Αναζήτηση

Λήψεις (downloads)

Προγράμματα Δασικού Ενδιαφέροντος

ΓΣΠ

ekd2

 

Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ)

Βασικές έννοιες

Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (Γ.Σ.Π.) (G.I.S.) είναι συστήματα τα οποία δίνουν πληροφορίες για την κατάσταση των πραγμάτων (συνθήκες, περιστάσεις), τις ιδιότητες και τις αμοιβαίες σχέσεις των παραγόντων οι οποίοι συνδυάζονται σε μία γεωγραφική περιοχή. Ένα τρίτο χαρακτηριστικό τους είναι αυτό του χρόνου. Οι ιδιότητες μπορούν να αλλάξουν χαρακτήρα με τον χρόνο αλλά διατηρούν την ίδια θέση κατά χώρο ή οι ιδιότητες μένουν οι ίδιες αλλά αλλάζει η θέση τους.

Ένα Γ.Σ.Π. είναι λοιπόν μια οργανωμένη συλλογή εξοπλισμού λογισμικού, γεωγραφικών δεδομένων και προσωπικού, σχεδιασμένη έτσι ώστε να συγκεντρώνει, αποθηκεύει, ενημερώνει, επεξεργάζεται, αναλύει και παρουσιάζει όλους τους τύπους γεωγραφικών πληροφοριών. Την τελευταία δεκαπενταετία έχουν γνωρίσει μεγάλη άνθηση και έχουν βρει αρκετές πρακτικές εφαρμογές σε επιχειρήσεις και οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένου και του πεδίου της έρευνας. Βέβαια, στην αμερικάνικη ήπειρο αλλά και αρκετές ευρωπαϊκές χώρες, τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών χρησιμοποιήθηκαν πολύ πριν τα γνωρίσουμε στην Ελλάδα. Στην ευρεία διάδοση των ΓΣΠ συνέβαλαν τα ακόλουθα: το γεγονός ότι οι εταιρείες λογισμικού κατάφεραν να αναπτύξουν εκδόσεις φιλικές προς τους χρήστες τους μέσω του γραφικού περιβάλλοντος, η δημιουργία και διάθεση αξιόπιστων ψηφιακών δεδομένων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα συστήματα αυτά (ψηφιακοί χάρτες), η αυξημένη υπολογιστική ισχύς των προσωπικών ηλεκτρονικών υπολογιστών (desktop PCs), καθώς και η συσχέτιση των συστημάτων ΓΣΠ με τα συστήματα παρακολούθησης οχημάτων, δικτύων ή άλλων αντικειμένων πάνω στη γη, μέσω της τεχνολογίας των δορυφόρων και των τηλεπικοινωνιών.

Η ιδέα της οργάνωσης και συστηματοποίησης της γεωγραφικής πληροφορίας με τη χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή εμφανίστηκε για πρώτη φορά στα μέσα της δεκαετίας του 1960. Η πρώτη προσπάθεια για συστηματική χρησιμοποίηση των χαρτογραφικών δεδομένων έγινε κατά τη διάρκεια των δεκαετιών του '60 και του '70. Ιδιαίτερα οι σχεδιαστές και οι αρχιτέκτονες στις Η.Π.Α. συνειδητοποίησαν ότι τα δεδομένα που προέρχονται από διαφορετικές πρωτογενείς έρευνες, μπορούν να συνδυαστούν και να ενοποιηθούν επικαλύπτοντας διαφανή αντίγραφα χαρτών σε μία φωτεινή τράπεζα. Ο πιο γνωστός υποστηρικτής της απλής αυτής τεχνικής ήταν ο αμερικανός αρχιτέκτονας Ian McHarg. Η πρώτη οργανωμένη προσπάθεια χρησιμοποίησης των χαρτογραφικών δεδομένων από τον ηλεκτρονικό υπολογιστή έγινε το 1963 από τον Howard T. Fisher. Το πρόγραμμα του Fisher ονομάστηκε SYMAP (Synagraphic MAPping system) και δημιουργούσε απλούς χάρτες τυπώνοντας στατιστικές τιμές πάνω σε έναν κάναβο, ενώ τα αποτελέσματα προβάλλονταν με πολλούς τρόπους χρησιμοποιώντας διαδοχικές γραμμικές εκτυπώσεις για την παραγωγή κατάλληλων αποχρώσεων του γκρι. Το πρόγραμμα SYMAP ακολούθησε μία σειρά άλλων προγραμμάτων χαρτογράφησης όπως το GRID και το IMGRID που είχαν τη δυνατότητα να χρωματίζουν και να σκιαγραφούν επιφάνειες με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται με τη χρήση των ηλεκτρονικών υπολογιστών ό,τι ο McHarg με τις διαφανείς επικαλύψεις. Η ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας οδήγησε τελικά στην εμφάνιση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών τη δεκαετία του 1980. Η επανάσταση που έφεραν οι υπολογιστές στη διαχείριση της πληροφορίας άργησε να αγγίξει τον τομέα της χωρικής πληροφορίας κυρίως για τεχνικούς λόγους που σχετίζονται με τις αυξημένες απαιτήσεις σε γραφικά. Όταν όμως τη δεκαετία του 1990 ξεπεράστηκαν τα τεχνικά εμπόδια και όταν το κόστος των συστημάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών έπαψε να είναι απαγορευτικό, η ευρεία χρήση τους οδήγησε στην ανάπτυξη των ΓΣΠ και στη σταδιακή δημιουργία των απαραίτητων χωρικών δεδομένων για τη λειτουργία των συστημάτων αυτών. Η τεχνολογία αυτή γνώρισε μία ευρύτατη σειρά εφαρμογών, σχεδόν σε κάθε ζήτημα όπου η παράμετρος της γεωγραφικής πληροφορίας υπεισέρχεται έμμεσα ή άμεσα. 

Χαρτογραφία ονομάζεται η επιστήμη και οι τεχνικές κατασκευής και μελέτης των χαρτών. Σχετίζεται στενά με την επιστήμη της Γεωγραφίας, αφού οι χάρτες είναι ένα από τα κυριότερα μέσα παρουσίασης και μελέτης των γεωγραφικών δεδομένων.

Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι γεωγραφικών πληροφοριών

 • Η χωρική πληροφορία

 • Η περιγραφική πληροφορία

Χωρική (γραφική) πληροφορία είναι ο προσδιορισμός της θέσης των γεωγραφικών δεδομένων με βάση ένα σύστημα αναφοράς, καθώς επίσης τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των γεωγραφικών δεδομένων (π.χ. να γνωρίζουμε τις συστάδες δεξιά και αριστερά από κάποιο συγκεκριμένο οικόπεδο).

Περιγραφική πληροφορία είναι τα χαρακτηριστικά των γεωγραφικών δεδομένων που έχουν σχέση με τις ποιοτικές και ποσοτικές ιδιότητες του γεωγραφικού χώρου. Για παράδειγμα, ποιοτική πληροφορία είναι η κατανομή των χρήσεων γης μιας περιοχής σε ένα χάρτη, ενώ ποσοτική πληροφορία είναι η κατανομή των δασών Μαύρης πεύκης στους διάφορους Νομούς της Ελλάδας.

Η μεγάλη αλλαγή που έγινε με την δημιουργία των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών εντοπίζεται:

• Στη σύνδεση των χωρικών-γραφικών πληροφοριών με μη γραφικές πληροφορίες (περιγραφικές).

• Στη δυνατότητα πράξεων (αριθμητικών και λογικών) μεταξύ χαρτών.

Έτσι, είναι πια δυνατό να συσχετισθούν οι συστάδες με τους κωδικούς τους, όχι πλέον σα μια γραφική παράσταση κειμένου πάνω σε ένα σχέδιο (όπως συμβαίνει με την χρήση των CAD πακέτων), αλλά μέσω κάποιας βάσης δεδομένων και πινάκων συσχέτισης. Με τον τρόπο αυτό, μπορούν να απαντηθούν αυτόματα και με την ταυτόχρονη παραγωγή του ανάλογου χάρτη, ερωτήσεις του τύπου: πόσες και ποιές ιδιοκτησίες βρίσκονται στο Σύμπλεγμα Φρακτού Δράμας;

Με τη δυνατότητα πράξεων μεταξύ των χαρτών (λογικών πράξεων καταρχήν, αριθμητικών στην συνέχεια), γίνεται δυνατή η συσχέτιση πληροφοριών που υπάρχουν σε διαφορετικούς χάρτες και η απάντηση ερωτήσεων του τύπου: ποιος είναι ο πλέον ενδεδειγμένος χώρος για την χωροθέτηση σκουπιδότοπου όταν αυτός πρέπει, π.χ . να βρίσκεται σε γη χαμηλής αξίας, μεγάλη απόσταση από το πλησιέστερο σπίτι, να υπάρχει δυνατότητα προσπέλασης, να υπάρχει υδροφόρος ορίζοντας σε μεγάλο βάθος, η γεωμορφολογία να είναι κατάλληλη κ.λ.π.

Με άλλα λόγια, τα εν λόγω λογισμικά επιτρέπουν την καταχώρηση αφ' ενός χωρικής-γραφικής πληροφορίας, αφ' ετέρου μη γραφικής πληροφορίας και, επιπρόσθετα, τη δημιουργία σχέσεων μεταξύ των πληροφοριών αυτών. Καθιστούν δηλαδή δυνατή τη δόμηση της εισαγόμενης πληροφορίας.

Ο γεωγραφικός χώρος στα ΓΣΠ περιγράφεται με βάση κάποιες συντεταγμένες ορισμού που είναι, είτε γεωγραφικές (φ, λ), είτε χαρτογραφικές (x, y). Επίσης κάθε δεδομένο που σχετίζεται με τον γεωγραφικό χώρο πρέπει να αναφέρεται οπωσδήποτε με τις αντίστοιχες συντεταγμένες του. Άρα, ένα πολύ σημαντικό συμπέρασμα που καταξιώνει τη χαρτογραφία ως το βασικό τροφοδότη του γραφικού (χαρτογραφικού) υπόβαθρου του ΓΣΠ, είναι ότι αυτό στην ουσία διαχειρίζεται ένα σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών, είναι η πληροφορία του ψηφιακού χάρτη, τον οποίο εμπεριέχει, στη γενική του μορφή.

Έτσι, ένα ΓΣΠ, χρησιμοποιώντας την πληροφορία αυτή σε συνδυασμό με διάφορα αναλυτικά μοντέλα υποστήριξης, οδηγεί τον χρήστη στη λήψη συγκεκριμένων αποφάσεων που χαρακτηρίζονται για την δυναμική ευελιξία τους.

Η ανάπτυξη αυτών των συστημάτων κωδικοποιεί σε ενιαίο λογισμικό περιβάλλον τις εξής βασικές έννοιες (γνωστές από τη θεωρία της θεματικής χαρτογραφίας).

Γεωμετρία (θέσεις και τοπολογία)

Θέματα (χαρακτηρισμοί και ιδιότητες)

Χρόνος (διαχρονικές μεταβολές)

Ανάλογα με την εφαρμογή και τη χρήση ενός ΓΣΠ, άλλοτε αποκτά μεγαλύτερη σημασία η έννοια της γεωμετρίας ή του θέματος ή του χρόνου, άλλοτε συνδυασμοί τους και άλλοτε και οι τρεις έννοιες μαζί.

Οι παραπάνω βασικές έννοιες προδίδουν και τις δυνατότητες των ΓΣΠ συστημάτων οι οποίες είναι:

- Δυνατότητα εισόδου στο περιβάλλον δεδομένων (γραφικών αλφαριθμητικών) σε ψηφιακή διανυσματική ή ψηφιδωτή μορφή.

- Δυνατότητα διατύπωσης ερωτήσεων από τον χρήστη. Οι απαντήσεις στις ε-ρωτήσεις αυτές δίδονται από το σύστημα, αφού πρώτα αναλυθούν τα γεωμετρικά, θεματικά και διαχρονικά δεδομένα και πληροφορίες, που έχουν αποθηκευτεί και επεξεργαστεί σε κάποιο βαθμό.

