελληνικής γης (Δεληκαράογλου, 2003). Για να μπορέσει λοιπόν να δομηθεί μία τέτοια εφαρμογή στον Ελληνικό χώρο απαραίτητο στοιχείο είναι να προβληθεί η εικόνα και όλη η μετέπειτα πληροφορία στο ΕΓΣΑ 87 με την Ε.Μ.Π. Η διαδικασία για την μεταφορά της εικόνας από το ένα σύστημα συντεταγμένων σε ένα άλλο ονομάζεται γεωαναφορά και μπορεί να πραγματοποιηθεί γνωρίζοντας τις συντεταγμένες κάποιων σημείων της εικόνας, τα λεγόμενα τοποσταθερά σημεία, στο επιθυμητό σύστημα αναφοράς. Σε περιπτώσεις όπως η δική μας όπου δεν έχουμε γνωστές συντεταγμένες για κάποια σημεία, είμαστε υποχρεωμένοι να επιλέξουμε αυτά και στη συνέχεια να τα μετρήσουμε ώστε να πάρουμε τελικά συντεταγμένες στο επιθυμητό σύστημα αναφοράς ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΟΠΟΣΤΑΘΕΡΩΝ Με τον όρο τοποσταθερά σημεία, εννοούμε ευδιάκριτα σημεία τα οποία αναγνωρίζονται πάνω στις εικόνες και οι συντεταγμένες τους προσδιορίζονται με τοπογραφικές μετρήσεις (Πατιάς, 1991). Η χρησιμότητα των τοποσταθερών έγκειται εκτός από τον ορισμό του συστήματος αναφοράς και στην απαλοιφή των παραμορφώσεων του φακού ή του φιλμ κατά τη φωτογράφηση (σε περιπτώσεις αεροφωτογραφιών). Ο ελάχιστος αριθμός τοποσταθερών ορίζεται από τον αριθμό των αγνώστων παραμέτρων του προβλήματος δεδομένου ότι το κάθε τοποσταθερό παρέχει 3 γνωστές συντεταγμένες Χ, Υ και Ζ. Υπάρχουν δύο είδη τοποσταθερών, τα τεχνητά και τα φυσικά. Τα τεχνητά τοποσταθερά χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου επιζητούμε μεγάλη ακρίβεια και σημαίνονται στο έδαφος με τεχνητούς ειδικά διαμορφωμένους στόχους πριν την φωτογράφηση. Τα χρώματα που χρησιμοποιούνται είναι τέτοια ώστε να ξεχωρίζουν από το φυσικό περιβάλλον της υπό φωτογράφηση περιοχής (π.χ. μαύροι στόχοι με άσπρο φόντο, άσπροι στόχοι με μαύρο φόντο ή φωσφορίζοντα χρώματα) ενώ το μέγεθός τους είναι ανάλογα της κλίμακας της εικόνας που θα παραχθεί και η οποία εξαρτάται από το ύψος πτήσης. Το πλεονέκτημα που παρουσιάζουν τα τεχνητά τοποσταθερά είναι η μεγάλη ακρίβεια κέντρωσης σε αυτά ενώ παράλληλα έχουν και μία σειρά από μειονεκτήματα τα οποία δεν πρέπει να αγνοούνται (Πατιάς, 1991): Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 88

95 Μπορεί να μην εμφανίζονται σε κατάλληλες θέσεις στις φωτογραφίες (γεγονός που αντιμετωπίζεται με κατάλληλο σχεδιασμό των πτήσεων) Μπορεί να μετακινηθούν ή να καταστραφούν κατά το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί ανάμεσα στη σήμανση και στην φωτογράφηση Επιβαρύνουν οικονομικά και χρονικά όλη την εφαρμογή Τα φυσικά τοποσταθερά χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου δεν έχουμε μεγάλες απαιτήσεις ακρίβειας ενώ η ακρίβεια στη στόχευση τους εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την κλίμακα της εικόνας αλλά και την καθαρότητα του στόχου. Γι αυτό το λόγο η επιλογή των σημείων πρέπει να πραγματοποιείται με βάση τα ακόλουθα κριτήρια (Πατιάς, 1991): Πρέπει να είναι αναγνωρίσιμα στο έδαφος αλλά και να είναι ορατά και εύκολα αναγνωρίσιμα στη φωτογραφία Πρέπει να προσομοιάζουν κατά το δυνατόν με τεχνητούς στόχους, να ορίζονται δηλαδή ως τομές ευθειών που τέμνονται περίπου κατά 90 ο Πρέπει να συνδέονται από καλή περιγραφή του εδάφους (κροκί εδάφους) Πρέπει να είναι επισκέψιμα στο έδαφος ώστε να μπορούν να πραγματοποιηθούν οι μετρήσεις Πρέπει να είναι κατά το δυνατόν στα άκρα της φωτογραφίας όπου οι ακτινικές παραμορφώσεις (τα σοβαρότερα σφάλματα) είναι οι μεγαλύτερες, με αποτέλεσμα τον καλύτερο έλεγχο των σφαλμάτων. Αυτό το κριτήριο δεν ισχύει στις περιπτώσεις όπου έχουμε ορθοφωτογραφία. Λαμβάνοντας λοιπόν υπόψιν όλα τα παραπάνω κριτήρια, επιλέχτηκαν 31 τοποσταθερά σημεία διασκορπισμένα σε ολόκληρη την εικόνα και προγραμματίστηκε η μέτρηση αυτών. Η επιλογή πραγματοποιήθηκε με επιτόπια έρευνα και έχοντας ως κροκί ένα αντίγραφο της εικόνας μας σε αναλογική μορφή. Ελέγχθηκε λοιπόν το κατά πόσο αυτά είναι ευδιάκριτα στην εικόνα και το κατά πόσο θα μπορούσαν να μετρηθούν. Τα 31 τοποσταθερά φαίνονται στην εικόνα 6.3 που ακολουθεί. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 89

96 Εικόνα 6.3: Τα 31 τοποσταθερά που επιλέχθηκαν για την υλοποίηση της γεωαναφοράς της εικόνας ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΩΝ ΤΟΠΟΣΤΑΘΕΡΩΝ Έχοντας τελειώσει με την επιλογή των τοποσταθερών προγραμματίστηκε και πραγματοποιήθηκε η μέτρηση αυτών. Η τεχνική που χρησιμοποιήθηκε είναι η τεχνική του γρήγορου στατικού εντοπισμού χρησιμοποιώντας έναν δέκτη GPS χειρός, τον δέκτη Garmin GPS 12. Η διάρκεια των μετρήσεων στο κάθε σημείο ήταν λεπτά και η καταγραφή γινόταν χειροκίνητα σημειώνοντας κάθε 30 δευτερόλεπτα τη θέση που έδινε Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 90

97 ο δέκτης. Οι τελικές συντεταγμένες για το κάθε σημείο προέκυψαν έπειτα από τον μέσο όρο όλων των καταγραφών στο διάστημα των λεπτών. Εδώ να αναφέρουμε ότι στις περιπτώσεις όπου το σήμα των δορυφόρων ήταν καλό και δεν είχαμε μεγάλες διακυμάνσεις στις τιμές, τα σημεία μετρούνταν για χρονικό διάστημα 15 λεπτών, ενώ στις περιπτώσεις όπου είχαμε μεγάλες διακυμάνσεις, τα σημεία μετρούνταν για χρονικό διάστημα 20 λεπτών. Ως κροκί του εδάφους για κάθε σημείο χρησιμοποιήθηκε μία εκτύπωση της δορυφορικής εικόνας σε αναλογική μορφή και σε πραγματικές διαστάσεις (περίπου 70cm x 70cm). Ο δέκτης είχε οριστεί μέσα από το interface να δίνει συντεταγμένες φ, λ, h στο σύστημα WGS 84 με αποτέλεσμα οι τελικές συντεταγμένες για το κάθε σημείο να είναι γεωγραφικές συντεταγμένες στο σύστημα WGS 84. Σ αυτό το σημείο κρίνεται σκόπιμο να αναφέρουμε ότι η τελική εφαρμογή που επρόκειτο να δημιουργηθεί θα λειτουργούσε σε ένα pda με σύστημα προσδιορισμού της θέσης έναν δέκτη GPS ακρίβειας m. Συνεπώς, η μέτρηση των σημείων με έναν φορητό δέκτη ακρίβειας 4 7 m όπως είναι ο δέκτης Garmin 12 δεν επηρεάζει το σύστημα μας. Μάλιστα, θα ήταν σκόπιμο να πούμε ότι η χρησιμοποίηση ενός δέκτη μεγαλύτερης ακρίβειας, όπως είναι ένας σταθερός δέκτης, θα ήταν μία χρονοβόρα διαδικασία και ταυτόχρονα θα αύξανε το κόστος της εφαρμογής χωρίς να υπάρχει κάποιος ιδιαίτερος λόγος (θα ήταν ανώφελο να πραγματοποιήσουμε μετρήσεις με έναν δέκτη ακριβείας που θα μας έδινε προσδιορισμό της θέσης με ακρίβεια 1 μέτρου, όταν η τελική εφαρμογή θα λειτουργούσε με ακρίβεια μέτρα). Ο συγκεκριμένος δέκτης Garmin GPS 12, χρησιμοποιεί δώδεκα κανάλια παρακολούθησης των δορυφόρων GPS και μπορεί να προσφέρει προσδιορισμό της θέσης με ακρίβεια 4 7 μέτρα. Είναι εφοδιασμένος με 6 λειτουργικά πλήκτρα και ένα πλήκτρο σε σχήμα ρόμβου με 4 λειτουργίες, που δίνουν στο χρήστη την ικανότητα να χειρίζεται το δέκτη με το ένα χέρι. Έχει τη δυνατότητα αποθήκευσης 500 σημείων ενδιαφέροντος, 1024 σημείων πάνω σε τροχιά και 20 διαφορετικές πορείες. Ο χρήστης μπορεί ανά πάσα στιγμή να ξέρει ποιους δορυφόρους βλέπει και μάλιστα πως αυτοί είναι κατανεμημένοι. Ταυτόχρονα υπάρχει ένδειξη χρόνου UTC, ταχύτητας, συντεταγμένων θέσης και προσανατολισμού (υπάρχει menu με πυξίδα). Να αναφέρουμε ότι υποστηρίζεται Εικόνα 6.4: Ο δέκτης Garmin GPS 12 Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 91

98 η δυνατότητα δημιουργίας χαρτών της πορείας του χρήστη με εικονογραφημένα έτοιμα σύμβολα ενώ παράλληλα υπάρχει η δυνατότητα επιλογής του συστήματος αναφοράς στο οποίο θα αναφέρονται οι συντεταγμένες (υπάρχουν αρκετά συστήματα αναφοράς αλλά όχι όλα). Τέλος να προσθέσουμε ότι ο δέκτης υποστηρίζει τη δυνατότητα αυτόματης καταγραφής αν συνδεθεί με έναν φορητό υπολογιστή και χρησιμοποιώντας το λογισμικό GPS Utility (τότε παρέχεται η δυνατότητα καταγραφής πολλών περισσοτέρων σημείων, σημείων πορείας, αυτές περιορίζονται από τα αποθηκευτικά μέσα του εκάστοτε φορητού υπολογιστή). Οι συντεταγμένες των σημείων όπως προέκυψαν από το δέκτη Garmin GPS παρατίθενται στον πίνακα 6.1. Σημείο φ λ h 1 37 ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 92

99 20 37 ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο Πίνακας 6.1: Γεωγραφικές Συντεταγμένες στο σύστημα WGS 84 όπως προέκυψαν από τον δέκτη Garmin GPS ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑΣ Έχοντας ως δεδομένες τις παραπάνω γεωγραφικές συντεταγμένες στο σύστημα WGS 84, ήμασταν έτοιμοι για τη γεωαναφορά της εικόνας μας στο σύστημα WGS 84 και στη συνέχεια τη μεταφορά της στο ΕΓΣΑ 87 και την προβολή ΕΜΠ. Η όλη διαδικασία πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του προγράμματος ER MAPPER 6.4. Η χρήση του μπορεί να υποστηρίξει την θέαση raster δεδομένων αλλά και τη θέαση και επεξεργασία vector δεδομένων, ενώ παράλληλα υπάρχει η δυνατότητα σύνδεσης του με γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων και κάθε άλλη δυνατή πηγή δεδομένων. Το πλεονέκτημα που παρουσιάζει το συγκεκριμένο λογισμικό έναντι των άλλων είναι η χρήση της αρχής του αλγόριθμου με την οποία διαχωρίζεται η εικόνα από τα βήματα επεξεργασίας της. Τα βήματα επεξεργασίας αποθηκεύονται αυτόματα και διαχειρίζονται μέσω ενός αρχείου αλγορίθμου το οποίο συνοδεύει την εικόνα στην αρχική της μορφή. Με αυτό τον τρόπο το πρόγραμμα δουλεύει τις περισσότερες φορές με την αρχική εικόνα διαχειρίζοντας την σε πραγματικό χρόνο, ακολουθώντας τα βήματα τα οποία είναι αποθηκευμένα στο αρχείο του αλγόριθμου. Τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από τη συγκεκριμένη δομή του προγράμματος είναι: Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 93

