ΔΡΑΣΗ 6 Παραδοτέο: 13. Εγχειρίδιο για Νέες Τεχνολογίες για τον Ολοκληρωμένο Περιβαλλοντικό Σχεδιασμό

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ (Τ.Ε.Ι. ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ «ΑΝΑΔΕΙΞΗ ΤΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΔΡΥΜΑΤΟΣ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΩΣ ΔΙΕΘΝΟΥΣ ΠΟΛΟΥ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑΣ» ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΔΙΑΧΡΟΝΙΚΩΝ ΑΛΛΑΓΩΝ ΧΡΗΣΕΩΝ ΓΗΣ ΣΤΟ ΤΟΠΙΟ ΚΑΙ ΣΤΗ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΩΝ ΝΗΣΙΩΝ ΖΑΚΥΝΘΟΥ, ΚΕΦΑΛΛΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΛΕΥΚΑΔΑΣ ΔΡΑΣΗ 6 Παραδοτέο: 13 Εγχειρίδιο για Νέες Τεχνολογίες για τον Ολοκληρωμένο Περιβαλλοντικό Σχεδιασμό

ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΓΙΑ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟΝ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΣΕ ΝΗΣΙΩΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΠΟΙΡΑΖΙΔΗΣ ΖΑΚΥΝΘΟΣ 2014 2 P age

Πρόλογος Το παρόν εγχειρίδιο για νέες τεχνολογίες, έχει δημιουργηθεί κυρίως από το υλικό που παρουσιάστηκε σε δύο Θερινά Σχολεία του ΤΕΙ Ιονίων Νήσων, με θεματικό τίτλο «ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΣΕ ΝΗΣΙΩΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ» στο πλαίσιο της Πράξης «ΑΝΑΔΕΙΞΗ ΤΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΔΡΥΜΑΤΟΣ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΩΣ ΔΙΕΘΝΟΥΣ ΠΟΛΟΥ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑΣ» που υλοποιήθηκαν από το ΤΕΙ Ιονίων Νήσων με την συγχρηματοδότηση του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου και του Υπουργείου Παιδείας, και Θρησκευμάτων, και πραγματοποιήθηκαν στη Ζάκυνθο τον Ιούλιο του 2012 και 2013. Απευθύνεται σε πτυχιούχους ή τελειόφοιτους ΑΕΙ/ΤΕΙ της επιστήμης του περιβάλλοντος και βασικός στόχος του είναι να αποτελεί έναν οδηγό ειδικής εκπαίδευσης για αναλύσεις σε θέματα μελέτης, ανάλυσης και διαχείρισης του φυσικού περιβάλλοντος σε σχέση με τον περιβαλλοντικό σχεδιασμό. Για αυτό το λόγο, σε κάθε θεματική ενότητα του εγχειριδίου υπάρχει ένα εισαγωγικό κεφάλαιο με το θεωρητικό πλαίσιο της ενότητας και ακολουθεί μια επίδειξη εφαρμογής. Σε πολλές από τις ενότητες χρησιμοποιήθηκε λογισμικό ανοιχτού κώδικα για ευκολία λήψης και χρήσης του, ενώ σε πιο ειδικές αναλύσεις χρησιμοποιήθηκε λογισμικό εμπορικής φίρμας. Η δομή του εγχειριδίου ακολουθεί τη βασική θεματολογία των Θερινών Σχολείων και είναι η ακόλουθη: Α. Σύγχρονες τεχνολογίες για τη χαρτογράφηση, παρακολούθηση και μοντελοποίηση του περιβάλλοντος Β. Βιοποικιλότητα, διαδικασίες οικοσυστημάτων και απειλές στο πλαίσιο του περιβαλλοντικού σχεδιασμού Γ. Η ενσωμάτωση των οικοσυστημικών λειτουργιών και ωφελειών στον ολοκληρωμένο περιβαλλοντικό σχεδιασμό Στην υλοποίηση αυτού του εγχειριδίου συμμετείχαν οι βασικοί εκπαιδευτές των Θερινών Σχολείων 2012 και 2013 και η σχετική συνεισφορά του καθενός φαίνεται σε κάθε υποκεφάλαιο. Παράλληλα βοήθησαν ουσιαστικά οι Γεώργιος Κεφαλάς και Λορίλια Ρoξάν Σουζέτ, φοιτητές και συνεργάτες του Τομέα Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Οικολογίας του Τμήματος Τεχνολόγων Περιβάλλοντος του ΤΕΙ Ιονίων Νήσων. 3 P age

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ Α. Σύγχρονες τεχνολογίες για τη χαρτογράφηση, παρακολούθηση και μοντελοποίηση του περιβάλλοντος Α1. Ανάλυση Χωρικών - Δεδομένων - Γενικό Πλαίσιο, Στατιστικές μέθοδοι στην ανάλυση χωρικών δεδομένων 1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ... 8 1.1 Ορισμός... 8 1.2 Συστατικά μέρη ενός Γ.Σ.Π... 9 1.3 Κατηγορίες δεδομένων ενός Γ.Σ.Π... 10 1.4 Οργάνωση και διαχείριση των γεωγραφικών πληροφοριών... 11 1.5 Τοπολογική δόμηση των γεωγραφικών ενοτήτων... 11 1.6 Λειτουργικά χαρακτηριστικά εργαλεία... 12 1.7 Σχεδιασμός και υλοποίηση Γ.Σ.Π.... 12 1.7.1 Συλλογή και κωδικοποίηση των δεδομένων... 13 1.7.2 Διοίκηση των δεδομένων... 13 1.7.3 Ανάκτηση των δεδομένων... 14 1.7.4 Χειρισμός και επεξεργασία των δεδομένων... 14 1.7.5 Παρουσίαση των δεδομένων... 14 2 ΧΑΡΤΕΣ - ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΑ... 15 2.1 Εισαγωγή ορισμοί... 15 2.2 Χάρτες κλίμακες χαρτών... 16 2.3 Γεωγραφικά φαινόμενα... 18 2.3.1 Διάκριση γεωγραφικών φαινομένων ως προς τις διαστάσεις τους... 18 2.3.2 Διάκριση γεωγραφικών φαινομένων ως προς την ιεράρχησή τους... 19 2.4 Οπτικές Μεταβλητές... 20 2.4.1 Χαρακτηριστικά οπτικών μεταβλητών... 20 2.5 Μαθηματική χαρτογραφία... 22 2.5.1 Γεωγραφικές συντεταγμένες... 22 2.5.2 Χαρτογραφικές απεικονίσεις... 23 2.6 Γενίκευση... 25 2.6.1 Διαδικασίες γενίκευσης... 25 2.6.2 Βαθμοί γενίκευσης... 26 2.6.3 Διαδικασία εφαρμογής γενίκευσης... 26 2.7 Πρακτικοί κανόνες χαρτοσύνθεσης... 27 3 ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ... 30 3.1 Τεχνικές χειρισμού... 30 3.2 ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ... 30 3.3 Γενίκευση χάρτη... 32 3.4 Map abstraction... 33 3.5 Χειρισμός χαρτογραφικών επιπέδων... 34 3.6 Δημιουργία ζωνών επιρροής (buffer... 34 3.7 Επίθεση και σχηματισμός νέων πολυγώνων... 34 3.8 Μετρήσεις... 36 4 P age

