ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 1 HELGEORDAS ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΣΧΕΣΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΜΕ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΤΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Α. ΑΝΤΩΝΙΟΥ Δρ Πολιτικός Μηχανικός Ε.Μ.Π. Επιβλέπων καθηγητής: Π. ΜΑΡΙΝΟΣ Μέλη Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής: Π. Γ. ΜΑΡΙΝΟΣ, Καθηγητής Ε.Μ.Π. Γ. ΓΚΑΖΕΤΑΣ, Καθηγητής Ε.Μ.Π. Μ. ΚΑΒΒΑΔΑΣ, Αναπληρωτής Καθηγητής Ε.Μ.Π. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΧΟΙ Η έντονη αστική ανάπτυξη των τελευταίων δεκαετιών στη χώρα μας έχει ως αποτέλεσμα να μελετώνται και να κατασκευάζονται πολλά και σημαντικά τεχνικά έργα. Στο πλείστο των περιπτώσεων και προκειμένου η μελέτη να οδηγήσει σε κατασκευή χωρίς ιδιαίτερα και απρόοπτα προβλήματα, απαιτούνται γεωτεχνικές μελέτες που παρέχουν στοιχεία για τη φύση του υπεδάφους στην περιοχή του τεχνικού έργου. Τα αποτελέσματα τέτοιου είδους ερευνών αποθηκεύονται συνήθως στα αρχεία των δημόσιων φορέων σε αναλογική μορφή και σπάνια αξιοποιούνται.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 2 Η προσπάθεια επίλυσης τέτοιων προβλημάτων σε ψηφιακή μορφή - γινόταν αρχικά, με τη χρήση απλών καταλόγων, αρχείων ταξινομημένων με σειρά, έπειτα με αρχεία που περιείχαν πίνακα περιεχομένων και σήμερα με χρήση Σχεσιακών Γεωτεχνικών Συστημάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΓΣΔΒΔ). Συνεπώς, ο χρήστης έχει εύκολη πρόσβαση αλλά συγχρόνως και τη δυνατότητα για γρήγορη αναζήτηση του συνόλου ή μέρους αυτής. Σημαντικό στοιχείο των συστημάτων αυτών είναι η δυνατότητα σύνδεσης με Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών, όπου η πληροφορία είναι δυνατό να παρουσιασθεί με εποπτικό τρόπο, αλλά και να γίνει χωρική ανάλυσή της. Τέλος έχουν αναπτυχθεί και συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων για να αποθηκεύεται πληροφορία σε πραγματικό χρόνο στο διαδίκτυο. Τα συστήματα διαχείρισης βάσης δεδομένων παρουσιάζουν στον ελληνικό χώρο ευρεία ανάπτυξη όχι όμως στη Γεωτεχνική Μηχανική. Οι υπάρχουσες βάσεις δεδομένων είτε έχουν δομηθεί σε απαρχαιωμένα συστήματα, είτε δομούνται σε λογιστικά φύλλα του Microoft Excel και στη συνέχεια εισάγονται σε Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών, είτε δομούνται απευθείας ως τμήμα του Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών, όπου όμως δεν είναι φιλικά στο χρήστη ως προς την εισαγωγή των δεδομένων. Το κενό που υπάρχει σύμφωνα με τα παραπάνω, φιλοδοξεί να το καλύψει η παρούσα διατριβή. Συγκεκριμένα, στη διατριβή αναπτύσσεται ένα γεωτεχνικό σχεσιακό σύστημα διαχείρισης βάσης δεδομένων με την ονομασία HELGEORDAS (HELlenic GEOtechnical Relational DAtabae management Sytem) σε περιβάλλον Microoft Acce και στη συνέχεια εισάγεται τμήμα της πληροφορίας στο Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών ArcView, όπου δημιουργούνται ψηφιακοί χάρτες γεωλογικής-γεωτεχνικής πληροφόρησης. Έχει γίνει προσπάθεια, ώστε το σύστημα να είναι όσο το δυνατό πιο ολοκληρωμένο και οι μελλοντικές του βελτιώσεις να είναι πραγματικά ελάχιστες. Επίσης, παρουσιάζεται και η δυνατότητα συνεργασίας του σχεσιακού συστήματος με πρόγραμμα Η/Υ που δημιουργήθηκε στο πλαίσιοτης διατριβής για την εκτίμηση δυναμικών παραμέτρων του εδάφους (εδαφική ιδιοπερίοδος και συντελεστές εδαφικής επίδρασης), σε περιοχή που ελεύθερα επιλέγεται από το χρήστη. Το τελευταίο τμήμα της συγκεκριμένης ερευνητικής προσπάθειας είναι δυνατό να αποτελέσει το πρώτο στάδιο μικροζωνικών μελετών, αν στο σύστημα αποθηκεύονται
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 3 όλες οι απαιτούμενες πληροφορίες. Περαιτέρω η παρούσα διατριβή, αν ενταχθεί σε οργανωμένο πλαίσιο έρευνας στο Ε.Μ.Π., θα μπορούσε να οδηγήσει στη δυνατότητα αποθήκευσης και παρουσίασης του συστήματος στο διαδίκτυο, να εφαρμοσθεί σε όλο τον ελληνικό χώρο ή τουλάχιστον σε κάθε πρωτεύουσα νομού. Ήδη βρίσκεται σε εξέλιξη προσπάθεια χρησιμοποίησης από το Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας (Τ.Ε.Ε.) των γενικών αρχών ανάπτυξης του συστήματος σε όλη την Ελλάδα. Επίσης τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εργαλεία εκτίμησης γεωτεχνικών παραμέτρων. / (G.I.S./L.I.S.) (.. CAD/CAM X, Y, Z) (L.I.S.) (AM/FM) Σχήμα 1. Κύριες κατηγορίες Συστημάτων Πληροφοριών.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 4 2. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ Τα συστήματα πληροφοριών είναι μια διαχειριστική διαδικασία που με ένα σύνολο τεχνικών και μέσων μετατρέπουν τα στοιχεία σε πληροφορίες για λήψη αποφάσεων. Χρησιμοποιώντας ως κριτήριο ταξινόμησης το είδος των στοιχείων και πληροφοριών, που καταχωρούνται σε τέτοια συστήματα, διακρίνονται οι κατηγορίες που παρουσιάζονται στο σχήμα 1. Έχουν ένα αριθμό από σημαντικές γενικές ιδιότητες (Carter, 1989) και η πληροφορία που περιέχεται σε αυτά πρέπει να οργανωθεί με τέτοιο τρόπο,που θα είναι χρήσιμη όταν αυτή ανακτάται ενώ πρέπει να υπάρχει συνεχής υποστήριξη και διατήρηση της πληροφορίας και της τεχνολογίας μέσα στο σύστημα. 2.1. Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Υπάρχουν πολλοί ορισμοί που περιγράφουν ένα Γ.Σ.Π. Οι πιο σημαντικοί απ αυτούς είναι οι ακόλουθοι: Aronoff (1989): Ένα σύνολο διαδικασιών βασισμένο σε εγχειρίδια ή σε υπολογιστή, που χρησιμοποιούνται για να αποθηκεύουν και να διαχειρίζονται γεωγραφικά δεδομένα. Burrough (1986): Ένα ισχυρό σύνολο από εργαλεία για συλλογή, αποθήκευση, ανάκτηση μεταφορά και εμφάνιση χωρικών δεδομένων από τον πραγματικό κόσμο. Carter (1989): Όλα τα πληροφοριακά συστήματα, που εστιάζουν σε χωρικά ενδιαφέροντα και φαινόμενα σε κλίμακες από όλη τη γη μέχρι τη μοναδική ιδιοκτησία. Devine and Field (1986): Μια μορφή ενός συστήματος διαχείρισης πληροφοριών, που επιτρέπει τη δημιουργία και εμφάνιση χαρτών γενικής πληροφορίας. Dueker (1979): Μια ειδική περίπτωση συστημάτων πληροφοριών, όπου η βάση δεδομένων αποτελείται από παρατηρήσεις σε χωρικώς κατανεμημένα χαρακτηριστικά τα οποία είναι καθορισμένα στο χώρο ως σημεία, γραμμές ή περιοχές. Ένα Γ.Σ.Π. διαχειρίζεται δεδομένα σχετικά με αυτά τα σημεία, τις γραμμές και τις περιοχές για να ανακτήσει δεδομένα για ερωτήσεις και αναλύσεις. Federation International de Geometre (1983): Εργαλείο για λήψη αποφάσεων νομικής, διοικητικής και οικονομικής υφής και ένα όργανο για το σχεδιασμό και την
