Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα (GIS)

Transcript

1 Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα (GIS) Εισαγωγή Η ανάπτυξη τεχνολογικά προηγμένων συστημάτων για την αποτελεσματικότερη αποθήκευση, ανάλυση και παρουσίαση γεωγραφικών δεδομένων, οδήγησε στη δημιουργία των Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων ΓΠΣ (Geographical Information Systems, και σε συντομογραφία G.I.S). Σύμφωνα με έναν γενικό ορισμό (Χαλκιάς 2006) τα ΓΠΣ αποτελούν «το σύνολο υλικού, λογισμικού και διαδικασιών το οποίο με την κατάλληλη χρήση υποστηρίζει τη συλλογή, διαχείριση, ανάλυση, μοντελοποίηση και παρουσίαση δεδομένων με χωρική αναφορά για την επίλυση προβλημάτων διαχείρισης και σχεδιασμού». Ή απλούστερα θα μπορούσε να ειπωθεί ότι τα ΓΠΣ είναι «συστήματα υπολογιστών τα οποία διατηρούν και χρησιμοποιούν δεδομένα που περιγράφουν συγκεκριμένες περιοχές της γης». Στις μέρες μας, τα ΓΠΣ έχουν αναδειχθεί ως μια αποτελεσματική τεχνολογία διαχείρισης και ανάλυσης γεωγραφικών δεδομένων. Οι εξελιγμένες δυνατότητες τις οποίες παρέχουν για την αποθήκευση, ανάκτηση ανάλυση, μοντελοποίηση και χαρτογραφική απόδοση εκτεταμένων περιοχών με τη χρήση μεγάλου όγκου χωρικών δεδομένων, έχει οδηγήσει σε βαθμιαία εξάπλωση των εφαρμογών τους. Ένας συνηθισμένος τρόπος θεώρησης των ΓΠΣ, είναι αυτός της οργάνωσης των χωρικών πληροφοριών με σειρά επιπέδων (layers) τα οποία αφορούν στην ίδια γεωγραφική περιοχή (σχ.1). Το καθένα από αυτά τα επίπεδα περιλαμβάνει είτε δεδομένα στην αρχική τους μορφή (π.χ. τοπογραφικές μετρήσεις, δορυφορικές εικόνες κτλ) είτε επεξεργασμένες θεματικές πληροφορίες (π.χ. είδος βλάστησης, τύπος εδαφών, κλίση επιφανειών, αποτελέσματα ανάλυσης δορυφορικών δεδομένων κτλ). Τα τελευταία αποτελούν και τα θεματικά επίπεδα ενός ΓΠΣ. Χρήσεις γης Οδικό δίκτυο Βλάστηση Χώροι αναψυχής Κλπ Σχ. 1: Θεματικά επίπεδα ενός ΓΠΣ «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -1-

2 Τα θεματικά επίπεδα είναι προσανατολισμένα σ' ένα κοινό σύστημα αναφοράς, ώστε να καθίσταται δυνατή η υπέρθεσή τους. Σημειώνεται, ότι παρότι τα ΓΠΣ βασίζονται σε πληροφοριακά συστήματα, η χρήση της πληροφορικής δεν είναι αυτονόητη. Ανάλογες τεχνικές οργάνωσης και ανάλυσης γεωγραφικών πληροφοριών με συμβατικά μέσα, θα μπορούσαν να δώσουν αντίστοιχα αποτελέσματα. Αυτό όμως είναι σχεδόν αδύνατο να πραγματοποιηθεί σε κάποιο λογικό χρονικό διάστημα. Έτσι, σε πρακτικό επίπεδο τα δεδομένα και οι παράγωγες πληροφορίες είναι οργανωμένα σε ψηφιακή μορφή και η επεξεργασία τους γίνεται με ειδικό λογισμικό, ώστε να αξιοποιούνται οι δυνατότητες και τα πλεονεκτήματα που παρέχει η πληροφορική. Τα πλεονεκτήματα αυτά φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. Ψηφιακά συστήματα ευκολία αναθεώρησης ευκολία συντήρησης εύκολη και γρήγορη μεταφορά - διαμοιρασμός της πληροφορίας (συχνά και μέσα από το διαδίκτυο) μικρές απαιτήσεις για αποθηκευτικό χώρο (σε ψηφιακά μέσα) εύκολη, γρήγορη και πολλές φορές αυτοματοποιημένη ανάλυση Αναλογικά συστήματα πλήρης ανακατασκευή ολόκληρου του χάρτη φθορά των αναλογικών χαρτών με το χρόνο αργή μεταφορά (π.χ. με τη χρήση του παραδοσιακού ταχυδρομείου) μεγάλες απαιτήσεις σε αποθηκευτικό χώρο (π.χ. χαρτοθήκες) σημαντικές δυσκολίες, και ανακρίβειες στην ανάλυση (π.χ. μέτρηση εμβαδών) Πίνακας 1: Χαρακτηριστικά ψηφιακών και αναλογικών συστημάτων Πολλές φορές με τον όρο GIS αποδίδονται δύο διαφορετικές έννοιες. Η πρώτη αναφέρεται στο πλήρες σύστημα, το οποίο περιλαμβάνει ως δομικά στοιχεία υλικό, δεδομένα, λογισμικό, ανθρώπινο δυναμικό και διαδικασίες. Τα στοιχεία αυτά είναι απαραίτητα για την επίλυση ενός χωρικού προβλήματος (εφαρμογή GIS). Η δεύτερη εστιάζει στο λογισμικό GIS, το οποίο συχνά είναι ένα εμπορικό πακέτο (Longley et 2001). Συνοπτικά, τα πλεονεκτήματα των ΓΠΣ σε σχέση με τις κλασσικές μεθόδους οργάνωσης, ανάλυσης και παρουσίασης γεωγραφικών δεδομένων σχετίζονται με την αξιοποίηση δεδομένων από διαφορετικές πηγές, την ευκολία αναθεωρήσεων και ενημερώσεων, την ευκολία αποθήκευσης και ανάκτησης πληροφοριών, τις δυνατότητες επεξεργασίας και μοντελοποίησης, και τέλος τις εξελιγμένες δυνατότητες αυτοματοποιημένης «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -2-