- Δυνατότητα γρήγορης ανάκτησης πληροφοριών αποθηκευμένων σε διάφορα επίπεδα και μορφές.

- Δυνατότητα υποστήριξης μετασχηματισμών της γραφικής πληροφορίας για τη δημιουργία παράγωγων πληροφοριών με μαθηματική και στατιστική επεξεργασία, αλλά και με παράλληλη δυναμική σύνθεση και ανάλυση για τη δημιουργία θεματικών χαρτών.

- Δυνατότητα εξόδου των πληροφοριών σε ένα μεγάλο πλήθος μορφών και μέσων (διανυσματική ή ψηφιδωτή μορφή – ηλεκτρονικό, μαγνητικό, αναλογικό μέσο).

Εν κατακλείδι κάθε ΓΣΠ μοντελοποιεί το χώρο συγκεντρώνοντας και συνδυάζοντας ένα πλήθος πληροφοριών. Σε ένα ΓΣΠ δεν μελετάμε μόνο ένα συγκεκριμένο χάρτη, αλλά κάθε πιθανό χάρτη. Για το σκοπό αυτό αποθηκεύει δεδομένα σε ένα σύνολο από διαφορετικές θεματικά επίπεδα (layers), όπως για παράδειγμα πόλεις, δρόμοι, κτίρια, αγωγοί, γεωγραφικό ανάγλυφο, λίμνες, ποτάμια, δάση, χωράφια, λοιπά σημεία ενδιαφέροντος. Οι θεματικές αυτές βαθμίδες συνδέονται μεταξύ τους μέσω γεωγραφικών συντεταγμένων, σε δύο διαστάσεις (γεωγραφικό μήκος και πλάτος), ακόμα και σε τρεις διαστάσεις. Αυτή είναι η απλή αλλά εξαιρετικά ισχυρή αρχή λειτουργίας των ΓΣΠ που αποδεικνύεται πολύτιμη για την επίλυση πλήθους πραγματικών προβλημάτων. Το πιο ζωτικό δομικό στοιχείο ενός ΓΣΠ είναι τα δεδομένα και για το λόγο αυτό οι βάσεις δεδομένων βρίσκονται στην καρδιά ενός τέτοιου συστήματος.

Γιατί να χρησιμοποιηθούν τα ΓΣΠ

Βασική αρχή των ΓΣΠ είναι ότι τα γεωμετρικά δεδομένα οργανώνονται με τοπολογικές σχέσεις αναφορικά με το γεωγραφικό χώρο. Έτσι, κάθε χάρτης είναι πλέον εφοδιασμένος με μια ισχυρή βάση δεδομένων και τα διάφορα γεωγραφικά δεδομένα μπορούν να συνδυαστούν και να δώσουν επιθυμητό αποτέλεσμα στη φάση της ανάλυσης.

Στα προγράμματα γραφικών σχεδιάσεων υπάρχει χωριστά η γραφική και περιγραφική πληροφορία (π.χ. στα Computer Aided Design Systems / Drafting CAD). Tα ΓΣΠ στηρίζονται στη σύνδεση γραφικών και περιγραφικών πληροφοριών που οδηγεί σε χωρικές αλληλοσυσχετίσεις, στην ανάπτυξη δηλαδή χωρικών σχέσεων μεταξύ γεωγραφικών δεδομένων

Έτσι μπορούν να αξιολογηθούν περιβαλλοντολογικές επιδράσεις, να υπολογισθούν όγκοι σοδειάς, να προσδιοριστεί η καλύτερη τοποθεσία για μια νέα εγκατάσταση, να χωροθετηθούν νέες εκπαιδευτικές μονάδες, να αναπτυχθεί ένα σύστημα λήψης αποφάσεων εν γένει.

Κάθε ΓΣΠ έχει ενσωματωμένο ένα σύστημα διαχείρισης βάσης δεδομένων. Η έννοια της βάσης δεδομένων είναι ένα δυναμικό στοιχείο και αποτελεί την κυριότερη διαφορά ανάμεσα σε ένα ΓΣΠ και σε ένα απλό σχεδιαστικό πακέτο.

Έτσι οι βασικές πληροφορίες για κάθε δεδομένο που αποθηκεύεται στον υπολογιστή είναι:

• ΤΙ ΕΙΝΑΙ

• ΠΟΥ ΕΙΝΑΙ

• ΠΩΣ ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΜΕ ΑΛΛΕΣ ΟΝΤΟΤΗΤΕΣ (π.χ. ποιοι δρόμοι ενώνονται για να αποτελέσουν ένα δίκτυο.)

Τα συστήματα βάσης δεδομένων παρέχουν τα μέσα ώστε να αποθηκεύεται ένα ευρύ πεδίο πληροφοριών και ταυτόχρονα να ενημερώνεται όποτε είναι αναγκαίο.

Ερωτήσεις που απαντά ένα ΓΣΠ

1. Τι υπάρχει στην περιοχή μελέτης;

2. Υπάρχει περιοχή που να πλήρη ορισμένους περιορισμούς;

3. Τι αλλαγές έγιναν στη περιοχή από κάποια συγκεκριμένη εποχή;

4. Ποιο μοντέλο είναι δυνατόν να περιγράψει καλύτερα τα δεδομένα της περιοχής;

5. Τι θα γίνει αν αλλάξουν ορισμένοι παράμετροι;

6. Που είναι το αντικείμενο Α;

7. Που είναι το Α σε σχέση με το Β;

8. Πόσο μεγάλο είναι το Β (έκταση, περίμετρο, κ.λπ.);

9. Τι βρίσκεται στο σημείο με συντεταγμένες χ1, x2;

10. Ποία αντικείμενα είναι δίπλα στα αντικείμενα με συγκεκριμένους συνδυασμούς ιδιοτήτων;

11. Χρησιμοποιώντας την ψηφιακή βάση δεδομένων σαν ένα μοντέλο παρουσίασε την επίδραση της πορείας K δια μέσου του χρόνου Τ για ένα συγκεκριμένο σενάριο Σ κ.λπ.