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 5 ανάπτυξη, που αποτελείται αφενός από μια βάση δεδομένων που περιέχει για μια έκταση στοιχεία προσδιορισμένα στο χώρο και τα οποία σχετίζονται με τη γη και αφετέρου από διαδικασίες και τεχνικές για τη συστηματική συλλογή, ενημέρωση, επεξεργασία και διανομή των στοιχείων. Η βάση δεδομένων του συστήματος είναι ένα ενιαίο σύστημα γεωγραφικής αναφοράς, το οποίο επίσης διευκολύνει τη σύνδεση των στοιχείων μεταξύ τους καθώς και με άλλα συστήματα που περιέχουν στοιχεία για τη γη. Goodchild (1985): Ενα ολοκληρωμένο σύστημα συλλογής, αποθήκευσης, διαχείρισης ανάλυσης και απεικόνισης πληροφοριών σχετικών με ζητήματα γεωγραφικής φύσης. Oremoy, Smith and Sicherman (1981): Ένα αυτοματοποιημένο σύνολο από λειτουργίες, που παρέχει στους επαγγελματίες προχωρημένες ικανότητες για την αποθήκευση, ανάκτηση, διαχείριση, και εμφάνιση των γεωγραφικώς αναφερόμενων δεδομένων. Parker (1988): Μια τεχνολογία πληροφοριών, η οποία αποθηκεύει, αναλύει και εμφανίζει χωρικά και μη χωρικά δεδομένα. Πολλοί από τους ορισμούς που αναφέρθηκαν παραπάνω, είναι σχετικά γενικοί και καλύπτουν ένα ευρύ πεδίο δραστηριοτήτων. Όμως, όλοι αυτοί οι ορισμοί έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό: τα συστήματα αυτά ασχολούνται με γεωγραφική (χωρική) πληροφορία και συνεπώς ο πραγματικός κόσμος αντιπροσωπεύεται από γεωγραφικά χαρακτηριστικά (σχήμα 2). µµµ µ.../... Σχήμα 2. Η σχέση του Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών με τον πραγματικό κόσμο.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 6 3. ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΕΣ ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ 3.1. Γενικά Στην προηγούμενη παράγραφο αναφέρθηκε ότι η βασική λειτουργία ενός Γ.Σ.Π. είναι η διαχείριση γεωγραφικών και μη πληροφοριών. Προκειμένου να πραγματοποιηθεί ο σκοπός αυτός είναι απαραίτητη η σωστή δόμηση μιας βάσης δεδομένων όπου αποθηκεύεται η πληροφορία. Στη Γεωτεχνική Μηχανική η δόμηση βάσης δεδομένων χρησιμοποιείται για να διαχειρισθούν δεδομένα από γεωτεχνικές έρευνες (γεωτρήσεις, ερευνητικά φρέατα, ερευνητικές στοές κ.λπ.). Επιπλέον, η κάθε έρευνα έχει μια γεωγραφική αναφορά (συντεταγμένες χ, y και z) που αποτελεί τη σύνδεση με το μη χωρικό τμήμα της πληροφορίας της βάσης δεδομένων, προκειμένου να εισαχθεί σε περιβάλλον ενός Γ.Σ.Π. 3.2. Γεωτεχνικές βάσεις δεδομένων στον Ελληνικό και διεθνή χώρο Ο Τομέας Γεωτεχνικής Μηχανικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (1985) δημιούργησε βάση δεδομένων, που σκοπό είχε να αξιοποιήσει τα υπάρχοντα γεωτεχνικά στοιχεία στον αστικό χώρο της Θεσσαλονίκης, ώστε να επιτρέψει την όσο το δυνατό πιο μεθοδική μελέτη των έργων θεμελίωσης στην περιοχή αυτή και επίσης να συγκεντρώσει πληροφορίες για το υπέδαφος των περιοχών γύρω από την πόλη, που θα διευκολύνουν τις μελέτες πολεοδομικών επεκτάσεων. Η προσπάθεια δε σταμάτησε μόνο στη δόμηση της βάσης δεδομένων και στη συστηματική συγκέντρωση των πληροφοριών από τις υπάρχουσες γεωτεχνικές έρευνες στην περιοχή, αλλά με τη βοήθεια προγραμμάτων ηλεκτρονικού υπολογιστή αυτές ταξινομήθηκαν και αξιοποιήθηκαν με τελικό στόχο τη δημιουργία χαρτών, που παρέχουν τις μέσες τιμές των γεωτεχνικών χαρακτηριστικών του εδάφους στις υποδιαιρέσεις ενός ορθογώνιου κάνναβου, βάσει του οποίου έχει κατανεμηθεί όλη η περιοχή. Η μέθοδος του κάνναβου επιτρέπει τη βελτίωση των αποτελεσμάτων με τη συνεχή προσθήκη συμπληρωματικών πληροφοριών, που ενδέχεται να προκύψουν από νέες γεωτεχνικές έρευνες και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και σε άλλες περιοχές της Ελλάδας με την προϋπόθεση ότι θα υπάρχει ικανοποιητικός αριθμός
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 7 γεωτεχνικών στοιχείων. Το αρχείο των γεωτρήσεων πάνω στο οποίο στηρίχθηκε η προσπάθεια περιλαμβάνει 327 γεωτρήσεις από τις οποίες οι περισσότερες πέραν της εδαφικής τομής και της περιγραφής των διαδοχικών στρώσεων περιλαμβάνουν και πληροφορίες σχετικές με το μέγεθος διαφόρων φυσικών ή μηχανικών χαρακτηριστικών, συνήθως ως αποτελέσματα επιτόπου και εργαστηριακών δοκιμών (εικόνα1). Αναφέρεται ότι η κατανομή των γεωτεχνικών στοιχείων στην έκταση της μελέτης δεν είναι ομοιόμορφη, αλλά είναι μεγαλύτερη στις περιοχές εκείνες που η οικοδομική δραστηριότητα είναι εντονότερη ή σε εκείνες που η πτωχή ποιότητα του εδάφους προκάλεσε ανησυχία. Κατά τη διαδικασία δημιουργίας της βάσης δεδομένων ενσωματώθηκαν οι παρακάτω δυνατότητες: Δυνατότητα συμπληρωματικών εγγραφών νέων γεωτρήσεων, μετά το αρχικό άνοιγμα της βάσης. Εύκολη προσθήκη, διαγραφή ή διόρθωση στοιχείων σε υπάρχουσα γεώτρηση. Γρήγορη, απλή και εύκολη ανάκτηση στοιχείων. Δυνατότητα να ανακτώνται επιλεκτικά στοιχεία των γεωτρήσεων με τον όρο να ικανοποιείται μια δεδομένη συνθήκη ή συνδυασμός τους. Οργάνωση της βάσης κατά τέτοιο τρόπο ώστε να είναι δυνατή και σχετικά απλή η προσαρμογή και η συνδυασμένη εφαρμογή προγραμμάτων επεξεργασίας των δεδομένων της βάσης. Με τον τρόπο που έχει οργανωθεί είναι δυνατή η εισαγωγή 640 γεωτρήσεων. Η τοποθέτηση και η ταξινόμηση των γεωτρήσεων γίνονται με βάση την τετμημένη αυτών. Ο Σαμπατακάκης (1991) συγκέντρωσε και επεξεργάσθηκε γεωτεχνικές πληροφορίες από δειγματοληπτικές γεωτρήσεις και ερευνητικά φρέατα στην περιοχή του Λεκανοπέδιου των Αθηνών. Όλες σχεδόν οι γεωτρήσεις προέρχονταν από το αρχείο του Κ.Ε.Δ.Ε. και της τεχνικής εταιρείας Γεωέρευνα Ε.Π.Ε. με εξαίρεση ένα μικρό αριθμό αυτών που προέρχονταν από διάφορες ιδιωτικές τεχνικές εταιρείες. Το μεγαλύτερο ποσοστό αυτών είχαν βάθος που δεν ξεπερνούσε τα 30 m, και μερικές μόνο είχαν βάθος μεγαλύτερα από 50 m. Οι γεωτρήσεις που είχαν μεταξύ τους απόσταση μικρότερη από 50 m, παρουσιάζονταν σε μια γεωτεχνική τομή που αντιπροσώπευε τη συγκεκριμένη θέση. Η γεωτεχνική
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 8 τομή περιείχε: τον αύξοντα αριθμό, τον κωδικό αριθμό που έχει σχέση με την μετέπειτα κωδικοποίηση της γεωτεχνικής τομής, τη θέση που συνήθως τπεριγράφεται ως συμβολή δύο συγκεκριμένων οδών, την περιοχή που περιγράφεται με βάση τα διοικητικά όρια των Δήμων της περιοχής της πρωτεύουσας, το υψόμετρο από τη θάλασσα, το οποίο είχε εκτιμηθεί από τοπογραφικά διαγράμματα κλίμακας 1:5.000, το βάθος της στάθμης του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα (Σ.Υ.), το βάθος που συναντάται το βραχώδες υπόβαθρο (Β.Υ.) και το είδος αυτού, τις συντεταγμένες της θέσης της γεωτεχνικής τομής, Εικόνα 1. Θέσεις γεωτρήσεων στην ευρύτερη περιοχή της Θεσσαλονίκης.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 9 τον αριθμό φακέλου αρχείου Κ.Ε.Δ.Ε. που αντιστοιχεί η ερευνητική γεώτρηση ή το φρεάτιο, τις εδαφικές στρώσεις με το βάθος και αντιπροσωπευτικές τιμές- εφόσον υπάρχουνφυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών για κάθε εδαφική στρώση. Ο ερευνητής αναφέρει ότι προσπάθησε να χρησιμοποιήσει μια τυποποιημένη μέθοδο για την περιγραφή των εδαφικών και των βραχωδών σχηματισμών. Έτσι διαμορφώθηκαν 1.069 γεωτεχνικές τομές όπως η τυπική τομή που φαίνεται στην εικόνα 2. Σύμφωνα με τον ερευνητή όλες οι δυνατές γεωτεχνικές πληροφορίες που περιέχει καθεμιά από τις γεωτεχνικές τομές, περιγράφονται κωδικοποιημένες σε τέσσερις αναφορές που φαίνονται στην εικόνα 3. Τέλος, ο ερευνητής αναφέρει ότι το αρχείο έχει οργανωθεί κατά τέτοιο τρόπο, που να μπορεί να γίνει γρήγορη ανάκτηση δεδομένων αλλά και όσο το δυνατό καλύτερη παρουσίαση. Εικόνα 2. Τυπική γεωτεχνική τομή (κατά Ν. Σαμπατακάκη, 1991).