3 χαρτογραφίας (ευκολία δημιουργίας εναλλακτικών χαρτογραφικών επιλογών, χαρτογραφική παραγωγή κλπ). Επιπρόσθετα, θα πρέπει να τονιστεί ότι τα ΓΠΣ δεν έχουν να κάνουν μόνο με το που (χωρική διάσταση) βρίσκεται κάποια χωρική οντότητα αλλά ασχολούνται επιπρόσθετα με τη φύση τόσο της οντότητας όσο και της χωρικής διάστασης εξετάζοντας ταυτόχρονα τις υπαρκτές ή πιθανές συσχετίσεις τους. Η σπουδαιότητά τους έγκειται στο ότι οι χωρικές μεταβλητές μπορούν να προσεγγιστούν τόσο με βάση τη χωρική τους διάσταση όσο και με βάση τις ιδιότητές τους. Έτσι, τα ΓΠΣ δεν είναι απλά υπολογιστικά συστήματα για την κατασκευή χαρτών, αλλά αποτελούν αναλυτικά εργαλεία, τα οποία αξιοποιούν τη χωρική, τη θεματική, τη χρονική διάσταση καθώς και τις σχέσεις των γεωγραφικών δεδομένων. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΧΩΡΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Τα γεωγραφικά δεδομένα των ΓΠΣ οργανώνονται σε χωρικές βάσεις δεδομένων έτσι ώστε, αφενός να διευκολύνεται η διαχείρισή τους, αφετέρου να υποστηρίζονται διάφορες εφαρμογές. Σε αυτές τις χωρικές βάσεις δεδομένων εμπεριέχονται στοιχεία από διάφορες πηγές. Ο όρος χωρική βάση δεδομένων (spatial database) περιλαμβάνει το σύνολο των γεωγραφικών δεδομένων το οποίο καταγράφεται για μια συγκεκριμένη περιοχή στο πλαίσιο ανάπτυξης ενός ΓΠΣ. Τα γεωγραφικά δεδομένα αποτελούνται από γεωγραφικές οντότητες (entities), δηλ. γεωγραφικά αντικείμενα ή φαινόμενα. Σε ένα ΓΠΣ στις οντότητες αυτές ανατίθενται τιμές, οι οποίες αναφέρονται στη χωρική, τη θεματική, και χρονική τους διάσταση καθώς και στην ταυτότητα αναγνώρισής τους. Ένα επιπρόσθετο στοιχείο με ιδιαίτερη σημασία είναι και η καταγραφή πληροφοριών για τα ίδια τα δεδομένα (μεταδεδομένα). Χωρική διάσταση Τα χωρικά χαρακτηριστικά των γεωγραφικών οντοτήτων σχετίζονται κυρίως με τα στοιχεία της μορφής και θέσης τους στο χώρο καθώς και τις χωρικές τους σχέσεις. Ο προσδιορισμός της θέσης στις γεωγραφικές οντότητες, μπορεί να γίνει είτε με άμεση αναφορά σε ένα σύστημα αναφοράς (όπως είναι για παράδειγμα το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς - ΕΓΣΑ 1987), είτε έμμεσα (π.χ. σχετική θέση με άλλες, χωρικά καθορισμένες, οντότητες). Οι χωρικές σχέσεις των γεωγραφικών οντοτήτων προσδιορίζονται με βάση συσχετισμούς τους με άλλες οντότητες. Για παράδειγμα για τις γεωγραφικές οντότητες «Δήμοι και κοινότητες της Ελλάδας», καταγράφεται η χωρική σχέση «γειτονία» μεταξύ των οντοτήτων. Οι χωρικές σχέσεις είτε ορίζονται «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -3-

4 άμεσα και καταγράφονται στη δομή των χωρικών δεδομένων (κυρίως οι τοπολογικές σχέσεις) είτε προσδιορίζονται έμμεσα (όπως οι σχέσεις εγγύτητας, κατεύθυνσης κλπ). Εκτός από τα παραπάνω βασικά χωρικά χαρακτηριστικά των γεωγραφικών οντοτήτων, ορίζεται ακόμη ο τρόπος απεικόνισης αναπαράστασής τους (γραφικά χωρικά δεδομένα) καθώς και τα γεωμετρικά τους χαρακτηριστικά (π.χ. έκταση και περίμετρος επιφανειακών δεδομένων). Θεματική διάσταση Η ανάθεση τιμών στις θεματικές ιδιότητες των γεωγραφικών οντοτήτων έχει ως κύριο στόχο την καταγραφή των χαρακτηριστικών τους. Για παράδειγμα, στις γεωγραφικές οντότητες Σημεία Πολιτιστικού ενδιαφέροντος, ανατίθενται τιμές θεματικών ιδιοτήτων όπως είναι π.χ. το είδος του σημείου ενδιαφέροντος, η διεύθυνσή του κλπ. Τα περιγραφικά χαρακτηριστικά αναφέρονται σε ιδιότητες είτε ποιοτικού είτε ποσοτικού χαρακτήρα. Για παράδειγμα η ιδιότητα "κάλυψη γης" μπορεί να πάρει περιγραφές της μορφής Αστική, Δασική, Αγροτική κλπ (ταξινόμηση ποιοτικού χαρακτήρα) ενώ η ιδιότητα "μήκος σε μέτρα τμημάτων οδικού άξονα" τιμές της μορφής "350", "500" (ποσοτική ταξινόμηση). Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο τρόπος με τον οποίο καταγράφονται τα περιγραφικά δεδομένα (π.χ. σε ονομαστική, τακτική, διαστημική, αναλογική κλίμακα ταξινόμησης) καθορίζει τόσο τις επιτρεπόμενες αναλυτικές λειτουργίες, όσο και την χαρτογραφική τους αναπαράσταση. Για παράδειγμα, η ανάπτυξη αριθμητικών μοντέλων χωροθέτησης, προϋποθέτει την ύπαρξη ποσοτικών μεταβλητών. Χρονική διάσταση Ιδιαίτερα σημαντική είναι και η χρονική διάσταση των γεωγραφικών δεδομένων. Ειδικά για τις εφαρμογές που εστιάζουν σε κοινωνικά φαινόμενα και ανθρώπινες δραστηριότητες, η σημασία της χρονικής διάστασης είναι πολύ μεγάλη αφού συχνά είναι χρήσιμη η καταγραφή της δυναμικής εξέλιξης χωρικών φαινομένων και προτύπων. Πιο συγκεκριμένα, στις γεωγραφικές οντότητες ανατίθενται τιμές σχετικές με σημαντικές χρονικές στιγμές ή χρονικά διαστήματα (π.χ. η ημερομηνία κατασκευής ενός κτίσματος, η διάρκεια ενός σημαντικού γεγονότος κλπ), με την εξέλιξή τους (π.χ. εξέλιξη της ανεργίας στον ελληνικό χώρο κατά την τελευταία δεκαετία, εξάπλωση των συνόρων ενός κράτους), καθώς και τις χρονικές τους σχέσεις. Η σημασία της χρονικής διάστασης των γεωγραφικών δεδομένων δεν θα πρέπει να υποβαθμίζεται, αφού χώρος και χρόνος είναι δύο έννοιες άρρηκτα συνδεδεμένες. Στο πρακτικό επίπεδο υλοποίησης έρευνας δυναμικών φαινομένων με τη χρήση ΓΠΣ, είναι επιθυμητό τα δεδομένα να είναι ενημερωμένα, δηλαδή να αναπαριστούν κατά το δυνατό την παρούσα κατάσταση «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -4-