100 Πάντα εργαζόμαστε με τα αρχικά δεδομένα διατηρώντας την ακρίβεια που έχουν αυτά Η επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο επιτρέπει στο χρήστη να κάνει δοκιμές και να διαπιστώσει την ελαστικότητα των δεδομένων Δεν υπάρχει η ανάγκη για επιπρόσθετο χώρο στο δίσκο αφού δεν αποθηκεύονται προσωρινά αρχεία ή επεξεργασμένα δεδομένα. Το μόνο που αποθηκεύεται είναι η αρχική εικόνα και ένα αρχείο που περιγράφει την επεξεργασία που αυτή έχει υποστεί. Άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου λογισμικού είναι ο μεγάλος αριθμός δομής δεδομένων που μπορεί να υποστηρίξει, γεγονός που το καθιστά ευέλικτο να επικοινωνεί με τα περισσότερα λογισμικά πακέτα που κυκλοφορούν στην αγορά, καθώς και οι πολυάριθμοι τρόποι εκτύπωσης του τελικού προϊόντος δίνοντας στο χρήστη πληθώρα επιλογών (εκτύπωση, αποθήκευση σε αρχείο διαφόρων μορφών κλπ). Η διαδικασία μέσα από την οποία υλοποιείται και ολοκληρώνεται η γεωαναφορά είναι η geocoding του μενού του ER MAPPER, η οποία καθοδηγεί το χρήστη μέσα από 5 διαδοχικά βήματα. Στο πρώτο βήμα ο χρήστης καλείται να δώσει το path στο οποίο βρίσκεται αποθηκευμένη η εικόνα αλλά και την μέθοδο που θα χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία της εικόνας. Εδώ υπάρχει η δυνατότητα επιλογής για διαδικασία δημιουργίας τριγώνων (παραμόρφωση εικόνας), στροφής της εικόνας, πολυωνυμικού μετασχηματισμού, μεταφοράς προβολής (map to map projection), δημιουργία ορθοφωτογραφίας κλπ. Στην περίπτωσή μας επιλέγεται ο πολυωνυμικός σχηματισμός. Στην συνέχεια επιλέγεται το αν θα εφαρμοστεί πολυωνυμικός μετασχηματισμός 1 ου, 2 ου ή 3 ου βαθμού. Στην περίπτωση μας που θέλουμε να γεωαναφέρουμε την εικόνα στις δύο διαστάσεις επιλέγουμε quadratic μετασχηματισμό δηλαδή 2 ου βαθμού. Στο τρίτο βήμα επιλέγεται το σύστημα αναφοράς στο οποίο αναφέρονται τα σημεία που έχουν μετρηθεί καθώς και η προβολή αυτών. Στην δική μας εφαρμογή επιλέχθηκε ως σύστημα αναφοράς το WGS 84 και ως προβολή μία απλή γεωδαιτική προβολή αφού οι συντεταγμένες είναι γεωγραφικές άρα αναφέρονται στο ελλειψοειδές αναφοράς. Τέταρτο βήμα στην όλη διαδικασία είναι ο ορισμός των σημείων πάνω στην εικόνα (η στόχευση τους πάνω στην εικόνα), η εισαγωγή των συντεταγμένων τους και ο προσδιορισμός του μέσου τετραγωνικού σφάλματος rms. Εδώ έπειτα από ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ορισμένων σημείων (δηλαδή σημεία που θα ληφθούν ή όχι στη διαδικασία της γεωαναφοράς) επιτεύχθηκε να περιοριστεί το μέσο τετραγωνικό σφάλμα σε επίπεδο κάτω από 3.5 μέτρα. Στον πίνακα 6.2 παρατηρούμε ότι όλα τα σημεία που είναι ενεργά (ανενεργά έχουν κόκκινο χρώμα), έχουν μέσο τετραγωνικό σφάλμα μικρότερο από 3.5m μέτρα. Η τιμή αυτή είναι αρκετά ικανοποιητική αφού όπως Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 94

101 ειπώθηκε και στην παράγραφο η τελική εφαρμογή θα λειτουργεί με ακρίβεια της τάξης των μέτρων. Σ αυτό το σημείο, κρίνεται αναγκαίο να αναφέρουμε ότι η ακρίβεια σκόπευσης στην εικόνα λόγω διακριτικής ικανότητας, δεδομένου ότι η διακριτική ικανότητα του ματιού είναι 0.25mm και η κλίμακα της εικόνας 1:2500, είναι 0.25mm 2500 = 0.625m. Η ακρίβεια της σκόπευσης λόγω ανάλυσης της εικόνας είναι 1 pixel άρα περίπου 1 μέτρο και η ακρίβεια προσδιορισμού των σημείων με τον τρόπο που μετρήθηκαν είναι 4 7 μέτρα. Άρα μία μέση εκτίμηση για το επιτρεπτό όριο του μέσου τετραγωνικού σφάλματος είναι στη χειρότερη περίπτωση 7 μέτρα (όπου και πάλι το rms θα ήταν αποδεκτό). Καταλήγουμε στο συμπέρασμα, ότι το μέσο τετραγωνικό σφάλμα όπως προέκυψε από τις διαδικασίες του ER MAPPER είναι καθ όλα ικανοποιητικό για την συγκεκριμένη εφαρμογή. Στο πέμπτο και τελευταίο βήμα της διαδικασίας ο χρήστης καλείται να επιλέξει την μέθοδο αναδόμησης της εικόνας (δεν έχει μεγάλη σημασία στη δική μας εφαρμογή αλλά περισσότερο όταν δημιουργούμε εφαρμογές που θα χρησιμοποιηθούν στην ταξινόμηση στην προκειμένη περίπτωση επιλέχθηκε η μέθοδος bilinear) καθώς και το αρχείο στο οποίο θα αποθηκευτεί η τελική εικόνα. Από τη στιγμή που οι συντεταγμένες των σημείων που εισήχθηκαν για τη γεωαναφορά της εικόνας αναφέρονται στο σύστημα WGS 84, το τελικό προϊόν που θα προκύψει είναι μία εικόνα η οποία θα αναφέρεται στο ίδιο σύστημα. Όπως προείπαμε, για την δημιουργία της συγκεκριμένης εφαρμογής χρειάζεται η εικόνα να αναφέρεται στο σύστημα ΕΓΣΑ 87 έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι παραμορφώσεις. Γι αυτό το λόγο επιτελέστηκε μία ακόμα λειτουργία για τη μεταφορά της εικόνας στο επιθυμητό σύστημα αναφοράς και προβολή. Μέσα πάλι από το μενού geocoding επιλέχθηκε η μέθοδος map to map projection η οποία επεξεργάζεται μία εικόνα με γνωστές συντεταγμένες και τη μεταφέρει σε κάποιο άλλο σύστημα αναφοράς στην επιθυμητή προβολή. Ως αρχείο εισόδου για τη συγκεκριμένη διαδικασία χρησιμοποιήθηκε η τελική εικόνα από το προηγούμενο στάδιο, ενώ στο δεύτερο βήμα της διαδικασίας επιλέξαμε το σύστημα αναφοράς στο οποίο θέλαμε να μεταφερθεί η εικόνα καθώς και την προβολή αυτής. Στο τρίτο και τελευταίο στάδιο επιλέγεται και πάλι το αρχείο εξόδου καθώς και η μέθοδος αναδόμησης. Στην εικόνα 6.5 παρατίθεται η τελική εικόνα όπως προέκυψε από τη γεωαναφορά στο σύστημα ΕΓΣΑ 87 και στην προβολή ΕΜΠ. Παρατηρούμε ότι η μορφή των αντικειμένων παραμένει αναλλοίωτη πράγμα που επιβεβαιώνει το σύμμορφο της Εγκάρσιας Μερκατορικής Προβολής. Τα βήματα των δύο διαδικασιών παρατίθενται αναλυτικά στο παράρτημα 1. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 95

102 Πίνακας 6.2: Γεωγραφικές Συντεταγμένες στο σύστημα WGS 84, και υπολογισμός του σφάλματος RMS. Τα κόκκινα σημεία δεν λαμβάνονται υπόψιν κατά τη διαδικασία της γεωαναφοράς. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 96

103 Εικόνα 6.5: Η τελική εικόνα όπως προέκυψε από τη γεωαναφορά στο σύστημα ΕΓΣΑ 87 και στην προβολή Ε.Μ.Π. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 97

104 6.4 ΔΟΜΗΣΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΣΤΟ ArcMAP Η εφαρμογή ArcGIS Desktop είναι μία ολοκληρωμένη συλλογή εφαρμογών GIS και μέσων αλληλεπίδρασης (interfaces) που περιέχει τις επιμέρους εφαρμογές ArcMap, ArcCatalog, ArcGlobe, ArcToolobox και ModelBuilder. Χρησιμοποιώντας τις παραπάνω εφαρμογές σε συμφωνία μεταξύ τους, ο χρήστης του συστήματος μπορεί να δημιουργήσει και να επιλύσει οποιοδήποτε ζήτημα γεωγραφικών πληροφοριών, από απλά έως πιο σύνθετα ζητήματα που αφορούν χαρτογράφηση, χωρική ανάλυση, διαχείριση δεδομένων, οπτικοποίηση κλπ. Το λογισμικό του ArcGIS Desktop μπορεί να υποστηρίξει όλες τις διαδικασίες εισόδου, διαχείρισης, ανάλυσης και εξόδου των δεδομένων, γεγονός που το καθιστά ένα ευέλικτο πρόγραμμα ικανό να προσαρμοστεί στις ανάγκες οποιουδήποτε τύπου χρήστη. Πρόκειται για ένα ευρέως διαδεδομένο εργαλείο δημιουργίας Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών και είναι διαθέσιμο σε τρία επίπεδα: ArcView: εστιάζει στη χρήση μεγάλου εύρους δεδομένων, χαρτών και ανάλυσης αυτών ArcEditor: χρησιμοποιείται για την επιπρόσθετη διαχείριση δεδομένων αλλά και δημιουργία αυτών ArcInfo: είναι ένα ολοκληρωμένο επαγγελματικό σύστημα GIS υποστηρίζοντας μεγάλου εύρους λειτουργικές ικανότητες των συστημάτων GIS. Παράλληλα, για όλα τα επίπεδα υπάρχουν επεκτάσεις που μπορούν να υποστηρίξουν σύνθετα και εξειδικευμένα ζητήματα και οι οποίες μπορούν να εγκατασταθούν επιπλέον σε ένα από τα τρία επίπεδα. Ο ArcMap είναι η κεντρική εφαρμογή ενός συστήματος Desktop GIS για όλα τα θέματα που στηρίζονται πάνω σε γεωγραφία, όπως η χαρτογράφηση, χωρική ανάλυση και επεξεργασία. Το λογισμικό του ArcMap προσφέρει δύο διαφορετικού είδους τύπους θέασης του χάρτη, την geographic data view και την page layout view. Στην geographic data view ο χρήστης εργάζεται με γεωγραφικά επίπεδα για να ικανοποιήσει τις ανάγκες του συμβολισμού, της ανάλυσης και της διαχείρισης των δεδομένων. Σε αυτή τη μορφή ο χρήστης είναι σε θέση να δομήσει την εφαρμογή του, να θέσει τα ερωτήματά που θέλει και να πάρει τις απαραίτητες απαντήσεις. Ένας πίνακας περιεχομένων βοηθάει στην οργάνωση και έλεγχο των ιδιοτήτων σχεδίασης των θεματικών επιπέδων του χάρτη. Στην layout view ο χρήστης εργάζεται με άλλου είδους στοιχεία που χρησιμοποιούνται για την εκτύπωση του χάρτη όπως υπόμνημα, κλίμακα, σύμβολο Βορρά κλπ. Ο ArcMap σαν σύνολο έχει τη δυνατότητα δημιουργίας, διαχείρισης, δημοσίευσης και εκτύπωσης ενός χάρτη. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 98

105 Ο ArcCatalog είναι μία εφαρμογή παρόμοια με τον explorer των windows. Παρέχει εργαλεία για την οργάνωση και διαχείριση όλων των πληροφοριών της βάσης GIS (χάρτες, μοντέλα, μεταδεδομένα, υπηρεσίες κλπ). Τα εργαλεία που μπορεί να υποστηρίξει είναι τα ακόλουθα: Browse & Find: Αναζήτηση και εύρεση γεωγραφικών πληροφοριών Record, View & Manage metadata: Αντιγραφή, θέαση και διαχείριση μεταδεδομένων Define, Export & Import: Προσδιορισμός γεωγραφικού συστήματος αναφοράς, έξοδος δεδομένων σε άλλη μορφή και είσοδος δεδομένων σε ένα αρχείο. Search on local networks and web: Αναζήτηση στο διαδίκτυο και σε τοπικά δίκτυα για δομημένες εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών Administer: Διαχείριση ενός ArcGIS Server Ο ArcCatalog λοιπόν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την οργάνωση, αναζήτηση και διαχείριση δεδομένων GIS αλλά και των μεταδεδομένων αυτών. Αυτό που πρέπει να σημειωθεί σε αυτό το σημείο είναι ότι τα αρχεία που κατασκευάζονται με τον ArcCatalog και διαχειρίζονται μετά από τον ArcMap είναι σύνθετα και αποτελούνται από 6 επιμέρους αρχεία (ένα αρχείο περιέχει την γεωμετρία, άλλο το σύστημα προβολής κλπ). Γι αυτό το λόγο όταν διαχειρίζονται τέτοιου είδους αρχεία, είναι εύλογο να διαχειρίζονται από τον ArcCatalog αφού είναι το μόνο εργαλείο που μπορεί να τα αναγνωρίσει ως ένα αρχείο και όχι ως 6 όπως γίνεται με έναν απλό explorer. Ο ArcToolbox είναι μία εφαρμογή η οποία είναι ενσωματωμένη με τον ArcMap (από την έκδοση 9 και μετά) και η οποία περιέχει μία ευρεία συλλογή εργαλείων που μπορούν να επιτελέσουν τις ακόλουθες λειτουργίες: Διαχείριση δεδομένων Μετατροπή δεδομένων από μία μορφή σε μία άλλη Διαχείριση αρχείων coverage Ανάλυση διανυσματικών δεδομένων Γεωκωδικοποίηση και Στατιστική ανάλυση των δεδομένων Τέλος να αναφέρουμε ότι ο Model Builder είναι μία εφαρμογή για τη δημιουργία μοντέλων, τη δημιουργία δηλαδή έτοιμων διαδικασιών που επιτελούν μία συγκεκριμένη εργασία (π.χ. σύλλεξε πληροφορία από αυτά τα αρχεία και δώσε απάντηση στο συγκεκριμένο ερώτημα). Τα μοντέλα μπορεί να είναι απλά εμπεριέχοντας απλά εργαλεία, ή σύνθετα εμπεριέχοντας πιο σύνθετες διαδικασίες (tools, scripts etc). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 99

106 6.4.1 ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΓΙΑ ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ Έχοντας ολοκληρώσει τη διαδικασία της γεωαναφοράς, έπρεπε να μετατραπεί η εικόνα σε κατάλληλο format ώστε να υποστηρίζεται από τον ArcMap ενώ ταυτόχρονα έπρεπε να δημιουργηθούν τα κατάλληλα αρχεία πάνω στα οποία θα δομηθεί η εφαρμογή. Η μορφή.bil είναι μία μορφή η οποία εκτός από τη εικόνα ως raster δομή παίρνει και την χωρική αναφορά της, δηλαδή το σύστημα αναφοράς στο οποίο αναφέρεται. Έτσι όταν η εικόνα εισέρχεται στο περιβάλλον του ArcMap αναγνωρίζεται αυτόματα το σύστημα αναφοράς και η προβολή της και τοποθετείται στις σωστές συντεταγμένες για περαιτέρω επεξεργασία. Χρησιμοποιώντας το λογισμικό του ER MAPPER, σώθηκε η εικόνα σε.bil format (όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το ER MAPPER υποστηρίζει ποικιλία διαφορετικών format με αποτέλεσμα την επικοινωνία του με άλλα προγράμματα όπως είναι ο ArcMap). Παράλληλα, χρησιμοποιώντας τα εργαλεία του ArcCatalog, δημιουργήθηκε μία βάση δεδομένων (εντολή create new geodatabase) η οποία ονομάστηκε Athens_English.mdb και η οποία εμπλουτίστηκε με 24 feature classes (εντολή create new feature class) ή αλλιώς 24 αρχεία καθένα από τα οποία εμπεριέχει πληροφορία για μία θεματική ενότητα. Οι θεματικές ενότητες για τις οποίες δημιουργήθηκαν αρχεία αναφέρονται επιγραμματικά στον πίνακα 6.3 καθώς και το όνομα του αρχείου που δημιουργήθηκε. Για κάθε μία από τι feature classes που δημιουργούταν, ορίζονταν κάποιες μεταβλητές: Όνομα αρχείου Τύπος οντοτήτων που θα περιέχονται στο αρχείο (σημειακές, γραμμικές ή πολυγωνικές) Γεωγραφική αναφορά (σύστημα αναφοράς που θα έχει η το συγκεκριμένο αρχείο). Επιλέχθηκε το Greek grid που είναι το ΕΓΣΑ 87 με προβολή την Ε.Μ.Π) Πεδία του πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών (για κάθε κατηγορία θεματική ενότητα επιλέχθηκαν οι πληροφορίες που θα εμφανίζονται και ανάλογα με το πλήθος τους δημιουργήθηκε το κατάλληλο πλήθος πεδίων) Για το κάθε πεδίο επιλέχθηκε το αν θα δέχεται μηδενικές τιμές ή όχι (allow null values or not) Metadata. Για κάθε αρχείο που δημιουργήθηκε, δομήθηκαν μεταδεδομένα χρησιμοποιώντας το στυλ FGDC ESRI και στα οποία καταγράφηκε η περιγραφή του αρχείου, ο σκοπός του, επιπρόσθετη πληροφορία αλλά και ο χρόνος σύνταξης του αρχείου. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 100