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 10 Εικόνα 3. Τυπικό φύλλο αναγραφής δεδομένων (κατά Ν. Σαμπατακάκη,1991). 3.3. Γεωτεχνικές βάσεις δεδομένων στο διεθνή χώρο Στο διεθνή χώρο έχουν δημιουργηθεί πολλές βάσεις δεδομένων, όπου όχι μόνο αποθηκεύονται και ανακτώνται δεδομένα αλλά έχουν παράλληλα δημιουργηθεί προγράμματα Η/Υ για να εμφανίζονται τα αποτελέσματα της ανάκτησης με μορφή χαρτών. Τα τελευταία χρόνια, όπου η χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών έχει αυξηθεί σημαντικά, οι βάσεις δεδομένων συνεργάζονται με τα συστήματα αυτά για καλύτερη παρουσίαση των αποτελεσμάτων. Ενδεικτικά αναφέρονται: Οι Wood, ucker, και Wainwright (1985), Wood, ucker, Haye και Wainwright (1986) παρουσιάζουν τη βάση δεδομένων Geohare, όπου αποθηκεύονται γεωλογικά-γεωτεχνικά δεδομένα, καθώς και τις δυνατότητες που παρέχει το σύστημα για ανάκτηση αυτών. Οι Rapper και Wainwright (1987) αναφέρονται σε τροποποιήσεις στη βάση δεδομένων
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 11 Geohare, όπου μπορούν να αποθηκευτούν και να ανακτηθούν δεδομένα από διάφορα γεωτεχνικά έργα, είτε υπό μορφή μητρώων γεωτρήσεων, είτε υπό μορφή στηλών γραφικών. Επίσης ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να καθορίσει ένα υψόμετρο πάνω ή κάτω από την επιφάνεια του εδάφους και να δει γεωτεχνικά-γεωλογικά χαρακτηριστικά κάτω από το υψόμετρο αυτό, καθώς και τη δυνατότητα δημιθουργίας χαρτών με ισοβαθείς του γεωλογικού χαρακτηριστικού που τον ενδιαφέρουν. Επισημαίνουν τέλος, ότι κατά την αναζήτηση γεωλογικών περιγραφών παρουσιάζονται προβλήματα με την ονοματολογία και προτείνουν διάφορες μεθόδους επίλυσης. Η Candela (1988) περιγράφει μια γεωλογική-γεωτεχνική βάση δεδομένων που σχεδιάσθηκε για να δημιουργήσει, με αυτόματη μέθοδο, χάρτες χρησιμοποιώντας τη θεωρία των τοπικών μεταβλητών. Εφαρμογή της μεθόδου αναπτύσσεται σε περιοχή έκτασης 1,5km 2 στη Βαρκελώνη. Η A.S.C.E. Shallow Foundation Committee (1991) δημιούργησε μια βάση δεδομένων, σε περιβάλλον Dbae IV, για επιφανειακές θεμελιώσεις. Το σύστημα περιέχει γενικές πληροφορίες για τις εκάστοτε γεωτεχνικές μελέτες, όπως επίσης τύπους εδαφών, τύπους φόρτισης, εργαστηριακά πειράματα, μετρήσεις καθιζήσεων, εκτιμήσεις εδαφικής συμπιεστότητας, αποτελέσματα επιτόπου δοκιμών, κ.λπ. Οι Baecher και Sangrey (1991) αναφέρονται σε computer-aided engineering (CAE) εργαλεία για γεωτεχνικά συστήματα. Θεωρούν ότι τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών αναπτύχθηκαν για τη διαχείριση ορισμένων δεδομένων γεωγραφικά και ο χρήστης τους διαχειρίζεται μεγάλη, αλλά απλή δομημένη βάση δεδομένων. Αντίθετα οι γεωτεχνικές εφαρμογές χρειάζονται μικρές, αλλά σχετικά σύνθετες βάσεις δεδομένων, που ενώνονται με μοντελοποίηση, τροποποιούνται δυναμικά και απεικονίζονται σε τρεις ή περισσότερες διαστάσεις. Πιστεύουν ότι θα κυριαρχήσουν στις εφαρμογές της γεωτεχνικής και περιβαλλοντικής μηχανικής, εξαιτίας των παραπάνω πλεονεκτημάτων. Ο Hawke (1991) σχεδίασε ένα σχεσιακό σύστημα διαχείρισης γεωτεχνικής βάσης δεδομένων για το έργο «Boton central artery/harbor tunnel». Αφού παρουσιάζει την εισαγωγή, αποθήκευση και ανάκτηση δεδομένων, προχωρά, μέσω συστημάτων CAD, στη δημιουργία χαρτών.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 12 Ο Malenke (1991) δίνει ένα πλήρες κείμενο που αφορά στο σχεδιασμό και την τεχνολογία μιας σχεσιακής βάσης δεδομένων. Συγκεκριμένα, αναφέρει τους τύπους δεδομένων, τα πλεονεκτήματα που έχουν τα σχεσιακά συστήματα, το λογικό και φυσικό σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση και θίγει ορισμένα ζητήματα των σχεσιακών βάσεων δεδομένων. Οι Oloufa, Papacota και Epino (1992) ανέπτυξαν μια σχεσιακή βάση δεδομένων για γεωτεχνικά έργα, την οποία εισήγαγαν σε ένα ΓΣΠ με σκοπό να δημιουργηθούν τρισδιάστατες γεωλογικές απεικονίσεις. Ο Gile (1994, 1993, 1992) δημιούργησε ένα γεωγραφικό σύστημα πληροφοριών για διαχείριση και ανάλυση δεδομένων από γεωτεχνικές έρευνες στην περιοχή Portmouth της Αγγλίας. Συγκεκριμένα, δημιουργήθηκαν θεματικά υπόβαθρα σε περιβάλλον Arc/Info για την τοπογραφία, γεωλογία, τεχνική γεωλογία, υδρολογία και την υδρογεωλογία. Παράλληλα, δομήθηκε ένα γεωτεχνικό σύστημα διαχείρισης δεδομένων, όπου αποθηκεύτηκαν όλα τα μη χωρικά δεδομένα από τις γεωτεχνικές έρευνες. Ο συνδυασμός των παραπάνω και με τη βοήθεια γεωστατιστικών μεθόδων οδήγησε σε δημιουργία γεωλογικών και γεωτεχνικών επιφανειών. Ο Gile (1994) αναφέρεται στην τυποποιημένη μεταφορά γεωτεχνικών δεδομένων, από έρευνες υπεδάφους, ψηφιακής μορφής. Οι Leal Machado και Almeida (1994) παρουσιάζουν το LISBASE, που είναι γεωτεχνικό σύστημα διαχείρισης βάσης δεδομένων. Οι Locker, Popiil και Samalikova (1994) αναφέρουν τη δημιουργία ενός Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών για το υπέδαφος της πόλης Brno στην Τσεχία. Οι Oloufa, Eltahan και Papakota (1994) δημιουργούν ένα ολοκληρωμένο ΓΣΠ για να διαχειρίζονται δεδομένα από γεωτεχνικές έρευνες. Οι Laxton και Becken (1996) υλοποιούν μια χωρική βάση δεδομένων από την οποία παράγονται γεωλογικοί χάρτες. Το φυσικό μοντέλο της βάσης περιέχει τρεις ενότητες και συγκεκριμένα η πρώτη ενότητα δεν περιέχει καθόλου χωρικά δεδομένα, η δεύτερη περιέχει χωρικά και μη χωρικά δεδομένα, πχ. ένα ρήγμα καθορίζεται από την ονομασία του, τον τύπο του και το κατακόρυφο άλμα του ενώ η τρίτη ενότητα περιλαμβάνει χαρτογραφικά δεδομένα. Οι Bain και Gile (1997) παρουσιάζουν ένα πρότυπο μοντέλο για την αποθήκευση δεδομένων γεωλογικών χαρτών της Μεγάλης Βρετανίας. Συγκεκριμένα δημιουργούν
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 13 γεωλογική βάση σε ψηφιακή μορφή και προσπαθούν να διευκολύνουν τη συνεχή αναθεώρηση των χαρτών από τροποποιήσεις στη βάση δεδομένων, να παρέχουν δεδομένα σε ψηφιακή μορφή που θα είναι συμβατά με άλλα συστήματα, όπως τα ΓΣΠ, να δημιουργούν υψηλής ακρίβειας και εύκολα κατανοητούς γεωλογικούς χάρτες και να επιτρέπουν τη δυνατότητα ανάκτησης δεδομένων, όχι όμως σε τυποποιημένη μορφή. Οι Colman-Sadd, Ah και Nolan (1996) παρουσιάζουν μια βάση δεδομένων με το όνομα GEOLEGEND που διαχειρίζεται γεωλογικές ενότητες σε ένα ΓΣΠ. Αναφέρουν ότι κάθε γεωλογικός σχηματισμός ενός χάρτη έχει μοναδικό κωδικό αριθμό, ενώ ο ίδιος σχηματισμός που σε ένα ΓΣΠ παριστά πολύγωνο, μπορεί να έχει στον πίνακα ιδιοτήτων του στήλη με τον ίδιο κωδικό. Με τον τρόπο αυτό γίνεται η εισαγωγή, η ανάκτηση και η εμφάνιση των δεδομένων. Οι ao, Fei, Wong και Oborn (2000) δημιούργησαν μια γεωτεχνική βάση δεδομένων διαθέσιμη στο διαδίκτυο και με τη βοήθεια ενός ΓΣΠ δημιουργούν χάρτες για την πόλη Calgary του Καναδά. Οι Luna, Hertel, Baker και Fenneey (2001) δημιούργησαν μια γεωτεχνική βάση δεδομένων που χρησιμοποιείται για οδικούς άξονες όταν στοιχεία αυτών (γέφυρες κ.