5 ή τη χρονική περίοδο στην οποία αναφέρεται η εφαρμογή, ενώ συχνά συντηρείται αρχείο της εξέλιξης των αντίστοιχων θεματικών επιπέδων. Μεταδεδομένα ( medatata) Εκτός από τα περιγραφικά στοιχεία τα οποία αναφέρονται στα γεωγραφικά αντικείμενα η φαινόμενα της χωρικής βάσης δεδομένων, αυτή θα πρέπει να περιέχει και πληροφορίες για το σύνολο των διαθέσιμων δεδομένων. Οι πληροφορίες αυτές (μεταδεδομένα - metadata) περιγράφουν το περιεχόμενο, την ποιότητα, την κατάσταση και άλλα χαρακτηριστικά των δεδομένων. Κατά μία έννοια αποτελούν δεδομένα για τα δεδομένα. Τα μεταδεδομένα αποτελούν έναν απλό μηχανισμό τεκμηρίωσης για υπάρχοντα σύνολα δεδομένων, και για το σκοπό δημιουργίας τους. Στην ουσία απαντούν σε πληθώρα ερωτημάτων, όπως για παράδειγμα: ποιος συνέλεξε τα δεδομένα, τι είδους αντικείμενα περιλαμβάνονται, ποια είναι η χωρική τους ακρίβεια, ποιο το σύστημα συντεταγμένων και η χαρτογραφική προβολή που χρησιμοποιείται, πότε δημιουργήθηκαν, ποιος ο υπεύθυνος φορέας δημιουργίας τους, για ποιο σκοπό δημιουργήθηκαν και με ποιο τρόπο, ποιο είναι το ιστορικό αναθεώρησής τους κλπ. Σε γενικές γραμμές τα μεταδεδομένα πληροφορούν για τα στοιχεία ταυτοποίησης των δεδομένων, τον τρόπο οργάνωσης των χωρικών δεδομένων, το είδος και τα χαρακτηριστικά των περιγραφών, το ιστορικό δημιουργίας και αναθεωρήσεων των δεδομένων, την ποιότητα των δεδομένων, την πρόσβαση και τη διαθεσιμότητα των δεδομένων καθώς και το συντάκτη και το χρόνο δημιουργίας των ίδιων των μεταδεδομένων. Η τήρηση τους είναι ιδιαίτερα σημαντική σε περιπτώσεις δημιουργίας χωρικών βάσεων δεδομένων από υπηρεσίες και οργανισμούς, αφού αφενός χρησιμοποιούνται εσωτερικά παρέχοντας πληροφορίες για το καθεστώς των δεδομένων, αφετέρου ενημερώνουν μελλοντικούς χρήστες των δεδομένων για βασικούς περιορισμούς και πιθανές μελλοντικές χρήσεις τους. Μοντέλα αναπαράστασης χωρικών δεδομένων Καθώς ο βασικός στόχος ενός ΓΠΣ είναι η μετατροπή ακατέργαστων δεδομένων (data) σε πληροφορίες (information) θα πρέπει να υποστηρίζονται τα κατάλληλα μοντέλα αναπαράστασης των γεωγραφικών δεδομένων. Οι δύο βασικοί τύποι μοντέλων είναι το διανυσματικό (vector) και το ψηφιδωτό μοντέλο ή μοντέλο κανάβου (raster). Διανυσματικό μοντέλο Σύμφωνα με τη βασική αρχή του διανυσματικού μοντέλου ο πραγματικός κόσμος μπορεί να επιμεριστεί σε διακριτά γεωγραφικά αντικείμενα τα οποία ορίζονται με σαφήνεια και έχουν τη μορφή σημείων, γραμμών ή πολυγώνων (επιφανειών). Η χωρική «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -5-

6 διάσταση αυτών των αντικειμένων προσδιορίζεται με τη χρήση συντεταγμένων. Έτσι, κάθε σημείο της επιφάνειας της γης αντιστοιχεί μοναδικά με ένα ζεύγος (ή τριάδα) αριθμών σε ένα σύστημα συντεταγμένων όπως είναι οι x, y και z συντεταγμένες. Καρτεσιανές Οι τρεις παραπάνω τύποι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναπαράσταση γεωγραφικών οντοτήτων (π.χ. σημείο για την αναπαράσταση ενός ναού, γραμμή για την αναπαράσταση ενός μονοπατιού και πολύγωνο για την αναπαράσταση ενός εκτεταμένου αρχαιολογικού πεδίου κλπ). Επίσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν συνδυαστικά έτσι ώστε να δομούν σύνθετα χωρικά στοιχεία. Σημείο (x,y) x1,y1 xi,yi x1,y1 Γραμμή (x1,y1, x2,y2, xi, yi) Τα x1,y1, και xi, yi ονομάζονται κόμβοι, ενώ τα υπόλοιπα σημεία κορυφές Πολύγωνο (x1,y1, x2,y2, xi, yi, x1,y1) Σχ. 2. Διανυσματικό μοντέλο Η χωρική βάση ενός ΓΠΣ συχνά αποτελείται από θεματικά επίπεδα διανυσματικών δεδομένων. Η μοντελοποίηση των χωρικών δεδομένων σύμφωνα με το διανυσματικό μοντέλο βασίζεται σε μια οπτική ανάλυσης του πραγματικού κόσμου σε αντικείμενα ή διακριτές οντότητες. Ψηφιδωτό μοντέλο Η αναπαράσταση γεωγραφικών δεδομένων με το ψηφιδωτό μοντέλο βασίζεται στην εξέταση καθορισμένων περιοχών του πραγματικού κόσμου. Σύμφωνα με αυτή, ο χώρος διαιρείται σε διατεταγμένα δομικά στοιχεία τα οποία κατασκευάζουν πλέγματα. Τα δομικά αυτά στοιχεία καλούνται ψηφίδες ή κελιά (pixels,cells) και είναι συνήθως τετράγωνα. Η θέση μιας ψηφίδας καθορίζεται από τη στήλη και τη γραμμή στην οποία ανήκει, ενώ η έκταση την οποία αντιπροσωπεύει κάθε ψηφίδα καθορίζει τη χωρική ανάλυση των δεδομένων. Η τοποθέτηση ενός γεωγραφικού στοιχείου καταγράφεται στην πλησιέστερη ψηφίδα. Για κάθε ψηφίδα αποθηκεύονται περιγραφές (αριθμητικές τιμές ή χαρακτήρες) οι οποίες δείχνουν τον τύπο του γεωγραφικού αντικειμένου ή φαινομένου στη συγκεκριμένη θέση. Διαφορετικές περιγραφές που αναφέρονται στο «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -6-

7 ίδιο κελί συνήθως αποθηκεύονται σε ξεχωριστά θεματικά επίπεδα. Παρά το γεγονός ότι το διανυσματικό και το ψηφιδωτό μοντέλο διαφοροποιούνται ως προς τον τρόπο οργάνωσης και δόμησης της χωρικής πληροφορίας, καθώς και το ότι χρησιμοποιούν διαφορετικές τεχνολογίες εισόδου δεδομένων, οι τελευταίες τεχνολογικές εξελίξεις επιτρέπουν συνδυασμένη χρήση αυτών των δύο μοντέλων σε γεωγραφικές εφαρμογές. στήλη γραμμή τιμή ψηφίδας Κωδικός Χρήση Γης 1 Δάσος 2 Ποταμός 3 Πόλη Πίνακας αντιστοίχισης ψηφίδα (cell) διαφορετικά ψηφιδωτά θεματικά επίπεδα Σχ. 3. ψηφιδωτό μοντέλο Έτσι τα σύγχρονα συστήματα παρέχουν δυνατότητες μετατροπής από ψηφιδωτά σε διανυσματικά δεδομένα και αντίστροφα, όπως επίσης και δυνατότητες ταυτόχρονης τους. Στις μέρες μας, το διανυσματικό και το ψηφιδωτό μοντέλο χρησιμοποιούνται από κοινού συμπληρωματικά και όχι ανταγωνιστικά, διαδραματίζοντας εξίσου σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες επεξεργασίας και ανάλυσης των γεωγραφικών δεδομένων. Τα περιγραφικά δεδομένα οργανώνονται σε δομές που είναι γνωστές με το γενικό όρο «βάσεις δεδομένων». Ως βάση δεδομένων ορίζεται "μια αυτοματοποιημένη, αυστηρά ορισμένη συλλογή δεδομένων τα οποία, ελεγχόμενα κεντρικά, χρησιμοποιούνται και διαμοιράζονται διαφορετικοί χρήστες σε ένα επιχειρησιακό περιβάλλον" (Date 1995). Οι βάσεις αυτές αξιοποιούνται στο πλαίσιο ενός ΓΠΣ σε συνδυασμό με τα μοντέλα χωρικών δεδομένων τα οποία περιγράφηκαν παραπάνω. Τα κύρια μοντέλα βάσεων δεδομένων που χρησιμοποιούνται στα ΓΠΣ είναι α) το σχεσιακό μοντέλο (relational) κατά το οποίο τα δεδομένα οργανώνονται με τη χρήση συσχετιζόμενων πινάκων. Το μοντέλο αυτό αποτελεί και το πλέον διαδεδομένο, και β) αντικειμενοστρεφές (objectoriented) μοντέλο στο οποίο οι γεωγραφικές οντότητες καθορίζονται σαν μοναδικά αντικείμενα τα οποία κατηγοριοποιούνται σε τύπους και κλάσεις αντικειμένων «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -7-