Τα βασικά στοιχεία των Γ.Σ.Π. και η κατανόηση αυτών βοηθούν στη σωστή χρήση των τεχνολογιών που αναφέρονται ή χρησιμοποιούν χωρικά – γεω-γραφικά δεδομένα, καθώς και της τεχνολογίας των Γ.Σ.Π.

Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών προσφέρουν πολλές δυνατότητες στους χρήστες που μέχρι σήμερα δεν ήταν δυνατόν να πραγματοποιηθούν.

Αποτελούν μία προέκταση της ανθρώπινης νόησης και μόρφωσης και είναι σίγουρο ότι αν αξιοποιηθούν κατάλληλα τα αποτελέσματα τους (χάρτες, πίνα-κες, αναφορές, κλ.π.) θα δώσουν μία άλλη διάσταση στην διαχείριση των πληροφοριών.

Ο Πίνακας 1. παρουσιάζει μία συγκριτική αναφορά μεταξύ των λειτουργιών που προσφέρουν τα ΓΣΠ και των παραδοσιακών μεθόδων

Πίνακας 1. ΓΣΠ – Παραδοσιακές χαρτογραφικές λειτουργίες

 

 Λειτουργίες με τα Γ.Σ.Π

Παραδοσιακός Τρόπος

1. Είσοδος δεδομένων

-Ψηφιοποίηση χαρτών, σάρωση

- Σχεδίαση χάρτη

- Είσοδος δεδομένων από το πληκτρολόγιο

- Γράψιμο πινάκων

2. Διόρθωση χαρτών

- με ψηφιοποιητή

Διόρθωση/ξανασχεδίαση χαρτών

3.Επανάκτηση χάρτη από τη βάση δεδομένων

Αναζήτηση χάρτη στα αρχεία

4. Συνένωση χαρτών

Επανασύνταξη με αλλαγή της κλίμακας

5.Υπολογισμός εκτάσεων από εμβαδόμετρο

Μέτρηση με στιγμές ή συντεταγμένες

6. Υπολογισμός αποστάσεων

Μετρήσεις με χάρακα

7. Χωρική αναζήτηση από βάση δεδομένων

Οπτική εξέταση του χάρτη και των συγγενών δεδομένων

8. Επικάλυψη χαρτών

Φυσική επικάλυψη χαρτών

9. Εμφάνιση δεδομένων

- οθόνη Η/Υ

- χαρτογραφική σχεδίαση και χρωματισμός με το χέρι

- εκτύπωση σε σχεδιογράφο ή εκτυπωτή

- εμφάνιση πινάκων

- χειροκίνητη εγγραφή

-δημιουργίαγραφικών, σχεδιαγραμμάτων

- χειροκίνητη σχεδίαση

Οι έννοιες που καλείται κάθε νέος χρήστης να γνωρίζει για την καλύτερη κατανόηση των ΓΣΠ είναι:

Α) Ποια είναι τα βασικά στοιχεία ενός ΓΣΠ

Β) Πως δομούνται τα γεωγραφικά δεδομένα με στοιχεία, παραμέτρους και συμπεριφορές

Γ) Τι είναι τοπολογία. (ο κλάδος της μαθηματικής γεωμετρίας ο οποίος εξετάζει τις σχετικές θέσεις των γεωμετρικών σχημάτων, παρά τις πραγματικές γραμμικές διαστάσεις, τις οποίες εξετάζει η κλασσική γεωμετρία).

Δ) Τι είναι η θεματική οργάνωση των γεωγραφικών δεδομένων

Ε) Τι είναι τα προβολικά συστήματα.

Κατηγορίες ΓΣΠ

Ο τρόπος με τον οποίο δομείται ο ψηφιοποιημένος χάρτης χωρίζει τα ΓΣΠ σε δύο μεγάλες κατηγορίες: τα «διανυσματικά» (vector) συστήματα και τα συστήματα «μωσαϊκού» (raster ή grid). Τα διανυσματικά συστήματα αποθηκεύουν τη γεωγραφική πληροφορία σε αναλυτική μορφή συντεταγμένων, ενώ τα συστήματα μωσαϊκού αποθηκεύουν την πληροφορία σε μορφή πλέγματος ψηφίδων. Στα διανυσματικά ΓΣΠ η καταγραφή και η επεξεργασία των χωρικών πληροφοριών γίνεται με τη χρήση της γεωμετρίας των διανυσμάτων που περιλαμβάνει σημεία, γραμμές και πολύγωνα, με τα οποία αντιπροσωπεύονται αντιστοίχως τα εξής γεωμετρικά στοιχεία του χώρου: τόποι, γραμμικά στοιχεία και επιφάνειες. Τα ΓΣΠ μωσαϊκού τύπου βασίζονται στην αρχή των στοιχειωδών επιφανειών (raster, cells, pixels). Οι στοιχειώδεις επιφάνειες είναι συνήθως τετράγωνα ή παραλληλόγραμμα και ενίοτε τριγωνικής ή εξαγωνικής μορφής. Δημιουργείται δηλαδή ένα πλέγμα πάνω από μία εικόνα (συνήθως ψηφιακά σαρωμένος χάρτης), το οποίο διαχωρίζει την εικόνα σε πολύ μικρά στοιχειώδη κομμάτια - ψηφίδες, παρόμοιες με αυτές που βλέπει κανείς όταν μεγεθύνει υπερβολικά μία ψηφιακή φωτογραφία.

Οι χάρτες μωσαϊκού (raster ή grid) υστερούν στη δημιουργία των χωρικών συσχετίσεων που επιτυγχάνουν οι διανυσματικοί (vector) χάρτες. Για το λόγο αυτό τα σύγχρονα ΓΣΠ χρησιμοποιούν διανυσματικούς χάρτες, ενώ συνοδεύονται και από ειδικές εφαρμογές μετατροπής των χαρτών από «raster» σε «vector» μορφή.