3.9 Ανάλυση Πλεγματικών Δεδομένων... 37 4 ΧΩΡΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ... 38 4.1 Γενικά... 38 4.2 Οι κυριότερες μέθοδοι Χωρικής Παρεμβολής... 39 4.2.1 Γενικές μέθοδοι χωρικής παρεμβολής... 39 4.2.2 Τοπικές μέθοδοι χωρικής παρεμβολής... 41 4.2.3 Γεωστατιστικές μέθοδοι παρεμβολής (Kriging... 43 Α2. Χωρική Ανάλυση, Χωρική Παρεμβολή και Γεωστατιστική - Πειραματική Εφαρμογή 1. ΒΑΣΙΚΕΣ ΜΟΝΟΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ... 63 2. ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ... 68 3. ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΜΕΣΩΝ ΟΡΩΝ... 69 4. ΕΞΑΡΤΗΣΗ ΔΥΟ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ (ΜΗ ΧΩΡΙΚΗ... 73 5. ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΧΩΡΙΚΗΣ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΙΜΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ... 74 6. ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΧΩΡΙΚΗΣ ΑΥΤΟΣΥΣΧΕΤΙΣΗΣ (SPATIAL AYTOCORRELATION ΣΤΙΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ ΠΟΥ ΕΚΦΡΑΖΟΥΝ ΤΑ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΛΑΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΕΠΙΦΑΒΕΙΑΚΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ... 76 7. ΜΕΘΟΔΟΙ ΧΩΡΙΚΗΣ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗΣ (ΜΗ ΓΕΩΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ... 79 8. ΓΕΩΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΧΩΡΙΚΗΣ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗΣ... 81 ΒΑΣΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ... 89 Α3. Τηλεπισκόπηση Εφαρμογές στο Περιβάλλον 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 92 1.1 Μαθαίνοντας από τα δεδομένα... 92 1.2 Ταξινόμηση... 92 2 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΟΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΤΕΣ... 93 2.1 O ταξινομητής των k-πλησιέστερων γειτόνων.... 94 2.2 Ο στατιστικός ISODATA... 94 2.3 Ιεραρχικός αλγόριθμος μεγίστου ελαχίστου.... 95 3 ΝΕΥΡΩΝΙΚΟΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΤΕΣ... 95 3.1 Γενικά περί Τεχνητών Νευρωνικών Δικτύων... 95 3.2 Τα δίκτυα οπισθόδρομης διάδοσης του σφάλματος (ΒΡ... 98 3.3 Τα δίκτυα αυτο-οργανούμενων χαρτών (SOM.... 101 4 ΑΣΑΦΕΙΣ ΤΑΞΙΝΟΜΗΤΕΣ... 103 4.1 Ασαφής Λογική... 103 4.2 Ο ασαφής ISODATA (Fuzzy Isodata... 104 5 ΠΟΛΥΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ... 105 Α4. Τηλεπισκόπηση - Πειραματική Εφαρμογή 1. ΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΜΕΝΟΥ ΤΟΥ MONTEVERDI... 109 2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ... Error! Bookmark not defined. 3. ΕΞΑΓΩΓΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ....116 4. ΚΑΤΑΤΜΗΣΗ ΕΙΚΟΝΑΣ...118 5 P age

5. ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ...120 5.1 Διαδικασία δημιουργίας trainingsets (εκπαιδευτικών πεδίων...121 6. ΜΗ ΕΠΙΒΛΕΠΟΜΕΝΗ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΜΕ KMeans...124 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ...125 Β. Bασικές έννοιες για τη βιοποικιλότητα - εργαλεία για την εκτίμηση & χαρτογράφηση της τοπικής βιοποικιλότητας: Συνοπτικός Οδηγός Αναλύσεων Δεδομένων Πεδίου 1. ΒΙΟΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΧΛΩΡΙΔΑΣ... 131 2. ΔΕΙΚΤΕΣ ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑΣ... 132 3. ΑΝΑΛΥΣΗ ΒΙΟΚΟΙΝΟΤΗΤΩΝ β ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ... 134 4. ΑΝΑΛΥΣΗ ΒΙΟΚΟΙΝΟΤΗΤΩΝ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΠΡΟΤΥΠΩΝ... 136 Γ. Η ενσωμάτωση των οικοσυστημικών λειτουργιών και ωφελειών στον ολοκληρωμένο περιβαλλοντικό σχεδιασμό Οδηγός για την Αξιολόγηση και Χαρτογράφηση των Οικοσυστημικών Υπηρεσιών 1. ΥΠΌΒΑΘΡΟ ΚΑΙ ΕΙΣΑΓΩΓΉ... 142 1.1 Θεωρητικό Υπόβαθρο... 142 1.2 Πολιτικό υπόβαθρο στην Ευρωπαϊκή Ένωση... 143 2. ΤΟ ΠΛΑΊΣΙΟ ΑΞΙΟΛΌΓΗΣΗΣ... 143 2.1 Κατηγορίες κάλυψης του CORINE ως περιοχές αναφοράς... 145 2.2 Ορισμός των οικοσυστημικών υπηρεσιών... 146 2.3 Μήτρα αξιολόγησης: κάλυψη γης έναντι οικοσυστημικών υπηρεσιών... 147 3. ΚΑΤΕΥΘΥΝΤΉΡΙΕΣ ΓΡΑΜΜΈΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΉ ΕΚΤΊΜΗΣΗ ΤΩΝ ΟΙΚΟΥΣΤΗΜΙΚΏΝ ΥΠΗΡΕΣΙΏΝ: ΈΞΙ (6 ΣΤΆΔΙΑ ΠΡΟΣΈΓΓΙΣΗΣ ΣΕ ΤΟΠΙΚΌ ΚΑΙ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΌ ΕΠΊΠΕΔΟ (TEEB 2010b... 147 3.1 Καθορισμός και συμφωνία θεμάτων πολιτικής με τους άμεσα ενδιαφερόμενους (τοπικών φορέων... 147 3.2 Αναγνώριση των καταλληλότερων οικοσυστημικών υπηρεσιών... 148 3.3 Προσδιορισμός των αναγκαίων πληροφοριών και επιλογή κατάλληλων μεθόδων 149 3.3.1 Η προσέγγιση βάσει στοιχείων... 149 3.3.2 Προσαρμοσμένη συνδιαχείριση... 150 3.3.3 Η διαβούλευση, η εκτίμηση και η επανεξέταση από τους ειδικούς... 152 3.4 Αξιολόγηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών... 153 3.5 Αναγνώριση και εκτίμηση επιλογών πολιτικής... 153 3.6 Αξιολόγηση των επιδράσεων κατανομής των πολιτικών επιλογών... 154 4. ΑΝΑΛΥΤΙΚΈΣ ΤΕΧΝΙΚΈΣ ΟΔΗΓΊΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΛΌΓΗΣΗ ΤΩΝ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΙΚΏΝ ΥΠΗΡΕΣΙΏΝ... 154 5. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΊΑ... 164 6 P age

