ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ Η χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στην κατασκευή βάσης υδρογεωλογικών δεδομένων Ευλαμπία Σ. Κουζέλη Μηχανικός Γεωτεχνολογίας και Περιβάλλοντος, Τ.Ε. ΠΑΤΡΑ, Ιούλιος 2013

2 Επιβλέπων καθηγητής Ν. Λαμπράκης Τριμελής Επιτροπή Καθηγητής Ν. Λαμπράκης Καθηγητής Ν. Σαμπατακάκης Επίκουρος Καθηγητής Κ. Νικολακόπουλος i

3 Πίνακας περιεχομένων Ευχαριστίες... 1 Περίληψη... 3 Abstract... 5 Εισαγωγή... 7 Κεφάλαιο 1 Περιοχή Εφαρμογής Οριοθέτηση ευρύτερης και εγγύτερης περιοχής Γεωλογία Γεωλογία νομού Αιτωλοακαρνανίας Γεωλογία περιοχής μελέτης Υδρολιθολογία περιοχής μελέτης Τεκτονική Τεκτονική νομού Αιτωλοακαρνανίας Γεωμορφολογία Γεωμορφολογία νομού Αιτωλοακαρνανίας Γεωμορφολογία περιοχής μελέτης Υδρολογικές Λεκάνες- Υδρογεωλογία Υδρολογικές λεκάνες Αιτωλοακαρνανίας Υδρολογικές λεκάνες περιοχής μελέτης Πληροφοριακά Συστήματα Βάσεις Δεδομένων (ΒΔ) Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ/DBMS) Σχεσιακό μοντέλο και Σχεσιακό Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (RDBMS) Αρχιτεκτονική Συστημάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων Σύστημα Βάσης Δεδομένων (ΣΒΔ) Γεωγραφικές Βάσεις Δεδομένων και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών Γεωγραφικές Βάσεις Δεδομένων Είδη Γεωγραφικών Βάσεων Δεδομένων Διαχωρισμός Γεωβάσεων με βάση το χρήστη Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Ορισμός ΓΣΠ Αρχιτεκτονική Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών Χαρακτηριστικά Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών Μορφές χωρικών δεδομένων i

4 Δομή του ArcGIS Desktop Κεφάλαιο 3 Δημιουργία Βάσης Υδρογεωλογικών Δεδομένων Συλλογή και επεξεργασία πρωτογενών δεδομένων Σχεδιασμός γεωβάσης Περιγραφή γεωβάσης Δημιουργία Γεωβάσης Παρουσίαση γεωβάσης Εισαγωγή και Διαχείριση Δεδομένων Κεφάλαιο 4 Παραδείγματα Εφαρμογής Γεωαναφορά και ορισμός προβολικού συστήματος συντεταγμένων Δημιουργία υδρογραφικού δικτύου με τη χρήση ΨΜΕ Δημιουργία χαρτών με χρήση του Geostatistical Analyst Δημιουργία γραφημάτων με χρήση του Graph Wizard Κεφάλαιο 5 Παρουσίαση αποτελεσμάτων επεξεργασμένων δεδομένων Επεξεργασία υδρογεωλογικών δεδομένων Επεξεργασία υδρολογικών δεδομένων Επεξεργασία βροχομετρικών δεδομένων Επεξεργασία χημικών δεδομένων Υδρογραφικό Δίκτυο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 - ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I - Πίνακες ii

5 0

6 Ευχαριστίες Αρχικά θα ήθελα να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες στους επιβλέποντες καθηγητές μου κ. Λαμπράκη για την ανάθεση του θέματος, την καθοδήγησή του και τις πολύτιμες συμβουλές του σε όλη τη διάρκεια εκπόνησης αυτής της εργασίας και στον κ. Νικολακόπουλο για τη σημαντική καθοδήγησή του, τις γνώσεις που μου μετέδωσε σε όλη τη διάρκεια του ΜΠΣ καθώς και για το χρόνο που αφιέρωσε έτσι ώστε να δημιουργηθεί αυτή η εργασία. Ένα μεγάλο ευχαριστώ θα ήθελα να εκφράσω στον κ. Τηνιακό, διευθυντή του τμήματος υδάτων της περιφέρειας για την παροχή πολύτιμων δεδομένων και συμβουλών καθώς και τον κ. Βακαλά για την τα δεδομένα που μου παρείχε διότι χωρίς αυτά η εργασία τούτη δεν θα είχε τη μορφή που πήρε. Θα ήθελα επίσης να αναφερθώ στη συμβολή που είχαν στην συγγραφή αυτής της εργασίας, μέσω των συμβουλών που μου έδωσαν σε όλη την πορεία, την λέκτορα κα Ζαγγανά, την διδάκτορα κα Κατσάνου και τον υποψήφιο διδάκτορα κ. Τσερόλα. Σημαντικό ρόλο στην ολοκλήρωση της εργασίας, μέσω των εύστοχων παρατηρήσεών τους, έπαιξαν οι συμφοιτητές μου η κ. Κάβουρα και ο κ. Αγγελής, οι οποίοι από την έναρξη του μεταπτυχιακού και μέχρι σήμερα ήταν πάντα εκεί. Μεγάλη παράλειψη θα ήταν να μην αναφερθώ στην στήριξη που έλαβα όλο αυτό το χρονικό διάστημα από την οικογένειά μου αλλά και από τους πολύ καλούς μου φίλους. 1

7 2

8 Περίληψη Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στα πλαίσια του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών «Εφαρμοσμένη και Περιβαλλοντική Γεωλογία και Γεωφυσική». Αντικείμενο της εργασίας είναι η εφαρμογή των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στο σχεδιασμό μιας Γεωγραφικής Βάσης Υδρογεωλογικών δεδομένων με εφαρμογή στο νομό Αιτωλοακαρνανίας. Η βάση αυτή θα αποτελέσει ένα εργαλείο με το οποίο θα γίνεται η διαχείριση μεγάλου όγκου υδρογεωλογικών πληροφοριών (στάθμες, στοιχεία ποιότητας των νερών κ.α.) με τρόπο απλό και γρήγορο. Τα πρώτο στάδιο της εργασίας ήταν ο καθορισμός των στόχων που έπρεπε να επιτευχθούν μέσω αυτής για τη σωστή δημιουργία της γεωβάσης. Το επόμενο βήμα έρχεται να γίνει με τη συλλογή των δεδομένων που θα τοποθετηθούν στη βάση αυτή. Οι πληροφορίες αυτές προέρχονται από εγκεκριμένες τεχνικές μελέτες που δόθηκαν από δημόσιες υπηρεσίες, ιδιώτες ή ήταν ανηρτημένες σε επίσημες κυβερνητικές ιστοσελίδες. Τα στοιχεία αυτά ήταν τόσο χωρικά (διοικητικά όρια νομών, υδρολογικές λεκάνες κ.α.) όσο και μη - χωρικά (περιγραφικές πληροφορίες όπως πληθυσμιακά δεδομένα ονομασία ή κωδικοποίηση λεκανών, υδροχημικές μετρήσεις κ.α.). Κάποια στοιχεία αποκτήθηκαν από την επί τόπου έρευνα που έγινε στα πλαίσια αυτής της εργασίας σε ένα κομμάτι της υδρολογικής λεκάνης της λίμνης Τριχωνίδας. Στη συνέχεια δημιουργείται η βάση χωρικών δεδομένων. Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος έπρεπε τα συλλεγμένα δεδομένα να ταξινομηθούν σε διαφορετικούς φακέλους ανάλογα με τις κοινές ιδιότητες που έχουν καθώς και σε διαφορετικό είδος αρχείων, ανάλογα με την επιθυμητή χρήση τους. Ακολουθεί, σε ένα μέρος αυτών, η δημιουργία υπέρ συνδέσεων οι οποίες έχουν ως στόχο την άμεση πρόσβαση σε πίνακες βροχομετρικών και χημικών δεδομένων. Έπειτα με τη βοήθεια της γλώσσας SQL έχουν τεθεί ερωτήματα (queries) που οδηγούν στην ανάκτηση δεδομένων. Τέλος, δεν πρέπει να παραλείψουμε και το κομμάτι της επεξεργασίας μέρους των δεδομένων για την παραγωγή χαρτών και διαγραμμάτων. Αυτό πραγματοποιήθηκε τη βοήθεια εργαλείων του ArcMap. Σημαντικό είναι και το γεγονός ότι για τη δημιουργία των χαρτών έγινε χρήση διαφόρων μεθόδων ώστε να έχουμε τη 3

9 δυνατότητα σύγκρισης των αποτελεσμάτων για την ορθή διεξαγωγή συμπερασμάτων. Η κατασκευή της βάσης αυτής είχε ως αποτέλεσμα την αποθήκευση ενός μεγάλου όγκου δεδομένων που είναι ταξινομημένα σε διαφορετικά επίπεδα και την παραγωγή χαρτών που καλύπτουν ένα μεγάλο εύρος των προαναφερθέντων θεματικών επιπέδων. 4

10 Abstract This project was produced within the Post-graduate studies program Applied and Environmental Geology and Geophysics. Object of this work is the application of Geographic Information Systems in designing a geographic hydro-geological data base with application to the Aitoloakarnania district. This data base will be used as a tool with which we will be able to manage a vast amount of hydrogeological information (elevation, water quality data etc.) in a very simple and fast way. The first stage of the study was to define the objectives to be achieved through this, for the proper creation of the geo-database. The next step was the collection of the data that would be added in this data base. This information came from approved technical studies provided by public services, individuals or was posted on official governmental websites. These elements were spatial (administrative district boundaries, basins, etc.) and also aspatial (descriptive information such as demographic data, basins names or codes, hydro-chemical measurements, etc). Some other elements were obtained by in - situ investigation, conducted for this project at a part of the hydrological basin of Trichonida lake. Next the spatial data base was produced. In order to achieve this we had to put the collected data in different folders according to their common properties and in different file types according to their desired use. Then a part of these files were used to make hyper- links whose objective was to give direct access to tables of precipitation and chemical data. With the SQL, various queries have been set in order to lead to the data retrieval. Finally, we must not omit the process of a part of the data for the production of maps and diagrams for which we used the ArcMap tools. An important fact is that for the production of these maps, we used various methods so that we can have the possibility to compare the results and make correct conclusions. The results of this data base production are, the storage of a vast quantity of data that is classified in different levels and the production of maps that cover a big part of all the above mentioned thematic levels. 5

11 6

12 Εισαγωγή Σκοπός Τα τελευταία χρόνια η πρόοδος της επιστήμης και η εξέλιξη της τεχνολογίας ήταν ραγδαία και αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία και την ανάπτυξη των πληροφοριακών συστημάτων και την ενσωμάτωση της διάστασης του χώρου σε αυτά. Παρέχουν νέες μεθόδους και εργαλεία συλλογής, αποθήκευσης, διαχείρισης, επεξεργασίας και ανάλυσης στοιχείων που βρίσκονται στο χώρο, έχουν δηλαδή γεωγραφικές διαστάσεις. Βασικός στόχος είναι ο σχεδιασμός ενός συστήματος με τη χρήση των ΓΣΠ που θα έχει τη δυνατότητα διαχείρισης πολυσύνθετης πληροφορίας όσον αφορά υδρογεωλογικά και σχετιζόμενα με αυτά δεδομένα. Ο σχεδιασμός ενός τέτοιου εργαλείου πραγματοποιείται μέσα από την εφαρμογή μιας Γεωγραφικής Βάσης Δεδομένων για το νομό Αιτωλοακαρνανίας. Περιγράφεται με ακρίβεια ο τρόπος με τον οποίο έχει δομηθεί έτσι ώστε ο κάθε χρήστης να έχει εύκολη πρόσβαση σε αυτά ενώ ταυτόχρονα θα μπορεί να ανακαλέσει ή επεξεργαστεί τα δεδομένα αυτής με σκοπό την ορθή εξαγωγή συμπερασμάτων σε κάποιο αντικείμενο μελέτης (π.χ. η μελέτη του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα). Ένα από τα πλεονεκτήματα είναι η μείωση του χρόνου, η αμεσότητα που παρέχουν τα ΓΣΠ καθώς και η ταυτόχρονη και συχνή ενημέρωση των δεδομένων αυτών. Διάρθρωση Εργασίας Η παρούσα εργασία περιέχει έξι κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται η οριοθέτηση της περιοχής μελέτης, η περιγραφή των γεωλογικών δομών, ο υδρολιθολογικός χαρακτηρισμός των γεωλογικών σχηματισμών ενώ δίνονται πληροφορίες για την τεκτονική και τις υδρολογικές λεκάνες του νομού αλλά και της περιοχής μελέτης. Το δεύτερο κεφάλαιο περιέχει πληροφορίες που σχετίζονται με τα πληροφοριακά συστήματα, τις βάσεις δεδομένων και το σύστημα διαχείρισης αυτών καθώς αναλύονται τα ΓΣΠ και οι εφαρμογές αυτών. Το τρίτο κεφάλαιο περιγράφει τον τρόπο συλλογής και επεξεργασίας των δεδομένων, το σχεδιασμό, την περιγραφή και την αναλυτική παρουσίαση της γεωβάσης. 7

13 Στο τέταρτο κεφάλαιο δίνονται αναλυτικά παραδείγματα εφαρμογής της διαδικασίας της γεωαναφοράς και της δημιουργίας του υδρογραφικού δικτύου. Επίσης παραγράφεται πλήρως η διαδικασία δημιουργίας «μοντέλων» - χαρτών με τη χρήση του Geostatistical Analyst και η δημιουργία γραφημάτων κάνοντας χρήση του Graph Wizard. To πέμπτο κεφάλαιο είναι αυτό στο οποίο δίνονται ενδεικτικά κάποια αποτελέσματα τα οποία έχουν προκύψει από ένα μέρος των δεδομένων που περιέχονται στη βάση αυτή. Το έκτο και τελευταίο κεφάλαιο είναι αυτό το οποίο περιέχει τα συμπεράσματα τούτης της εργασίας σχετικά με τις δυνατότητας και τη χρησιμότητα των Χωρικών Βάσεων Δεδομένων άρα και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών. 8

14 Κεφάλαιο 1 Περιοχή Εφαρμογής 1.1 Οριοθέτηση ευρύτερης και εγγύτερης περιοχής Η περιοχή εφαρμογής τοποθετείται στο υδατικό διαμέρισμα δυτικής Στερεάς Ελλάδας. Αφορά το νομό Αιτωλοακαρνανίας καθώς και την εγγύτερη περιοχή της λίμνης Τριχωνίδας. Ο νομός Αιτωλοακαρνανίας οριοθετείται Βορειοδυτικά από το νομό Λευκάδος, Βόρεια από τους νομούς Άρτας και Πρεβέζης, Βορειοανατολικά από το νομό Ευρυτανίας, Ανατολικά από το νομό Φωκίδος και Νότια από το νομό Αχαΐας όπως παρουσιάζεται στον ακόλουθο χάρτη. Χάρτης 1: Οριοθέτηση ευρύτερης περιοχής μελέτης (νομοί ΟΚΧΕ) Η περιοχή μελέτης αποτελεί μέρος της υδρολογικής λεκάνης της λίμνης Τριχωνίδας και οριοθετείται Βόρεια και Βόρειο Ανατολικά από το όρος Παναιτωλικό, Νότια από τη λίμνη Τριχωνίδα και δυτικά από την υδρολογική λεκάνη της λίμνης Λυσιμαχίας. 9

15 Χάρτης 2: Οριοθέτηση εγγύτερης περιοχής μελέτης (Καλλικράτης) 1.2 Γεωλογία Γεωλογία νομού Αιτωλοακαρνανίας Ο νομός Αιτωλοακαρνανίας συνίσταται κυρίως από σχηματισμούς των εξωτερικών Ελληνίδων οροσειρών που συνίστανται, από τις ζώνες της Ιονίου, Γαβρόβου-Τριπόλεως και Ωλονού-Πίνδου (αλπικοί σχηματισμοί). Οι γεωτεκτονικές αυτές ζώνες, αντιπροσωπεύονται κυρίως από ανθρακικά πετρώματα και σχηματισμούς, τριαδικής έως ηωκαινικής ηλικίας και παρουσιάζουν σημαντική ανάπτυξη του σχηματισμού του φλύσχη. Ιόνιος ζώνη Χαρακτηρίζεται από μια επαλληλία μεγάλων αντικλίνων και συγκλίνων γενικής διεύθυνσης ΒΔ-ΝΑ που είναι και η τυπική διεύθυνση της ζώνης Ωλονού-Πίνδου. Η βασική της στρωματογραφική ακολουθία αποτελείται από την εβαποριτική σειρά και τριαδικά λατυποπαγή περμο-τριαδικής ηλικίας, την ανθρακική σειρά Aνω- Τριαδικής Ηωκαινικής ηλικίας και τον αδιαίρετο φλύσχη. 10

16 Η εβαποριτική σειρά της Ιονίου ζώνης αποτελείται από γύψους και κοιτάσματα ανυδρίτη. Οι γύψοι εμφανίζονται κυρίως κατά μήκος των μεγάλων ρηγμάτων και εφιππεύσεων. Τα τριαδικά λατυποπαγή είναι κυρίως ασβεστολιθικά - δολομιτικά με παρεμβολές σκοτεινόχρωμων μαύρων ασβεστόλιθων, δόμων γύψου και ανυδριτών. Παρουσιάζουν σημαντική επιφανειακή εξάπλωση και εκτείνονται από τον Αμβρακικό κόλπο, μέχρι τις εκβολές του Αχελώου. Η ανθρακική ακολουθία αρχίζει με ιουρασικούς ασβεστόλιθους και κερατόλιθους. Αναπτύσσονται σε μεγάλες εμφανίσεις ασβεστολίθων μέσο-παχυστρωματωδών, που κατά τόπους γίνονται δολομιτικοί. Μέσα σε αυτούς παρεμβάλλονται αργιλοσχιστώδεις και κερατολιθικές ενστρώσεις. Οι Κρητιδικοί ασβεστόλιθοι είναι πλακώδεις, λευκοκίτρινοι και περιέχουν κονδύλους ή στρώματα κερατολίθου και ελάχιστους σχιστοκερατόλιθους. Οι μεγαλύτερες εμφανίσεις τους συναντώνται στα νότια της Αμφιλοχίας και Ν-Α του Αστακού. Οι Ηωκαινικοί ασβεστόλιθοι είναι λεπτοπλακώδεις, υπολιθογραφικοί και κατά θέσεις περιέχουν κονδύλους πυριτόλιθου. Τα πάχη τους είναι σχετικά μικρά και οι εμφανίσεις τους περιορίζονται σε στενές λωρίδες στα ανατολικά της Αμφιλοχίας, του Αιτωλικού και του Αστακού. Η στρωματογραφική σειρά της Ιονίου ζώνης κλείνει με τον σχηματισμό του φλύσχη που συνίσταται κυρίως από λεπτόκοκκα υλικά όπως ιλυόλιθοι, αργιλικοί σχιστόλιθοι, ψαμμίτες και λιγότερο από κροκαλοπαγή. Ο σχηματισμός αυτός έχει μεγάλη ανάπτυξη και πάχος στο ανατολικό τμήμα της ζώνης. Γαβρόβου Τριπόλεως Παρεμβάλλεται μεταξύ της Ιονίου και της Ωλονού-Πίνδου και χαρακτηρίζεται από μεγάλες εμφανίσεις φλύσχη και ανθρακικά μέρη που εμφανίζονται στα βόρεια, στο όρος Μακρυνόρος και στα νότια, στα υψώματα της Κλόκοβας και Βαράσοβας. Οι Ανω Κρητιδικοί ασβεστόλιθοι αποτελούν την κατώτερη εμφάνιση της ζώνης και συνίστανται από ανοιχτότεφρους κιτρινωπούς, στρωσιγενείς ασβεστόλιθους που κατά τόπους γίνονται δολομιτικοί. Το πάχος τους είναι μερικές εκατοντάδες μέτρα. Οι ηωκαινικοί ασβεστόλιθοι είναι πλακώδεις ασβεστόλιθοι με πολύ περιορισμένες εμφανίσεις. Ωλονού-Πίνδου Αναπτύσσεται στο ανατολικό, ορεινό τμήμα και περιλαμβάνει κυρίως ανθρακικά και κλαστικά ιζήματα. 11

17 Οι Τριαδικοί ασβεστόλιθοι είναι λεπτοπλακώδεις με ενστρώσεις κερατολίθων και αργιλικών σχιστολίθων. Το επιφανειακό τους ανάπτυγμα είναι μικρό όπως και το πάχος τους. Η σειρά των Ιουρασικών ασβεστολίθων και σχιστολίθων περιλαμβάνει εναλλαγές ερυθρών αργιλικών σχιστολίθων και αργίλων με κρυσταλλικούς και μικρολατυποπαγείς ασβεστολίθους. Ο σχηματισμός έχει μικρή επιφανειακή ανάπτυξη. Οι Ιουρασικοί σχιστοκερατόλιθοι αποτελούνται κυρίως από ερυθρούς αργιλοπυριτικούς σχιστολίθους και κερατολίθους που περιέχουν μικρές ασβεστολιθικές ενστρώσεις. Το πάχος του σχηματισμού είναι μερικές δεκάδες μέτρα. Οι Κρητιδικοί ασβεστόλιθοι καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο τμήμα της ζώνης και συνίσταται από πλακώδεις ασβεστόλιθους με πυριτόλιθους, που κατά περιοχές εναλλάσσονται με κερατολίθους. Νεογενή Στο νομό αυτό συναντώνται εκτός των αλπικών σχηματισμών αποθέσεις του νεογενούς. Περιλαμβάνουν ιζήματα του Πλειόκαινου θαλάσσιας (άμμοι, άργιλοι, μάργες, κροκαλοπαγή), αλλά και λιμναίας φάσης (κροκαλοπαγή, άμμοι, μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι, μάργες, κοκκινοχώματα και ορισμένες φορές στρώματα λιγνίτη). Οι νεογενείς σχηματισμοί έχουν μικρό πάχος και καταλαμβάνουν μικρές εκτάσεις. Από τις περιορισμένες εμφανίσεις η πιο αξιόλογη είναι βόρεια της λιμνοθάλασσας του Αιτωλικού. Τεταρτογενή Οι αποθέσεις αυτές περιλαμβάνουν κυρίως ποταμοχειμαρρώδεις σχηματισμούς που δημιουργούν κώνους κορημάτων στις κλιτύες των ορέων και στα δέλτα των ποταμών Αχελώου, Εύηνου και Μόρνου. Αλλουβιακές αποθέσεις που συνίστανται από ψαμμιτικά, αργιλικά και κυρίως ασβεστολιθικά υλικά καλύπτουν κυρίως την πεδιάδα του Αγρινίου Γεωλογία περιοχής μελέτης Ζώνη Γαβρόβου Ο Φλύσχης της Γαβρόβου αποτελείται από παχιά στρώματα αργιλικών σχιστόλιθων, ιλυολίθων, αμμούχων μαργών και ψαμμιτών με ενστρώσεις κροκαλοπαγών ισχυρής συνοχής. 12

18 Ζώνη Ολωνού Πίνδου Μαιστρίχτιο Ηωκαίνο: Φλύσχης που αποτελείται από Ψαμμίτες με παρεμβολές Μαργαϊκού υλικού. Στη βάση τους υπάρχουν λεπτές παρεμβολές πελαγικών ασβεστολίθων κατά θέσεις ή με μικρολατυποπαγείς ασβεστόλιθους. Σχηματισμοί του Σενωνίου: Τεφροί ιλυώδεις βιομικρίτες με πελαγική μικροπανίδα και με μικρολατυποπαγείς ασβεστόλιθους. Ανωτέρω Ιουρασικού Κονιάσιου: Αργιλικοί/πυριτικοί Σχιστόλιθοι Κερατόλιθοι και Ασβεστόλιθοι Ιουρασικό: Τα κατώτερα μέρη αποτελούν σχηματισμοί βαθειάς θαλάσσης και ειδικότερα ερυθροί αργιλικοί σχιστόλιθοι και ιλυόλιθοι με παρεμβολές μικρολατυποπαγών ασβεστόλιθων Τριαδικό: Ασβεστόλιθοι και λεπτοστρωματώδεις ασβεστόλιθοι που εναλλάσσονται με κερατόλιθους και αργιλικούς ασβεστόλιθους. Ανώτερο Μειόκαινο Κατώτερο Πλειόκαινο: Οι αποθέσεις του νεογενούς περιλαμβάνουν κροκαλοπαγή σε εναλλαγή με άμμους που πλευρικά και προς τα πάνω μεταβαίνουν σε πυριτικα κροκαλοπαγή ερυθρού χρώματος με εναλλαγές άμμου και αργίλου και αυτά με τη σειρά τους και σε ανοδική πορεία σε αργίλους και άμμους. Νεογενές Κροκαλοπαγή σε εναλλαγές με άμμους (που πλευρικά και προς τα πάνω μεταβαίνουν σε κροκαλοπαγή πυριτικά ερυθρού χρώματος σε εναλλαγές με αργίλους και άμμους που και αυτά με τη σειρά τους μεταβαίνουν σε αργίλους και άμμους. Τεταρτογενές Η περιοχή μελέτης χαρακτηρίζεται κυρίως από τις αποθέσεις του τεταρτογενούς. Ολόκαινο: Αποθέσεις τεναγών από αργίλους, αργιλούχους άμμους και πηλούς μαύρου χρώματος λόγω των ελωδών φυτών και αλλουβιακές αποθέσεις (πάχους περίπου 40 μέτρων). Πλειστόκαινο: Ριπίδια αποτελούμενα από συνεκτικές και ημισυνεκτικές κροκάλες και αμμους πάχους περίπου 25 μέτρων, σύγχρονοι και παλαιοί κώνους κορημάτων, ασύνδετα πλευρικά κορήματα. 13

19 Χάρτης 3: Γεωλογικός Χάρτης περιοχής μελέτη 14

20 1.3 Υδρολιθολογία περιοχής μελέτης Η κατασκευή του υδρολιθολογικού χάρτη έγινε μετά την ψηφιοποίηση των γεωλογικών χαρτών. Η υδρολιθολογική κατάταξη των γεωλογικών σχηματισμών γίνεται με βάση τις συνθήκες διακίνησης και αποθήκευσης νερού στα πρωτογενή ή δευτερογενή διάκενά τους, δηλαδή του πορώδους και της υδροπερατότητας. Υδρολιθολογική Διάκριση με Βάση το Πορώδες Κοκκώδεις σχηματισμοί: Η κυκλοφορία νερού στη μάζα τους γίνεται μέσω του πρωτογενούς πορώδους. Στην κατηγορία αυτή ανήκει σειρά πετρωμάτων των αποθέσεων του τεταρτογενούς και του νεογενούς και μέρος των μεταλπικών ιζημάτων και των μαγματικών πετρωμάτων. Ρωγμώδεις σχηματισμοί: Η κυκλοφορία νερού στη μάζα τους γίνεται κυρίως μέσω του δευτερογενούς πορώδους τους. Χαρακτηριστικά πετρώματα της κατηγορίας αυτής είναι οι ψαμμίτες και τα κροκαλοπαγή καθώς και το σύνολο των ανθρακικών σχηματισμών το δευτερογενές πορώδες των οποίων προσδιορίζεται κυρίως από την καρστική διάβρωση που αναπτύσσεται στη μάζα τους. Αδιαπέρατοι σχηματισμοί: Είναι οι σχηματισμοί των οποίων η δόμηση της μάζας δεν επιτρέπει την κυκλοφορία του νερού και το ενεργό πορώδες τους πρακτικά θεωρείται μηδενικό. Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται ορισμένα πετρώματα των τεταρτογενών και νεογενών αποθέσεων όπως οι αμιγείς άργιλοι, πηλοί, ιλύες, μάργες καθώς και των αλπικών ιζημάτων όπως οι αργιλικοί σχιστόλιθοι κλπ. Υδρολιθολογική Διάκριση με Βάση την Υδροπερατότητα Υδροπερατοί σχηματισμοί: Οι υδροπερατοί σχηματισμοί της περιοχής διαχωρίστηκαν σε σχηματισμούς μέσης, υψηλής και πολύ υψηλής υδροπερατότητας. Οι σχηματισμοί μέσης υδροπερατότητας παρουσιάζουν συντελεστή Κ= m/sec. Η υδροπερατότητα των σχηματισμών είναι μέσης τάξης λόγω προσμίξεων των πετρωμάτων με άλλα μικρότερης υδροπερατότητας είτε λόγω περιορισμένου κερματισμού της μάζας τους ή μέτριας καρστικοποίησης των ανθρακικών πετρωμάτων. Οι σχηματισμοί υψηλής - πολύ υψηλής υδροπερατότητας παρουσιάζουν συντελεστή Κ= m/sec. Χαρακτηριστικά πετρώματα της κατηγορίας αυτής είναι άμμοι και 15