8 ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους. Το τελευταίο απαντάται όλο και περισσότερο στα ΓΠΣ. Εισαγωγή δεδομένων Το αρχικό στάδιο και η πιο δαπανηρή και χρονοβόρα φάση - στη διαδικασία υλοποίησης ενός ΓΠΣ περιλαμβάνει την τροφοδοσία του με δεδομένα. Με δεδομένο ότι η λειτουργικότητα και η αποτελεσματικότητα ενός ΓΠΣ είναι σε άμεση εξάρτηση με την ποιότητα των δεδομένων που εισάγονται σε αυτό, είναι φανερό ότι αυτό το στάδιο είναι καθοριστικό και θα πρέπει να υλοποιείται με ιδιαίτερη προσοχή. Η εισαγωγή χωρικών δεδομένων μπορεί να υλοποιηθεί με δύο γενικές μεθόδους. Η πρώτη σχετίζεται με τεχνικές άμεσης πρωτογενούς δημιουργίας δεδομένων σε αντίθεση με τη δεύτερη η οποία χρησιμοποιεί έμμεσες τεχνικές (αξιοποίηση χωρικών δεδομένων τα οποία έχουν συλλεχθεί προγενέστερα). Η άμεση απόκτηση δεδομένων λαμβάνει χώρα με εργασίες πεδίου και Τηλεπισκόπηση ενώ η έμμεση με την αξιοποίηση χαρτών ή διαθέσιμων ψηφιακών δεδομένων. Προμήθεια ψηφιακών δεδομένων Σε επιχειρησιακό περιβάλλον, συχνά ένα ΓΠΣ τροφοδοτείται από δεδομένα που προέρχονται από κάποιο φορέα, εταιρεία ή οργανισμό. Τα δεδομένα αυτά θα πρέπει να είναι τα κατάλληλα ως προς τη φύση, την κλίμακα αλλά και το χρόνο παραγωγής τους. Συνηθισμένοι φορείς δεδομένων συνήθως είναι οι εθνικοί χαρτογραφικοί οργανισμοί. Στην Ελλάδα κυριότεροι τέτοιοι φορείς είναι η Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού (Γ.Υ.Σ), η Ελληνική Στατιστική Αρχή (ΕΛΣΤΑΤ) κλπ. Αλλά και οι ιδιωτικές εταιρείες έχουν ήδη εισέλθει σε αυτή την αγορά αφού παράγουν και εμπορεύονται δεδομένα διαφόρων κλιμάκων και περιεχομένου. Τα στατιστικά δεδομένα συνήθως παρέχονται από στατιστικές υπηρεσίες, όπως η Ελληνική Στατιστική Αρχή (ΕΛΣΤΑΤ). Σε κάθε περίπτωση θα πρέπει να δίδεται ιδιαίτερη προσοχή στην επιλογή της πηγής, έτσι ώστε να τηρούνται πρότυπα ποιότητας τα οποία είναι σε άμεση συνάρτηση με την αξιοπιστία του φορέα. Η σύγχρονη τάση είναι τα ψηφιακά δεδομένα να διανέμονται από κεντρικούς κόμβους. Με δεδομένο ότι το διαδίκτυο είναι το μέσο το οποίο προσφέρεται για τέτοιου είδους δραστηριότητες και σε συνάρτηση με την παγκόσμια εξάπλωσή του, είναι εύκολα κατανοητό γιατί η προμήθεια ψηφιακών δεδομένων υποστηρίζεται όλο και περισσότερο από διαδικτυακές εφαρμογές (π.χ. δημόσια ανοικτά γεωχωρικά δεδομένα - ). «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -8-

9 Άμεση δημιουργία χωρικών δεδομένων Σε πολλές περιπτώσεις, ο βέλτιστος τρόπος συλλογής χωρικών δεδομένων, είναι με άμεση παρατήρηση του φαινομένου το οποίο εξετάζεται. Αυτή μπορεί να γίνει είτε με εργασίες στο πεδίο είτε από απόσταση με τη χρήση κατάλληλων δεκτών σε αεροσκάφη ή δορυφόρους. Το σημαντικό στοιχείο της εισαγωγής δεδομένων με εργασίες πεδίου, είναι ότι λαμβάνει χώρα επιτόπου ερμηνεία των δεδομένων. Έτσι, η άμεση συλλογή στοιχείων είναι συχνά ο πιο αποτελεσματικός τρόπος απόκτησης αξιόπιστων, ποιοτικών δεδομένων. Στην περίπτωση αξιοποίησης εικόνων Τηλεπισκόπησης, συνήθως τα δεδομένα δεν χρησιμοποιούνται αυτούσια, αλλά επεξεργάζονται, έτσι ώστε να εξαλειφθούν στρεβλώσεις και σφάλματα. Το βασικά προβλήματα άμεσης συλλογής - δημιουργίας δεδομένων είναι το υψηλό κόστος και ο σημαντικός χρόνος ο οποίος απαιτείται για την υλοποίησή της. Αυτά ακριβώς τα προβλήματα σε συνδυασμό με το γεγονός ότι πολλές φορές προϋπάρχουν ανάλογα δεδομένα, συχνά οδηγούν στη υιοθέτηση τεχνικών έμμεσης εισαγωγής δεδομένων. Ψηφιοποίηση αναλογικών χαρτών Μια συνηθισμένη τεχνική εισαγωγής χωρικών δεδομένων σε ένα ΓΠΣ είναι η αξιοποίηση συμβατικών χαρτών (συχνά αναφέρονται και ως αναλογικοί χάρτες ). Μετά την απόκτηση τους από τους αρμόδιους φορείς ακολουθεί η μετατροπή τους σε ψηφιακή μορφή έτσι ώστε να ενταχθούν στο υπό δόμηση σύστημα. Για να διασφαλίζεται η ποιότητα των παραγόμενων δεδομένων θα πρέπει ο χάρτης προς ψηφιοποίηση να περιέχει πλήρη και ευκρινή περιγραφή της κλίμακας και του συστήματος συντεταγμένων, να περιλαμβάνει αναθεωρημένες πληροφορίες, να είναι σε καλή κατάσταση, να περιέχει ευκρινή σημεία αναφοράς (control points), να έχει ευανάγνωστη πληροφορία και τέλος να προέρχεται από αξιόπιστη πηγή. Για την εισαγωγή των χωρικών δεδομένων από αναλογικό χάρτη οι τεχνικές που ακολουθούνται είναι η χειροκίνητη ψηφιοποίηση (manual digitizing), η ψηφιοποίηση επί της οθόνης (on-screen digitizing) και οι τεχνικές αυτόματης και ημιαυτόματης ψηφιοποίησης από σαρωμένους χάρτες. Η πρώτη υλοποιείται με τη χρήση ψηφιοποιητή (digitizer), ενώ οι υπόλοιπες προϋποθέτουν τη χρήση σαρωτή (scanner). Παρακάτω περιγράφεται η διαδικασία ψηφιοποίησης με τη χρήση σαρωμένου χάρτη, μεθοδολογία η οποία χρησιμοποιείται συχνά στις μέρες μας. Για τη μετατροπή χωρικών πληροφοριών σε ψηφιακή μορφή με τη μεθοδολογία αυτή, αρχικά σαρώνεται ο αναλογικός χάρτης αφού καθοριστούν οι παράμετροι σάρωσης, οι οποίες αφορούν κυρίως στο βάθος χρώματος (συνήθως οι επιλογές είναι: άσπρο μαύρο, αποχρώσεις «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -9-

