ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Δ.Π.Μ.Σ. στα Πληροφορικά Συστήματα

Transcript

1 ΖΑΧΑΡΙΑΔΗΣ ΑΝΘΙΜΟΣ Μεταπτυχιακή Διατριβή Master Thesis Επιβλέπων: Κ. Ταραμπάνης Εξεταστής: Α. Γεωργίου

2 ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ηδυναμικήανάσυρσηχωρικών και περιγραφικών πληροφοριών από Βάσεις Δεδομένων και η δημοσίευσή τους στο Διαδίκτυο (Γ.Σ.Π. διαδικτύου) με τη χρήση τεχνολογιών ανοιχτού κώδικα, κυρίως γύρω από το πρότυπο XML (extensible Markup Language)

3 ΣΤΟΧΟΙ Διερεύνηση, καταγραφή και ανάλυση του ερευνητικού έργου πουέχειγίνειμέχρισήμεραστοχώροτων Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών Διαδικτύου Ανάλυση και σχεδιασμός ενός Γ.Σ.Π. διαδικτύου με βάση τις σύγχρονες τάσεις Εφαρμογή του συστήματος στο πρόβλημα της Διαχείρισης των Δασικών Πυρκαγιών, γεωγραφικά εντοπισμένο στο Περιαστικό Δάσος Θεσσαλονίκης (Σειχ Σου).

4 ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ Γ.Σ.Π. τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών είναι εργαλεία που επιτρέπουν την επεξεργασία χωρικών δεδομένων τα οποία είναι σαφώς συσχετιζόμενα με γενικές πληροφορίες καιχρησιμοποιούνταιγιατηλήψηαποφάσεων σχετικά με ένα κομμάτι της Γης (DeMers, 1997)

5 ΧΩΡΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Κατηγορίες Χωρικών Οντοτήτων Σημεία Γραμμές Πολύγωνα Κατηγορίες Χωρικών Μοντέλων Ψηφιδωτό Μοντέλο (raster) Διανυσματικό Μοντέλο (vector)

6 ΤΟ ΨΗΦΙΔΩΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Ορισμός Αναπαράσταση του γεωγραφικό χώρου, με μια σειρά από μονάδες, κάθε μια από τις οποίες είναι περιορισμένη και ορίζεται από ένα συγκεκριμένο κομμάτι της επιφανείας της γης Αξιολόγηση του μοντέλου Πλεονεκτήματα Απλότητα της δομής Ευκολία διεξαγωγής αναλύσεων Μικρές απαιτήσεις σε τεχνολογίες αιχμής Συμβατότητα με δεδομένα τηλεπισκόπισης Μειονεκτήματα Χωρικές ανακρίβειες Ασαφής δομή Ανάγκη για μεγάλους αποθηκευτικούς πόρους Μεταβλητή ανάλυση (resolution)

7 ΤΟ ΨΗΦΙΔΩΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Το πρόβλημα της μεταβλητής ανάλυσης

8 ΤΟ ΨΗΦΙΔΩΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Η συμβατότητα με δεδομένα τηλεπισκόπισης

9 ΤΟ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Ορισμός Αναπαράσταση του γεωγραφικό χώρου, με ζεύγη συντεταγμένων Χ, Υ Αξιολόγηση του μοντέλου Πλεονεκτήματα Ακριβή δεδομένα Απαιτεί λιγότερους αποθηκευτικούς πόρους Προσομοιάζει σε αναλογικό Υποστήριξη τοπολογίας χάρτη Μειονεκτήματα Πολύπλοκη δομή Πολύπλοκο λογισμικό Δυσκολία στην εκτέλεση αναλύσεων Μη υποστήριξη δεδομένων τηλεπισκόπησης

10 ΤΟ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Τρόπος αποθήκευσης της πληροφορίας

11 ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΤΟ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ Παραδοσιακά Γ.Σ.Π. Μεγάλη καμπύλη εκμάθησης Μεγάλο κόστος λογισμικού Απλοί Χρήστες Αδυναμία πρόσβασης στη χωρική πληροφορία Γ.Σ.Π. διαδικτύου Εύκολη πρόσβαση σε κατανεμημένη χωρική πληροφορία