21 κροκάλες χωρίς προσμίξεις και έντονα κερματισμένοι ή καρστικοποιημένοι ασβεστόλιθοι. Ημιπερατοί σχηματισμοί: Οι ημιπερατοί σχηματισμοί παρουσιάζουν συντελεστή Κ= m/sec και διαχωρίσθηκαν σε χαμηλής υδροπερατότητας και πολύ χαμηλής υδροπερατότητας. Στους σχηματισμούς χαμηλής υδροπερατότητας συμμετέχουν υδροπερατά πετρώματα όπως είναι άμμοι, χάλικες και κροκαλες αλλά και υδροστεγανά πετρώματα, όπως άργιλοι, πηλοί, ιλύες, μάργες κλπ. Στους σχηματισμούς πολύ χαμηλής υδροπερατότητας περιλαμβάνονται οι προσμίξεις πετρωμάτων στα οποία υπερτερούν σε σημαντικό βαθμό τα υδροστεγανά. Α. Κοκκώδεις - Προσχωματικοί σχηματισμοί Α1. Υδροπερατοί σχηματισμοί μέσης χαμηλής υδροπερατότητας Σύγχρονες προσχώσεις: Άμμοι, άργιλοι, και πηλοί σε προσμίξεις με χάλικες, κροκάλες και λατύπες. Ποτάμιες αποθέσεις αποτελούμενες από κροκάλες με άμμους, αργίλους πηλούς και λατύπες Ριπίδιο αποτελούμενο από συνεκτικές και μη συνεκτικές κροκάλες και άμμους Α2. Υδροπερατοί σχηματισμοί πολύ χαμηλής υδροπερατότητας Κώνοι κορημάτων και πλευρικά κορήματα: Λατύπες και κροκάλες ποικίλου μεγέθους και σύστασης με ανθρακικό - αργιλικό συνδετικό υλικό. Ερυθροί άργιλοι και αμμούχα υλικά χερσαίας και χειμμάριας προέλευσης Αποθέσεις τεναγών από αργίλους και αργιλούχους άμμους Β. Ρωγμώδεις - Ιζηματογενείς Σχηματισμοί του Νεογενούς Β1. Ημιπερατοί Σχηματισμοί Μέσης Υδροπερατότητας Κροκαλοπαγή σε εναλλαγές με άμμους και σε εναλλαγές αργίλου και άμμου. Β2. Ημιπερατοί Σχηματισμοί Χαμηλής Υδροπερατότητας Σχηματισμοί του Φλύσχη Ιλυώδεις Βιομικρίτες με πελαγική μικροπανίδα και με μικρολατυποπαγείς ασβεστόλιθους. Αργιλικοί Σχιστόλιθοι, πυριτικοί σχιστόλιθοι, Κερατόλιθοι Β3. Καρστικοί Σχηματισμοί Υψηλής Υδροπερατότητας Ασβεστόλιθοι 16

22 Χάρτης 4: Υδρολιθολογικός χάρτης περιοχής μελέτη 17

23 1.4 Τεκτονική Τεκτονική νομού Αιτωλοακαρνανίας To υπόβαθρο του νομού Αιτωλοακαρνανίας αποτελείται από τρεις γεωτεκτονικές ζώνες, στην Ιόνιο Ζώνη, τη Γαβρόβου Τριπόλεως και την Ολωνού Πίνδου. Η τεκτονική δομή που συναντάται στο νομό Αιτωλοακαρνανίας είναι η χαρακτηριστική τυπική τεκτονική των εξωτερικών Ελληνίδων ζωνών με επάλληλες επωθήσεις των γεωτεκτονικών ζωνών, εφιππεύσεις μεταξύ των γεωλογικών σχηματισμών και πτυχώσεις. Η μεγαλύτερη από τις επωθήσεις είναι εκείνη της Πίνδου στα ανατολικά όπου μεσοζωϊκοί ασβεστόλιθοι είναι επωθημένοι στο φλύσχη της ζώνης Γαβρόβου. Οι εφιππεύσεις συχνές στη ζώνη αυτή αλλά και στις άλλες ζώνες συνθέτουν την χαρακτηριστική τεκτονική των λεπίων. Οι πτυχώσεις που ακολουθούν την γενική τεκτονική παράταξη Β-ΒΔ, δημιουργούν διαδοχικά αντίκλινα και σύγκλινα όπως π.χ. τα μεγάλα αντίκλινα της Κλόκοβας, Αμφιλοχίας, Αιτωλικού, Αστακού κ.ά. Παρακάτω παρατίθεται ο χάρτης με τις κύριες γεωτεκτονικές ζώνες της Ελλάδας (Μουντράκης,1985) και ακολουθεί ο χάρτης στον οποίο αποτυπώνονται οι γεωτεκτονικές ζώνες που διέπουν το νομό Αιτωλοακαρνανίας. Εικ.1: Γεωτεκτονικός Χάρτης Ελλάδος, Μουντράκης

24 Η περιοχή της Τριχωνίδας ανήκει στις εξωτερικές ισοπικές ζώνες (Auboin, J.,1959, Fleury. J.J., 1980), στην περιοχή της Αιτωλοακαρνανίας με έντονη νεοτεκτονική δραστηριότητα (British Petroleum 1971, Underhill, 1985, Doustos et all, 1987). Bρίσκεται ανατολικά του Αγρινίου και βόρεια της Ναυπάκτου και του Μεσολογγίου και ανήκει στην ευρύτερη περιοχή του Κορινθιακού κόλπου. Είναι το αποτέλεσμα ρηγματογενούς τεκτονικής, προς τη διεύθυνση των εξωτερικών ισοπικών ζωνών. Το βύθισμα της Τριχωνίδας αποτελεί μια δομή του τεταρτογενούς στη δυτική Ελλάδα που διευθύνεται Βορειοδυτικά προς Νοτιοανατολικά για ένα μήκος περίπου 32 km, μεταξύ των χωριών Αγγελοκάστρου και Κάτω Μακρυνούς, και έχει πλάτος περίπου 10 km (Doustos et all, 1987). Η λεκάνη αποτελείται από πτυχωμένους και επωθημένους σχηματισμούς του πρώιμου Τριαδικού της Πίνδου οι οποίοι εκτείνονται σχεδόν παράλληλα με τη λεκάνη του Πατραϊκού κόλπου. Η τοπική γεωλογία της περιοχής περιλαμβάνει κυρίως ασβεστόλιθους και φλύσχη της ισοπικής ζώνης Γαβροβού-Πίνδου των Εξωτερικών Ελληνίδων. Το υπόβαθρο της περιοχής είναι εξαιρετικά πτυχωμένο με μεγάλες αντικλινικές ράχες που εκτείνονται περίπου 6 km από το Θέρμο εξαιτίας της επώθησης προς τα δυτικά. Ο προσανατολισμός της λεκάνης της Τριχωνίδας, η μεγάλη ανύψωση και ο σχηματισμός μιας μικρής ιζηματογενούς λεκάνης δείχνουν την ύπαρξη εφελκυστικών τάσεων στο φλοιό οι οποίες μπορούν να αποδειχτούν και από τους εστιακούς μηχανισμούς μετρίου μεγέθους σεισμών (Hetzfeld et al., 1995; Kiratzi and Louvari, 2003). 19

25 Χάρτης 5: Απεικόνιση των γεωτεκτονικών ζωνών που καλύπτουν το ν. Αιτωλοακαρνανία 1.5 Γεωμορφολογία Γεωμορφολογία νομού Αιτωλοακαρνανίας Το ορεινό στοιχείο κυριαρχεί στο νομό. Τα νοτιοδυτικά παράλια χαρακτηρίζονται από την παρουσία λιμνοθαλασσών, με γνωστότερες αυτές του Μεσολογγίου και του Αιτωλικού. Ο επιμηκέστερος και κύριος ποταμός είναι ο Αχελώος ο οποίος καταλήγει σε δέλτα στα νοτιοδυτικά, ενώ η μεγαλύτερη λίμνη η Τριχωνίδα, η οποία είναι και η μεγαλύτερη λίμνη της Ελλάδας (97 τ.χ.). Στο Νομό υπάρχουν και οι λίμνες: Αμβρακία, Λυσιμαχεία, Οζερός και οι τεχνητές λίμνες του Καστρακίου, των Κρεμαστών και Στράτου. Εκτός του Αχελώου, το νομό διαρρέουν και οι ποταμοί: Εύηνος, Ίναχος και Μόρνος (στα σύνορα με το νομό Φωκίδας κατά την αρχαιότητα έφερε το όνομα Δάφνος). Τα βουνά της Αιτωλοακαρνανίας περιλαμβάνουν το Παναιτωλικό (1924μ) στα βορειοανατολικά, Ακαρνανικά (1528μ) Όρη στα δυτικά, Βορειοδυτικά τα Όρη Βάλτου (1728μ), στα νότια το όρος Αράκυνθος, Νοτιοανατολικά τα Όρη Ναυπακτίας γνωστά και ως Κράβαρα και τέλος ανάμεσα στα Ναυπάκτια Όρη και το Παναιτωλικό Όρος και χωρίς να διακόπτεται ο ορεινός όγκος βρίσκονται τα Όρη Λιδωρικίου. 20

26 1.5.2 Γεωμορφολογία περιοχής μελέτης Η γεωμορφολογία μιας περιοχής είναι αποτέλεσμα της λιθολογικής σύστασης, της τεκτονικής και της συνδυασμένης δράσης των παραγόντων διάβρωσης και της αποσάθρωσης. Ο ρόλος της γεωμορφολογίας επηρεάζει σημαντικά τη διαμόρφωση των υδρογεωλογικών συνθηκών μιας περιοχής (Σούλιος, 1975). Για την ποσοτική ανάλυση του υδρογραφικού δικτύου της υπό μελέτη περιοχής χρησιμοποιήθηκαν τα Ψηφιακά Υψομετρικά Μοντέλα (DEM) ASTER και SRTM καθώς και το Ψηφιακό Μοντέλο Επιφανείας (DSM). Επίσης χρησιμοποιήθηκαν τοπογραφικοί χάρτες της ΓΥΣ κλίμακας 1:5000. Επιχειρήθηκε η ποσοτική ανάλυση του υδρογραφικού δικτύου με χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών. Η ποσοτική ανάλυση περιλαμβάνει την αποτύπωση, αρίθμηση και διαστασιολόγηση των κλάδων. Έπειτα δημιουργήθηκε η τρισδιάστατη αποτύπωση του Ψηφιακού Μοντέλου Επιφανείας της ευρύτερης περιοχής μελέτης με χρήση του ArcScence (σε τρισδιάστατη μορφή). Εικ. 2: Τρισδιάστατη αποτύπωση του ΨΜΕ Δημιουργήθηκαν οι χάρτες κλίσεων και διεύθυνσης κλίσεων από το Ψηφιακό Μοντέλο Επιφανείας. Στο μεγαλύτερο ποσοστό της επιφάνειας παρατηρούνται κλίσεις που ξεκινούν από 0 ο και φτάνουν τις 20 ο. Μικρότερη είναι η έκταση που αντιστοιχεί σε σχηματισμούς κλίσεως 20 ο έως 40 ο και ελάχιστη αυτή που παίρνει 21

27 τιμές άνω των 40 ο. Όσον αφορά την κατανομή της διεύθυνσης κλίσεων, παρατηρείται ότι οι περισσότεροι σχηματισμοί έχουν γενική διεύθυνση κυρίως προς Νότο, Ανατολή και Δύση (ή συνδυασμό αυτών των διευθύνσεων) και λιγότερο προς Βορρά. Χάρτης 6: Αποτύπωση Κλίσεων (DSM) Χάρτης 7: Αποτύπωση Διεύθυνσης Κλίσεων (DSM) 22

28 1.6 Υδρολογικές Λεκάνες- Υδρογεωλογία Υδρολογικές λεκάνες Αιτωλοακαρνανίας Ο νομός Αιτωλοακαρνανίας ο οποίος ανήκει στο 04 υδατικό διαμέρισμα (Δυτική Στερεά Ελλάδα) περιλαμβάνει τρεις κύριες υδρολογικές λεκάνες: Αχελώου, Ευήνου, Μόρνου καθώς και τις υπολεκάνες αυτών όπως δίδονται στον ιστοχώρο Πρέπει να αναφέρουμε ότι στο νομό Αιτωλοακαρνανίας εμπίπτει και ένα μικρός μέρος του Υδατικού Διαμερίσματος της Ηπείρου και συγκεκριμένα ένα κομμάτι της λεκάνης Αράχθου. Η ευρύτερη λεκάνη του Αχελώου συνίσταται από τις λεκάνες Αχελώου, Αμβρακίας, Αράπη, Βουλκαρίας και υπόλοιπα. Στην λεκάνη Αχελώου υπάρχουν οι υπολεκάνες Αχελώου, Ταυρωπού, λίμνης Τριχωνίδας, Ινάχου, λίμνης Λυσιμαχίας και λίμνης Οζερού. Η ευρύτερη λεκάνη Μόρνου εμπεριέχει τις υπολεκάνες Τρικεριώτη και υπόλοιπα. Η κωδικοποίηση λεκανών και υπολεκανών έχει γίνει από το Υπουργείο Ανάπτυξης. Ο ποταμός Αχελώος είναι ο μεγαλύτερος σε παροχή και βρίσκεται εξ ολοκλήρου σε Ελληνικό έδαφος. Διαρρέει το υδατικό διαμέρισμα σε μήκος περίπου 220χμ και εκβάλει στο Ιόνιο πέλαγος. Στο υδατικό διαμέρισμα υπάρχουν επίσης οι φυσικές λίμνες Τριχωνίδα, Λυσιμαχία, Οζερός και Αμβρακία καθώς και τεχνητές λίμνες. Στον χάρτη που ακολουθεί παρουσιάζονται, το 04 υδατικό διαμέρισμα, τα όρια του νομού Αιτωλοακαρνανίας και οι προσαρμοσμένες στα όρια του νομού υδρολογικές λεκάνες και υπολεκάνες (χάρτης 9) Υδρολογικές λεκάνες περιοχής μελέτης Η περιοχή μελέτης ανήκει στην ευρύτερη λεκάνη του Αχελώου. Το μεγαλύτερο μέρος αυτής καταλαμβάνει μέρος της υδρολογικής υπόλεκανης της Τριχωνίδας, ακολουθεί η υπολεκάνη της λίμνης Λυσιμαχείας και σε ένα μικρό ποσοστό βρίσκεται στην υπολεκάνη του Αχελώου. Στο υδατικό διαμέρισμα Δυτικής Στερεάς Ελλάδας (04) η κωδικοποίηση των λεκανών και υπολεκανών από το ΥΠΑΝ συμπληρώθηκε και τροποποιήθηκε ως εξής (Υδατικό Διαμέρισμα Δυτικής Στερεάς Ελλάδας 04, Φάση Γ : Διαχειριστικό Ομοίωμα Υφιστάμενη Κατάσταση): 23

29 Λεκάνη Κωδικός Ποταμός/ Χείμαρρος Κωδικός Διαχειριστικές Λεκάνες Αχελώος 10 Αχελώος ,0402,0403,0407,0412, 0413,0434,0442,0431 Ταυρωπός ,0406 Τρικεριώτης ,0410 Λ. Τριχωνίδα Ίναχος ,0411 Αγραφιώτης Λ. Λυσιμαχία Λ. Οζερός Εύηνος ,0417,0432,0433 Μόρνος ,0422 Ξηροπόταμος 60 Αμβρακία Αράπης 62 Βουλκαριά Υπόλοιπα 99 Πίνακας 1: Επεξήγηση κωδικών ποταμών (από κωδικούς λεκανών και υπολεκανών ΥΠΑΝ) 24

30 Χάρτης 8: Απεικόνιση υδρογεωλογικών λεκανών και υπολεκανών στο ν. Αιτωλοακαρνανίας του Υ.Δ. 04 και Υ.Δ

31 26

32 Κεφάλαιο 2 - Βάσεις Δεδομένων και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών 2.1 Πληροφοριακά Συστήματα Πληροφοριακό σύστημα καλείται κάθε συλλογή από εργαλεία στόχος των οποίων είναι η εξαγωγή πληροφοριών από τα δεδομένα. Η συλλογή, ανάλυση, και σύνοψη των δεδομένων σε νοηματική μορφή καλείται πληροφορία. Ένα πληροφοριακό σύστημα αποτελείται από τέσσερα τμήματα: τη διεπαφή του χρήστη η οποία αποτελεί το δίαυλο επικοινωνίας μεταξύ του χρήστη και του συστήματος και βασικό σημείο αυτής είναι η γλώσσα επικοινωνίας η οποία πρέπει να υποστηρίζει την επικοινωνία του συστήματος τόσο με φυσικά πρόσωπα όσο και με άλλα προγράμματα. το διαχειριστή δεδομένων ο οποίος έχει άμεση πρόσβαση στα δεδομένα της βάσης και παρέχει τις λειτουργίες διαχείρισης: εισαγωγής, διαγραφής, ενημέρωσης και ανάκτησης των δεδομένων. Τα δεδομένα είναι συνήθως δυναμικά, δηλαδή μεταβάλλονται στο χρόνο. τον αναλυτή δεδομένων που είναι το τμήμα του πληροφοριακού συστήματος όπου τα δεδομένα μετασχηματίζονται σε πληροφορίες. Στα αναλογικά πληροφοριακά συστήματα είναι συχνά ένα μηχανικό εργαλείο ή ακόμη και ο άνθρωπος. Στα υπολογιστικά πληροφοριακά συστήματα είναι ένα τμήμα του λογισμικού που διαθέτει αναλυτικές λειτουργίες (συναρτήσεις) τις οποίες μπορεί να ενεργοποιήσει ο χρήστης μέσω της διεπαφής. τη βάση δεδομένων που φιλοξενεί τα δεδομένα της εφαρμογής καθώς και άλλα δεδομένα που αξιοποιούνται από το πληροφοριακό σύστημα. Η οργάνωση των δεδομένων γίνεται με γνώμονα την ελαχιστοποίηση του όγκου. Οι χρήστες μιας εφαρμογής εκφράζουν τις απαιτήσεις τους στη φυσική γλώσσα τους και οι υπολογιστές τις υλοποιούν εκτελώντας προγράμματα σε γλώσσα μηχανής. Η φυσική γλώσσα των χρηστών στην ορολογία των υπολογιστών αναφέρεται ως γλώσσα υψηλού επιπέδου ενώ ο κώδικας μηχανής ως χαμηλού επιπέδου. Η απεικόνιση των απαιτήσεων από το υψηλό στο χαμηλό επίπεδο γίνεται με τη βοήθεια μιας ακολουθίας ενδιάμεσων αναπαραστάσεων όπως οι γλώσσες προγραμματισμού υψηλού επιπέδου και οι δομές δεδομένων αλλά και με τη χρήση εργαλείων όπως οι μεταφραστές και τα Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων 27

33 Δεδομένων που αυτοματοποιούν τη μετάφραση από τη μια αναπαράσταση στην επόμενη. Εξ αιτίας των απαιτήσεων σε αναλυτικές λειτουργίες από εφαρμογή σε εφαρμογή αναπτύχθηκαν αρκετά εμπορικά πληροφοριακά συστήματα ένα εκ των οποίων είναι τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών με τα οποία θα ασχοληθούμε σε επόμενο κεφάλαιο. 2.2 Βάσεις Δεδομένων (ΒΔ) Βάση δεδομένων (ΒΔ) καλείται μια συλλογή από δεδομένα, που περιγράφουν συσχετιζόμενες οντότητες. Με τον όρο δεδομένα ορίζουμε μια συλλογή από γνωστά γεγονότα που μπορούν να καταγραφούν και έχουν σημασία για έναν οργανισμό ή ένα αντικείμενο μελέτης (υδρολογικά, χημικά, διοικητικά). Με τον όρο οντότητα ορίζουμε κάθε μονάδα ή αντικείμενο με φυσική ή εννοιολογική υπόσταση (Βάσεις Γεωγραφικών Δεδομένων και Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών, Εμ. Στεφανάκης, 2003). Για παράδειγμα οι πόλεις, τα κτίρια, το υδρογραφικό δίκτυο έχουν φυσική υπόσταση ενώ οι ιδιοκτήτες ή οι διαχειριστές αυτών αποτελούν την εννοιολογική υπόσταση, από την στιγμή που υπάρχουν ως μονάδες αντιμετωπίζονται ως οντότητες. Κάθε οντότητα περιγράφεται από ένα σύνολο γνωρισμάτων τα οποία είναι άμεσα εξαρτημένα από την εφαρμογή. Για παράδειγμα η οντότητα υδρογραφικό δίκτυο έχει κάποια γνωρίσματα όπως οι συντεταγμένες, ο αριθμός των κλάδων του δικτύου καθώς και το μήκος αυτών. Γενικός σκοπός της ΒΔ είναι να τηρεί τις πληροφορίες και να δίνει αυτές που ζητούνται. Οι πληροφορίες που τηρούνται σε ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να είναι οτιδήποτε έχει σημασία για το άτομο ή τον οργανισμό που εξυπηρετεί το συγκεκριμένο σύστημα, με άλλα λόγια οτιδήποτε χρειάζεται για την υποβοήθηση των εργασιών αυτού του ατόμου ή οργανισμού. Η ίδια η Β.Δ. μπορεί να θεωρηθεί ένα είδος ηλεκτρονικής αρχειοθήκης, ένα χώρος για την αποθήκευση μιας συλλογής ηλεκτρονικών αρχείων δεδομένων. Ο χρήστης του συστήματος έχει στη διάθεση του ορισμένα βοηθήματα για να εκτελεί στα αρχεία της Β.Δ. διάφορες εργασίες όπως: προσθήκη νέων κενών αρχείων στη βάση δεδομένων εισαγωγή νέων δεδομένων σε υπάρχοντα αρχεία ανάκληση δεδομένων από υπάρχοντα αρχεία ενημέρωση δεδομένων σε υπάρχοντα αρχεία 28

34 διαγραφή δεδομένων από υπάρχοντα αρχεία αφαίρεση υπαρχόντων αρχείων, κενών ή όχι, από τη βάση δεδομένων Μια ΒΔ σε ηλεκτρονικό υπολογιστή δημιουργείται και συντηρείται από μια ομάδα προγραμμάτων εφαρμογών ειδικά σχεδιασμένα για το σκοπό αυτό καθώς και από ένα Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ/DBMS) Το ΣΔΒΔ είναι ένας γενικής χρήσης, σύστημα λογισμικού που διευκολύνει τις διαδικασίες ορισμού, κατασκευής και χειρισμού των ΒΔ για διάφορες εφαρμογές. Ο ορισμός μιας ΒΔ αφορά στην προδιαγραφή των τύπων, δομών και περιορισμό των δεδομένων που θα αποθηκευτούν σε αυτή. Η κατασκευή σχετίζεται με την αποθήκευση των δεδομένων σε ένα μέσο αποθήκευσης που ελέγχεται από το ΣΔΒΔ ενώ ο χειρισμός αφορά την υποβολή ερωτήσεων για την ανάκτηση, ενημέρωση ή παραγωγή αναφορών της ΒΔ. Το ΣΔΒΔ παρέχει στους χρήστες και τις εφαρμογές που αναπτύσσουν οι προγραμματιστές, ένα επίπεδο λογισμικού για την επεξεργασία ερωτήσεων και προγραμμάτων. Για την πρόσβαση στον ορισμό της βάσης και τα δεδομένα χρησιμοποιείται το επίπεδο προσπέλασης αποθηκευμένων δεδομένων. Τα επιθυμητά χαρακτηριστικά ενός ΣΔΒΔ είναι τα ακόλουθα: μείωση πλεοναζόντων δεδομένων ευκολία στην ανάπτυξη νέων εφαρμογών μηχανισμοί ασφαλείας υποστήριξη αλγεβρικών πράξεων (transactions) ανεξαρτησία δεδομένων από τις εφαρμογές τόσο στο φυσικό επίπεδο της αποθήκευσης, όσο και στις διαφορετικές παρεχόμενες όψεις Η χρήση ΣΔΒΔ σε σχέση με αποθήκευση σε απλά αρχεία πλεονεκτεί: στην ασφάλεια δεδομένων στη διαφύλαξη της ακεραιότητας των δεδομένων στην ταυτόχρονη πρόσβαση από πολλούς χρήστες και εφαρμογές στην καταγραφή στοιχείων χρήσης στη ρύθμιση του τρόπου αποθήκευσης σε διαφορετικούς δίσκους και υπολογιστές 29

35 στη ρύθμιση της οργάνωσης της αποθήκευσης των δεδομένων για την βελτιστοποίηση της απόδοσης (π.χ. χρήση δομών δέντρων) στη γρήγορη πρόσβαση στα δεδομένα Σχεσιακό μοντέλο και Σχεσιακό Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (RDBMS) Σχεσιακό Μοντέλο Στη Β.Δ. επίπεδων αρχείων, όλες οι συσχετιζόμενες πληροφορίες πρέπει να χωρέσουν σε ένα μόνο πίνακα. Αυτό σημαίνει ότι οι πληροφορίες που είναι κοινές σε πολλές εγγραφές θα πρέπει να επαναλαμβάνονται για κάθε μια από αυτές. Κατά το σχεσιακό μοντέλο οι λογικές εγγραφές ομαδοποιούνται σε πίνακες. Οι πίνακες αυτοί υπόκεινται στους ακόλουθους βασικούς περιορισμούς: Η τομή μεταξύ μιας γραμμής και μιας στήλης κάθε πίνακα περιέχει μια μόνο τιμή του πεδίου της στήλης. Οι τιμές κάθε στήλης είναι του ίδιου τύπου. Κάθε στήλη έχει μοναδικό όνομα. Οι γραμμές (λογικές εγγραφές) κάθε πίνακα πρέπει να διαφέρουν μεταξύ τους τουλάχιστον κατά την τιμή ενός πεδίου, Ο περιορισμός αυτός σημαίνει ότι οι πίνακες περιέχουν λογικές εγγραφές που μπορούν να προσδιοριστούν μοναδικά αναφέροντας τον κατάλληλο συνδυασμό τιμών των πεδίων. Η διάταξη των γραμμών και στηλών κάθε πίνακα δεν έχει σημασία. Αυτό σημαίνει ότι είναι δυνατό να αλλάξει η διάταξη των γραμμών και στηλών ενός πίνακα χωρίς να επηρεαστεί το πληροφοριακό του περιεχόμενο. Οι συνδέσεις μεταξύ των πινάκων επιτυγχάνονται μέσω των τιμών των πεδίων σύνδεσής τους. Με τη σύνδεση (συσχετισμό) των πληροφοριών που υπάρχουν σε μεμονωμένους πίνακες εξασφαλίζεται η συνεργασία τους. Αυτή η σύνδεση των πινάκων και προσδιορισμός των σχέσεών τους (relationships) αποτελούν των σκελετό της βάσης δεδομένων. Μία τέτοια βάση δεδομένων ονομάζεται σχεσιακή βάση δεδομένων (relational database). Γενικά η βάση δεδομένων είναι ένα σύνολο από: πίνακες (Tables) για την αποθήκευση δεδομένων ερωτήματα (Queries) για την ανάκτηση δεδομένων από πίνακες 30

36 φόρμες (Forms) για την εύχρηστη εισαγωγή, παρουσίαση και επεξεργασία των δεδομένων αναφορές (Reports) για τη διαχείριση, παρουσίαση και εκτύπωση των δεδομένων. Μια σχεσιακή βάση δεδομένων αποτελείται όπως είπαμε παραπάνω από πίνακες δεδομένων οι οποίοι σχετίζονται μεταξύ τους. Αυτές οι σχέσεις επιτρέπουν να συσχετίζουμε τις πληροφορίες του ενός πίνακα με κάποιου άλλου, μέσω ενός αναγνωριστικού. Τα αναγνωριστικά είναι συνήθως κάποιοι μη επαναλαμβανόμενοι αριθμοί που προσδιορίζουν μοναδικά την εγγραφή ενός πίνακα δεδομένων. Με αυτό τον τρόπο η ανάκτηση πληροφοριών από κάποιο πίνακα και η χρήση τους σε συνδυασμό με τα δεδομένα άλλων πινάκων για τη δημιουργία ενός αντικειμένου γίνεται δυνατή μέσω των αναγνωριστικών (ή ταυτότητας της συγκεκριμένης εγγραφής- ID). Η σχεσιακή βάση δεδομένων έχει τα εξής πλεονεκτήματα: Εξοικονόμηση χρόνου επειδή δε χρειάζεται να πληκτρολογείτε τις ίδιες πληροφορίες σε πολλές εγγραφές. Τα αρχεία είναι συνήθως πολύ μικρότερα σε μέγεθος (διότι οι πληροφορίες δεν επαναλαμβάνονται). Μειώνονται σημαντικά τα λάθη πληκτρολόγησης. Η ενημέρωση των δεδομένων γίνεται πολύ εύκολα μέσω σχέσεων των πινάκων. Η ταχύτητα εργασιών είναι κατά πολύ μεγαλύτερη Αρχιτεκτονική Συστημάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων Η ομάδα μελέτης της ANSI/SPAR (Βάσεις Γεωγραφικών Δεδομένων και Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών, Εμ. Στεφανάκης, σελ. 47) πρότεινε μια ιδεατή αρχιτεκτονική που αποτελείται από τρία επίπεδα. Στόχος των επιπέδων αυτών είναι να παρέχει μια αφηρημένη όψη αποκρύπτοντας από το χρήστη λεπτομέρειες σχετικά με την αναπαράσταση και την αποθήκευσή τους. Το χαμηλότερο επίπεδο αφαίρεσης καλείται εσωτερικό επίπεδο και περιγράφει με λεπτομέρεια την αποθήκευση των δεδομένων και τους δρόμους προσπέλασης σε αυτά. 31

