ΤΟ ΝΕΟ ΥΝΑΜΙΚΟ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ «ΕΑΡ» ΚΑΙ Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ ΣΤΗ ΥΤΙΚΗ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑ

Transcript

1 ΤΟ ΝΕΟ ΥΝΑΜΙΚΟ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ «ΕΑΡ» ΚΑΙ Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ ΣΤΗ ΥΤΙΚΗ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑ Α. Γ. Τριανταφύλλου 1, Ι. Σκόρδας 1, Χ. ιαµαντόπουλος 1, E. Τοπάλης 2 (1) Εργαστήριο Ατµοσφαιρικής Ρύπανσης και Περιβαλλοντικής Φυσικής (ΕΑΡ-ΠΕΦΥ) Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυµα (ΤΕΙ) υτικής Μακεδονίας, KOZANH atria@airlab.teikoz.gr, (2) ήµος Αµυνταίου, ΠΕΡΙΛΗΨΗ υναµικό πληροφοριακό σύστηµα ποιότητας της ατµόσφαιρας, µε την κωδική ονοµασία ΕΑΡ, αναπτύχτηκε από το ΕΑΡ ΠΕΦΥ/ΤΕΙ Μ και λειτούργησε στη υτική Μακεδονία σε πρώτη µορφή από το Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η νέα µορφή του πληροφοριακού συστήµατος ΕΑΡ. Συνίσταται στη συνδυασµένη χρήση διαφορετικών τρόπων επικοινωνίας σε πραγµατικό ή σχεδόν πραγµατικό χρόνο των τερµατικών σταθµών συλλογής της πρωτογενούς πληροφορίας µε τον κεντρικό σταθµό βάσης, την αξιοποίηση ενσωµάτωση των πλεονεκτηµάτων της σύγχρονης υπηρεσίας της google, την επέκταση της παρεχόµενης πληροφορίας µε την πρόγνωση µετεωρολογικών παραµέτρων των επόµενων επτά ηµερών και ατµοσφαιρικής ρύπανσης, δίνοντας τελικά νέες δυνατότητες, ως εργαλείο διαχείρισης της ποιότητας του αέρα. Η διεύθυνση της ιστοσελίδας είναι ή THE NEW DYNAMIC AIR QUALITY INFORMATION SYSTEM AND ITS APPLICATION IN WEST MACEDONIA, GREECE A.G. Triantafyllou 1, S. Skordas 1, Ch.Diamantopoulos 1, E. Topalis 2 (1) Laboratory of Atmospheric Pollution and Environmental Physics (LAP-EP) Department of Geotechnology and Environmental Engineering Technological Education Institute of West Macedonia, KOZANI, GREECE atria@airlab.teikoz.gr, (2) Amyntaio Municipality, ABSTRACT Dynamic atmospheric quality information system was developed by the Laboratory of Air Pollution and Environmental Physics of TEI of Western Macedonia and operated in Greece- Western Macedonia in the first form since In this work the new version of this system is presented. The new characteristics of the system are related to the communication methods used, the way of presentation of environmental information, the variety of supplied information. The new version of the so-called EAP system is developed with the aid of stateof-the art, web-based technologies. The website address is or

2 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ποιότητα του αέρα είναι µεταξύ των πλέον σηµαντικών παραµέτρων, όταν γίνεται αναφορά στην ποιότητα του περιβάλλοντος. Η πολυπλοκότητα του προβλήµατος και η ανάγκη αντιµετώπισης του, οδήγησε στην ανάπτυξη ολοκληρωµένων συστηµάτων διαχείρισης της ποιότητας του αέρα (ΟΣ ΠΑ), που ξεκινούν από την παρακολούθηση και αποτίµηση των επιπέδων ατµοσφαιρικής ρύπανσης, και προχωρούν µέχρι την ανάπτυξη συστηµάτων