107 α/α Θεματική Ενότητα Αρχείο 1 Μουσεία Museum 2 Εκκλησίες Church 3 Μνημεία Statue 4 Αρχαιολογικοί χώροι Archeological 5 Ξενοδοχεία Hotel 6 Εστιατόρια Restaurant 7 Καφετέριες Coffee bar 8 Θέατρα Theater 9 Cinema Cinema 10 Πλατείες Square 11 Άλση-πάρκα Alsos 12 Προξενεία-πρεσβείες Proxeneia presbeies 13 Ταχυδρομεία Postoffice 14 Υπουργεία Ministry 15 Νοσοκομεία Hospital 16 Δημόσια κτίρια Dimosia 17 Αθλητικές εγκαταστάσεις Sport facilities 18 Χώροι στάθμευσης Parking 19 Στάσεις λεωφορείων Bus stop 20 Στάσεις τρόλεϊ Trolei stop 21 Στάσεις metro Metro stop 22 Ταξί Taxi 23 Οδικές αρτηρίες Odoi 24 Δορυφορική εικόνα rectified_egsa_egsa_1 Πίνακας 6.3: Αρχεία που δημιουργήθηκαν στον ArcCatalog και αντίστοιχη ονομασία αυτών. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 101

108 Τα μεταδεδομένα είναι δεδομένα για τα δεδομένα. Πρόκειται για συνοδευτική πληροφορία στα δεδομένα που δομήθηκαν. Χρησιμοποιώντας μεταδεδομένα, ο οποιοσδήποτε χρήστης πάρει στα χέρια του τα ήδη δημιουργηθέντα αρχεία, μπορεί να ενημερωθεί για το περιεχόμενό τους, το σύστημα αναφοράς στο οποίο αναφέρονται, πληροφορίες για τον συντάκτη, την ημερομηνία σύνταξης αλλά και τον σκοπό σύνταξης ενώ παράλληλα μπορεί να κατευθυνθεί κατάλληλα για την άντληση επιπλέον πληροφορίας σε σχέση με τα αρχεία αυτά. Στην προκειμένη περίπτωση η δόμηση μεταδεδομένων θεωρήθηκε απαραίτητο κομμάτι της συγκεκριμένης εργασίας από τη στιγμή που η παρούσα εφαρμογή μπορεί να αποτελέσει βάση για τη δημιουργία μίας νέας. Τα υποστηριζόμενα αρχεία από τον ArcMap είναι τα shapefiles, τα coverages και η geodatabase. Τα coverages είναι τα αρχεία που υποστηρίζονταν από τα πρώτα λογισμικά Γεωγραφικών Συστημάτων Αναφοράς και σήμερα εξακολουθούν να υπάρχουν για τον λόγο του ότι έχουν ήδη δομηθεί πολλές πληροφορίες υπό τη μορφή αρχείων coverage. Τα αρχεία shapefiles είναι οι αντικαταστάτες των αρχείων coverage αλλά οι δυνατότητές τους είναι περιορισμένες. Έτσι ενώ σε ένα αρχείο coverage υποστηρίζεται η απλή κλάση στοιχείων, οι κλάσεις και οι συλλογές αλλά και η δόμηση τοπολογίας, στα shapefiles υποστηρίζονται μόνο οι απλές κλάσεις στοιχειών. Από την άλλη πλευρά η geodatabase είναι ένας καινούργιος τύπος αρχείου και μπορεί να υποστηρίξει όλες τις λειτουργίες ενός coverage αλλά επιπλέον τον προσδιορισμό από το χρήστη. Η geodatabase θα μπορούσε να πει κανείς ότι είναι ένας μεγάλος φάκελος από επιμέρους αρχεία και κλάσεις αρχείων (feature classes & feature datasets) η οποία είναι δομημένη καλύτερα και ως αποτέλεσμα μπορεί να διαχειριστεί ευκολότερα. Ένα άλλο πλεονέκτημα που παρουσιάζει η geodatabase είναι ότι ο χρήστης μπορεί όπως είναι να την μεταφέρει κάπου αλλού (pack and go) ενώ με τις άλλες δύο κατηγορίες αρχείων, ο χρήστης πρέπει να είναι πολύ προσεκτικός ώστε να μεταφέρει όλα τα αρχεία (6 αρχεία για κάθε θεματική ενότητα). Μία ακόμη κατηγορία αρχείων είναι τα αρχεία cad τα οποία χρησιμοποιούνται για την επικοινωνία του ArcMap με άλλα σχεδιαστικά πακέτα και τα οποία μπορούν να υποστηρίξουν μόνο απλές κλάσεις στοιχείων αλλά και συλλογές. Η τελευταία κατηγορία αρχείων που μπορεί να υποστηριχτεί είναι οι event tables οι οποίοι όπως μαρτυρεί και το όνομα είναι πίνακες στους οποίους είναι αποθηκευμένη πληροφορία υπό την μορφή εγγραφών. Στον πίνακα 6.4 παρουσιάζονται συγκριτικά όλες οι δομές αρχείων με τις λειτουργίες που μπορεί να υποστηρίξει η κάθε μία. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 102

109 Πίνακας 6.4: Συγκριτικός πίνακας αρχείων σε ένα σύστημα GIS (Marathon Data Systems, 2004) ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΡΧΕΙΩΝ - ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ Επόμενο βήμα στην όλη διαδικασία είναι η εισαγωγή των αρχείων στο περιβάλλον του ArcMap και η ψηφιοποίηση των κατάλληλων οντοτήτων. Η εισαγωγή των αρχείων πραγματοποιήθηκε με την εντολή add data, οπότε κάνοντας browse και ορίζοντας την βάση στην οποία είναι αποθηκευμένη η πληροφορία εισάγονται τα επιθυμητά αρχεία. Έχοντας τελειώσει τη διαδικασία εισαγωγής των αρχείων και της εικόνας, πραγματοποιήθηκε ψηφιοποίηση των θεματικών οντοτήτων. Η ψηφιοποίηση πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια της εργαλειοθήκης editor (editor toolbar) στην οποία με χρήση της εντολής create new feature και αφού έχει επιλεγεί η κατάλληλη θεματική ενότητα, δημιουργούνται νέες οντότητες οι οποίες αποθηκεύονται αυτόματα στη βάση δεδομένων. Παράλληλα με την ψηφιοποίηση των νέων οντοτήτων ενημερωνόταν και ο πίνακας περιγραφικών χαρακτηριστικών του αρχείου έτσι ώστε να συνδέεται η χωρική με την περιγραφική πληροφορία. Συνοπτικά τα βήματα που πραγματοποιήθηκαν για την ψηφιοποίηση είναι τα ακόλουθα: Φόρτωμα της εργαλειοθήκης editor Έναρξη διαδικασίας editing (editor start editing) Επιλογή task (Create new feature) Επιλογή παραμέτρων snapping (Editor snapping) Χρησιμοποίηση του sketch tool για τη δημιουργία νέων οντοτήτων Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 103

110 Χρησιμοποίηση του edit tool για τροποποίηση οντοτήτων Εισαγωγή περιγραφικών χαρακτηριστικών στον attribute table Αποθήκευση των αλλαγών (save edits) Τερματισμός λειτουργίας editing (stop editing) Με αυτό τον τρόπο ενημερώθηκε η βάση και τα αντίστοιχα πεδία του πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών σε κάθε feature class. Επίσης να αναφερθεί ότι οι θεματικές ενότητες που ψηφιοποιήθηκαν στο χάρτη, είναι ίδιες με τις αντίστοιχες που λήφθηκαν υπόψιν κατά τη δημιουργία της βάσης δεδομένων και των επιμέρους αρχείων αυτής. Παρουσιάζονται στον πίνακα ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΣ Για τις ανάγκες του συμβολισμού οι θεματικές ενότητες χωρίστηκαν σε 4 ευρύτερες κατηγορίες. Οι κατηγορίες που δημιουργήθηκαν είναι οι υπηρεσίες, οι δημόσιες υπηρεσίες, μεταφορές και πολιτισμός. Για κάθε μία από τις παραπάνω 4 κατηγορίες επιλέχτηκε ένα χρώμα που θα την αντιπροσωπεύει και στη συνέχεια κάθε σύμβολο (που ήταν διαφορετικό για κάθε θεματική ενότητα) χρωματιζόταν με το κατάλληλο σύμβολο. Συγκεκριμένα, δημιουργήθηκαν σύμβολα 2 επιπέδων στα οποία το πίσω επίπεδο ήταν χρωματισμένο με το χρώμα της κατηγορίας στην οποία άνηκε η θεματική ενότητα ενώ το μπροστά επίπεδο ήταν χρωματισμένο ανάλογα με την θεματική ενότητα. Έτσι χρησιμοποιήθηκε το κόκκινο χρώμα για τον πολιτισμό, το κίτρινο χρώμα για τις δημόσιες υπηρεσίες, το πράσινο χρώμα για τις υπηρεσίες και τέλος το γαλάζιο χρώμα για τις μεταφορές. Η κατηγοριοποίηση των θεματικών ενοτήτων και τα σύμβολα που χρησιμοποιήθηκαν για την κάθε κατηγορία παρατίθενται στον πίνακα 6.5. Παρατηρούμε ότι υπάρχουν κατηγορίες που δεν έχουν σύμβολο, αυτές είναι οι πολυγωνικές θεματικές ενότητες και οι οποίες διαχωρίστηκαν μεταξύ τους με διαφορετικό χρώμα περιγράμματος. Τέλος υπάρχουν και οι γραμμικές οντότητες όπως είναι οι οδικές αρτηρίες και οι οποίες πάλι διαχωρίζονται με διαφορετικό χρώμα γραμμών. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 104

111 α/α Θεματική Ενότητα Σύμβολο Μεταφορές Δημόσιες Υπηρεσίες Υπηρεσίες Πολιτισμός 1 Μουσεία 2 Εκκλησίες 3 Μνημεία 4 Αρχαιολογικοί χώροι - 5 Ξενοδοχεία 6 Εστιατόρια 7 Καφετέριες 8 Θέατρα 9 Cinema 10 Πλατείες 11 Άλση-πάρκα - 12 Προξενεία-πρεσβείες 13 Ταχυδρομεία 14 Υπουργεία 15 Νοσοκομεία 16 Δημόσια κτίρια 17 Αθλητικές εγκαταστάσεις - 18 Χώροι στάθμευσης 19 Στάσεις λεωφορείων 20 Στάσεις τρόλεϊ 21 Στάσεις metro 22 Ταξί 23 Οδικές αρτηρίες - 24 Δορυφορική εικόνα - Πίνακας 6.5: Θεματικές ενότητες και αντίστοιχα σύμβολα Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 105

112 6.4.4 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ HYPERLINK Επόμενο βήμα στην διαδικασία δόμησης της εφαρμογής ήταν η δημιουργία υπερσυνδέσεων (hyperlinks) με ιστοσελίδες και εικόνες που κατασκευάστηκαν για να εξυπηρετήσουν το συγκεκριμένο σκοπό. Τα hyperlinks συνδέονται με τις αντίστοιχες χωρικές οντότητες δημιουργώντας στον πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών μία στήλη που περιέχει τη συγκεκριμένη πληροφορία. Η πληροφορία που περιέχεται είναι το πλήρες path (ή ένα κομμάτι αυτού ανάλογα με τις ρυθμίσεις που έχουμε κάνει στο λογισμικό του ArcMap) στο οποίο βρίσκονται αποθηκευμένες οι ιστοσελίδες και οι εικόνες. Από τη στιγμή που τα hyperlinks είναι ενεργά, μόλις ο κέρσορας πλησιάσει ένα αντικείμενο που συνδέεται με hyperlink, μετατρέπεται σε χεράκι πληροφορώντας το χρήστη ότι πίσω από το αντικείμενο υπάρχει υπερσύνδεση. Hyperlinks δημιουργήθηκαν σε μορφή εικόνων για τα ξενοδοχεία ενώ σε μορφή ιστοσελίδων δημιουργήθηκαν για τα μουσεία και τους αρχαιολογικούς χώρους. Όσον αφορά τις εικόνες, αυτές αντλήθηκαν από το διαδίκτυο και αποθηκεύτηκαν υπό μορφή jpeg. Στη συνέχεια, στον πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών των ξενοδοχείων δημιουργήθηκε μία νέα στήλη στην οποία εισήχθηκε το πλήρες path στο οποίο ήταν αποθηκευμένες οι εικόνες. Οι ιστοσελίδες δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας τα κατάλληλα εργαλεία του Microsoft Word, αποθηκεύοντας το τελικό προϊόν ως ιστοσελίδα (και όχι ως word document). Οι πληροφορίες αντλήθηκαν από το διαδίκτυο ενώ στο τέλος κάθε ιστοσελίδας αναγράφηκαν οι πηγές άντλησης στοιχείων και οι οποίες συνδέθηκαν με ενεργά links στην πρωτογενή πληροφορία. Παράλληλα, διαμορφώθηκαν ενεργά links για τις περισσότερες από τις εικόνες που εμπεριέχονταν μέσα στο κείμενο. Για την λειτουργία αυτών, με την ίδια διαδικασία όπως και στις εικόνες, δημιουργήθηκε μία νέα στήλη στον πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών (attribute table) η οποία περιείχε ολόκληρο το URL στο οποίο βρίσκονταν αποθηκευμένες οι ιστοσελίδες ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ROUTES Όπως αναφέρθηκε από τα πρώτα κιόλας κεφάλαια της εργασίας, σκοπός είναι η ανάπτυξη μίας τουριστικής εφαρμογής η οποία θα εξυπηρετεί τον εκάστοτε τουρίστα. Για το λόγο αυτό δομήθηκαν δύο σενάρια τα οποία υλοποιήθηκαν και είναι διαθέσιμα στο χρήστη μέσα από κάποιες προτεινόμενες διαδρομές, οι οποίες εκμεταλλεύονται συγκεκριμένους προορισμούς και οι οποίες συνοδεύονται με την κατάλληλη περιγραφή (ιστοσελίδα που περιέχει κείμενο περιγραφής του σεναρίου). Τα σενάρια που δομήθηκαν είναι δύο. Το πρώτο έχει ως στόχο την περιήγηση του τουρίστα στους περισσότερους αρχαιολογικούς χώρους και μουσεία που βρίσκονται Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 106