37 Το εννοιολογικό επίπεδο περιγράφει τη δομή ολόκληρης της ΒΔ για μια κοινότητα χρηστών (τα δεδομένα και τις μεταξύ τους σχέσεις). Επίσης οι χρήστες που βλέπουν το σύστημα στο λογικό επίπεδο δεν χρειάζεται να ξέρουν τις λεπτομέρειες του φυσικού. Το εξωτερικό επίπεδο είναι το υψηλότερο και περιγράφει κάποια μέρη της πληροφορίας ενώ αποκρύπτει στους χρήστες την υπόλοιπη ΒΔ. Συγχρόνως αποτελεί και μηχανισμός ασφαλείας. Τα μόνα δεδομένα που υπάρχουν είναι στο φυσικό επίπεδο και τα παραπάνω αποτελούν περιγραφές των δεδομένων. Η αρχιτεκτονική των τριών επιπέδων υποστηρίζει την ανεξαρτησία των δεδομένων καθώς με την αλλαγή του σχήματος ενός επιπέδου δεν αλλάζει το σχήμα του αμέσως ανωτέρου. Τα περισσότερα ΣΔΒΔ απεικονίζουν μερικώς την αρχιτεκτονική των τριών σχημάτων και δεν υπάρχει σαφής διαχωρισμός μεταξύ αυτών των τριών σχημάτων. Η αρχιτεκτονική αυτή έχει ως αποτέλεσμα την απομόνωση προγραμμάτων δεδομένων, την υποστήριξη πολλαπλών όψεων χρηστών και την ανεξαρτησία των δεδομένων. Το μέσο επίτευξης της αφαίρεσης είναι τα μοντέλα δεδομένων τα οποία βοηθούν στον ορισμό και τη διαγραμματική αναπαράσταση των δεδομένων. Διακρίνονται α) σε υψηλού επιπέδου ή εννοιολογικά και παρέχουν έννοιες κοντά στον τρόπο που πολλοί χρήστες αντιλαμβάνονται τα δεδομένα (π.χ. μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων), β) παραστατικά μοντέλα ή υλοποίησης τα οποία αποκρύπτουν τις λεπτομέρειες αποθήκευσης των δεδομένων, χρησιμοποιούνται από σύγχρονα εμπορικά συστήματα ΣΔΒΔ (π.χ. σχεσιακό μοντέλο) και γ) χαμηλού επιπέδου ή φυσικά που περιγράφουν αναλυτικά τον τρόπο αποθήκευσης των δεδομένων στη ΒΔ και απευθύνονται σε ειδικούς των υπολογιστών Σύστημα Βάσης Δεδομένων (ΣΒΔ) Το Σύστημα Βάσης Δεδομένων (ΣΒΔ) αποτελείται από το υλικό, το λογισμικό, τη βάση δεδομένων και τους χρήστες. Είναι δηλαδή ένα σύστημα με το οποίο μπορούμε να αποθηκεύσουμε και να αξιοποιήσουμε δεδομένα με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή. Το υλικό (hardware) αποτελείται όπως είναι γνωστό από τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, τα περιφερειακά, τους σκληρούς δίσκους, κ.ά., όπου είναι αποθηκευμένα τα αρχεία της βάσης δεδομένων αλλά και τα προγράμματα που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία τους. 32

38 Το λογισμικό (software) είναι τα προγράμματα που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία των δεδομένων (στοιχείων) της βάσης δεδομένων. Η βάση δεδομένων (database) αποτελείται από το σύνολο των αρχείων όπου είναι αποθηκευμένα τα δεδομένα του συστήματος. Τα στοιχεία αυτά μπορεί να βρίσκονται αποθηκευμένα σ έναν φυσικό υπολογιστή αλλά και σε περισσότερους. Όμως, στον χρήστη δίνεται η εντύπωση ότι βρίσκονται συγκεντρωμένα στον ίδιο υπολογιστή. Τα δεδομένα των αρχείων αυτών είναι ενοποιημένα (data integration), δηλ. δεν υπάρχει πλεονασμός (άσκοπη επανάληψη) δεδομένων και μερισμένα (data sharing), δηλ. υπάρχει δυνατότητα ταυτόχρονης προσπέλασης των δεδομένων από πολλούς χρήστες. Ο κάθε χρήστης έχει διαφορετικά δικαιώματα και βλέπει διαφορετικό κομμάτι της βάσης δεδομένων, ανάλογα με τον σκοπό για τον οποίο συνδέεται. Οι χρήστες (users) μιας βάσης δεδομένων χωρίζονται στις εξής κατηγορίες: Τελικοί χρήστες (end users). Χρησιμοποιούν κάποια εφαρμογή για να παίρνουν στοιχεία από μια βάση δεδομένων, έχουν τις λιγότερες δυνατότητες επέμβασης στα στοιχεία της βάσης δεδομένων, χρησιμοποιούν ειδικούς κωδικούς πρόσβασης και το σύστημα τούς επιτρέπει ανάλογα πρόσβαση σε συγκεκριμένο κομμάτι της βάσης δεδομένων. Προγραμματιστές εφαρμογών (application programmers). Αναπτύσσουν τις εφαρμογές του ΣΒΔ σε κάποια από τις γνωστές γλώσσες προγραμματισμού. Διαχειριστής δεδομένων (data administrator DA). Έχει τη διοικητική αρμοδιότητα και ευθύνη για την οργάνωση της βάσης δεδομένων και την απόδοση δικαιωμάτων πρόσβασης στους χρήστες. Διαχειριστής βάσης δεδομένων (database administrator DBA). Λαμβάνει οδηγίες από τον διαχειριστή δεδομένων και είναι αυτός που διαθέτει τις τεχνικές γνώσεις και αρμοδιότητες για τη σωστή και αποδοτική λειτουργία του ΣΔΒΔ Στόχος του ΣΒΔ είναι να αναπαραστήσει κατάλληλα τα δεδομένα της εφαρμογής και να εξυπηρετήσει τις λειτουργικές απαιτήσεις της. Τα στάδια σχεδίασης του ΣΔΒ είναι τα ακόλουθα: Συγκέντρωση και ανάλυση του μικρόκοσμου: ορίζονται οι χρήστες και οι εφαρμογές που θα χρησιμοποιηθούν ενώ προσδιορίζονται και τα δεδομένα θα φιλοξενηθούν. 33

39 Σχεδίαση του εννοιολογικού σχήματος: σαφή περιγραφή της βάσης δεδομένων, εξαλείφει κάθε ασάφεια των εφαρμογών και αποτελεί την κοινή γλώσσα επικοινωνίας μεταξύ χρηστών, αναλυτών και προγραμματιστών. Το πιο διαδεδομένο μοντέλο είναι αυτό των οντοτήτων συσχετίσεων. Επιλογή του ΣΔΒΔ Σχεδίαση του λογικού σχήματος: το εννοιολογικό σχήμα αν και εξαλείφει κάθε ασάφεια που αφορά στις απαιτήσεις χρηστών και εφαρμογών δεν μπορεί να υλοποιηθεί σε ένα υπολογιστικό σύστημα. Αυτό γίνεται με την απεικόνιση του σε ένα λογικό σχήμα ενώ ταυτόχρονα αποκρύπτει τις λεπτομέρειες της φυσικής αποθήκευσης των δεδομένων. Το λογικό σχήμα υπόκειται στις προδιαγραφές του λογικού μοντέλου. Το πιο δεδομένο είναι το σχεσιακό μοντέλο. Σχεδίαση του φυσικού σχήματος: σχεδιάζονται όλες οι δομές αποθήκευσης των δεδομένων στα αρχεία της βάσης και τα μονοπάτια προσπέλασης. Εικ.3: Απεικόνιση ΣΒΔ (Βάσεις Γεωγραφικών Δεδομένων και Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών, Εμ. Στεφανάκης,

40 2.3 Γεωγραφικές Βάσεις Δεδομένων και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών Γεωγραφικές Βάσεις Δεδομένων Η βάση πάνω στην οποία στηρίζεται όλο το οικοδόμημα ενός γεωγραφικού συστήματος πληροφοριών είναι η βάση δεδομένων που κρύβεται πίσω του. Η ανάπτυξη μίας οποιασδήποτε εφαρμογής GIS δεν μπορεί να ξεκινάει παρά με τον σχεδιασμό της βάσης δεδομένων που θα χρησιμοποιηθεί. Από τη στιγμή που μιλάμε για εφαρμογές που ασχολούνται με γεωγραφικές πληροφορίες είναι επόμενο να μιλάμε και για βάσεις δεδομένων που περιέχουν γεωγραφικά στοιχεία. Για να σχεδιαστούν και να αναπτυχθούν τέτοιου είδους βάσεις δεδομένων είναι προφανές ότι δεν αρκούν οι μεθοδολογίες και τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται για τις κλασσικές βάσεις δεδομένων. Θα πρέπει ο σχεδιασμός να γίνει έτσι, ώστε να λαμβάνει υπ' όψιν του το ποιες γεωγραφικές οντότητες χρειάζονται και πως αυτές πρέπει να συνδέονται μεταξύ τους και με τις υπόλοιπες μη γεωγραφικές οντότητες της βάσης. Η ανάπτυξη μίας εφαρμογής ξεκινά πάντα με την ανάλυση του προβλήματος το οποίο καλείται να αντιμετωπίσει η εφαρμογή. Στόχος είναι η απεικόνιση των γεωγραφικών οντοτήτων μιας περιοχής στο χάρτη, καθώς και η άντληση κάποιων πληροφοριών ή στατιστικών στοιχείων γι' αυτές. Θα αναφερθούμε στο σχεδιασμό της βάσης γεωγραφικών δεδομένων στην περιοχή με την οποία θα ασχοληθούμε η οποία είναι ο νομός Αιτωλοακαρνανίας Είδη Γεωγραφικών Βάσεων Δεδομένων Η γεωβάση είναι μια αποθήκη δεδομένων καθώς και το πλαίσιο διαχείρισης του ArcGIS. Είναι συνδυασμός των λέξεων «Γεω» (χωρικά δεδομένα) και «Βάση» (αποθήκη δεδομένων). Στόχος είναι η δημιουργία μιας «κεντρικής αποθήκης» διαχείρισης χωρικών δεδομένων. Το βασικό πλεονέκτημα της τεχνολογίας των γεωβάσεων είναι η βελτίωση της διαχείρισης των γεωγραφικών δεδομένων, μέσα από την εφαρμογή κανόνων που ελέγχουν τόσο το περιγραφικό όσο και το γεωγραφικό περιεχόμενο των δεδομένων. Μια γεωβάση μπορεί να έχει κάποια από τις ακόλουθες μορφές: 35

41 Personal Geodatabase. fdb Η αρχική μορφή δεδομένων αποθηκεύεται και διαχειρίζεται σε περιβάλλον της Microsoft Access. Είναι περιορισμένα σε μέγεθος (2GB για κάθε βάση δεδομένων της Access) και περιορίζονται στο λειτουργικό σύστημα των Windows. Σε αυτή την περίπτωση υπάρχει ένας χρήστης (single user), απευθύνεται σε μικρές εργασιακές ομάδες με μικρότερα σύνολα δεδομένων (dataset). Επιπλέον υπάρχουν ορισμένοι αναγνώστες (readers) και ένας συγγραφέας (writer). Όλα τα περιεχόμενα μιας προσωπικής γεωβάσης αποθηκεύονται σε αρχείο της Microsoft Access (single). Όταν πολλοί χρήστες προσπελαύνουν μια γεωβάση ταυτόχρονα (Versioning support): υποστηρίζεται ως γεωβάση για χρήστες που δημοσιεύουν ενημερώσεις κάνοντας χρήση του check in και του check out καθώς και σε χρήστες που οι ενημερώσεις στέλνονται κάνοντας χρήση της μονόδρομης αναπαραγωγής (one way replication). Tα εργαλεία διαχείρισης της βάσης δεδομένων αντιστοιχεί στο σύστημα διαχείρισης αρχείων των Windows File Geodatabase.gdb Μια γεωβάση αρχείων είναι ένας φάκελος αρχείων. Εδώ έχουμε την αποθήκευση διαφόρων τύπων δεδομένων σε μορφή φακέλου σε ένα σύστημα αρχείων. Κάθε σύνολο δεδομένων μπορεί να έχει μέγεθος 1ΤΒ, το οποίο μπορεί να φτάσει στα 256 TB για σύνολα δεδομένων πολύ μεγάλων εικόνων. Και σε αυτήν την περίπτωση υπάρχει ένας χρήστης (single user) και μικρές εργασιακές ομάδες. Υπάρχουν πολλοί αναγνώστες (readers) ή ένας συγγραφέας (writer) για κάθε τύπο δεδομένων. Κάθε σύνολο δεδομένων είναι ξεχωριστό αρχείων στο δίσκο. Και εδώ όσον αφορά το κομμάτι του versioning support ισχύουν τα ίδια με την personal Geodatabase. Tα εργαλεία διαχείρισης της βάσης δεδομένων αντιστοιχεί στο σύστημα διαχείρισης αρχείων ArcSDE Geodatabase Αποθηκεύεται σε μια σχεσιακή βάση δεδομένων χρησιμοποιώντας την Oracle, Microsoft SQL Server, IBM DB2, IBM Informix, or PostgreSQL. Περιλαμβάνει μια ποικίλη συνταγή από διάφορους τύπους δεδομένων. Υπάρχουν πολλοί χρήστες (multiuser), αναγνώστες (readers) και συγγραφείς (writers). Tο μέγεθος αποθήκευσης είναι απεριόριστο ενώ υποστηρίζεται πλήρως το καλούμενο versioning support. 36

42 Διαχωρισμός Γεωβάσεων με βάση το χρήστη Single user H single-user γεωβάση είναι για επιμέρους εργασία σε περιβάλλον επιφάνειας εργασίας. Είναι διαθέσιμη είτε ως file geodatabase είτε ως personal geodatabase. Multi user H γεωβάση αυτής της μορφής αξιοποιεί την τεχνολογία ArcSDE εφαρμοζόμενη σε ένα σχεσιακό σύστημα διαχείρισης βάσεων δεδομένων (RDBMS) κατηγοριοποιείται σε τρεις τομείς. επιχειρησιακή (enterprise) Απευθύνεται σε μεγάλης κλίμακας εφαρμογές, έχει πολλούς συντάκτες (editors) και αναγνώστες (readers). Δίνει τη δυνατότητα για εφαρμογές σε internet και intranet, υποστηρίζει το versioning ενώ υποστηρίζεται σε πολλές πλατφόρμες. εργασιακών ομάδων (workgroup) Χαρακτηρίζει εφαρμογές μικρού μεσαίου μεγέθους, έχει 10 συντάκτες (editors) και αναγνώστες (readers). Δίνει τη δυνατότητα για εφαρμογές σε internet και intranet, υποστηρίζει το versioning ενώ υποστηρίζεται σε περιβάλλον windows. επιφάνεια εργασίας (desktop) Είναι για μικρές ομάδες ή ένα χρήστη που απαιτεί τη λειτουργικότητα μιας multiuser γεωβάσης. Έχει 1 συντάκτη (editors) και 3 αναγνώστες (readers). Υποστηρίζει το versioning ενώ υποστηρίζεται σε περιβάλλον windows. Εικ.4: Απεικόνιση γεωβάσεων ( 37

43 2.3.2 Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Ορισμός ΓΣΠ Είναι ένα δυναμικό σύστημα πληροφοριών που με διάφορες μαθηματικές μεθόδους αξιοποιεί δεδομένα από τις γεωεπιστήμες, τα οποία αναβαθμίζει σε προχωρημένες γνώσεις για παραγωγή πληροφορίας υψηλής ποιότητας, χρησιμοποιώντας την εξελιγμένη τεχνολογία της πληροφορικής. Γεωγραφικό: Η γεωγραφία του πραγματικού κόσμου, η χωρική κατανομή των πραγμάτων. Σύστημα: Η τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών και των σχετικών περιφερειακών μονάδων. Η υποστήριξη, αειφόρος λειτουργία και αναβάθμισή τους. Πληροφοριών: Δεδομένα και πληροφορίες, η αξία και η χρήση τους Εικ. 5: Απεικόνιση Γ.Σ.Π ( Αρχιτεκτονική Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών Υπάρχουν τέσσερις αρχιτεκτονικές των ΣΓΠ Απλό παραδοσιακό ΣΔΒΔ Χωρικά και μη χωρικά δεδομένα αναπαριστώνται σε μορφή πινάκων στο σχεσιακό μοντέλο. Οι λειτουργίες ορισμού και διαχείρισης των οντοτήτων παρέχονται από ένα κέλυφος εφαρμογής, το οποίο αναπτύσσεται πάνω από ένα παραδοσιακό ΣΔΒΔ. 38

44 Εικ.6: Απεικόνιση απλού παραδοσιακού ΣΔΒΔ Μερικά παραδοσιακό ΣΔΒΔ Εδώ έχουμε ένα σχεσιακό μοντέλο για την αναπαράσταση των θεματικών δεδομένων που αναθέτονται στις γεωγραφικές οντότητες και ένα ξεχωριστό υποσύστημα για την αναπαράσταση των χωρικών δεδομένων. Οι λειτουργίες ορισμού και διαχείρισης των οντοτήτων παρέχονται από ένα κέλυφος εφαρμογής, το οποίο προσφέρει μια κοινή διεπαφή στα δύο υποσυστήματα. Η αρχιτεκτονική αυτή έχει υιοθετηθεί και από το εμπορικό πακέτο Arc/Info της ESRI. Εικ.7: Απεικόνιση μερικά παραδοσιακού ΣΔΒΔ Εκτεταμένο παραδοσιακό ΣΔΒΔ Το σχεσιακό ΣΔΒΔ έχει τροποποιηθεί με προσθήκη νέων στοιχείων ώστε να εμπλουτιστεί τόσο το μοντέλο όσο και οι λειτουργίες διαχείρισης των δεδομένων για την καλύτερη υποστήριξη των γεωγραφικών εφαρμογών. Οι πρόσθετες λειτουργίες ορισμού και διαχείρισης των οντοτήτων παρέχονται από ένα κέλυφος εφαρμογής, το οποίο αναπτύσσεται πάνω από ένα εκτεταμένο σχεσιακό ΣΔΒΔ. Η αρχιτεκτονική αυτή έχει υιοθετηθεί και από το εμπορικά συστήματα της Oracle, Informix κτλ. 39

45 Εικ.8: Απεικόνιση εκτεταμένου παραδοσιακού ΣΔΒΔ Αντικειμενοστρεφές ΣΔΒΔ Έχουμε υιοθέτηση του αντικειμενοστρεφούς μοντέλου. Οι πρόσθετες λειτουργίες ορισμού και διαχείρισης των οντοτήτων παρέχονται από ένα κέλυφος εφαρμογής, το οποίο αναπτύσσεται πάνω από ένα αντικειμενοστρεφές ΣΔΒΔ. Εικ.9: Απεικόνιση αντικειμενοστρεφούς παραδοσιακού ΣΔΒΔ Χαρακτηριστικά Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών Τα ΓΣΠ δέχονται δεδομένα από πολλαπλές πηγές οι οποίες μπορεί να έχουν πολλές διαφορετικές τυποποιήσεις και δομές. Στους διαφορετικούς τύπους δεδομένων συμπεριλαμβάνονται χάρτες, εικόνες, φωτογραφίες, ψηφιακά προϊόντα, σήματα/μετρήσεις GPS, κείμενα, πίνακες δεδομένων. Τα ΓΣΠ συνδυάζουν δεδομένα και συνεργάζονται με ένα μεγάλο αριθμό άλλων επιστημονικών κατευθύνσεων, όπως τη Γεωγραφία, τη Χαρτογραφία, τη Φωτογραμμετρία, την Τηλεπισκόπιση, τη Γεωδαισία, την Τοπογραφία, την Επιστήμη του Πολιτικού Μηχανικού, τη Στατιστική, την Πληροφορική, την Επιχειρησιακή έρευνα, την Τεχνητή Νοημοσύνη κλπ. Αποστολή των ΓΣΠ είναι να εφοδιάσουν τις διαδικασίες λήψης αποφάσεων με τις απαραίτητες πληροφορίες. Οι πληροφορίες χρησιμοποιούνται, είτε για να αναγνωρίσουν και να επισημάνουν την ύπαρξη και τη θέση ενός προβλήματος, είτε 40

46 για να ανιχνεύσουν και να αναλύσουν τις διάφορες εναλλακτικές λύσεις ή και για να βοηθήσουν στην εκτέλεση μιας απόφασης. Αποτελείται από μια σειρά πληροφοριακών επιπέδων ή θεματικών επιπέδων που αφορούν τον ίδιο γεωγραφικό χώρο. Τα ΓΣΠ αποδίδουν γεωγραφική ταυτότητα στις κάθε είδους ιδιότητες και θεματικές πληροφορίες που ενσωματώνονται σε αυτά. Η γεωγραφική διάσταση των πληροφοριών υλοποιείται με τα διάφορα συστήματα συντεταγμένων και τους ψηφιακούς χάρτες (διανυσματικούς ή ψηφιδωτούς). Ένα ΓΣΠ περιλαμβάνει μηχανισμούς και διαδικασίες τόσο για τη διαχείριση των χωρικών πληροφοριών, όσο και των περιγραφικών. Σε κάθε στοιχείο του χώρου αντιστοιχίζονται Χωρικά δεδομένα (spatial data): προσδιορίζουν τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του στοιχείου (θέση, διαστάσεις, σχήμα κ.λπ.) και έχουν άμεση σχέση με τον εντοπισμό του. Περιγραφικά δεδομένα ή μη χωρικά δεδομένα: (aspatial data ή attributes), που αναφέρονται σε χαρακτηριστικά ή ιδιότητες που αποδίδονται στο συγκεκριμένο στοιχείο του χώρου και δεν σχετίζονται άμεσα με τον εντοπισμό του. Τα χωρικά και περιγραφικά δεδομένα (π.χ ο ποταμός είναι ένα χωρικό δεδομένο ενώ ο αριθμός των κλάδων του είναι ένα περιγραφικό δεδομένο, μη χωρικό) βρίσκονται σε διαφορετικά θεματικά επίπεδα για λόγους οργάνωσης. Σε κάθε θεματικό επίπεδο αποθηκεύεται ένα μόνο είδος πληροφορίας. Έτσι, ομοειδή στοιχεία βρίσκονται στο ίδιο θεματικό επίπεδο. Από τον συνδυασμό των θεματικών επιπέδων προκύπτει μια πλήρης εικόνα της περιοχής και των αντικειμένων που απαντώνται σε αυτήν. Ένα λογισμικό ΓΣΠ πρέπει να παρέχει στους χρήστες τη δυνατότητα εισαγωγής και κωδικοποίησης των δεδομένων αποθήκευσης δεδομένων διαχείρισης δεδομένων ανάλυση δεδομένων εξαγωγή αποτελεσμάτων Αυτό επιτυγχάνεται εξ αιτίας των ακόλουθων χαρακτηριστικών των ΓΣΠ αρθρωτή δομή, ώστε να είναι σχετικά μικρά σε όγκο και εύχρηστα 41

47 ικανότητα ενσωμάτωσης διαφορετικών πληροφοριών και πληροφοριακών επιπέδων σε ένα ενιαίο περιβάλλον αλληλεπίδραση με τον χρήστη ικανότητα απάντησης σε πολύπλοκα ερωτήματα προσαρμογή στις ανάγκες του χρήστη δυνατότητα εκμάθησης και προγραμματισμού δυνατότητα απομόνωσης χαρακτηριστικών ή περιοχών δυνατότητα μετρήσεων δυνατότητα χρήσης στατιστικών, μαθηματικών και λογικών πράξεων δυνατότητα μετατροπών δομών δεδομένων ικανότητα χωρικών αναλύσεων Μορφές χωρικών δεδομένων Εάν θελήσουμε να αναπαραστήσουμε το περιβάλλον με ακρίβεια, τότε θα χρειαζόταν μία απείρως μεγάλη και πρακτικά μη πραγματοποιήσιμη βάση δεδομένων. Αυτό οδηγεί στην επιλογή της απλούστευσης μέσω της γενίκευσης και της αφαίρεσης. Οι κανόνες που ορίζουν μια τέτοια προσέγγιση αποτελούν το μοντέλο δεδομένων (data model) κατ' αντιστοιχία με τον τρόπο αποθήκευσης των δεδομένων στον υπολογιστή, που ορίζεται από τη δομή των δεδομένων (data structure). Το μοντέλο δεδομένων μπορεί να είναι ένα σύνολο σημείων, γραμμών ή άλλων γραφικών αντικειμένων λογικά συνδεδεμένων μεταξύ τους σε μια βάση με περιγραφή της μεταξύ τους σχέσης. Το κάθε μοντέλο τείνει να προσεγγίσει καλύτερα συγκεκριμένους τύπους δεδομένων και εφαρμογών. Στα ΓΣΠ υπάρχουν δυο βασικές δομές (μοντέλα) δεδομένων, η μορφή raster ή ψηφιδωτή και η μορφή vector ή διανυσματική. Το είδος της εφαρμογής στην οποία θα χρησιμοποιηθεί το ΓΣΠ καθορίζει και το είδος των γραφικών απεικονίσεων που θα πρέπει να περιλαμβάνει. Διανυσματικό σύστημα (vector) Απεικονίζουν τα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας ως σημεία, ανοιχτές τεθλασμένες γραμμές (τόξα) ή πολυγωνικές γραμμές(επιφάνειες). Εκτός από τα παραπάνω (γεωγραφικά) δεδομένα μπορεί να καταχωρηθεί σε ένα ΓΣΠ και μη χωρική πληροφορία που συνδέεται με τα γεωγραφικά δεδομένα. 42

48 Πλεονεκτήματα Μικρότερες απαιτήσεις αποθηκευτικού χώρου Εύκολη ανάπτυξη τοπολογίας Πολύ υψηλή ανάλυση Η οπτικοποίηση των δεδομένων είναι πλησιέστερη στην πραγματική κατάσταση Μειονεκτήματα Περίπλοκη δομή δεδομένων Μη συμβατή μορφή με τηλεπισκοπικά δεδομένα Ακριβά προγράμματα επεξεργασίας και ακριβός εξοπλισμός Σε μερικές περιπτώσεις η χωρική ανάλυση είναι δυσκολότερη Η χρήση επικαλυπτόμενων διανυσματικών χαρτών είναι δυσκολότερη στην επεξεργασία Σύστημα καννάβου (raster ή grid) Είναι τα συστήματα που απεικονίζουν την επιφάνεια της Γης, χωρίζοντάς την σε μεγάλο αριθμό στοιχειωδών επιφανειών. Στα συστήματα αυτά, σε κάθε στοιχειώδες τμήμα της επιφάνειας της Γης τοποθετείται μια χαρακτηριστική τιμή για κάθε συγκεκριμένο σημείο. Η επιφάνεια του χάρτη καλύπτεται από ένα ορθογωνικό κάνναβο και τα γραφικά δεδομένα εμφανίζονται, προσδιορίζονται και αποθηκεύονται με τη χρήση ενός μαθηματικού πίνακα ορθογωνικών κελιών (εικονοστοιχείων, ψηφίδων, pixels) τα οποία ορίζονται με ένα μοναδικό ζεύγος συντεταγμένων που αναφέρεται είτε στο κέντρο, είτε σε κάποια γωνία τους. Η ανάλυση του προκύπτοντος χάρτη εξαρτάται αποκλειστικά από το μέγεθος του εικονοστοιχείου που χρησιμοποιείται. Όσο περισσότερο πυκνός είναι ο κάνναβος, όσο δηλαδή η ανάλυση είναι υψηλότερη, τόσο λεπτομερέστερη είναι η απεικόνιση των γραφικών. Τα χωρικά δεδομένα συστήματος καννάβου μπορούν να είναι δύο μορφών. Συνεχή (συνήθως είναι πραγματικοί αριθμοί ή ακέραιοι): υψόμετρα μιας πολυφασματικής δορυφορικής εικόνας Ασυνεχή ή διακριτά ή κατηγοριοποιημένα (φυσικοί αριθμοί): όπου έχουμε κωδικοποίηση ποιοτικών κυρίως χαρακτηριστικών 43

49 Πλεονεκτήματα Απλή δομή δεδομένων Συμβατά με δεδομένα τηλεπισκόπισης ή σάρωσης (scanned) Υπεροχή στην χωρική ανάλυση και μοντελοποίηση Μειονεκτήματα Μεγάλες απαιτήσεις αποθηκευτικού χώρου (μνήμης) Η ποιότητα της οπτικοποίησης εξαρτάται άμεσα από το μέγεθος της ψηφίδας Οι μετατροπές από ένα προβολικό σύστημα σε άλλο είναι δύσκολες Είναι δυσκολότερη η ανάπτυξη τοπολογίας Δομή του ArcGIS Desktop Τα ΓΣΠ είναι ένα πανίσχυρο εργαλείο που χρησιμοποιείται για την ηλεκτρονική απεικόνιση χαρτών καθώς και για την χωρική ανάλυση. Για να είναι εφικτό, η ESRI δημιούργησε ένα λογισμικό, το ArcGIS desktop. Το desktop του ArcGIS αποτελείται από το ArcView, ArcEditor και ArcInfo. Και οι τρεις εκδόσεις βασίζονται στις ίδιες αρχές αλλά διαφέρουν ως προς τις δυνατότητες που έχει το καθένα Με το ΑrcView μπορούν να γίνουν αναζητήσεις τόσο στα χωρικά όσο και στα περιγραφικά δεδομένα, να αναλυθούν χωρικές σχέσεις και να διορθωθούν συγκεκριμένα γραφικά δεδομένα (σχηματικά αρχεία μόνο) καθώς και όλα τα περιγραφικά δεδομένα της βάσης δεδομένων. Τέλος μπορούν να δημιουργηθούν ευπαρουσίαστοι χάρτες και γραφήματα. Ο ArcEditor έχει την ίδια χρήση με αυτή του ArcView ενώ επιπροσθέτως δημιουργεί και διορθώνει ορισμένους τύπους χωρικών δεδομένων τους οποίους «βλέπουμε» με το ArcView. Ο ArcInfo έχει τις περισσότερες δυνατότητες κυρίως ανάλυσης χωρικών δεδομένων. Πρέπει να σημειωθεί ότι το ΑrcInfo Workstation αποτελεί ένα πλήρες Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών, γνωστό για πολλά χρόνια και χρησιμοποιούμενο ευρέως σε όλο τον κόσμο (Κωστής Κουτσόπουλος,2005, Εφαρμογές του Λογισμικού ArcGIS 9x με απλά λόγια). 44