Α. Σύγχρονες τεχνολογίες για τη χαρτογράφηση, παρακολούθηση και μοντελοποίηση του περιβάλλοντος Α1. Ανάλυση Χωρικών - Δεδομένων - Γενικό Πλαίσιο, Στατιστικές μέθοδοι στην ανάλυση χωρικών δεδομένων Θεωρητικό Πλαίσιο Διονύσιος Καλύβας, Αναπληρωτής καθηγητής, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Αξιοποίησης Φυσικών Πόρων και Γεωργικής Μηχανικής, Εργαστήριο Εδαφολογίας & Γεωργικής Χημείας Ποϊραζίδης Κωνσταντίνος, Καθηγητής Εφαρμογών του ΤΕΙ Ιονίων Νήσων, Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος, Τομέας Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Οικολογίας 7 P age

1. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ 1.1 Ορισμός Η πρόοδος των αυτόματων τρόπων παραγωγής και ανάλυσης χαρτών συνδυάστηκε με την ταυτόχρονη ανάπτυξη των αυτόματων μεθόδων συλλογής, ανάλυσης, επεξεργασίας και παρουσίασης της πληροφορίας σε τομείς όπως η γεωγραφία, η πολεοδομία κ.ά. Εξαιτίας της επιτακτικής ανάγκης να καθιερωθεί ένα πλαίσιο λειτουργιών για συλλογή, ανάλυση, επεξεργασία, αποθήκευση και απόδοση της γεωγραφικής πληροφορίας δημιουργήθηκαν τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (Geographical Information Systems, G.I.S.. Ένα απλό παράδειγμα που βοηθά στην κατανόηση της έννοιας των ΓΣΠ είναι το εξής: Έστω ότι για κάθε οικόπεδο ενός οικοδομικού τετραγώνου έχουμε σε αρχείο τις ακόλουθες πληροφορίες: α Κτηματολογικό αριθμό β Διεύθυνση ακινήτου γ Στοιχεία ιδιοκτήτη δ Εμβαδόν ε Αριθμό κτιρίων στο οικόπεδο ζ Αριθμό ορόφων η Χρήσεις στο ισόγειο και τους ορόφους θ Κατάσταση κτιρίων ι Αξία γης Όλες αυτές οι πληροφορίες αποτελούν μια βάση δεδομένων. Αν η βάση αυτή ενωθεί με το χάρτη της περιοχής με τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει αμφι-μονοσήμαντη αντιστοιχία μεταξύ των εγγραφών της βάσης και των οικοπέδων του χάρτη, τότε δημιουργήθηκε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ. Άρα τι είναι ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών; 1. Είναι ένα ψηφιακό σύστημα για την εισαγωγή, αποθήκευση, έλεγχο, χειρισμό, ανάλυση και παρουσίαση δεδομένων που αναφέρονται σε κάποιο σημείο της Γης ή γενικά που έχουν γεωγραφικής φύσης. Ένα σύνολο προγραμμάτων που λειτουργούν σε μια σχεσιακή βάση δεδομένων. 2. Ένα οργανωμένο σύνολο εργαλείων συλλογής, αποθήκευσης, ενημέρωσης επεξεργασίας, ανάλυσης και παρουσίασης όλων των τύπων των γεωγραφικών πληροφοριών. 3. Ένα σύστημα που χρησιμοποιεί μια χωρική βάση δεδομένων για την απάντηση ερωτήσεων γεωγραφική αναφορά. Ένα ΓΣΠ μπορεί να απαντήσει ανεξάρτητα από συγκεκριμένη εφαρμογή σε ερωτήσεις που αφορούν την τοποθεσία, την κατάσταση, τις τάσεις, τα μοτίβα, τη δημιουργία μοντέλων. Ο ειδικός χρήστης - αναλυτής του ΓΣΠ είναι αυτός που θα οργανώσει τις γεωγραφικές πληροφορίες ανάλογα με την εφαρμογή και θα αξιοποιήσει έτσι ώστε το σύστημα (μηχανικό εξοπλισμό - λογισμικό να απαντά σε συγκεκριμένα ερωτήματα που θα προκύπτουν από την εφαρμογή. Τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη εφαρμογών σε τομείς όπως: Κτηματολόγιο Φωτογραμμετρία Εδαφολογία Γεωλογία Δασική Διαχείριση Δασοπροστασία Διαχείριση Δικτύων Κοινής Ωφέλειας Χωροθέτηση εκπαιδευτικών μονάδων Πολεοδομία - Χωροταξία Τοπογραφία Χαρτογραφία Χρήσεις γης Οργάνωση και Διαχείριση Αστυνόμευσης Οργάνωση Πυροπροστασίας-Πυρόσβεσης Αντισεισμική Προστασία Στην Εικόνα 1 δίνεται σχηματικά η αναπαράσταση του πραγματικού χώρου σ ένα ΓΣΠ μέσα από την έννοια της διαστρωμάτωσης (layers των γεωγραφικών πληροφοριών. 8 P age