Οι Χρήσεις των ΓΣΠ

Ένα σύστημα ΓΣΠ έχει το πλεονέκτημα ότι διαχειρίζεται ξεχωριστά την αποθήκευση των δεδομένων από την οπτική αναπαράσταση των χαρτών. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τα ίδια δεδομένα να μπορούν να αποτυπωθούν με διαφορετικούς τρόπους. Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι μπορούμε να μεγεθύνουμε τον ψηφιακό χάρτη ή να εμφανίσουμε συγκεκριμένα μόνο επίπεδα (layers) της ψηφιακής πληροφορίας. Ένα τέτοιο παράδειγμα συναντάται στις γνωστές εφαρμογές χαρτών της Google maps(3) όπου ο χρήστης επιλέγει είτε μόνο τον πολιτικό χάρτη, είτε το γεωφυσικό χάρτη (φωτογραφία από δορυφόρο) είτε και τους δύο μαζί και πάνω σε αυτούς μπορεί να εμφανίσει οποιαδήποτε άλλη πληροφορία τον ενδιαφέρει και είναι διαθέσιμη: δρόμοι, πόλεις, σημεία τουριστικού ενδιαφέροντος κ.λπ. Επιπροσθέτως, στα πλεονεκτήματα των ΓΣΠ συγκαταλέγεται το γεγονός ότι μπορούμε να εκτελέσουμε ποικίλους υπολογισμούς με τα γεωγραφικά δεδομένα και οποιαδήποτε άλλη πληροφορία μπορεί να συνδυαστεί με αυτά, όπως για παράδειγμα είναι ο υπολογισμός των αποστάσεων μεταξύ τοποθεσιών ή και ο χρόνος μίας διαδρομής. Επίσης, μπορούμε να δημιουργήσουμε πίνακες που να περιλαμβάνουν τα διάφορα χαρακτηριστικά του ψηφιακού χάρτη ή να προσθέσουμε οποιαδήποτε επιπλέον πληροφορία πάνω στο χάρτη. Μία σημαντική δυνατότητα που προσφέρουν τα GIS είναι το ότι προσδιορίζουν τις διαθέσιμες πληροφορίες στο γεωγραφικό χώρο. Η δυνατότητα αυτή που ονομάζεται «γεωκωδικοποίηση» geocoding) και ένα ενδεικτικό παράδειγμα χρήσης της είναι ο αυτόματος μετασχηματισμός της διεύθυνσης ενός πελάτη σε συντεταγμένες ενός σημείου στον ψηφιακό χάρτη της αντίστοιχης πόλης.

Ο σημαντικότερος παράγοντας για την επιτυχημένη υλοποίηση και χρήση ενός ΓΣΠ είναι η ύπαρξη τωνκατάλληλων γεωγραφικών δεδομένων, τα οποία όταν συνδυαστούν με τα υπόλοιπα δεδομένα ενός οργανισμού, δύναται να υποστηρίξουν πολλές λειτουργίες ή και τη λήψη των αποφάσεων. Τέτοια γεωγραφικά δεδομένα μπορούν είτε να αγοραστούν είτε να δημιουργηθούν εξαρχής με τη χρήση ειδικών διατάξεων ψηφιοποίησης των χαρτών. Μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2000, μόνο η Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού (ΓΥΣ) προσέφερε αξιόπιστα και σχετικά πλήρη γεωγραφικά δεδομένα για τον Ελλαδικό χώρο, αν και αυτά υστερούσαν στο επίπεδο των αστικών περιοχών (εντός των πόλεων).

Το πεδίο εφαρμογής των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών είναι ευρύτατο καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν οπουδήποτε η παράμετρος της γεωγραφικής πληροφορίας υπεισέρχεται άμεσα ή έμμεσα, όπως είναι: οι ανάγκες χαρτογράφησης, τα ζητήματα χωροταξίας, περιπτώσεις αστικών και περιφερειακών μελετών, διαχείρισης φυσικών πόρων, η προστασία των δασών, οικολογικών ερευνών, διαχείρισης αποβλήτων, κτηματολογίου και πολεοδομικού σχεδιασμού, μελέτης κυκλοφοριακών συνθηκών, διαχείρισης επειγόντων περιστατικών, δημογραφικά ζητήματα.

Επιλογή του κατάλληλου ΓΣΠ

Η ύπαρξη δύο μοντέλων απεικόνισης των δεδομένων στα ΓΣΠ (του Raster και του Vector) και η αναποτελεσματική λειτουργία των προγραμμάτων μετατροπής, περιπλέκει τη διαδικασία της επιλογής. Έτσι, παρά την τεχνολογική πρόοδο, η απάντηση στο ερώτημα για την εγκατάσταση Vector ή Raster γεωγραφικού συστήματος πληροφοριών, εξαρτάται αποκλειστικά και μόνο , από το είδος της εργασίας που πρόκειται να επιτευχθεί. Ορισμένες εργασίες επιτυγχάνονται ευκολότερα με κάποιον από τους δύο τύπους. Παρακάτω, παρουσιάζονται μερικές εφαρμογές και το προτεινόμενο είδος Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών, προκειμένου να ληφθούν καλύτερα αποτελέσματα:

- O Vector τύπος, χρησιμοποιείται για την επεξεργασία δεδομένων που αφορούν στα μορφολογικά χαρακτηριστικά.

-Ο Vector τύπος χρησιμοποιείται για την ανάλυση και μελέτη δικτύων, όπως είναι το τηλεπικοινωνιακό και το συγκοινωνιακό.

-Σε περιπτώσεις που το πεδίο ενδιαφέροντος εστιάζεται σε σχέδια και γραμμές πολύ υψηλής ευκρίνειας, είναι προτιμότερη η επιλογή Vector τύπου δομής δεδομένων και αναπαραγωγής εικόνας.

-Η μέθοδος Raster βρίσκει ευρεία εφαρμογή στην κατασκευή γρήγορων και φθηνών χαρτών, συσχετισμό χαρτών, καθώς και σε περιπτώσεις χωρικής ανάλυσης.

-Ο αλγόριθμος Raster χρησιμοποιείται στην περίπτωση προσομοίωσης φαινομένων και δημιουργίας μοντέλων, και, ιδιαίτερα, όταν αυτά εμπεριέχουν επιφάνειες.