50 Κάθε έκδοση του ArcGIS Desktop έχει τρεις βασικές εφαρμογές: ArcMap ArcCatalog - Geoprocessing (Arc Toolbox & Model Builder) Αλλά και μια σειρά από προαιρετικά προϊόντα όπως: Spatial Analyst - 3D Analyst - Geostatistical Analyst To ArcGIS Desktop αποτελεί τμήμα ενός ευρύτερου συστήματος το οποίο περιέχει τα: ArcGIS Engine Είναι μια ενσωματωμένη διαδικασία (Engine) για την ανάπτυξη συστατικών που βοηθούν σε εξειδικευμένες εφαρμογές των ΣΓΠ. Server GIS Περιέχει το ArcSDE (Spatial Database Engine), το ArcIMS (Internet Map Server) και το ArcGIS Server. Το πρώτο είναι ένας εξυπηρετητής χωρικών δεδομένων (Spatial Server) και επιτρέπει τη χρήση γεωγραφικών στοιχείων που είναι αποθηκευμένα σε συστήματα σχεσιακών βάσεων δεδομένων (Oracle, Microsoft SQL, κλπ). Το δεύτερο είναι ένας εξυπηρετητής χαρτών (Map Server) και δίνει τη δυνατότητα επικοινωνίας χρήσης των ΓΣΠ στο διαδίκτυο. Mobile GIS Περιέχει το ArcPad καθώς και το ArcGIS Desktop και Engine για εφαρμογή σε προσωπικούς υπολογιστές (Tablet PC). 45

51 46

52 Κεφάλαιο 3 Δημιουργία Βάσης Υδρογεωλογικών Δεδομένων 3.1 Συλλογή και επεξεργασία πρωτογενών δεδομένων Η συλλογή των δεδομένων ξεκίνησε με την λήψη αυτών που βρίσκονται καταχωρημένα στην Εθνική Τράπεζα Υδρολογικής και Μετεωρολογικής Πληροφορίας (Ε.Τ.Υ.Μ.Π.) και συγκεκριμένα στη βάση υδρολογικών και μετεωρολογικών δεδομένων Ενυδρίς η οποία αποθηκεύει σταθμούς, όργανα, και χρονοσειρές. Σε πρώτο στάδιο απομονώθηκαν οι σταθμοί που τοποθετούνται στο νομό Αιτωλοακαρνανίας, έπειτα εντοπίσθηκαν τα είδη των σταθμών και δημιουργήθηκαν ξεχωριστοί πίνακες καταγραφής μετεωρολογικών, σταθμημετρικών και υδρομετερεωλογικών σταθμών. Ο κάθε πίνακας περιέχει τις συντεταγμένες του σταθμού, τον κωδικό αυτού, τον ιδιοκτήτη, την ύπαρξη ή μη χρονοσειράς των δεδομένων και το αν παραμένει σε λειτουργία ή όχι. Τα υδρομετερεωλογικά δεδομένα που συλλέχθησαν σε μορφή χρονοσειράς μεταφέρθηκαν σε αρχείο excel όπου εκεί έγινε η επεξεργασία αυτών για τη δημιουργία πινάκων ημερήσιων και μηνιαίων τιμών που αφορούν τις βροχοπτώσεις και πίνακα ημερήσιων τιμών για τις χιονοπτώσεις. Η χρονική περίοδος καταγραφής αυτών των δεδομένων ξεκινά σε κάποιες περιπτώσεις από το 1950 και μετά και φτάνει μέχρι και το Δεν σημαίνει βέβαια ότι οι καταγραφές όλων των σταθμών καταλαμβάνουν όλο το εύρος των προαναφερθέντων χρονολογιών. Τα περιορισμένα δεδομένα των σταθμών Μεσολογγίου και Ναυπάκτου προέρχονται από την ιστοσελίδα του meteo ( με σταθμό καταγραφής το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών. Τέλος τα δεδομένα του σταθμού Αγρινίου που ανήκει στην ΕΜΥ προήρθαν κατευθείαν από τη αντίστοιχη υπηρεσία κατόπιν αιτήσεως. Το επόμενο στάδιο ήταν η καταγραφή των υδροσημείων (πηγές, γεωτρήσεις, πηγάδια) και των σταθμών παρακολούθησης υδάτων. Το απογραφικό δελτίο πηγών και γεωτρήσεων δόθηκε σε έντυπη μορφή και αντιστοιχεί σε μελέτη που έχει γίνει για το Υπουργείο Ανάπτυξης Γενική Γραμματεία ανάπτυξης Δ/νση Υδατικού Δυναμικού με θέμα: Ανάπτυξη Συστημάτων και εργαλείων διαχείρισης υδατικών πόρων./υδατικό Διαμέρισμα Δυτικής Στερεάς Ελλάδας (04) Φάση Γ: Διαχειριστικό ομοίωμα - Υφιστάμενη κατάσταση. Η έντυπη μορφή μετατράπηκε σε ηλεκτρονική και αφορά το νομό Αιτωλοακαρνανίας. Ο εντοπισμός κάποιων 47

53 πηγαδιών έγινε με υπαίθρια έρευνα και αφορά την περιοχή της λίμνης Τριχωνίδας και συγκεκριμένα τα χωριά Παναιτώλιο, Καινούριο και Παραβόλα. Οι σταθμοί παρακολούθησης αφορούν τα μεταβατικά, παράκτια και υπόγεια ύδατα και εμπίπτουν στο Εθνικό Δίκτυο Παρακολούθησης της Κατάστασης των Υδάτων. Είναι ανοικτά δεδομένα, διαθέσιμα στο κοινό στην ιστοσελίδα geodata.gov.gr Περιέχονται οι θέσεις των σταθμών παρακολούθησης της ποιοτικής και ποσοτικής κατάστασης των μεταβατικών, παράκτιων, υπόγειων υδάτων, όπως καθορίστηκαν με την ΚΥΑ /2011 «Ορισμός Εθνικού Δικτύου Παρακολούθησης της ποιότητας και της ποσότητας των υδάτων με καθορισμό των θέσεων (σταθμών) μετρήσεων και των φορέων που υποχρεούνται στην λειτουργία τους, κατά το Άρθρο 4, παράγραφος 4 του Ν. 3199/2003 (Α 280)» (ΦΕΚ 2017/Β/ ). Όσον αφορά τα δεδομένα που αφορούν το υδατικό διαμέρισμα 04, τις υδρολογικές λεκάνες και υπολεκάνες του Νομού Αιτωλοακαρνανίας που αποτελεί μέρος του Υ.Σ 04 και τα υδατικά συστήματα έχουν προέλθει και αυτά από την προαναφερθείσα ιστοσελίδα. Τα δεδομένα του Υδατικού Διαμερίσματος 04 που διατίθενται από το geodata.gov.gr προέρχονται από το θεματικό επίπεδο των υδατικών διαμερισμάτων της βάσης δεδομένων του Υδροσκοπίου ( και δημιουργήθηκαν με βάση την κοινοτική οδηγία περί υδάτων (2000/60/EC). Από αυτά αφαιρέθηκαν τα πολύγωνα εκτός Ελλάδας και πραγματοποιήθηκε γενίκευση συνένωσης των πολυγώνων των υδρολογικών λεκανών. Τα όρια των υδατικών διαμερισμάτων ελέγχθηκαν ώστε να συμπίπτουν τοπολογικά, στα χερσαία σύνορα της χώρας και στην ακτογραμμή της Ελλάδας. Τα χερσαία σύνορα προέρχονται από ψηφιοποίηση διαφανειών Γ.Υ.Σ. κλίμακας 1:50.000, η οποία πραγματοποιήθηκε το Η ακτογραμμή προέρχεται από δεδομένα της Υδρογραφικής Υπηρεσίας Πολεμικού Ναυτικού (τα οποία υπέστησαν μετασχηματισμό από το σύστημα αναφοράς ED50 το ΕΓΣΑ 87) και του Οργανισμού Κτηματολογίου και Χαρτογραφήσεων Ελλάδας). Επιπλέον τα δεδομένα ελέγχθηκαν ώστε να συμπίπτουν και με το σύνολο δεδομένων 'Λεκάνες Απορροής (Ειδική Γραμματεία Υδάτων)'. Τα δεδομένα των Υδρολογικών Λεκανών διατίθενται από το geodata.gov.gr προέρχονται από το θεματικό επίπεδο των υδρολογικών λεκανών της βάσης δεδομένων του Υδροσκοπίου ( Από αυτά αφαιρέθηκαν τα πολύγωνα εκτός Ελλάδας. Ακολούθως πραγματοποιήθηκε γενίκευση 48

54 συνένωσης των πολυγώνων των υδρολογικών λεκανών. Στη συνέχεια προστέθηκε το πεδίο 'namenl' το οποίο περιέχει τις Ελληνικές ονομασίες που είναι συμβατές με το ΦΕΚ 1572/Β / Τα αρχικά δεδομένα δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια της 2ης φάσης του έργου της ΕΤΥΜΠ ( ) μέσω ψηφιοποίησης χαρτών ΓΥΣ κλίμακας 1: Τα δεδομένα αυτά προσαρμόστηκαν στα σύνορα που προέρχονται από ψηφιοποίηση διαφανειών Γ.Υ.Σ. κλίμακας 1:50.000, η οποία πραγματοποιήθηκε το 1998 και την ακτογραμμή της Υδρογραφικής Υπηρεσίας Πολεμικού Το θεματικό επίπεδο των υπολεκανών περιέχει τα πεδία που προβλέπονται τόσο σύμφωνα με την οδηγία inspire, όσο και με την κοινοτική οδηγία περί υδάτων (2000/60/EC) Τα δεδομένα των χημικών αναλύσεων έχουν προέρθει α) από τη διδακτορική διατριβή της κα Δασκαλάκη με θέμα «Συμβολή στη γνώση του χημισμού και της ποιότητας των υπόγειων υδάτων στον Ελλαδικό χώρο», β) την ιστοσελίδα του ΥΠΕΚΑ Ειδική Γραμματεία Υδάτων, Διαβούλευση των Σχεδίων Διαχείρισης Υδατικών Πόρων (wfd.ypeka.gr) και συγκεκριμένα από την παραδοτέα μελέτη «Αξιολόγηση και Ταξινόμηση της Ποιοτικής (Χημικής) και Ποσοτικής Κατάστασης των Υπόγειων Υδατικών» και «Αξιολόγηση και Ταξινόμηση της Ποιοτικής Κατάστασης των Επιφανειακών Υδατικών Συστημάτων» στο Υδατικό Διαμέρισμα Δυτικής Στερεάς Ελλάδας. Η κάλυψη γης για την Ελλάδα για το έτος 2000, σύμφωνα με τα παραδοτέα του προγράμματος CORINE της Ευρωπαϊκής Ένωσης, το δίκτυο Natura 2000 και προστατευόμενες περιοχές, οι οικισμοί της χώρα όπως χρησιμοποιούνται από την ΕΛ.ΣΤΑΤ. για λόγους απογραφής, τα όρια νομών της χώρας, τα όρια των δήμων κατά Καλλικράτη και κατά Καποδίστρια και το οδικό δίκτυο διατίθεται από την ίδια ιστοσελίδα. Το γεωλογικό υπόβαθρο του νομού αποτελείται από τους αντίστοιχους γεωλογικούς χάρτες του ΙΓΜΕ κλίμακας 1:50000 με εξαίρεση το φύλλο Αγρινίου που δεν έχει εκδοθεί ενώ πέντε τοπογραφικοί χάρτες κλίμακας 1:5000 προέρχονται από την Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού. Επίσης σημαντική είναι και η χρήση των DEM ASTER και SRTM καθώς του DSM. 49

55 3.2 Σχεδιασμός γεωβάσης Ο σχεδιασμός της γεωβάσης στηρίζεται σε ένα σύνολο από θεμελιώδη βήματα σχεδιασμού τoυ GIS. Ο σχεδιασμός σε περιβάλλον GIS περιλαμβάνει την οργάνωση των γεωγραφικών πληροφοριών σε layers τα οποία μπορούν να ενσωματωθούν χρησιμοποιώντας τη γεωγραφική θέση. Είναι λογικό ο σχεδιασμός της γεωβάσης να ξεκινά με την αναγνώριση των θεματικών επιπέδων που θα χρησιμοποιηθούν, τον καθορισμό των περιεχομένων και την αναπαράσταση των θεματικών επιπέδων. Για το λόγο αυτό πρέπει να καθοριστεί ο τρόπος εμφάνισης των γεωγραφικών χαρακτηριστικών και του πίνακα ιδιοτήτων τους (π.χ. θα εμφανίζονται ως σημεία, γραμμές, πολύγωνα ή ψηφιδωτά). Τα δεδομένα θα οργανωθούν σε σύνολα δεδομένων (dataset) όπως είναι τα feature classes, feature datasets, attributes. Δίνεται αναλυτικό παράδειγμα στην επόμενη ενότητα. Ένα Feature Dataset είναι μια συλλογή από σχετιζόμενα Feature Classes οι οποίες μοιράζονται μια κοινή χωρική αναφορά. Χρησιμοποιούνται για να ενσωματώσουν χωρικά ή θεματικά σχετιζόμενες Feature Classes. ( Ο αρχικός στόχος ενός Feature Dataset είναι η οργάνωση των συσχετιζόμενων Feature Classes σε ένα κοινό σύνολο δεδομένων για το χτίσιμο μιας τοπολογίας ή ενός γεωμετρικού δικτύου. Οι Feature Classes είναι ομοιογενείς συλλογές με κοινά χαρακτηριστικά. Το κάθε ένα από αυτά έχει την ίδια χωρική αναπαράσταση όπως σημεία, γραμμές ή πολύγωνα και ένα κοινό σύνολο περιγραφικών στηλών (Feature Class Basics, Τα feature classes που έχουν χρησιμοποιηθεί στη γεωβάση είναι σημεία, γραμμές και πολύγωνα. Τα περιγραφικά χαρακτηριστικά (attributes) είναι μη χωρικές πληροφορίες των γεωγραφικών χαρακτηριστικών (geographic feature) στο GIS, συνήθως αποθηκεύονται σε μορφή πίνακα και συνδέονται με το χαρακτηριστικό τους μέσω ενός κωδικού αναγνώρισης ( Nary/search). Ακολουθεί ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα από τη βάση υδρογεωλογικών δεδομένων. Στη file geodatabase με κωδικό YDATIKA DIAMERISMATA έχουν δημιουργηθεί δύο Feature Datasets με κωδικό Hydrological Basins και Idatika Sistimata. Το πρώτο περιέχει τα Feature Classes που περιλαμβάνουν το υδατικό διαμέρισμα της Δυτικής Στερεάς Ελλάδας, τα όρια του νομού Αιτωλοακαρνανίας 50

56 μιας και εμπεριέχεται στο προαναφερθέν υδατικό διαμέρισμα καθώς τις λεκάνες και υπολεκάνες απορροής προσαρμοσμένες στα όρια του νομού. Το δεύτερο Feature Dataset περιλαμβάνει τα ακόλουθα Feature Classes: την ακτογραμμή, τις λίμνες και τους ποταμούς του νομού. Το κάθε Feature Class έχει τα περιγραφικά του χαρακτηριστικά οργανωμένα σε πίνακες. Εικόνα 10: Ενδεικτική παρουσίαση Feature Dataset, Feature Class, Attributes Το επόμενο βήμα είναι η επιλογή του είδους της γεωβάσης που θα δημιουργηθεί. Έχοντας αναφερθεί στο υποκεφάλαιο στα είδη και τα χαρακτηριστικά των γεωβάσεων, η βάση των υδρογεωλογικών δεδομένων δομήθηκε ως μια file geodatabase μιας και έχουμε τη δυνατότητα αποθήκευσης μεγαλύτερο όγκου αρχείων ενώ αποθηκεύεται σε ένα σύστημα αρχείων φακέλων σε αντίθεση με την personal geodatabase η οποία έχει δυνατότητα αποθήκευσης 2GB με την αποθήκευση των δεδομένων να γίνεται στην Access. 3.3 Περιγραφή γεωβάσης Σε περιβάλλον ArcCatalog δημιουργήθηκε η βάση των υδρογεωλογικών δεδομένων που έχει τοποθετηθεί σε έναν ηλεκτρονικό φάκελο με το όνομα HYDROGEOLOGICALDATABASEAITOLOAKARNANIA. Ο ArcCatalog εκτελεί λειτουργίες παρόμοιες με τον Windows Explorer, προσανατολισμένες στα γεωγραφικά δεδομένα. Ο χρήστης μέσω του ArcCatalog 51

57 μπορεί να δημιουργεί νέα δεδομένα, μετακινήσει, διαγράψει, μετονομάσει και να διερευνά τα γεωγραφικά δεδομένα. Τα αρχεία οργανώνονται και ομαδοποιούνται σε 9 ηλεκτρονικούς υποφακέλους (folders) σε διαφορετικά επίπεδα, με τη μορφή ενός δέντρου, που επιτρέπει την εύκολη πρόσβαση, τη χρήση και τη συντήρηση των δεδομένων. Η δενδριτική δομή των φακέλων για τη κατανομή των αρχείων αρχίζει με τον κύριο φάκελο HYDROGEOLOGICALDATABASEAITOLOAKARNANIA. Η δενδριτική δομή των ηλεκτρονικών φακέλων κάτω από το φάκελο έχει τους ακόλουθους κύριους κλάδους και η διεύθυνση στην οποία αντιστοιχούν είναι : D:\HYDROGEOLOGICALDATABASEAITOLOAKARNANIA\ Η κάθε ομάδα έχει σαφή σήμανση για την εύκολη κατανόηση του τύπου της. Η πρώτη ομάδα χαρακτηρίζεται από τον κωδικό DATA. Σε αυτόν τον φάκελο αντιστοιχούν οι File Geodatabases (.gdb). Για την ταξινόμηση των συλλεγμένων δεδομένων έχουν δημιουργηθεί 8 File Geodatabase Εικ.11: Οργάνωση Βάσης Δεδομένων. 3.4 Δημιουργία Γεωβάσης Εφόσον έχει γίνει ο σχεδιασμός μπορούμε να δημιουργήσουμε τη γεωβάση και το σχήμα της με τη δημιουργία νέων πεδίων (μέσω του ArcCatalog) 52

58 «φορτώνοντας» υπάρχοντα ψηφιακά δεδομένα (.shp). Στην περίπτωση που τα δεδομένα μας είναι σε μορφή πινάκων.xls θα πρέπει αρχικά να μετατραπούν σε μορφή.shp. Τα αρχεία μορφής shape είναι μια απλή, μη τοπολογική διάταξη (format) για να αποθηκεύει γεωμετρικές τοποθεσίες και περιγραφικές πληροφορίες γεωγραφικών χαρακτηριστικών (geographic features). Διαδικασία μετατροπής.xls Σε περιβάλλον ArcMap εισάγω το αρχείο.xls, τo επιλέγω και με δεξί κλικ εμφανίζεται ένας πίνακας, επιλέγω το πεδίο Display XY Data και στον επόμενο πίνακα που ανοίγει στα πεδία χ field και y field επιλέγω τα χ και y τα οποία αντιστοιχούν στις συντεταγμένες. Πρέπει στον πίνακα excel να έχουν δημιουργηθεί δύο στήλες που να έχουν τις συντεταγμένες των σημείου. Στον ίδιο πίνακα επιλέγω το πεδίο Edit με σκοπό να ορίσω το προβολικό του σύστημα. Εικ.12Α: Ορισμός συντεταγμένων σε αρχείο.xls Η διαδικασία αυτή προβάλει στο ArcMap τα σημεία που περιέχει ο πίνακας. Το επόμενο βήμα είναι να εξάγουμε το νέο αρχείο σε μορφή.shp και αυτό πραγματοποιείται με την ακόλουθη εντολή:data/exportdata/επιλέγω το φάκελο αποθήκευσης/ ΟΚ 53

59 Εικ.12Β: Προβολή σημείων και εξαγωγή σε αρχείο μορφής shp file Διαδικασία δημιουργίας αρχείων.gdb, Feature Dataset, Feature Class 1. Επιλέγω το πεδίο File\New\FileGeodatabase Εικ.13: Δημιουργία File Geodatabase 54

60 2. Επιλέγω τη γεωβάση που δημιούργησα ώστε να προσθέσω το Feature Dataset με την εντολή New\Feature Dataset. Ανοίγει ο παρακάτω πίνακας στον οποίο δηλώνουμε το όνομα και μετά το προβολικό σύστημα που θα χει το Feature Dataset.\Next\Next\OK. Εικ.14: Δημιουργία Feature Dataset Επιλέγω το Feature Dataset που δημιουργήθηκε και επιλέγω New\Feature Class. Στον πίνακα που εμφανίζεται στο πεδίο Name δίνω ένα όνομα, στο πεδίο Alias εάν θέλουμε δίνουμε ένα εναλλακτικό όνομα ενώ πρέπει να επιλέξουμε τη μορφή που θα έχει το Feature Class από την κυλιόμενη λίστα\next\next\finish. 55

61 Εικ.15: Δημιουργία Feature Class Εξαγωγή.shp σε Feature Class Όλα τα αρχεία μορφής.shp είναι τοποθετημένα στον υποφάκελο της Γεωβάσης με κωδικό SHP. Από εκεί επιλέγω το.shp\export\geodatabase multiple Εικ.16: Εξαγωγή shp σε geodatabase 56

62 Στον πίνακα που εμφανίζεται και στο πεδίο Output Geodatabase επιλέγω σε ποιο Feature Dataset θα εξαχθεί\add\ok. Εικ.17: Επιλογή του Feature Class στο οποίο θα εξαχθεί 3.5 Παρουσίαση γεωβάσης Αντικείμενο αυτής της εργασίας είναι η δημιουργία μιας δυναμικής βάσης γεωγραφικών δεδομένων για το νομό Αιτωλοακαρνανίας. Στη βάση αυτή συμπεριλαμβάνονται δεδομένα που αφορούν ή και σχετίζονται με τον τομέα της υδρογεωλογίας. Αυτά είναι τα αποτελέσματα των υδροχημικών αναλύσεων που έχουν διεξαχθεί από διάφορους φορείς, οι σταθμοί καταγραφής βροχομετρικών δεδομένων με δεδομένα που σχετίζονται με τις ημερήσιες αλλά και τις μέσες μηνιαίες καταγραφές, η καταγραφή πόλεων και χωριών του νομού, οι χρήσεις γης, οι προστατευόμενες περιοχές, το οδικό δίκτυο, δεδομένα που αφορούν το νομό και τους δήμους που περιλαμβάνει αυτός, τα υδατικά διαμερίσματα που περιλαμβάνουν τις υδρολογικές λεκάνες και υπολεκάνες καθώς και τα υδατικά συστήματα όπως οι λίμνες και το υδρογραφικό δίκτυο. Έχουν συλλεχτεί και τοποθετηθεί στη βάση αυτή οι γεωλογικοί χάρτες του νομού και οι τοπογραφικοί που αφορούν μια συγκεκριμένη περιοχή. Έχουν δημιουργηθεί θεματικά επίπεδα με σκοπό την παρουσίαση των δεδομένων και τη διεξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών. Επίσης έχουν δημιουργηθεί υπέρ- συνδέσεις (hyperlinks) οι οποίες παρέχουν επιπρόσθετες πληροφορίες. Ο βασικός στόχος αυτής της 57

63 εργασίας είναι να αναδειχτεί ο τρόπος με τον οποίο μπορεί να σχεδιαστεί και να λειτουργήσει μια βάση χωρικών δεδομένων. Ο κύριος λόγος επιλογής της παρούσης εργασίας στηρίζεται σε επιστημονικό/ερευνητικό ενδιαφέρον για την περιοχή μελέτης, αλλά και για το περιεχόμενο αυτής. Δηλαδή, η κατασκευή μιας χωρικής βάσης δεδομένων που θα είναι χρήσιμο εργαλείο για ευκολότερη και αποτελεσματικότερη διαχείριση στοιχείων, αλλά και για το ρόλο γενικότερα των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών σε θέματα Υδρογεωλογίας. Τα τελικά προϊόντα της εργασίας θα είναι ουσιαστικά μια βάση δεδομένων με χωρικά και περιγραφικά στοιχεία και δευτερευόντως χάρτες που απεικονίζουν τα δεδομένα που έχουν καταγραφεί στη βάση αυτή με τα περιγραφικά τους στοιχεία Εισαγωγή και Διαχείριση Δεδομένων Η εισαγωγή των δεδομένων αποτελεί μια από τις πιο χρονοβόρες διαδικασίας στα Γ.Σ.Π. Υπάρχουν πολλές πηγές γεωγραφικών δεδομένων (πρωτογενή και δευτερογενή στοιχεία), όπως έχει ήδη αναφερθεί σε προηγούμενο κεφάλαιο και επομένως και διαφορετικές μέθοδοι απόκτησης των δεδομένων αυτών (συλλογή και μεταφορά). Τα δεδομένα αυτά εισάγονται σε περιβάλλον Γ.Σ.Π. (κεφάλαιο 4.4) με τη βοήθεια βασικών προϊόντων του λογισμικού ArcGIS, έτσι ώστε να μπορούν να επεξεργαστούν κατάλληλα. Υποφάκελος DATA Για την καλύτερη οργάνωση και διαχείριση του χώρου εργασίας και των στοιχείων που περιέχει ακολουθείται η δομή που παρουσιάζεται παρακάτω. Όπως έχει ήδη ειπωθεί η υδρογεωλογική βάση δεδομένων περιέχει εννέα κύριους φακέλους. Ο πρώτος φάκελος έχει κωδικό όνομα DATA και τοποθετείται στον κατάλογο D:\HYDROGEOLOGICAL DATABASE AITOLOAKARNANIA. Εκεί έχουν δημιουργηθεί οκτώ file geodatabase η κάθε μια εκ των οποίων φέρει ένα όνομα, αντιπροσωπευτικό των δεδομένων που φιλοξενεί. Θα ξεκινήσουμε την περιγραφή αυτή από την πρώτη που έχει κωδικό HYDROCHEMICAL DATA και περιέχει τα αποτελέσματα των χημικών αναλύσεων που έχουν διεξαχθεί από διάφορους φορείς όσον αφορά το νομό Αιτωλοακαρνανίας. Η γεωβάση αποτελείται από δύο Feature Dataset με κωδικό όνομα για το πρώτο Idrohimia Aitoloakarnanias και StathmoiParakolouthisisPoiotitasYdaton το δεύτερο. Το πρώτο περιέχει δεδομένα 58

64 για τις αναλύσεις διαφόρων παραμέτρων και το δεύτερο τις θέσεις των σταθμών παρακολούθησης ταξινομημένους με βάση το είδος των υδάτων που παρακολουθούν. Το πρώτο Feature Dataset αποτελείται από τις ακόλουθες κλάσεις: Το πρώτο Feature Class περιέχει τα πρωτογενή δεδομένα των χημικών αναλύσεων όπως παρουσιάζονται στην αντίστοιχη παραδοθείσα μελέτη Αξιολόγηση και ταξινόμηση της ποιοτικής κατάστασης των επιφανειακών υδάτινων συστημάτων, Υδατικό Διαμέρισμα Δυτικής Στερεάς Ελλάδας σύμφωνα με την Κατάρτιση σχεδίων διαχείρισης των λεκανών απορροής ποταμών των υδατικών διαμερισμάτων Θεσσαλίας, Ηπείρου και Δυτικής Στερεάς Ελλάδας, σύμφωνα με τις προδιαγραφές της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ, κατ εφαρμογή του ν. 3199/2003 και του Π.Δ. 51/2007, Αρ. Έργου: 2010ΣΕ Αυτό το Feature Class με κωδικό XimikesAnaliseis_GXK περιέχει σημεία τα οποία αντιπροσωπεύουν τη γεωγραφική θέση του δικτύου των σταθμών παρακολούθησης του Γενικού Χημείου του Κράτους όσον αφορά τη μέτρηση των ειδικών ρύπων και των φυσικοχημικών παραμέτρων. Στον πίνακα παρατίθενται οι πρωτογενείς μηνιαίες μετρήσεις από δείγματα σταθμών παρακολούθησης του ΓΧΚ ανά υδάτινο σώμα σε κάθε λεκάνη απορροής ποταμού. Σημαντικό είναι να αναφέρουμε το γεγονός της αρχικής απουσίας των συντεταγμένων του κάθε σταθμού παρακολούθησης. Αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα την μη προβολή των σταθμών. Το πρόβλημα αυτό επιλύθηκε με τη σάρωση του αντίστοιχου χάρτη που υπάρχει στη σελίδα 2 του παραρτήματος ΙΙ της προαναφερθείσας μελέτης και απεικονίζει τα σημεία στα οποία βρίσκονται οι σταθμοί από τους οποίους έχουμε αντλήσει τα δεδομένα. Το επόμενο βήμα ήταν η εισαγωγή του σαρωμένου αρχείου στο ArcMap, η γεωαναφορά αυτού και ο ορισμός του προβολικού συστήματος. Στην περίπτωση αυτή η γεωαναφορά αυτού του αρχείου έγινε με γνωστά σημεία πάνω σε έτοιμα shape αρχεία που διαθέτουν ήδη συντεταγμένες όπως είναι τα όρια των λεκανών απορροής του νομού και τα υδατικά συστήματα που υπάρχουν σε αυτόν. Η εικόνα αυτή γεωαναφέρθηκε με δύο διανυσματικά επίπεδα έτσι ώστε να επιτευχτεί το μικρότερο δυνατό σφάλμα (RMS =15.8) μιας και αφορά εικόνα τοποθετημένη σε αρχείο.pdf η οποία εκτυπώθηκε και σαρώθηκε γεγονός που προκαλεί αλλοίωση της εικόνας. Το επόμενο βήμα ήταν να ορίσουμε το προβολικό σύστημα συντεταγμένων (η διαδικασία της γεωαναφοράς και ο ορισμός του προβολικού συστήματος δίδεται ως παράδειγμα εφαρμογής σε επόμενο κεφάλαιο). 59