1.2 Συστατικά μέρη ενός Γ.Σ.Π. Εικόνα 1. Έννοια της διαστρωμάτωσης της γεωγραφικής πληροφορίας. Ένα ΓΣΠ αποτελείται από μηχανικά μέρη κατάλληλα να ανταποκρίνονται στις ειδικές απαιτήσεις (ειδικά για εισαγωγή αναλογικών χαρτών, το απαραίτητο ειδικό λογισμικό και το ανθρώπινο δυναμικό που θα χειρίζεται και θα διοικεί κατάλληλα και αποτελεσματικά hardware και software. Μηχανικός εξοπλισμός. Ο βασικός εξοπλισμός ενός ΓΣΠ είναι ο Η/Υ και ειδικότερα η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (C.P.U. με την οποία συνδέονται οι διάφορες περιφερειακές μονάδες. Η κεντρική μονάδα του Η/Υ συνδέεται με μία μονάδα αποθήκευσης που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση δεδομένων και προγραμμάτων. Βασική περιφερειακές περιφερειακές μονάδες εισόδου γεωγραφικών δεδομένων είναι (βλ. Εικ. 1.3 ο ψηφιοποιητής (digitizer και ο σαρωτής (scanner. Με τον ψηφιοποιητή δεδομένα που είναι σε αναλογική μορφή (π.χ. χάρτης μετατρέπονται σε ψηφιακή μορφή και εισάγονται στον υπολογιστή. Ο σαρωτής είναι ένα είδος αυτόματου ψηφιοποιητή με αποτέλεσμα να μειώνει αισθητά το χρόνο εισαγωγής των δεδομένων και να βελτιώνει την ακρίβεια της ψηφιακής καταγραφής. Στην περίπτωση χρησιμοποίησης σαρωτή όμως δεν έχουμε τη δυνατότητα εισαγωγής κάποιων συγκεκριμένων δεδομένων και στοιχείων με αποτέλεσμα να εισάγουμε και μεγάλο όγκο άχρηστης ή λανθασμένης (π.χ. τυχαίες γραμμές, μουντζούρες κ.λ.π. πληροφορίας. Βασικές περιφερειακές μονάδες εξόδου είναι οι οθόνες και οι αυτόματοι σχεδιαστές (plotters. Οι αυτόματοι σχεδιαστές έχουν το χαρακτήρα της μόνιμης απόδοσης των γεωγραφικών δεδομένων. Χρησιμοποιούνται τόσο στη σχεδίαση πρόχειρων χαρτών προκειμένου να γίνουν κάποιες διορθώσεις όσο και στη σχεδίαση των τελικών χαρτών. Λογισμικό. Τα ΓΣΠ επεξεργάζονται όπως αναφέραμε και παραπάνω χωρικές και περιγραφικές πληροφορίες. Θα μπορούσε λοιπόν να θεωρηθεί ότι το λογισμικό κάθε ΓΣΠ αποτελείται από το τμήμα επεξεργασίας της χωρικής πληροφορίας και από το τμήμα επεξεργασίας της περιγραφικής πληροφορίας. Τα δύο αυτά τμήματα είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους και ο βαθμός της σύνδεσής τους είναι αυτός που δίνει στο πακέτο την ικανότητα να ανταποκριθεί σε συγκεκριμένες απαιτήσεις. Τα βασικά χαρακτηριστικά του λογισμικού ενός ΓΣΠ είναι τα ακόλουθα: 1. Εισαγωγή της χωρικής πληροφορίας και δημιουργία του ηλεκτρονικού χάρτη. 2. Διόρθωση και δυναμική ενημέρωση του ηλεκτρονικού χάρτη. 3. Αποθήκευση του ηλεκτρονικού χάρτη. 4. Διαχωρισμός του ηλεκτρονικού χάρτη σε επίπεδα ομοιογενούς πληροφορίας (διαστρωμάτωση και δημιουργία επικαλυπτόμενων χαρτών διαφορετικών περιεχομένων. 9 P age

5. Αναζήτηση με γρήγορους ρυθμούς γραφικών και μη γραφικών χαρακτηριστικών είτε αυτά είναι δομημένα είτε όχι. 6. Επεξεργασία και ανάλυση των στοιχείων των ηλεκτρονικών χαρτών και δημιουργία αναφορών υπό μορφή πινάκων ή δημιουργία νέων χαρτών. 7. Παρουσίαση πρωτογενών ή δευτερογενών χαρτών ή και συνδυασμό αυτών στην οθόνη. 8. Δημιουργία φύλλων χάρτη οποιονδήποτε προδιαγραφών με τη χρήση plotters. 9. Επικοινωνία του πακέτου με άλλα πακέτα GIS ή CAD για εισαγωγή ή εξαγωγή πληροφοριών. 1.3 Κατηγορίες δεδομένων ενός Γ.Σ.Π. Υπάρχουν δύο τύποι γεωγραφικών πληροφοριών: a Χωρικές ή χαρτογραφικές (τοπολογικές πληροφορίες b Περιγραφικές πληροφορίες Χωρικές - Χαρτογραφικές πληροφορίες Με τον όρο χωρικές ή χαρτογραφικές πληροφορίες, εννοούμε αυτές που επιτρέπουν τον προσδιορισμό της θέσης των γεωγραφικών δεδομένων με βάση ένα σύστημα αναφοράς καθώς επίσης και την περιγραφή των χωρικών σχέσεων που αναπτύσσονται με άλλα γεωγραφικά δεδομένα. Οι πληροφορίες αυτές χωρίζονται σε πληροφορίες που περιγράφουν την γεωμετρία του χώρου (κάνουν δηλαδή δυνατό τον εντοπισμό ενός φαινομένου στο έδαφος και αποδίδουν ταυτόχρονα το σχήμα του χρησιμοποιώντας σα δομικά στοιχεία τα σημεία, τις γραμμές και τα πολύγωνα και σε πληροφορίες που περιγράφουν την τοπολογία του χώρου δηλαδή τις σχέσεις (σύνδεση, συνέχεια, γειτνίαση που αναπτύσσονται μεταξύ των δομικών στοιχείων του χώρου. Η αποθήκευση των χωρικών-χαρτογραφικών δεδομένων (και των γεωμετρικών και των τοπολογικών μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: a Με τεχνολογία διανύσματος (VECTOR b Με τεχνολογία πλέγματος (RASTER Με την τεχνολογία VECTOR η αποθήκευση γίνεται χρησιμοποιώντας τις αναλυτικές συντεταγμένες των δομικών στοιχείων. Έτσι π.χ. για να αποθηκευτεί μία γραμμή στο σύστημα αποθηκεύονται οι συντεταγμένες των σημείων που ορίζουν την αρχή και το τέλος της. Με την τεχνολογία RASTER ο χώρος χωρίζεται σε κυψέλες με ένα νοητό κάναβο. Στο σύστημα αποθηκεύονται όλα τα στοιχεία αυτού του κανάβου. Τόσο η διανυσματική όσο και πλεγματική αποθήκευση έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η επιλογή εξαρτάται από τη φύση του προβλήματος και φυσικά από το είδος των διαθεσίμων πληροφοριών. Πηγές της χωρικής πληροφορίας μπορεί να είναι : Υπάρχοντα φύλλα χάρτη (Γ.Υ.Σ., Ε.Σ.Υ.Ε., Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. Αρχεία Η/Υ διαφόρων προελεύσεων και formats Τοπογραφικά διαγράμματα διαφόρων κλιμάκων δήμων, κοινοτήτων, συνοικιών κλπ. Δεδομένα από αεροφωτογραφίες διαφόρων κλιμάκων Δορυφορικές εικόνες επεξεργασμένες ή όχι Δεδομένα από φωτογραφίες σε ψηφιακή μορφή Περιγραφικές πληροφορίες Με τον όρο περιγραφικές πληροφορίες εννοούμε αυτές που περιγράφουν τα χαρακτηριστικά των γεωγραφικών δεδομένων που έχουν δηλαδή σχέση με τις ποιοτικές ή ποσοτικές ιδιότητες του γεωγραφικού χώρου. Παράδειγμα ποιοτικής πληροφορίας είναι η κατανομή των χρήσεων γης ενός δήμου 10 P age