λπ), πάθουν ζημιές από σεισμό. Συγκεκριμένα, η βάση περιέχει στοιχεία για την κατασκευή των οδών, τα μητρώα των γεωτρήσεων, τις μετρήσεις του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα, τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών, καθώς και σεισμικά δεδομένα. Η βάση έπειτα συνδέεται με ένα Γ.Σ.Π. και είναι διαθέσιμη, ως ένα νέο υπόβαθρο του Γ.Σ.Π., για γεωτεχνικές αναλύσεις. 4. ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΣΧΕΣΙΑΚΗΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ - ΓΕΩΛΟΓΙΚΗΣ ΒΑΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ 4.1. Εισαγωγή Η πληροφορία που αποθηκεύεται σε μια γεωτεχνική-γεωλογική βάση δεδομένων και προέρχεται κυρίως από γεωτεχνικές έρευνες (γεωτρήσεις, ερευνητικά φρέατα κλπ) μπορεί να ομαδοποιηθεί σε τρεις (3) κατηγορίες:
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 14 Γεωγραφική κατηγορία. Περιλαμβάνονται οι γεωγραφικές συντεταγμένες της θέσης, που έγινε η έρευνα καθώς και στοιχεία της μορφολογίας της περιοχής. Γεωλογική κατηγορία. Περιλαμβάνονται οι περιγραφές των λιθολογικών ενοτήτων της θέσης, ο τεκτονισμός που έχει υποστεί η περιοχή, η αποσάθρωση των γεωλογικών σχηματισμών, τα υπόγεια νερά εφ όσον υπάρχουν κ.λπ. Γεωτεχνική κατηγορία. Η κατηγορία περιέχει τα αποτελέσματα όλων των επιτόπου αλλά και των εργαστηριακών δοκιμών, που έχουν εκτελεσθεί για τη συγκεκριμένη γεωτεχνική μελέτη. Η αποθήκευση των πληροφοριών αυτών απαιτεί την εισαγωγή όλων των προηγούμενων διαθέσιμων δεδομένων σε πίνακες-αρχεία που έχουν μεταξύ τους ένα ή περισσότερα κοινά πεδία. Οι πίνακες σχετίζονται μεταξύ τους με μια βασική μονάδα πληροφορίας, το ρόλο της οποίας έχει το πεδίο κωδικός του γεωτεχνικού έργου, αφού αυτός μπορεί να λειτουργήσει και στις τρεις κατηγορίες, που αναφέρθηκαν παραπάνω. Είναι γνωστό ότι κάθε γεωτεχνικό έργο καθορίζεται από τις γεωγραφικές του συντεταγμένες, τη λιθολογική του περιγραφή αλλά και από τα αποτελέσματα των επιτόπου και εργαστηριακών δοκιμών που έχουν γίνει σε δοκίμια που προέκυψαν από αυτό. Προκειμένου να γίνει η εισαγωγή των δεδομένων αλλά και για να υπάρξει η μέγιστη δυνατή εκμετάλλευσή της, η πληροφορία ταξινομείται σε τρεις διαφορετικές κατηγορίες : Περιγραφικά δεδομένα. Αφορούν σε λεπτομέρειες του κάθε γεωτεχνικού έργου (κωδικός, γεωγραφικές συντεταγμένες, βάθος κ.λπ). Γεωλογικά δεδομένα. Αναφέρονται στις λιθολογικές περιγραφές των στρωμάτων που συναντώνται. Αριθμητικά δεδομένα. Περιλαμβάνουν τις τιμές διάφορων παραμέτρων που μετρήθηκαν μετά το τέλος συγκεκριμένων πειραμάτων στο εργαστήριο (π.χ. τριαξονικές δοκιμές ή δοκιμές απλής διάτμησης σε αστράγγιστες ή στραγγιζόμενες συνθήκες), ή και τιμές παραμέτρων που μετρήθηκαν επιτόπου (π.χ. αριθμός κρούσεων Ν της πρότυπης δοκιμής διείσδυσης - δοκιμή SP κ.λπ.). Η εισαγωγή των περιγραφικών και των αριθμητικών δεδομένων στη γεωτεχνική βάση είναι εύκολη διαδικασία αλλά δεν είναι εξίσου εύκολη η εισαγωγή των γεωλογικών δε-
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 15 δομένων. Η επίλυση του προβλήματος γίνεται με χρήση πινάκων που έχουν το ρόλο λεξικού υποστήριξης (Raguenel, 1973). 4.2. Παρουσίαση δομής συστήματος HELGEORDAS Ο σύγχρονος τρόπος αποθήκευσης της πληροφορίας είναι, είτε σε φύλλα εργασίας (preadheet), είτε σε σχεσιακά συστήματα διαχείρισης βάσης δεδομένων, όπου υπάρχουν πολλοί πίνακες που σχετίζονται μεταξύ τους με ένα ή περισσότερα κοινά πεδία. Τα φύλλα εργασίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν όταν τα δεδομένα: Αποθηκεύονται σε ένα μόνο τέτοιο φύλλο που δε σχετίζεται με κανένα άλλο. Δεν χρησιμοποιούνται από διάφορες εφαρμογές. Έχουν απλή χρήση πχ. στατιστικούς πίνακες, αναφορές κ.λπ. Από τα παραπάνω φαίνεται ότι τα φύλλα εργασίας είναι κατάλληλα για προσωπικές και απλές χρήσεις, ενώ τα σχεσιακά συστήματα διαχείρισης βάσης δεδομένων είναι κατάλληλα για: Αποθήκευση χιλιάδων δεδομένων, ακόμη και για ένα μόνο στοιχείο. Δημιουργία σχέσεων μεταξύ των αρχείων. Ταυτόχρονη πρόσβαση στα δεδομένα (multiuer architecture) από πολλούς χρήστες. Ταυτόχρονη χρήση των δεδομένων (multitaking architecture) από πολλές εφαρμογές. Είναι φανερό ότι, όταν απαιτούνται οι δύο τελευταίες από τις παραπάνω περιπτώσεις τότε επιλέγονται τα σχεσιακά συστήματα, όπου η πληροφορία πλέον αποθηκεύεται τμηματικά αλλά και είναι εύκολα προσπελάσιμη, καθώς ο τρόπος αυτός έχει σημαντικές ταχύτητες ανάκτησης δεδομένων. Η ικανοποίηση όλων των παραπάνω στη Γεωτεχνική Μηχανική, γίνεται μέσω του σχεσιακού γεωτεχνικού συστήματος που αναπτύσσεται στα επόμενα (Αντωνίου κ.α., 2001, Antoniou et al., 2000). Το σύστημα έχει σχεδιασθεί να αποτελείται από πίνακες που συνδέονται μεταξύ τους με κοινά πεδία, όπου καθένας δεσμεύει τμήμα της πληροφορίας που προέρχεται από ένα γεωτεχνικό έργο. Έτσι, σε έναν πίνακα αποθηκεύονται τα γενικά στοιχεία του γεωτεχνικού έργου, σε άλλον η γεωλογική πληροφορία κ.λπ. Η πληροφορία κατανεμήθηκε στους αντίστοιχους πίνακες λαμβάνοντας υπόψη αφε-
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 16 νός τα γεωτεχνικά μητρώα που έχουν τα διάφορα γεωτεχνικά γραφεία και αφετέρου το γεγονός ότι θα πρέπει να υπάρχει σε κάθε πίνακα σχετική γεωτεχνική πληροφορία. Δηλαδή, τα αποτελέσματα των επιτόπου δοκιμών αποθηκεύονται σε έναν πίνακα για να έχει συνοπτική εικόνα ο χρήστης όταν επεξεργάζεται τον πίνακα αυτόν αλλά, αφού οι πίνακες έχουν κοινά πεδία, μπορεί μέσω κατάλληλων ερωτημάτων να έχει πρόσβαση και σε οποιοδήποτε πεδίο άλλου πίνακα του συστήματος. Το γεωτεχνικό σχεσιακό σύστημα διαχείρισης βάσης δεδομένων που αναπτύσσεται σε λεπτομέρεια στα παρακάτω (HELGEORDAS: HELlenic GEOtechnical Relational DAtabae management Sytem) σχεδιάσθηκε στον Τομέα Γεωτεχνικής της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών Ε.Μ.Π. χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα Microoft Office Acce. Επιλέχθηκε το συγκεκριμένο πρόγραμμα λογισμικού γιατί είναι ευρύτατα διαδεδομένο σε προσωπικούς υπολογιστές μέσω του πακέτου προγραμμάτων της Microoft Office ενώ έχει και φιλικό περιβάλλον για τον όχι ιδιαίτερα ειδικευμένο χρήστη. Το σύστημα αποτελείται από κύριους και δευτερεύοντες πίνακες, όπου και αποθηκεύονται τα δεδομένα, ενώ έχουν δημιουργηθεί και αντίστοιχες φόρμες για γρήγορη εισαγωγή τους. Τέλος, έχουν δομηθεί αρκετά ερωτήματα, όπου με παράλληλη χρήση άλλων πακέτων λογισμικού (π.