113 στην περιοχή. Ξεκινάει από τον αρχαιολογικό χώρο της ακροπόλεως, συνεχίζει στα μουσεία Πολεμικό, Βυζαντινό και Μπενάκη, περνάει από το Παναθηναϊκό στάδιο, τις Στήλες του Ολυμπίου Διός, το Ζάππειο Μέγαρο και τον Εθνικό Κήπο για να καταλήξει το βράδυ στη φωταγωγημένη Βουλή των Ελλήνων. Το δεύτερο σενάριο αφορά έναν τουρίστα που έχει έρθει διακοπές στην Αθήνα και θέλει να αφιερώσει μία ολόκληρη μέρα πραγματοποιώντας τις αγορές του στους εμπορικούς δρόμος της περιοχής. Ξεκινάει με μία επίσκεψη στο μουσείο κοσμημάτων του Λαλαούνη, συνεχίζει στην αγορά της Πλάκας, περνάει από τη Μητρόπολη και την Εκκλησία της Καπνικαρέας για να καταλήξει στην οδό Ερμού. Στην συνέχεια, ανηφορίζει την οδό Βουκουρεστίου και καταλήγει στην αγορά του Κολωνακίου στην οποία το βράδυ μπορεί να απολαύσει το ποτό του. Για την κατάλληλη καθοδήγηση στα σενάρια δημιουργήθηκαν δύο γραμμικά και δυο σημειακά αρχεία τα οποία ενσωματώθηκαν στην βάση δεδομένων. Τα γραμμικά αρχεία περιελάμβαναν την πορεία υλοποίησης του σεναρίου με μία γραμμή την οποία ο χρήστης πρέπει να ακολουθεί (πράσινη γραμμή για το σενάριο των αρχαιολογικών χώρων, μπλε γραμμή για το σενάριο των εμπορικών χώρων). Τα σημειακά αρχεία αντίστοιχα, περιελάμβαναν τους προορισμούς κατά μήκος της διαδρομής. Τα σημεία ενδιαφέροντος επισημάνθηκαν με ένα τρίγωνο και αριθμήθηκαν ανάλογα με τη σειρά προσπέλασής τους. Παράλληλα, δομήθηκαν δύο ιστοσελίδες οι οποίες περιέγραφαν υπό μορφή bullets την όλη διαδρομή (η αρίθμηση των bullets ήταν ίδια με την αρίθμηση των προορισμών στο σημειακό αρχείο). Οι ιστοσελίδες αυτές επισυνάφθηκαν υπό μορφή hyperlink τόσο στις γραμμικές οντότητες των σεναρίων όσο και τις σημειακές. Έτσι ο χρήστης από τη στιγμή που χρησιμοποιεί ένα από τα δύο σενάρια (ενεργοποιεί το αντίστοιχο layer κάθε φορά) είναι σε θέση ανά πάσα στιγμή να ενημερώνεται για το σημείο το οποίο βρίσκεται και να διαβάζει το σενάριο ώστε να γνωρίζει τον προβλεπόμενο προορισμό και να έχει τη δυνατότητα να προσθέσει ή αφαιρέσει κάποια σημεία ενδιαφέροντος. Τα σενάρια με αυτό τον τρόπο είναι ευέλικτα και μπορούν να διαμορφώνονται ανάλογα με τις ανάγκες του κάθε χρήστη χωρίς αυτός να είναι υποχρεωμένος να ακολουθεί όλους τους προορισμούς αλλά έχοντας τη δυνατότητα επιλογής. Στην εικόνα 6.6 αναπαριστάται ένα απόσπασμα της εφαρμογής όπως αυτή δομήθηκε υπό κλίμακα 1:3500. Παρατηρούμε τις σημειακές οντότητες με τα κατάλληλα σύμβολα, τα σενάρια με μπλε, πράσινη γραμμή και τα αντίστοιχα τρίγωνα (σημεία ενδιαφέροντος) ενώ φαίνονται και οι οδοί με γραμμές κόκκινου χρώματος. Τέλος παρατηρούμε ότι το hyperlink tool είναι ενεργό και έτοιμο να χρησιμοποιηθεί (είναι ενεργό όταν έχει κίτρινο χρώμα και ενεργοποιείται όταν έχουν δομηθεί σωστά οι υπερσυνδέσεις). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 107

114 Εικόνα 6.6: Η τελική εφαρμογή υπό κλίμακα 1:3500 δομημένη στο περιβάλλον του ArcMap Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 108

115 6.4.6 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΤΗΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ArcMap Η εφαρμογή όπως δομήθηκε μέχρι τώρα, αποτελεί ένα πλήρες Γεωγραφικό Σύστημα Αναφοράς και μάλιστα μπορεί υπό προϋποθέσεις να χρησιμοποιηθεί ως Υπηρεσία Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης (LBS). Η βάση δεδομένων είναι δομημένη και έτοιμη να δεχτεί οποιοδήποτε ερώτημα τεθεί από το χρήστη. Το λογισμικό του ArcMap υποστηρίζει ποίκιλα εργαλεία σύνταξης ερωτημάτων και αναζήτησης στη βάση δεδομένων όπως select, find, identify, buffer κλπ, με αποτέλεσμα ο χρήστης να είναι ικανός να διαχειριστεί απλά ή σύνθετα ερωτήματα ανάλογα με τις ανάγκες του. Παράλληλα, το περιβάλλον του ArcMap μπορεί να υποστηρίξει σύνδεση με ένα δέκτη GPS και να προσδιορίσει τη θέση του δέκτη σε ένα συγκεκριμένο σύστημα αναφοράς (πρέπει να υπάρχει συμφωνία δέκτη περιβάλλοντος εργασίας ώστε να παρέχεται σωστό σήμα). Από τη στιγμή που θα προσδιοριστεί η θέση του δέκτη και άρα του χρήστη αυτού, το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει ως Υπηρεσία Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης, μπορεί λοιπόν να τεθεί μία θέση στο χάρτη ως προορισμός και ο χρήστης να πλοηγηθεί σε αυτήν, να αντληθούν πληροφορίες ανάλογα με τη θέση, να ενσωματωθούν νέα στοιχεία στη βάση κ.ο.κ. (όλες οι λειτουργίες ενός LBS). Ακόμη το ArcMap παρέχει τη δυνατότητα σύνδεσης με έναν web server με σκοπό να αντλήσει στοιχεία από αυτόν. Όπως ακριβώς δηλαδή συμβαίνει και σε μία τυπική εφαρμογή LBS, υπάρχει η δυνατότητα σύνδεσης σε κάποιον δικτυακό τόπο με σκοπό την άντληση πληροφοριών και τη σύνταξη ερωτημάτων επ αυτών. Ο μόνος περιορισμός που υπάρχει στις παραπάνω λειτουργίες, είναι ότι το λογισμικό του ArcMap δεν μπορεί να εγκατασταθεί σε ένα PDA για τη δόμηση μίας κινητής εφαρμογής. Το ArcMap είναι ένα αρκετά βαρύ πρόγραμμα και απαιτητικό από άποψη ισχύος και μνήμης σε ένα σύστημα, με αποτέλεσμα να μην μπορεί να εγκατασταθεί σε μία συσκευή PDA. Εντούτοις, μπορεί να εγκατασταθεί με επιτυχία σε έναν laptop υπολογιστή και στη συνέχεια με ταυτόχρονη σύνδεση ενός GPS να δομηθεί η εφαρμογή LBS. Ο εν λόγω περιορισμός αναμένεται να παρακαμφθεί με την επερχόμενη κατασκευή μικρών αλλά πανίσχυρων υπολογιστικών συσκευών και οι οποίες ενδέχεται να λύσουν το συγκεκριμένο πρόβλημα και να οδηγήσουν σε καλύτερες, πιο αξιόπιστες, με περισσότερες δυνατότητες και ταχύτατες Υπηρεσίες Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης ή σε γενικές γραμμές Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών που θα μπορούν να εγκατασταθούν σε μία φορητή μικρού όγκου συσκευή. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 109

116 6.4.7 ΣΥΝΔΕΣΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΜΕ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ Ένας από τους στόχους της παρούσας εφαρμογής ήταν και η σύνδεσή της με μία άλλη εφαρμογή που είχε πραγματοποιηθεί στα πλαίσια διπλωματικής εργασίας του τομέα χαρτογραφίας (Τσαγκαράκη, 2002), η οποία είχε ως στόχο την δημιουργία ενός Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών με περιοχή ενδιαφέροντος το ιστορικό και εμπορικό τρίγωνο της Αθήνας. Δεδομένου ότι τα αρχεία της συγκεκριμένης εφαρμογής αναφέρονταν στο ΕΓΣΑ 87 (σύστημα το οποίο χρησιμοποιήσαμε και εμείς στην παρούσα εφαρμογή) και σε συνδυασμό με την περιοχή ενδιαφέροντος η οποία ήταν ευρύτερη σε σχέση με την παρούσα, αποφασίστηκε η ένωση αυτών των στοιχείων με αποτέλεσμα να δομηθεί μία εφαρμογή που θα έχει χρήση πέρα από τα όρια της εικόνας που είχαμε στα χέρια μας. Η ένωση πραγματοποιήθηκε με επιτυχία χρησιμοποιώντας την εντολή επίθεσης νέων θεματικών επιπέδων στο χάρτη (add data) και πραγματοποιήθηκε με μία ακρίβεια της τάξης των ±5m (μέσα στα επιτρεπτά όρια). Πιθανότατα βέβαια αυτή η απόκλιση να οφείλεται και στο γεγονός ότι η εικόνα μας δεν έχει υποστεί σχετική επεξεργασία για να γίνει ορθοφωτογραφία. Η τελική εφαρμογή με το σύνολο της πληροφορίας (και από τις δύο διπλωματικές εργασίες) φαίνεται στην εικόνα 6.7 υπό κλίμακα περίπου 1: Με κίτρινο χρώμα φαίνεται ένα αρχείο των Οικοδομικών Τετραγώνων που παραχωρήθηκε από τον ΕΑΧΑ και το οποίο χρησιμοποιήθηκε ως βάση στη δόμηση της προαναφερόμενης διπλωματικής εργασίας. Στο πίσω μέρος φαίνεται η εικόνα και το πως έχει πυκνωθεί η πληροφορία στην περιοχή ενδιαφέροντος. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 110

117 Εικόνα 6.7: Η τελική εφαρμογή υπό κλίμακα 1:29000 με επίθεση όλης της πληροφορίας (συνδυασμός δύο διπλωματικών) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 111

118 6.5 ΔΟΜΗΣΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΣΤΟ ArcPad Το λογισμικό ArcPad βασίζεται στην τεχνολογία των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών και είναι κατάλληλο για κινητή χαρτογράφηση. Πρόκειται για ένα light GIS σύστημα το οποίο εξυπηρετεί ανάγκες mobile GIS. Παρέχει στους χρήστες τη δυνατότητα να παρέχει στους χρήστες την τεχνολογία GIS μέσα από ένα PDA, την πρόσβαση σε μία βάση δεδομένων, τη δυνατότητα χαρτογράφησης, την ικανότητα χρήσης του συστήματος GPS μέσα από φορητές συσκευές και τέλος μπορεί να υποστηρίξει τη σύνδεση σε έναν web server για άντληση στοιχείων. Εικόνα 6.8: Το λογισμικό του ArcPad εγκατεστημένο σε ένα PDA (Web, Συνοπτικά, οι βασικές λειτουργίες του λογισμικού του ArcPad μπορούν να συνοψισθούν στις ακόλουθες (ESRI 2002): Άμεση και πλήρη αποδοχή δεδομένων εντοπισμού από όλους τους δέκτες GPS μέσο του πρωτοκόλλου NMEA (σύνδεση ως εξωτερική συσκευή έπειτα από κατάλληλη επιλογή του πρωτοκόλλου επικοινωνίας). Υποστήριξη αρχείων μορφής vector ή raster συμπεριλαμβανομένων των shapefiles, συμπιεσμένων αρχείων εικόνων jpeg και MrSID. Δυνατότητες πλοήγησης μέσα στο χάρτη: Το ArcPad διαθέτει μία σειρά από εργαλεία όπως zoom, pan, fixed zoom, zoom σε συγκεκριμένο layer, spatial Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 112

119 bookmark και κεντράρισμα της οθόνης γύρω από τη τρέχουσα θέση της συσκευής (θέση από δέκτη GPS). Δυνατότητα διενέργειας ερωτημάτων πάνω στα δεδομένα. Ο χρήστης έχει την ικανότητα να αναγνωρίζει τις οντότητες του χάρτη κάνοντας ένα απλό κλικ πάνω σε αυτές (εργαλείο identify), να αντλεί επιπρόσθετες πληροφορίες για αυτές μέσω ενός hyperlink, να εντοπίζει μία οντότητα μέσα στα πλαίσια του χάρτη, να τις προσθέτει label και να κάνει zoom πάνω σε αυτήν. Μέτρηση αποστάσεων πάνω στο χάρτη. Παρέχεται η δυνατότητα μέτρησης αποστάσεων, εμβαδού και προσανατολισμού με τη χρήση των εργαλείων Measure, Freehand Measure και Radial Measure. Προσθήκη δεδομένων από το internet ή από ένα τοπικό δίκτυο μέσω της wireless επικοινωνίας και μη. Παρέχεται η δυνατότητα επικοινωνίας με το λογισμικό του ArcIMS (και συγκεκριμένα των ιστοσελίδων που κατασκευάζονται και αναρτούνται από αυτόν), το φορέα της ESRI για χαρτογράφηση και υπηρεσίες GIS μέσω του Internet, ή το Geography Network SM (www. geographynetwork.com). Τα δεδομένα μπορούν να μεταφερθούν στο Arc Pad κάνοντας χρήση μίας TCP/IP σύνδεσης, μέσω του τοπικού wireless δικτύου, ενός κινητού τηλεφώνου, ή μέσω ενός wireless modem. Πλοήγηση μέσω του GPS. Η κινητή συσκευή PDA ή το laptop μπορεί να συνδεθεί με έναν εξωτερικό δέκτη GPS. Από τη στιγμή που ο δέκτης δίνει σήμα σε ένα συγκεκριμένο σύστημα αναφοράς, το ArcPad παρέχει εργαλεία για την καθοδήγηση του χρήστη στον προορισμό του. Πιο συγκεκριμένα, το ArcPad παρέχει πληροφορίες πλοήγησης από την τρέχουσα θέση GPS έως τον επιθυμητό προορισμό, απεικονίζοντας την διαδρομή που ήδη έχει διανυθεί και παρέχοντας εύχρηστα εργαλεία για τη διαχείριση ερωτημάτων σχετικών με τη θέση. Επεξεργασία δεδομένων: Το πακέτο υποστηρίζει τη δυνατότητα δημιουργίας και επεξεργασίας χωρικών δεδομένων. Δυνατότητα συνεργασίας του ArcPad με άλλες εφαρμογές ArcGIS. Το ArcPad αποτελεί το τμήμα του ArcGIS στο πεδίο, για mobile εφαρμογές. Συνεπώς τα toolbars του ArcPad επιτρέπουν την εξαγωγή, μετατροπή και προβολή των δεδομένων με χρήση των ArcGIS (ArcView8, ArcEditor 8 και ArcInfo 8, ArcMap 9 κλπ). Υποστηρίζονται δυνατότητες customization για την προσαρμογή της εφαρμογής στις ανάγκες του εκάστοτε χρήστη. Το customization πραγματοποιείται μέσω του λογισμικού ArcPad Application Builder και Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 113