Ο συνδυασμός Raster και Vector είναι ικανός να δώσει εμφανίσεις και εκτυπώσεις με γραμμές μεγάλης ευκρίνειας, με αρκετά καλής ποιότητας διαγράμμιση και χρωματισμό εμβαδών. Στην περίπτωση αυτή, τα δεδομένα των γραμμών δίνονται σε Vector μορφή, ενώ η σκιαγράφηση σε Raster μορφή.

Πρέπει, επίσης, να λάβουμε υπόψη μας, ότι οι οθόνες έχουν τη δυνατότητα να λειτουργούν είτε σε Vector, είτε σε Raster επίπεδο, ανεξάρτητα από τη μορφή με την οποία είναι δοσμένα τα δεδομένα.


ΒΑΣΙΚΕΣ ΛΟΓΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΩΝ ΓΣΠ (ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ Δ.Βαϊόπουλος   -    Ν.Ευελπίδου   -   Α.Βασιλόπουλος)

 

Κατά τη λειτουργία ενός ΓΣΠ οι διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα με τη σειρά είναι οι εξής:

·                     Συλλογή δεδομένων,

Κωδικοποίηση και εισαγωγή δεδομένων,

Αποθήκευση και διαχείριση δεδομένων,

Ανάκτηση δεδομένων,

Επεξεργασία και ανάλυση δεδομένων,

Απεικόνιση δεδομένων.

Η συλλογή των δεδομένων που θα εισαχθούν στο σύστημα είναι δυνατόν να επιτευχθεί με διάφορους τρόπους, ανάλογα με τη φύση των δεδομένων και την απαιτούμενη αξιοπιστία. Οι μέθοδοι συλλογής δεδομένων, είναι πολυάριθμοι, και πολύ συχνά, ιδιαίτερα δαπανηροί. Η επιλογή του τρόπου συλλογής των δεδομένων, στηρίζεται στο είδος της μελέτης, στην ειδίκευση του προσωπικού που χειρίζεται το ΓΣΠ, στις οικονομικές δυνατότητες του φορέα που στηρίζει την έρευνα και στο βαθμό ενημέρωσης των δεδομένων από την πηγή συλλογής τους.

Η κωδικοποίηση και εισαγωγή των δεδομένων αρχίζει από τη στιγμή που τα στοιχεία θα συλλεχθούν και επιτυγχάνεται με τη χρησιμοποίηση συγκεκριμένων διεργασιών που εξαρτώνται από τη φύση των στοιχείων. Οι διαδικασίες αυτές μπορεί να περιλαμβάνουν τροποποιήσεις της μορφής των δεδομένων (είτε όταν έχουν διαφορετική δομή, είτε όταν είναι καταγραμμένα σε διαφορετικά είδη αποθήκευσης), εντοπισμό και διόρθωση λαθών, όπου χρειάζεται, καθώς και δημιουργία σημείων, γραμμών και πολυγώνων.

Ένας από τους πιο εύκολους και προσιτούς, στον κάθε αναλυτή, τρόπους είναι η απευθείας εισαγωγή των δεδομένων στο ΓΣΠ από τους κλασικούς χάρτες, δίνοντας έμφαση στο είδος των δεδομένων που θα εισαχθούν στον υπολογιστή. Η διαδικασία αυτή, αποτελεί την ψηφιοποίηση. Τα αποτελέσματα είναι ακριβή, αρκεί να γίνει σωστά ο προσανατολισμός του χάρτη στις γήϊνες συντεταγμένες (image reΓΣΠtration), που είναι η πρώτη εργασία που λαμβάνει χώρα πριν ξεκινήσει η ψηφιοποίηση των στοιχείων. Στην περίπτωση ψηφιοποιήσης με τον ψηφιοποιητή (Digitizer), χρησιμοποιείται το σταυρόνημα για την παρακολούθηση των στοιχείων του χάρτη (σημεία, γραμμές, όρια επιφανειών) και με το πάτημα κατάλληλων πλήκτρων, γίνεται η εισαγωγή των σημείων του χάρτη που σημαδεύει το σταυρόνημα. Μία δεύτερη μέθοδος, είναι η εισαγωγή των δεδομένων στο ΓΣΠ κατευθείαν από τη γεωλογική παρακολούθηση στο ύπαιθρο, είτε με τη μορφή σημειώσεων που θα περαστούν αργότερα στον υπολογιστή, είτε με τη χρήση φορητών υπολογιστών (LapTop). Η τρίτη μέθοδος, είναι η αυτοματοποιημένη μορφή της δεύτερης και βασίζεται στη συνεχή επικοινωνία του ΓΣΠ με τα όργανα παρατήρησης υπαίθρου. Τα όργανα αυτά τοποθετούνται σε μία θέση με αυστηρά καθορισμένες γεωγραφικές συντεταγμένες και δίνουν μία σειρά δεδομένων, παρακολουθώντας τη μεταβολή φαινομένων και στοιχείων (βροχόπτωση, θερμοκρασία, σεισμική δραστηριότητα, κ.λπ.), συναρτήσει του χρόνου. Έτσι, λαμβάνοντα δεδομένα μεγάλης ακρίβειας και συστηματικής συνέχειας, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για προβλέψεις καταστάσεων, ή για προειδοποίηση επερχόμενων κινδύνων.

Είναι σημαντικό η αποθήκευση των δεδομένων στα επίπεδα πληροφορίας να γίνεται σωστά, έτσι ώστε να μπορούν να υποστούν επεξεργασία απρόσκοπτα στο μέλλον. Για αυτό, συνήθως είναι προτιμότερη η αποθήκευση των δεδομένων κατά ομάδες όμοιων χαρακτηριστικών σε διαφορετικά επίπεδα πληροφορίας. Με τον τρόπο αυτό είναι αποδοτικότερα όσον αφορά στην περαιτέρω διαχείρισή τους, είτε αυτή αφορά στην ανάκτησή τους σε μορφή χαρτών, είτε στη χρησιμοποιησή τους ως στατιστικά δεδομένα.