12 Γ.Σ.Π. ΣΤΟ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ ΣΗΜΕΡΑ Χαρακτηριστικά Βασίζονται κυρίως στο ψηφιδωτό μοντέλο Συγκεντρώνουν πληροφορία από διάφορες πηγές Έχουν ελάχιστες δυνατότητες διαδραστικότητας Υποστηρίζουν μόνο βασικές λειτουργίες Υλοποιήσεις Εφαρμογές τριών επιπέδων (three tier) Κυρίως εμπορικά πακέτα Web brows er Χωρικά ερωτήματα WWW Εικόνες, Διανύσματα, HTML Web server Map server ArcIMS. Ο κυρίαρχοςτηςαγοράς MapServer, Geoserver. Οι ανερχόμενες δυνάμεις GIS λογισμι κό GIS Databas e

13 ΤΥΠΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΕΝΟΣ Γ.Σ.Π. ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ Χωρικά ερωτήματα Web browser WWW Εικόνες, Διανύσματα, HTML Web server Map server GIS λογισμικό GIS Database

14 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ THIN CLIENT CGI Web browser WWW Web server WebServer API Servlets Map server ASP,JSP,PHP GIS λογισμικό GIS Database

15 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ THICK CLIENT Plug - in Web browser Java applet WWW Web server Map server Javascript ActiveX GIS λογισμικό GIS Database

16 TA ΠΡΟΤΥΠΑ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ OpenGIS Consortium Οοργανισμός Μη κερδοσκοπικός Εκδίδει πρότυπα για την ανάπτυξη συστημάτων γεωεπεξεργασίας ανοιχτού κώδικα Τα πρότυπα βασίζονται στις αρχές της διαλειτουργικότητας Της ολοκλήρωσης Τα πρότυπα Geography Markup Language Web Map Service Web Feature Service

17 ΔΙΑΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ Web Client 1 http request response Map Server 1 DB Εφαρμογή των προτύπων του OGC Map Server 1 DB Web Client 2 http request response Map Server 2 DB Web Client http request response Map Server 2 DB Web Client 3 http request response Map Server 3 DB Map Server 3 DB Παγκόσμιος Ιστός Παγκόσμιος Ιστός

18 Geography Markup Language (GML) Διαλειτουργικότητα Βάση για σχήματα εφαρμογής XML πρότυπο κωδικοποίησης που έχει ως σκοπό τη μεταφορά και την αποθήκευση της γεωγραφικής πληροφορίας Μετασχηματισμός σε γραφικά Αρχεία κειμένου

19 H GML ΩΣ ΜΕΣΟ ΔΙΑΦΑΝΟΥΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Geodatabase MapInfo WFS 1 GML output GML output WFS 4 GML input ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ GML input GML input GML input WFS 2 GML output GML output WFS 3 Shapefiles Oracle

20 WEB MAP SERVICE Αντικείμενο μεθοδολογία για την ταυτόχρονη επίθεση πολύπλοκων και κατανεμημένων χωρικών πληροφοριών μέσω του διαδικτύου με τη μορφή κυρίως ψηφιδωτών δεδομένων (raster) Λειτουργίες GetCapabilities GetMap GetFeatureInfo Client s broswer Web server http get/post Apache HTTP URL request External WMS server Σελίδες HTML Html pages + images απαντήσεις HTTP URL request απαντήσεις UMN Mapserver GD Proj4 php Postgresql PostGIS

21 WEB FEATURE SERVICE Αντικείμενο ανάσυρση χωρικής πληροφορίας, ηοποία είναι κωδικοποιημένη στην γλώσσα GML, από πολλαπλές πηγές (συγκεκριμένα από διάφορους WFS) και παροχή της στον χρήσημετημορφήδιανύσματος Λειτουργίες GetCapabilities DescribeFeatureType GetFeatureInfo Transaction LockFeature Client s broswer http get/post Web server Apache TomCat JSP Geoserver servlets GML Plug-ins PostgreSql PostGIS

22 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Χωρικά μοντέλα Γ.Σ.Π. διαδικτύου σήμερα Πρότυπα OGC Βέλτιστη λύση Ανάγκες Χρηστών

23 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Πελάτης HTML SVG GML Geoclient http get/post Web browser SVG Viewer Javascript Διαδίκτυο Web server Διεργασίες εξυπηρετητή Apache Geoserver WFS server Lite php Χώροι Διατήρησης Δεδομένων SVG MySql GML OGC Feature datastore

24 ΤΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΤΟΥ GEOCLIENT Label Settings Legend Settings Autolabel identify Tabular query Manual Label Digitize Zoom out Preferences Zoom all About Geoclient Zoom in

25 ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΟΥ GEOCLIENT κλείδα Προβολή συντεταγμένων Φόρμα υποβολής ερωτήματος Προβολή περιγραφικών δεδομένων Προβολή γραφήματος Υπόμνημα Διαχείριση επιπέδων