120 συγκεκριμένα του ArcPad Studio. Οι δυνατότητες του ArcPad Studio συγκαταλέγονται στα ακόλουθα: - Δυνατότητα δημιουργίας custom toolbars με τη χρήση τόσο υπαρχόντων εργαλείων όσο και εξειδικευμένων εργαλείων που ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να κατασκευάσει μόνος του (πχ δημιουργία ενός εργαλείου που θα βάζει δένδρα με ένα κλικ και ταυτόχρονα θα ενημερώνεται ο πίνακας περιγραφικών χαρακτηριστικών. - Σχεδιασμός forms για την εύκολη και άμεση εισαγωγή πληροφορίας στον πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών. Σε edit μορφή ο χρήστης έχει την ικανότητα να δομήσει φόρμες οι οποίες θα εμφανίζονται κάθε φορά που επιθυμεί να προσθέσει μία καινούργια οντότητα. - Ενσωμάτωση κατάλληλων scripts πίσω από τις φόρμες για έλεγχο, περιορισμό των ικανοτήτων του χρήστη κλπ (πχ μπορεί να δημιουργηθεί ένα script το οποίο δεν θα επιτρέπει στο χρήστη την πρόσβαση σε ορισμένα πεδία του πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών). - Δυνατότητα δημιουργίας applets για την κάλυψη εξειδικευμένων αναγκών του χρήστη. Τα applets αυτά λειτουργούν υπό τη μορφή toolbar, όπως η redline toolbar που παρέχεται έτοιμη από το σύστημα. - Ανάπτυξη διαφόρων extensions που καλύπτουν εξειδικευμένες ανάγκες, υποστήριξη νέων αρχείων, positioning tools κλπ. Ειδικότερα, το ArcPad Studio παρέχει τα απαραίτητα εργαλεία για τη δημιουργία και επεξεργασία ArcPad XML files όπως για παράδειγμα applets(.apa), default configurations (.apx) και layer definitions(.apl) όπως και VBScript source code files. Τη διαδικασία επεξεργασίας των ArcPad XML files διευκολύνουν διάφοροι editors (π.χ. Toolbar and Form editors), παρέχοντας το κατάλληλο γραφικό περιβάλλον. Επίσης, τα VBScript source code files (.vbs) απεικονίζονται σε ένα text editor με κατάλληλο χρωματισμό στη σύνταξη του κώδικα, δίνοντας τη δυνατότητα επεξεργασίας και ελέγχου (compile) τους (Πετρόπουλος, 2005). Στο σχήμα 6.9 που ακολουθεί, παρατηρούμε τα τρία πρώτα είδη αρχείων τα οποία απεικονίζονται σε ένα δενδρικό διάγραμμα άμεσα συσχετισμένο με την δομή XML. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 114

121 Εικόνα 6.9: Δενδρικό διάγραμμα των ArcPad XML elements και attributes (Πετρόπουλος, 2005) ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΓΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ArcPad Το λογισμικό ArcPad, από τη φύση του ως ένα light GIS δεν παρέχει τη δυνατότητα να δεχθεί όλες τις μορφές δεδομένων οι οποίες μπορούν να δομηθούν στον ArcMap. Η μόνη μορφή αρχείου που μπορεί να υποστηριχτεί είναι το shapefile ενώ από εικόνες υποστηρίζεται η δομή jpeg και Mr Sid. Η δομή MrSID είναι ένας ισχυρός συμπιεστής εικόνας βασισμένος σε αλγορίθμους wavelet, ένας viewer και ένα format αρχείων για ογκώδεις εικόνες raster που επιτρέπει τη στιγμιαία ανάκτηση και το χειρισμό των εικόνων τοπικά και μέσω δικτύων διατηρώντας τη μέγιστη ποιότητα εικόνας. Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα περιλαμβάνουν τις πρωτοφανείς αναλογίες συμπίεσης διατηρώντας την υψηλότερη ποιότητα εικόνας, τα πολλαπλά επίπεδα διακριτικότητας (resolution), την επιλεκτική αποσυμπίεση, αδιάκριτα μωσαϊκά εικόνων και browsing (Πετρόπουλος, 2005). Με τη χρήση της δομής Mr SID, θεωρητικά παρέχεται η δυνατότητα συμπίεσης μίας εικόνας σε λόγο 20:1 χωρίς να αλλοιώνεται η αρχική μορφή. Πρακτικά όμως, υπάρχει μικρή διαφορά από εικόνα σε εικόνα και ο λόγος κυμαίνεται από 15:1 έως 30:1. Ο λόγος της συμπίεσης είναι συνάρτηση τόσο του περιεχομένου όσο και του βάθους χρώματος της εικόνας. Έτσι μία εικόνα με πολλές γραμμές συμπιέζεται σαφώς σε μικρότερο βαθμό από μία άλλη με περιορισμένο μέγεθος. Σ αυτό το σημείο πρέπει να σημειωθεί ότι μία ασπρόμαυρη εικόνα των 8 bit μπορεί να συμπιεστεί σε λόγο 20:1 ενώ αντίστοιχα μία έγχρωμη των 24 bit μπορεί να συμπιεστεί σε λόγους από 20:1 έως 50:1. Αυτές οι δυνατότητες συμπίεσης σε συνδυασμό με τη διατήρηση της ποιότητας αποτελούν και τα συγκριτικά αποτελέσματα της μεθόδου έναντι άλλων. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 115

122 Εικόνα 6.10: Συγκριτική θεώρηση συμπίεσης Jpeg-MrSid σε λόγο 1:28: Η συμπίεση Jpeg επιφέρει μεγαλύτερη μείωση στην ποιότητα της αρχικής εικόνας, σε σχέση με την εικόνα MrSid (Πετρόπουλος, 2005) Όλη η πληροφορία η οποία έχει δομηθεί μέχρι στιγμής, βρίσκεται αποθηκευμένη σε μία βάση δεδομένων (geodatabase) υπό μορφή feature classes ενώ αντίστοιχα η εικόνα είναι αποθηκευμένη με την μορφή.bil. Όπως γίνεται αντιληπτό, για να μπορέσει να εισαχθεί η πληροφορία μέσα στο περιβάλλον του ArcPad, θα πρέπει οι μεν feature classes να μετατραπούν σε shapefiles ενώ η εικόνα να μετατραπεί σε μορφή Mr Sid. Η μετατροπή των αρχείων μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη χρήση των εργαλείων του ArcToolbox ανάλογα με τη διαδικασία που θέλουμε να επιτελέσουμε κάθε φορά ή με τη χρήση των εργαλείων του ArcCatalog ή τέλος χρησιμοποιώντας κάποια extensions για μετατροπή αρχείων όπως είναι τα ArcPad Tools for ArcMap. Για τη μετατροπή του των feature classes σε shapefiles μπορεί να χρησιμοποιηθεί το εργαλείο convert feature class to shapefile της ομάδας εργαλείων conversion tools. Ορίζοντας λοιπόν τα αρχεία που θέλουμε να μετατραπούν καθώς και το φάκελο στον οποίο θα αποθηκευτεί η εξερχόμενη πληροφορία, μετατρέπονται οι feature classes σε shapefiles διατηρώντας με αυτό τον τρόπο αναλλοίωτη όλη την πληροφορία που είναι αποθηκευμένη στην πρωτότυπη μορφή του αρχείου. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 116

123 Παράλληλα, υπάρχει η εργαλειοθήκη ArcPad και ArcPad Tools που μπορεί να εγκατασταθεί επιπλέον στον περιβάλλον του ArcMap. Η συγκεκριμένη εργαλειοθήκη παρέχει χρήσιμα εργαλεία για την δημιουργία αρχείων υποστηριζόμενα από το ArcPad. Αναλυτικά τα εργαλεία που μπορεί να προσφέρει είναι: Get Data for ArcPad: μετατρέπει τα αρχεία σε μορφή shapefiles ώστε να υποστηρίζονται από το περιβάλλον του ArcPad ArcPad Pack Shapefile: «πακετάρει» τα shapefiles ενός χάρτη για μεταφορά τους. Στην ουσία ελαττώνει τον όγκο των αρχείων απομακρύνοντας data που έχουν διαγραφεί στο ArcPad. Export Shapefile symbology: εξάγει τον συμβολισμό των αρχείων ώστε να μεταφερθεί στο ArcPad ArcPad Map Wizard: είναι ένας εύχρηστος οδηγός για εξαγωγή όλης της πληροφορίας του χάρτη σε κατάλληλα αρχεία (στην προκειμένη περίπτωση shapefiles and Mr Sid) και την εισαγωγή τους στο ArcPad. Παράλληλα δημιουργείται και ένα αρχείο υποστηριζόμενο από τον ArcPad και στο οποίο αναφέρεται όλη η πληροφορία. Στην ουσία ο συγκεκριμένος οδηγός μετατρέπει τον χάρτη που έχει δημιουργηθεί στο ArcMap σε χάρτη κατάλληλα υποστηριζόμενο από το ArcPad (αρχείο.apm). Οι διαδικασίες που μπορούν να υλοποιηθούν μέσα από αυτόν τον wizard είναι: - Εξαγωγή διαφόρων format αρχείων σε shapefiles - Επιλογή δεδομένων προς εξαγωγή και φάκελου προορισμού αυτών - Δημιουργία αρχείου χάρτη υποστηριζόμενο από το ArcPad (αρχείο.apm) - Εξαγωγή εικόνων σε Mr Sid files - Διατήρηση των συμβόλων (υποστήριξη συμβόλων ενός επιπέδου) - Διατήρηση γεωγραφικής πληροφορίας (projection file) Χρησιμοποιώντας λοιπόν το εργαλείο ArcPad Map Wizard, μετατράπηκε όλη η πληροφορία σε shapefiles και δημιουργήθηκε ένα αρχείο χάρτη που υποστηρίζεται και μπορεί να διαχειριστεί μόνο από το ArcPad (τα αρχεία χάρτη που μπορεί να διαχειριστεί ο ArcPad είναι τα apm «Arc Pad Map»). Το πρόβλημα που παρουσιάστηκε εδώ, είναι σε σχέση με το συμβολισμό. Έτσι ενώ στην εφαρμογή του ArcMap δομήθηκαν σύμβολα δύο επιπέδων, στην εφαρμογή του ArcPad αυτό δεν ήταν εφικτό, αναγκάζοντάς μας να μεταβάλουμε τα σύμβολα σε Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 117

124 απλούστερη μορφή ενός επίπεδου χρησιμοποιώντας κάποια από τα default σχήματα που παρέχει ο ArcMap. Όσον αφορά την εικόνα, να προσθέσουμε ότι μπορεί να μετατραπεί στη μορφή Mr Sid χρησιμοποιώντας την επιλογή export που παρέχεται στον ArcCatalog. Κάνοντας λοιπόν, σε περιβάλλον ArcCatalog, δεξί κλικ πάνω στην εικόνα, εμφανίζεται ένα υπομενού στο οποίο μπορούμε να επιλέξουμε την εντολή export Raster to Mr Sid (εικόνα 6.11). Στο παράθυρο διαλόγου που εμφανίζεται, επιλέγεται η εικόνα εισόδου (εισέρχεται αυτόματα αφού έχει γίνει δεξί κλικ πάνω σε αυτή) καθώς και το αρχείο εξόδου. Με αυτή τη διαδικασία, η εικόνα μετατρέπεται αναλλοίωτη σε Mr. Sid μορφή ενώ παράλληλα διατηρεί τη γεωμετρία της και το σύστημα αναφοράς. Στην περίπτωσή μας, χρησιμοποιήθηκε αυτή η μέθοδος λόγω του ότι η επεξεργασμένη εικόνα στον ArcMap, δεν μπορούσε να μετατραπεί μέσω του Map Wizard που περιγράφηκε παραπάνω (είχε υποστεί αλλοίωση), με αποτέλεσμα να εφαρμοστεί η μέθοδος export στην πρωτογενή εικόνα. Εικόνα 6.11: Export Raster to Mr Sid Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 118