χ. Microoft Office Excel), υπάρχει πιο εποπτική εικόνα των αποτελεσμάτων ενώ το σύστημα μέσω της δομημένης γλώσσας ερωτημάτων (Structured Query Language, SQL) δίνει τη δυνατότητα εισαγωγής αποτελεσμάτων, υπό μορφή πίνακα, σε Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών για να προκύψει θεματικός χάρτης αντίστοιχος του ερωτήματος. Ακολουθεί αναλυτική παρουσίαση του γεωτεχνικού σχεσιακού συστήματος. Όταν γίνεται εκκίνηση του συστήματος, εμφανίζεται η εισαγωγική φόρμα (ΑΡΧΙ- ΚΗ_ΦΟΡΜΑ), (εικόνα 4) και με χρήση των πλήκτρων εντολών (command button), που υπάρχουν αρχίζει η πλοήγηση μέσα σε αυτό. Το πρώτο κουμπί εντολής ανοίγει μια καινούργια φόρμα, τη φόρμα εισαγωγής BOREHOLE (ΓΕΩΤΡΗΣΗ), όπου γίνεται η αρχή εισαγωγής δεδομένων στο σύστημα. Το δεύτερο κατά σειρά κουμπί εντολής ανοίγει τη φόρμα DYNAMIC (εικόνα 5). Στη φόρμα αυτή τα δύο πρώτα κουμπιά εντολών ανοίγουν δύο δομημένα ερωτήματα σε μορφή σχεδίασης, ζητώντας εισαγωγή ορισμάτων (κριτηρίων) για τα ερωτήματα, ενώ τα δύο
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 17 επόμενα εξάγουν τα αποτελέσματα των προηγούμενων ερωτημάτων στο πρόγραμμα Microoft Office Excel. Το κουμπί εντολής που βρίσκεται στο δεξιό μέρος της εικόνας χρησιμοποιείται για να γίνει εκκίνηση προγράμματος που έχει γραφτεί σε Viual Baic, και αφορά στην εκτίμηση της εδαφικής επίδρασης σε σεισμική φόρτιση - μέσω εμπειρικών συσχετίσεων από επιτόπου στατικές και δυναμικές δοκιμές - και περιέχει τα δεδομένα από τα δύο προηγούμενα ερωτήματα. Το τρίτο κουμπί εντολής ανοίγει τη φόρμα SARUP η οποία περιέχει πληροφορίες σχετικές με την κατασκευή του συστήματος, το προσωπικό που ασχολήθηκε για την εισαγωγή των δεδομένων, καθώς και τα γεωτεχνικά γραφεία, δημόσια ή ιδιωτικά που διέθεσαν τμήμα του αρχείου τους, προκειμένου να εισαχθεί στο σύστημα. Το τέταρτο κουμπί εντολής δίνει τη δυνατότητα άμεσης πρόσβασης σε κείμενο, υπό μορφή Acrobat Reader, που αποτελεί το εγχειρίδιο χρήσης του συστήματος, ενώ το πέμπτο κουμπί κλείνει το σύστημα. 4.2.1. Κύριοι και δευτερεύοντες πίνακες του συστήματος Για να αποθηκεύονται τα δεδομένα που προέρχονται από μια γεωτεχνική μελέτη στο γεωτεχνικό σχεσιακό σύστημα, έχουν δομηθεί επτά κύριοι πίνακες-αρχεία, ενώ υπάρχουν και οκτώ δευτερεύοντες πίνακες που υποστηρίζουν ορισμένα πεδία κάποιων από τους κύριους πίνακες. Οι κύριοι πίνακες που εισάγονται-αποθηκεύονται τα δεδομένα είναι οι: BOREHOLE (ΓΕΩΤΡΗΣΗ), REAL_ID (ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΣ_ΚΩΔΙΚΟΣ_ΓΕΩΤΡΗΣΗΣ), WAER_ABLE (Υ- ΠΟΓΕΙΟΣ_ΥΔΡΟΦΟΡΟΣ_ΟΡΙΖΟΝΤΑΣ), LIHOLOGY (ΛΙΘΟΛΟΓΙΑ), INSIU_ESS (ΕΠΙΤΟΠΟΥ_ΔΟΚΙΜΕΣ), LAB_ESS (ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ_ΔΟΚΙΜΕΣ) και ROCKMASS_ CLASSIFICAION (ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ_ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ), ενώ οι δευτερεύοντες είναι οι: SOIL (ΤΥΠΟΙ_ΕΔΑΦΩΝ), ROCK (ΤΥΠΟΙ_ΒΡΑΧΩΝ), COLOUR (ΧΡΩΜΑ), WEAHER (ΑΠΟΣΑ- ΘΡΩΣΗ), SPACING (ΑΠΟΣΤΑΣΗ_ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ), SURFACE_JOINS (ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ_ΕΠΙ- ΦΑΝΕΙΩΝ_ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ), FILLING_MAERIAL (ΥΛΙΚΟ_ΠΛΗΡΩΣΗΣ_ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ) και JRC (ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ_ΤΡΑΧΥΤΗΤΑΣ_ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ).
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 18 4.2.1.1. Πίνακας BOREHOLE Ο πρώτος πίνακας-αρχείο του συστήματος ονομάζεται BOREHOLE (ΓΕΩΤΡΗΣΗ) και αφορά τα γενικά στοιχεία της γεωτεχνικής έρευνας. Υπάρχουν συνεπώς πεδία όπως: Κωδικός (Bore_ID): Είναι το πρωτεύον κλειδί του πίνακα και περιέχει μοναδικές τιμές, για κάθε γεωτεχνικό έργο, που δίνονται από το σύστημα. Κωδικός γεωτεχνικού έργου (BOREHOLE_ID): Περιλαμβάνεται το όνομα (κωδικός) του κάθε γεωτεχνικού έργου. Τα δεδομένα του πεδίου είναι αλφαριθμητικά και είναι μοναδικά για κάθε έργο. Περιοχή που έγινε το έργο (ΠΕΡΙΟΧΗ): Προσδιορίζεται γεωγραφικά (όνομα οδού, τοπωνύμιο κλπ.) η θέση που έγινε το έργο. Συντεταγμένη Χ του γεωτεχνικού έργου (COORDX): Αφορά τη συντεταγμένη Χ του έργου ως προς το γεωγραφικό σύστημα αναφοράς ΕΓΣΑ 87 Συντεταγμένη Υ του γεωτεχνικού έργου (COORDY): Αφορά τη συντεταγμένη Y του έργου ως προς το γεωγραφικό σύστημα αναφοράς ΕΓΣΑ 87. Επιπλέον στον πίνακα αυτό αποθηκεύονται και άλλες γενικές πληροφορίες που αφορούν τη γεωτεχνική έρευνα. 4.2.1.2. Πίνακας REAL_ID Ο δεύτερος πίνακας-αρχείο της σχεσιακής γεωτεχνικής βάσης δεδομένων ονομάζεται REAL_ID και αφορά στον πραγματικό κωδικό που έχει το κάθε γεωτεχνικό έργο στο αρχείο της οποιαδήποτε εταιρείας. Περιλαμβάνει τα ακόλουθα πεδία: Κωδικός (Name_ID): Το πεδίο αποτελεί το πρωτεύον κλειδί του πίνακα και περιέχει μοναδικές τιμές, για κάθε γεωτεχνικό έργο, που δίνονται από το σύστημα. Κωδικός γεωτεχνικού έργου (BOREHOLE_ID): Περιλαμβάνεται το όνομα (κωδικός) του κάθε γεωτεχνικού έργου. Τα δεδομένα του πεδίου είναι αλφαριθμητικά και είναι μοναδικά για κάθε έργο αντίστοιχα με αυτά που αποθηκεύονται στο αντίστοιχο πεδίο του πίνακα BOREHOLE. Πραγματικό όνομα γεωτεχνικού έργου (REAL_ID_OF_BOREHOLE): Περιέχει
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 19 τον πραγματικό κωδικό του γεωτεχνικού έργου, με τον οποίο έχει αποθηκευτεί στο αρχείο του γεωτεχνικού γραφείου. Εικόνα 4. Άποψη της εισαγωγικής φόρμας του συστήματος HELGEORDAS. Εικόνα 5. Άποψη της φόρμας DYNAMIC.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 20 4.2.1.3. Πίνακας WAER_ABLE Ο τρίτος πίνακας-αρχείο της σχεσιακής γεωτεχνικής βάσης δεδομένων ονομάζεται WAER_ABLE και αφορά σε δεδομένα σχετικών με τον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα (Υ.Υ.Ο.) και συγκεκριμένα, σε στοιχεία που αναφέρονται στο βάθος του Υ.Υ.Ο. κατά την εκτέλεση του γεωτεχνικού έργου ή και σε στοιχεία μεταγενέστερου χρόνου εφόσον έχει εγκατασταθεί πιεζόμετρο. Ο πίνακας θεωρείται αρκετά σημαντικός, γιατί έχει τη δυνατότητα παρουσίασης δυναμικής πληροφορίας, όπως είναι η εξέλιξη της στάθμης του Υ.Υ.Ο. με το χρόνο. 