65 Mε το εργαλείο Identify της εργαλειοθήκης Tools με το οποίο γίνεται ουσιαστικά η αναγνώριση των χωρικών οντοτήτων μέσα στο χάρτη, μπορούμε να καταγράψουμε τις συντεταγμένες των σταθμών παρακολούθησης. Εικ.18 : Ενδεικτική εικόνα εντοπισμού συντεταγμένων Στον πίνακα των περιγραφικών χαρακτηριστικών (attribute table) υπάρχουν δύο πεδία (fields), ένα με τους χαρακτηριστικούς κωδικούς κάθε αντικειμένου (Ιd) και ένα με το σχήμα της κάθε οντότητας (Shape). Υπάρχουν καταγραφές που αφορούν τον δείκτη, τον κωδικό και το όνομα του Υδατικού Συστήματος, τον κωδικό του σταθμού του ΓΚΧ, το όνομα του σταθμού, το έτος ( ) και το μήνα της δειγματοληψίας, τη χημική ουσία που μετρήθηκε, την τιμή και τον μήνα, τη μονάδα μέτρησης αυτής, το LOD, το LOQ (αλγόριθμος βάσει του οποίου πραγματοποιήθηκε η στατιστική επεξεργασία, λαμβάνοντας υπόψη τις συνθήκες και τους περιορισμούς που σχετίζονται με τις παραμέτρους και μετρήσεις του προγράμματος και τη σχέση τους με τα όρια ανίχνευσης LOD και ποσοτικοποίησης LOQ των αντίστοιχων μεθόδων). Τα υδατικά συστήματα για τα οποία υπάρχουν καταγραφές είναι: οι τεχνητές λίμνες Καστρακίου, Στράτου, Κρεμαστών οι φυσικές λίμνες Τριχωνίδα, Οζερός, Αμβρακία οι ποταμοί Αχελώος, Εύηνος, Διμηκός 60

66 Όσον αφορά τους ειδικούς ρύπους και τις φυσικοχημικές παραμέτρους που έχουν αναλυθεί ανέρχονται στους εκατόν πενήντα τρεις (153) και για το λόγο αυτό θα αναφερθούν κάποιοι εξ αυτών ενδεικτικά όπως είναι ο ψευδάργυρος, η αγωγιμότητα και η τριφθοραλίνη. Ο συνολικός αριθμός των καταγεγραμμένων μετρήσεων αυτών των παραμέτρων που έχουν καταχωρηθεί στη βάση για το χρονικό διάστημα είναι 2770 τιμές (εικ.19). Εκτός από τη διαδικασία της συλλογής, καταγραφής και οργάνωσης των δεδομένων πρέπει να αναφέρουμε τις δυνατότητες που παρέχονται για τη ανάκτηση αυτών των δεδομένων. Σε αυτήν την περίπτωση η ανάκτηση αυτή επιτυγχάνεται με δύο τρόπους, ο πρώτος είναι η χρήση της γλώσσα SQL για να θέσουμε ερωτήματα (queries) και ο δεύτερος η χρήση υπερσυνδέσεων (hyperlinks). Γλώσσα SQL (Structured Query Language) Είναι μια τυπική γλώσσα προγραμματισμού πρόσβασης και διαχείρισης των βάσεων δεδομένων. Οι εκφράσεις SQL χρησιμοποιούνται σε πολλά μέρη του ArcGIS και οι επεκτάσεις της καθορίζουν ένα υποσύνολο δεδομένων επί του οποίου εκτελεί κάποιες λειτουργίες. Χρησιμοποιείται στο ArcMap, στο παράθυρο διαλόγου του Select by Attribute ή στο παράθυρο διαλόγου του Query Builder (Selecting features and Graphics, Building an SQL expression, ( Με αυτή ο χρήστης περιγράφει τι θέλει θέτοντας κάποια ερωτήματα. Μια τυπική εφαρμογή της γλώσσας SQL δίνεται στο παρακάτω παράδειγμα. Στον πίνακα περιγραφικών δεδομένων, που περιέχει όλες τις χημικές αναλύσεις των επιφανειακών υδάτων, δίνουμε την εντολή να βρεθεί η τιμή της χημικής ουσίας Κάδμιο που αντιστοιχεί σε συγκεκριμένη ημερομηνία (έτος μήνας) και συγκεκριμένο υδατικό σύστημα. Όπως φαίνεται και στο παρακάτω παράδειγμα εκτός από τον εντοπισμό της τιμής του Καδμίου στον Attribute Table έχουμε και τη γεωγραφική αναπαράσταση πάνω στο χάρτη. 61

67 Εικ.19: Ενδεικτική παρουσίαση των δεδομένων του Γενικού Χημείου του Κράτους 62

68 Εικ.20: Περιγραφή τοποθέτησης ερωτήματος (querry) και απεικόνιση της γεωγραφικής πληροφορίας (πάνω δεξιά) και της περιγραφικής πληροφορίας (κάτω) 63

69 Hyperlinks Ένας δεύτερος τρόπος ανάκτησης δεδομένων είναι οι υπερσυνδέσεις. Υπάρχουν δύο τρόποι δημιουργίας αυτών Για τη δημιουργία υπερσυνδέσεων χρησιμοποιούμε το εργαλείο Identify για την αναγνώριση των χωρικών οντοτήτων στο χάρτη, κάνοντας κλικ πάνω στο σημείο ανοίγει ο ακόλουθος πίνακας. Πάνω αριστερά στο σημείο 2008 με δεξί κλικ ανοίγει ένα παράθυρο από το οποίο επιλέγουμε την εντολή Add Hyperlink και μετά ζητείται το είδος του υπερσυνδέσεων που θα χρησιμοποιηθεί, εμείς επιλέγουμε το Link to a Document και πλοηγούμαστε στο φάκελο στον οποίο βρίσκονται τα αρχεία που θα συνδεθούν (φάκελος LINKS) Εικ.21: Ενδεικτική απεικόνιση πίνακα με καταγραφή των υπερσυνδέσεων Ένας ακόμη τρόπος δημιουργίας υπερσυνδέσεων είναι η εισαγωγή μιας στήλης που θα έχει τις διευθύνσεις τους, στον πίνακα περιγραφικών δεδομένων του Feature Class Stathmoi_GXK που καταγράφονται οι συντεταγμένες των σταθμών. 64

70 Εικ.22: Ενδεικτική απεικόνιση πίνακα με καταγραφή των υπερσυνδέσεων Το επόμενο στάδιο είναι η αντιγραφή των υπερσυνδέσεων στο Hyperlink Base που βρίσκεται στο Document Properties του αρχείου File. Εικ.23: Ενδεικτική απεικόνιση πίνακα με καταγραφή των υπερσυνδέσεων 65

71 Το αποτέλεσμα και στις δύο περιπτώσεις είναι το ίδιο. Οι υπερσυνδέσεις δίνουν τη δυνατότητα στο χρήστη του χάρτη να μπορεί να έχει επιπρόσθετες πληροφορίες για τις οντότητες. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να προστεθούν έγγραφα, πίνακες, ιστοσελίδες ή εικόνες. Με το Identify επιλεγούμε το σταθμό και ανοίγει η καρτέλα που ακολουθεί, κάτω δεξιά με υπάρχει μια κίτρινη αστραπή, σύμβολο της υπερσύνδεσης, την επιλέγουμε και ανοίγει το αρχείο στο οποίο έχουμε δημιουργήσει τη σύνδεση. Εικ.24: Ενδεικτική απεικόνιση πίνακα με καταγραφή των υπερσυνδέσεων 66

72 Εικ.25: Ενδεικτική απεικόνιση πίνακα με καταγραφή των υπερσυνδέσεων 67

73 Η δεύτερη κλάση περιέχει χημικές αναλύσεις οι οποίες έχουν διεξαχθεί στα πλαίσια του διδακτορικού της κα. Δασκαλάκη και έχει κωδικό XimikesAnaliseis_PHDdas. Η χρονική περίοδος δειγματοληψίας και αναλύσεων των δειγμάτων ξεκινά το 1985 και τελειώνει το Οι αναλύσεις είναι ταξινομημένες με βάση τον γεωλογικό σχηματισμό από τον οποίο προέρχονται τα δείγματα καθώς υπάρχει και ένας αναγνωριστικός κωδικός(id). Οι παράμετροι που αναλύονται είναι η αγωγιμότητα (EC), τα ασβέστιο (Ca), Μαγνήσιο (Mg), Νάτριο (Na), Κάλιο (K), Χλώριο (Cl), Νιτρικά (NO3), Θειϊκά (SO4), Όξινα ανθρακικά (HCO3). Και σε αυτήν την περίπτωση δεν υπήρχαν καταγεγραμμένες οι συντεταγμένες των σημείων δειγματοληψίας. Ο τρόπος ανάκτησης αυτών έχει γίνει με τη σάρωση του χάρτη (κεφάλαιο 7, σελίδα 265) στον οποίο απεικονίζονται τα σημεία ενδιαφέροντος και κατόπιν η γεωαναφορά αυτού στο ArcMap (έχει δοθεί παράδειγμα εφαρμογής). Έχουν εντοπιστεί και καταγραφεί εξήντα τρία (63) σημεία δειγματοληψίας. Η ανάκτηση δεδομένων σε αυτήν την περίπτωση γίνεται με τη χρήση της γλώσσας SQL,δίνεται παράδειγμα που ζητείται να εντοπιστούν τα αποτελέσματα των αναλύσεων με βάση τον κωδικό του σταθμού. Στην παρακάτω εικόνα είναι η καρτέλα στην οποία έχει δοθεί η εντολή και δίπλα ο πίνακας και με μπλε χρώμα το αποτέλεσμα της εντολής που δώσαμε. Εικ. 27: Ενδεικτική εφαρμογή ερωτήσεων (queries) 68

74 Η τελευταία κλάση αναφέρεται στη μέση τιμή συγκέντρωσης ανά παράμετρο ανά θέση δειγματοληψίας για τα υπόγεια υδατικά συστήματα που περιλαμβάνονται στην παραδοθείσα μελέτη «Αξιολόγηση και ταξινόμηση της ποιοτικής (χημικής) και ποσοτικής κατάστασης των υπόγειων υδατικών συστημάτων, Υδατικό Διαμέρισμα Δυτικής Στερεάς Ελλάδας σύμφωνα με την σύμφωνα με τις προδιαγραφές της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ, κατ εφαρμογή του ν. 3199/2003 και του Π.Δ. 51/2007, Αρ. Έργου: 2010ΣΕ Αυτή η κλάση έχει κωδικό XimikesAnaliseis_Ypeka, περιλαμβάνει καταγραφές οι οποίες είναι ταξινομημένες ανά υδρολογική λεκάνη (Αχελώου, Ευήνου, Μόρνου) και η κάθε λεκάνη είναι χωρισμένη σε συστήματα (τομείς). Ο πίνακας περιγραφικών πληροφοριών περιέχει καταγραφές για το έτος των χημικών αναλύσεων, τα αποτελέσματα αυτών (ph, αγωγιμότητα, χλώρια, θειικά, νιτρικά και αμμωνία), τον κωδικό του σημείου δειγματοληψίας, τον κωδικό και τη γεωλογία του υδατικού συστήματος, τον φορέα παρακολούθησης, την πηγή προέλευσης των δεδομένων, τον φορέα εκτέλεσης των δοκιμών καθώς και την πηγή από την οποία προήλθαν οι συντεταγμένες των σημείων δειγματοληψίας. Και σε αυτήν την περίπτωση ενώ υπήρχαν τα δεδομένα απουσίαζε η γεωγραφική πληροφορία. Στην προαναφερθείσα μελέτη υπάρχουν οι χάρτες απεικόνισης των σημείων παρακολούθησης των υπόγειων υδάτων από τους οποίους έχουμε λάβει τη γεωγραφική πληροφορία. Επιλέχθησαν οι χάρτες που βρίσκονται στις σελίδες 43, 47, 55, 59, 67, 81, 84 και 97 διότι σε αυτούς περιέχονται τα σημεία για τα οποία υπάρχουν οι χημικές αναλύσεις. Η διαδικασία της γεωαναφοράς έγινε με την εισαγωγή συντεταγμένων x,y γνωστών σημείων. Τα γνωστά αυτά σημεία προέρχονται από το θεματικό επίπεδο μορφής shape file του Εθνικού Δικτύου Παρακολούθησης της κατάστασης των υδάτων Σταθμοί στα υπόγεια ύδατα ( Αυτό το αρχείο περιέχει μέρος των σταθμών παρακολούθησης και έχει ως αποτέλεσμα τη γεωαναφορά ορισμένων χαρτών. Από αυτούς λήφθηκε η απαραίτητη γεωγραφική πληροφορία για να χρησιμοποιηθεί στη γεωαναφορά των χαρτών στους οποίους δεν περιλαμβανόταν κανένα «γνωστό» σημείο. Το σφάλμα (RMS) ξεκινά από 1,14 έως 22,4. Έχουν εντοπιστεί και καταγραφεί εκατόν πενήντα τέσσερα (154) σημεία δειγματοληψίας με τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά. Και σε αυτήν την περίπτωση μπορούμε με τη χρήση ερωτημάτων (queries) να ανακτήσουμε πληροφορίες από τη βάση. Στο παράδειγμα που ακολουθεί ζητήσαμε να βρει όλες τις καταγραφές δεδομένων για το υδατικό σύστημα Ολωνού Πίνδου (GR ) και αφού εκτέλεσε την 69

75 εντολή που δώσαμε τα περιγραφικά δεδομένα φαίνονται με μπλε σκίαση στον πίνακα ενώ έχουμε και τη δυνατότητα της γεωγραφικής παρουσίασης. Εικ. 28: Ενδεικτική εφαρμογή ερωτήσεων (queries) Το δεύτερο Feature Dataset που αφορά τους σταθμούς παρακολούθησης υδάτων περιέχει πέντε κλάσεις, η πρώτη περιέχει εκατόν ενενήντα εφτά (197) καταγεγραμμένες γεωτρήσεις, τον κωδικό της κάθε μίας, τη γεωγραφική θέση και το υψόμετρο αυτών, τη λεκάνη στην οποία βρίσκονται, το βάθος της γεώτρησης και την παροχή σε περίπτωση που υπάρχει. Η δεύτερη κλάση καταγράφει τους τέσσερις (4) σταθμούς που βρίσκονται στα μεταβατικά ύδατα. Σύμφωνα με την Οδηγία 2000/60/ΕΚ (Οδηγία Πλαίσιο για την Ευρωπαϊκή Πολιτική στα Ύδατα) ως μεταβατικά νερά ορίζονται εκείνα που βρίσκονται στις εκβολές ποταμών και υφίστανται έντονη επίδραση των εσωτερικών νερών. Περιέχει το όνομα του υδατικού διαμερίσματος στο οποίο ανήκει, το όνομα και τον κωδικό του σταθμού, το όνομα του υδατικού συστήματος που ανήκει, το είδος και τον φορέα που πραγματοποίησε τις αναλύσεις κάποιων παραμέτρων. 70

76 Η τρίτη κλάση περιλαμβάνει το σταθμό παρακολούθησης των παράκτιων υδάτων. Σύμφωνα με την Οδηγία 2000/60/ΕΚ (Οδηγία Πλαίσιο για την Ευρωπαϊκή Πολιτική στα Ύδατα) ως παράκτια νερά ορίζονται εκείνα τα οποία βρίσκονται σε απόσταση ενός ναυτικού μιλίου από την ακτή. Περιέχει τα ίδια χαρακτηριστικά με τη δεύτερη κλάση. Η τέταρτη καταγράφει εβδομήντα έξι (76) πηγές του νομού Αιτωλοακαρνανίας. Περιέχει δεδομένα για την λεκάνη στην οποία βρίσκονται, το δήμο στον οποίο ανήκουν, τη χρήση τους, το είδος της πηγής, το είδος της παροχής και του υδροφόρου, την παροχή, τις χημικές αναλύσεις, τις παραμέτρους που μετρήθηκαν και τον φορέα παρακολούθησης. Η τελευταία κλάση αναφέρεται στους πενήντα εννέα (59) σταθμούς παρακολούθησης των υπόγειων υδάτων. Ο προσδιορισμός των υπόγειων υδάτινων συστημάτων έγινε σύμφωνα με την οδηγία 2000/60. Η οριοθέτηση των υπόγειων υδατικών συστημάτων βασίζεται σε γεωλογικά και υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά (Άρθρο 2.2, 2.12). Επιπλέον, ο αρχικός χαρακτηρισμός των υπόγειων υδατικών συστημάτων έγινε βάσει της παραγράφου 2.1, Παράρτημα ΙΙ της οδηγίας 2000/60. Τα περιγραφικά δεδομένα που υπάρχουν στον πίνακα είναι τα ακόλουθα: υδατικό διαμέρισμα, όνομα και κωδικός σταθμού, όνομα και κωδικός υδατικού συστήματος, φορέας διεξαγωγής ανάλογα με το είδος των αναλύσεων. Πρέπει να αναφέρουμε ότι μπορούμε να ανακτήσουμε δεδομένα και εδώ θέτοντας ερωτήματα (queries). Σε αυτή την περίπτωση ζητήθηκε η εύρεση των γεωτρήσεων που ανήκουν στο σύστημα Αγρινίου. Στο χάρτη έχουμε τη χωρική απεικόνιση των γεωτρήσεων και στον πίνακα την περιγραφική. 71

77 Εικ. 29: Εφαρμογή εύρεσης πληροφοριών στο σύστημα Αγρινίου 72

78 HYDROLOGICAL DATA Η δεύτερη γεωβάση με κωδικό HYDROLOGICAL DATA.gdb περιέχει τα υδρομετερεωλογικά δεδομένα του νομού Αιτωλοακαρνανίας. Σύμφωνα με την Εθνική Τράπεζα Υδρολογικής και Μετεωρολογικής Πληροφορίας (Ε.Τ.Υ.Μ.Π.) και συγκεκριμένα τη βάση υδρολογικών και μετεωρολογικών δεδομένων Ενυδρίς υπάρχουν σαράντα εννέα (49) υδρομετερεολογικοί σταθμοί εκ των οποίων οι εικοσιένα (21) σταθμοί έχουν διαθέσιμες χρονοσειρές χιονοπτώσεων και βροχοπτώσεων ενώ δεκαοκτώ (18) σταθμοί δεν έχουν. Υπάρχουν επίσης τρεις σταθμοί (Αγρινίου, Ναυπάκτου, Μεσολογγίου) στους οποίους δεν υπάρχει πρόσβαση στη χρονοσειρά. Τα δεδομένα αυτών προέρχονται από το meteo.gr και την ΕΜΥ. Έχουν καταγραφεί δύο μετεωρολογικοί σταθμοί και σαράντα εννέα σταθμημετρικοί σταθμοί. Εξ αιτίας της ποσότητας των δεδομένων δημιουργήθηκαν πενήντα ένα (51) Feature Dataset. Έχουν ταξινομηθεί σε βασικές κατηγορίες, με βάση καταγραφές μηνιαίων τιμών, ημερήσιων τιμών και το είδος των σταθμών. Το Feature Dataset με κωδικό Timeseries δημιουργήθηκε με σκοπό να περιέχει κλάσεις χρονοσειρών που έχουν καταγραφεί και αφορούν υδρομετερεωλογικά δεδομένα, περιέχει την κλάση με κωδικό Vrohoptosi. Περιέχει τα ονόματα των υδρομετερεωλογικών σταθμών, τη χωρική πληροφορία (x,y), την ημερομηνία καταγραφής (έτος μήνας ημέρα) και την ποσότητα της βροχόπτωσης σε mm. Εάν κάποιος θέλει να εντοπίσει την τιμή βροχόπτωσης σε συγκεκριμένη ημερομηνία και σταθμό μπορεί να το επιτύχει θέτοντας ερωτήματα (queries). Στο παράδειγμα της εικόνας 30 έχουν ζητηθεί και ευρεθεί οι τιμές βροχοπτώσεων για το σταθμό Αγ. Νικόλαο για το μήνα Μάρτιο και το έτος Feature Dataset (κατηγοριοποίηση σταθμών) Το Feature Dataset Stathmoi_Katagrafis περιέχει τρεις (3) κλάσεις. Η πρώτη κλάση, με κωδικό idrometereologikos_aitoloakarnania, περιέχει όλους τους υδρομετερεωλογικούς σταθμούς του νομού με χωρικές και περιγραφικές πληροφορίες (όνομα, τύπο και κωδικό σταθμού, υδρολογική λεκάνη, υδατικό διαμέρισμα, νομός, ιδιοκτήτης, ύπαρξη χρονοσειράς, λειτουργία σταθμού, υπερσυνδέσεις). Η δεύτερη κλάση με όνομα metereologikos_ aitoloakarnania, περιέχει τους μετεωρολογικούς σταθμούς του νομού με χωρικά και περιγραφικά δεδομένα (όνομα, τύπο και κωδικό σταθμού, υδρολογική λεκάνη, υδατικό διαμέρισμα, νομός, ιδιοκτήτης, ύπαρξη χρονοσειράς, λειτουργία σταθμού). 73

79 Εικ.30: Ενδεικτική παρουσίαση χωρικών και περιγραφικών δεδομένων χρονοσειράς βροχομετρικών σταθμών. 74

80 Χάρτης 9: Χωρική απεικόνιση σταθμών καταγραφής 75

81 Η τρίτη κλάση περιλαμβάνει όλους τους σταθμημετρικούς σταθμούς του νομού με χωρικά και περιγραφικά δεδομένα ανάλογα της δεύτερης κλάσης και όνομα stathmimetrikos_aitoloakarnania. Στον χάρτη 9 παρουσιάζονται οι υδρομετερεολογικοί, μετεωρολογικοί και σταθμημετρικοί σταθμοί του νομού Αιτωλοακαρνανίας. Ακολουθεί παράδειγμα χρήσης υπερσυνδέσεων και ερωτημάτων για το Feature Class που αντιστοιχεί στους υδρομετεωρολογικούς σταθμούς. Στην περίπτωση αυτή ζητήσαμε με χρήση των queries να εντοπίσει τους υδρομετερεωλογικούς σταθμούς που έχουν διαθέσιμη χρονοσειρά και βρίσκονται στην υδρολογική λεκάνη του Αχελώου (εικ.31). Στον χάρτη της εικόνας 31 απεικονίζονται οι υδρομετεωρολογικοί σταθμοί του νομού ενώ με έντονη μπλε κουκίδα είναι αυτή που ανήκουν στη λεκάνη Αχελώου και διαθέτουν χρονοσειρά. Με μπλε σκίαση απεικονίζονται τα δεδομένα που αποκτήθηκαν στον περιγραφικό πίνακα (attribute table). Εικ.31: Ενδεικτική παρουσίαση χωρικών και περιγραφικών δεδομένων υδρομετερεωλογικών σταθμών 76

82 Στον περιγραφικό πίνακα της κλάσεως αυτής με σκοπό τη δημιουργία υπερσυνδέσεων (hyperlinks) προστέθηκαν οκτώ (8) πεδία υπερσυνδέσεων με τους κωδικούς και την περιγραφή αυτών να ακολουθούν Link : υπερσύνδεση μηνιαίων τιμών βροχόπτωσης Link1 : υπερσύνδεση ημερήσιων τιμών χιονόπτωσης Link 2: υπερσύνδεση ημερήσιων τιμών χιονόπτωσης Link 3: υπερσύνδεση μηνιαίων θερμοκρασιών Link 4: υπερσύνδεση μηνιαίων ταχυτήτων ανέμων Link 5: υπερσύνδεση ημερησίων τιμών ηλιοφάνειας Link 6: υπερσύνδεση μηνιαίων τιμών ηλιοφάνειας Link 7: υπερσύνδεση μηνιαίων τιμών σχετικής υγρασίας Στόχος αυτών των υπερσυνδέσεων είναι να δώσουν τη δυνατότητα στο χρήστη, να ανακαλεί και να βλέπει τα δεδομένα που υπάρχουν σε αυτές. Για την καλύτερη κατανόηση της χρηστικότητας των υπερσυνδέσεων ακολουθεί ένα παράδειγμα που δίνεται στην εικόνα 32. Με το εργαλείο Identify επιλέγω τον σταθμό Αγρίνιο ο οποίος έχει καταχωρημένες υπερσυνδέσεις. Εικ.32: Αναγνώριση σταθμού Αγρίνιο 77

83 Έπειτα ανοίγει μια καρτέλα στην οποία ο χρήστης μπορεί να δει μια σειρά από χωρικά και περιγραφικά χαρακτηριστικά αλλά και τις διατιθέμενες υπερσυνδέσεις του σταθμού Αγρινίου (εικόνα 33). Εικ.33: Απεικόνιση καρτέλας περιεχομένων του σταθμού Αγρινίου Με τη βοήθεια του ποντικιού επιλέγονται ενδεικτικά υπερσυνδέσεις, το αποτέλεσμα των οποίων απεικονίζεται στις εικόνες 34 και 35. Στην εικόνα 34 παρουσιάζεται ο πίνακας που περιέχει της μηνιαίες τιμές βροχοπτώσεων από το 1980 έως το 2011 που έχουν καταγραφεί από τον σταθμό του Αγρινίου και η εικόνα 35 τις ημερήσιες τιμές βροχόπτωσης για τον κάθε μήνα χωριστά από το 1950 έως και το 1997 για το σταθμό Γαβαλούς. Στην εικόνα φαίνονται οι τιμές για τους 12 μήνες του έτους 1975, ενώ αν παρατηρήσει κανείς, κάτω αριστερά θα δει ότι έχουν δημιουργηθεί 43 φύλλα τα οποία αντιστοιχούν σε σαράντα τρία (43) έτη καταγραφών βροχοπτώσεων. Οπότε με την υπερσύνδεση που έχει τα δεδομένα των ημερήσιων καταγραφών στην ουσία ανακτούμε τις ημερήσιες καταγραφές του σταθμού για σαράντα τρία έτη επί δώδεκα μήνες το έτος, δηλαδή σαράντα τρεις (43) πίνακες που έχουν δημιουργηθεί και αποθηκευτεί σε μορφή αρχείου excel 78

84 Εικ.34: Παρουσίαση μέσων μηνιαίων τιμών βροχόπτωσης Αγρινίου 79

85 Εικ.35: Παρουσίαση μέσων μηνιαίων τιμών βροχόπτωσης

86 Feature Dataset (μηνιαίες καταγραφές) Στο σύνολο υπάρχουν πέντε Feature Dataset μηνιαίων τιμών. Τα πρώτα δύο έχουν κωδικούς Μiniaia Iliofania_ Stathmon και Miniaia_Shetiki_Igrasιa αντιστοίχως. Περιλαμβάνουν από μία κλάση που περιέχει δεδομένα ηλιοφάνειας και σχετικής υγρασίας, του σταθμού Αγρινίου. Τα επόμενα δύο (2) Feature Dataset με κωδικούς Miniaia_TahititaAnemou_Stathmon και Miniaia_Thermokrasia_Stathmon περιλαμβάνουν τρεις κλάσεις το κάθε ένα και καταγράφουν την μηνιαία ταχύτητα του ανέμου για τους σταθμούς Αγρινίου (Tahitita Anemou_Agrinio), Αιτωλικού(Tahitita Anemou_Aitoliko) και Ναυπάκτου (Tahitita Anemou_Νafpaktos). Το ίδιο ισχύει και για το δεύτερο Feature Dataset με τη μόνη διαφορά ότι περιέχουν δεδομένα μηνιαίων θερμοκρασιών. Έχουν χωρικές (xyz) και περιγραφικές πληροφορίες (έτος, μήνες, και τις καταγραφές της ηλιοφάνειας). Και εδώ μπορεί να γίνει αναζήτηση πληροφοριών με χρήση των ερωτημάτων. Έχει καταγραφές από το 1980 έως το Το τελευταίο Feature Dataset με κωδικό Miniaia_Vrohoptosi_Stathmon έχει είκοσι τέσσερις κλάσεις. Η κάθε κλάση αντιστοιχεί σε έναν σταθμό και αυτή περιέχει μηνιαίες τιμές των δεδομένων σε ένα εύρος ετών. Σε αυτή την περίπτωση θα δώσουμε ένα παράδειγμα με χρήση ερωτημάτων. Στην εικόνα 36 ζητούνται οι μηνιαίες τιμές για το έτος 1952 και το σταθμό Γαβαλούς. Feature Dataset (ημερήσιες τιμές) Υπάρχουν είκοσι δύο Feature Dataset ημερησίων βροχοπτώσεων που το κάθε ένα περιέχει μία σειρά από Feature Classes (ο αριθμός αυτών εξαρτάται από τα έτη για τα οποία έχουμε καταγραφές) που το κάθε ένα ξεχωριστά περιέχει τις ημερήσιες καταγραφές ενός έτους. Για το λόγο αυτό το κάθε Feature Class φέρει ως κωδικό όνομα το έτος των δεδομένων που περιέχει. Τα Feature Dataset των ημερήσιων χιονοπτώσεων ανέρχονται στα είκοσι. Η δομή που ακολουθούν είναι η ίδια με αυτή των ημερήσιων βροχοπτώσεων. Όλες οι κλάσεις περιέχουν χωρικές και περιγραφικές πληροφορίες (έτος μήνας ημέρα καταγραφής, τιμή βροχόπτωσης ή χιονόπτωσης). Για την καλύτερη κατανόηση της άνω περιγραφής δίνεται το παράδειγμα της εικόνας