125 Στην περίπτωση της δικής μας εικόνας, να αναφέρουμε ότι η αρχική μορφή είναι μία έγχρωμη εικόνα των 24 bit και η οποία έχει μέγεθος 1.2Megabytes. Έπειτα από την επεξεργασία στο λογισμικό του ER MAPPER και τη γεωαναφορά, αυτή μετασχηματίζεται σε μία έγχρωμη εικόνα των 8bit με μέγεθος 12Megabytes. Συνεπώς η διαχείρισή της από το ArcPad θα ήταν αδύνατη αν δεν μετατρεπόταν σε μία συμπιεσμένη μορφή. Με την μετατροπή σε MrSID μορφή η εικόνα απέκτησε μέγεθος στα 0.830Megabytes (830kbytes) χωρίς να υποστεί κάποια προφανή αλλαγή στην ποιότητα. Παρατηρούμε λοιπόν ότι ισχύει η συμπίεση του λόγου 15:1 που προαναφέρθηκε και μάλιστα η ποιότητα της εικόνας παραμένει αναλλοίωτη σε βαθμό που να μην καταλαβαίνει διαφορά το μάτι (πάντα για τη συγκεκριμένη εφαρμογή). Τα πλεονεκτήματα της συγκεκριμένης δομής είναι εκείνα που προκύπτουν από το μικρό μέγεθος αρχείου. Η παραγόμενη εικόνα λόγω του μικρού όγκου που καταλαμβάνει είναι εύχρηστη στην επεξεργασία της ενώ παράλληλα καταναλώνει μικρότερο χώρο στον δίσκο και τη μνήμη του υπολογιστή. Παράλληλα μία τέτοια εικόνα μπορεί εύκολα να διανεμηθεί μέσω του διαδικτύου και να χρησιμοποιηθεί ως υπόβαθρο για τη δημιουργία ενός WebGIS. Στην προκειμένη περίπτωση, το μέγεθος των 12Megabytes δεν είναι τόσο τρομακτικό αλλά θα πρέπει να φανταστούμε την περίπτωση όπου έχουμε να διαχειριστούμε μία εικόνα μεγέθους 50Megabytes ή ακόμα μεγαλύτερη. Τότε πραγματικά, αυτά τα εργαλεία συμπίεσης μπορούν να προσφέρουν και να οδηγήσουν σε αποτελεσματικές λύσεις ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΣΤΟ ArcPad Έχοντας ετοιμάσει όλα τα απαραίτητα αρχεία στην κατάλληλη μορφή, πραγματοποιήθηκε το επόμενο βήμα στη δόμηση της εφαρμογής, η εισαγωγή των δεδομένων στο ArcPad. Πρώτη εργασία που πραγματοποιήθηκε στον ArcPad είναι ο ορισμός των παραμέτρων στο menu options. Οι παράμετροι που ορίστηκαν είναι οι ακόλουθοι: Tab display - Ορισμός μονάδων χάρτη σε μέτρα - Ορισμός χρώματος υποβάθρου (background) σε λευκό χρώμα - Χρώμα επιλογής αντικειμένων σε κόκκινο - Pen Tolerance = 15pixels. Η παράμετρος pen tolerance ρυθμίζει την περιοχή που θα διερευνάται για αποθηκευμένη πληροφορία σε κάθε κλικ που κάνει ο χρήστης. Στην συγκεκριμένη περίπτωση αυξήθηκε η παράμετρος από 5 σε 15 με σκοπό την καλύτερη λειτουργικότητα της εφαρμογής. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 119

126 Tab Paths - Ορισμός των default paths που θα αναζητεί το πρόγραμμα δεδομένα με την λειτουργία add data. Tab Locale Tab Fonts - Ορισμός του locale ELL που παρέχει ως χώρα πραγματοποίησης της εφαρμογής την Ελλάδα και υποστήριξη της Ελληνική γλώσσας - Επιλέγεται η γραμματοσειρά με την οποία θα εμφανίζεται η πληροφορία στο χρήστη Στην συνέχεια, χρησιμοποιώντας την εντολή add data εισήχθηκαν οι θεματικές ενότητες και η εικόνα στο περιβάλλον απεικόνισης του χάρτη. Σ αυτό το σημείο δόθηκε προσοχή ώστε τα θεματικά επίπεδα να τοποθετηθούν με κατάλληλη σειρά ώστε να μην επικαλύπτονται μεταξύ τους. Με χρήση λοιπόν της εντολής Layers και των εργαλείων που αυτή παρέχει, τοποθετήθηκε στο χαμηλότερο επίπεδο η εικόνα, αμέσως μετά οι πολυγωνικές θεματικές ενότητες, έπειτα οι γραμμικές και τέλος οι σημειακές. Κατόπιν χρησιμοποιώντας και πάλι την εντολή Layers ορίστηκαν τα επίπεδα όπου θα είναι ορατά ή όχι στο χάρτη. Ταυτόχρονα από το ίδιο μενού μπορούν να οριστούν τα επίπεδα όπου θα μπορούν να μεταβληθούν (editable) και αυτά όπου θα παραμένουν αναλλοίωτα. Οι παράμετροι είναι πολύ εύκολοι στη χρήση τους και μπορούν να αλλάζουν ακόμα και κατά τη διάρκεια χρησιμοποίησης της εφαρμογής ανάλογα με τις ανάγκες του κάθε χρήστη. Η εισαγωγή των δεδομένων ολοκληρώθηκε με τον ορισμό των πεδίων τα οποία περιείχαν τα hyperlinks. Ο ορισμός των πεδίων μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσα από το menu layer properties (στη συγκεκριμένη θεματική ενότητα που είναι αποθηκευμένη η πληροφορία) στο tab hyperlink μέσα από το οποίο ορίζεται το πεδίο του πίνακα των περιγραφικών χαρακτηριστικών στο οποίο βρίσκεται το path (για τις εικόνες) ή το URL (για τις ιστοσελίδες) σε ένα τοπικό δίκτυο ή στο internet ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ CUSTOM TOOLBAR Η δόμηση της εφαρμογής έχει ως ένα βαθμό ολοκληρωθεί μετά και από την ολοκλήρωση των παραπάνω ρυθμίσεων. Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να συνδέσει ένα δέκτη GPS, να πλοηγηθεί στο χάρτη, να αντλήσει πληροφορία από τη βάση δεδομένων κοκ. Στο ακόλουθο βήμα επιχειρείται η δημιουργία ορισμένων custom toolbars που αποσκοπούν στην ευκολία χρήσης του συστήματος. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 120

127 Το ArcPad είναι σχεδιασμένο να λειτουργεί και να επικοινωνεί με το χρήστη μέσω της πολύ μικρής οθόνης του palmtop. Γι αυτό το λόγο όλα τα menu που περιέχουν τα εργαλεία του συστήματος εμφανίζονται ως submenus καθιστώντας τη χρήση τους δύσκολη και χρονοβόρα. Χρησιμοποιώντας τις λειτουργίες του ArcPad Studio, δημιουργήθηκε μία custom εργαλειοθήκη η οποία θα εμφανίζεται στην οθόνη του pda χωρίς submenus και η οποία περιέχει όλα τα χρήσιμα εργαλεία για τη λειτουργία της εφαρμογής από έναν απλό χρήστη. Τα εργαλεία που προστέθηκαν είναι τα ακόλουθα: Add data: Για την προσθήκη δεδομένων Zoom in: Μεγέθυνση του χάρτη (μετάβαση σε μικρότερες κλίμακες) Zoom out: Σμίκρυνση του χάρτη (μετάβαση σε μεγαλύτερες κλίμακες) Pan: Μετακίνηση μέσα στο χάρτη Add Internet server: Σύνδεση με ένα GIS Server και άντληση θεματικών επιπέδων από αυτόν Identify: Αναγνώριση χαρακτηριστικών μίας επιλεγμένης οντότητας Hyperlink: έναρξη της λειτουργίας των hyperlink και αναγνώριση των οντοτήτων που την υποστηρίζουν. Σύνδεση με την αποθηκευμένη πληροφορία (ιστοσελίδα, εικόνα κλπ). Η εργαλειοθήκη (toolbar) που δημιουργήθηκε παρατίθεται στην εικόνα 6.12 Εικόνα 6.12: Custom Toolbar Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 121

128 Για την δημιουργία της custom εργαλειοθήκης, ακολουθήθηκαν τα παρακάτω βήματα: Δημιουργία νέου configuration file Ορισμός properties αρχείου. Στο δενδρικό διάγραμμα, τα ArcPad XML elements & attributes απεικονίζονται ως κλαδιά του δέντρου. Με διπλό κλικ στο αρχείο ορίζονται τα properties στα οποία τσεκάρουμε τα check boxes που ενδιαφέρουν. Στη συνέχεια παρατηρείται ότι το element status bar έχει προστεθεί ως child στο δενδρικό διάγραμμα. Χρήση του εργαλείου toolbars για δημιουργία της custom toolbar (εικόνα 6.13) Αποθήκευση του αρχείου ως ArcPad.apx στο φάκελο system του ArcPad. Το ArcPad αναγνωρίζει και φορτώνει κατά την εκκίνηση μόνο τις εργαλειοθήκες που βρίσκονται αποθηκευμένες στο συγκεκριμένο φάκελο. Εικόνα 6.13: Δημιουργία Custom Toolbar και δενδρικό διάγραμμα Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 122

129 6.5.4 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ FORMS Η αποδοτική και ακριβής άντληση στοιχείων στο πεδίο αποτελεί κλειδί στη στήριξη ενός άρτιου συστήματος συλλογής δεδομένων, ανάλυσης και υψηλής ποιότητας παροχής υπηρεσιών. Πολλοί φορείς, βασίζουν τη συλλογή των δεδομένων πεδίου σε έντυπες φόρμες, κάτι που συνεπάγεται τη χειροκίνητη εισαγωγή της πληροφορίας στη βάση δεδομένων. Κάτι τέτοιο, αφενός καθυστερεί την ενημέρωση της βάσης και αφετέρου μπορεί να οδηγήσει σε δεδομένα χαμηλής ποιότητας, με δεδομένη τη πιθανότητα λαθών κατά την πληκτρολόγηση (Πετρόπουλος, 2005) Λαμβάνοντας υπ όψιν όλα τα παραπάνω, πραγματοποιήθηκε προσπάθεια δημιουργίας ψηφιακών forms για την άμεση συλλογή στοιχείων στο ύπαιθρο και την αυτόματη εισαγωγή αυτών στη βάση δεδομένων. Παράλληλα πίσω από τα forms δομήθηκαν εκφράσεις κώδικα VBScript, οι οποίες αναγνωρίζονται από τη φόρμα και δημιουργούν κάποιους κανόνες για την λειτουργικότητα αυτής, σε τομείς που ο κατασκευαστής του συστήματος επιθυμεί (για παράδειγμα δημιουργία κώδικα για τον έλεγχο των τιμών που εισέρχονται στο πεδίο ενός πίνακα ή την μη ικανότητα διαχείρισης του τάδε πεδίου κλπ). Στην παρούσα εργασία δομήθηκε μία ψηφιακή φόρμα που αφορούσε το θεματικό επίπεδο των εστιατορίων. Συγκεκριμένα, εξετάστηκε το σενάριο ο χρήστης κατά τη χρήση του συστήματος να εντοπίσει ένα νέο εστιατόριο στην περιοχή το οποίο δεν είναι αποθηκευμένο στη βάση δεδομένων. Δημιουργήθηκε λοιπόν μία ψηφιακή φόρμα, βάσει της οποίας ο χρήστης μπορεί να εισαγάγει τα περιγραφικά χαρακτηριστικά του εστιατορίου και αυτά να αποθηκευτούν αυτόματα στον πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών. Παράλληλα με τη χρήση του GPS η οντότητα αποκτά αυτόματα και γεωγραφική πληροφορία (συντεταγμένες σημειακής οντότητας) η οποία αποθηκεύεται και αυτή στο πίνακα geography που συνοδεύει το αντικείμενο. Τα βήματα που ακολουθήθηκαν για την δημιουργία της φόρμας παρατίθενται παρακάτω: Άνοιγμα του αρχείου restaurant.apl. Τα αρχεία apl είναι layer definition files τα οποία δημιουργούνται από την εξαγωγή του συμβολισμού του συγκεκριμένου shapefile (κατά τη διαδικασία δόμησης αρχείων για το ArcPad). Ακόμη τα αρχεία apl συσχετίζεται άμεσα με το shapefile και μπορεί να υποστηρίξει τη δημιουργία κώδικα VBScript. Άνοιγμα του εργαλείου Forms (button forms στην κεντρική εργαλεοθήκη) Έναρξη διαδικασίας editing της φόρμας Ορισμός ονόματος φόρμας (restaurant) Ορισμός σελίδων που θέλουμε να προσθέσουμε στη φόρμα (προστέθηκε μία με το όνομα restaurant information) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 123

130 Προσθήκη πεδίων εισόδου της πληροφορίας (controls) στη φόρμα. Πρόκειται για μία διαδικασία Drag & Drop του επιθυμητού control ανάλογα με την πληροφορία που εισέρχεται και ορισμό των ιδιοτήτων του (control properties). Τα properties έχουν να κάνουν με το όνομα που χρησιμοποιείται από το πρόγραμμα, τη λεζάντα που βλέπει ο χρήστης, τη θέση εμφάνισης μέσα στη φόρμα, τη στοίχιση (χειροκίνητα ή δίνοντας ακριβείς αποστάσεις κλπ). Τα control που υποστηρίζονται είναι: - Label - Edit - Button - Checkbox - Radio button - Image box - Combo box - List box - Slider - Up down - Date time - Sub table Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 124

131 Αποθήκευση της φόρμας στο αρχείο apl. Η τελική φόρμα όπως προέκυψε από τη διαδικασία Drag & Drop φαίνεται στο σχήμα Επόμενο βήμα στην όλη διαδικασία είναι η σύνταξη του κατάλληλου κώδικα VBScript που χρησιμοποιείται για να εξασφαλίσει τη σωστή λειτουργία της φόρμας. Στην προκειμένη περίπτωση ο κώδικας συντάχθηκε για να εξασφαλίσει τη σωστή λειτουργία του control ID. Έτσι η φόρμα προγραμματίστηκε με σκοπό ο χρήστης να μην έχει πρόσβαση στο πεδίο ID και μάλιστα αυτό να ενημερώνεται αυτόματα. Στην περίπτωση όπου υπάρχει πρόσβαση στο πεδίο ID, ενυπάρχει ο κίνδυνος να δημιουργηθούν διπλές εγγραφές στον πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών (αφού ο χρήστης δεν γνωρίζει τι τιμές υπάρχουν αποθηκευμένες στη βάση) με αποτέλεσμα τη μείωση της λειτουργικότητας της βάσης. Γι αυτό το λόγο, δημιουργήθηκε το κατάλληλο script το οποίο απαγορεύει στο χρήστη να έχει πρόσβαση στο ID (παγωμένο πεδίο frozen field) και μάλιστα ο κώδικας, αναζητάει μέσα στον πίνακα τις εγγραφές και εφοδιάζει το πεδίο με την αμέσως επόμενη μεγαλύτερη τιμή (αν η τελευταία τιμή είναι 50 η επόμενη οντότητα θα πάρει τιμή 51). Η σύνταξη του κώδικα βασίζεται στη γλώσσα προγραμματισμού VBScript ενώ για τη σύνταξή της χρησιμοποιείται ο script editor του ArcPad Builder. Η ενεργοποίηση του Script editor γίνεται μέσω του Edit Script button (στη βασική toolbar) ενώ παράλληλα με την ενεργοποίηση του δημιουργείται αυτόματα ένα νέο αρχείο κατάληξης.vbs (VBScript source file). Το αρχείο αυτό επισυνάπτεται στο layer definition file (.apl) και έχει το ίδιο όνομα με αυτό, αλλά διαφορετική κατάληξη (.vbs). Τέλος να σημειώσουμε ότι για τη σωστή λειτουργία της φόρμας και του κώδικα απαιτείται τα τρία συσχετιζόμενα αρχεία.vbs, apl και.shp, να αποθηκεύονται στο ίδιο directory. Οι ρουτίνες που αναπτύχθηκαν για τη σύνταξη του κώδικα είναι η Initialize form και η Return Next Record (που χρησιμοποιήθηκε ως Return Next ID): Initialize form. Η συγκεκριμένη ρουτίνα καλείται μόλις ενεργοποιείται η φόρμα και μετατρέπει το πεδίο ID σε read only με αποτέλεσμα ο χρήστης να μην έχει πρόσβαση σε αυτό (εμφανίζεται ως frozen πεδίο). Return Next ID. Η συγκεκριμένη ρουτίνα αποτελεί υπορουτίνα της Initialize form που αναλύθηκε παραπάνω. Η ενεργοποίηση της γίνεται κατά την προσθήκη νέων χαρακτηριστικών (στην περίπτωσή μας εστιατόρια) και ο ρόλος της έγκειται στο να εντοπίζει το μέγιστο καταγεγραμμένο αριθμό στο πεδίο ID και να τελικά να επιστρέφει τον αμέσως επόμενο αποθηκεύοντας την πληροφορία αυτόματα. Το παράθυρο δομής του κώδικα VBScript καθώς και ένα κομμάτι του κώδικα που χρησιμοποιήθηκε φαίνεται στην εικόνα Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 125