4.2.1.4. Πίνακας LIHOLOGY Ο τέταρτος πίνακας-αρχείο του συστήματος ονομάζεται LIHOLOGY και αναφέρεται σε δεδομένα που αφορούν στο γεωλογικό υλικό που συνάντησε η γεώτρηση. Ενδεικτικά παρουσιάζονται μερικά από τα πεδία που δομούν τον πίνακα: Κωδικός (Lith_ID): Το πεδίο αποτελεί το πρωτεύον κλειδί του πίνακα και περιέχει μοναδικές τιμές, για κάθε γεωτεχνικό έργο, που δίνονται από το σύστημα. Κωδικός γεωτεχνικού έργου (BOREHOLE_ID): Περιλαμβάνεται το όνομα (κωδικός) του κάθε γεωτεχνικού έργου. Τα δεδομένα του πεδίου είναι αλφαριθμητικά και είναι μοναδικά για κάθε έργο αντίστοιχα με αυτά που αποθηκεύονται στο αντίστοιχο πεδίο του πίνακα BOREHOLE. Βάθος οροφής εδαφικού ή βραχώδους στρώματος (ROOFDEP): Αναφέρεται στο βάθος που ο δειγματολήπτης συνάντησε συγκεκριμένο στρώμα. Βάθος βάσης εδαφικού ή βραχώδους στρώματος (BASEDEP): Αναφέρεται στο βάθος που ο δειγματολήπτης σταμάτησε να συναντά συγκεκριμένο στρώμα Περιγραφή εδαφικού στρώματος (DESCRIP): Το συγκεκριμένο πεδίο αναφέρεται στην περιγραφή - στην ελληνική και αγγλική γλώσσα κάθε εδαφικού και βραχώδους στρώματος που συναντά ο δειγματολήπτης. Αν πρόκειται για εδαφικό στρώμα, χρησιμοποιείται συμβουλευτικά ο πίνακας-λεξικό SOIL ενώ αν πρόκειται για βραχώδες στρώμα, χρησιμοποιείται ο πίνακας-λεξικό ROCK.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 21 Επιπλέον, υπάρχουν πεδία μορφής σύνθετου πλαισίου (combo box) που αφορούν στο χρώμα του στρώματος, τσην αποσάθρωση, στην πυκνότητα των ασυνεχειών,στην κατάσταση των επιφανειών των ασυνεχειών σύμφωνα και με την ταξινόμηση της Διεθνούς Ένωσης Βραχομηχανικής (ISRM, 1981) κ.λπ. 4.2.1.5. Πίνακας INSIU_ESS Ο πέμπτος πίνακας-αρχείο ονομάζεται INSIU_ESS και σχετίζεται με τις επιτόπου δοκιμές που έγιναν με σκοπό να προσδιορισθούν άμεσα ή έμμεσα κάποιες από τις παραμέτρους του εδαφικού ή του βραχώδους υλικού. Ενδεικτικά περιέχονται τα ακόλουθα πεδία: Initu_ID: Το πεδίο αποτελεί το πρωτεύον κλειδί του πίνακα και περιέχει μοναδικές τιμές, για κάθε γεωτεχνικό έργο, που δίνονται από το σύστημα. Κωδικός γεωτεχνικού έργου (BOREHOLE_ID): Περιλαμβάνεται το όνομα (κωδικός) του κάθε γεωτεχνικού έργου. Τα δεδομένα του πεδίου είναι αλφαριθμητικά και είναι μοναδικά για κάθε έργο αντίστοιχα με αυτά που αποθηκεύονται στο αντίστοιχο πεδίο του πίνακα BOREHOLE. Βάθος στο οποίο ξεκινά να εφαρμόζεται η δοκιμή (SARDEP): Αφορά στο βάθος που ξεκίνησε η υπαίθρια δοκιμή ή εμφανίσθηκε αλλαγή στην τιμή της παραμέτρου που μετριέται με τη συγκεκριμένη δοκιμή. Βάθος στο οποίο σταματά να εφαρμόζεται η δοκιμή (ENDDEP): Αφορά στο βάθος που σταμάτησε να εφαρμόζεται η δοκιμή ή έπαψε να εμφανίζεται η ίδια τιμή της παραμέτρου. Αριθμός κρούσεων Ν της πρότυπης δοκιμής διείσδυσης (SP): Τα δεδομένα του πεδίου αναφέρονται στα αποτελέσματα της δοκιμής SP. Στο πεδίο αυτό δεν αποθηκεύονται μόνο οι κρούσεις Ν που απαιτούνται για συνολική διείσδυση 30 cm, αλλά και οι κρούσεις που έχουν καταγραφεί για διεισδύσεις μικρότερες των 30 cm π.χ. 50/10 που αντιστοιχεί σε 50 κρούσεις για διείσδυση 10 cm. Επιπλέον, υπάρχουν πεδία που αναφέρονται στα αποτελέσματα των δοκιμών υδατοπερατότητας των σχηματισμών, ή της πρεσσιομετρικής δοκιμής, ή και τέλος των δοκιμών
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 22 εδαφοδυναμικής. 4.2.1.6. Πίνακας LAB_ESS Ο έκτος πίνακας-αρχείο ονομάζεται LAB_ESS και σχετίζεται με τα αποτελέσματα των εργαστηριακών πειραμάτων, που έγιναν με σκοπό να προσδιορισθούν κάποιες από τις παραμέτρους του εδαφικού ή του βραχώδους υλικού. Μερικά από τα πεδία είναι τα ακόλουθα: Lab_ID: Το πεδίο αποτελεί το πρωτεύον κλειδί του πίνακα και περιέχει μοναδικές τιμές, για κάθε γεωτεχνικό έργο, που δίνονται από το σύστημα. Κωδικός γεωτεχνικού έργου (BOREHOLE_ID): Περιλαμβάνεται το όνομα (κωδικός) του κάθε γεωτεχνικού έργου. Τα δεδομένα του πεδίου είναι αλφαριθμητικά και είναι μοναδικά για κάθε έργο αντίστοιχα με αυτά που αποθηκεύονται στο αντίστοιχο πεδίο του πίνακα BOREHOLE. Βάθος οροφής του εδαφικού ή του βραχώδους δοκιμίου (ROOFDEP). Βάθος βάσης του εδαφικού ή του βραχώδους δοκιμίου (BASEDEP). Επιπλέον, υπάρχουν πεδία όπου υπάρχει δυνατότητα αποθήκευσης των αποτελεσμάτων όλων των δοκιμών εδαφομηχανικής και βραχομηχανικής (π.χ. κοκκομετρικές αναλύσεις, φαινόμενο και ειδικό βάρος, όρια Atterberg, τριαξονικές δοκιμές σε αστράγγιστες και σε στραγγιζόμενες συνθήκες και με ταυτόχρονη μέτρηση της πίεσης πόρων, δοκιμές διάτμησης σε αστράγγιστες και στραγγιζόμενες συνθήκες, ανεμπόδιστη θλίψη, δοκιμή συμπιεσόμετρου κ.λπ.). 4.2.1.7. Πίνακας ROCKMASS_CLASSIFICAION Ο τελευταίος πίνακας-αρχείο ονομάζεται ROCKMASS_CLASSIFICAION και σχετίζεται με στοιχεία που αφορούν στην κατάσταση ποιότητα της βραχόμαζας. Συγκεκριμένα αποθηκεύονται βάθη και τιμές που αφορούν σε αλλαγές στη γεωτεχνική ταξινόμηση μιας βραχόμαζας σύμφωνα με το σύστημα ταξινόμησης Bieniawki, 1974, 1979, το γεωλογικό δείκτη αντοχής GSI κ.λπ. Συνοπτικά, οι κύριοι και οι δευτερεύοντες πίνακες του συστήματος παρουσιάζονται στην εικόνα 6.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 23 4.2.1.8. Σχέσεις μεταξύ των κύριων πινάκων του συστήματος Το γεωτεχνικό σύστημα είναι σχεσιακό και υπάρχει μια σχέση της μορφής «ένα προς πολλά» (one to many), που συνδέει όλους τους κύριους πίνακες του συστήματος. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένα κοινό πεδίο, το πεδίο BOREHOLE_ID, που ενώ εμφανίζει μοναδική τιμή στον πίνακα BOREHOLE, υπάρχει περισσότερες φορές σε όλους τους υπόλοιπους πίνακες ή και καθόλου, γιατί είναι πιθανό σε ένα γεωτεχνικό έργο να έχουν γίνει πολλές επιτόπου ή εργαστηριακές δοκιμές, ή και καθόλου, ή θα υπάρχουν και περισσότερα του ενός γεωλογικά-γεωτεχνικά στρώματα. Εξαίρεση αποτελεί ο πίνακας REAL_ID, όπου για κάθε γεωτεχνικό έργο υπάρχει μόνο ένας πραγματικός κωδικός που του έχει δοθεί από το γεωτεχνικό γραφείο, άρα εδώ η σχέση θα είναι της μορφής «ένα προς ένα». Μια δεύτερη σχέση αναπτύσσεται μόνο μεταξύ των κύριων πινάκων LIHOLOGY, INSIU_ESS και LAB_ESS. Είναι πιθανό μέσα σε ένα γεωλογικό στρώμα να έχουν γίνει περισσότερες δοκιμές, συνεπώς ο κωδικός (Lith_ID) που υπάρχει στον πίνακα LIHOLOGY και είναι μοναδικός για κάθε στρώμα, εμφανίζεται περισσότερες από μια φορές ή και καθόλου στο πεδίο Stroma_ID του πίνακα INSIU_ESS και στο ίδιο πεδίο του πίνακα LAB_ESS. Εικόνα 6. Γενική άποψη των κύριων και δευτερευόντων πινάκων του συστήματος.