ενώ παράδειγμα ποσοτικής πληροφορίας είναι η κατανομή του πληθυσμού στα οικοδομικά τετράγωνα του ίδιου δήμου. Οι περιγραφικές πληροφορίες κωδικοποιούνται και αποθηκεύονται σε μία ή περισσότερες βάσεις δεδομένων και με τον τρόπο αυτό δημιουργείται ένα πληροφοριακό σύστημα για το χώρο με το οποίο είναι δυνατή η στατιστική επεξεργασία των δεδομένων και η χωρική προβολή των αποτελεσμάτων της καθώς και η μη χωρική αναζήτηση πληροφοριών. Πηγές της περιγραφικής πληροφορίας είναι κατά βάση πίνακες στατιστικών και μη πληροφοριών. 1.4 Οργάνωση και διαχείριση των γεωγραφικών πληροφοριών Ο γεωγραφικός χώρος απεικονίζεται στο επίπεδο με τη μορφή σημείων (points, γραμμών (lines και πολυγώνων (polygons, μέσω ενός συστήματος καρτεσιανών συντεταγμένων. Τα σημεία αποθηκεύονται με ένα ζεύγος συντεταγμένες, οι γραμμές με μια σειρά διατεταγμένων ζευγών συντεταγμένων και τα πολύγωνα ομοίως με μια σειρά διατεταγμένων ζευγών συντεταγμένων που ορίζουν όμως μια κλειστή επιφάνεια. Το σύνολο της γεωγραφικής πληροφορίας για μια συγκεκριμένη περιοχή μπορεί να αναλυθεί σε πολλά επίπεδα επί μέρους ομοιογενών πληροφοριών - layers (στη γλώσσα του εμπορικού πακέτου ARC/INFO coverages, το καθένα από τα οποία θα αποτελέσει και ξεχωριστή γεωγραφική ενότητα του συστήματος. Υπάρχουν τρεις βασικές κατηγορίες γεωγραφικών ενοτήτων: 1. Ενότητες σημειακών χαρτογραφικών στοιχείων (point coverages 2. Ενότητες γραμμικών χαρτογραφικών στοιχείων (line coverages 3. Ενότητες επιφανειακών (πολυγωνικών χαρτογραφικών στοιχείων (polygon coverages Κάθε γεωγραφική ενότητα αποθηκεύεται ως ένα σύνολο από ομοιογενή στοιχεία σε ξεχωριστή περιοχή του δίσκου, ως αρχείο ή ως κατάλογος (directory, όπου κάθε στοιχείο ορίζεται από τη γεωγραφική του θέση και τα περιγραφικά του χαρακτηριστικά. Δομικά στοιχεία μιας γεωγραφικής ενότητας είναι: Τόξα (Arcs Κόμβοι (Nodes Πολύγωνα (Polygons Σημεία (Points Ετικέτες (Labels Σημεία γεωγραφικής προσαρμογής (Tics Ονοματολογία (Annotation Χαρακτηριστικός κωδικός (User-ID Τα δομικά στοιχεία του coverage περιέχουν και χαρακτηριστικά ή ιδιότητες που το περιγράφουν (attributes. Π.χ. η γραμμή που ορίζει τον άξονα μιας οδού μπορεί να περιέχει χαρακτηριστικά και πληροφορίες όπως είναι ο τύπος της οδού, το όνομά της, το μήκος και το πλάτος της, κ.λ.π.. 1.5 Τοπολογική δόμηση των γεωγραφικών ενοτήτων Σε κάθε ΓΣΠ υπάρχει η δυνατότητα δημιουργίας χωρικών σχέσεων. Στους ψηφιακούς χάρτες οι χωρικές σχέσεις απεικονίζονται χρησιμοποιώντας τοπολογία. Σαν ορισμό του όρου τοπολογία θα μπορούσαμε να πούμε ότι είναι ο καθορισμός και η αποθήκευση των χωρικών σχέσεων των δομικών χαρακτηριστικών του ψηφιακού χάρτη. Η τοπολογία αναπαριστά τη σύνδεση, τη συνέχεια και τη γειτνίαση των δομικών χαρακτηριστικών. Μπορούμε να δημιουργήσουμε τοπολογία γραμμών, πολυγώνων και σημείων, ανάλογα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής μας. Οι βασικές τοπολογικές έννοιες είναι: i. Τα τόξα ενώνονται μεταξύ τους με κόμβους 11 P age