132 Μετά την ολοκλήρωση σύνταξης του κώδικα, χρησιμοποιείται η εντολή compile για επιβεβαίωση της σωστής σύνταξης και αν όλα έχουν λειτουργήσει κανονικά, ακολουθεί η επισύναψη του κώδικα στο αντίστοιχο control. Η επισύναψη πραγματοποιείται μέσα από το form properties και συγκεκριμένα το tab events. Στη συγκεκριμένη περίπτωση θέλουμε ο κώδικας να ενεργοποιείται κάθε φορά που ο χρήστης προσθέτει μία οντότητα. Για το λόγο αυτό επιλέχτηκε το event «onload» και σε αυτό ρυθμίστηκε κατάλληλα το κάλεσμα της ρουτίνας «initialize form» (εικόνα 6.14). Εικόνα 6.14: Επισύναψη κώδικα στην φόρμα Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 126

133 Εικόνα 6.15: Δόμηση φόρμας μέσα από διαδικασία Drag & Drop Εικόνα 6.16: Παράθυρο σύνταξης κώδικα VBScript Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 127

134 6.5.5 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ RED LINE TOOLBAR Στο τελευταίο βήμα δόμησης της εφαρμογής προστέθηκε μία ακόμη εργαλειοθήκη, η Redline Toolbar με σκοπό να προσδώσει περισσότερες λειτουργικές ικανότητες στο τελικό σύστημα LBS. Η συγκεκριμένη εργαλειοθήκη, παρέχεται υπό μορφή applet στα samples του Arcpad Builder και για την ενεργοποίηση της απαιτείται η μεταφορά των σχετικών αρχείων στο φάκελο Applets του ArcPad. Όπως γίνεται κατανοητό η δόμηση τέτοιου είδους toolbars είναι δουλειά του ArcPad Builder ο οποίος παρέχει τα απαραίτητα εργαλεία για την υλοποίηση της συγκεκριμένης εργασίας. Σκοπός της Redline Toolbar είναι η παροχή εργαλείων σημείωσης πάνω στο χάρτη. Η λειτουργία της έχει βασιστεί στον τρόπο όπου ένας χρήστης σημειώνει πάνω σε έναν αναλογικό χάρτη περιοχές ενδιαφέροντος. Συγκεκριμένα, με την ενεργοποίηση της εργαλειοθήκης, δημιουργείται ένα γραμμικό αρχείο shapefile (ένα redline layer), πάνω στο οποίο ο χρήστης μπορεί να σχεδιάζει τόξα, να γράφει ελεύθερο κείμενο, να κυκλώνει περιοχές και γενικά μπορεί να διαχειρίζεται όλες αυτές τις λειτουργίες που θα επιθυμούσε να πράξει με το χέρι (όπως ακριβώς σε έναν αναλογικό χάρτη). Όλη η πληροφορία τελικά αποθηκεύεται στο γραμμικό αρχείο το οποίο μετέπειτα μπορεί να διαγραφεί ή να επεξεργαστεί περαιτέρω. Όσον αφορά το θέμα τις σχεδίασης, να αναφέρουμε ότι μπορούν να επιλεγούν τρία διαφορετικά πάχη γραμμών καθώς και τρία διαφορετικά χρώματα. Τα εργαλεία της redline toolbar φαίνονται στην εικόνα Δημιουργία ενός Redline layer Επιλογή χρώματος και πάχους για κάθε νέο redline feature Διαγραφή επιλεγμένων redline features Διαγραφή όλων των redline features Απομακρύνει το redline layer από το χάρτη Βοήθεια Εικόνα 6.17: Εργαλεία Redline Toolbar (Πετρόπουλος, 2005) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 128

135 6.5.6 GPS & ArcPAD Όπως αναφέρθηκε και στην παράγραφο 6.5, κύριο χαρακτηριστικό του ArcPad είναι η ικανότητα σύνδεσης με ένα δέκτη GPS. Από τη στιγμή που ο δέκτης συνδεθεί, παρέχει τη θέση της συσκευής, και άρα του χρήστη αυτής στο γεωγραφικό χώρο του συστήματος (σε ένα χάρτη με συγκεκριμένο σύστημα αναφοράς και προβολή). Με αυτό τον τρόπο μπορούν να αξιοποιηθούν και οι υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης στις οποίες ο χρήστης μπορεί να συντάσσει ερωτήματα στη βάση δεδομένων χρησιμοποιώντας ως κριτήριο τη θέση που βρίσκεται. Το μειονέκτημα των συσκευών που χρησιμοποιούνται σε αυτή την περίπτωση είναι η ακρίβεια με την οποία μπορούν να προσδιορίσουν τη θέση τους. Έτσι οι περισσότεροι από αυτούς τους δέκτες είναι απλοί στην κατασκευή τους και παρέχουν συντεταγμένες της θέσης με μία ακρίβεια της τάξης των 10 με 15 μέτρων. Από την άλλη, το μειονέκτημα αυτό δεν είναι συνάμα και δεσμευτικό αφού στη δόμηση υπηρεσιών αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης, αυτή η ακρίβεια είναι ικανοποιητική για τη σωστή λειτουργία του συστήματος. Σ αυτό το σημείο, να αναφέρουμε ότι υπάρχουν περιθώρια βελτίωσης της ακρίβειας με χρήση δεκτών διαφορικού GPS οπότε ο προσδιορισμός της θέσης γίνεται κατά τρεις φορές καλύτερος (από 5m έως και κάποια εκατοστά στην καλύτερη περίπτωση). Εκεί που δεν μπορούμε να έχουμε καλό προσδιορισμό θέσης είναι στο υψόμετρο το οποίο προσδιορίζεται με ακρίβεια χειρότερη κατά τρεις τάξεις σε σχέση με την οριζοντιογραφική θέση. Βέβαια, για τις απλές εφαρμογές αυτό είναι δεν αποτελεί σημαντικό πρόβλημα δεδομένου ότι τα περισσότερα συστήματα αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης δουλεύουν με χάρτες δύο διαστάσεων (σε πιο σύνθετες εφαρμογές που έχουν ως υπόβαθρο τρισδιάστατα μοντέλα αυτός ο παράγοντας θα έπαιζε σημαντικό ρόλο). Όσον αφορά την επικοινωνία δέκτη - ArcPad, αυτή μπορεί να επιτευχθεί με έναν από τους ακόλουθους τρόπους: Χρήση του πρωτοκόλλου NMEA 0183 (National Marine Electronics Association) Χρήση του πρωτοκόλλου TSIP (Trimble Standard Interface Protocol) Πρωτόκολλο Delorne Earthmate Όλα τα παραπάνω πρωτόκολλα υποστηρίζονται από το λογισμικό του ArcPad και μπορούν να χρησιμοποιηθούν έχοντας πάντα κάνει τις κατάλληλες ρυθμίσεις. Στην δόμηση της δικής μας εφαρμογής χρησιμοποιήθηκε το πρωτόκολλο NMEA με σύνδεση ενός εξωτερικού δέκτη στο σύστημα και το οποίο αναλύεται περαιτέρω στην ακόλουθη παράγραφο. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 129

136 Το πρωτόκολλο επικοινωνίας NMEA έχει ως στόχο την διευκόλυνση της διασύνδεσης και εναλλαξιμότητας εξοπλισμού συσκευών πλοήγησης, ελαχιστοποιώντας με αυτόν τον τρόπο την αδυναμία που μπορεί να υπάρξει στην επικοινωνία με συσκευές από διαφορετικούς κατασκευαστές ενώ παράλληλα εξυπηρετεί τους χρήστες στην επιλογή συμβατού εξοπλισμού (web, Συγκεκριμένα, το πρωτόκολλο ΝΜΕΑ επιτρέπει μονόδρομη μετάδοση δεδομένων από έναν ομιλητή (talker στην περίπτωση μας είναι ο δέκτης GPS) σε έναν ή περισσότερους ακροατές (listeners στην περίπτωση μας είναι το ArcPad). Τα δεδομένα μεταδίδονται υπό μορφή ASCII χαρακτήρων σε πακέτα από 20 έως 79 χαρακτήρες με χρόνο μετάδοσης μεγαλύτερο του 1 δευτερολέπτου. Τέλος να αναφέρουμε ότι το ΝΜΕΑ βασίζεται κατά κύριο λόγο στο πρωτόκολλο RS 232 ενώ κατά τη λειτουργία του ενυπάρχουν οι ακόλουθοι περιορισμοί (Πετρόπουλος, 2005): Δεν επιτρέπεται η χρήση του σε εφαρμογές που προϋποθέτουν επικοινωνία σε μεγάλες ταχύτητες όπως επεξεργασία video, εικόνας, επικοινωνία με βάσεις δεδομένων κλπ. Υπάρχει περιορισμένος μηχανισμός ελέγχου της ορθότητας που μεταφέρεται ενώ παράλληλα δεν υπάρχει εγγύηση για την παράδοση της πληροφορίας στον τελικό αποδέκτη ΣΥΝΔΕΣΗ ΤΟΥ ΔΕΚΤΗ GPS Ο δέκτης GPS που χρησιμοποιήθηκε για την δόμηση της παρούσας εφαρμογής είναι ο «TFAC CF-30LP Compact Flash GPS Receiver», ο οποίος συνδέεται εξωτερικά στο ειδικό slot του pda και μπορεί να επικοινωνεί με αυτό χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο ΝΜΕΑ. Τα γενικά χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου δέκτη είναι τα ακόλουθα: Εντοπισμός με ακρίβεια της τάξης των m Δυνατότητα επιλογής διαφόρων Datum (ως Default είναι προεπιλεγμένο το WGS84) Ενσωματωμένη κεραία λήψης Αυτόνομη λειτουργία σχεδίασης Μικρή κατανάλωση ενέργειας για τη σύνδεση σε φορητές συσκευές Εύκολη προσαρμογή του σε mobile συσκευές όπως PDA ή notebook PCs 12 κανάλια "All-In-View" Tracking RF connector για εξωτερική GPS antenna Υποστήριξη του πρωτοκόλλου NMEA-0183 Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 130

137 Εύκολη στη χρήση λειτουργία Ειδική σχεδίαση για χρήση σε αστικές περιοχές και γενικότερα περιοχές με περιορισμένη ορατότητα σε δορυφόρους Μικρός απαιτούμενος χρόνος εκκίνησης Compact Flash type I interface Πιστοποίηση MIL-STD-810F Εξωτερική κεραία για καλύτερη λήψη σήματος GPS Συμβατό με τα λογισμικά, Tomtom Navigator 2 / 3, Power LOC Destinator 3, Mapopolis UK, Microsoft Pocket Streets 2002 κλπ. Εικόνα 6.18: Δέκτης GPS TFAC CF-30LP Compact Flash GPS Receiver ( Για να λειτουργήσει ο συγκεκριμένος δέκτης, αρκεί να συνδεθεί με τη συσκευή PDA και να ρυθμιστούν οι ιδιότητες λειτουργίας του μέσα από το λογισμικό του ArcPad ώστε να αναγνωρίζεται ως συσκευή και να επικοινωνεί με τις απαιτούμενες προδιαγραφές. Η ρύθμιση των ιδιοτήτων (properties) πραγματοποιείται μέσα από το παράθυρο ArcPad Options και συγκεκριμένα των tab Protocol, GPS, Quality, Capture, Alerts και Location. Οι ρυθμίσεις που πραγματοποιήθηκαν για τους σκοπούς της συγκεκριμένης εργασίας είναι οι ακόλουθες: Tab Protocol (εικόνα 6.19) - Ρύθμιση αυτόματης ενεργοποίησης του δέκτη ή όχι (δεν επιλέχθηκε η συγκεκριμένη λειτουργία) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 131

138 - Ορισμός πρωτοκόλλου επικοινωνίας (επιλέχθηκε το πρωτόκολλο ΝΜΕΑ) - Επιλογή Datum αναφοράς (επιλέχθηκε το D_GGRS_1987 που είναι το αντίστοιχο του ΕΓΣΑ 87) - Ρύθμιση χρησιμοποίησης της παραμέτρου του ύψους ή όχι (δεν επιλέχθηκε) Εικόνα 6.19: Ρύθμιση των ιδιοτήτων στο Tab Protocol Tab GPS. Σε αυτό το tab ορίζονται οι παράμετροι επικοινωνίας του δέκτη με τη συσκευή pda. Στην προκειμένη περίπτωση ο δέκτης αναγνωρίστηκε αυτόματα και διατηρήθηκαν οι default τιμές για τα πεδία. - Ορισμός της θύρας επικοινωνίας (port επιλέχθηκε το port 1) - Ορισμός της παραμέτρου baud (τιμή 4800) - Ορισμός της παραμέτρου data bits (τιμή 8) - Ορισμός της παραμέτρου parity (τιμή none) - Ρύθμιση της παραμέτρου stop bits (τιμή 1) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 132

139 Εικόνα 6.20: Ρύθμιση των ιδιοτήτων στο Tab GPS Tab Quality. Σε αυτό το παράθυρο ορίζονται οι παράμετροι ποιότητας που πρέπει να ικανοποιούν οι συντεταγμένες που εισέρχονται στο ArcPad. - Ενεργοποίηση των compulsory warnings (ενεργοποίηση των κριτηρίων ποιότητας) - Maximum PDOP: ορισμός της τιμής PDOP κάτω από την οποία θα αποδεχόμαστε τις μετρήσεις (δεν επιλέχθηκε) - 3D mode: ορίζει στο δέκτη να δίνει τιμές συντεταγμένων μόνο αν αυτές είναι και στις τρεις διαστάσεις (σε περιπτώσεις όπου ο δέκτης δεν έχει καλή ορατότητα προσφέρει δυσδιάστατες συντεταγμένες, με τη ρύθμιση αυτή του ορίζουμε να απορρίπτει αυτές τις τιμές) Εικόνα 6.21: Ρύθμιση των ιδιοτήτων στο Tab Quality Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 133