10 του γκρι, έγχρωμη εικόνα) και στην ανάλυση η οποία μετριέται σε dpi (dots per inch = στιγμές ανά ίντσα). Μετά τη σάρωση των χαρτών, η οποία έχει σαν παράγωγο ένα αρχείο εικόνας, το οποίο απεικονίζει το σαρωμένο χάρτη, ακολουθεί γεωαναφορά του σαρωμένου χάρτη. Το στάδιο αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, αφού σχετίζεται με την προσαρμογή του σαρωμένου χάρτη στο σύστημα συντεταγμένων το οποίο έχουμε αποφασίσει ότι θα χρησιμοποιηθεί για τα χωρικά δεδομένα. Η προσαρμογή αυτή γίνεται με τη χρήση κατάλληλων μετασχηματισμών, οι οποίοι χρησιμοποιούν σημεία ελέγχου (control points) με γνωστές συντ/νες. Για να υλοποιηθεί η γεωαναφορά θα πρέπει τα σημεία αυτά να αναγνωριστούν στον αρχικό χάρτη, και να εισαχθούν οι πραγματικές τους συντ/νες είτε άμεσα (με πληκτρολόγηση), είτε έμμεσα χρησιμοποιώντας κάποια πηγή με γεωαναφορά (διανυσματικό θεματικό επίπεδο ή άλλη εικόνα με γεωαναφορά). Η ακρίβεια ελέγχεται με στατιστικούς δείκτες όπως για παράδειγμα το σφάλμα RMSE (root mean square error). Όταν επιτευχθεί ικανοποιητική ακρίβεια γεωαναφοράς, ακολουθεί η αξιοποίηση του σαρωμένου (και προσανατολισμένου) χάρτη για τη δημιουργία των χωρικών οντοτήτων. Αυτή γίνεται είτε με ψηφιοποίηση επί της οθόνης, είτε με μετατροπή της πληροφορίας σε διανυσματική, με αυτόματο ή ημιαυτόματο τρόπο, με τη χρήση κατάλληλου λογισμικού. Τις περισσότερες φορές η διαδικασία υποστηρίζεται από ένα γραφικό περιβάλλον εργασίας, το οποίο επιτρέπει εστίαση πάνω στον σαρωμένο χάρτη, μετακινήσεις, αποθήκευση των ψηφιοποιημένων οντοτήτων κλπ. Με τις τεχνικές αυτόματης και ημιαυτόματης ψηφιοποίησης επιτυγχάνεται γρήγορη και ακριβής μετατροπή σε ψηφιακή μορφή, μεγάλου όγκου πληροφοριών γρήγορα και με μικρή φυσική κόπωση. Οι τεχνικές αυτές έχουν πρακτική ισχύ σε περιπτώσεις ευκρινών χαρτών που περιέχουν μόνο την προς ψηφιοποίηση πληροφορία. Για την επίτευξη ποιοτικών αποτελεσμάτων με αυτή τη διαδικασία είναι απαραίτητος ο καθορισμός των κατάλληλων παραμέτρων της διαδικασίας μετατροπής από ψηφιδωτό σε διανυσματικό αρχείο (raster to vector). Θα πρέπει να επισημανθεί ότι ένας σαρωμένος χάρτης ή εικόνα, δεν συνιστά δομημένο σύνολο δεδομένων παρά μόνο μια αρχική ψηφιακή αναπαράσταση. Με πρόσθετη επεξεργασία - ή οποία πολλές φορές είναι αρκετά χρονοβόρα - είναι δυνατή η δημιουργία ταξινομημένων γεωγραφικών οντοτήτων σε ψηφιακή μορφή καθώς και η ανάθεση των θεματικών ιδιοτήτων σε αυτές τις οντότητες. Η επιλογή της μεθόδου ψηφιοποίησης εξαρτάται από την ποιότητα και το περιεχόμενο της αρχικών αναλογικών δεδομένων. Πολύπλοκες εικόνες και χάρτες με πληθώρα συμβόλων και λεπτομερείς απεικονίσεις συνήθως «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -10-

11 ψηφιοποποιούνται χειροκίνητα με χρήση ψηφιοποιητή ή με ψηφιοποίηση επί της οθόνης. Από την άλλη πλευρά χάρτες ή διαφάνειες με ευκρινή πληροφορία ενός είδους (όπως είναι π.χ οι διαφάνειες με ισοϋψείς καμπύλες) ψηφιοποιούνται εύκολα και γρήγορα με αυτοματοποιημένες μεθόδους, ενώ για χάρτες μέτριας πολυπλοκότητας στους οποίους δεν επιθυμούμε την πλήρη ψηφιακή καταγραφή των στοιχείων τους συνήθως χρησιμοποιούνται ημιαυτόματες τεχνικές. Βέβαια ένα στοιχείο το οποίο θα πρέπει να συνυπολογίζεται είναι η διαθεσιμότητα υλικού λογισμικού για κάθε μια μεθοδολογία. ΧΩΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ Τα ερωτήματα - που σχετίζονται με τα γεωγραφικά δεδομένα - στα οποία απαντά ένα ΓΠΣ ταξινομούνται στις παρακάτω κύριες κατηγορίες: Τι βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη περιοχή ( τι υπάρχει σε μια συγκεκριμένη θέση) Πού βρίσκεται το...; (Ποιες περιοχές ικανοποιούν συγκεκριμένες συνθήκες) Πόσο έχει αλλάξει...; (Ερώτηση τάσης : προσδιορίζει γεωγραφικά συμβάντα ή τάσεις οι οποίες έχουν αλλάξει ή βρίσκονται σε διαδικασία αλλαγής) Ποια δεδομένα σχετίζονται...; (ερώτηση σχέσεων : αναλύει τις χωρικές σχέσεις μεταξύ γεωγραφικών οντοτήτων) Τι θα γίνει αν...; (ερώτηση μοντελοποίησης : υπολογισμός και εμφάνιση βέλτιστης διαδρομής, κατάλληλης θέσης, περιοχών με μεγάλη πιθανότητα εμφάνισης κάποιας ιδιότητας κλπ με βάση κάποιο μοντέλο). Η δυνατότητες ενός ΓΠΣ να δίνει απαντήσεις σε όλες αυτές τις κατηγορίες των ερωτημάτων, αναδεικνύει και τις αναλυτικές του δυνατότητες. Έτσι μπορεί να αναφέρονται α) σε απλά ερωτήματα (queries) στη βάση περιγραφικών δεδομένων, β) σε ερωτήματα στα οποία σε κάποιο βαθμό εμπλέκεται τόσο η χωρική όσο και η θεματική διάσταση των οντοτήτων (π.χ. προσδιορισμός σε χάρτη όλων των σημείων ενδιαφέροντος με συγκεκριμένες ιδιότητες), γ) σε ερωτήματα τα οποία συσχετίζουν γεωγραφικές οντότητες (π.χ. προσδιορισμός των θέσεων κατολισθήσεων που εντοπίζονται σε απόσταση < 200μ από τα σημερινά όρια συγκεκριμένου οικισμού και συγκεκριμένου οδικού άξονα), δ) σε ερωτήματα τα οποία απαιτούν διενέργεια μετρήσεων (π.χ. «ποια είναι η έκταση μια συγκεκριμένης περιοχής») και ε) σε πολύπλοκα ερωτήματα η απάντηση των οποίων απαιτεί κάποιου είδους «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -11-