Η αποθήκευση και διαχείριση των δεδομένων επιτυγχάνεται με τη χρησιμοποίηση ειδικών προγραμμάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (DBMS: Data Base Managment Systems), τα οποία μεταξύ άλλων προσφέρουν στους χρήστες αποτελεσματική αποθήκευση, ανάκτηση και ενημέρωση των δεδομένων τους, καθώς και αποφυγή πολλαπλών καταγραφών όμοιων στοιχείων.

Τα layers συνεργάζονται και με ισχυρές βάσεις δεδομένων (Data Base), για την παρουσίαση στο χρήστη πρόσθετων πληροφοριών για το κάθε στοιχείο τους. Ο χρήστης ορίζει ποιά πεδία από τη βάση δεδομένων πρέπει να εμφανίζονται, όταν ζητούνται πληροφορίες για τα στοιχεία ενός layer. Η βάση δεδομένων ακολουθεί, συνήθως, τη δομή και τα πρότυπα κάποιας από τις γνωστές βάσεις του εμπορίου, ενώ μπορεί να δεχθεί δεδομένα και από αρχεία βάσεων άλλης μορφής, με κατάλληλη μετατροπή. Η εμφάνιση πληροφοριών για ένα στοιχείο της οθόνης, γίνεται με την επιλογή του σημείου αυτού με το mouse. Εάν επιλεγούν περισσότερα του ενός σημεία, το ΓΣΠ μπορεί να επεξεργαστεί τα αντίστοιχα στοιχεία της βάσης δεδομένων και να εξάγει δευτερογενή πεδία πληροφοριών από το συνδυασμό ή τη στατιστική επεξεργασία αυτών. Ένα ΓΣΠ μπορεί να διαχειρίζεται περισσότερες της μίας βάσεις δεδομένων, αλλά η δυσκολία και ο χρόνος επεξεργασίας και συσχετισμού αυτών αυξάνει αναλογικά με το πλήθος τους. Τέλος, μία τρίτη μορφή δεδομένων που μπορούν τα ΓΣΠ να διαχειρίζονται είναι απ' ευθείας ψηφιακές εικόνες, στη γνωστή Raster μορφή. Με τον τρόπο αυτόν, δεν είναι δυνατός ο διαχωρισμός ή η αναζήτηση στοιχείων, αλλά αφ΄ενός γίνονται οι χάρτες πιο ευπαρουσίαστοι και επιτρέπουν τη συγκριτική παρακολούθηση, αφ' ετέρου είναι δυνατή η ψηφιοποίηση στοιχείων που λείπουν κατά τη διάρκεια της μελέτης, χωρίς να είναι απαραίτητη η εκ των προτέρων ψηφιοποίηση όλων των στοιχείων των Raster εικόνων.

Κατά την ανάκτηση των δεδομένων θα πρέπει να μπορεί ο χρήστης να διαβάσει τα δεδομένα και τα χαρακτηριστικά τους είτε ξεχωριστά, είτε κατά ομάδες, είτε με συνδυασμούς αυτών.

Η επεξεργασία και ανάλυση των δεδομένων περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα εργασιών, μερικές από τις οποίες είναι οι αναταξινομήσεις και ομαδοποιήσεις ποιοτικών στοιχείων, γεωμετρικές επεξεργασίες, π.χ. μετατροπές κλίμακας, στερεογραφικής προβολής και μετρήσεις αποστάσεων.

Τέλος, η απεικόνιση των δεδομένων επιτυγχάνεται με ένα ευρύ φάσμα τρόπων, ο απλούστερος των οποίων είναι μέσω της οθόνης. Άλλα μέσα που χρησιμοποιούνται για την παρουσίαση των δεδομένων είναι οι εκτυπωτές, οι plotters, οι βιντεοπροβολείς, κ.λπ.

 

Κατάλογος λογισμικού για ΓΣΠ

Ανοικτού Κώδικα λογισμικό

Η ανάπτυξη του λογισμικού ανοικτού κώδικα ΓΣΠ έχει - από την άποψη της ιστορίας του λογισμικού - μια μακρά παράδοση με την εμφάνιση του πρώτου συστήματος το 1978. Πολλά συστήματα είναι σήμερα διαθέσιμα τα οποία καλύπτουν όλους τους τομείς των γεωχωρικών δεδομένων χειρισμό.

-          Επιτραπέζια ΓΣΠ (Desktop GIS)

Gvsig            grass
GVSIG 1.0  

GRASS GIS 6.4                                                                                                                                                                  

capaware                         saga

Capaware rc1 0.1                                                                                                                                   

SAGA-GIS v. 2.0.3        

                                                            idrisi

IDRISI Taiga 16.05                        

 GRASS GISΑρχικά δημιουργήθηκε από το U.S. Army Corps of Engineers, ανοικτού κώδικα: ένα πλήρες ΓΣΠ

  • SAGA GIS – Σύστημα για αυτοματοποιημένη Γεωεπιστημονική ανάλυση – ένα υβριδικό ΓΣΠ. H SAGA έχει μία μοναδική Διεπαφή προγραμματισμού εφαρμογών (Application Programming Interface) (API) και ένα γρήγορα εξελισσόμενο σετ γεωτεχνικών μεθόδων που ομαδοποιούνται σε ανταλλάξιμες βιβλιοθήκες
  • Quantum GIS – Το QGIS είναι ένα ανοικτού κώδικα ΓΣΠ που λειτουργεί σε Linux, Unix, Mac OS X, και Windows.
  • MapWindow GIS – Ελεύθερο, ανοικτού κώδικα ΓΣΠ.
  • ILWIS – Το ILWIS (Integrated Land and Water Information System) συνδυάζει εικόνες, διανύσματα και θεματικά δεδομένα.
  • uDig – Μία εφαρμογή ανοικτού κώδικα για επιτραπέζια ΓΣΠ.
  • gvSIG – Ανοικτού κώδικα ΓΣΠ γραμμένο σε Java.