87 Εικ.36: Απεικόνιση αποτελεσμάτων αναζήτησης (queries) των μηνιαίων τιμών βροχόπτωσης του σταθμού Γαβαλούς 82

88 Εικ.37: Σχηματική Παρουσίαση Feature Dataset και Feature Class 83

89 Είναι σημαντικό να τονίσουμε ότι έχουν δημιουργηθεί σαράντα εννέα (49) Feature Dataset ενώ ο αριθμός των Feature Classes ανέρχεται στις χίλιες δεκατέσσερις (1014) κλάσεις. LAND USE Η τρίτη στη σειρά file geodatabase (εικ.38) έχει τον κωδικό LAND USE.gdb και όπως είναι φυσικό αναφέρεται στις χρήσεις γης. Για το λόγο αυτό έχει δημιουργηθεί το Feature Dataset, με κωδικό Land Corine. Περιέχει πέντε κλάσεις, η πρώτη απεικονίζει τα δεδομένα με σημεία (point), η δεύτερη με γραμμές ενώ η τρίτη τέταρτη και πέμπτη έχουν μορφή πολυγώνου. Η τρίτη κλάση περιέχει στοιχεία που αφορούν την έκταση της περιοχής που καλύπτει το κάθε πολύγονο, την περίμετρο αυτού, κωδικούς που αντιστοιχούν στον κάθε νομό, κωδικούς που σχετίζονται με το format των αρχείων καθώς και αυτούς που δίνουν την ιδιότητα και την περιγραφή της χρήσης γης του πολυγώνου. Η τέταρτη κλάση έχει περιέχει τα δεδομένα της τρίτης κλάσης με τη διαφορά ότι έχει προστεθεί η περιγραφή της χρήσης γης επιλέγοντας με δεξί κλικ το layer LandCorine2000Poly και με την εντολή joins and relates\join συνδέσαμε αυτόν τον πίνακα με τον πίνακα που περιέχει τις περιγραφές των κωδικών. Για να είναι εφικτή αυτή η σύνδεση πρέπει να υπάρχει ένα κοινό πεδίο, που στην περίπτωση αυτή είναι το πεδίο με κωδικό Code_00. Για να μην χαθεί η σύνδεση θα πρέπει ο νέος πίνακας να εξαχθεί με την εντολή Data\ExportData σε νέο αρχείο. Η τελευταία κλάση έχει προσαρμόσει τις χρήσεις γης στην περιοχή της Τριχωνίδας. Η προσθήκη αυτή έγινε με σκοπό να διευκολύνει το χρήστη στην αναζήτηση των δεδομένων με χρήση ερωτημάτων και συγκεκριμένα όταν θα χρειαστεί να βρει συγκεκριμένα είδη καλλιεργειών χωρίς να μπαίνει στην διαδικασία να ανοίγει διαφορετικά αρχεία για να εντοπίσει τις επεξηγήσεις των κωδικών. Παρατίθεται παράδειγμα στην εικόνα 39 όπου ζητήθηκε να εντοπιστούν οι αλυκές που υπάρχουν στο νομό Αιτωλοακαρνανίας. 84

90 Εικ.38:Απεικόνιση πίνακα περιγραφικών δεδομένων χρήσεων γης 85

91 Εικ.39: Αποτέλεσμα εφαρμογής ερωτημάτων στον περιγραφικό πίνακα του LandCorine OIKISMOI Η επόμενη γεωβάση έχει κωδικό OIKISMOI.gdb, αποτελείται από ένα Feature Dataset με όνομα KatanomiPoleonHorion το οποίο περιέχει την Feature Class poleis_xoria_aitoloakarnania. Τα δεδομένα απεικονίζονται σημειακά και τα περιγραφικά χαρακτηριστικά που διατίθενται έχουν να κάνουν με το είδος της τοποθεσίας (αν είναι πόλη ή χωριό) καθώς και το όνομα αυτής. Σε κάποιες περιπτώσεις δίνεται και ο ταχυδρομικός κωδικός της περιοχής. Στην εικόνα 40 απεικονίζεται η κατανομή αυτών στο νομό Αιτωλοακαρνανίας. Με τη χρήση ερωτημάτων μπορούμε να εντοπίσουμε οποιαδήποτε πόλη ή χωριό θελήσουμε ή ακόμη το σύνολο των χωριών στο νομό όπως στο παράδειγμα που ακολουθεί που απεικονίζονται με μπλε κουκίδα. 86

92 Εικ.40: Χωρική απεικόνιση πόλεων και χωριών νομού Αιτωλοακαρνανίας (εφαρμογή ερώτησης για τον εντοπισμό των χωριών) PROTECTED AREA Η επόμενη file geodatabase έχει κωδικό PROTECTED AREA.gdb και σε αυτήν έχει δημιουργηθεί ένα Feature Dataset με την κλάση natura_aitoloakarnania πολυγωνικής μορφής. Ο πίνακας περιγραφικών δεδομένων περιέχει τον κωδικό του πολυγώνου, την έκταση της περιοχής που καλύπτει, την περίμετρό του, την έκταση σε εκτάρια, το είδος της προστατευόμενης περιοχής, την περιφέρεια και τον νομό που ανήκει και τέλος το όνομα αυτών. Έχει δημιουργηθεί για την επίτευξη του σκοπού της Οδηγίας 92/43/EOK αποτελεί η δημιουργία δικτύου προστατευμένων περιοχών με την ονομασία NATURA

93 Το δίκτυο Natura 2000 αποτελείται από τις Ειδικές Ζώνες Διατήρησης σύμφωνα με την Οδηγία 92/43/EOK (natsites) και από τις Ζώνες Ειδικής Προστασίας για τα πουλιά (spa 110) σύμφωνα με την Οδηγία 79/409/ΕΟΚ για την προστασία των πουλιών. Θα αναφέρουμε και εδώ ένα παράδειγμα εφαρμογής εύρεσης πληροφοριών μέσω των ερωτημάτων που θέτουμε για να βρούμε τις προστατευόμενες περιοχές που έχουν συγκεκριμένη έκταση (εικ.41). Εικ.41: Γεωγραφική και χωρική απεικόνιση Δικτύου Νatura με ταυτόχρονη εφαρμογή ερωτημάτων STUDY AREA Η file geodatabase με κωδικό STUDY AREA.gdb περιέχει μια κλάση με κωδικό Pigadia και περιέχει τη γεωγραφική θέση των πηγαδιών που εντοπίσθηκαν κατά την υπαίθρια έρευνα στην περιοχή μελέτης. Περιέχει καταγραφές που αφορούν τη στάθμη του νερού, το απόλυτο υψόμετρο την απόλυτη στάθμη και εκεί που ήταν εφικτό και το όνομα του Ιδιοκτήτη. Τα δεδομένα αυτά έχουν χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή του πιεζομετρικού χάρτη της περιοχής αυτής, ένα θεμα που θα θίξουμε σε άλλο κεφάλαιο. 88

94 SURVEY DATA Η έβδομη στη σειρά file geodatabase με κωδικό SURVEY DATA.gdb περιέχει τρία Feature Dataset πολυγωνικής μορφής. Το πρώτο με όνομα Nomoi έχει τρεις κλάσεις, η πρώτη έχει τα όρια του νομού Αιτωλοακαρνανίας (ΟΚΧΕ) σύμφωνα με τον Οργανισμό Κτηματολογίου και Χαρτογραφήσεων Ελλάδας. Η δεύτερη περιέχει τα όρια των δήμων σύμφωνα με το σχέδιο Καλλικράτης και δεδομένα για το όνομα του δήμου, το μήκος και την έκταση του πολυγώνου. Η τρίτη κλάση αφορά τους δήμους σύμφωνα με το Καποδιστριακό πρόγραμμα. Υπάρχουν καταγεγραμμένα δεδομένα που αφορούν το όνομα του δήμου, τον κωδικό και το όνομα της περιφέρειας, την έδρα, το μήκος και την έκταση του δήμου. Το δεύτερο με όνομα Odiko_diktio έχει μια γραμμική κλάση που αφορά το οδικό δίκτυο του νομού με περιγραφικά δεδομένα που δίνουν το είδος του δρόμου, τον αριθμό των λωρίδων κυκλοφορίας και το μήκος αυτών. Το τρίτο Feature Dataset με κωδικό Public περιέχει μια σημειακή κλάση της οποίας τα δεδομένα αφορούν τις δημόσιες υπηρεσίες του νομού και γενικά σημεία τα οποία μπορεί να είναι χρήσιμα στους πολίτες όπως νοσοκομεία η βενζινάδικα. Δίνεται και σε αυτήν την περίπτωση παράδειγμα εφαρμογής, όπου ζητούνται τα τουριστικά σημεία του νομού. Εικ.42: Απεικόνιση τουριστικών σημείων (μπλε κουκίδα) νομού Αιτωλοακαρνανίας 89

95 YDATIKA DIAMERISMATA Η τελευταία file geodatabase YDATIKA DIAMERISMATA. gdb αποτελείται αποτελείται από δύο Feature Dataset. Στο πρώτο με όνομα Hydrological_Basins έχουν δημιουργηθεί πέντε κλάσεις πολυγωνικής μορφής. Η πρώτη κλάση απεικονίζει τα όρια του υδατικού διαμερίσματος Δυτικής Στερεάς Ελλάδας (04) στο οποίο ανήκει ο νομός Αιτωλοακαρνανίας. Τα δεδομένα προέρχονται από το θεματικό επίπεδο των υδατικών διαμερισμάτων της βάσης δεδομένων του Υδροσκοπίου ( και δημιουργήθηκαν με βάση την κοινοτική οδηγία περί υδάτων (2000/60/EC). Από αυτά αφαιρέθηκαν τα πολύγωνα εκτός Ελλάδας και πραγματοποιήθηκε γενίκευση συνένωσης των πολυγώνων των υδρολογικών λεκανών, εκτελώντας τη γεωγραφική πράξη 'Dissolve' και χρησιμοποιώντας ως 'Dissolve field' το πεδίο 'eu_cd'. Τα όρια των υδατικών διαμερισμάτων ελέγχθηκαν ώστε να συμπίπτουν τοπολογικά, στα χερσαία σύνορα της χώρας και στην ακτογραμμή της Ελλάδας. Τα χερσαία σύνορα προέρχονται από ψηφιοποίηση διαφανειών Γ.Υ.Σ. κλίμακας 1:50.000, η οποία πραγματοποιήθηκε το Η ακτογραμμή προέρχεται από δεδομένα της Υδρογραφικής Υπηρεσίας Πολεμικού Ναυτικού (τα οποία υπέστησαν μετασχηματισμό από το σύστημα αναφοράς ED50 το ΕΓΣΑ 87) και του Οργανισμού Κτηματολογίου και Χαρτογραφήσεων Ελλάδας). Επιπλέον τα δεδομένα ελέγχθηκαν ώστε να συμπίπτουν και με το σύνολο δεδομένων Λεκάνες Απορροής (Ειδική Γραμματεία Υδάτων). Η επόμενη κλάση αφορά τις λεκάνες απορροής οι οποίες έχουν προσαρμοστεί στα όρια του νομού Αιτωλοακαρνανίας. Πρέπει να αναφέρουμε ότι στο νομό αυτό ανήκει ένα πολύ μικρό μέρος της υδρολογικής λεκάνης Αράχθου που ανήκει στο Υδατικό Διαμέρισμα 05. Για το λόγο αυτό έχουν δημιουργηθεί δύο κλάσεις, η μία περιέχει τα όρια του Υδατικού Διαμερίσματος (05) της Ηπείρου και η άλλη τα όρια του Υ.Δ.05 που ανήκουν στο νομό Αιτωλοακαρνανίας. Ο περιγραφικός πίνακας περιέχει τους κωδικούς αναγνώρισης των λεκανών, το όνομα αυτών την έκταση και το μήκος της λεκάνης. Η επόμενη κλάση αφορά τις υπολεκάνες που δημιουργούνται στο νομό, και εδώ δίδονται στοιχεία για τον κωδικό και το όνομα της υπολεκάνης, οι κωδικοί της λεκάνης στην οποία ανήκουν οι υπολεκάνες, το μήκος και η έκταση αυτής. Το δεύτερο Feature Dataset με κωδικό Idatika Sistimata περιέχει κλάσεις σημειακής, πολυγωνικής και γραμμικής μορφής. Σε αυτό τοποθετήθηκαν τα υδατικά συστήματα του νομού, οι λίμνες, οι ποταμοί καθώς και η ακτογραμμή της Ελλάδας που σκοπός αυτής της κλάσης είναι να χρησιμοποιηθεί ως σημείο 90

96 ελέγχου στις περιπτώσεις που γεωαναφέρουμε αρχεία μορφής raster για να δούμε την απόκλιση που μπορεί να υπάρχει μεταξύ του θεματικού επιπέδου της ακτογραμμής και της ακτογραμμής που υπάρχει στο γεωαναφερμένο αρχείο raster. Ένα ακόμη παράδειγμα στο οποίο έχει εντοπιστεί ο ποταμός Αχελώος Π2, η λίμνη Τριχωνίδα και η υδρολογική Λεκάνη του Αχελώου (εικ.43). 91

97 Εικ.43: Γεωγραφική και περιγραφική απεικόνιση αποτελεσμάτων από την τοποθέτηση ερωτημάτων (με πράσινο χρώμα είναι ο ποταμός Αχελώος Π2, με γαλάζιο η λίμνη Τριχωνίδα και καφέ η υδρολογική λεκάνη του Αχελώου) 92

98 Υποφάκελος IPOVATHRA Αυτός ο φάκελος περιέχει τρεις φακέλους. Ο πρώτος με όνομα DEM περιέχει τα Ψηφιακά Υψομετρικά Μοντέλα (DEM) ASTER και SRTM και το Ψηφιακό Μοντέλο Επιφανείας (DSM) σε μορφή img τα οποία καλύπτουν την περιοχή μελέτης. Ο δεύτερος φάκελος με όνομα Geologia_IGME περιέχει σε μορφή αρχείων tiff 14 γεωλογικούς χάρτες οι οποίοι καλύπτουν το νομό Αιτωλοακαρνανίας. Απουσιάζει το φύλλο Αγρινίου το οποίο δεν έχει εκδοθεί από το ΙΓΜΕ. Στη θέση αυτού υπάρχει ο γεωλογικός χάρτης ευρείας περιοχής λεκάνης Αγρινίου ο οποίος προέρχεται από την μεταπτυχιακή εργασία της κα. Κύρκου με θέμα «Μαθηματική προσομοίωση υπόγειου υδροφορέα περιοχής Αχελώου Λυσιμαχείας Τριχωνίδας» που έγινε στα πλαίσια διεπιστημονικού Διατμηματικού προγράμματος μεταπτυχιακών σπουδών «Επιστήμη και Τεχνολογία Υδάτινων Πόρων» και υποβλήθηκε στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο τον Ιούνιο του Ο τελευταίος φάκελος με κωδικό Topografika_GYS περιέχει πέντε χάρτες σε μορφή tiff και κλίμακας 1:5000 οι οποίοι αναφέρονται στην περιοχή μελέτης (εικόνα 44). Εικ.44: Απεικόνιση υποφακέλου ΙPOVATHRA 93

99 Υποφάκελος LAYERS Ο τρίτος υποφάκελος περιέχει τα θεματικά επίπεδα τα οποία έχουν δημιουργηθεί από την επεξεργασία των δεδομένων. Δημιουργήθηκαν δύο βασικοί φάκελοι, ένας για τα θεματικά επίπεδα του νομού Αιτωλοακαρνανίας και ένας για εκείνα που ανήκουν στην περιοχή μελέτης. Ο φάκελος του νομού Αιτωλοακαρνανίας περιέχει τον υποφάκελο με όνομα Geotektoniki και περιλαμβάνει ένα shape file πολυγωνικής μορφής, το οποίο οριοθετεί τις γεωτεκτονικές ζώνες που ανήκουν στο νομό Αιτωλοακαρνανίας. Τον υποφάκελο με όνομα Himika και περιέχει τα αρχεία που έχουν δημιουργηθεί από την επεξεργασία μέρους των χημικών δεδομένων που προέρχονται από το διδακτορικό της κας Δασκαλάκη. Ο φάκελος με κωδικό Periohi_ Meletis περιέχει πέντε υποφακέλους ο πρώτος από αυτούς με κωδικό Geologia περιέχει τα θεματικά επίπεδα, σε γραμμική και πολυγωνική μορφή, τα οποία δημιουργήθηκαν από την ψηφιοποίηση των γεωλογικών σχηματισμών της περιοχής μελέτης. ο δεύτερος φάκελος καλείται Idrografiko Diktio και περιέχει τα θεματικά επίπεδα που σχετίζονται με το υδρογραφικό δίκτυο το οποίο έχει προέλθει ύστερα από επεξεργασία των DEM και DSM. Τα επίπεδα αυτά είναι ταξινομημένα με βάση το υπόβαθρο που έχει χρησιμοποιηθεί. Από το ASTER έχουν δημιουργηθεί δεκαεννέα (19) shape files, εφτά (7) αρχεία.dbf και είκοσι ένα (21) αρχεία raster. Από την επεξεργασία του SRTM έχουν δημιουργηθεί δεκαοχτώ (18) shape files, πέντε (5) αρχεία.dbf και τριάντα εννέα (39) αρχεία raster. Από το DSM έχουμε είκοσι τέσσερα (24) shape files, έξι (6) αρχεία.dbf και τριάντα τέσσερα (34) αρχεία raster. Ο φάκελος GYS περιέχει το υδρογραφικό δίκτυο που προέρχεται από την ψηφιοποίηση του τοπογραφικού χάρτη κλίμακας 1:50000 καθώς και τα όρια της λίμνης που ανήκει στην περιοχή μελέτης. Συγκεντρωτικά περιέχει τέσσερα shape file και ένα αρχείο.dbf. ο τρίτος φάκελος με όνομα Oria περιέχει τέσσερα shape file που δίνουν τα όρια της περιοχής μελέτης σε πολυγωνική και γραμμική μορφή. 94

100 ο τέταρτος φάκελος με κωδικό Piezometria περιέχει αρχεία vector τα οποία προέρχονται από την δημιουργία του πιεζομετρικού χάρτη της περιοχής μελέτης. Ο πέμπτος φάκελος περιέχει αρχεία μορφής raster και vector που δημιουργήθηκαν κατά την επεξεργασία των δεδομένων. Εικ.45: Απεικόνιση υποφακέλου LAYERS Υποφάκελος LINKS Είναι ο τέταρτος στη σειρά υποφάκελος με κωδικό LINKS, περιέχει έναν φάκελο με κωδικό XLS μέσα στον οποίο υπάρχουν τρεις φάκελοι. Και οι τρεις αυτοί φάκελοι έχουν αρχεία σε μορφή excel. Είναι ο φάκελος στον οποίο αποθηκεύουμε δεδομένα έτσι ώστε όταν θέλουμε να δημιουργήσουμε μια υπερσύνδεση με κάποιο άλλο αρχείο της βάσης δεδομένων γίνεται η επιλογή αυτού μέσω της διαδικασίας που ήδη έχει περιγραφεί σε προηγούμενο κεφάλαιο. Ο πρώτος υποφάκελος με κωδικό HimikesAnaliseisGXK περιέχει τις χημικές αναλύσεις του Γενικού Χημείου του Κράτους. Ο δεύτερος (ImerisioiPinakes) περιέχει τους πίνακες των ημερήσιων καταγραφών των βροχομετρικών δεδομένων. 95

101 Ο τρίτος υποφάκελος (MesiMiniaia_Vrohoptosi) περιέχει τους πίνακες των μηνιαίων καταγραφών των βροχομετρικών δεδομένων. Εικ.46: Απεικόνιση υποφακέλου LINKS ΥΠΟΦΑΚΕΛΟΣ MAPS_TIFF Ο φάκελος αυτός δημιουργήθηκε για να ταξινομήσει τους χάρτες και τις εικόνες που δημιουργήθηκαν από την επεξεργασία των δεδομένων και έχουν εξαχθεί σε μορφή tiff. Η δομή του φακέλου περιγράφεται από δύο κεντρικούς φακέλους, τον φάκελο με τους παραγόμενους χάρτες που αφορούν το νομό Αιτωλοακαρνανίας και τον φάκελο που περιέχει τους χάρτες της περιοχής μελέτης (εικόνα 47). Φάκελος Αitoloakarnania Αποτελείται από πέντε (5) φακέλους οι οποίοι ανάλογα με το είδος των χαρτών που περιέχουν κωδικοποιούνται και ταξινομούνται ως εξής: Dioikitika Oria : περιέχει δύο χάρτες, ο ένας απεικονίζει τα διοικητικά όρια του νομού Αιτωλοακαρνανίας και ο δεύτερος παρουσιάζει τις πόλεις, κωμοπόλεις και χωριά του νομού. Geotektoniki: περιέχει το χάρτη των γεωτεκτονικών ζωνών που αντιστοιχούν στο νομό αυτό. 96

102 Idrogeologia: εδώ τοποθετήθηκε ο χάρτης που απεικονίζει τις κύριες λεκάνες απορροής καθώς και τις υπολεκάνες αυτών Idrohimia: περιέχει το γεωαναφερμένο χάρτη που προέρχεται από το Γενικό Χημείο του Κράτους και περιέχει τους σταθμούς καταγραφής καθώς και το διάγραμμα κατανομής νιτρικών ιόντων σε αρχείο raster. Idrologia: ο χάρτης που βρίσκεται σε αυτόν το φάκελο παρουσιάζει τους υδρομετερεωλογικούς, μετεωρολογικούς και σταθμημετρικούς σταθμούς του νομού. Natura: ο χάρτης αυτός απεικονίζει τις περιοχές ΝATURA στο νομό Αιτωλοακαρνανίας Φάκελος Trihonida Apitiposi DEM: σε αυτόν τον φάκελο υπάρχουν οι τρισδιάστατες και δισδιάστατες απεικονίσεις των DEM και DSM, οι χάρτες κλίσεων και οι χάρτες διεύθυνσης κλίσεων που έχουν προέλθει από τα προαναφερθέντα μοντέλα. Στον φάκελο DEM υπάρχουν τρεις φάκελοι με τα ονόματα του κάθε ενός από αυτά, περιέχει τους χάρτες που έχουν δημιουργηθεί από το αντίστοιχο DEM. Dioikitika: ο χάρτης που τοποθετήθηκε εδώ απεικονίζει την περιοχή μελέτης με σημείο αναφοράς τους δήμους κατά Καλλικράτη και τα υδατικά συστήματα του νομού Αιτωλοακαρνανίας. Geologia: τοποθετήθηκε ο γεωλογικός χάρτης της περιοχής μελέτης Idrogeologia: περιέχει τους πιεζομετρικούς χάρτες της περιοχής μελέτης που δημιουργήθηκαν από την επεξεργασία των δεδομένων καθώς και τον υδρολιθολογικό χάρτη. Land Corine: εδώ βρίσκεται ο χάρτης χρήσεων γης που αφορά την περιοχή μελέτης Vrohoptosi: περιλαμβάνει τους βροχομετρικούς χάρτες που δημιουργήθηκαν. 97

103 Εικ.47: Απεικόνιση υποφακέλου MAPS_TIFF ΥΠΟΦΑΚΕΛΟΣ MXD Ο φάκελος αυτός δημιουργήθηκε για να ταξινομήσει τους χάρτες που δημιουργήθηκαν από την επεξεργασία των δεδομένων και έχουν αποθηκευτεί σε μορφή.mxd. Την κατάληξη αυτή την έχει το αρχείο που περιέχει ένα χάρτη, τη διάταξή του, τα συνοδευόμενα θεματικά επίπεδα, πίνακες, διαγράμματα και αναφορές ( Η δομή του φακέλου περιγράφεται και εδώ από δύο κεντρικούς φακέλους, έναν φάκελο για το νομό Αιτωλοακαρνανίας και έναν φάκελο που περιέχει τους χάρτες της περιοχής μελέτης (εικόνα 48). 98

104 Φάκελος Αitoloakarnania DioikitikaOria: Υπάρχουν δύο αρχεία.mxd ένα που αναφέρεται στα διοικητικά όρια του νομού και ένα άλλο στην κατανομή των πόλεων και των χωριών του νομού. Geologia: Εδώ ο χρήστης μπορεί να βρει τους γεωαναφερμένους γεωλογικούς χάρτες του νομού οι οποίοι είναι αποθηκευμένοι σε μορφή.mxd. Η γεωαναφορά έχει γίνει με δύο τρόπους και για το λόγο αυτό έχουν υπάρχουν δύο φάκελοι. Ο φάκελος με κωδικό map_f περιέχει τους γεωαναφερμένους χάρτες όπου η γεωαναφορά στηρίχθηκε στις γεωγραφικές συντεταγμένες φ και λ που υπάρχουν στις τέσσερις γωνίες του χάρτη. Για την μετατροπή των γεωγραφικών συντεταγμένων στο προβολικό σύστημα ΕΓΣΑ 87 χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα COORD_GR το οποίο επιτρέπει τον μετασχηματισμό συντεταγμένων από και προς όλα τα Γεωδαιτικά Συστήματα Αναφοράς του Ελληνικού χώρου και κατασκευάσθηκε από τον κ. Συγγρό. Ο φάκελος plaisiagys έχει τους ίδιους γεωλογικούς χάρτες με τη διαφορά ότι για τη γεωαναφορά αυτών χρησιμοποιήθηκαν τα πλαίσια της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού. Για τον έλεγχο της ορθότητας της γεωαναφοράς εκτός του σφάλματος RMS που υπολογίζεται μετά το τέλος της διαδικασίας της γεωαναφοράς χρησιμοποιήθηκε και το θεματικό επίπεδο (shape file) της ακτογραμμής της Ελλάδος. Ελέγχοντας τους γεωαναφερμένους χάρτες με βάση τα πλαίσια της ΓΥΣ διαπιστώθηκε απόκλιση της τάξεως των δύο χιλιομέτρων ενώ σε αυτούς που χρησιμοποιήθηκαν οι συνταγμένες του χάρτη η απόκλιση είναι της τάξεως των μέτρα σε σχέση με την ακτογραμμή. Για το λόγο αυτό συνίσταται η χρήση για τη λήψη δεδομένων από τους χάρτες που βρίσκονται στον φάκελο map_f. GeotektonikesZones: υπάρχει ένα αρχείο.mxd που υπάρχουν οι γεωτεκτονικές ζώνες του νομού. Ιdrogeologia: ο χάρτης που απεικονίζει τις κύριες λεκάνες απορροής καθώς και τις υπολεκάνες αυτών Idrohimia: αυτός ο φάκελος αποτελείται από τρεις άλλους φακέλους, ο πρώτος (GXK) έχει το γεωαναφερμένο χάρτη που αντιστοιχεί στους σταθμούς παρακολούθησης του Γενικού Χημείου του Κράτους σε μορφή.mxd,.img και jpeg. Ο δεύτερος περιέχει την εικόνα που έχει προέλθει από το διδακτορικό της 99

105 κα Δασκαλάκη και με την επεξεργασία αυτής δημιουργήθηκε ο αντίστοιχος χάρτης. Ο τρίτος φάκελος περιέχει τις εννέα εικόνες που προέρχονται από μελέτη του ΥΠΕΚΑ και έπειτα από επεξεργασία αυτών δημιουργήθηκαν τα αντίστοιχα.mxd αρχεία. Idrologia: περιέχει το αρχείο το οποίο περιλαμβάνει τον χάρτη που απεικονίζει τους σταθμούς καταγραφής βροχομετρικών δεδομένων. Natura: είναι το αρχείο που απεικονίζει τις περιοχές Natura του Νομού Trihonida Apitiposi DEM Dioikitika Geologia Land Corine Vrohoptosi Η δομή και τα περιεχόμενα αυτών των φακέλων είναι ίδια με αυτά των αντίστοιχων φακέλων που βρίσκονται στο φάκελο Maps_TIFF. Η μόνη διαφορά είναι η μορφή αποθήκευσης των δεδομένων, εδώ έχουμε αρχεία.mxd ενώ εκεί αρχεία tiff. Idrogeologia: υπάρχουν δυο φάκελοι, στον πρώτο με κωδικό ΙdrografikoDiktio υπάρχουν τα αρχεία τα οποία περιέχουν όλες τις περιπτώσεις που εξετάστηκαν έτσι ώστε να λάβουμε διάφορες μορφές υδρογραφικού δικτύου. Και εδώ η ταξινόμηση των υδρογραφικών δικτύων έχει γίνει με βάση το μοντέλο από το οποίο προήλθαν. Ο δεύτερος φάκελος περιέχει το αρχείο με τους πιεζομετρικούς χάρτες. Topografika: Ο φάκελος αυτός περιέχει το αρχείο με τους γεωαναφερμένους τοπογραφικούς χάρτες. 100