12 εξειδικευμένης χωρικής μοντελοποίησης. Η εύρεση της συντομότερης διαδρομής από τον οικισμό Α στον οικισμό Β και ο προσδιορισμός των συνθηκών ορατότητας από συγκεκριμένη θέση αποτελούν δύο χαρακτηριστικά παραδείγματα αυτού του τύπου. Για να δοθούν απαντήσεις σε όλους τους παραπάνω τύπους ερωτημάτων ένα ΓΠΣ πρέπει να παρέχει δυνατότητες καταγραφής, επεξεργασίας, διαχείρισης και ανάκτησης δεδομένων, καθώς και δυνατότητες χωρικής ανάλυσης, διενέργειας μετρήσεων, οπτικοποίησης και χαρτογραφικής παραγωγής. Στον επόμενη πίνακα παρουσιάζονται οι βασικές λειτουργίες ανάλυσης δεδομένων στο πλαίσιο ενός Γεωγραφικού Πληροφοριακού Συστήματος. Βασικές λειτουργίες ΓΠΣ Καταγραφή επεξεργασία δεδομένων Διαχείριση ανάκτηση Χωρική ανάλυση - μετρήσεις Οπτικοποίηση χαρτογραφική παραγωγή Παραδείγματα λειτουργίας Ψηφιοποίηση αναλογικού χάρτη Επιλογή δεδομένων με ερωτήματα στη βάση περιγραφικών δεδομένων Υπέρθεση- συνδυασμός θεαματικών επιπέδων, μετρήσεις μηκών, εμβαδών ή αποστάσεων μεταξύ γεωγραφικών οντοτήτων Δημιουργία θεματικών χαρτών, δημιουργία 3d απεικονίσεων του χώρου Σε πολλές εφαρμογές με προσανατολισμό προσανατολισμό στις κοινωνικές επιστήμες, ιδιαίτερη αξία έχει η οπτικοποίηση/χαρτογράφηση και η ανάλυση δεδομένων από τις εθνικές απογραφές. Τα δεδομένα αυτά είναι οργανωμένα σε πινακοποιημένη μορφή και παρέχονται από την Ελληνική Στατιστική Αρχή (ΕΛΣΤΑΤ). Τα δεδομένα αυτά ομαδοποιούνται σε διάφορα χωρικά επίπεδα (π.χ. κτίρια, απογραφικοί τομείς, τοπικοί δήμοι και κοινότητες, δήμοι, περιφέρειες). Η εισαγωγή τους σε ένα ΓΠΣ και η αξιοποίησή τους στη συνέχεια, επιτυγχάνεται με τη σύνδεσή τους με το ανάλογο χωρικό επίπεδο στο οποίο αναφέρονται (π.χ. επίπεδο περιφερειών ή επίπεδο Δήμων του Σχεδίου Καλλικράτης). Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η μεθοδολογία αυτή προϋποθέτει την ύπαρξη κοινών, μοναδιαίων κωδικών ταυτοποίησης κάθε χωρικής μονάδας τόσο στους πίνακες των δεδομένων απογραφής όσο και στα αντίστοιχα θεματικά επίπεδα με τις διοικητικές μονάδες. Μετά τη σύνδεση των δεδομένων με το επίπεδο χωρικής αναφοράς τους είναι δυνατή η δημιουργία πλήθους θεματικών χαρτών κοινωνικοοικονομικών δεδομένων. «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -12-

13 «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -13-

14 ΑΥΤΟΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΑ & GIS Η Aυτοματοποιημένη Χαρτογραφία (Automated Chartography) ή Χαρτογραφία μέσω ΗΥ (Computer Assisted Cartography) ή και Ψηφιακή Χαρτογραφία, γενικά ορίζεται ως η διαδικασία συλλογής, επεξεργασίας και απόδοσης χαρτογραφικών δεδομένων με την αξιοποίηση των ηλεκτρονικών υπολογιστών και των περιφερειακών τους συσκευών (ψηφιοποιητές, σαρωτές, οθόνες, εκτυπωτές, σχεδιογράφοι κλπ). Η σημερινή τάση είναι η αυτοματοποιημένη χαρτογραφία να υλοποιείται μέσα από τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (Geographic Information Systems), τα οποία συνιστούν ολοκληρωμένα συστήματα οργάνωσης - διαχείρισης γεωγραφικών πληροφοριών και εργαλεία υποστήριξης λήψης αποφάσεων. Τα τελικά προϊόντα της ψηφιακής χαρτογραφίας είναι οι ψηφιακοί χάρτες (digital maps). Συμβατικοί - ψηφιακοί χάρτες Στις μέρες μας σχεδόν το σύνολο των χαρτογραφικών εργασιών γίνεται ψηφιακά. Το γεγονός αυτό δικαιολογείται από τα παρακάτω σημεία στα οποία οι ψηφιακοί χάρτες πλεονεκτούν συγκριτικά με τους αναλογικούς: Περιορισμένο κόστος (για τις περισσότερες περιπτώσεις) Δυνατότητα εύκολης δημιουργίας εναλλακτικών επιλογών χαρτογραφικής απόδοσης του ίδιου χάρτη Ευκολία παραγωγής Επιτάχυνση της χαρτογραφικής διαδικασίας Δυνατότητα παρουσίασης δυναμικών φαινομένων σε "πραγματικό χρόνο", δημιουργία "δυναμικών χαρτών" Ευκολία αναθεώρησης και διορθώσεων Βέβαια παρά τις σημαντικές δυνατότητες που παρέχει η σημερινή τεχνολογία, η χρήση της Ψηφιακής Χαρτογραφίας παράγει συχνά χάρτες με αρκετές αστοχίες, οι οποίες οφείλονται κυρίως στους παρακάτω παράγοντες: Περιορισμοί και ελλείψεις λογισμικού - αλόγιστη χρήση των προεπιλογών (defaults) των συστημάτων που χρησιμοποιούνται. Υπερβολική επιτάχυνση της χαρτογραφικής διαδικασίας με άκριτη χρήση αυτοματισμών Μη ορθή εφαρμογή των αρχών της Χαρτογραφίας. Υποβάθμιση αισθητικής - αυθεντικότητας. Είναι γεγονός πως η δημιουργική φαντασία του καλού χαρτογράφου και η διάσταση της χαρτογραφίας σαν τέχνης πολύ δύσκολα αυτοματοποιούνται. «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -14-

15 Ο κύκλος επικοινωνίας του χάρτη μέσω της Ψηφιακής Χαρτογραφίας Η διαδικασία αντίληψης της γεωγραφικής πραγματικότητας με τη χρήση του ψηφιακού χάρτη υλοποιείται στα παρακάτω στάδια: Ανάλυση του Φυσικού κόσμου - πραγματικότητας (το Γεωγραφικό περιβάλλον) σε χρήσιμες πληροφορίες Συλλογή - εισαγωγή αυτών των δεδομένων σε κάποιο υπολογιστικό σύστημα όπου διενεργείται η αναγνώριση, η επιλογή, η απλοποίηση, ο συμβολισμός και η απόδοση των δεδομένων, παράγοντας το χάρτη. Ο τελικός χρήστης του χάρτη μέσω των λειτουργιών ανάγνωσης, ανάλυσης και ερμηνείας του χάρτη δημιουργεί μια νοητική εικόνα της πραγματικότητας - γεωγραφικού περιβάλλοντος, το οποίο βρίσκεται στην αρχή αυτού του δίαυλου επικοινωνίας. Βέβαια αυτή η νοητική εικόνα της πραγματικότητας σχετίζεται άμεσα με το χαρτογράφο αφού σε αυτόν έχει αρχικά πραγματωθεί. Γεωγραφικά δεδομένα πληροφορίες Τα γεωγραφικά δεδομένα - πληροφορίες κατατάσσονται νοηματικά ως προς τη γεωμετρία τους σε σημειακά, γραμμικά και πολυγωνικά όπως έχει ήδη αναφερθεί ενώ ως προς τον τρόπο της χωρικής τους εμφάνισης στα: α) διακριτά φαινόμενα, στα οποία οι οντότητες είναι χωρικά διαχωρισμένες με σαφήνεια. Για παράδειγμα τα οικοδομικά τετράγωνα σε μια πόλη αποτελούν διακριτές και σαφώς καθορισμένες γεωγραφικές οντότητες και β) συνεχή, τα οποία παρουσιάζουν μια ομαλή συνεχή χωρική εμφάνιση και στα οποία το φαινόμενο υφίσταται και στις περιοχές που βρίσκονται ανάμεσα στις θέσεις παρατήρησης του φαινομένου. Η βαθυμετρία και η θερμοκρασία και πίεση του αέρα είναι χαρακτηριστικές συνεχείς χωρικές πληροφορίες. «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -15-