υποστήριξης αποφάσεων για τη διαµόρφωση και εφαρµογή στρατηγικών ελέγχου του προβλήµατος. Είναι δεδοµένο ότι πολίτες καλά ενηµερωµένοι για τα περιβαλλοντικά ζητήµατα συµβάλουν στην εφαρµογή πρακτικών περιβαλλοντικής προστασίας, µε στόχο την προστασία της ανθρώπινης υγείας και την αειφορική ανάπτυξη. Κατά συνέπεια ένα ΟΣ ΠΑ πρέπει, πέραν των άλλων, να περιλαµβάνει τη διάχυση τη περιβαλλοντικής πληροφορίας και την ενηµέρωση του κοινού. Το δικαίωµα εξάλλου πρόσβασης στην περιβαλλοντική πληροφορία έχει θεσµοθετηθεί σε Ευρωπαϊκό επίπεδο µε τη βοήθεια κατάλληλων νοµοθετηµάτων, τα οποία έχουν ενσωµατωθεί στην αντίστοιχη Ελληνική νοµοθεσία. Εστιάζοντας στο ατµοσφαιρικό περιβάλλον, η διαρκής και άµεση ενηµέρωση των πολιτών σε σχέση µε την ποιότητα αέρα αποτελεί ένα από τα βασικά σηµεία του σύγχρονου Ευρωπαϊκού και Ελληνικού περιβαλλοντικού θεσµικού πλαισίου και έχει αποτυπωθεί µε σαφήνεια σε σχετικές νοµοθετικές οδηγίες.[1-5] Σήµερα, ο συνδυασµός των τηλεπικοινωνιών και των νέων τεχνολογιών δηµιουργεί ένα πλαίσιο ανάπτυξης τέτοιων συστηµάτων ολοένα εξελισσόµενο.[6-9] Η δυνατότητα αυτή ακριβώς διάχυσης της περιβαλλοντικής πληροφορίας και πρόσβασης του κοινού επιχειρήθηκε αποτελεσµατικά για πρώτη φορά µέσω του συστήµατος µε την κωδική ονοµασία ΕΑΡ (από ακρωνύµιο του Εργαστηρίου Ατµοσφαιρικής Ρύπανσης και Περιβαλλοντικής Φυσικής) στη υτική Μακεδονία, που λειτούργησε σε πρώτη µορφή από το 2002 [10] και εξελίχτηκε παρέχοντας τη δυνατότητα άµεσης ενηµέρωσης του κοινού για την ποιότητα του αέρα, όπως αυτή καταγράφονταν σε τέσσερις σταθµούς µέτρησης εγκατεστηµένους στις πρωτεύουσες των νοµών Κοζάνης, Φλώρινας, Καστοριάς και Γρεβενών, µέσω κατάλληλα σχεδιασµένης ιστοσελίδας αλλά και SMS και µε δυνατότητα επέκτασης ως προς το πλήθος των σταθµών και παροχής ιστορικού µετρήσεων[11] Η ταχύτατη εξέλιξη στις τηλεπικοινωνίες και τις νέες τεχνολογίες δίνει τη δυνατότητα ανάλογης εξέλιξης των συστηµάτων αυτών κάνοντας τα περισσότερο ευέλικτα, µε περισσότερες δυνατότητες και φιλικότερα στο χρήστη. Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η νέα µορφή του πληροφοριακού συστήµατος ΕΑΡ, η οποία συνίσταται στον τρόπο µεταφοράς των δεδοµένων, τον τρόπο παρουσίασης και το πλήθος των παρεχοµένων πληροφοριών. Ειδικότερα συνίσταται: α) στη συνδυασµένη χρήση διαφόρων µεθόδων µεταφοράς σε πραγµατικό ή σχεδόν πραγµατικό χρόνο δεδοµένων των τερµατικών σταθµών µέτρησης σε κεντρικό σταθµό βάσης, β) την αξιοποίηση ενσωµάτωση των πλεονεκτηµάτων της σύγχρονης υπηρεσίας της google, γ) την επέκταση της παρεχόµενης πληροφορίας µε στοιχεία πρόγνωσης µετεωρολογικών παραµέτρων των επόµενων επτά ηµερών και της ατµοσφαιρικής ρύπανσης. Η περιβαλλοντική πληροφορία προωθείται στο διαδίκτυο, σε κατάλληλα σχεδιασµένη δυναµική ιστοσελίδα µε δυνατότητα πλοήγησης σε χάρτη τύπου Google Map. Η διεύθυνση της ιστοσελίδας είναι ή 2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Το πλήρες διάγραµµα του συστήµατος στη νέα του µορφή δείχνεται στο σχήµα 1. Αποτελείται από δίκτυο σταθµών µέτρησης ατµοσφαιρικής ρύπανσης και µετεωρολογικών