106 Εικ.48: Απεικόνιση υποφακέλου MXD ΥΠΟΦΑΚΕΛΟΣ PHOTO Σε αυτόν τον φάκελο έχουν τοποθετηθεί οι φωτογραφίες που λήφθηκαν στην περιοχή μελέτης και αφορούν την απεικόνιση κάποιων πηγαδιών (εικόνα 49) 101

107 Πηγάδι Πηγάδι Εικ.49: Απεικόνιση υποφακέλου PHOTO ΥΠΟΦΑΚΕΛΟΣ SHP Αυτός ο φάκελος περιέχει τα δεδομένα σε μορφή αρχείου.shp. Είναι τα ίδια με αυτά που έχουν τοποθετηθεί στις file geodatabases ως file geodatabase feature class. H δομή αυτού του φακέλου ακολουθεί την δομή των file geodatabase. Για το λόγο αυτό δεν θα γίνει εκτενής περιγραφή και θα δοθεί απευθείας ένα παράδειγμα (εικόνα 50). Εικ.50: Απεικόνιση υποφακέλου SHP 102

108 ΥΠΟΦΑΚΕΛΟΣ SXD Αυτός ο φάκελος περιέχει αρχεία που δημιουργήθηκαν με το ArcScence. Το ArcScence είναι μια εφαρμογή για την τρισδιάστατη απεικόνιση που μας επιτρέπει να δούμε τα δεδομένα σε τρεις διαστάσεις. Επιτρέπει την επικάλυψη πολλών θεματικών επιπέδων σε 3D περιβάλλον. Τα χαρακτηριστικά τοποθετούνται σε 3D διαβάζοντας τις υψομετρικές πληροφορίες από τη γεωμετρία των χαρακτηριστικών, τα περιγραφικά χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες του layer ή από μια καθορισμένη 3D επιφάνεια, κάθε layer με 3D απεικόνιση μπορεί να διαχειριστεί με διαφορετικό τρόπο. Δεδομένα με διαφορετικές χωρικές αναφορές προβάλλονται σε μια κοινή προβολή, ή τα δεδομένα μπορεί να απεικονιστούν χρησιμοποιώντας σχετικές συντεταγμένες. Είναι πλήρως ενσωματωμένο με το περιβάλλον γεωεπεξεργασίας, παρέχοντας πρόσβαση σε πολλά εργαλεία και λειτουργίες (ArcScene 3D display environment, Σε αυτόν το φάκελο υπάρχουν τα 3D αρχεία με κατάληξη.sxd τα οποία έχουν δημιουργηθεί από τα αντίστοιχα DEM ASTER και SRTM και το DSM (εικ.51). Εικ.51: Απεικόνιση υποφακέλου SXD 103

109 104

110 Κεφάλαιο 4 Παραδείγματα Εφαρμογής 4.1 Γεωαναφορά και ορισμός προβολικού συστήματος συντεταγμένων Όταν επικαλούμαστε τον όρο γεωαναφορά αναφερόμαστε στη διαδικασία με την οποία ορίζεται μια οντότητα στο χώρο. Αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για την απεικόνιση των δεδομένων στη σωστή θέση. Υπάρχουν δύο τρόποι με τους οποίους ο χρήστης μπορεί να ορίσει τη θέση των γεωγραφικών δεδομένων στο χώρο. Εισαγωγή συντεταγμένων Χ,Υ στην περίπτωση που υπάρχουν σημεία με γνωστές συντεταγμένες (σημεία ελέγχου) και γεωαναφορά με χρήση άλλου επιπέδου (όταν ο χρήστης έχει στη διάθεσή του ένα διανυσματικό επίπεδο με γνωστές συντεταγμένες σε κοινή περιοχή με το επίπεδο που θέλει να γεωαναφέρει (Τα βασικά του ArcGIS 10, Θωμάς Χατζηχρήστος, Κωνσταντίνα Μαρσέλη). Το προβολικό σύστημα συντεταγμένων είναι ο τρόπος απεικόνισης της σφαίρας στο επίπεδο. Ορίζεται σε μια επίπεδη, δισδιάστατη επιφάνεια και βασίζεται πάντα σε ένα γεωγραφικό σύστημα συντεταγμένων, το οποίο με τη σειρά του βασίζεται πάντα σε μια Σφαίρα ή σε ένα Σφαιροειδές. Σε ένα προβολικό σύστημα συντεταγμένων τα σημεία προσδιορίζονται ως προς ένα σημείο αναφοράς (x,y) του κανάβου. Η μια τιμή (x) ορίζει την οριζόντια θέση του και η άλλη τιμή (y) την κάθετη. Είτε η Γη θεωρείται ως Σφαίρα είτε ως Σφαιροειδές είναι αναγκαίο να μετασχηματιστεί η τρισδιάστατη επιφάνεια της, έτσι ώστε να απεικονιστεί σε μια επίπεδη επιφάνεια δύο διαστάσεων. Αυτό λέγεται προβολή. Το προβολικό σύστημα που έχει χρησιμοποιηθεί σε αυτήν την εργασία είναι το ΕΓΣΑ 87. Είναι το πλέον πρόσφατο προβολικό σύστημα που χρησιμοποιείται στην Ελλάδα. Η χώρα καλύπτεται από μια ενιαία ζώνη με κεντρικό μεσημβρινό λο=24ο ο οποίος έχει τετμημένη m (False Easting), προκειμένου να αποφεύγονται οι αρνητικές τιμές οριζόντιων συντεταγμένων. Αρχή τεταγμένων είναι ο Ισημερινός. Οι παραμορφώσεις απόστασης στα άκρα του Ελλαδικού χώρου είναι οι ελάχιστες δυνατές και φτάνουν το 0,001. Έχει καθιερωθεί ως το επίσημο προβολικό σύστημα της χώρας, καθώς εξασφαλίζει μια ενιαία γεωαναφορά για κάθε τόπο. (Υδρολογία με χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, Κ. Νικολακόπουλος). 105

111 Χάρτης 10: Ενδεικτική απεικόνιση διαδικασία γεωαναφοράς Στην παραπάνω εικόνα απεικονίζεται ο χάρτης των σταθμών παρακολούθησης επιφανειακών υδάτων του Γενικού Χημείου του Κράτους. Τα όρια του υδατικού διαμερίσματος της Δυτικής Στερεάς Ελλάδας και τα όρια των λιμνών αυτής αποτελούν τα διανυσματικά αρχεία γνωστών συντεταγμένων τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ώστε να γεωαναφερθεί η προαναφερθείσα εικόνα. Επίσης υπάρχουν τα σημεία που επιλέχθηκαν για τη γεωαναφορά με τη μορφή κόκκινου σταυρονήματος. Χρησιμοποιήθηκαν κοινά γνωστά σημεία και με την εντολή Add control Points με το σταυρόνημα επιλέγεται αρχικά ένα σημείο από το αρχείο raster και έπειτα τοποθετείται το σταυρόνημα στο αντίστοιχο σημείο στο αρχείο vector (γνωστών συντεταγμένων). Οι συνδέσεις (links) που πρέπει να χρησιμοποιήσουμε συνίσταται να είναι σε όλη την επιφάνεια της περιοχής και προτιμότερο ένα σε κάθε γωνία αυτού και λίγα στο εσωτερικό αυτού Έπειτα πρέπει να λάβουμε υπόψη το RMS που μας δείχνει κατά πόσο συνάδει η μετατροπή μεταξύ των διαφορετικών σημείων ελέγχου (links). Ένα χαμηλό σφάλμα δεν είναι απαραίτητο να υποδεικνύει ακρίβεια, θα μπορούσε να είναι ένδειξη εισαγωγής λίγων σημείων ελέγχου. Αφού γεωαναφερθεί και το RMS είναι ικανοποιητικό θα πρέπει να κάνουμε τη μετατροπή 106

112 αυτή μόνιμη. Αυτό γίνεται με την εντολή Georeferencing\Rectify έτσι ώστε να μπορούμε μελλοντικά να επεξεργαστούμε το αρχείο ή ακόμα και εάν θέλουμε να το ανοίξουμε με κάποιο άλλο λογισμικό που δεν είναι σε θέση να αναγνωρίσει τις εξωτερικές πληροφορίες γεωαναφοράς (external georeferencing information) που δημιουργήθηκαν. (Georeferencing a raster dataset, Εικ.52.: Απεικόνιση διαδικασίας rectify Το τελευταίο βήμα αφορά τον ορισμό του προβολικού συστήματος συντεταγμένων. Αυτό γίνεται με χρήση των ακόλουθων εντολών. Στο Arc Toolbox επιλέγουμε το Data Management Tools\Projections and Transformations\ Raster\Define Projection\ επιλέγουμε το επιθυμητό σύστημα προβολής\οκ. Εικ.53: Ενδεικτική απεικόνιση ορισμού προβολικού συστήματος συντεταγμένων 107

113 4.2 Δημιουργία υδρογραφικού δικτύου με τη χρήση ΨΜΕ Για να υπολογίσουμε τις υδρολογικές παραμέτρους της περιοχής μελέτης χρησιμοποιήθηκαν Ψηφιακά Υψομετρικά Μοντέλα (DEM) ASTER και SRTM καθώς και το Ψηφιακό Μοντέλο Επιφανείας (DSM). Ως σημείο αναφοράς θεωρήθηκε το υδρογραφικό δίκτυο που προέρχεται από τη ΓΥΣ. Για να πετύχουμε τη δημιουργία ενός υδρογραφικού δικτύου χρησιμοποιώντας ως υπόβαθρο ένα αρχείο raster όπως τα προαναφερθέντα, χρησιμοποιήθηκε η εργαλειοθήκη του Spatial Analyst Tools που βρίσκεται στο ArcToolbox. Είναι το εργαλείο το οποίο χρησιμοποιείται για να εξάγει ή να δημιουργήσει νέες πληροφορίες από τα χωρικά δεδομένα. Στην προκειμένη περίπτωση στόχος μας είναι η δημιουργία του υδρογραφικού δικτύου οπότε επιλέχθηκε η εφαρμογή Hydrology. Το πρώτο βήμα είναι να αποκλείσουμε τις πιθανές καταβυθίσεις (depressions). Καταβυθίσεις είναι οι περιοχές που περικλείονται από υψηλότερα υψόμετρα όπως λίμνες ή εδαφικές ανωμαλίες που οφείλονται σε γεωλογικά αίτια ή στην ανθρωπογενή παρέμβαση. Καταβυθίσεις μικρής έκτασης στα Ψηφιακά Μοντέλα Αναγλύφου δημιουργούνται και οφείλονται στην παρεμβολή τιμών σε σημεία όπου δεν υπάρχουν υψομετρικά δεδομένα ή στην ομαλοποίηση των τιμών των εικονοστοιχείων μιας περιοχής. Ο εντοπισμός και η διόρθωσή τους είναι απαραίτητη πριν προχωρήσουμε στον ορισμό των υδρολογικών λεκανών και του υδρογραφικού δικτύου. Αυτό δίνεται μέσω της εντολής Fill (Hydrology). Αφού επιλεχθεί το πρόγραμμα ζητά να ορίσουμε το αρχείο raster (input) πάνω στο οποίο θα εκτελεσθεί η εντολή καθώς και τον φάκελο αποθήκευσής του (output). Εικ. 54: Απεικόνιση διαδικασίας Fill 108

114 Το δεύτερο βήμα είναι ο υπολογισμός της διεύθυνσης ροής (flow direction), η οποία υπολογίζεται σε κάθε κεντρικό εικονοστοιχείο 3x3. Η τιμή του κεντρικού εικονοστοιχείου συγκρίνεται με τις τιμές των 8 εικονοστοιχείων που το περιβάλλουν. Ο τελικός χάρτης περιέχει διευθύνσεις ροής. Η επιλογή της διεύθυνσης ροής γίνεται με βάση τη μεγαλύτερη κλίση ή το χαμηλότερο υψόμετρο. Η εντολή Flow Direction (Hydrology) επιλέγεται και στο πεδίο input μπαίνει το raster χωρίς τις καταβυθίσεις και στο output ο φάκελος που θα αποθηκευτεί. Εικ. 55: Απεικόνιση διαδικασίας Flow Direction Ο υπολογισμός της αθροιστικής ροής (Flow Accumulation) είναι το τρίτο βήμα κατά το οποίο υπολογίζεται αθροιστικά ο αριθμός των εικονοστοιχείων που αποστραγγίζονται σε κάθε ένα εικονοστοιχείο. Η εντολή Flow Accumulation (Hydrology) επιλέγεται και στο πεδίο input μπαίνει το raster Flow Direction και στο output ο φάκελος που θα αποθηκευτεί. Υπάρχει ένα μη υποχρεωτικό προς επιλογή πεδίο το οποία ζητά να προσδιοριστεί ο αριθμητικός τύπος των δεδομένων που εξαχθεί ως float (αριθμητικές τιμές με δεκαδικά) ή integer (αριθμητικές τιμές χωρίς δεκαδικά). 109

115 Εικ. 56: Απεικόνιση διαδικασίας Fill Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία του βασικού υδρογραφικού δικτύου. Για να μπορέσουμε να απεικονίσουμε τα pixel με την μέγιστη ροή, αναδιαμορφώνουμε τις κλάσεις. Από το Spatial Analyst επιλέγουμε το Reclassify και δημιουργούμε 2 ή 3 κλάσεις, κάνοντας δοκιμές. Για παράδειγμα η πρώτη θα έχει τιμές από και η δεύτερη από 1000 και πάνω (break value=1000). Επιλέγοντας ΟΚ δημιουργείται ένα νέο αρχείο Reclass of FlowAc Εικ. 57: Απεικόνιση διαδικασίας Reclassify 110

116 Για τη σωστή διεξαγωγή συμπερασμάτων θα πρέπει να οριστεί μια τιμή κατωφλίου. Η βάση αυτής της διαδικασία είναι ο χάρτης της αθροιστικής ροής (Flow Accumulation). Όταν αναφερόμαστε στην τιμή κατωφλίου μιλάμε για την κατώτατη τιμή που πρέπει να έχει ένα εικονοστοιχείο για να ανήκει στο υδρογραφικό δίκτυο. Όσο υψηλότερη η τιμή κατωφλίου τόσο λιγότεροι θα είναι οι κλάδοι που θα υπάρχουν στο υδρογραφικό δίκτυο. Διαφορετικές τιμές κατωφλίου δίνουν διαφορετικά αποτελέσματα. Από το Spatial Analyst επιλέγω το Raster Calculator και εξετάζω ενδεικτικές τιμές κατωφλίου ώστε να έχω το αντιπροσωπευτικότερο αποτέλεσμα. Ακολουθεί ένα παράδειγμα: [Reclass of FlowAcc_Flow2] =con([flowacc_flow2] > 1000,1) Το πρώτο μέρος είναι το raster αρχείο που αντιπροσωπεύει την αναδιαμόρφωση των τάξεων της αθροιστικής ροής. Το δεύτερο μέρος χρησιμοποιεί την υπόθεση και τις έννοιες True False. Να δεχτεί όλα τα pixel της αθροιστικής ροής που δέχονται ροή >1000 (pixel), τα υπόλοιπα καταγράφονται ως no data (1). Εικ. 58: Απεικόνιση εργασίας με τη χρήση του Raster Calculator Η αρίθμηση του υδρογραφικού δικτύου και η ταξινόμηση κατά Strahler γίνεται με τον ακόλουθο τρόπο. Με την εντολή Stream Link (Hydrology) δημιουργούνται οι κόμβοι στα σημεία τομής του υδρογραφικού δικτύου. Στο πεδίο input βάζουμε το αρχείο raster με την ορισμένη τιμή κατωφλίου και στο πεδίο output το Flow Direction raster. 111

117 Με την εντολή Stream Order (Hydrology) κάνουμε την αρίθμηση του υδρογραφικού δικτύου κατά Shreve ή Strahler. Στο πεδίο input βάζουμε το Stream raster και στο πεδίο output το Flow Direction raster. Η μετατροπή του υδρογραφικού δικτύου raster σε μορφή vector γίνεται με την εντολή stream to feature για να μπορούμε να υπολογίσουμε διάφορα μεγέθη όπως το μήκος και το πλήθος των κλάδων αλλά και διάφορες παραμέτρους.εικ. 59: Εικ. Εικ.59:Απεικόνιση υδρογραφικού δικτύου 4.3 Δημιουργία χαρτών με χρήση του Geostatistical Analyst Για την ανάλυση της κίνησης του υπόγειου νερού χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις στάθμης του υπόγειου νερού σε 33 σημεία. Χρησιμοποιώντας τις μετρήσεις του βάθους της στάθμης σε συνδυασμό με το απόλυτο υψόμετρο (τοπογραφικοί χάρτες της ΓΥΣ κλίμακας 1:5000) κάθε σημείου μέτρησης προέκυψε το απόλυτο υψόμετρο στάθμης. Ο προσδιορισμός των συντεταγμένων προέκυψε με χρήση συσκευής δορυφορικού σχεδιασμού (GPS) Έχει κατασκευασθεί ο πιεζομετρικός χάρτης με τη χρήση των εργαλείων της γεωστατιστικής ανάλυσης. Πριν ξεκινήσει η περιγραφή της δημιουργίας απαραίτητη είναι η αναφορά σε κάποια στοιχεία της γεωστατιστικής και της βαριογραφίας. Ο πιο πάγιος τρόπος δημιουργίας συνεχών χωρικών κατανομών είναι η χωρική παρεμβολή, η οποία επιτρέπει τη δημιουργία μιας συνεχούς επιφάνειας από ένα σύνολο μετρήσεων που αντιστοιχούν σε ένα συγκεκριμένο αριθμό σημείων. Ουσιαστικά, η χωρική παρεμβολή αποτελεί μια διαδικασία εκτίμησης της τιμής ενός χαρακτηριστικού, σε σημεία που δεν ανήκουν στο δείγμα, με βάση τις μετρήσεις στα σημεία του δείγματος. Επομένως, δυο βασικές υποθέσεις στηρίζουν τη 112

118 διαδικασία της χωρικής παρεμβολής. Πρώτον, ότι η επιφάνεια που εκφράζει το υπό εξέταση χαρακτηριστικό είναι συνεχής και, επομένως, η τιμή σε κάθε θέση μπορεί να υπολογιστεί αν υπάρχουν ικανοποιητικά στοιχεία για την επιφάνεια αυτή. Η σαφής αυτή υπόθεση είναι εκείνη που επιτρέπει την δημιουργία των μεθόδων παρεμβολής. Η δεύτερη υπόθεση αναφέρεται στη χωρική εξάρτηση των τιμών του υπό εξέταση χαρακτηριστικού, οι οποίες πρέπει να είναι ανεξάρτητες της απόλυτης θέσης τους στο χώρο (στάσιμη και ισοτροπική κατανομή) (Κουτσόπουλος, 2002). Οι μέθοδοι χωρικής παρεμβολής που χρησιμοποιηθήκαν στην κατασκευή του πιεζομετρικού χάρτη. Μέθοδοι τοπικών εκτιμήσεων (local estimation) Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε σε αυτήν την περίπτωση και ανήκει σε αυτήν την κατηγορία είναι αυτή του πλησιέστερου γείτονα ή μέθοδος κινητού μέσου όρου των παρατηρήσεων με βάρη (Inverse Distance Weighting IDW). Ένα σημαντικό μειονέκτημα είναι ότι δεν εκτιμάει τιμές εκτός των ορίων του σημειακού δείγματος. Με άλλα λόγια οι μέγιστες και ελάχιστες τιμές της παραγόμενης επιφάνειας που προκύπτει με την εφαρμογή της IDW είναι ίδιες με τις μέγιστες και ελάχιστες τιμές του αρχικού σημειακού δείγματος της εκτιμώμενης μεταβλητής. Γεωστατιστικές μέθοδοι χωρικής συσχέτισης (Κriging και Co Kriging) Kriging To Kriging παρουσιάζει μερικές βέλτιστες, από στατιστική άποψη, ιδιότητες, από τις οποίες οι δύο σημαντικότερες είναι η αποφυγή της μεροληπτικής εκτιμήσεως στην περίπτωση συσσωρεύσεως σημείων με μετρήσεις σε ορισμένες θέσεις και η εκτίμηση σε κάθε σημείο, του μέτρου του σφάλματος ή της αβεβαιότητας για την επιφάνεια που υπολογίστηκε. Σε ένα πεδίο μεταβολής ενός φυσικού μεγέθους συνήθως δεν γνωρίζουμε την τιμή της μεταβλητής που εκφράζει αυτό το φυσικό μέγεθος παρά σε λίγα σημεία. Ακόμη δεν είναι δυνατόν να εκφράσουμε κατά τρόπο γενικό, πέρα από τις μέσες τιμές και τις επιφάνειες χωρικής τάσεως, τις τιμές που θα πάρει η μεταβλητή σε κάθε σημείο του πεδίου. Όμως είναι δυνατόν να εκφρασθεί ο ρυθμός μεταβολής της μεταβλητής κατά μια ορισμένη κατεύθυνση, ή και γενικά, αδιάφορα από την κατεύθυνση, αν το πεδίο είναι ισότροπο. Η έκφραση αυτής της ιδιότητας μιας χωρικής μεταβλητής γίνεται από την ημιδιακύμανση, η οποία αποδίδει το βαθμό της χωρικής εξαρτήσεως των τιμών της μεταβλητής που απέχουν μεταξύ τους απόσταση h. Γίνεται δηλαδή δεκτό ότι η μεταβολή, που παρουσιάζει η μεταβλητή, από σημείο σε σημείο στο χώρο, εξαρτάται από την 113

119 απόσταση των σημείων μεταξύ τους και όχι από την απόλυτη θέση τους στο χώρο. Αυτό είναι γνωστό σαν "εσωτερική υπόθεση", που τη δεχόμαστε για το πεδίο, και που πράγματι ισχύει σε πολλές περιπτώσεις. Εάν η ημιδιακύμανση υπολογισθεί για διάφορες αποστάσεις h, συνήθως πολλαπλάσιες κάποιου βήματος στο χώρο, μπορεί να χαραχθεί ένα διάγραμμα που καλείται ημιμεταβλητόγραμμα ή βαριόγραμμα (Semivariogram). H χωρική διαφοροποίηση μιας οποιασδήποτε μεταβλητής, στην θεωρία των περιφερειοποιημένων μεταβλητών (regionalized variable theory), μπορεί να θεωρηθεί ως το άθροισμα των εξής τριών βασικών συνισταμένων (Burrough and McDonell, 1998) (εικόνα 5.9): Τη δομική συνιστάμενη, η οποία έχει μια σταθερή μέση τιμή ή «τάση», Μια τυχαία αλλά χωρικά συσχετισμένη συνισταμένη, γνωστή και ως περιφερειοποιημένη (regionalized) μεταβλητή, και Ένα μη χωρικά συσχετισμένο τυχαίο θόρυβο ή ένα υπόλοιπο τυχαίο σφάλμα (nugget). Όταν δουλεύουμε σε ένα βαριόγραμμα εξετάζουμε κάποια στοιχεία που είναι απαραίτητα από την άποψη της δομικής ανάλυσης. Εύρος (range): αποτελεί το τμήμα του βαριογράμματος που δείχνει συνεχή αύξηση της ημιδιακύμανσης αυξανόμενης της απόστασης της δειγματοληψίας h. Το εύρος ουσιαστικά προσδιορίζει την περιοχή επίδρασης ενός δείγματος (Καλύβας, 1989). Αποτελεί μια πολύ σημαντική παράμετρο γιατί περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο οι διαφορές μεταξύ των διαφορετικών περιοχών εξαρτώνται από την χωρική απόσταση των περιοχών αυτών. Μέσα στα όρια του εύρους, οι θέσεις των παρατηρήσεων τείνουν να είναι όμοιες σε κοντινές αποστάσεις. Αντιθέτως σε αποστάσεις μεγαλύτερες του εύρους παρατηρείται απουσία συσχέτισης εκτός αν υπάρχει περιοδικότητα στη μελετώμενη ιδιότητα (Burrough & McDonnell,1998). Όριο (sill): Είναι η τιμή στην οποία η αύξηση της ημιδιακύμανσης σταθεροποιείται. Πρακτικά εισάγει το συλλογισμό ότι σε μεγάλες αποστάσεις η συμπεριφορά της εξεταζόμενης μεταβλητής είναι τυχαία και δεν υπάρχει εξάρτηση μεταξύ της τιμής σε μια θέση με την τιμή σε κάποια άλλη θέση (Καλύβας, 1989) Nugget: Η nugget διακύμανση αντικατοπτρίζει το ποσοστό της διακύμανσης που οφείλεται σε λάθη μετρήσεων σε συνδυασμό με τα λάθη που προέρχονται 114

120 από τη χωρική διαφοροποίηση σε αποστάσεις μικρότερες των αποστάσεων των δεδομένων (Burrough & McDonnell,1998). Εικ. 60: Διαγραμματική απεικόνιση πειραματικού βαριογράμματος Στις περιπτώσεις που το nugget ταυτίζεται με το sill, παρατηρείται απουσία χωρικής συσχέτισης, φαινόμενο γνωστό και ως nugget effect (Cressie N.A.C.,1993). Η χωρική εξάρτηση μπορεί να εκτιμηθεί από το λόγο: Nugget/(nugget + partial sill)x100 Αν ο λόγος παίρνει τιμές μικρότερες ή ίσες με 25% τότε υπάρχει ισχυρή χωρική εξάρτηση, αν οι τιμές κυμαίνονται μεταξύ 26-75% υπάρχει σχετική χωρική εξάρτηση και τέλος αν οι τιμές είναι πάνω από 75% υπάρχει ασθενής χωρική εξάρτηση (Cambardella C A et al., 1994). O πιεζομετρικός χάρτης δημιουργήθηκε μέσω του Geostatistical Analyst. Στην εικόνα 61 δίδεται ο τρόπος εργασίας σχηματικά. Εικ.61: Σχηματική αναπαράσταση δημιουργίας χαρτών στο Geostatistical Analyst (Salah, Hamad, 2009) 115

121 Το πρώτο βήμα είναι η επιλογή της εντολής Geostatistical Wizard, μετά επιλέγεται η μέθοδος Ordinary Kriging (εικόνα 62). Εικόνα 62: Απεικόνιση καρτέλας εργασίας Περιέχει διάφορα πεδία τα οποία πρέπει να συμπληρώσουμε κατάλληλα έτσι ώστε να έχουμε την πιο αξιόπιστη πρόβλεψη. Έχει επιλεγεί αρχικά ως μοντέλο προσαρμογής στο βαριόγραμμα το σφαιρικό. Συνήθως ταιριάζει καλά σε ότι βλέπουμε, έχει μια ημι γραμμική συμπεριφορά κοντά στην αρχή ακολουθούμενη από μια σταθεροποίηση στην οριακή τιμή. Το σφαιρικό μοντέλο έχοντας μια οριακή τιμή, είναι ένα μεταβατικό μοντέλο, δηλαδή μπορούμε να μοντελοποιήσουμε μια μεταβατική συμπεριφορά πηγαίνοντας από συσχετισμό, σε αποστάσεις μικρότερες ή ίσες στο εύρος, και έλλειψη συσχετισμού σε αποστάσεις πέρα από αυτό. Το βαριόγραμμα που εμφανίζεται μας επιτρέπει να εξετάσουμε τη χωρική συσχέτιση των σημείων. Για να μπορέσουμε να φτάσουμε σε αυτό το σημείο υπάρχουν στον πίνακα πεδία τα οποία συμπληρώνουμε με τιμές (πχ. lag, lag size) έτσι ώστε μετά από δοκιμές να προκύψει το κατάλληλο μοντέλο ενώ ταυτόχρονα ελέγχουμε την ύπαρξη ανισοτροπίας και τη διακύμανση (convariance). H ανισοτροπία είναι ένα χαρακτηριστικό της τυχαίας διαδικασίας που δείχνει υψηλή αυτοσυσχέτιση προς τη μία κατεύθυνση από ότι στην άλλη.(geostatistical Analyst, Accounting for directional influences, Anisotropy - ArcGIS Desktop Help). Ό έλεγχος της ανισοτροπίας γίνεται με την ενεργοποίηση του αντίστοιχου πεδίου στον προηγούμενο πίνακα. Τα μοντέλα που (μοβ γραμμές) εμφανίζονται είναι το 116