16 Η κατάταξη των γεωγραφικών πληροφοριών είναι μια βασική εργασία του Χαρτογράφου. Ένα χωρικό φαινόμενο είναι δυνατό να αποδίδεται εναλλακτικά με διαφορετικές απεικονίσεις. Για παράδειγμα η εθνική οδός σε χάρτες μικρής κλίμακας (π.χ 1: ) απεικονίζεται σαν γραμμή, ενώ σε χάρτες οδοποιίας μεγάλης κλίμακας (π.χ 1:500) απεικονίζεται σαν επιφάνεια. Πηγές δεδομένων για παραγωγή ψηφιακού χάρτη. Τα δεδομένα τα οποία χρησιμοποιούνται στην ψηφιακή χαρτογραφία προέρχονται από διάφορες πηγές, οι κυριότερες από τις οποίες είναι: αναλογικοί χάρτες οι οποίοι με τις κατάλληλες τεχνικές μετατρέπονται σε ψηφιακή μορφή υπάρχοντα αρχεία ψηφιακών δεδομένων τα οποία χρησιμοποιούνται είτε έπειτα από αγορά τους, είτε με ελεύθερη πρόσβαση σε αυτά (π.χ μέσω του διαδικτύου) δεδομένα εργασίας πεδίου (π.χ με χρήση GPS), προϊόντα φωτογραμμετρικών μεθόδων και αξιοποίηση δεδομένων Τηλεπισκόπισης. Πολύ συνηθισμένη πρακτική εισαγωγής δεδομένων σε ένα σύστημα Ψηφιακής Χαρτογραφίας είναι η ψηφιοποίηση συμβατικών χαρτών. Αναγνώριση και επιλογή χαρτογραφικών οντοτήτων - οργάνωση θεματικών επιπέδων Η φάση αυτή είναι μια καθαρά νοητική διεργασία από την πλευρά του χρήστη και δεν απαιτεί φυσική αλληλεπίδραση με το υλικό και το λογισμικό. Ο χάρτης σαν γραφική απεικόνιση της πραγματικότητας σε δύο διαστάσεις, περιλαμβάνει κάποιες πληροφορίες για την περιοχή την οποία αναπαριστά. Σε γενικές γραμμές οι πληροφορίες αυτές μπορεί να είναι: Τα στοιχεία αναγνώρισης (τίτλος, υπόμνημα, κλπ) Τα στοιχεία γεωγραφικής γεωμετρικής αναφοράς (π.χ γεωγραφικός κάναβος) Τα στοιχεία για το ανάγλυφο της περιοχής (π.χ ισοϋψείς καμπύλες, υψομετρικά σημεία) Τα διάφορα γραμμικά όρια (π.χ όρια κρατών, όριο ακτογραμμής) Τα δίκτυα συγκοινωνίας (π.χ οδικό - σιδηροδρομικό δίκτυο) Τεχνητές κατασκευές (π.χ κτίσματα, λιμάνια, αεροδρόμια) Διάφορες θεματικές πληροφορίες (π.χ γεωλογία, χρήσεις γης, δημογραφικά στοιχεία κλπ) Ονοματολογία (τοπωνύμια, γεωγραφικά ονόματα, κωδικοί κλπ) «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -16-

17 Χαρτογραφική Σχεδίαση Καθώς ο χάρτης κατά βάση αποτελεί ένα μέσο επικοινωνίας, ο βαθμός αρτιότητας του είναι σε άμεση σχέση με το πόσο καλά μεταφέρει πληροφορίες για να ενημερώσει ή να πείσει το κοινό στο οποίο απευθύνεται. Αυτή η επικοινωνία διευκολύνεται όταν η σχεδίαση του ακολουθεί κάποιες γενικές αρχές. Η σχεδίαση ενός χάρτη είναι μια σχετικά σύνθετη και πολύπλευρη διαδικασία, με τον χαρτογράφο να καλείται να υλοποιήσει σχεδιαστικές λύσεις μέσα από πληθώρα εναλλακτικών επιλογών. Σε όλες τις φάσεις της Χαρτογραφικής σχεδίασης θα πρέπει να τηρούνται οι παρακάτω βασικές αρχές: Σκοπός κάθε χάρτη είναι να επιτυγχάνει το μέγιστο δυνατό βαθμό επικοινωνίας με τον αναγνώστη Ο χάρτης οφείλει να είναι εύκολα κατανοητός και ευανάγνωστος Η χρηστικότητα και η πρακτική αξία ενός χάρτη δεν πρέπει να υποβαθμίζονται για χάρη της αισθητικής. Το βέλτιστο είναι η ισορροπία αισθητικής και ευχρηστίας του χάρτη. Ο χαρτογραφικός σχεδιασμός πρέπει να γίνεται λαμβάνοντας υπόψη βασικούς οπτικούς κανόνες. Με βάση τις παραπάνω γενικές αρχές και για να διευκολυνθεί ο χαρτογραφικός σχεδιασμός θα πρέπει να απαντηθεί μια σειρά από ερωτήματα σχετικά με τον υπό κατασκευή χάρτη: Ποιο είναι το θέμα και ποιος ο σκοπός τον οποίο εξυπηρετεί ο χάρτης; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα καθορίζει τον τύπο της χαρτογραφικής απεικόνισης και πιθανά τον τίτλο του χάρτη Ποιο είναι το κοινό στο οποίο απευθύνεται; Η καταγραφή αυτής της πληροφορίας είναι πολύ σημαντική για αρκετές από τις επιλογές που σχετίζονται με τη μορφή του χάρτη. Για παράδειγμα αν ο χάρτης απευθύνεται σε ειδικό επιστημονικό κοινό είναι πιθανό να χρειάζεται η προσθήκη ειδικών τεχνικών λεπτομερειών, η οποία δεν έχει νόημα όταν το κοινό αποτελείται από αναγνώστες δίχως εξειδικευμένες τεχνικές γνώσεις, όπου εκεί η βαρύτητα θα δοθεί στην απλότητα και την ευκολία κατανόησης του μηνύματος του χάρτη. Πού θα χρησιμοποιηθεί ο χάρτης; Χάρτες οι οποίοι τοποθετούνται σε μεγάλα πανό και οι οποίοι διαβάζονται από μακριά οφείλουν να έχουν μεγάλα και ευανάγνωστα σύμβολα, ενώ χάρτες μικρού μεγέθους οι οποίοι προορίζονται για έκδοση σε επιστημονικά περιοδικά ή βιβλία είναι συνήθως ασπρόμαυροι με εξειδικευμένη πληροφορία και χαρτογραφικά σύμβολα Ποια είναι τα διαθέσιμα δεδομένα για την κατασκευή του χάρτη; Αυτά τα δεδομένα συνήθως είναι προγενέστεροι χάρτες, ψηφιακά δεδομένα, στατιστικά στοιχεία, εργασία πεδίου, κλπ. Ποιος είναι ο διαθέσιμος χρόνος για την παραγωγή του χάρτη; Ο παράγοντας χρόνος καθορίζει αρκετές από τις χαρτογραφικές επιλογές. Για παράδειγμα οι «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -17-