140 Tab Capture. Στο συγκεκριμένο παράθυρο ενεργοποιείται η λειτουργία averaging κατά την οποία οι εισερχόμενες τιμές αθροίζονται και τελικά βγαίνει ο μέσος όρος ο οποίος προσφέρεται στο χρήστη ως ζεύγος τελικών συντεταγμένων. Η λειτουργία αυτή χρησιμοποιείται όταν θέλουμε να αυξήσουμε την ακρίβεια προσδιορισμού της θέσης και η λειτουργία της στηρίζεται στις παραμέτρους που του ορίζουμε (δηλαδή ανά πόσα σημεία να βγάζει μέσο όρο). - Ορισμός της παραμέτρου points (τιμή 25) - Ορισμός της παραμέτρου vertices (τιμή 20) και στις δύο παραμέτρους συνίσταται οι εισερχόμενες τιμές να μην υπολείπονται των 20 θέσεων. Εικόνα 6.22: Ρύθμιση των ιδιοτήτων στο Tab Capture Tab Alerts. Στο συγκεκριμένο tab ορίζονται τα ηχητικά ή οπτικά μηνύματα που εμφανίζονται στο χρήστη στην περίπτωση δυσλειτουργίας του GPS. Στην συγκεκριμένη εφαρμογή αφέθηκαν οι ρυθμίσεις στις default τιμές (εικόνα 6.23). Tab Location. Σε αυτή τη σελίδα παρουσιάζονται οι τιμές της τελευταίας γνωστής θέσης του GPS καθώς ορίζεται και η παράμετρος της απόστασης κάτω από την οποία ο δέκτης θα προειδοποιεί για ύπαρξη του προορισμού (στην περίπτωση όπου διαλέγουμε έναν προορισμό ως target). - Ορισμός της παραμέτρου DST Distance Alert (τιμή 100m) Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 134

141 Εικόνα 6.23: Ρύθμιση των ιδιοτήτων στο Tab Alerts Εικόνα 6.24: Ρύθμιση των ιδιοτήτων στο Tab Location Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 135

142 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ GPS ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΟΥ ArcPAD Έχοντας ολοκληρώσει όλες τις παραπάνω ρυθμίσεις, ο δέκτης είναι έτοιμος να λειτουργήσει και να επικοινωνήσει με το λογισμικό του ArcPad παρέχοντας αξιόπιστο σήμα και προσδιορισμό της θέσης πάνω στο χάρτη. Η λειτουργία του GPS μέσα από το περιβάλλον του ArcPAD πραγματοποιείται μέσα από την εργαλειοθήκη GPS η οποία αποτελείται από τέσσερα επιμέρους εργαλεία: GPS position window. Απεικονίζονται πληροφορίες σχετικές με τους δορυφόρους που βλέπει ο δέκτης, τη θέση του δέκτη και την πλοήγηση. Τα δεδομένα αυτά υπολογίζονται από το δέκτη GPS και απεικονίζονται στο περιβάλλον του ArcPAD μέσω του πρωτοκόλλου επικοινωνίας. Εικόνα 6.25: GPS Position window GPS active. Ενεργοποιείται και απενεργοποιείται ο δέκτης GPS Track Log. Παρέχεται η δυνατότητα καταγραφής της πορείας του δέκτη (και άρα του χρήστη) και την αποθήκευσή της σε ένα shapefile. Το εργαλείο τίθεται προς χρήση από τη στιγμή που το GPS ενεργοποιηθεί μέσω της εντολής GPS active και η πορεία καταγράφεται με μία κόκκινη γραμμή στο shapefile. Το αρχείο αυτό είναι διαθέσιμο για περαιτέρω επεξεργασία ενώ θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι δημιουργημένες οντότητες διατηρούν το σύστημα αναφοράς και την προβολή του αρχικού χάρτη. GPS Debug. Με την ενεργοποίηση της συγκεκριμένης λειτουργίας, ανοίγει ένα παράθυρο, το GPS Debug window στο οποίο ο χρήστης έχει την ικανότητα να βλέπει τα μηνύματα του πρωτοκόλλου ΝΜΕΑ που μεταφέρονται στο ArcPad. Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 136

143 Εικόνα 6.26: GPS Debug Window 6.6 ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΣΤΟ PDA ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΣΤΟ ΠΕΔΙΟ Με την ολοκλήρωση και των παραπάνω ρυθμίσεων, η εφαρμογή έχει ολοκληρωθεί, το σύστημα LBS έχει δομηθεί και είναι έτοιμο προς χρήση τόσο σε ένα laptop όσο και σε μία συσκευή pda. Το μόνο που απαιτείται για τη λειτουργία της εφαρμογής είναι η κατάλληλη μεταφορά των αρχείων στη συσκευή. Η μεταφορά των αρχείων πραγματοποιήθηκε μέσω του λογισμικού Microsoft ActiveSync. Το συγκεκριμένο πρόγραμμα έχει τη δυνατότητα εγκατάστασης σε έναν desktop ή laptop υπολογιστή προσφέροντας υπηρεσίες διασύνδεσης με φορητές συσκευές. Από τη στιγμή που μία φορητή συσκευή συνδεθεί στον υπολογιστή, αναγνωρίζεται και συγχρονίζεται με τις ρυθμίσεις αυτού. Η μεταφορά των δεδομένων είναι εύκολη υπόθεση αφού το pda εμφανίζεται ως εξωτερικός σκληρός δίσκος στον οποίο μπορούμε να αντιγράψουμε αρχεία, να τα διαχειριστούμε κλπ. Με την παραπάνω λοιπόν λογική, αντιγράφηκαν τα απαραίτητα αρχεία (shapefiles, web pages, images και αρχείο apm) στον αποθηκευτικό χώρο του PDA και η εφαρμογή λειτούργησε κανονικά με όλα τα εργαλεία της, ανοίγοντας το αρχείο.apm με το ArcPad (που ήταν ήδη εγκατεστημένο στο pda). Το πρόβλημα που παρουσιάστηκε στο σημείο αυτό είναι και πάλι ο συμβολισμός των οντοτήτων. Κατά τη μεταφορά των δεδομένων από τον Η/Υ στο pda, αυτά υπόκεινται σε ένα είδος αλλοίωσης του συμβολισμού τους. Αυτό παρατηρείται λόγω του ότι το pda μπορεί να υποστηρίξει μόνο αριθμητικά σύμβολα ή σύμβολα της αλφαβήτου, έτσι κάθε σύνθετο σύμβολο δομημένο στο ArcPad του laptop μετατρέπεται σε ένα απλό αριθμητικό σύμβολο ή σύμβολο της αγγλικής αλφαβήτου. Μη έχοντας τη δυνατότητα να Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 137

144 ελεγχθεί αυτή η παραμόρφωση των συμβόλων αποδεχτήκαμε τα παραγόμενα απλά σύμβολα για την απεικόνιση των οντοτήτων μας. Επόμενο βήμα είναι ο έλεγχος της εφαρμογής στο πεδίο. Συνδέθηκε λοιπόν το GPS στο PDA, ανοίχτηκε το αρχείο apm και από τη στιγμή που ο δέκτης προσδιόρισε το σήμα του, ξεκίνησε η περιήγηση και η δοκιμή της παρεχόμενης υπηρεσίας. Παρατηρήθηκε ότι η εφαρμογή δούλεψε σωστά σύμφωνα με τις προδιαγραφές που είχαν οριοθετηθεί στο αρχικό βήμα δόμησης της. Συγκεκριμένα δοκιμάστηκαν οι ακόλουθες υπηρεσίες: Προσδιορισμός της θέσης του χρήστη στο σύστημα ΕΓΣΑ 87 και παροχή πληροφοριών ανάλογα με τη θέση αυτού. Δυνατότητα άντλησης πληροφοριών τόσο για τη συγκεκριμένη θέση του χρήστη όσο και για μία περιοχή ενδιαφέροντος. Δυνατότητα αναζήτησης πληροφοριών μέσα στη βάση δεδομένων ανάλογα με το θεματικό επίπεδο που αυτές ανήκουν. Ικανότητα πλοήγησης μέσα στο χάρτη, θέτοντας μία θέση ως προορισμό Παροχή εργαλείων μέσα από την custom toolbar για την εύκολη διαχείριση του χάρτη και των πληροφοριών αυτού. Ικανότητα λειτουργίας hyperlink. Παροχή της εργαλειοθήκης Red line toolbar για τη δημιουργία σημειώσεων πάνω στο χάρτη. Δυνατότητα προσθήκης νέων οντοτήτων μέσα από κατάλληλες φόρμες εισαγωγής δεδομένων (forms). Ικανότητα σύνδεσης με μία image service ενός webserver για άντληση θεματικών επιπέδων και διενέργεια ερωτημάτων στον server (συντάσσεται το ερώτημα, αποστέλλεται στο server και εκείνος με τη σειρά του δίνει τις απαραίτητες απαντήσεις). Μ. ΔΡΟΣΟΣ - ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ & WEB GIS 138

145 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Κάβουρας Μ, ΑΡΧΕΣ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ και Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών, Αθήνα, Σεπτέμβριος Τσούλος Λ, ΨΗΦΙΑΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΑ, Αθήνα, Νοέμβριος Βέης Γ, Μπιλήρης Χ, Παπαζήση Κ, ΑΝΩΤΕΡΗ ΓΕΩΔΑΙΣΙΑ, Αθήνα, Νάκος Β και Φιλιππακοπούλου Β (1992) Διδακτικές σημειώσεις ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΑ, ΣΑΤΜ, Ε.Μ.Π., Αθήνα, Ιούνιος. Νάκος Β, Φιλιππακοπούλου Β, ΓΕΝΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΑ, Αθήνα, Δεληκαράογλου Δ. (2003) - ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΓΕΩΔΑΙΣΙΑΣ, Αθήνα. Robinson A, Morrison J, Muehrcke Ph, Kimerling J, Guptill St, ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΑΣ, Πανεπιστημιακές εκδόσεις Ε.Μ.Π, Αθήνα, Κουτσόπουλος Κ, ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ: ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΧΩΡΟΥ, Αθήνα, Κουτσόπουλος Κ, ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΧΩΡΟΥ, Αθήνα, 2002 Κουτσόπουλος Κ, Ανδρουλακάκης Ν, ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ArcGIS, Αθήνα, 2003 Marathon Data Systems, Εισαγωγή στο Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) ArcGIS I, Αθήνα, Οκτώβριος 2004

146 Marathon Data Systems, Εισαγωγή στο ArcGIS ΙI, Αθήνα, 2004 Παραδείσης Δ, ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΓΕΩΔΑΙΣΙΑΣ, Αθήνα, Νοέμβριος 2000 Γεωργίου Ε., ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΘΕΣΗΣ, Διπλωματική Εργασία, Σχολή Αγρονόμων Τοπογράφων Μηχ/κων, Ε.Μ.Π., Ιούνιος 2003 Δεληκαράογλου Δ, Γεωργίου Ε, Υπηρεσίες αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσης Μία τυπική εφαρμογή για το Μέτσοβο, Πρακτικά (υπό έκδοση) 4 ου Διεπιστημονικού Συνεδρίου του Ε.Μ.Π. και του ΜΕ.Κ.Δ.Ε. του Ε.Μ.Π. Η Ολοκληρωμένη Ανάπτυξη της Ηπείρου, Μέτσοβο, Σεπτεμβρίου, 2004 Δεληκαράογλου Δ, Ο Ρόλος της Γεωπληροφορικής στην Τουριστική Ανάπτυξη Η περίπτωση των Υπηρεσιών Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης, Ημερίδα Τουρισμός και Περιφερειακή Ανάπτυξη, Αθήνα, 21 Ιανουαρίου 2005 (Πρακτικά υπό έκδοση) Δεληκαράογλου Δ, Εξελισσόμενες Τεχνικές, πρότυπα, τάσεις και προκλήσεις από το χώρο της Χαρτογραφίας και της Γεωπληροφορικής για την ανάπτυξη Υπηρεσιών Αξιοποίησης της Γεωγραφικής Θέσης, Πρακτικά (υπό έκδοση) 8 ου Εθνικού Συνεδρίου Χαρτογραφίας, Θεσσαλονίκη, Νοεμβρίου 2004

147 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΗΘΗΚΕ ΚΑΤΑ ΤΗ ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ ΤΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ Η διαδικασία της γεωαναφοράς πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του προγράμματος ER MAPPER 6.4 και συγκεκριμένα του Geocoding wizard (Process Geocoding Wizard). Οι διαδικασίες που ακολουθήθηκαν είναι η γεωαναφορά της εικόνας στο σύστημα WGS 84 (χρήση του εργαλείου polynomial) και στην συνέχεια μεταφορά της εικόνας στο ΕΓΣΑ 87 (χρήση του εργαλείου map to map projection). Τα βήματα που ακολουθήθηκαν παρατίθενται στις ακόλουθες εικόνες: Γεωαναφορά της εικόνας Βήμα 1: Ορισμός αρχείου εισαγωγής (εικόνα όπως κατέβηκε από το διαδίκτυο) και επιλογή του εργαλείου για πολυωνυμικό μετασχηματισμό (polynomial)

148 Βήμα 2: Ορισμός Quadratic αφού θέλουμε να έχουμε γεωαναφορά της εικόνας στις δύο διαστάσεις. Βήμα 3: Ορισμός του συστήματος αναφοράς και της προβολής στην οποία θα αναφέρεται η εικόνα μετά τη διαδικασία της γεωαναφοράς.

149 Βήμα 4: Στόχευση των σημείων στη δορυφορική εικόνα και εισαγωγή των συντεταγμένων τους στην παραπάνω φόρμα, υπολογισμός του σφάλματος RMS για το κάθε σημείο και διαδικασία εναλλαγής σημείων που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του RMS με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτού. Με κόκκινο χρώμα είναι τα σημεία τα οποία δεν υπολογίζονται.

150 Βήμα 5: Ορισμός αρχείου αποθήκευσης της εικόνας και προσδιορισμός μεγέθους pixel κατά Χ και κατά Υ (ορίστηκαν οι default τιμές). Επιλογή μεθόδου αναδόμησης (επιλογή της μεθόδου Bilinear). Map to Map Projection Βήμα 1: Ορισμός της μεθόδου Map to Map projection από τον Geocoding Wizard και αρχείου εισαγωγής (επιλέχθηκε το αρχείο που προέκυψε από την προηγούμενη μέθοδο)

151 Βήμα 2: Αυτόματη αναγνώριση του συστήματος αναφοράς και της προβολής στην οποία αναφέρεται η εισερχόμενη εικόνα και ορισμός του συστήματος αναφοράς και προβολής στο οποίο θέλουμε να αναφέρεται η εξαγόμενη εικόνα. Βήμα 3: Ορισμός του αρχείου που θα σωθεί η εικόνα, διαστάσεων pixel (χρησιμοποιήθηκαν οι default τιμές) και μεθόδου αναδόμησης (επιλέχθηκε η μέθοδος Bilinear)