ii. iii. Τόξα που ενώνονται για να περικλείσουν μια περιοχή ορίζουν ένα πολύγωνο Τα τόξα έχουν συγκεκριμένη κατεύθυνση και επομένως έχουν αριστερή και δεξιά πλευρά. Όταν δομούμε τοπολογικά την γεωγραφική πληροφορία δημιουργούνται αρχεία δεδομένων με τη μορφή πινάκων χαρακτηριστικών στοιχείων (feature attribute table. Τα αρχεία αυτά αποτελούνται από γραμμές και στήλες. Κάθε γραμμή του αρχείου ονομάζεται εγγραφή ή record και κάθε στήλη ονομάζεται πεδίο ή field. Κάθε εγγραφή περιέχει διαφορετικά δεδομένα ενώ κάθε πεδίο περιέχει ομογενή δεδομένα. Το σύνολο των αρχείων των δεδομένων που συμπληρώνουν τις γεωγραφικές ενότητες ονομάζονται βάσεις δεδομένων. Όταν δομείται πολυγωνική τοπολογία δημιουργείται αυτόματα ένας πίνακας χαρακτηριστικών πολυγώνων (Polygon Attribute Table. Όταν δομείται τοπολογία σημείων δημιουργείται ένας πίνακας (Point Attribute Table. Τέλος κατά τη δόμηση γραμμικής τοπολογίας δημιουργείται πίνακας χαρακτηριστικών τόξων (Arc Attribute Table. 1.6 Λειτουργικά χαρακτηριστικά εργαλεία Μερικά βασικά λειτουργικά χαρακτηριστικά - εργαλεία με τα οποία είναι συνήθως εφοδιασμένα τα διάφορα εμπορικά πακέτα Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών είναι τα ακόλουθα: a. Τεχνολογία VECTOR (διανύσματος ή RASTER (πλέγματος ή συνδυασμός τους b. Ύπαρξη εσωτερικών προγραμμάτων καταγραφής συντεταγμένων c. Ύπαρξη προγράμματος διαχείρισης βάσης πληροφοριών d. Μέτρηση αποστάσεων, περιμέτρων, εμβαδών (για επιφάνειες e. Εκτέλεση των λειτουργιών συγχώνευσης, πρόσθεσης, πολλαπλασιασμού, αφαίρεσης και διαίρεσης μεταξύ των χαρτών καθώς και δημιουργία ζωνών επιρροής ενός φαινομένου f. Έλεγχος και ανάλυση γειτνίασης g. Ύπαρξη υποπρογράμματος για στατιστική ανάλυση h. Ύπαρξη υποπρογράμματος για υπολογισμό βέλτιστης διαδρομής i. Υπολογισμός και ανάλυση δικτύων. 1.7 Σχεδιασμός και υλοποίηση Γ.Σ.Π. Κεντρικά στοιχεία της ανάπτυξης ενός ΓΣΠ είναι: η αποθήκευση των δεδομένων, η χωρική ανάλυση, η παρουσίαση και η επικοινωνία των δεδομένων και οι εφαρμογές. Το σύστημα Βάσεων Δεδομένων είναι πρωταρχικό σε όλα τα ΓΣΠ και στις εφαρμογές των ΓΣΠ. Για τους περισσότερους χρήστες η χωρική βάση δεδομένων έχει περισσότερο να κάνει με την αποθήκευση των παραμέτρων και των θέσεων τους παρά με την γρήγορη ανάκτηση των τιμών των παραμέτρων. Είναι κατανοητό όμως ότι η ανάκτηση μπορεί να γίνεται γρήγορα ή αργά και το Σύστημα Διοίκησης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ να γίνει αιτία σημαντικής καθυστέρησης. Η ανάλυση της χωρικής πληροφορίας είναι ο στόχος της εφαρμογής των ΓΣΠ. Η χωρική ανάλυση είναι τελείως διαφορετική επεξεργασία από την ερώτηση και ανάκτηση χωρικών δεδομένων. Τα πρώτα ΓΣΠ αφορούσαν κυρίως την αποθήκευση και ανάκτηση των χωρικών δεδομένων και υστερούντο εκείνων των χαρακτηριστικών για την στατιστική ανάλυση των χωρικών και περιγραφικών παραμέτρων. Η παρουσίαση της χωρικής πληροφορίας είναι επίσης βασικό χαρακτηριστικό ενός ΓΣΠ. Το αντίστοιχο του αναλογικού χάρτη είναι η πιο δημοφιλής παρουσίαση μεταξύ των χρηστών των ΓΣΠ. Με την χρησιμοποίηση όμως των Η/Υ έχουμε μια πολύ μεγάλη ποικιλία μεθόδων στη διάθεση μας για την παρουσίαση των χωρικών δεδομένων μας που πολύ απέχουν από τους στατικούς παραδοσιακούς χάρτες. Το εύρος των εφαρμογών των ΓΣΠ είναι τεράστιο. Αφού όλα τα πράγματα έχουν μία θέση στο χώρο είναι φανερό ότι δεν υπάρχει πεδίο επιστημονικό που να μην έχουν εφαρμογή τα ΓΣΠ. 12 P age