18 χειροκίνητες τεχνικές σκίασης του αναγλύφου είναι χρονοβόρες και αποφεύγονται όταν ο διαθέσιμος χρόνος παραγωγής ενός χάρτη είναι περιορισμένος. Αντίθετα θα μπορούσαν να αποτελέσουν τελική επιλογή όταν δεν υπάρχει σημαντική χρονική πίεση στη χαρτογραφική παραγωγή και αναζητείται η βέλτιστη λύση για την παραγωγή για παράδειγμα ενός σχολικού χάρτη. Ποια μέθοδος κατασκευής θα ακολουθηθεί; Οι κύριες επιλογές είναι μεταξύ τεχνικών αυτοματοποιημένης ή χειροκίνητης χαρτογραφίας. Αν χρησιμοποιηθούν τεχνικές αυτοματοποιημένης χαρτογραφίας ποιο λογισμικό και υλικό θα χρησιμοποιηθούν; Σε αυτό το σημείο καταγράφεται το λογισμικό και το υλικό που θα χρησιμοποιηθούν. Σε πολλές περιπτώσεις το διαθέσιμο λογισμικό θέτει περιορισμούς στην χαρτογραφική σχεδίαση. Για τούτο το λόγο συχνά χρησιμοποιούνται συνδυαστικά διάφορα λογισμικά. Ποιοι είναι οι τεχνικοί περιορισμοί στην κατασκευή του χάρτη; Όπως είναι για παράδειγμα το μέγιστο μέγεθος εκτύπωσης διαθέσιμου σχεδιογράφου, ο μέγιστος αριθμός χρωμάτων που μπορούν να απεικονιστούν, τα τυποποιημένα σε μέγεθος φύλλα χάρτη των τυπογραφικών συσκευών, κλπ. Έτσι μετά την καταγραφή των παραπάνω, ο χαρτογράφος μπορεί να προχωρήσει στις παρακάτω ιδιαίτερα σημαντικές επιλογές: τελική μορφή του χάρτη, κλίμακα απεικόνισης, βαθμός γενίκευσης - απλοποίησης - αφαίρεσης του χάρτη χαρτογραφικοί συμβολισμοί που θα χρησιμοποιηθούν Σε αυτή η φάση συνίσταται να γίνεται ένα σκαρίφημα του χάρτη με τα βασικά χαρτογραφικά στοιχεία και τις σχέσεις τους, και παράλληλη καταγραφή των λεπτομερών προδιαγραφών (π.χ ακριβείς διαστάσεις, πάχη γραμμών και μεγέθη συμβόλων, χρώματα και κείμενο που θα χρησιμοποιηθεί, κλπ) Τα βασικά Χαρτογραφικά στοιχεία Τα σχεδιαστικά στοιχεία τα οποία χρησιμοποιούνται στη χαρτογραφία είναι ποικίλα και διαφέρουν από χάρτη σε χάρτη. Το μέσο στο οποίο απεικονίζεται συνήθως ο χάρτης είναι τις περισσότερες φορές ένα κομμάτι χαρτί. Βέβαια μπορεί η χαρτογραφική απεικόνιση μπορεί να λάβει χώρα σε φίλμ, σε αδιάσταλτο υλικό (MYLAR), σε μια οθόνη (υπολογιστή ή τηλεόρασης), ή ακόμη και σε μία προβολή. Σε οποιαδήποτε περίπτωση για το σχεδιασμό του χάρτη μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα χαρτογραφικά στοιχεία, τα οποία επιλέγονται κατά περίπτωση. Η σπουδαιότητα και η συχνότητα εμφάνισης αυτών των στοιχείων δεν είναι η ίδια. Ακολουθεί μια παράθεση των κυριότερων χαρτογραφικών στοιχείων που χρησιμοποιούνται, ανάλογα με τη σπουδαιότητά τους. «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -18-

19 Σε όλους τους χάρτες περιέχονται τα εξής στοιχεία: Κυρίως σώμα του χάρτη, Τίτλος, Ένδειξη κλίμακας απεικόνισης, Προσανατολισμός του χάρτη, Υπόμνημα Επιλεκτικά σε αρκετούς χάρτες περιέχονται: Η χαρτογραφική προβολή, Οι πηγές της πληροφορίας, Ο χαρτογράφος, Η ημερομηνία παραγωγής Βοηθητικά χαρτογραφικά στοιχεία είναι: Οι ένθετοι χάρτες, Οι χάρτες αναφοράς, Ο χαρτογραφικός κάναβος, Ενημερωτικές πληροφορίες, Εικόνες, λογότυπα κλπ Χαρακτηριστικά ενός σωστά σχεδιασμένου χάρτη Σαν τελικό γραφιστικό προϊόν ο χάρτης θα πρέπει να έχει κάποια βασικά χαρακτηριστικά. Τα σπουδαιότερα παρατίθενται παρακάτω: Ευκρίνεια Αναγνωσιμότητα. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό χαρακτηριστικό ενός καλοσχεδιασμένου χάρτη, αφού ο βασικός σκοπός του είναι η καλύτερη δυνατή μεταφορά των μηνυμάτων τα οποία περιέχει. Έτσι τα στοιχεία του θα πρέπει να είναι ευκρινή και ευανάγνωστα. Οπτική αντίθεση. Η οπτική αντίθεση έχει να κάνει με τον τρόπο απόδοσης των χαρτογραφικών στοιχείων, έτσι ώστε να δίνεται έμφαση στα στοιχεία με ιδιαίτερη βαρύτητα. Έτσι θα πρέπει ο αναγνώστης να οδηγείται με έναν φυσικό τρόπο στην ανάγνωση των στοιχείων μέσα από μια ιεράρχηση της βαρύτητάς τους. Ιδιαίτερη προσοχή θα πρέπει να δίδεται επίσης στην επιλογή του υποβάθρου του χάρτη. Οπτική ισορροπία. Η ιδιότητα αυτή αναφέρεται στη διάταξη και τις διαστάσεις των χαρτογραφικών στοιχείων εντός των ορίων του χάρτη. Θα πρέπει να ακολουθείται μια λογική στην ομαδοποίηση των στοιχείων αυτών με έμφαση στο κυρίως σώμα του χάρτη. Άτακτα τοποθετημένα χαρτογραφικά στοιχεία υποβαθμίζουν σημαντικά την αναγνωσιμότητα και την ποιότητα του χάρτη. Σωστή χρήση χρώματος και συμβόλων. Θα πρέπει οι επιλογές αυτές να γίνονται σύμφωνα με τις αρχές της χαρτογραφίας και κάποια πρότυπα τα οποία χρησιμοποιούνται κατά παράδοση. Για παράδειγμα η επιλογή κόκκινου χρώματος για την απεικόνιση μιας λίμνης είναι αδόκιμη σε ένα γεωφυσικό χάρτη. Σε γενικές γραμμές θα πρέπει να αποφεύγονται οι ακρότητες στις επιλογές τόσο χρωμάτων, όσο και συμβόλων. Ειδικά για το μέγεθος των συμβόλων θα πρέπει να τονιστεί πως θα πρέπει να είναι τέτοιο που αφενός να επιτρέπει την εύκολη διάκριση και αναγνώρισή τους, αφετέρου να μην οδηγεί σε έμφαση πέραν του επιθυμητού καθώς και επικαλύψεις. Σωστή χρήση κειμένου. Κακές επιλογές γραμματοσειρών, μεγέθους αλλά και διάταξης των γραμμάτων μπορεί να οδηγήσει στην υποβάθμιση της ποιότητας ενός χάρτη. Σε πολλές περιπτώσεις μάλιστα, είναι ιδιαίτερα σημαντική η ιεράρχηση της ονοματολογίας του χάρτη, ανάλογα με τα στοιχεία στα οποία αναφέρονται. Ιδιόρρυθμες γραμματοσειρές και διάταξη κειμένου συνήθως αποφεύγονται με εξαίρεση ειδικές περιπτώσεις στις οποίες συσχετίζονται με το μήνυμα του χάρτη. «Επικαιροποίηση Δεξιοτήτων στην Κοινωνική Έρευνα και στην Ανάλυση Κοινωνικών Δεδομένων» -19-