26 ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΤΩΝ ΤΡΙΩΝ ΕΠΙΠΕΔΩΝ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Geoclient <GetCapabilities> Request GeoserverLite MySQL Capabilities XML document <DescribeFeatureType>Request Execute describe command Feature description(s) XML Schema document <GetFeature>Request Execute GetFeature command Features GML document Network Host

27 ΕΠΕΚΤΑΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Πελάτης Advanced Geoclient Web browser SVG Viewer Javascript Διαδίκτυο HTML SVG GML images http get/post Apache Web server Διεργασίες εξυπηρετητή WMS UMN Mapserver Get Capabilities image Geoserver Lite Get Capabilities GML Geoserver WFS server php php php JSP Χώροι Διατήρησης Δεδομένων PostgreSQL SVG GML Proprietary files MySql PostgreSQL OGC Feature datastore

28 ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ ΤοπρόβληματωνΔασικώνΠυρκαγιώνστηνΕλλάδα Δραματική αύξηση των Δασικών πυρκαγιών τις τελευταίες δεκαετίες Λόγω ερήμωσης της υπαίθρου Λόγω διόγκωσης των αστικών κέντρων Δυσμενείς οικολογικοί παράγοντες Ξηροθερμική περίοδος Ισχυρoί άνεμοι Ιδιαίτερα εύφλεκτη βλάστηση αποτέλεσμα Τουλάχιστον στρέμματα δασικής γης καίγονται ετησίως

29 ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ Το πρόβλημα της διαχείρισης των Δασικών Πυρκαγιών Μέχρι το 1997 Πρόληψη, καταστολή και αποκατάσταση στη Δασική Υπηρεσία Πυροσβεστική Υπηρεσία - Επικουρικό έργο ΥΠΕΘΑ Εναέρια μέσα κατάσβεσης Μετά το 1997 Πρόληψη, αποκατάσταση στη Δασική Υπηρεσία Καταστολή στην Πυροσβεστική Υπηρεσία ΥΠΕΘΑ Εναέρια μέσα κατάσβεσης αποτέλεσμα Πάνω από στρέμματα αποτεφρωμένων δασικών εκτάσεων κατά το έτος 1998

30 ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ Το πρόβλημα της πληροφοριακής οργάνωσης των εμπλεκόμενων φορέων Απουσία Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων Επιχειρησιακός σχεδιασμός σε χάρτες 1:5.000 του 1970 Αδυναμία αντιπαραβολής στοιχείων Πληροφορία κατακερματισμένη Κυρίως σε αναλογική μορφή συμπέρασμα Επιτακτικήανάγκηηδημιουργία ενός Γ.Σ.Π για την διαχείριση των Δασικών Πυρκαγιών

31 Γ.Σ.Π. ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΑΣΙΚΩΝ ΠΥΡΚΑΓΙΩΝ Περιγραφή του συστήματος Βασίζεται στο ισχύον καθεστώς αρμοδιοτήτων Χρησιμοποιεί το σύστημα που αναλύθηκε και σχεδιάστηκε Λόγω της ανάγκης για διαλειτουργικότητα Λόγω της ανάγκης για ολοκλήρωση των δεδομένων Λόγω της ανάγκης εύκολης πρόσβασης στο σύστημα Χωρίζεται σε δυο υποσυστήματα στο υποσύστημα επιχειρησιακού σχεδιασμού στο υποσύστημα αρχειακών δεδομένων Χρησιμοποιείται από δύο κατηγορίες χρηστών τα επιτελικά στελέχη τους απλούς χρήστες Επιτελικά στελέχη Απλοί χρήστες Επιχειρησιακός σχεδιασμός Αρχειακά δεδομένα

32 ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Περιγραφή του υποσυστήματος Πρόσβαση μόνο από τους επιτελείς Περιλαμβάνει πληροφορίες για την πρόληψη των δασικών πυρκαγιών πληροφορίες για την ορθή λήψη αποφάσεων κατά τη διάρκεια της πυρκαγιάς Αποτελείται από τρεις μονάδες την κεντρική βάση δεδομένων τη ΒΔ διοίκησης των εναέριων μέσων κατάσβεσης το χάρτη επικινδυνότητας έναρξης πυρκαγιάς GUI επιχειρησιακού σχεδιασμού Χάρτης επικινδυνότητας έναρξης πυρκαγιάς Κεντρική ΒΔ ΒΔ Διοικ. Εναερ.. μέσων

33 ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Κεντρική Βάση Δεδομένων Ολοκλήρωση των δεδομένων της Δασικής και Πυροσβεστικής Υπηρεσίας Χωρικές Οντότητες Πηγές Νερού Πυροσβεστικά οχήματα Πυροφυλάκεια Σημεία έναρξης δασικών πυρκαγιών Χρήσεις Γης Οδικό Δίκτυο Αντιπυρικές λωρίδες Ισοϋψείς Τοπωνύμια Μη Χωρικές Οντότητες Καταστροφές οικοδομημάτων Καταστροφές οχημάτων Διασώσεις ατόμων Εμπλεκόμενες δυνάμεις κατάσβεσης Εναέρια μέσα Τρόποι κατάσβεσης

34 ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Κεντρική Βάση Δεδομένων - Γραφικό περιβάλλον Χρήστη

35 ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Κεντρική Βάση Δεδομένων - Φόρμες Ενημέρωσης

36 ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Βάση Δεδομένων Διοίκησης Εναέριων Μέσων Συντήρηση από το ΥΠΕΘΑ Χωρικές Οντότητες Πυροσβεστικά Αεροπλάνα Ελικόπτερα Σημεία ανεφοδιασμού

37 ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Χάρτης επικινδυνότητας έναρξης πυρκαγιάς Απλό μοντέλο στάθμισης διαφόρων παραγόντων ΑΝΑΓΛΥΦΟ ΕΚΘΕΣΗ ΒΛΑΣΤΗΣΗ

38 ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Χάρτης επικινδυνότητας έναρξης πυρκαγιάς

39 ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑ ΑΡΧΕΙΑΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Περιγραφή του υποσυστήματος Πρόσβαση τόσο από τους επιτελείς όσο και από τους απλούς χρήστες Περιλαμβάνει αναλυτικές πληροφορίες για κάθε πυρκαγιά διοικητικές αποφάσεις (κηρύξεις αναδασωτέων εκτάσεων) Αποτελείται από μια κεντρική ΒΔ η οποία συντηρείται από τη Δασική Υπηρεσία σχετίζεται με δορυφορικά δεδομένα σχετίζεται με τα δεδομένα του Κτηματολογίου σχετίζεται με τα δεδομένα του Δασολογίου GUI επιχειρησιακού σχεδιασμού Κεντρική ΒΔ

40 ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑ ΑΡΧΕΙΑΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Κεντρική Βάση Δεδομένων Χωρικές Οντότητες Καμένες εκτάσεις Αναδασωτέες εκτάσεις Ισοϋψείς Μη Χωρικές Οντότητες Μετεωρολογικά δεδομένα Σταθμολογικά στοιχεία Πυρολογικά στοιχεία

41 Γ.Σ.Π. ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΑΣΙΚΩΝ ΠΥΡΚΑΓΙΩΝ Επιτελικά στελέχη Απλοί χρήστες Υποσύστημα Επιχειρησιακού Σχεδιασμού WWW Υποσύστημα Αρχειακών Δεδομένων Κεντρική ΒΔ Χάρτης επικινδυν. έναρξης Γ.Σ.Π. Διαχείρισης Δασικών Πυρκαγιών Κεντρική ΒΔ ΒΔ διοικ. Εναέριων μέσων πυρκαγιάς Δορυφορικές εικόνες Δασολόγιο Κτηματολόγιο

42 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα Γ.Σ.Π. Διαδικτύου αποτελούν τεχνολογία αιχμής Οι τεχνολογίες ανοιχτού κώδικα αποτελούν την επανάσταση στο χώρο της πληροφορικής Τα πρότυπα της OGC αποτελούν τη βάση για την ανάπτυξη ενός βιώσιμου Γ.Σ.Π. Διαδικτύου Η πιο σύγχρονη προσέγγιση καθορίζεται από το πρότυπο Web Feature Service Βασικές αρχές κάθε Γ.Σ.Π. διαδικτύου είναι η διαλειτουργικότητα ηολοκλήρωση

43 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΗυλοποίησηενόςΓ.Σ.Π. διαδικτύου συμβατό με το πρότυπο WFS Δεν έχει μόνο θεωρητική αξία Μπορεί να λύσει σημαντικά προβλήματα της καθημερινότητας απόδειξη Η εφαρμογή Γ.Σ.Π. διαδικτύου για την Διαχείριση Δασικών Πυρκαγιών

44 ΑΝΘΙΜΟΣ ΖΑΧΑΡΙΑΔΗΣ MASTER THESIS