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 24 Τέλος, υπάρχει και τρίτη σχέση μεταξύ των κύριων πινάκων ROCKMASS_ CLASSIFICAION και LIHOLOGY. Όταν ένα γεωλογικό στρώμα βαθμονομείται χρησιμοποιώντας κάποιο από τα συστήματα που υπάρχουν στον πίνακα, η βαθμονόμηση μπορεί να έχει την ίδια τιμή σε περισσότερα του ενός γεωλογικά στρώματα. Έτσι ο μοναδικός κωδικός, που υπάρχει στο πεδίο Rockma_ID του πίνακα ROCKMASS_CLASSIFICAION ταυτίζεται με το πεδίο Rockma_ID του πίνακα LIHOLOGY (εικόνα 7). Για να γίνεται εύκολα η εισαγωγή των δεδομένων στο σύστημα έχουν δομηθεί φόρμες εισαγωγής δεδομένων αντίστοιχες με τους κύριους πίνακες. Με το πρώτο κουμπί εντολής στην αρχική φόρμα GENERAL (ΑΡΧΙΚΗ_ΦΟΡΜΑ) γίνεται μεταφορά στο περιβάλλον της φόρμας BOREHOLE και αφού συμπληρωθούν τα πεδία της φόρμας αυτής με την κατάλληλη πληροφορία, η μεταφορά συνεχίζεται στις υπόλοιπες φόρμες και εισάγονται τα δεδομένα. Συνεπώς, η φόρμα BOREHOLE αποτελεί την κεντρική φόρμα και μέσω αυτής γίνεται πλοήγηση στις υπόλοιπες. Έτσι είναι αδύνατο να παραληφθεί τμήμα του συνολικού όγκου της πληροφορίας που υπάρχει σε ένα γεωτεχνικό έργο, ενώ είναι επίσης,αδύνατο να μην εισαχθούν τα γενικά στοιχεία του γεωτεχνικού έργου. Εικόνα 7. Άποψη των σχέσεων μεταξύ των κύριων πινάκων του συστήματος.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 25 Στη φόρμα εισαγωγής LIHOLOGY εκτός από τα πεδία στα οποία εισάγεται πληροφορία, υπάρχουν στο κάτω μέρος της και πεδία όπου εισάγεται αυτόματα κάποιος κωδικός αριθμός, καθώς αποθηκεύεται περιγραφική πληροφορία τόσο στην ελληνική όσο και στην αγγλική γλώσσα. Τα πεδία αυτά είναι πολύ χρήσιμα, γιατί μπορεί να γίνει πολύ εύκολα αναζήτηση αλφαριθμητικών δεδομένων χρησιμοποιώντας έναν αριθμό και όχι τμήμα κειμένου. 4.3. Κριτική θεώρηση του συστήματος ΗELGEORDAS Μελλοντικές χρήσεις Έχοντας ήδη γίνει αναφορά σε συστήματα αποθήκευσης δεδομένων από ερευνητές που καθένα έχει τη δική του φιλοσοφία και το δικό του τρόπο (τεχνολογία) ανάπτυξης, φαίνεται ότι το γεωτεχνικό σχεσιακό σύστημα διαχείρισης βάσης δεδομένων (HEGEORDAS), που παρουσιάστηκε στα προηγούμενα αποτελεί έναν πρωτότυπο τρόπο αποθήκευσης και διαχείρισης γεωτεχνικής πληροφορίας σε ψηφιακή μορφή που έχει δομηθεί στον Τομέα Γεωτεχνικής του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Η δομή του συστήματος είναι η πλέον κατάλληλη, αφού οι πίνακες που το αποτελούν είναι μεν ανεξάρτητοι μεταξύ τους αλλά συσχετίζονται με το κοινό πεδίο που είναι ο κωδικός της γεώτρησης. Η πληροφορία που υπάρχει σε ένα γεωτεχνικό έργο (γεώτρηση, φρέαρ κ.λπ.) έχει ομαδοποιηθεί και έχει εισαχθεί στον κατάλληλο πίνακα που δημιουργήθηκε για το σκοπό αυτό. Συγκεκριμένα, ένας πίνακας περιέχει γενικές πληροφορίες για το γεωτεχνικό έργο (μέσα σε αυτές περιλαμβάνονται και οι γεωγραφικές συντεταγμένες), άλλος πίνακας περιέχει όλη την πιθανή πληροφορία για τον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα, επόμενος πίνακας τα αποτελέσματα των επιτόπου δοκιμών και άλλος τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών. Με τον τρόπο αυτό υπάρχει εποπτεία στον τρόπο εισαγωγής αλλά και στην αναζήτηση των δεδομένων αυτών. Δε θα ήταν δυνατό π.χ. οι επιτόπου δοκιμές και τα εργαστηριακά
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 26 αποτελέσματα να ήταν στον ίδιο πίνακα, γιατί συνήθως δεν αναφέρονται στο ίδιο βάθος, ή πιθανώς να μην αφορούν στον ίδιο λιθολογικό σχηματισμό κ.λπ. Το σύστημα HELGEORDAS παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα και λίγα μειονεκτήματα. Συγκεκριμένα, τα πλεονεκτήματά του είναι τα ακόλουθα: ü Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ανεξάρτητη εφαρμογή. Δηλαδή, ο χρήστης μπορεί να εισάγει δεδομένα χωρίς ιδιαίτερη δυσκολία, χρησιμοποιώντας όπου απαιτείται, την κατάλληλη κωδικοποίηση, μέσω των αντίστοιχων φορμών εισαγωγής. ü Είναι ευέλικτο, αφού ως σχεσιακό, έχει τη δυνατότητα προσθήκης και άλλων πινάκων (π.χ. πίνακας με πληροφορία για την ποιότητα δειγμάτων νερού από το γεωτεχνικό έργο) ενώ στους ήδη υπάρχοντες πίνακες μπορούν να προστεθούν επιπλέον πεδία. ü Θεωρείται κανονικοποιημένο, αφού σύμφωνα με τους κανόνες κανονικοποίησης βρίσκεται στην τρίτη μορφή κανονικοποίησης. ü Υπάρχει η δυνατότητα σύνδεσης με άλλα προγράμματα π.χ. με το Microoft Office Excel για συσχετίσεις γεωτεχνικών παραμέτρων. ü Υπάρχει η δυνατότητα σύνδεσης με ένα Γ.Σ.Π., αφού στο σύστημα αποθηκεύονται και οι γεωγραφικές συντεταγμένες κάθε γεωτεχνικού έργου. Έτσι μπορούν να δημιουργηθούν ψηφιακοί χάρτες γεωτεχνικής-γεωλογικής πληροφόρησης. ü Έχει ενσωματωθεί πρόγραμμα που μπορεί να δώσει εκτίμηση της εδαφικής επίδρασης σε σεισμό σχεδιασμού με χρήση επιτόπου στατικών και δυναμικών δοκιμών. ü Έχει έτοιμα δομημένα ερωτήματα που αφορούν σε βασικές γεωτεχνικές παραμέτρους και μπορούν να χρησιμοποιηθούν από το χρήστη επιλέγοντας την περιοχή που αυτός θέλει να μελετήσει ή να δημιουργήσει δικά του. ü Υπάρχει άμεση πρόσβαση στο εγχειρίδιο χρήσης του συστήματος (σε μορφή pdf, Acrobat Reader). ü Προσπαθεί να δώσει συγκεκριμένους κανόνες για την ομαδοποίηση και αποθήκευση των δεδομένων σε συγκεκριμένα πεδία του συστήματος υιοθετώντας διεθνώς αποδεκτούς κανονισμούς. Όπως αναφέρθηκε, υπάρχουν και μερικά μειονεκτήματα, όπως:
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 27 Ú Το σύστημα δεν έχει σχεδιασθεί για να συνεργάζεται απευθείας με προγράμματα παραγωγής μητρώων γεωτρήσεων υπό μορφή γραφικών, αφού κάθε γεώτρηση δεν αποθηκεύεται σε ξεχωριστό αρχείο. Πρέπει δηλαδή, να δομηθεί ερώτημα που θα χρησιμοποιείται από αντίστοιχο πρόγραμμα της Viual Baic για να παραχθεί το μητρώο. Το σχεσιακό σύστημα HELGEORDAS μπορεί να αποτελέσει τη βάση για τη δημιουργία ενός σχεσιακού συστήματος διαχείρισης γεωτεχνικών δεδομένων για όλο τον Ελληνικό χώρο στο πλαίσιο μελέτης ομάδας εργασίας του Τεχνικού Επιμελητήριου Ελλάδας (Τ.Ε.Ε.). Συγκεκριμένα κάθε περιφερειακό τμήμα του Τ.Ε.Ε. θα αναλάβει να εισάγει στο σύστημα όλη τη διαθέσιμη γεωτεχνική πληροφορία της περιοχής του και το σύνολο της πληροφορίας να αποθηκεύεται κεντρικά στο Τ.Ε.Ε. Αν το γεωτεχνικό σχεσιακό σύστημα χρησιμοποιηθεί ως ένας κεντρικός αποθηκευτικός κόμβος στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, όπου θα καταχωρούνται οι μελλοντικές γεωτεχνικές έρευνες του Λεκανοπέδιου από όλα τα γεωτεχνικά γραφεία, τότε θα πρέπει να ορισθούν για κάποια από τα πεδία του συγκεκριμένες προδιαγραφές αποθήκευσης. Πρέπει π.χ. να συμφωνηθεί ότι η εισαγωγή της πληροφορίας που αφορά στο βαθμό αποσάθρωσης του γεωϋλικού θα ορίζεται με βάση ένα μόνο σύστημα ταξινόμησης (π.χ. της ISRM), ή προκειμένου να περιγραφεί το χρώμα του σχηματισμού να χρησιμοποιείται χρωματική κλίμακα και να λαμβάνονται υπόψη και αντίστοιχοι διεθνείς κανονισμοί (π.χ. Βρετανικοί). Ο Βρετανικός κανονισμός επιβάλλει το κυρίαρχο εδαφικό ή βραχώδες συστατικό να παρουσιάζεται στο πεδίο της γεωλογικής περιγραφής με κεφαλαία γράμματα. Με τον τρόπο αυτό είναι εύκολη η ανάκτηση γιατί ο χρήστης θα αναζητήσει τα δεδομένα που περιέχουν με κεφαλαία γράμματα Ο καθορισμός των προδιαγραφών που θα χρησιμοποιούνται στον ελληνικό χώρο θα μπορούσε να αποτελέσει αντικείμενο ομάδας εργασίας από τα μέλη της Ελληνικής Επιστημονικής Επιτροπής Εδαφομηχανικής και Θεμελιώσεων (Ε.