122 θεωρητικά καλύτερο εφαρμοζόμενο μοντέλο βαριογράμματος (theoretical best fit) στο εμπειρικό βαριόγραμμα. Το Geostatistical Analyst υπολογίζει τις βέλτιστες παραμέτρους μεγαλυτέρου και μικρότερου εύρους καθώς και τη γωνία διεύθυνσης. Το επόμενο βήμα είναι η ενεργοποίηση του πεδίου Search Direction η αλλαγή της γωνίας διεύθυνσης (angle direction) με τη βέλτιστη που στηρίζεται στην ανισοτροπία. Στην συγκεκριμένη περίπτωση η εφαρμογή αυτή έδωσε θετικά αποτελέσματα σε σύγκριση με τιμές άλλων γωνιών που δοκιμάσθηκαν. Δεν είναι απόλυτη η χρήση των βέλτιστων τιμών που προέρχονται από την ανισοτροπία. Αφού δημιουργήσουμε τον πιεζομετρικό χάρτη θα πρέπει να διερευνήσουμε κάποιες παραμέτρους. Αυτό γίνεται μέσω του Geostatistical Analyst\Explore Data. Το πρώτο πεδίο που ελέγχουμε είναι το ιστόγραμμα (Histogram). Εικ.63: Παρουσίαση ελέγχου κανονικότητας τιμών Το επίπεδο της απόλυτης στάθμης του υπόγειου νερού φαίνεται στο ιστόγραμμα. Αυτό που παρατηρούμε είναι ότι δεν υπάρχει κανονική κατανομή. Αυτό βέβαια φαίνεται και στον πίνακα πάνω δεξιά. Για να θεωρήσουμε την κατανομή κανονική θα πρέπει ο μέσος και ο διάμεσος να έχουν κοντινές τιμές (εδώ ο μέσος είναι μεγαλύτερος από το διάμεσο), οπότε θα πρέπει να το μετατρέψουμε έτσι ώστε να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στην κανονική κατανομή. Στο πεδίο του transformation του πίνακα επιλέγουμε το lοg(λογάριθμο). Στον επόμενο πίνακα θα δούμε το αποτέλεσμα αυτής της μετατροπής, η τιμή του μέσου είναι 3,76 και του διάμεσου

123 Εικ.64: Παρουσίαση ελέγχου κανονικότητας τιμών (διόρθωση τιμών) Επόμενο στάδιο είναι ο έλεγχος του QQ plot. Το διάγραμμα αυτό αποτελεί άλλον έναν τρόπο διερεύνησης της κανονικότητας των τιμών. Ουσιαστικά υπάρχει μια ευθεία γραμμή με κλίση 45o η οποία αποτελεί την πρότυπη κανονική κατανομή και πάνω σε αυτήν προβάλλονται τα δεδομένα στα οποία δουλεύουμε. Εάν τα δεδομένα ακολουθούν αυτήν την ευθεία γραμμή τότε υπάρχει κανονικότητα στις τιμές (Geostatistical Analyst, Tutorial). Όπως και στο ιστόγραμμα έτσι και εδώ αποδεικνύεται η απουσία κανονικότητας των τιμών. Στην περίπτωση αυτή ίσως θα έπρεπε να μετατρέψουμε τα δεδομένα ώστε να έχουμε κανονική κατανομή έτσι ώστε να εφαρμόσουμε το Kriging. Εικ.65: Έλεγχος κανονικότητας τιμών στο διάγραμμα Q-Q plot 118

124 Η εύρεση πιθανών τάσεων (μη τυχαίο αλλά καθοριστικό στοιχείο μιας επιφάνειας που παρουσιάζεται με τη μορφή μαθηματικής έκφρασης) υπολογίζεται μέσω του Geostatistical Analyst\ExploreData\Trend Analysis. Η ύπαρξη στην περιοχή μιας ήπιας επικλινής πλαγιάς εκφράζεται με τη μορφή επιπέδου (plane) ενώ μια κοιλάδα έχει τη μορφή U(Geostatistical Analyst, tutorial). Οι μορφές που περιγράφονται δεν είναι πάντα απόλυτες. Η πράσινη γραμμή δείχνει ότι οι τιμές μειώνονται από τα δυτικά προς τα ανατολικά ενώ η τάση γίνεται πιο έντονη προς τα ανατολικά ενώ η μπλε γραμμή τη μείωση από το βορρά στο νότο με την τάση να αυξάνεται προς τα νότια. Τάσεις επικρατούν κυρίως στα νοτιοανατολικά της περιοχής. Εικ.66: Διάγραμμα Trend Analysis Με την εντολή Semivariogram\ Explore Data\ Covariance Cloud εξετάζουμε τη χωρική αυτοσυσχέτιση των σημείων μας. Όσο πιο κοντά είναι τα σημεία τόσο ποιο όμοια είναι. Παρατηρείται στο διάγραμμα του βαριογράμματος τις κόκκινες τελείες οι οποίες αντιπροσωπεύουν ζεύγη τοποθεσιών. Επίσης έχουν σημειωθεί ενδεικτικά σημεία που χαρακτηρίζονται ως global outliers δηλαδή σημεία των οποίων οι τιμές είναι πολύ υψηλές ή πολύ χαμηλές σε συσχέτιση με τις υπόλοιπες τιμές των δεδομένων και ως local outliers τα μετρούμενα σημεία δειγματοληψίας των οποίων οι τιμές εμπίπτουν στο εύρος του συνόλου των δεδομένων αλλά όταν συγκρίνονται με τα περιβάλλοντα σημεία δειγματοληψίας έχουν τιμές υψηλές ή χαμηλές (Salah, Hamad, 2009). Αυτό θα μπορούσε να είναι αποτέλεσμα κάποιου σφάλματος κατά τη μέτρηση και σε περίπτωση που απορριφτεί αυτή η αιτιολογία θα μπορούσε να οφείλεται στην τοπογραφία της περιοχής. 119

125 Local Outlier Global Outlier Εικ 67: Παρουσίαση σημείων που χαρακτηρίζονται ως global & local outliers Το Kriging έχει δυο βασικές εφαρμογές: την ποσοτικοποίηση των χωρικών δομών των δεδομένων και την δημιουργία πρόβλεψης (Salah, Hamad, 2009). Το βαριόγραμμα και η συνμεταβλητότητα (covariance) ποσοτικοποιούν την υπόθεση ότι τα σημεία που είναι κοντά έχουν την τάση να είναι πιο όμοια από αυτά που είναι μακριά Εικ 68: Απεικόνιση διαγράμματος συνμεταβλητότητας 120

126 Στον παρακάτω πίνακα δίδονται τα χαρακτηριστικά που χρησιμοποιήθηκαν για το μοντέλο πρόβλεψης Model Spherical Partial Sill Nugget 0 Lag Size 300 Number of Lags 25 Angle Direction 76.9 Angle Tolerance 45 Bandwidth (lags) 12.4 Πίν.2: Χαρακτηριστικά μοντέλου πρόβλεψης Για την επικαιροποίηση (verification) χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος cross validation του βαριογράμματος το οποίο περιέχει το μοντέλο και της συνμεταβλητότητας ενώ ταυτόχρονα υπολογίζει και τα στατιστικά που φαίνονται στην παρακάτω εικόνα. Εικ 69: Απεικόνιση δεικτών αξιολόγησης του βαριογράμματος 121

127 Μετά από αυτή τη διαδικασία δημιουργείται ο πιεζομετρικός χάρτης που ακολουθεί καθώς γίνεται και ανάλυση αυτού σε σχέση με την τοπογραφία αλλά και τη γεωλογία της περιοχής που καλύπτει σε επόμενο κεφάλαιο. Η διαδικασία δημιουργίας πιεζομετρικών χαρτών με τις μεθόδους IDW και Co Kriging στηρίζεται στην προαναφερθείσα διαδικασία. Κατά την γεωστατιστική επεξεργασία υπολογίζονται κάποιοι δείκτες οι οποίοι είναι απαραίτητοι για τη σωστή ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Η ροπή μιας κατανομής είναι η βάση πολλών στατιστικών που χρησιμοποιούνται. H πρώτη ροπή μιας κατανομής είναι ο μέσος m (ή η προσδοκία) που μπορεί να θεωρηθεί ως το κέντρο της κατανομής, μερικές φορές αναφέρεται και ως μια παράμετρος θέσης της κατανομής. Ο διάμεσος είναι μια παράμετρος η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί του μέσου, είναι η τιμή ως προς την οποία οι μισές μετρήσεις είναι μεγαλύτερες και οι άλλες μισές μικρότερες. Τα μέτρα των κεντρικών τάσεων είναι σημαντικά για να χαρακτηρίσουμε τα δεδομένα και τις κατανομές (Γεωστατιστική, σημειώσεις για τη θεωρία του μαθήματος, Ι. Καπαγερίδης). Η διακύμανση αποτελεί τη δεύτερη ροπή γύρω από τον μέσο και είναι μια στατιστική παράμετρος που μετρά τη διασπορά. Εάν οι περισσότερες τιμές βρίσκονται βρίσκονται κοντά στο μέσο η διακύμανση θα είναι μικρή ενώ αν απλώνονται σε ένα μεγάλο εύρος, θα είναι μεγάλη (Γεωστατιστική, σημειώσεις για τη θεωρία του μαθήματος, Ι. Καπαγερίδης). Η τρίτη ροπή γύρω από τον μέσο είναι η λοξότητα (skewness), για μια συμμετρική κατανομή η τρίτη ροπή ισούται με μηδέν. Μια ασύμμετρη κατανομή με ουρά στο μεγάλο μέρος του εύρους έχει μια θετική τιμή και λέγεται θετικά λοξή ενώ αν η ουρά είναι στο μικρό μέρος του εύρους η κατανομή λέγεται αρνητικά λοξή (Γεωστατιστική, σημειώσεις για τη θεωρία του μαθήματος, Ι. Καπαγερίδης). Για θετική κατανομή λοξότητας ο μέσος είναι μεγαλύτερος από τη διάμεσο ενώ για αρνητική κατανομή ισχύει το αντίθετο (Exploratory Spatial Data Analysis, Histogram, Η τέταρτη ροπή γύρω από τον μέσο είναι η κύρτωση (kurtosis), βασίζεται στο μέγεθος της ουράς της κατανομής και παρέχει μια μέτρηση της πιθανότητας δημιουργίας ακραίων τιμών. Η κύρτωση μιας κανονικής κατανομής είναι συνήθως 3, στην περίπτωση της πλατύκυρτης κατανομής είναι μικρότερη του 122

128 τρία και σε αυτήν της λεπτόκυρτης μεγαλύτερη του τρία.(exploratory Spatial Data Analysis, Histogram, Co - Kriging H μέθοδος αυτή αποτελεί επέκταση της μεθόδου Kriging. Το Co Kriging, χρησιμοποιεί πληροφορίες από διάφορους τύπους μεταβλητών. Έτσι λοιπόν, η χρήση των δευτερευόντων μεταβλητών που σχετίζονται με την κύρια μεταβλητή ενδιαφέροντος έχει ως στόχο την καλύτερη δυνατή εκτίμηση της πρόβλεψης (ESRI Using ArcGIS Geostatistical Analyst, 2001). Υπάρχουν περιπτώσεις, όπου μια μεταβλητή δεν έχει μετρηθεί σε μεγάλο αριθμό θέσεων και τότε, οι εκτιμήσεις που θα προκύψουν δεν θα είναι στατιστικά αποδεκτές. Σε αυτές τις περιπτώσεις η μέθοδος Co Kriging βοηθά αποτελεσματικά λαμβάνοντας υπόψη τιμές από τη χωρική μεταβολή μεταβλητών (οι οποίες σχετίζονται στατιστικά με την κύρια μεταβλητή) των οποίων ο αριθμός των θέσεων είναι ικανοποιητικός (Καλύβας, 1989) Η Co Kriging μέθοδος έχει νόημα μόνο αν οι τιμές δύο διαφορετικών μεταβλητών έχουν συλλεχθεί από διαφορετικά σημεία. Ειδάλλως οι εκτιμήσεις του Co Kriging δεν θα διαφέρουν από εκείνες του Kriging (Burrough & McDonnell, 1998) 4.4 Δημιουργία γραφημάτων με χρήση του Graph Wizard Από το μενού επιλέγουμε το Create Graph Wizard και στην καρτέλα που ανοίγει ορίζουμε τις παραμέτρους που θα λάβει το πρόγραμμα υπόψη για να δημιουργήσει το διάγραμμα. Στο πεδίο Layer/Table ορίζουμε το layer που θέλουμε, στο πεδίο Value Field την παράμετρο που θα υπολογίσει (NO 3- ) και στο πεδίο x label τοποθετούμε τα δεδομένα που θα έχει ο άξονας των τετμημένων (εικόνα 70). 123

129 Εικ.70: Παρουσίαση δημιουργίας γραφημάτων 124

130 Κεφάλαιο 5 Παρουσίαση αποτελεσμάτων επεξεργασμένων δεδομένων 5.1 Επεξεργασία υδρογεωλογικών δεδομένων Οι μετρήσεις για την κατασκευή του πιεζομετρικού χάρτη έγιναν τον Οκτώβριο του Αυτό που προκύπτει από τον πιεζομετρικό χάρτη είναι ότι τα υπόγεια νερά των προσχωματικών υδροφόρων οριζόντων ακολουθούν μια κύρια διεύθυνση ΒΑ ΝΔ, δηλαδή από τις υψομετρικά υψηλότερες προς τις υψομετρικά χαμηλότερες περιοχές (λίμνη Τριχωνίδα) και με υδραυλική κλίση i = 3,1 5,7%. Αυτό φαίνεται στους χάρτες που δημιουργήθηκαν με το Geostatistical Analyst. Λαμβάνοντας υπόψη τη διαδικασία δημιουργίας χαρτών με το Geostatistical Analyst η οποία έχει περιγραφεί εκτενώς σε προηγούμενο κεφάλαιο κατασκευάστηκε ο πιεζομετρικός χάρτης της περιοχής μελέτης με τρεις διαφορετικές μεθόδους (χάρτες 11, 12, 13). Η δημιουργία του χάρτη με τη μέθοδο Kriging και οι στατιστικοί έλεγχοι δίνονται ως παράδειγμα εφαρμογής στο υποκεφάλαιο 5.3. Για το λόγο αυτό, σε αυτό το κεφάλαιο θα δοθούν οι συγκεντρωτικοί πίνακες και οι αντίστοιχοι χάρτες. Επίσης δίνονται σε μορφή πίνακα (πίνακες 3 και 4) οι τιμές των δεικτών αξιολόγησης της πρόβλεψης και οι παράμετροι των βαριογραμμάτων που χρησιμοποιήθηκαν. Μέθοδος Mean Error RMS IDW -1,4 13,3 KRIGING -1,2 8,4 CO KRIGING -0,6 5,1 Πίν. 3: Δείκτες αξιολόγησης της πρόβλεψης των τιμών Μέθοδος Μοντέλο Βαριογράμματος Range Sill Nugget Ratio (nugget/sill)*100 KRIGING Σφαιρικό , CO KRIGING Σφαιρικο ,5 0 0 Πίν. 4: Δείκτες αξιολόγησης βαριογράμματος 125

131 Αυτό που παρατηρούμε συγκρίνοντας τις τρεις μεθόδους είναι ότι λαμβάνουμε καλύτερα στατιστικά αποτελέσματα από την εφαρμογή της μεθόδου Co Kriging η οποία συσχετίζει την απόλυτη στάθμη με το απόλυτο υψόμετρο. Παρακάτω δίνονται και οι αντίστοιχοι πιεζομετρικοί χάρτες. Χάρτης 11 : Αποτύπωση πιεζομετρικών καμπυλών (μέθοδος IDW) Χάρτης 12 : Αποτύπωση πιεζομετρικών καμπυλών (μέθοδος ΚRIGING) 126

132 Χάρτης 13 : Αποτύπωση πιεζομετρικών καμπυλών (μέθοδος CO KRIGING) Αν και από την πλευρά της στατιστικής η μέθοδος Co Kriging είναι ελαφρώς καλύτερη σε αυτήν την περίπτωση θεωρείται πιο αντιπροσωπευτικός ο χάρτης που έχει δημιουργηθεί με τη μέθοδο Kriging. Οι πιεζομετρικές καμπύλες είναι ομαλότερες και ακολουθούν με μεγαλύτερη αξιοπιστία το ανάγλυφο της περιοχής. 5.2 Επεξεργασία υδρολογικών δεδομένων Εκτός των άλλων δεδομένων που έχουμε ήδη παρουσιάσει εδώ θα αναφερθούμε στην δημιουργία ενός γραφήματος που παρουσιάζει τις παροχές που δίνουν οι καταγεγραμμένες πηγές του νομού Αιτωλοακαρνανίας. Το σύνολο των πηγών ανέρχεται στις εβδομήντα έξι (76). Για τη δημιουργία του γραφήματος έχουν ληφθεί υπόψη οι πηγές για τις οποίες δίνονται οι τιμές των παροχών. Σε έντεκα (11) πηγές έχει καταγραφεί η ύπαρξη παροχής αλλά απουσιάζει η τιμή αυτής, για το λόγο αυτό δεν συμπεριλαμβάνονται στο γράφημα που δημιουργήθηκε ενώ οι πηγές (πέντε στο σύνολο) που δεν έχουν παροχή έλαβαν τον κωδικό μηδέν (0) ώστε να συμπεριληφθούν στο γράφημα. Παρακάτω δίνεται η γεωγραφική απεικόνιση των πηγών καθώς και το διάγραμμα που δημιουργήθηκε με τις προαναφερθείσες παραμέτρους. 127

133 Εικ.71: Απεικόνιση πηγών νομού Αιτωλοακαρνανίας Με μοβ χρώμα απεικονίζονται οι πηγές για τις οποίες έχουμε τιμές παροχών, με πράσινο αυτές που δεν έχουν παροχή και με πορτοκαλί είναι οι πηγές που δίνουν παροχή αλλά δεν καταγράφεται η τιμή τους. Ακολουθεί και το διάγραμμα στο οποίο φαίνονται με ευκρίνεια οι τιμές των παροχών. 128

134 Εικ.72: Σχηματική απεικόνιση τιμών παροχής πηγών Αιτωλοακαρνανίας 5.3 Επεξεργασία βροχομετρικών δεδομένων Στα πλαίσια συλλογής δεδομένων για την κατασκευή της γεωβάσης αυτής συλλέχθηκαν από τις υπηρεσίες που έχουμε ήδη αναφέρει τα βροχομετρικά δεδομένα. Οι σταθμοί δεν είχαν ενιαία καταγραφή δεδομένων. Για το λόγο αυτό στα πλαίσια της εργασίας αυτής, δημιουργήθηκαν ενδεικτικά ο βροχομετρικός χάρτης της ετήσιας βροχόπτωσης χωρίς επιπλέον επεξεργασία των δεδομένων. Χρησιμοποιήθηκε η ετήσια βροχόπτωση για το έτος χίλια εννιακόσια ενενήντα έξι (1996) μιας και ήταν η χρονιά για την οποία είχαμε δεδομένα σε αρκετούς σταθμούς καταγραφής. Οι σταθμοί που χρησιμοποιήθηκαν δίνονται στον πίνακα 5. Με το Geostatistical Analyst δημιουργήθηκαν τρεις χάρτες εφαρμόζοντας τις ακόλουθες μεθόδους: IDW, Kriging, Co Kriging. Τα αποτελέσματα της επεξεργασίας αυτής ακολουθούν. 129

135 Όνομα Σταθμού Υψόμετρο Αγ. Βλάσιος 850 Αγρίνιο 24 Γαβαλού 50 Θέρμο 360 Λεπενού 190 Λεσίνιο 1 Σταμνά 142 Τρίκορφο 100 Σαργιάδα 433 Πόρος Ρηγανίου 150 Πίν.5: Βροχομετρικοί σταθμοί Κατά την δημιουργία του βροχομετρικού χάρτη πραγματοποιήθηκε έλεγχος της κατανομής των τιμών της βροχόπτωσης μέσω των ιστογραμμάτων της συχνότητας, των διαγραμμάτων P- P plot (probability probability plot) και τον υπολογισμό της κύρτωσης και της ασυμμετρίας (εικόνα 71). Ο συντελεστής ασυμμετρίας είναι 0,25 - η τιμή της κανονικής κατανομής είναι 0 ενώ ο συντελεστης κυρτότητας είναι 2,25 - η τιμή της κανονικής κατανομής είναι 3 (Geostatistical Analyst, Histogram, Measures of Shape). Εικ.73: Ιστόγραμμα συχνότητας ετήσιας βροχόπτωσης (1996) 130

136 Με το διάγραμμα P-P plot μπορεί να γίνει οπτικός έλεγχος της κανονικότητας της κατανομής των δεδομένων, όσο πιο κοντά είναι τα σημεία των παρατηρούμενων τιμών με την ευθεία τόσο πιο κανονική είναι η κατανομή. Εικ.74: Διάγραμμα P-P plot ετήσιας βροχόπτωσης (1996) Πραγματοποιήθηκε η ανάλυση της τάσης των δεδομένων με σκοπό την τρισδιάστατη απεικόνιση αυτών. Αυτό που βλέπουμε στην περιοχή στην οποία εφαρμόσθηκε η μέθοδος αυτή είναι μια αύξηση της τιμής της βροχόπτωσης από δυτικά προς ανατολικά (πράσινη γραμμή) και μείωση αυτών από βορρά προς νότο. Εικ 75.: Διάγραμμα Trend Analysis ετήσιας βροχόπτωσης (1996) 131

137 Έπειτα από τους ελέγχους που έγιναν δημιουργήθηκε ο ετήσιος βροχομετρικός χάρτης με τρεις διαφορετικές μεθόδους (χάρτες 14, 15, 16). Επίσης δίνονται σε μορφή πίνακα (6 και 7) οι τιμές των δεικτών αξιολόγησης της πρόβλεψης και οι παράμετροι των βαριογραμμάτων που χρησιμοποιήθηκαν. Μέθοδος Mean Error RMS IDW 14,26 343,0 KRIGING -6,90 284,8 CO KRIGING 8,8 300,8 Πίν.6: Δείκτες αξιολόγησης της πρόβλεψης των τιμών Μέθοδος Μοντέλο Βαριογράμματος Range Sill Nugget Ratio (Nugget/Sill)*100 KRIGING Σφαιρικό ,5 CO KRIGING Σφαιρικό ,6 Πίν. 7: Δείκτες αξιολόγησης βαριογράμματος Χάρτης 14: Βροχομετρικός χάρτης (μέθοδος IDW) 132

138 Χάρτης 15: Βροχομετρικός χάρτης (μέθοδος Kriging) Χάρτης 16: Βροχομετρικός χάρτης (μέθοδος Co-Kriging) Για τη δημιουργία του βροχομετρικού χάρτη χρησιμοποιήθηκαν τρεις διαφορετικοί μέθοδοι. Και στους τρεις χάρτες παρατηρήθηκε μικρή διαφορά στην τιμή του μέσου τετραγωνικού σφάλματος με χαμηλότερο το RMS της μεθόδου Kriging και υψηλότερο της IDW. 133

139 Οι τιμές του λόγου nugget / sill καταδεικνύουν ισχυρή χωρική εξάρτηση χωρίς να υπάρχει διαφορά στην τιμή του λόγου της μεθόδου Kriging (22.5%) και σε αυτή της co Kriging (21.6) αν και είναι ελαφρώς μικρότερη (Cambardella C A et al.,1994) Στους παραγόμενους χάρτες και με τη βοήθεια του trend analysis παρατηρείται αύξηση της τιμής της ετήσιας βροχόπτωσης από δυτικά προς ανατολικά και μείωση από βορρά προς νότο. Πρέπει να αναφέρουμε ότι το ετήσιο ύψος βροχοπτώσεων αυξάνει με το υψόμετρο της περιοχής στην οποία αναφέρονται και το οποίο εκφράζεται με το υψόμετρο του βροχομετρικού σταθμού. 5.4 Επεξεργασία χημικών δεδομένων Στα πλαίσια της επεξεργασίας των χημικών δεδομένων δημιουργήθηκε ενδεικτικά ο χάρτης κατανομής των νιτρικών ιόντων (NO 3- ) στο νομό Αιτωλοακαρνανίας για το χρονικό διάστημα Τα δεδομένα για τον χάρτη αυτό έχουν ληφθεί από το διδακτορικό της κας Δασκαλάκη. Όσον αφορά τις τιμές των νιτρικών ιόντων οι τιμές είναι μέσα στα επιτρεπτά όρια (50 mgr/lt) ποσιμότητας εκτός κάποιων περιοχών στα ΒΔ του νομού (Συμβολή στη γνώση του χημισμού και της ποιότητας των υπογείων υδάτων στον Ελλαδικό χώρο, Δασκαλάκη). Από τη στατιστική επεξεργασία των δεδομένων με τη βοήθεια του ιστογράμματος συχνοτήτων και του P P plot τα οποία παρουσιάζονται στις εικόνες 73 και 74 διαπιστώνεται ότι η κατανομή των δεδομένων δεν είναι κανονική. Στην περίπτωση αυτή η επεξεργασία των δεδομένων έχει γίνει χωρίς την απομάκρυνση των τάσεων. Στον πίνακα 8 δίνονται οι δείκτες αξιολόγησης της πρόβλεψης των τιμών και στον πίνακα 9 οι δείκτες αξιολόγησης του βαριογράμματος. Εικ.76: Ιστόγραμμα συχνότητας κατανομής νιτρικών ιόντων ( ) 134

140 Εικ.77: Διάγραμμα P-P plot κατανομής νιτρικών ιόντων ( ) Μέθοδος Mean Error RMS KRIGING -0,03 9,8 Πίν. 8: Δείκτες αξιολόγησης της πρόβλεψης των τιμών Μέθοδος Μοντέλο Range Νugget Sill Ratio Βαριογράμματος (Nugget/Sill)*100 Kriging Σφαιρικό ,5 373,4 15,9 Πίν. 9: Δείκτες αξιολόγησης βαριογράμματος 135

141 Ακολουθούν ο χάρτης κατανομής των νιτρικών ιόντων στο νομό Αιτωλοακαρνανίας. Χάρτης 17: Κατανομή νιτρικών ιόντων στο νομό Αιτωλοακαρνανίας Ακολουθεί το διάγραμμα που δημιουργήθηκε με σκοπό την απεικόνιση των δεδομένων σε αυτή μορφή. Παρουσιάζονται στον άξονα των τετμημένων οι κωδικοί των σημείων δειγματοληψίας και στον άξονα των τεταγμένων οι τιμές που έχουν καταγραφεί από τις αναλύσεις των υδάτων που έχουν ληφθεί από τα αντίστοιχα σημεία. Στο υπόμνημα φαίνονται τα αποτελέσματα που αντιστοιχούν στον κάθε κωδικό. Το διάγραμμα δημιουργήθηκε μέσω της εφαρμογής Graph Wizard που βρίσκεται στο ArcMap 136

142 Εικ.75: Απεικόνιση τιμών νιτρικών ιόντων σε μορφή διαγράμματος 5.5 Υδρογραφικό Δίκτυο Για την δημιουργία του υδρογραφικού δικτύου και τον υπολογισμό των παραμέτρων αυτού όπως έχει αναφερθεί και σε προηγούμενο κεφάλαιο χρησιμοποιήθηκε ως βάση αναφοράς το υδρογραφικό δίκτυο που προέρχεται από τοπογραφικό χάρτη της ΓΥΣ κλίμακας 1: Επίσης τρία DEM χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή του υδρογραφικού δικτύου με σκοπό τη σύγκριση αυτών. Τα ποσοτικά αποτελέσματα δίνονται σε πίνακες στο παράρτημα Ι. Για την καλύτερη απεικόνιση των αποτελεσμάτων δίνονται δύο διαγράμματα, στο πρώτο φαίνεται ο συνολικός αριθμός των κλάδων και στο δεύτερο το συνολικό μήκος του υδρογραφικού δικτύου που έχει δημιουργηθεί με την εκάστοτε τιμή κατωφλίου από το κάθε DEM και συγκρίνεται με αυτό της ΓΥΣ. 137

143 Εικ. 78: Απεικόνιση συνολικού αριθμού κλάδων υδρογραφικού δικτύου Εικ. 79: Απεικόνιση συνολικού μήκους κλάδων υδρογραφικού δικτύου 138

144 Και στα δύο διαγράμματα παρατηρούμε, όσον αφορά τα αποτελέσματα των DEM, ότι με την αύξηση της τιμής κατωφλίου μειώνονται οι κλάδοι του υδρογραφικού δικτύου, αναμενόμενο μιας και όταν αυξάνουμε την τιμή αυτή αυξάνεται η τιμή που πρέπει να έχει ένα εικονοστοιχείο για να ανήκει στο υδρογραφικό δίκτυο με αποτέλεσμα να μην συμπεριλαμβάνει τιμές μικρότερες της δοθείσης. Επίσης παρατηρείται από την ποσοτική (εικόνες 76 και 77, πίνακας9) αλλά και την οπτική ανάλυση (εικόνες 78, 79, 80 και 81) ότι το DSM δίνει ένα εκτενέστερο υδρογραφικό δίκτυο σε σχέση με το υδρογραφικό δίκτυο που έχει προέλθει από τον τοπογραφικό χάρτη της ΓΥΣ. Θα παρατηρήσουμε ότι συγκρίνοντας τα τρία DEM μεταξύ τους το DSM δίνει ένα εκτενέστατο υδρογραφικό δίκτυο, ακολουθεί το υδρογραφικό δίκτυο που προέρχεται από το DEM ASTER ενώ το φτωχότερο όλων είναι αυτό του SRTM. Η σύγκριση των δικτύων με παράμετρο την τιμή κατωφλίου αφορά μόνο τα DEM. DSM ASTER SRTM ΓΥΣ Κλάδος Αριθμός Μήκος Κλάδος Αριθμός Μήκος Κλάδος Αριθμός Μήκος Κλάδος Αριθμός Μήκος Σύνολο Σύνολο Σύνολο Σύνολο Πίν.10: Υδρολογικές παράμετροι υδρογραφικού δικτύου 139

145 Εικ. 80: Τρισδιάστατη αποτύπωση υδρογραφικού δικτύου (DSM) Εικ. 81: Τρισδιάστατη αποτύπωση υδρογραφικού δικτύου (ASTER) 140

146 Εικ. 82: Τρισδιάστατη αποτύπωση υδρογραφικού δικτύου (SRTM) Εικ. 83: Αποτύπωση υδρογραφικού δικτύου ΓΥΣ 141