Σε κάθε χάρτη υπάρχουν τέσσερις δυνατοί τύποι γεωγραφικών οντοτήτων που πρέπει να κωδικοποιηθούν, τα σημεία, οι γραμμές, οι επιφάνειες και τα πολύγωνα. Οι γεωγραφικές αυτές οντότητες μπορεί να εισαχθούν, όπως αναφέρθηκε, στον υπολογιστή είτε υπό διανυσματική μορφή αν χρειάζεται μεγάλη ακρίβεια είτε υπό μορφή πλέγματος. Το ΓΣΠ είναι ένα πληροφοριακό σύστημα για την είσοδο, αποθήκευση, επεξεργασία και ανάκτηση χωρικών δεδομένων. Διακρίνουμε δύο κατηγορίες ΓΣΠ. Η πρώτη κατηγορία χρησιμοποιεί δεδομένα από χάρτες σε διανυσματική μορφή και χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή θεματικών χαρτών. Η δεύτερη κατηγορία χρησιμοποιεί δεδομένα εικόνων (κυρίως δορυφορικών σε πλεγματική μορφή και χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που χρειάζεται να γίνει ανάλυση εικόνας. Οι ερωτήσεις που χειρίζεται ένα ΓΣΠ μπορεί να χωρισθούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία αφορά ερωτήσεις που ζητούν τη θέση κάποιων χωρικών οντοτήτων για κάποιο τμήμα του χάρτη. Η δεύτερη κατηγορία αφορά ερωτήσεις που ζητούν ποια αντικείμενα υπάρχουν σε κάποια περιοχή και ανήκουν σε κάποια χωρική οντότητα. Παραδείγματα ερωτήσεων των δύο κατηγοριών αντίστοιχα είναι: (α Δώσε τις θέσεις των περιοχών απόθεσης απορριμμάτων στον Ν. Ξάνθης (β Δώσε τους γεωλογικούς σχηματισμούς της κοιλάδας του Ερυθροποτάμου. Η λειτουργία ενός ΓΣΠ κρίνεται ικανοποιητική όταν αυτό έχει δυνατότητες αποθήκευσης, ανάλυσης, επεξεργασίας και ανάκτησης δεδομένων από διαφορετικές πηγές και για διαφορετικούς χρήστες. Είναι κατανοητό ότι ο σχεδιασμός και η υλοποίηση τέτοιων συστημάτων απαιτεί μεγάλη εξειδίκευση και έχει αρκετές δυσκολίες. Σκοπός ενός ΓΣΠ είναι να βοηθήσει τον χρήστη στο να παίρνει αποφάσεις να σχεδιάζει διάφορες δραστηριότητες και να διευθύνει. Ένα ΓΣΠ περιλαμβάνει μια αλυσίδα από διεργασίες που ξεκινούν από την συλλογή των δεδομένων και μέσω της επεξεργασίας τους φθάνουν στη χρησιμοποίηση των αποτελεσμάτων για την λήψη κάποιας απόφασης. Σ' ένα ΓΣΠ μπορεί να διακριθούν τα εξής τμήματα ή διαδικασίες: 1.7.1 Συλλογή και κωδικοποίηση των δεδομένων Τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται σαν είσοδος σε ένα ΓΣΠ μπορεί να προέρχονται από διαφορετικές πηγές, να έχουν επομένως διαφορετική μορφή και είναι αποθηκευμένα σε διαφορετικά μέσα, π.χ. χωρικά δεδομένα, δεδομένα πινάκων, δεδομένα τηλεπισκόπισης. Αυτά μπορεί να βρίσκονται πάνω σε ψηφιακά ή σε τυπωμένα αρχεία, σε μαγνητικές ταινίες, σε μαγνητικούς δίσκους κλπ. Κατά το στάδιο συλλογής των δεδομένων θα πρέπει να καταγράφονται όλες οι πληροφορίες που έχουν σχέση με αυτά και οι οποίες περιγράφουν όσο το δυνατόν την ακρίβεια και την αξιοπιστία τους. Για παράδειγμα τέτοιες πληροφορίες μπορεί να είναι: η ημερομηνία συλλογής, η υπηρεσία που τα συνέλεξε, ο δειγματολήπτης, ο χαρτογράφος κλπ. Μετά την συλλογή τους τα δεδομένα χρειάζονται κάποια προκαταρκτική επεξεργασία. Η προκαταρκτική επεξεργασία των δεδομένων μπορεί να περιλαμβάνει κυρίως αλλαγή της μορφής (format των δεδομένων. Οι αλλαγές στη μορφή των δεδομένων μπορούν να συνοψισθούν σε δύο κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία περιλαμβάνει μετατροπές στη δομή των δεδομένων (π.χ από πλεγματική μορφή σε διανυσματική και η δεύτερη μετατροπές στα μέσα αποθήκευσης των δεδομένων (πχ. από μαγνητικές ταινίες σε μαγνητικούς δίσκους. 1.7.2 Διοίκηση των δεδομένων Η διοίκηση των δεδομένων απαιτεί τη χρησιμοποίηση ενός Συστήματος Διοίκησης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ που παρέχει: 1. Τη δυνατότητα να στηρίζει πολλούς χρήστες ταυτόχρονα και πολλές βάσεις δεδομένων. 2. Δυνατότητες αποθήκευσης, επεξεργασίας, ενημέρωσης και ανάκτησης των δεδομένων. 13 P age

3. Αποφυγή αποθήκευσης περιττών δεδομένων. 4. Ανεξαρτησία και ασφάλεια των δεδομένων. 1.7.3 Ανάκτηση των δεδομένων Ένα Γ.Σ.Π. πρέπει να έχει δυνατότητες για ικανοποιητική ανάκτηση των δεδομένων τόσο των χωρικών όσο και των μη χωρικών δεδομένων. Κατά τη διαδικασία των ερωτήσεων ένα ΓΣΠ μπορεί να χρειασθεί να εντοπίσει: ένα απλό χαρακτηριστικό, ένα σύνολο από απλά χαρακτηριστικά, χαρακτηριστικά που βασίζονται σε ορισμένες σχέσεις ανάμεσα στα δεδομένα, όλα τα χαρακτηριστικά μιας τάξης δεδομένων κλπ. Οι δυσκολίες στην ανάκτηση των δεδομένων προέρχονται κυρίως από τον όγκο των δεδομένων, τη μορφή και την κωδικοποίησή τους. Γενικά υπάρχουν πολύ καλές μέθοδοι για την ικανοποιητική ανάκτηση των μη χωρικών δεδομένων. Δεν μπορούμε όμως να ισχυρισθούμε το ίδιο και για τα χωρικά δεδομένα γιατί πολύ συχνά το ψάξιμο ενός χωρικού χαρακτηριστικού απαιτεί πολύπλοκη επεξεργασία. 1.7.4 Χειρισμός και επεξεργασία των δεδομένων Η επεξεργασία των χαρτογραφικών δεδομένων απαιτεί από το ΓΣΠ τεχνικές κατάλληλες για την επεξεργασία δεδομένων τόσο σε πλεγματική όσο και σε διανυσματική μορφή καθώς και δυνατότητες μετατροπής από τη μια μορφή στην άλλη. Μερικές από τις επεξεργασίες που απαιτούνται από τους χρήστες των ΓΣΠ και παρέχονται από τα περισσότερα ΓΣΠ είναι: Μετατροπές στις δομές των δεδομένων, Γεωμετρικές πράξεις στα χωρικά δεδομένα (στροφή υπό κάποια γωνία, αλλαγή της κλίμακας, αλλαγή του συστήματος συντεταγμένων, κλπ., τοπογραφική ανάλυση των δεδομένων (γειτονικά χαρακτηριστικά, σύνδεσμοι, λανθασμένα χαρακτηριστικά, κλπ., στατιστική ανάλυση και γεωστατιστική ανάλυση, μετρήσεις γραμμών και τόξων, ανάκτηση χωρικών και μη δεδομένων, κλπ. 1.7.5 Παρουσίαση των δεδομένων Ένα ΓΣΠ πρέπει να έχει δυνατότητες παρουσίασης των χαρτών και των πινάκων πληροφοριών σε μια ποικιλία από μέσα πχ. σε χαρτί διαφόρων ειδών, μικροφιλμς, κλπ., και με μια ποικιλία συσκευών πχ. εκτυπωτές (line και dot printers, σχεδιαστές (ink και electrostatic plotters κλπ. Η επιλογή του κατάλληλου μέσου παρουσίασης των αποτελεσμάτων εξαρτάται από την εφαρμογή. Από πρόσφατες έρευνες που αφορούν τον σχεδιασμό μεγάλων ΓΣΠ οι προϋποθέσεις που πρέπει να ικανοποιεί ένα ΓΣΠ μπορεί να συνοψισθούν στις παρακάτω κατηγορίες: 1. Δυνατότητα να χειρίζεται μεγάλες ετερογενείς βάσεις δεδομένων. 2. Δυνατότητα για ανάκτηση πληροφοριών από τις βάσεις δεδομένων σχετικά με την ύπαρξη, τη θέση και τις ιδιότητες ενός μεγάλου εύρους χωρογραφικών και μη αντικειμένων. 3. Δυνατότητες εύκολου χειρισμού τέτοιων ερωτήσεων. 4. Ευελιξία στο σχεδιασμό του συστήματος ώστε αυτό να προσαρμόζεται εύκολα στις εκάστοτε απαιτήσεις διαφορετικών χρηστών. 5. Δυνατότητα το σύστημα να παράγει νέα γνώση από ήδη υπάρχουσα κατά τη διάρκεια των επεξεργασιών. Υπάρχουν ορισμένες γενικές αρχές που πρέπει να εφαρμόζουμε με σκοπό να διευκολύνουμε το σχεδιασμό και την υλοποίηση ενός ΓΣΠ που θα πληροί τις παραπάνω βασικές προϋποθέσεις. Οι αρχές αυτές περιλαμβάνουν: Την συστηματική εφαρμογή δοκιμασμένων τεχνικών και μεθόδων της Επιστήμης των Η/Υ. Μέχρι σήμερα λίγα ΓΣΠ έχουν υλοποιηθεί με αυτήν την αρχή. Πεδία της Επιστήμης των Η/Υ που έχουν 14 P age