Ε.Ε.Ε.Θ). της Επιστημονικής Επιτροπής Πολιτικών Μηχανικών του Τ.Ε.Ε. καθώς και της Ελληνικής Επιτροπής Τεχνικής Γεωλογίας.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 28 5. ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΟΥ ΣΧΕΣΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΓΣΠ) Για να μπορεί το σύστημα να εφαρμοσθεί οπουδήποτε, πρέπει πιλοτικά να χρησιμοποιηθεί σε ένα τμήμα μιας περιοχής, όπου συγχρόνως θα υπάρχει και μεγάλος όγκος γεωτεχνικών δεδομένων. Με τον τρόπο αυτό ικανοποιούνται δύο βασικές παράμετροι: 1. Η μεγάλη ποσότητα πληροφοριών ενδεχομένως να εμφανίσει δεδομένα για τα οποία δεν υπάρχουν τα αντίστοιχα πεδία στο σύστημα, ή δεν έχει προβλεφθεί η κατάλληλη μορφοποίηση για τμήμα αυτών. 2. Αν τα γεωτεχνικά έργα βρίσκονται χωρικά σε ευρύ τμήμα μιας περιοχής θα είναι πιο εύκολη η δημιουργία χαρτών με τη βοήθεια γεωστατιστικών προσομοιωμάτων. Η περιοχή που ικανοποιεί σίγουρα και τις δύο προαναφερθείσες παραμέτρους είναι το Λεκανοπέδιο της Αθήνας, όπου υπάρχει πλήθος δημόσιων έργων, ενώ γίνονται και πολλά άλλα γεωτεχνικά έργα για ιδιωτικούς σκοπούς και βοηθούν στην καλή χωρική κατανομή τους σε αυτό. Ένα πολύ ενδιαφέρον στοιχείο, που έκανε και επιτακτική την ανάγκη εφαρμογής του συστήματος στο Λεκανοπέδιο ήταν η μη ύπαρξη αρχείου κεντρικού φορέα, όπου θα αποθηκεύονταν η πληροφορία, σε ψηφιακή ή έστω αναλογική μορφή για να είναι εύκολα προσπελάσιμη σε οποιονδήποτε ήθελε στοιχεία, σε αντίθεση με τις άλλες Ευρωπαϊκές πρωτεύουσες. Συνεπώς, έγινε προσπάθεια να συλλεγούν όσο το δυνατό περισσότερα δεδομένα για να δοκιμασθεί η αξιοπιστία του συστήματος αλλά και η δυνατότητα επικοινωνίας του με ΓΣΠ για παραγωγή χαρτών με όσο το δυνατό πιο αξιόπιστα αποτελέσματα. Έτσι συγκεντρώθηκαν 2030 γεωτεχνικά έργα, από τη δεκαετία του 1970 ως και σήμερα. 5.1. Δημιουργία ψηφιακού χάρτη σχετικά με πυκνότητα γεωτεχνικών έργων στο Λεκανοπέδιο Το ερώτημα αυτό είναι και το πιο βασικό, όταν γίνεται σε κλίμακα Λεκανοπέδιου Αθήνας, γιατί με τη βοήθεια του Γ.Σ.Π. θα φανεί η πυκνότητα των γεωτεχνικών έργων και με τη χρήση γεωστατιστικών αναλύσεων, οι ψηφιακοί χάρτες γεωτεχνικής γεωλογικής πληροφόρησης, που θα παραχθούν στη συνέχεια, θα είναι λιγότερο ή περισσότερο αξιόπιστοι.
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 29 Έχει ήδη αναφερθεί ότι το γεωτεχνικό σχεσιακό σύστημα μπορεί να συνεργασθεί με ένα Γ.Σ.Π. και συγκεκριμένα με το ArcView (ESRI, 1992, 1996, 1997) με δύο τρόπους: είτε α) με χρήση της SQL (Structured Query Language), είτε β) με χρήση πινάκων σε μορφή.dbf (dbaeiv), ή.txt (text file), ή info που είναι αρχείο του Γ.Σ.Π. ArcInfo. Στην πρώτη περίπτωση απαιτείται από τον ερευνητή γνώση της SQL και το αποτέλεσμα θα είναι ένας πίνακας που θα ενταχθεί στο Γ.Σ.Π., αλλά κάθε φορά που θα χρησιμοποιείται το συγκεκριμένο αρχείο του Γ.Σ.Π., θα αναζητείται το σχεσιακό σύστημα για να δημιουργηθεί - ενημερωθεί το ερώτημα. Ο τρόπος αυτός έχει το πλεονέκτημα ότι η συνεχής εισαγωγή πληροφορίας στο σύστημα, ενημερώνει το αρχείο του ΓΣΠ, όταν αυτό χρησιμοποιείται. Στη δεύτερη περίπτωση το τελικό αποτέλεσμα είναι ένας πίνακας που έχει αποθηκεύσει πληροφορία μέχρι τη χρονική στιγμή που αυτός δημιουργήθηκε και δεν ενημερώνεται από την εισαγωγή νέων δεδομένων. Το ερώτημα λοιπόν που ενδιαφέρει είναι ήδη δομημένο στο σχεσιακό σύστημα και το αποτέλεσμά του, με τη βοήθεια των γεωγραφικών του αναφορών (συντεταγμένες Χ, Υ) παρουσιάζεται στην εικόνα 8. Με απλή επισκόπηση του ψηφιακού χάρτη προκύπτει η παρατήρηση πως η τυχαία διάταξη των γεωτεχνικών ερευνών κυρίως στο νότιο τμήμα του Λεκανοπέδιου επιτρέπει ακριβέστερες γεωστατιστικές αναλύσεις, πράγμα που εν μέρει συμβαίνει στο κεντρικό τμήμα του, όπου οι γεωτεχνικές έρευνες έχουν σαφώς γραμμική και πυκνή διάταξη. Αυτό οφείλεται στην οικιστική ανάπτυξη και συγκέντρωση δραστηριοτήτων, αλλά τα τελευταία όμως χρόνια αναπτύσσονται έντονα και τα άλλα τμήματα (νέες κτιριακές εγκαταστάσεις, επέκταση οδικών αξόνων κλπ.), ενώ ο σεισμός της 7 ης Σεπτεμβρίου 1999, με τις εκτεταμένες ζημιές στο βορειοδυτικό τμήμα του Λεκανοπέδιου βοήθησε να γίνουν εκεί νέες έρευνες. 5.2. Ψηφιακός χάρτης ισοβαθών Αλπικού υπόβαθρου στο Λεκανοπέδιο της Αθήνας Για να δημιουργηθεί ο χάρτης αυτός είναι απαραίτητο, αρχικά, να αναζητηθούν όλες οι διαθέσιμες γεωλογικές και τεχνικογεωλογικές πληροφορίες για το Λεκανοπέδιο της
ΜΑΪΟΣ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2005 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 30 Αθήνας. Ο Ν. Σαμπατακάκης (1991) στη διδακτορική του διατριβή διακρίνει στο υπέδαφος της Αθήνας έντεκα (11) τεχνικογεωλογικές ενότητες, που αποτελούνται τόσο από εδαφικούς όσο και από ημιβραχώδεις σχηματισμούς. Αναφέρει και αυτός όπως και άλλοι προηγούμενοι ερευνητές, που ασχολήθηκαν με τη γεωλογική δομή του ότι στο κεντρικό τμήμα του Λεκανοπέδιου κυριαρχεί το σύστημα του «Αθηναϊκού Σχιστόλιθου» που αποτελείται από εναλλαγές διάφορων πετρωμάτων, όπως: ψαμμίτες, ιλυολίθους, ασβεστολίθους, μάργες, κροκαλοπάγες, καθώς και όλους τους ενδιάμεσους λιθολογικούς τύπους. Το σύστημα, μαζί με τους ασβεστόλιθους των κεντρικών λόφων του Λεκανοπέδιου, επέχει θέση φλύσχη σύμφωνα με τις επικρατέστερες γεωλογικές απόψεις ηλικίας Ανωκρητιδικής (Μαρίνος κ.ά. 1974) και παρουσιάζεται στα πρώτα επιφανειακά του μέτρα πλήρως αποσαθρωμένο. Συνεπώς, και προκειμένου να δημιουργηθούν ψηφιακά, από το ΓΣΠ, οι ισοβαθείς του αλπικού υπόβαθρου επισημαίνονται τα ακόλουθα: από όλες τις γεωτεχνικές έρευνες του γεωτεχνικού σχεσιακού συστήματος ανακτήθηκαν εκείνες που διέτρησαν το αλπικό σύστημα (ασβεστόλιθοι κορυφών και ενότητα Αθηναϊκού σχιστόλιθου). Στη συνέχεια, εφαρμόσθηκαν διαδικασίες φιλτραρίσματος σε διάφορα στάδια και συγκεκριμένα: 1. Αναζητήθηκε το βάθος αρχής του αλπικού υπόβαθρου σε συνδυασμό όμως με το βαθμό αποσάθρωσης αυτού. Συγκεκριμένα, όταν ήταν πλήρως αποσαθρωμένο το υλικό, το βάθος εμφάνισης του αγνοούνταν και λαμβάνονταν υπόψη μόνο όταν είχε χαρακτηρισθεί ως μέτρια αποσαθρωμένο. Σε περιπτώσεις όπου υπήρχε η περιγραφή του γεωλογικού υλικού αλλά απουσίαζε ο βαθμός αποσάθρωσης, είχε γίνει προσπάθεια αυτός να εκτιμηθεί από την περιγραφή, ή από το βάθος εμφάνισής του, ή από τα υλικά που υπήρχαν σε μικρότερα βάθη. Με τα στοιχεία αυτά και μόνο έγινε προσπάθεια δημιουργίας ψηφιακού χάρτη που παρουσιάζει μεγάλη αβεβαιότητα. Προκειμένου να βελτιωθεί η κατάσταση, έγιναν σε επόμενο στάδιο τα ακόλουθα: