ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ: ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ: ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ: ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ: ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΘΕΜΑ: ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ (G.I.S.) ΣΥΝΕΡΓΑΣΘΗΚΑΝ ΟΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ: ΓΑΛΑΡΑΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΣΑΠΟΥΝΤΖΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: BΑΛΣΑΜΙΔΗΣ ΣΤΑΥΡΟΣ ΚΑΒΑΛΑ 2006

Στις οικογένειες μας και στον καθηγητή μας κ.σταύρο Βαλσαμίδη για την στήριξη, τη βοήθεια και την συμπαράσταση που μας παρείχαν καθ όλη τη διάρκεια της έρευνας και περάτωσης του παρακάτω βιβλίου

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Οι τελευταίες εξελίξεις στο χώρο της δορυφορικής τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών έχουν δώσει μία νέα διάσταση στην αρχαιολογική έρευνα και στον τρόπο διαχείρισης πολιτισμικών μνημείων. Από τη μία πλευρά, καινοτομικά δορυφορικά συστήματα απεικόνισης υψηλής χωρικής και φασματικής διακριτικής ανάλυσης, σε συνδυασμό με την ταυτόχρονη χρήση Συστημάτων Παγκόσμιας Πλοήγησης και Εντοπισμού (G.P.S.) υψηλής ακρίβειας και βελτιωμένα συστήματα επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων προσφέρουν μεγάλες δυνατότητες στο έργο της αποτύπωσης των αρχαιολογικών χώρων. Από την άλλη, ο συνδυασμός των παραπάνω πληροφοριών με άλλες βάσεις δεδομένων που προέρχονται από αρχαιολογικές έρευνες, περιβαλλοντικές πληροφορίες και κοινωνικοοικονομικά μοντέλα προσφέρει πολύτιμα αποτελέσματα όσον αφορά στη χρήση του χώρου στην αρχαιότητα, αλλά και τον τρόπο διαχείρισης των αρχαιολογικών μνημείων. Τα τελευταία χρόνια, οι δορυφορικές ψηφιακές εικόνες χρησιμοποιούνται ευρέως για την αποτύπωση των αρχαιολογικών χώρων και μνημείων, αυξάνοντας τη δυνατότητα συσχέτισης και ταξινόμησης πολυφασματικών πληροφοριών για μεγάλες εκτάσεις. Tα περισσότερα αρχαιολογικά ερευνητικά προγράμματα που χρησιμοποιούν ψηφιακές δορυφορικές εικόνες στοχεύουν κυρίως σε δύο κατευθύνσεις: πρώτον, στην εξαγωγή περιβαλλοντικών πληροφοριών και το συσχετισμό τους με τη θέση των αρχαιολογικών θέσεων και δεύτερον, τη συσχέτιση των φασματικών υπογραφών των αρχαιολογικών θέσεων με την ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας όπως αυτή καταγράφεται από τους πολυφασματικούς δέκτες των δορυφορικών συστημάτων. Mε τον τρόπο αυτό, η Δορυφορική Τηλεπισκόπιση συνιστά μία κατεξοχήν μη καταστροφική τεχνική απόκτησης αρχαιολογικών πληροφοριών χωρίς να απαιτούνται ανασκαφικές δραστηριότητες στην ευρύτερη περιοχή των αρχαιολογικών χώρων. Ενώ οι δορυφορικές τεχνικές συνεισφέρουν στον εντοπισμό των φυσικών και πολιτισμικών πόρων και την αποτύπωση των περιβαλλοντικών αλλαγών που έλαβαν χώρα στο παρελθόν, η διαδικασία διαχείρισης των πόρων αυτών μπορεί να αντιμετωπισθεί αποτελεσματικά μέσα από τα

Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (G.I.S). Η εφαρμογή της ψηφιακής επεξεργασίας δορυφορικών εικόνων και η σύνθεση και συσχέτιση των αποτελεσμάτων αυτής μέσω Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών ανοίγει νέους ορίζοντες στην αποτύπωση των αρχαιολογικών θέσεων, την πρόγνωση υποψήφιων περιοχών με πιθανό αρχαιολογικό ενδιαφέρον και τη διαχείριση των αρχαιολογικών θέσεων, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις όπου υπάρχουν αυξημένες πιέσεις λόγω της αναπτυξιακής δραστηριότητας. Μία από τις πιο σημαντικές εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών είναι η εφαρμογή μοντέλων εντοπισμού αρχαιολογικών θέσεων που βασίζεται στην επεξεργασία και στατιστική ανάλυση ψηφιακών εικόνων και περιβαλλοντικών πληροφοριών με στόχο τη διαχείριση των πολιτιστικών μνημείων και τη λήψη αποφάσεων σε αναπτυξιακά έργα.tα μοντέλα εντοπισμού βασίζονται στην υπόθεση ότι η χωρική κατανομή των αρχαιολογικών θέσεων είναι συνάρτηση διαφόρων περιβαλλοντικών παραγόντων που έδρασαν στην ευρύτερη περιοχή. Με την αποφυγή περιοχών με αυξημένη πιθανότητα παρουσίας αρχαιολογικών θέσεων εξασφαλίζεται η προστασία των πολιτιστικών μνημείων, προγραμματίζεται ο ρυθμός των αναπτυξιακών έργων και εξοικονομούνται σημαντικοί πόροι. Η ανάγκη της κατασκευής ενός σύνθετου Γεωγραφικού Συστήματος Διαχείρισης Πολιτιστικών Πληροφοριών, με δυνατότητες χωρικής επεξεργασίας και μοντελοποίησης ψηφιακών εικόνων, απορρέει από την προσπάθεια εξοικονόμησης πόρων λόγω του ύψους των κονδυλίων που διατίθενται ετησίως για την επιφανειακή αρχαιολογική έρευνα και την τεκμηρίωση αρχαιολογικών χώρων και αξιολόγηση αυτών κατά την διάρκεια κατασκευής και υλοποίησης αναπτυξιακών έργων (π.χ. έργα κατασκευής ή διαπλάτυνσης οδικών και σιδηροδρομικών αξόνων, κατασκευή φραγμάτων, διεύρυνση οικιστικής ζώνης, εκμετάλλευση παράκτιων εδαφών, κ.α.). Η υιοθέτηση ενός συστήματος G.I.S. συνεπάγεται αναβάθμιση του υπάρχοντος συστήματος τεκμηρίωσης και διαχείρισης, καθώς και των πληροφοριακών συστημάτων και βάσεων δεδομένων, των προτύπων προστασίας και της γενικότερης στρατηγικής σε επίπεδο κράτους ως προς την αντιμετώπιση των αρχαιοτήτων. Αντίθετα με τα παραδοσιακά συστήματα επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων και διαχείρισης βάσεων πληροφοριών, τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών διαθέτουν το πλεονέκτημα της γεωγραφικής

ένταξης των πληροφοριών, μέσω της αποτύπωσης, επεξεργασίας, ανάλυσης και αποθήκευσης διαφορετικών επιπέδων πληροφοριών και δημιουργίας ηλεκτρονικών θεματικών χαρτών. Μέσα από αυτό το συνθετικό πλαίσιο ανάλυσης, τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην αρχαιολογική έρευνα με στόχο, εκτός των άλλων, την μοντελοποίηση των προτύπων κατοίκησης, τον εντοπισμό νέων υποψήφιων αρχαιολογικών θέσεων, τη μελέτη της επικοινωνίας και των ορίων επικράτειας των αρχαίων οικισμών και της εκμετάλλευσης των φυσικών πόρων (καθορισμός ζωνών εγγύτητας και κόστους). Η δημιουργία ηλεκτρονικών θεματικών αρχαιολογικών χαρτών και γεωγραφικών συστημάτων αρχαιολογικών πληροφοριών, σε συνάρτηση με τις υπάρχουσες περιβαλλοντικές συνθήκες, τις γεωμορφολογικές και κλιματικές αλλαγές και τις πιέσεις που δημιουργούνται από τον χωροταξικό σχεδιασμό, μπορεί να οδηγήσει σε ένα αποτελεσματικό μοντέλο αντιμετώπισης προβλημάτων που αφορούν τη διαχείριση της πολιτισμικής κληρονομιάς. Mε τον τρόπο αυτό, τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών ανάγονται σε ένα εξαιρετικά χρήσιμο και αποτελεσματικό εργαλείο που μπορεί να συνεισφέρει ουσιαστικά στην αντιμετώπιση προβλημάτων που απορρέουν από την ανάγκη προστασίας και διαχείρισης των πολιτιστικών μνημείων υπό την πίεση των σύγχρονων αναπτυξιακών έργων και να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις που προέρχονται από την ανάγκη ανάδειξης των αρχαιολογικών χώρων και δημιουργίας αρχαιολογικών και περιβαλλοντικών πάρκων. Το Εργαστήριο Γεωφυσικής Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης & Αρχαιοπεριβάλλοντος έχει δραστηριοποιηθεί στους παραπάνω τομείς με ερευνητικά προγράμματα 1) στην Αμοργό (ηλεκτρονικός αρχαιολογικός χάρτης της Αμοργού και μελέτη της επικοινωνίας των πύργων των ιστορικών χρόνων), 2) τη Μαντίνεια (μελέτη του αμυντικού δικτύου της Μαντινικής, Αρκαδία και εντοπισμός νέων φυλακίων γύρω από τον οικισμό της αρχαίας Μαντίνειας), 3) την Ίτανο και την περιοχή του Νομού Λασιθίου (υιοθέτηση των Συστημάτων Παγκόσμιας Πλοήγησης υψηλής ακρίβειας με στόχο την αποτύπωση των αρχαίων μνημείων και τη δημιουργία ενός ηλεκτρονικού αρχαιολογικού χάρτη μέσω των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών), 4) την ευρύτερη περιοχή της Κρήτης (μελέτη των Ιερών Κορυφής με τη μοντελοποίηση της πολιτισμικής τοπογραφίας μέσω των GIS), 5) την

Παλαίπαφο (Αρχαιολογικός Άτλαντας Παλαιπάφου) και 6) το ευρύτερο φυσικό περιβάλλον της Κρήτης (Πρόγραμμα EMERIC). Τα παραπάνω παραδείγματα δείχνουν ότι τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών, μέσω της επεξεργασίας και συσχέτισης διαφορετικών αρχαιολογικών και περιβαλλοντικών μεταβλητών, προσφέρουν νέες δυνατότητες και αναβαθμίζουν τόσο την αρχαιολογική έρευνα όσο και τον τρόπο διαχείρισης των αρχαιολογικών μνημείων. Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών μας προσφέρουν ένα μοναδικό μέσο αναπαράστασης του αρχαίου περιβάλλοντος και των τάσεων κατοίκησης. Αυτό γίνεται μέσω της μοντελοποίησης της γεωμορφολογίας και υδρολογίας, με την ανάλυση ακτίνας ορατότητας και τη στατιστική ανάλυση και συσχέτιση φυσικών και πολιτισμικών παραμέτρων. Η προσέγγιση αυτή δεν θα πρέπει σε καμμία περίπτωση να παραμένει στατική, αλλά θα πρέπει να έχει δυνατότητα αλληλεπίδρασης με άλλα συστήματα πληροφοριών μέσω μιας συνεχούς τροφοδότησης και συμπλήρωσης των γεωγραφικών και πολιτισμικών δεδομένων. Η ραγδαία αύξηση των αρχαιολογικών δεδομένων και ερευνών, οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε αυτά (ερημοποίηση, διάβρωση του εδάφους, δασικές πυρκαγιές, κ.α.), αλλά και η πίεση που προέρχεται από τις σύγχρονες επεμβάσεις, οδηγούν αναπόφευκτα στην ανάγκη υιοθέτησης των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών ως τον πλέον αποτελεσματικό τρόπο διαχείρισης και προστασίας των πολιτιστικών πόρων. Αναμφίβολα, τα παραπάνω αντικατοπτρίζουν μία στροφή που συντελείται τόσο από την πλευρά της αρχαιολογικής έρευνας όσο και από την πλευρά της κοινωνίας προς τη δημιουργία μιας σύγχρονης πολιτισμικής πολιτικής βασισμένης στην τεχνολογία πληροφοριών. Δύο ωστόσο είναι οι προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπισθούν στο άμεσο μέλλον: πρώτον, η εξεύρεση μιας κοινής στρατηγικής ως προς την αντιμετώπιση των αρχαιοτήτων, τη δημιουργία ομοιογενών βάσεων δεδομένων και την τροποποίηση/ενοποίηση των εν λειτουργία συστημάτων διαχείρισης και δεύτερον, η διάχυση των αποτελεσμάτων με στόχο την καλύτερη αξιοποίηση και βελτίωση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πολιτισμικών Πληροφοριών.

ΕΙΣΗΓΗΤΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ Το αναληφθέν θέμα της παρούσας πτυχιακής εργασίας έχει τον τίτλο "Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα". Σκοπός της εργασίας μας ήταν να παρατεθεί το πώς μπορεί να απεικονισθεί η περιφέρεια σε ένα ηλεκτρονικό χάρτη χρησιμοποιώντας διάφορα στοιχεία προγραμματισμού. Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας θα γίνεται μια εισαγωγή στις βασικές έννοιες των G.I.S καθώς και μια πρώτη γνωριμία με το αντικείμενο. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφέρονται οι βασικές διαδικασίες και τμήματα ενός ΓΣΠ/ΣΠΓ και διαχωρίζονται οι κατηγορίες γεωγραφικών εφαρμογών. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για τη μεταφορά με προοπτική και αναλύεται η φύση των συστημάτων και οι ιδιαιτερότητες τους. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται πλήρης αναφορά στα είδη, στις δομές και στα μοντέλα των Γεωγραφικών Δεδομένων. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύονται τα ΓΣΠ μέσα από πηγές που χρησιμοποιεί ο χρήστης για την συγκέντρωση των στοιχείων και οι μέθοδοι που χρησιμοποιεί για την καταγραφή αυτών. Στο έκτο κεφάλαιο αναπτύσσονται η χρησιμότητα των ΓΣΠ/ΣΠΓ στις οδικές αρτηρίες και κατ επέκταση σε όλο το οδικό δίκτυο. Στο έβδομο κεφάλαιο αναφέρονται παραδείγματα για την ολοκλήρωση, την ανάλυση και την απεικόνιση των στοιχείων αστικής κυκλοφορίας μέσα σ ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών. Στα τρία τελευταία κεφάλαια αναπτύσσονται εφαρμογές των G.I.S.στην τοπική αυτοδιοίκηση με τη δημιουργία κτηματολογικών χαρτών, καθώς και προχωρημένοι τύποι εφαρμογών με τη βοήθεια των βάσεων δεδομένων και παραδείγματα για την σύγχρονη ψηφιακή τεχνολογία. Το ύφος και η δομή της είναι τέτοια ώστε να απευθύνεται σε οποιονδήποτε ενδιαφέρεται να ενημερωθεί στα παραπάνω θέματα χωρίς να έχει απαραίτητα προηγούμενες γνώσεις στα γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα. Παράλληλα προσφέρεται η απαραίτητη τεκμηρίωση τόσο μέσα στην εφαρμογή όσο και στο σχετικό έντυπο υλικό της πτυχιακής, ώστε με ευκολία ο αναλυτής να κατανοήσει τις χρησιμοποιηθείσες τεχνικές σχεδίασης και υλοποίησης. Για την συγγραφή της χρησιμοποιήθηκαν και τηρήθηκαν άψογα οι τυπικές προδιαγραφές συγγραφής μιας επιστημονικής εργασίας και προτείνεται ανεπιφύλακτα για παρουσίαση. Ο εισηγητής

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή στις βασικές έννοιες των G.I.S. 1.1.Εισαγωγή 1 1.2.Βασικός κώδικας και βασικά χαρακτηριστικά των G.I.S.. 2 1.3.Πρώτη γνωριμία με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών 7 1.4.Τι είναι τα G.I.S 9 1.5.Από την παραμετρική απεικόνιση στην τεχνολογία διαχείρισης υποδομής 11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Εισαγωγή στις βασικές διαδικασίες των G.I.S. 2.1.Εισαγωγή.. 18 2.2.Βασικές διαδικασίες και τμήματα ενός ΓΣΠ/ΣΠΓ. 22 2.3.Κατηγορίες γεωγραφικών εφαρμογών.. 25 2.4.Διεπιστημονική προσέγγιση 28 2.5.Οίκονομικά μεγέθη 29

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών για τη μεταφορά με προοπτική 3.1.Εισαγωγή..30 3.2.Η φύση των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών.31 3.3.Ποιά είναι η ιδιαιτερότητα του ΓΣΠ-Μ...34 3.4.Οι προκλήσεις που παρουσιάζονται από το πρόσφυμα T.38 3.5.Σύστημα διαχείρισης στοιχείων κληρονομιών.40 3.6.Δεισλειτουργικότητα στοιχείων...40 3.7.Σε πραγματικό χρόνο ΓΣΠ-Μ..41 3.8.Μεγάλα σύνολα στοιχείων...42 3.9.Διανεμημένος υπολογισμός 43 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Γεωγραφικά δεδομένα μοντέλα και δομές 4.1.Εισαγωγή,είδη γεωγραφικών δεδομένων.44 4.2.Μοντέλα γεωγραφικών δεδομένων 45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Αρχές ανάλυσης ΓΣΠ 5.1.Εισαγωγή...49 5.2.Προμελέτη 53 5.3.Μελέτη των αναγκών των χρηστών.55

5.4.Γενικές προδιαγραφές.57 5.5.Διεύρυνση και ανάλυση..59 5.6.Συλλογή στοιχείων 60 5.7.Μεθοδολογίες και τεχνικές συλλογής στοιχείων..61 5.8.Συστηματοποίηση στη συλλογή στοιχείων 64 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Το οδικό δίκτυο 6.1.Εισαγωγή,ιεράρχιση και δομή οδικού δικτύου..68 6.2.Κατηγορίες μέσα στην ιεραρχία..74 6.3.Χαρακτηριστηκά διαγώνια τμήματα.86 6.4.Υπηρεσίες δημόσιας ωφέλειας.94 6.5.Ταξινόμησης και άλλες απαιτήσεις...101 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ένα νέο πλαίσιο για την ολοκλήρωση,την ανάλυση και την απεικόνιση των στοιχείων αστικής κυκλοφορίας μέσα σε γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών 7.1.Εισαγωγή..104 7.2.ΓΣΠ,χαρτογραφία και χρόνος...107 7.3.Απεικόνιση των πολυδυναμικών φαινομένων:μια πολυστρωματική προσέγγιση..110 7.4.Προεπεξεργασία, απεικόνιση και αλληλεπίδραση 114 7.5.Απεικόνιση του πολύδυναμικου ΓΣΠ:εφαρμογή στα στοιχεία αστικής κυκλοφορίας..115

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Εφαρμογές των G.I.S.στην τοπική αυτοδιοίκηση 8.1.Εισαγωγή 124 8.2.Σύγχρονες προοπτικές βάση καταστατικών στην τοπική Αυτοδιοίκηση.126 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 Προχωρημένοι τύποι δεδομένων 9.1.Εισαγωγή,σκοπός των προχωρημένων τύπων...131 9.2.Η ώρα στις βάσεις δεδομένων...133 9.3.Προδιαγραφές χρόνου στην SQL..135 9.4.Χρονολογικές γλώσσες ερωτημάτων.136 9.5.Χωροταξικά και γεωγραφικά δεδομένα..137 9.6.Αναπαράσταση γεωμετρικών πληροφοριών.138 9.7.Βάσεις δεδομένων σχεδίασης.140 9.8.Γεωμετρικά δεδομένα 142 9.9.Αναπαράσταση γεωγραφικών δεδομένων.143 9.10.Εφαρμογές γεωγραφικών δεδομένων..144 9.11.Χωροταξικά ερωτήματα...145 9.12.Ευρετήρια των χωροταξικών δεδομένων..147 9.13.k-d δέντρα..147 9.14.Τετρά-δέντρα.148 9.15.R-δέντρα.149 9.16.Βάσεις δεδομένων πολυμέσων 153 9.17.Μορφές δεδομένων πολυμέσων..155 9.18.Συνεχόμενα δεδομένα πολυμέσων..156

9.19.Ανάκληση βασισμένη σε ομοιότητα..157 9.20.Φορητές και προσωπικές βάσεις δεδομένων.158 9.21.Ένα μοντέλο για φορητούς υπολογιστές.160 9.22.Δρομολόγηση και επεξεργασία ερωτημάτων..162 9.23.Αναμετάδοση δεδομένων 163 9.24.Αποσύνδεση και συνέπεια..164 9.25.Σύνοψη 167 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 Τεχνολογίες ψηφιακής σύνδεσης μεγάλων αποστάσεων 10.1Εισαγωγή...169 10.2.Ψηφιακή τηλεφωνία...170 10.3.Σύγχρονη επικοινωνία....172 10.4.Ψηφιακά κυκλώματα και συσκευές DSU/CSU....173 10.5.Τηλεφωνικά πρότυπα..175 10.6.Ορολογία και ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων των προτύπων DS...176 10.7.Κυκλώματα χαμηλότερης χωρητικότητας.178 10.8.Ψηφιακά κυκλώματα ενδιάμεσης χωρητικότητας 178 10.9.Κυκλώματα ανώτατης χωρητικότητας...179 10.10.Πρότυπα οπτικού φορέα...180 10.11.Σύγχρονο οπτικό δίκτυο (SONET)...181 10.12.Ο τοπικός συνδρομητικός βράχος...183 10.13.ISDN. 184 10.14.Τεχνολογία ασύμμετρου DSL...185

Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βασικές έννοιες των G.I.S. 1.1 Εισαγωγή Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ) αποτελούν την αιχμή του δόρατος της πληροφορικής. Χρησιμοποιούνται σε ολοένα και περισσότερες εφαρμογές και τείνουν τώρα με την έλευση της αντικειμενοστρεφούς τεχνολογίας να αντικαταστήσουν σε πολλές εφαρμογές ως και αυτά τα συμβατικά συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων. Εν αρχή ην η παραμετρική απεικόνιση χαρτών. Τα πρώτα ΓΣΠ είχαν ως αντικείμενο την παραμετρική αναπαραγωγή χαρτών και την θεματική χαρτογραφία. Δανείστηκαν λοιπόν την τεχνολογία των CAD συστημάτων που ήδη εχρησιμοποιούντο για σχεδίαση ηλεκτρομηχανολογικών εξαρτημάτων, συνδέθηκαν και με μια βάση δεδομένων και η παραμετρική απεικόνιση των χαρτών ήταν γεγονός. 1

1.2 Βασικός κώδικας και βασικά χαρακτηρίστηκα των G.I.S. Sitio [GIS - Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών] Το Sitio είναι μια ολοκληρωμένη εφαρμογή που επιτρέπει τη δημιουργία, ενημέρωση και διαχείριση γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών. Κύρια χαρακτηριστικά Το Sitio προσφέρει τη δυνατότητα διαχείρισης διανυσματικών και raster θεμάτων και πινάκων δεδομένων. Επίσης, διατίθενται εξειδικευμένες λειτουργίες για την εισαγωγή και επεξεργασία γραφικών και αναλυτικών δεδομένων. Ειδικά χαρακτηριστικά Ορισμός βάσης δεδομένων Οι πίνακες δεδομένων μπορούν να δημιουργηθούν απευθείας στο πρόγραμμα, ενώ τα χαρακτηριστικά μπορεί να είναι αριθμητικές τιμές, κείμενα, ημερομηνία/ ώρα, συνδέσεις με εξωτερικά αρχεία, αναφορές σε άλλους πίνακες. Για όλες τις ιδιότητες μπορείτε να ορίσετε κάποια τρέχουσα τιμή, όρια τιμών και τύπο εισαγωγής: υποχρεωτικό ή μόνο για ανάγνωση. Κατά την εισαγωγή ορίζετε αν επιθυμείτε την ταυτόχρονη εμφάνιση ή όχι των ιδιοτήτων με τα δεδομένα. Κατά την εισαγωγή και επεξεργασία των αντικειμένων, το πρόγραμμα επιτρέπει την εμφάνιση των δεδομένων του κύριου αλλά και των δευτερευόντων πινάκων που περιέχουν πληροφορία που σχετίζεται με το αντικείμενο. Στους πίνακες είναι δυνατή η αυτόματη δημιουργία πεδίων που δείχνουν τις γραφικές ιδιότητες του αντικειμένου: εμβαδόν, μήκος, κέντρο βάρους, συντεταγμένες, υψόμετρο, κλπ. Τα περιεχόμενα των πεδίων ενημερώνονται αυτόματα, κάθε φορά που γίνεται αλλαγή στο αντικείμενο. 2

Διαχείριση θεμάτων Το θέμα περιέχει διανυσματικά δεδομένα που αναφέρονται σε συγκεκριμένες καταστάσεις (κτίρια, γεωτεμάχια, δρόμους, κλπ) και ορίζει μια σχέση με κάποιο πίνακα. Στο θέμα μπορείτε να ορίσετε τις παραμέτρους σχετικά με τη σχεδίαση των αντικειμένων που θα περιέχονται σε αυτό (επίπεδο, χρώμα, τύπος γραμμής, σύμβολο, διαγράμμιση). Στο αριστερό μέρος του γραφικού παραθύρου, εμφανίζονται όλα τα υπάρχοντα θέματα, με υπόμνημα αν είναι απαραίτητο, ώστε να διευκολύνεται η κατανόηση του σχεδίου. Από τη λίστα αυτή διαχειρίζεστε την εμφάνιση των θεμάτων και ορίζετε το ενεργό θέμα. Εισαγωγή/επεξεργασία δεδομένων Η εισαγωγή γραφικών και αλφαριθμητικών δεδομένων γίνεται πολύ γρήγορα, αφού ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να ορίσει το είδος της πληροφορίας που θα ζητάει το πρόγραμμα κατά τη φάση της εισαγωγής. Για παράδειγμα, μπορείτε να ορίσετε ώστε το πρόγραμμα να ζητάει την ένδειξη αλφαριθμητικού δεδομένου του γραφικού αντικειμένου και να τοποθετεί την επιγραφή κοντά σε αυτό. Επίσης, μπορεί ο χρήστης να διαμορφώσει εικονίδια στις γραμμές εργαλείων ώστε να ανταποκρίνονται στην εισαγωγή δεδομένων συγκεκριμένου θέματος, χωρίς να χρειάζεται να ενεργοποιείτε το θέμα κάθε φορά. Κάθε γραφικό αντικείμενο μπορεί να συσχετιστεί με κωδικό που καθορίζει τα χαρακτηριστικά εμφάνισης του αντικειμένου: επίπεδο, χρώμα, τύπος γραμμής, σύμβολο, διαγράμμιση. Με τον τρόπο αυτό, αντικείμενα του ίδιου θέματος μπορούν να εμφανίζονται διαφορετικά, σύμφωνα με τον κωδικό τους. Queries Τα queries μπορούν να εφαρμοστούν σε αλφαριθμητικά δεδομένα με κριτήρια αναζήτησης τύπου SQL, σε γραφικές ιδιότητες αντικειμένων και σε θέση αυτών ταυτόχρονα. Μπορεί να γίνει αποθήκευση των queries ώστε να εφαρμοστούν κάποια άλλη στιγμή. 3

Θεματικοί χάρτες Υπάρχει η δυνατότητα δημιουργίας θεματικών χαρτών σύμφωνα με χαρακτηριστικά και πληροφορίες συσχετισμένες με στοιχεία και αυτόματης δημιουργίας υπομνημάτων. Οι θεματικοί χάρτες μπορούν να δημιουργηθούν είτε στο σύνολο των αντικειμένων κάποιου θέματος είτε σε αντικείμενα που επιλέγονται από κάποιο query. Επιγραφές Αυτόματη και χειροκίνητη δημιουργία επιγραφών σε αντικείμενα, σύμφωνα με την τιμή της ιδιότητας. Αυτόματη ενημέρωση των επιγραφών σε περίπτωση αλλαγής στις ιδιότητες. Φόρμες Οι φόρμες για την εισαγωγή δεδομένων μπορούν να οριστούν από το χρήστη, με τη χρήση Visual Basic. Με τον τρόπο αυτό, ορίζεται το σχήμα των πεδίων εισαγωγής της φόρμας και προγραμματίζεται η λειτουργία τους, ώστε να ανταποκρίνονται στις ανάγκες κάθε χρήστη. Η λειτουργία αυτή επιτρέπει και τη βελτιστοποίηση της επιφάνειας στην οθόνη, σε περίπτωση που λειτουργεί το πρόγραμμα σε Pen computer. Εισαγωγή/Εξαγωγή Αλφαριθμητικά και γραφικά δεδομένα μπορούν να εισαχθούν και να εξαχθούν, από και προς άλλα προγράμματα συστημάτων πληροφοριών όπως, ArcView, ArcInfo, MapInfo, AutoCAD Map, SICADD και άλλα. Τα διανυσματικά δεδομένα μπορούν να εισαχθούν και να εξαχθούν σε DXF, Esri Shape, NTF. Το Sitio υποστηρίζει τους πιο διαδεδομένους τύπους αρχείων εικόνων. Pen-Computer Οι Γραμμές εργαλείων μπορούν να διαμορφωθούν από το χρήστη, ώστε να εξασφαλίζουν την ταχύτερη εισαγωγή δεδομένων και επιτρέπουν την ανάθεση εικονιδίου σε συγκεκριμένη λειτουργία εισαγωγής σε συγκεκριμένο θέμα. Το interface και οι φόρμες εισαγωγής μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να εμφανίζονται σε pen-computer. 4

Εντοπισμός θέσης Το Sitio μπορεί να συνδεθεί με total stations ή δέκτες GPS ώστε να εντοπίζεται η θέση του προς αποτύπωση σημείου απευθείας στην οθόνη. Με τον τρόπο αυτό, είναι δυνατή η δημιουργία και διαχείριση του συστήματος πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο απευθείας στο ύπαιθρο. To Sitio και τα υπόλοιπα προγράμματα της SierraSoft To Sitio μπορεί να συνδυαστεί με τα υπόλοιπα προγράμματα της SierraSoft, ώστε να δημιουργείται ένα ολοκληρωμένο λογισμικό για την αποτύπωση, τη σχεδίαση και τη διαχείριση πληροφοριών. Συγκεκριμένα: Sitio-Topko: η αποτύπωση που υπολογίζεται από το Topko μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας από την εφαρμογή GIS. Sitio- Rasta: το Rasta επιτρέπει τη διαχείριση και γεωαναφορά χαρτών μορφής raster που χρησιμοποιούνται ως γραφικό υπόβαθρο για τα υπόλοιπα στοιχεία που αποτελούν το GIS. Sitio- Matra: μετατροπή γραφικών δεδομένων σε διάφορα συστήματα συντεταγμένων. Sitio- ProSt: η αλφαριθμητική πληροφορία σχετίζεται με τα δεδομένα ώστε να γίνει πλήρης περιγραφή και να ενημερωθούν οι υπάρχουσες βάσεις δεδομένων. CAD: Το Sitio λειτουργεί σε επαγγελματικό 3D CAD περιβάλλον που περιλαμβάνει όλες τις απαραίτητες σχεδιαστικές λειτουργίες. Το CAD έχει επεκταθεί με ενότητες, εντολές και λειτουργίες για τη διαχείριση τοπογραφικών εργασιών, τη σχεδίαση και για τη συλλογή και ανάλυση δεδομένων.{1} 5

6

1.3. Πρώτη γνωριμία με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών. G.I.S. (Geographic Information Systems): Τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ) είναι πληροφοριακά συστήματα (Information Systems) που παρέχουν την δυνατότητα: συλλογής διαχείρισης αποθήκευσης επεξεργασίας ανάλυσης και οπτικοποίησης σε ψηφιακό περιβάλλον των δεδομένων που σχετίζονται με τον χώρο. Τα δεδομένα αυτά συνήθως λέγονται γεωγραφικά ή χαρτογραφικά ή και χωρικά και μπορεί να συχετίζονται με μια σειρά από περιγραφικά δεδομένα τα οποία και τα χαρακτηρίζουν μοναδικά. Η χαρακτηριστική δυνατότητα που παρέχουν τα GIS είναι αυτή της σύνδεσης της χωρικής με την περιγραφική πληροφορία (η οποία δεν έχει από μόνη της 7

χωρική υπόσταση). Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την λειτουργία αυτή βασίζεται: είτε στο αντικειμενοστραφές μοντέλο δεδομένων (object-oriented), όπου οι τόσο τα χωρικά όσο και τα περιγραφικά δεδομένα συγχωνεύονται σε αντικείμενα, τα οποία μπορεί να μοντελοποιούν κάποια αντικείμενα με φυσική υπόσταση (π.χ. κατηγορία = "δρόμος", όνομα = "Πανεπιστημίου", γεωμετρία = "[Χ1,Υ1],[Χ2,Υ2]...", πλάτος = "20μέτρα"). Το αντικειμενοστραφές μοντέλο τείνει να χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο σε εφαρμογές GIS εξαιτίας των αυξημένων δυνατοτήτων του σε σχέση με το σχεσιακό μοντέλο της δυνατότητας που παρέχει για την εύκολη και απλοποιημένη μοντελοποίηση σύνθετων φυσικών φαινομένων και αντικειμένων με χωρική διάσταση. Πολλές φορές η ολοκληρωμένη έννοια των GIS (integrated GIS concept) επεκτείνεται για να συμπεριλάβει τόσο τα δεδομένα (που αποτελούν ουσιαστικά τον πυρήνα τους), το λογισμικό και τον μηχανικό εξοπλισμό όσο και τις διαδικασίες και το ανθρώπινο δυναμικό που αποτελούν αναπόσπαστα τμήματα ενός οργανισμού, ο οποίος έχει σαν πρωταρχική του δραστηριότητα την διαχείριση πληροφορίας με την βοήθεια GIS. Η Ψηφιακή Χαρτογραφία είναι η παραγωγή χαρτών και χαρτογραφικών προϊόντων σε ψηφιακό περιβάλλον. Εννοιολογικά είναι υποσύνολο των GIS, και ταυτίζεται με το στάδιο της οπτικοποίησης (visualization) αφού (στις περισσότερες περιπτώσεις): το παράγωγο προϊόν είναι κάποιος χάρτης, είτε στην γνωστή του μορφή δηλαδή εκτυπωμένος σε χαρτί (hardcopy) ή σε ψηφιακό αρχείο (softcopy) δεν απαιτεί όλες τις λειτουργίες (κυρίως αυτές της επεξεργασίας και ανάλυσης) που παρέχει ένα Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών.{2} 8

1.4 Τι είναι τα G.I.S. Το Σύστημα Γεωγραφικής Πληροφόρησης (G.I.S.) δεν είναι άλλο από μία ηλεκτρονική απεικόνιση της Περιφέρειας σε ένα ηλεκτρονικό χάρτη. "Πρόκειται για ένα σύστημα το οποίο μας επιτρέπει να απεικονίσουμε όλα τα στοιχεία του προγραμματισμού) δηλαδή τους δρόμους, τα λιμάνια, τα αεροδρόμια, τα έργα ύδρευσης, αποχέτευσης, υδάτινου δυναμικού και να τα ενημερώνουμε με όλα τα στοιχεία που έχουμε έτσι ώστε ο σχεδιασμός μας να γίνεται με βάση αυτά τα πραγματικά στοιχεία". Στο δίκτυο θα απεικονιστούν σύμφωνα με τον κ. Καμπέλη όλα τα έργα που έχουν γίνει και αυτά τα οποία σχεδιάζονται να γίνουν για την εξασφάλιση μιας ολοκληρωμένης εικόνας και ενός συνεχούς προγραμματισμού. "Επίσης δραστηριότητες μέχρι τώρα που δεν μπορούσαν να ελεγχθούν, όπως τα λατομεία, οι λατομικές ζώνες και οι γεωτρήσεις θα απεικονισθούν στο GIS με αποτέλεσμα να είναι εύκολο στον καθένα όχι μόνο να προσθέτει πληροφορίες αλλά και να προσλάμβάνει στοιχεία από όλη την υφιστάμενη κατάσταση, ώστε να οδηγείται σε σωστές αποφάσεις, όπου χρειαστεί". Η διαδικασία πολύ σύντομα θα προχωρήσει με την ενημέρωση όλων των φορέων. Με αποτέλεσμα πολύ σύντομα να υπάρξει μια ολοκληρωμένη εικόνα". Ο πρώτος χρόνος υλοποίησης του προγράμματος έχει ολοκληρωθεί ήδη με την τοποθέτηση των χαρτών, την προσθήκη βασικών υποδομών και οδών, όπως η Εγνατία και ορισμένων οικισμών στους οποίους έχει ξεκινήσει η διαδικασία του κτηματολογίου. Ποιο θα είναι το επόμενο βήμα; Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS) μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο σε επίπεδο Τοπικής Αυτοδιοίκησης όσο και στην επιστημονική έρευνα, τη διαχείριση του φυσικού πλούτου καθώς και τον περιβαλλοντικό σχεδιασμό. Υπό την στενή έννοια τα GIS αποτελούν εργαλεία, τα οποία έχουν τη δυνατότητα να συγκεντρώνουν, να αποθηκεύουν, να συνδυάζουν, να διαχειρίζονται και να σχεδιάζουν δεδομένα διαφορετικής προέλευσης. Όσον αφορά τη δομή τους, τα GIS διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: στα VECTORGIS και στα RASTERGIS. Παραδείγματα της πρώτης κατηγορίας 9

είναι μεταξύ άλλων η απεικόνιση γραμμικών στοιχείων (π.χ. δρόμων), πολυγώνων (π.χ. ιδιοκτησίες), σημείων (π.χ. θέσεις γεωτρήσεων). Παραδείγματα της δεύτερης κατηγορίας είναι η απεικόνιση της πληροφορίας υπό μορφή κελιών (cells) (π.χ. υψόμετρο, απόσταση, αριθμό). Ο συνδυασμός αυτών των δύο κατηγοριών των GIS αποτελεί ένα ισχυρότατο εργαλείο στην ανάπτυξη μοντέλων λήψης απόφασης. Η εφαρμογή των VECTOR-GIS συνίσταται κατά κύριο λόγο στην απεικόνιση της χωρικής πληροφορίας υπό μορφή γραμμικών στοιχείων, όπως σημείων - γραμμών-πολυγώνων. Οι εφαρμογές των VECTOR-GIS είναι πολλαπλές, όπως στην Τοπική Αυτοδιοίκηση, στην Ανάπτυξη, στον Σύγχρονο Σχεδιασμό των πόλεων, στον Τουρισμό, στις Συγκοινωνίες, στα Δίκτυα Κοινής Ωφέλειας, στην Εκπαίδευση, στη Δημόσια Πληροφόρηση, στο Κτηματολόγιο, στον Περιβαλλοντικό Σχεδιασμό, μεταξύ άλλων. Μερικές από τις δυνατότητες των VECTOR-GIS είναι στους ακόλουθους τομείς: Χαρτογραφία, Καταγραφή και απεικόνιση των πολεοδομικών συγκροτημάτων των πόλεων, Καταγραφή και απεικόνιση αστικών, πολιτιστικών, κοινωνικών υποδομών, Διαχείριση οδικού και μεταφορικού δικτύου, Διαχείριση δικτύων κοινής ωφέλειας, όπως δίκτυα ύδρευσης, αποχέτευσης, άρδευσης, κλπ. Εύρεση συντομότερης διαδρομής μεταξύ δύο σημείων (π.χ. εύρεση κοντινότερης υπηρεσίας).περιβαλλοντικό Σχεδιασμό (απεικόνιση χρήσεων γης και φυτοκάλυψης, μοντελοποίηση υδρογραφικού δικτύου, διαχείριση επιφανειακής υδρολογίας λεκανών). Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει σήμερα η ανάπτυξη μοντέλων σε RASTER-GIS και η εφαρμογή τους στον Περιβαλλοντικό Σχεδιασμό. Οι πληροφορίες που μας παρέχουν τα RASTER-GIS συνδυαζόμενα με δεδομένα πεδίου χρησιμοποιούνται για την εκπόνηση μελετών, στατιστικών αναλύσεων, γεωτεχνικών, γεωλογικών και περιβαλλοντολογικών μοντέλων με στόχο τον προσδιορισμό επιπτώσεων (impact analysis) καθώς και τη συνεχή παρακολούθηση φαινομένων, τα οποία μεταβάλλονται χωρικά και χρονικά (monitoring). Τα RASTER-GIS στηρίζονται στην ανάπτυξη πολυκριτιριακών μοντέλων, όπου τα επιμέρους κριτήρια διαβαθμίζονται αρχικά με έναν συντελεστή βαρύτητας και στη συνέχεια από την επάλληλη τοποθέτησή τους και μέσω στατιστικών μεθοδολογιών ασαφούς λογικής (fuzzy analysis) 10

προκύπτει το τελικό μοντέλο. Συγκεκριμένα, ο συνδυασμός των VECTOR-GIS και RASTER-GIS καθώς και των Δορυφορικών εικόνων, μπορεί να εφαρμοστεί στους ακόλουθους τομείς: 1. Χωροθετήσεις έργων, όπως: Χ.Υ.Τ.Α, Φράγματα, Κοιμητήρια και Χάραξη οδικών δικτύων περιβαλλοντικός αποδεκτών 2. Ανάπτυξη μελετών και μοντέλων φυσικού κινδύνου, όπως: Μοντέλα μορφολογίας αναγλύφου, Μοντέλα Διάβρωσης και παραγωγής φερτών υλικών, Μοντέλα Πλημμυρικού Κινδύνου, Μοντέλα Κατολισθήσεων, τα οποία στηρίζονται σε γεωλογικά και γεωτεχνικά κριτήρια, Μοντέλα Σεισμικής Επικινδυνότητας, όπου υπολογίζεται η χωρική κατανομή της αναμενόμενης εδαφικής επιτάχυνσης, μετάθεσης, ταχύτητας, σεισμικής έντασης, Μοντέλα Τρωτότητας υπόγειων υδροφόρων από επιφανειακές εστίες μόλυνσης. 3. Ανάπτυξη μοντέλων υδατικού ισοζυγίου, όπου συνδυάζονται μοντέλα επιφανειακής και υπόγειας υδρολογίας. 4. Χάραξη οδικού δικτύου περιβαλλοντικός αποδεκτού. 1.5 Από την παραμετρική απεικόνιση στη τεχνολογία διαχείρισης δικτύων υποδομής. 1. Βασικές αρχές Τα περισσότερα από τα ΓΣΠ δανείζονται ακόμα και σήμερα τις βασικές αρχές των συστημάτων CAD (Computer Aided Design) προκειμένου να καταστεί δυνατή η εισαγωγή και αποθήκευση γεωγραφικών δεδομένων. Έτσι, όπως και στα συστήματα CAD, έτσι και στα συμβατικά ΓΣΠ, βασικές δομικές μονάδες αποτελούν τα γραφικά στοιχεία, όπως είναι η γραμμή, το σημείο και η επιφάνεια. Κάθε ένα από αυτά τοποθετείται πάνω στον ηλεκτρονικό χάρτη σε συγκεκριμένη θέση και απεικονίζεται με συγκεκριμένο τρόπο (π.χ. σύμβολο για τα σημεία, πάχος και χρώμα για τις γραμμές, διαγράμμιση για τις 11

επιφάνειες). Επίσης, τα γραφικά στοιχεία ομαδοποιούνται σε επίπεδα (layers), προκειμένου να καθίσταται δυνατός ο διαχωρισμός και η επιλεκτική αναζήτηση και απεικόνιση ορισμένων μόνο ομάδων γραφικών στοιχείων. Από την άλλη πλευρά, τα ΓΣΠ προσφέρουν την πρόσθετη, σε σχέση με τα CAD, δυνατότητα αποθήκευσης περιγραφικών δεδομένων, που σχετίζονται με τα γραφικά στοιχεία. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται συνήθως μία σχεσιακή βάση δεδομένων, όπως συμβαίνει άλλωστε με τα περισσότερα πληροφοριακά συστήματα. Το ΓΣΠ δίνει τη δυνατότητα σύνδεσης κάθε γραφικού στοιχείου με μία εγγραφή (record) ενός πίνακα της σχεσιακής βάσης. Η σύνδεση πραγματοποιείται με την αυτόματη καταχώρηση από το ίδιο το σύστημα σε κάθε γραφικό στοιχείο ενός μοναδικού κωδικού και την εν συνεχεία τοποθέτηση του κωδικού αυτού ως πρόσθετη στήλη στον αντίστοιχο πίνακα. Για παράδειγμα, έστω ότι σε ένα ΓΣΠ απαιτείται η αποθήκευση αυτοκινητοδρόμων. Η θέση κάθε δρόμου θα εισαχθεί ως γραμμή πάνω στον ηλεκτρονικό χάρτη, ενώ για τα αντίστοιχα περιγραφικά δεδομένα (π.χ. όνομα, αριθμός λωρίδων, όριο ταχύτητας κλπ.) θα δημιουργηθεί ένας πίνακας ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΙ στη σχεσιακή βάση. Κάθε γραμμή τέλος που αντιστοιχεί σε δρόμο, θα συνδεθεί με μία σειρά του πίνακα αυτού. Έτσι ο χρήστης, επιλέγοντας ένα δρόμο πάνω στο χάρτη έχει τη δυνατότητα ανάκτησης των αντίστοιχων πληροφοριών, ενώ επίσης επιλέγοντας το όνομα ενός δρόμου, μπορεί να μεταφερθεί στο σημείο του χάρτη όπου βρίσκεται η γραμμή που αντιστοιχεί στο δρόμο αυτό. Ακόμα, κάθε γραφικό στοιχείο μπορεί να απεικονίζεται με διαφορετικό τρόπο, ανάλογα με τα αντίστοιχα περιγραφικά δεδομένα. Οι δρόμοι με πολλές λωρίδες για παράδειγμα, μπορεί να εμφανίζονται με γραμμές μεγαλύτερου πάχους σε σύγκριση με άλλους δρόμους με λιγότερες λωρίδες. Σαν αποτέλεσμα, ένα ΓΣΠ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή θεματικών χαρτών, την παραμετρική δηλαδή απεικόνιση διαφόρων γραφικών στοιχείων, ανάλογα με τα περιγραφικά δεδομένα με τα οποία σχετίζονται. Πέρα από την αποθήκευση και την απεικόνιση των γεωγραφικών δεδομένων όμως, ένα ΓΣΠ προσφέρει επί πλέον δυνατότητες επεξεργασίας αυτών. Για το σκοπό αυτό, κάθε ΓΣΠ συνήθως προσφέρει ένα σύνολο εντολών, οι οποίες χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη μακροεντολών ή εν γένει προγραμμάτων, 12

ούτως ώστε να αυτοματοποιηθούν ορισμένες λειτουργίες τις οποίες στη συνέχεια ο χρήστης μπορεί να καλέσει. Οι λειτουργίες αυτές μπορεί να είναι είτε απλές (π.χ. εμφάνιση των σημείων ενός αυτοκινητοδρόμου, στα οποία έχουν συμβεί πολλά ατυχήματα) ή περισσότερο σύνθετες (π.χ. εύρεση όλων των σημείων εντός των ορίων μιας περιοχής που βρίσκονται μακριά από κατοικίες, δεν είναι δασικές εκτάσεις και γενικά πληρούν όλες τις προϋποθέσεις προκειμένου να αποτελέσουν χώρους συγκέντρωσης απορριμμάτων). 2. Αδυναμίες των συμβατικών ΓΣΠ Εν τούτοις, το κλασικό μοντέλο γραφικού στοιχείου συν εγγραφή πίνακα σχεσιακής βάσης και σύνδεση αυτών μέσω μοναδικού κωδικού, ή με άλλα λόγια το πάντρεμα των συστημάτων CAD με τα συστήματα διαχείρισης σχεσιακών βάσεων δεδομένων (RDBMS), --παρά το γεγονός ότι χρησιμοποιείται κατά κόρον εισάγει σημαντικούς περιορισμούς στις δυνατότητες ενός ΓΣΠ. Οι περιορισμοί προκύπτουν από την αδυναμία μοντελοποίησης των γεωγραφικών δεδομένων αφού όλα εισάγονται αναγκαστικά ως γραφικά στοιχεία, δηλαδή σημεία, γραμμές, επιφάνειες. Η σύνδεσή τους με μία βάση δεδομένων δεν επαρκεί για την εξεζητημένη επεξεργασία τους, ούτε βέβαια ο διαχωρισμός τους σε επίπεδα, που όπως προαναφέρθηκε απαιτείται για να ξεχωρίσουν για παράδειγμα οι γραμμές που αντιστοιχούν σε αυτοκινητοδρόμους από εκείνες που αντιστοιχούν σε σιδηροδρομικές γραμμές. Βεβαίως, στην περίπτωση της απλής ή παραμετρικής ηλεκτρονικής απεικόνισης ή ακόμα και στην περίπτωση της απλής επεξεργασίας, το πιο πάνω μοντέλο επαρκεί. Τα πράγματα όμως γίνονται ιδιαίτερα δύσκολα όταν απαιτείται η καταχώρηση πολύπλοκων δεδομένων και ακολούθως η ανάπτυξη εφαρμογών για την επεξεργασία τους, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση των δικτύων κοινής ωφελείας, όπου εκτός από την ηλεκτρονική χαρτογράφηση, είναι ίσως περισσότερο σημαντική η ανάλυσή τους που βασίζεται τόσο στα αλφαριθμητικά όσο και στα γεωγραφικά δεδομένα. 13

Η μοντελοποίηση κάποιων δεδομένων, ή αλλιώς ο σχεδιασμός μιας (σχεσιακής) βάσης δεδομένων είναι γνωστό και προφανές ότι έχει ιδιαίτερη σημασία όταν πρόκειται στη συνέχεια να αναπτυχθεί ένα πληροφοριακό σύστημα που θα επεξεργάζεται τα εν λόγω δεδομένα. Στην περίπτωση των συμβατικών ΓΣΠ, που όπως προαναφέρθηκε έχουν τις ρίζες τους στα συστήματα CAD, δεν υπάρχουν παρά ελάχιστες δυνατότητες σχεδιασμού των γεωγραφικών δεδομένων, όπως η ομαδοποίηση σε επίπεδα, σε αντίθεση με τα αλφαριθμητικά της σχεσιακής βάσης. Επιπροσθέτως, δεν υπάρχουν σημαντικές δυνατότητες επεξεργασίας τους, αφού κλασικά εργαλεία ανάπτυξης εφαρμογών (π.χ. γλώσσες προγραμματισμού) δεν μπορούν να έχουν πρόσβαση στα γεωγραφικά δεδομένα. Έτσι προκειμένου να αναπτυχθεί ένα ΓΣΠ, προσφέρονται μόνο, όπως έχει ήδη αναφερθεί: - το προ-σχεδιασμένο μοντέλο γεωγραφικών δεδομένων γραμμής / σημείου / επιφάνειας - ένα περιορισμένο σύνολο εντολών, ξεχωριστό για κάθε ΓΣΠ Προκειμένου να γίνει κατανοητό, πόσο περιορίζει τις δυνατότητες επεξεργασίας το πιο πάνω μοντέλο, ας φανταστεί κάποιος μία βάση δεδομένων, όπου δεν υπάρχει η δυνατότητα δημιουργίας πινάκων με πεδίαστήλες κάθε μία από τις οποίες είναι τύπου αλφαριθμητικού, αριθμού, ημερομηνίας κλπ., αλλά μόνο η απευθείας εισαγωγή περιγραφικών στοιχείων, όπως λέξεων, αριθμών, ημερομηνιών και η ομαδοποίηση αυτών σε επίπεδα για να είναι δυνατός ο διαχωρισμός τους. 3. Αντικειμενοστρεφή ΓΣΠ Τα αντικειμενοστρεφή ΓΣΠ έχουν αποκληθεί ως η δεύτερη γενιά των ΓΣΠ. Βασική δομική μονάδα αυτών αποτελεί το αντικείμενο του πραγματικού κόσμου, που βρίσκεται σε πλήρη αντιστοιχία με την εγγραφή (record) ενός πίνακα μιας σχεσιακής βάσης, μόνο που μπορεί να έχει αφ ενός ένα η περισσότερα περιγραφικά πεδία (αλφαριθμητικού τύπου κλπ.) και αφ ετέρου ένα ή περισσότερα γεωμετρικά πεδία. Σε ένα αντικειμενοστραφές ΓΣΠ, τα γεωμετρικά δεδομένα αντιμετωπίζονται με όμοιο τρόπο προς τα περιγραφικά δεδομένα. Η 14

αντικειμενοστραφής βάση δεδομένων αποτελεί υπερσύνολο της σχεσιακής: Σε ευθεία αναλογία με τους πίνακες μιας σχεσιακής βάσης, περιλαμβάνει κλάσεις αντικειμένων που μπορούν να έχουν δύο ειδών στήλες: - αυτές που αντιστοιχούν σε περιγραφικά πεδία (όπως μία σχεσιακή βάση), τύπου κειμένου, αριθμού, ημερομηνίας και επί πλέον - αυτές που αντιστοιχούν σε γεωμετρικά πεδία, τύπου σημείου, γραμμής, επιφάνειας Για παράδειγμα, σε μια αντικειμενοστραφή βάση δεδομένων, μπορεί να δημιουργηθεί ένας πίνακας ΠΟΛΕΙΣ με πεδία: 1. το όνομα (περιγραφικό πεδίο αλφαριθμητικού τύπου) 2. ο πληθυσμός (περιγραφικό πεδίο αριθμητικού τύπου) 3. η θέση του κέντρου (γεωμετρικό πεδίο τύπου σημείου) 4. τα όρια (γεωμετρικό σημείο τύπου επιφάνειας) Είναι προφανές ότι οποτεδήποτε ο χρήστης εισάγει δεδομένα, ακόμα κι αν είναι αμιγώς γεωγραφικά (δηλαδή γεωμετρικά), αυτά αντιστοιχούν σε χαρακτηριστικά κάποιου συγκεκριμένου αντικειμένου. Δεν εισάγονται δηλαδή απλά σημεία ή απλές γραμμές, αλλά γεμίζονται οι στήλες πινάκων που αντιστοιχούν σε γεωμετρικά πεδία, όπως ακριβώς συμβαίνει με οποιοδήποτε πληροφοριακό σύστημα, στο οποίο αποθηκεύονται δεδομένα σε μια σχεσιακή βάση: Πρώτα δημιουργούνται οι πίνακες της βάσης και μετά εισάγονται τα δεδομένα. Ορισμένα από τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζονται στην περίπτωση των αντικειμενοστραφών ΓΣΠ είναι τα εξής: Κατ αρχάς δεν απαιτείται καμία σύνδεση γεωγραφικών με περιγραφικά δεδομένα. Ακόμα κι αν κάποιος θέλει να εισαγάγει μόνο τις θέσεις των πόλεων του πιο πάνω παραδείγματος, αρκεί να αφήσει τις άλλες στήλες κενές. Πάλι, κάθε θέση που θα εισαχθεί, θα συνιστά μία ξεχωριστή πόλη και όχι ένα απλό σημείο στο χάρτη, όπως ακριβώς θα συμβεί αν εισαχθεί μόνο το όνομα μιας πόλης και όχι τα υπόλοιπα πεδία. Αργότερα βέβαια, είναι δυνατή η ενημέρωση κάθε πόλης με την προσθήκη των υπολοίπων πεδίων. I. Δεν απαιτείται κανένας διαχωρισμός των γεωμετρικών δεδομένων σε επίπεδα. Τα γεωμετρικά δεδομένα είναι ήδη ξεχωρισμένα, από το στάδιο σχεδιασμού της βάσης δεδομένων. Έχουν με άλλα λόγια ως ταυτότητα το αντικείμενο στο οποίο ανήκουν. 15

II. Ο τρόπος απεικόνισης των γεωμετρικών δεδομένων (δηλαδή οι συμβολισμοί) καθορίζεται σε επίπεδο μοντέλου δεδομένων και όχι σε κάθε ένα γραφικό στοιχείο χωριστά, όπως συμβαίνει στα συμβατικά ΓΣΠ. Για παράδειγμα, καθορίζεται μία φορά ότι όλες οι θέσεις των πόλεων θα απεικονίζονται με κάποιο συγκεκριμένο σύμβολο, που μπορεί βέβαια να είναι διαφορετικό ανάλογα με τον πληθυσμό π.χ. της πόλης. Από εκεί και έπειτα, όλα τα σημεία που θα εισαχθούν ως θέσεις πόλεων θα ακολουθούν το συμβολισμό αυτό. Και βέβαια αν αλλάξει ο συμβολισμός σε επίπεδο μοντέλου δεδομένων, θα αλλάξει και για κάθε ένα αντικείμενο του εν λόγω πίνακα. III. Ένα αντικείμενο μπορεί να έχει περισσότερα από ένα γεωμετρικά πεδία χωρίς και πάλι κανένα πρόβλημα σύνδεσης αυτών μεταξύ τους ή με τα περιγραφικά δεδομένα. Αυτό είναι πολλές φορές απαραίτητο. Στο παράδειγμα των πόλεων η θέση μπορεί να απαιτείται για τη σύνδεση της πόλης με οδικούς άξονες σε απεικονίσεις μικρής κλίμακας και εύρεση αποστάσεων, ενώ τα όρια σε απεικονίσεις μεγαλύτερης κλίμακας για εύρεση συγκεκριμένων αντικειμένων εντός αυτών. Ακόμα μπορεί να προστεθούν ως πεδία κάθε πόλης η θέση του αεροδρομίου, του σιδηροδρομικού σταθμού, του δημαρχείου κλπ., αρκεί να προστεθούν ως στήλες στον πίνακα τα αντίστοιχα πεδία. IV. Ένα πολύ σημαντικό πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα καθορισμού συσχετίσεων μεταξύ των γεωμετρικών πεδίων δύο πινάκων. V. Ως υπερσύνολο της σχεσιακής βάσης, σε μια αντικειμενοστραφή βάση δεδομένων είναι δυνατή η εισαγωγή οποιασδήποτε κλασικής συσχέτισης μεταξύ των οντοτήτων της βάσης, όπως 0: n, 1: n, m: n κλπ. Επί πλέον όμως είναι δυνατή η εισαγωγή και άλλου είδους συσχετίσεων, σημαντικότερη από τις οποίες είναι η τοπολογική συσχέτιση μεταξύ δύο γεωμετρικών πεδίων. Δύο γεωμετρικά χαρακτηριστικά (π.χ. μία γραμμή και ένα σημείο ή δύο γραμμές) δε συσχετίζονται τοπολογικά (με άλλα λόγια δε συνδέονται) μόνο και μόνο επειδή η θέση του ενός ταυτίζεται με τη θέση του άλλου. Για παράδειγμα, ο άξονας ενός αυτοκινητοδρόμου ουδεμία συσχέτιση έχει με τον άξονα μιας σιδηροδρομικής γραμμής, ακόμα και αν τέμνονται, δηλαδή μοιράζονται ένα κοινό σημείο στο χάρτη. Η τοπολογική συσχέτιση είναι απαραίτητη σε συστήματα διαχείρισης δικτύων υποδομής, όπως ενέργειας, τηλεπικοινωνιών, μεταφορών, ύδρευσης, 16

τα οποία όπως προαναφέρθηκε συνιστούν σημαντικό πεδίο εφαρμογής των ΓΣΠ. Χρησιμοποιώντας ένα αντικειμενοστραφές ΓΣΠ, μπορεί κανείς να ορίσει πότε δύο αντικείμενα συνδέονται, εισάγοντας την αντίστοιχη τοπολογική συσχέτιση στο μοντέλο δεδομένων. Ακόμα, εκτός από την τοπολογική συσχέτιση που αφορά αποκλειστικά τα γεωμετρικά δεδομένα, είναι δυνατός και ο καθορισμός κλασικών συσχετίσεων (π.χ. 0:n) μεταξύ αυτών. Ένα απλό παράδειγμα είναι η συσχέτιση 0:n μεταξύ ενός δρόμου και της επισημείωσης του ονόματός του. Κατ αυτόν τον τρόπο, το όνομα ενός δρόμου μπορεί να εμφανίζεται περισσότερες από μία φορές κατά μήκος του άξονά του, χωρίς η επισημείωση αυτή να αποτελεί ανεξάρτητο αντικείμενο, αλλά συσχετισμένο με αυτόν, έτσι ώστε το περιεχόμενό της να κληρονομείται πάντα από το όνομά του δρόμου. Οι δυνατότητες επεξεργασίας των δεδομένων σε ένα αντικειμενοστραφές ΓΣΠ δεν περιορίζονται στις εντολές που κάθε ξεχωριστό συμβατικό ΓΣΠ προσφέρει. Από τη στιγμή που η πρόσβαση στα γεωγραφικά δεδομένα γίνεται μέσω των πινάκων στους οποίους αυτά ανήκουν, είναι δυνατή η επεξεργασία τους με πλήρεις γλώσσες προγραμματισμού, όπως στα περισσότερα πληροφοριακά συστήματα. Επί πλέον σε μια αντικειμενοστραφή βάση μπορεί να αποθηκευτούν εκτός από τα δεδομένα, τα αντικείμενα δηλαδή του πραγματικού κόσμου, και η συμπεριφορά τους με τη μορφή μεθόδων στα αντικείμενα. Ένα παράδειγμα είναι η δυνατότητα --που υπάρχει και στις σχεσιακές βάσεις-- αποθήκευσης triggers, δηλαδή προγραμμάτων που ενεργοποιούνται αυτόματα κατά την εισαγωγή, τροποποίηση ή διαγραφή δεδομένων, με τη διαφορά βέβαια ότι αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν και έλεγχο των γεωμετρικών δεδομένων που τροποποιούνται και όχι μόνο των περιγραφικών, όπως συμβαίνει στις σχεσιακές βάσεις και μοιραία στα συμβατικά ΓΣΠ που χρησιμοποιούν αυτές. Έτσι ο αυτόματος έλεγχος της συμβατότητας μεταξύ διαφορετικών γεωγραφικών δεδομένων που ο χρήστης εισάγει ή η αυτόματη ενημέρωση κάποιων δεδομένων είναι και πάλι θέμα σχεδιασμού της -- αντικειμενοστραφούς-- βάσης δεδομένων. Για παράδειγμα, το περιγραφικό πεδίο μήκος ενός πίνακα ΔΡΟΜΟΙ μπορεί να εισάγεται και τροποποιείται αυτόματα με χρήση trigger στο γεωμετρικό πεδίο άξονας του ιδίου πίνακα.{3} 17

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Εισαγωγή στις βασικές διαδικασίες των G.I.S. 2.1 Εισαγωγή Παρά το γεγονός ότι η καταγωγή των Γ.Σ.Π./Σ.Π.Γ. βρίσκεται στις πρώτες προσπάθειες αποτύπωσης και χαρτογράφησης του γήινου περιβάλλοντος, το πρώτο πληροφοριακό σύστημα που εμφανίσθηκε με τον όρο αυτό σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε από τον Τomlinson και ήταν το Canadian Geografic Information System (CGIS-1965). Το βασικό του χαρακτηριστικό που το διαφοροποίησε από τα άλλα συστήματα ήταν ότι σχεδιάστηκε για να ικανοποιήσει περισσότερες από μία εφαρμογές. Το σύστημα αυτό είναι ακόμα σε χρήση και περιλαμβάνει χαρτογραφικά και ποιοτικά μεγέθη για όλο τον Καναδά. Το ίδιο σχεδόν χρονικό διάστημα (1964) η Δασική Υπηρεσία στο Berkeley ανέπτυξε ένα πιο προωθημένο σύστημα, το MAIDS. Εκτός των λειτουργιών αποθήκευσης και ανάκτησης δεδομένων σε μορφή ψηφίδων (grid), το σύστημα επέτρεπε τη δημιουργία σύνθετων απεικονίσεων (overlay), την εκτέλεση μαθηματικών υπολογισμών και τη δημιουργία μοντέλων προσομοίωσης χρόνου. Επίσης, ένα από τα πιο σύγχρονα και επιτυχημένα ΓΣΠ/ΣΠΓ είναι το DIME (Dual Independent Map Encoded file system) που δημιουργήθηκε από τη Στατιστική Υπηρεσία των ΗΠΑ και περιλαμβάνει κωδικοποιημένους τους δρόμους στη βάση των ονομάτων τους και γεωγραφικών κωδικών. Παρά το γεγονός ότι από τον τρόπο δόμησης του θα μπορούσε να χαρακτηρισθεί περισσότερο ως αρχείο δεδομένων παρά ως ολοκληρωμένο ΓΣΠ/ΣΠΓ, είναι από τα συστήματα με τη μεγαλύτερη χρήση. Στην Ευρώπη, ένα από πιο ενδιαφέροντα συστήματα δημιουργήθηκε στα τέλη της δεκαετίας του '70 και τις αρχές της δεκαετίας του '80 στη Σουηδία, στα πλαίσια της αυτοματοποίησης των καταγραφών του παραδοσιακού Κτη- 18

ματολογίου, αλλά και άλλων διοικητικών καταγραφών για τη γη, όπως π.χ. των οικοδομικών αδειών. Μάλιστα, το σύστημα αυτό έχει και μια ενδιαφέρουσα παράμετρο, που σχετίζεται με την ευαισθησία της Σουηδικής κοινωνίας σχετικά με την ψηφιακή καταγραφή στοιχείων για τα άτομα και γενικά τα ατομικά δικαιώματα. Συγκεκριμένα, όταν ανακοινώθηκε ότι το σύστημα ήταν έτοιμο να λειτουργήσει, υπήρχε μια δέσμευση - προδιαγραφή της κυβέρνησης ότι οι τίτλοι και τα πιστοποιητικά θα δίνονταν στους ενδιαφερόμενους την επόμενη μέρα από την κατάθεση των σχετικών δικαιολογητικών εγγράφων. Ταυτόχρονα όμως, η κυβέρνηση είχε αδιαφορήσει εντελώς για τις ανησυχίες που είχαν εκδηλωθεί σχετικά με τη νομοθετική προστασία των στοιχείων του συστήματος, έτσι ώστε να μην χρησιμοποιηθούν για σκοπούς διαφορετικούς από τους αρχικούς. Μπροστά στην κυβερνητική αδιαφορία, οι διάφορες οργανώσεις προστασίας των ατομικών δικαιωμάτων κάλεσαν όλους τους Σουηδούς πολίτες να υποβάλλουν αίτηση για έκδοση πιστοποιητικών για όλα τα ακίνητα τους. Πραγματικά, την πρώτη μέρα λειτουργίας του συστήματος, τα γραφεία κατακλύσθηκαν από δεκάδες χιλιάδες αιτήσεις, οι οποίες βεβαίως ήταν αδύνατο να ικανοποιηθούν μέχρι την επόμενη ημέρα. Έτσι, η κυβέρνηση αναγκάσθηκε να φέρει σε ελάχιστες μέρες στη Βουλή νομοσχέδιο για την προστασία των ατομικών πληροφοριών από τη χρήση τους από μη εξουσιοδοτημένα άτομα ή φορείς Η θέση ενός Γ.Σ.Π. στο ευρύτερο περιβάλλον φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα: Από τη σύνθετη πραγματικότητα του γήινου περιβάλλοντος, με διαδικασίες αφαίρεσης ή/και απλοποίησης, ο χρήστης μέσα από ένα ΓΣΠ/ΣΠΓ έχει αποτελέσματα που αυξάνουν την πληροφόρηση του γύρω από τα αντικείμενα, φαινόμενα και μεγέθη που τον ενδιαφέρουν. Το βασικό χαρακτηριστικό του είναι 19

ότι επιτρέπει τη σύνδεση κι επικοινωνία ανάμεσα σε ποιοτικά - περιγραφικά χαρακτηριστικά και την αντίστοιχη θέση τους στο χώρο. Ετσι, ένα ΓΣΠ/ΣΠΓ δεν είναι απλά ένα μέσο με το οποίο παράγονται χάρτες, διαγράμματα, ή κατάλογοι ποιοτικών χαρακτηριστικών, αλλά μια νέα, ολοκληρωμένη τεχνολογία απαραίτητη για την ανάλυση και μελέτη του χώρου καθώς και τη λήψη αποφάσεων (Decision Making) που αφορούν τη γη, το περιβάλλον και τον άνθρωπο. Όπως όμως σε όλα τα μεγάλα άλματα της τεχνολογίας και της προόδου, η πορεία των συστημάτων αυτών δεν ήταν πάντα επιτυχημένη κι ελπιδοφόρα. Χαρακτηριστική περίπτωση αποτέλεσε Land Use and Natural Resource (LUNR) system που δημιουργήθηκε με την ενθάρρυνση του Κυβερνήτη της Νέας Υόρκης. Ο σχεδιασμός του ξεκίνησε το 1967 και η υλοποίηση του ολοκληρώθηκε το 1970 αφού είχε κοστίσει $750.000. Το καθοριστικό σημείο της αποτυχίας του συστήματος ήταν ότι δεν στηρίχθηκε σε ρεαλιστική ανάλυση των αναγκών των χρηστών καθώς και η έλλειψη πρόνοιας για την ενημέρωση του. Αποτέλεσμα αυτών ήταν πολύ σύντομα να πάψουν οι χρήστες να το εμπιστεύονται μιας και ούτε καμιά συγκεκριμένη ανάγκη τους κάλυπτε, ενώ ταυτόχρονα όποτε το χρησιμοποιούσαν, τα στοιχεία που έπαιρναν ήταν σε αρκετό βαθμό αναξιόπιστα. Παρά τις κατά καιρούς όμως αποτυχίες, η τεχνολογία αυτή θεωρείται πια απαραίτητη για τη μελέτη και ανάλυση οποιουδήποτε χαρακτηριστικού της γήινης επιφάνειας, από τη μελέτη του τρόπου ζωής ειδών που κινδυνεύουν με αφανισμό και την παρακολούθηση και προστασία του περιβάλλοντος, μέχρι την καταγραφή των ιδιοκτησιακών δικαιωμάτων για την ακίνητη περιουσία και το σχεδιασμό των δικτύων Κοινής Ωφέλειας. Ενδεικτικά μπορούν να αναφερθούν οι ακόλουθες βασικές κατηγορίες εφαρμογών: - πολεοδομικός και χωροταξικός σχεδιασμός καταγραφή, προστασία και διαχείριση ιδιωτικής, δημόσιας και δημοτικής ακίνητης περιουσίας - δίκτυα Κοινής Ωφέλειας - παρακολούθηση και προστασία περιβάλλοντος - σχεδιασμός και προγραμματισμός χρήσεων γης - κυκλοφοριακές και συγκοινωνιακές μελέτες - αγροτική ανάπτυξη και αναδιάρθρωση 20

Στο επόμενο σχήμα φαίνονται τα πεδία εφαρμογών ενός ολοκληρωμένου ΓΣΠ/ΣΠΓ.{4} 2.2 Βασικές Διαδικασίες και Τμήματα ενός ΓΣΠ/ΣΠΓ Οι διαδικασίες που συνθέτουν ένα ΓΣΠ/ΣΠΓ και εκτελούνται κατά τη λειτουργία του είναι οι ακόλουθες: 21

- συλλογή δεδομένων - κωδικοποίηση και εισαγωγή δεδομένων - αποθήκευση και διαχείριση δεδομένων - ανάκτηση δεδομένων - επεξεργασία και ανάλυση δεδομένων - απεικόνιση δεδομένων Η συλλογή των στοιχείων που θα καταχωρισθούν στο σύστημα μπορεί να γίνει με διάφορες μεθόδους, ανάλογα με το είδος, την αξιοπιστία και την πηγή των πληροφοριών. Έτσι, για την περιοχή εφαρμογής του συστήματος πρέπει ανάμεσα στα άλλα να γίνει αξιολόγηση του υφιστάμενου υλικού, επιλογή του κατάλληλου και οργάνωση του. Όπως θα αναλυθεί σε επόμενο κεφάλαιο, η συλλογή μπορεί να γίνει με χρήση τοπογραφικών, φωτογραμμετρικών, τηλεπισκοπικών, ή μεικτών μεθόδων, με ψηφιοποίηση υπαρχόντων αναλογικών χαρτών, με καταχώριση υφιστάμενων ποιοτικών καταγραφών, κ.α. Από τη στιγμή που τα στοιχεία συλλεχθούν, απαιτείται η εφαρμογή συγκεκριμένων διαδικασιών και τεχνικών για την προετοιμασία τους ώστε να είναι έτοιμα για κωδικοποίηση και εισαγωγή στο σύστημα. Οι διαδικασίες αυτές μπορεί να περιλαμβάνουν: -τροποποιήσεις της μορφής τους (format) είτε όταν έχουν διαφορετική δoμη, είτε όταν είναι καταγραμμένα σε διαφορετικά μέσα αποθήκευσης -αναδιάρθρωση και γενίκευση, όπου χρειάζεται -εντοπισμός και διόρθωση λαθών -υλοποίηση των σημείων, γραμμών και πολυγώνων. Η αποθήκευση και διαχείριση των δεδομένων γίνεται με τη χρήση Συστημάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων - Σ.Δ.Β.Σ. (Data Base Management Systems-DBMS), έτσι ώστε: να καλύπτονται πολλές και διαφορετικές ανάγκες να υπάρχει αποτελεσματική αποθήκευση, ανάκτηση και ενημέρωση των στοιχείων να αποφεύγονται οι πολλαπλές καταγραφές των ίδιων στοιχείων να εξασφαλίζονται συνθήκες διαρκούς, ολοκληρωμένης και ασφαλούς λειτουργίας του συστήματος. Κατά την ανάκτηση δεδομένων ενδεικτικά μπορεί να απαιτείται: - ένα μόνο χαρακτηριστικό - σύνολο συγκεκριμένων χαρακτηριστικών 22

- μη προσδιορισμένες ομάδες χαρακτηριστικών (browse) - χαρακτηριστικά που εμφανίζουν συγκεκριμένες σχέσεις μέσα σε ένα σύνολο - σύνολο χαρακτηριστικών όπου τα κριτήρια βρίσκονται μέσα σε μια άλλη ομάδα στοιχείων - όλα τα χαρακτηριστικά μιας ομάδας Η επεξεργασία και ανάλυση δεδομένων ανάμεσα στα άλλα περιλαμβάνει: - αναταξινομήσεις και ομαδοποιήσεις ποιοτικών στοιχείων γεωμετρικές επεξεργασίες, όπως αλλαγές κλίμακας, στροφές, αλλαγές χαρτογραφικής προβολής, κ.α. - προσδιορισμό κεντρικού σημείου (centroid) των πολυγώνων - μετατροπή της δομής των δεδομένων - χωρικές αναλύσεις και στατιστικές επεξεργασίες - μετρήσεις αποστάσεων και διευθύνσεων, κ.α. Τέλος, η απεικόνιση δεδομένων μπορεί να γίνει με μια μεγάλη ποικιλία μέσων (οθόνη υπολογιστή, εκτυπωτές, αυτόματος σχεδιαστής, κ.α.). Τα διάφορα τμήματα (Modules) που συνθέτουν ένα σύγχρονο ΓΣΠ/ΣΠΓ φαίνονται στο σχήμα 2.7 23