3 παραµέτρων, τα δεδοµένα των οποίων συλλέγοντα και µεταφέρονται σε πραγµατικό χρόνο στον κεντρικό σταθµό βάσης. Το σύστηµα δεν έχει περιορισµό ως προς τον προς τον αριθµό των διασυνδεδεµένων περιφερειακών σταθµών. Στην εφαρµογή του σήµερα στη υτ. Μακεδονία αποτελείται από δίκτυο πέντε σταθµούς µέτρησης, ως εξής: Σ1 : Σταθµός Κοζάνης. Είναι εγκατεστηµένος σε κεντρική πλατεία της πόλης της Κοζάνης. Μετράει συγκεντρώσεις ΑΣ10, SO2, NOx, CO, O3, Τ, RH, WS και WD. Σ2 : Σταθµός Νέας Χαραυγής. Είναι εγκατεστηµένος BA της πόλης της Κοζάνης, σε απόσταση 4,5 km περίπου, στη θέση Νέα Χαραυγή. Μετράει συγκεντρώσεις ΑΣ10, ΑΣ2.5, ΑΣ1, Τ, RH, WS και WD. Σ3 : Σταθµός ΖΕΠ. Είναι εγκατεστηµένος Ν της πόλης της Κοζάνης, σε απόσταση 4 km περίπου, στην περιοχή της Ζώνης Ενεργού Πολεοδοµίας (ΖΕΠ) του ήµου Κοζάνης. Μετράει ΑΣ10. Σ4 : Σταθµός ΤΕΙ. Είναι εγκατεστηµένος B της πόλης της Κοζάνης, σε απόσταση 2,5 km περίπου, στo δώµα του κτιρίου του ΤΕΙ υτικής Μακεδονίας. Μετράει SR, Τ, RH, WS, WD. Σ5 : Σταθµός ήµου Αµυνταίου. Είναι εγκατεστηµένος στο ήµο Αµυνταίου, σε απόσταση 45 km περίπου Β της πόλης της Κοζάνης. Ο σταθµός είναι του ήµου Αµυνταίου, µε την ευθύνη του οποίου και λειτουργεί. Μετράει SR, Τ, RH, WS, WD. Ο κεντρικός σταθµός βάσης είναι εγκατεστηµένος στο ΕΑΡ ΠΕΦΥ/ΤΕΙ Μ, σε ειδικά διαµορφωµένο χώρο. Για τη σύνδεση των τερµατικών σταθµών µε τον κεντρικό σταθµό βάσης επιλέγονται και εφαρµόζονται διάφορες µέθοδοι, µε βάση τα χαρακτηριστικά και τις ιδιαιτερότητες κάθε τερµατικού σταθµού, ως εξής: Σ1: Ο Η/Υ του σταθµού συνδέεται µε router όπου µε internet access ενός ISP (Internet Service Provider) στέλνει τα δεδοµένα στον κεντρικό σταθµό βάσης. Σ2 Σ3: Κάθε σταθµός συνδέεται µε GPRS router, όπου η µετάδοση δεδοµένων προς τον κεντρικό υπολογιστή πραγµατοποιείται ασύρµατα µέσω APN. Σ4: O H/Y του σταθµού συνδέεται µέσω τοπικού δικτύου και στέλνει τα δεδοµένα στον κεντρικό σταθµό βάσης. Σ5: Η αποστολή των δεδοµένων προς τον κεντρικό σταθµό βάσης επιτυγχάνεται µέσω router και µιας εταιρείας παροχής υπηρεσιών Internet (ISP) Τα δεδοµένα συλλέγονται στον κεντρικό σταθµό όπου γίνεται η επεξεργασία και αποθήκευση δεδοµένων, δηµιουργούνται οι επιθυµητές πληροφορίες (χρωµατική κλίµακα, µετρήσεις, περιβαλλοντικοί δείκτες κ.λ.π.) [12-16] και παράγονται τα αρχεία html. Οι σταθµοί µετρήσεων στην ιστοσελίδα παρουσιάζονται σ ένα χάρτη τύπου Google Map. Πρόκειται για µια δωρεάν υπηρεσία χαρτογράφησης στο διαδίκτυο όπου παρέχεται από την google στο Ο χρήστης έχει την δυνατότητα να µελετήσει µια περιοχή µέσα από χάρτες, δορυφορικές φωτογραφίες και τρισδιάστατες εικόνες. Παρέχονται δυνατότητες εµφάνισης βασικών ή προσαρµοσµένων χαρτών, παροχής πληροφοριών τοπικών επιχειρήσεων τοποθεσιών και πληροφοριών επικοινωνίας, µετακίνησης χαρτών, εµφάνισης δορυφορικών εικόνων µε ή χωρίς δεδοµένα, πλοήγησης σε δύο διαστάσεις σε οποιονδήποτε χάρτη, αλλαγής οπτικής γωνίας (µετακίνηση του χάρτη) [17].

4 Σχήµα 1. ιάγραµµα ροής του νέου πληροφοριακού συστήµατος E.A.P Οι χάρτες απαρτίζονται από javascript αρχεία που περιέχουν κλάσεις, µεθόδους, ιδιότητες και αποτελούν παραµέτρους συµπεριφοράς του χάρτη. Είναι µία συµπαγής γλώσσα σεναρίων (scripting language) για την κατασκευή αλληλεπιδραστικών και λειτουργικών ιστοσελίδων για το ιαδίκτυο. [18] Στην αρχική ιστοσελίδα ( απεικονίζεται χάρτης τύπου google map της περιοχής ενδιαφέροντος, από τον οποίο ο χρήστης έχει την δυνατότητα να πλοηγηθεί στους σταθµούς (Σχ.2). Για κάθε σταθµό δηµιουργείται ένα χωριστό παράθυρο προβολής πληροφοριών µε τρείς καρτέλες (tabs). Η πρώτη καρτέλα εµφανίζει τις τρέχουσες τιµές του σταθµού (Σχ.3), η δεύτερη τον δείκτη ποιότητας αέρα (AQI) της προηγούµενης-τρέχουσας ηµέρας (Σχ.4) και η τρίτη καρτέλα εµφανίζει γενικές πληροφορίες που αφορούν τον συγκεκριµένο σταθµό. Η υλοποίηση σχετικά µε την αναπαράσταση σταθµών καθώς και τις ανάλογες πληροφορίες πραγµατοποιήθηκε µε την χρήση κώδικα Javascript. Επιπρόσθετο καινούργιο στοιχείο αποτελεί επίσης η παρεχόµενη πληροφορία σχετικά µε την πρόγνωση µετεωρολογικών παραµέτρων των επόµενων επτά ηµερών και ατµοσφαιρικής ρύπανσης.

5 Σχήµα 2. Χάρτης google map της αρχικής ιστοσελίδας µε τους τέσσερις σταθµούς µέτρησης Σχήµα 3. Ωριαίες µετρήσεις του σταθµού «Αριστοτέλους» στην πόλη της Κοζάνης στις 16 εκεµβρίου 2010, ώρα 13:00

6 Σχήµα 4. είκτης Ποιότητας Αέρα (ΑQI) προηγούµενης ηµέρας και τρέχοντος 24ώρου Η πληροφορία αυτή παράγεται σε παράλληλη υπολογιστική µηχανή του ΕΑΡ ΠΕΦΥ [19], διαβάζεται και αποθηκεύεται σε βάση δεδοµένων και στη συνέχεια µε κώδικα php γίνεται άντληση των δεδοµένων, δηµιουργία και προβολή στο διαδίκτυο µε τη µορφή γραφηµάτων. Οποιοσδήποτε χρήστης µέσα από ειδικό µενού δύναται να επιλέγει την περιοχή ενδιαφέροντος, οδηγούµενος σε σειρά γραφηµάτων που δίνουν τη χρονική εξέλιξη για τις επόµενες επτά ηµέρες των παραµέτρων της θερµοκρασίας, υγρασίας, ταχύτητας και διεύθυνσης ανέµου, ηλιακής ακτινοβολίας, ύψους βροχής, καθώς και την εξέλιξη του στρώµατος ανάµειξης. Σε ότι αφορά την πρόγνωση της ατµοσφαιρικής ρύπανσης υπάρχει διαβαθµισµένη πρόσβαση. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Ο τρόπος επικοινωνίας τερµατικών σταθµών συλλογής της πρωτογενούς πληροφορίας κεντρικής µονάδας συλλογής και επεξεργασίας δεδοµένων, η πρόσβαση στην περιβαλλοντική πληροφορία µέσω αλληλεπιδραστικού χάρτη τύπου Google Map, η παροχή προγνωστικών στοιχείων µετεωρολογικών παραµέτρων τοπικής κλίµακας και ατµοσφαιρικής ρύπανσης σε επιχειρησιακό χρόνο, συνθέτουν τη νέα µορφή του δυναµικού πληροφοριακού συστήµατος ποιότητας του αέρα ΕΑΡ, του ΤΕΙ υτικής Μακεδονίας. Αναπτύχτηκε στο ΕΑΡ ΠΕΦΥ/ΤΕΙ Μ, αξιοποιώντας και ενσωµατώνοντας νέες web τεχνολογίες. Μπορεί να αποτελέσει ένα σύγχρονο επιχειρησιακό εργαλείο διαχείρισης ποιότητας του αέρα στην περιοχή υτικής Μακεδονίας. Είναι ευέλικτο και µπορεί να προσαρµοστεί ώστε να λειτουργήσει σε οποιαδήποτε περιοχή. Η διεύθυνση της ιστοσελίδας είναι ή

7 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ : Η επέκταση αναβάθµιση του συστήµατος έγινε µε τη µερική χρηµατοδότηση από το ήµο Κοζάνης. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Οδηγία 90/313/EEC: Council Directive 90/313/EEC of 7 June 1990 on the freedom of access to information on the environment. 2. Οδηγία 92/72/EEC: Council Directive 92/72/EEC of 21 September 1992 on air pollution by ozone.. 3. Οδηγία 99/30/EC: Council Directive 1999/30/EC of 22 April 1999 relating to limit values for sulphur dioxide, nitrogen dioxide and oxides of nitrogen, particulate matter and lead in ambient air. 4. Οδηγία 96/62/EC: Council Directive 96/62/EC of 27 September 1996 on ambient air quality assessment and management. 5. Οδηγία 04/2003/CE: Επεκτείνει το επίπεδο πρόσβασης στην πληροφορία που προβλέπεται από την Οδηγία 90/313/ΕEC, την οποία καταργεί. 6. Karatzas K. and J. Kukkonen, 2009, COST Action ES0602 Workshop Proceedings Quality of life information services towards a sustainable society for the atmospheric environment ed. K. Karatzas and J. Kukkonen. 7. Schimak G., 2003 : Environmental data management and monitoring system UWEDAT. Environmental Modelling & Software 18, /. 8. Xuan Zhu, Allan P. Dale, 2001 : JavaAHP : a web-based decision analysis tool for natural resource and environmental management, Environmental Modelling & Software 16, line measurements.pdf 11. Τριανταφύλλου Α.Γ., Ευαγγελόπουλος Β., Κύρος Η., ιαµαντόπουλος, «Σχεδιασµός υναµικού Πληροφοριακού Συστήµατος στο ιαδίκτυο για την Ποιότητα του Αέρα στη υτική Μακεδονία». 7ο Πανελλήνιο ( ιεθνές) Συνέδριο Μετεωρολογίας Κλιµατολογίας Φυσικής της Ατµόσφαιρας, Κύπρος 28 30/09/2004, πρακτικά σελ ) 12. Τριανταφύλλου Α., 2004: Ατµοσφαιρική Ρύπανση Ατµοσφαιρικό Οριακό Στρώµα. Σύγχρονες Τεχνικές Μέτρησης (υπό έκδοση). 13. Τριανταφύλλου Α.Γ., Α.Γ.Παλιατσός, Μ. Βουτσινάς, "Εκτίµηση της ποιότητας της ατµόσφαιρας βιοµηχανικής περιοχής µε περιβαλλοντικούς δείκτες», Πρακτικά 6ου Πανελλήνιο Επιστηµονικό Συνέδριο Μετεωρολογίας - Κλιµατολογίας - Φυσικής της Ατµόσφαιρας, Ιωάννινα 2002, σελ EPA, 40 CFR Part 58 Ott, W.R. and G.C. Thom, 1976: A critical review of air pollution index systems in the United States and Canada, Journal of Air Pollution Control Association, 26, Thom, G.C. and W.R. Ott, 1976: A proposed uniform air pollution index. Atmospheric Environment, 10, Thom E.C., 1959: The discomfort index. Weatherwise 12, Gabriel Svennerberg, Beginning with Google Maps API, 2010, Published by Apress. 18. Javasctipt Bible 4 th Edition, Danny Goodman, 2001, Hungry Minds Inc. 19. Triantafyllou A.G., A. Krestou, P.Hurley, M. Thatcher, 2010, An operational high resolution local scale meteorological and air quality forecasting system for western Macedonia, Greece, submitted.