σχέση με τα ΓΣΠ είναι: Θεωρία λογισμικού (software engineering, Θεωρία Βάσεων Δεδομένων (data βases, Θεωρία Αλγορίθμων και Πολυπλοκότητας (algorithms και complexity, Τεχνητή Νοημοσύνη (artificial intelligence, Θεωρία Γραφημάτων (computer graphics, Χωρική Στατιστική (spatial statistics και Γεωστατιστική (geostatistics και Επεξεργασία Φυσικής Γλώσσας (natural language processing. Τον συνδυασμό τεχνικών και μεθόδων που αναπτύχθηκαν για πεδία επιστημών που σχετίζονται με τα ΓΣΠ. Τέτοια πεδία είναι: computer vision, image processing, digital cartography, remote sensing κλπ. Την εφαρμογή των κατάλληλων τεχνικών ώστε ο χρόνος ψαξίματος της βάσης δεδομένων να είναι ελάχιστος. Είναι προφανές ότι οι απαντήσεις σε ερωτήσεις που αφορούν πολύπλοκες χωρικές πληροφορίες από μια μεγάλη βάση δεδομένων απαιτεί μεγάλο χρόνο υπολογισμού. Την υλοποίηση του ΓΣΠ με τέτοιο τρόπο που να μπορεί εύκολα να προσαρμόζεται από τον ίδιο τον χρήστη στις απαιτήσεις του. Με τον όρο εφαρμογή ονομάζουμε τη χρησιμοποίηση του ΓΣΠ για να Ικανοποιήσουμε μια συγκεκριμένη ανάγκη των χρηστών. Οι περισσότερες εφαρμογές των ΓΣΠ αφορούν γεωγραφικές αναλύσεις. Η γεωγραφική ανάλυση τα τελευταία χρόνια έχει προχωρήσει πολύ και από την απλή επικάλυψη των χαρτών έχει φθάσει σε πολύπλοκες χωρικές αναλύσεις. Σήμερα ΓΣΠ χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της κυκλοφορίας των ρύπων στο περιβάλλον, την πρόβλεψη της παραγωγής, τον σχεδιασμό πολεοδομικών έργων κλπ. Βέβαια όλες οι εφαρμογές περιλαμβάνουν δραστηριότητες χαρτογράφησης. Οι περισσότεροι χρήστες ζητούν τις πληροφορίες υπό μορφή χαρτών. Η ακρίβεια των παραγομένων χαρτών είναι ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα των ΓΣΠ και η αξιολόγηση της ακρίβειας πολύ δύσκολη. Το πρόβλημα γίνεται ακόμη πιο δύσκολο όταν χάρτες με διαφορετική ακρίβεια συνδυάζονται για να δημιουργηθεί ένας νέος. 2. ΧΑΡΤΕΣ - ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΑ 2.1 Εισαγωγή ορισμοί Χαρτογραφία Αρκετοί ορισμοί έχουν δοθεί με στόχο τον προσδιορισμό της έννοιας της λέξης χαρτογραφία. Μέχρι τα τέλη περίπου της δεκαετίας 1950 η χαρτογραφία θεωρείτο απλά ως η τέχνη της κατασκευής χαρτών. Χωρίς να παραβλέπεται ότι το τελευταίο αποτελεί βασικό αντικείμενο της χαρτογραφίας σήμερα αποδίδεται περισσότερο ευρύς προσδιορισμός. Αυτό οφείλεται πρώτα στη σημαντική συνεισφορά στις διαδικασίες της κατασκευής χαρτών πολλών επιστημών καθώς επίσης και στην χρησιμοποίηση αυτών από συνεχώς αυξανόμενο αριθμό ανθρώπων, γεγονός που τους δίνει μεγάλο βάρος ως μέσο επικοινωνίας μεταξύ πολλών επιστημόνων. Στα πλαίσια αυτά αποδεκτοί σήμερα ορισμοί είναι και οι εξής: i. Χαρτογραφία είναι η μεταφορά ή η μετάδοση (και όχι μόνο η κατασκευή της πληροφορίας που έχει γεωγραφική (χωρική διάσταση μέσω χαρτών (Kraak and Ormeling, 1996. ii. Χαρτογραφία είναι η οργάνωση, η παρουσίαση, η επικοινωνία και η χρήση γεωπληροφοριών σε γραφική, ψηφιακή, ή και ως βιβλίο - κείμενο, μορφή. Μπορεί να περιλάβει όλα τα στάδια από την προετοιμασία των δεδομένων μέχρι την κατασκευή χαρτών και όλων των προϊόντων που περιέχουν γεωγραφικές πληροφορίες (Taylor, 1991. iii. Η χαρτογραφία περιλαμβάνει το σύνολο των θεωριών και μεθόδων αυτών που είναι αναγκαίες για τη συλλογή, επεξεργασία και ταξινόμηση των χωρικών πληροφοριών με τελικό σκοπό την απόδοσή τους σε μορφή χάρτη. Η χαρτογραφία συνεργάζεται στενά και με άλλες επιστήμες όπως η Γεωδαισία η Φωτογραμμετρία, η Τηλεπισκόπιση, η Γεωγραφία, η Στατιστική, κλπ., κυρίως στα 15 P age