 Άλλα λογισμικά:

  • Whitebox GATΑνοικτού κώδικα ΓΣΠ
  • Kalypso (software) – Το Kalypso είναι ένα ανοικτού κώδικα ΓΣΠ (Java, GML3) και εστιάζεται κυρίως σε προσομοιώσεις για τη διαχείριση των νερών.
  • TerraView – Ένα ΓΣΠ που διατηρεί τα διανυσματικά και ψηφιδωτά δεδομένα αποθηκευμένα σε μία γεω-συσχετική βάση δεδομένων.
  • Capaware – Ομοίως είναι ανοικτού κώδικα ΓΣΠ, με ένα πολύ γρήγορο C++ 3D ΓΣΠ πλαίσιο εργασίας με πολλαπλά πρόσθετα για τη γεωγραφική γραφική ανάλυση και οπτικοποίηση.
  • FalconView – Το FalconView είναι ένα χαρτογραφικό σύστημα που δημιουργήθηκε από το Ινστιτούτο Georgia Tech Research Institute και βασίζεται σε λειτουργικό σύστημα των Windows. Υπάρχει και η ελεύθερη ανοικτού κώδικα έκδοση.

 Άλλα εργαλεία για ΓΣΠ

WebMap Server

  • Mapnik - C++/Python βιβλιοθήκες που χρησιμοποιούνται από OpenStreetMap
  • GeoServer
  • MapGuide Open Source – Χαρτογραφικός διαχειριστής βασιζόμενος στο διαδίκτυο.
  • MapServer – Χαρτογραφικός διαχειριστής βασιζόμενος στο διαδίκτυο που δημιουργήθηκε από το University of Minnesota.

Χωρικά συστήματα Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων

  • PostGIS – Χωρική επέκταση για την ανοικτού κώδικα PostgreSQL βάση δεδομένων, που επιτρέπει τις γεοχωρικές ερωτήσεις.
  • TerraLib ένα Σύστημα Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων που επιτρέπει προηγμένες λειτουργίες για ανάλυση με ΓΣΠ.
  • SpatiaLite – Χωρική επέκταση για την ανοικτού κώδικα SQLite βάση δεδομένων, που επιτρέπει τις γεωχωρικές ερωτήσεις.

Πλαίσια Ανάπτυξης Λογισμικού και βιβλιοθήκες (όχι για web, non-web)

Πλαίσια Ανάπτυξης Λογισμικού και βιβλιοθήκες (για διαδικτυακές εφαρμογές)

  • OpenLayers – ανοικτού κώδικα βιβλιοθήκες AJAX για την πρόσβαση σε γεωγραφικά επίπεδα δεδομένων όλων των ειδών, που αρχικά αναπτύχθηκε και υποστηρίζεται από MetaCarta.
  • MapFish
  • GeoBase (Telogis GIS software) - Geospatial λογισμικό χαρτογράφησης διαθέσιμο ως ένα βοήθημα ανάπτυξης λογισμικού, που εκτελεί διάφορες λειτουργίες, όπως αναζήτηση διευθύνσεων, τη χαρτογράφηση, τη δρομολόγηση, αντίστροφη γεωκωδικοποίησης, και την πλοήγηση..
  • Geomajas, ανοικτού κώδικα για εφαρμογές διαδικτυακές και εφαρμογές cloud GIS

 

 Αξιοσημείωτες εμπορικές εταιρείες με λογισμικό επιτραπέζιου ΓΣΠ

 Σημείωση: Σχεδόν όλες οι εταιρείες προσφέρουν τα παρακάτω επιτραπέζια ΓΣΠ και προϊόντα διακομιστή Web. Ορισμένες προσφέρουν προϊόντα χωρικών

 

 Εταιρείες μικρότερες αλλά με αξιοσημείωτο έργο

  • Aquaveo – κατασκευαστές των GMS, WMS, SMS, που είναι αρθρωτά υδρολογικά προγράμματα με 3D χαρτογραφικές δυνατότητες.
  • Cadcorp – στα προϊόντα περιλαμβάνονται Cadcorp SIS, GeognoSIS, mSIS
  • Caliper – στα προϊόντα περιλαμβάνονται Maptitude, TransModeler και TransCAD
  • Dragon/ips – Λογισμικό τηλεπισκόπησης με μερικές δυνατότητες ΓΣΠ.
  • ENVI – Χρησιμοποιείται για ανάλυση εικόνων, αναζήτηση και υπερφασματική ανάλυση.
  • Field-Map 
  • IDRISI – Λογισμικό για ΓΣΠ και Τλεπισκόπησης που δημιουργήθηκε από τα Clark Labs του Πανεπιστημίου Clark (Clark University).
  • Manifold System – Λογισμικό πακέτο για ΓΣΠ.
  • Netcad – Επιτραπέζιο αλλά και διαδικτυακό ΓΣΠ που αναπτύχθηκε από Ulusal CAD ve GIS Çözümleri A.Ş.

 


ΤΑ Γ.Σ.Π. ΚΑΙ Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥΣ ΣΤΙΣ ΓΕΩΠΙΣΤΗΜΕΣ

Τα Γ.Σ.Π. βρίσκουν στο χώρο των Γεωεπιστημών, την καλύτερη δυνατή αξιοποίηση των δυνατοτήτων τους. Τα ψηφιοποιημένα δεδομένα είναι στοιχεία που έχουν μετατραπεί σε μορφή ικανή να την επεξεργαστεί και να την αναλύσει ο ηλεκτρονικός υπολογιστής. Τα δεδομένα, που είναι δυνατόν να διαχειριστούν είναι δύο ειδών. Τα στατικά δεδομένα, τα οποία είναι σταθερά στο χρόνο και τα δυναμικά που περιγράφουν καταστάσεις και φαινόμενα μεταβαλλόμενα συναρτήσει του χρόνου.

Σε όλα τα προηγμένα κράτη η χρησιμοποίηση των Γ.Σ.Π. έχει γίνει καθημερινή πρακτική για την αξιολόγηση και αξιοποίηση των φυσικών πόρων. (Εstes 1986, Goodchild 1987), τόσο σε εθνικό επίπεδο όσο και σε επίπεδο Ευρωπαϊκής Κοινότητας (France & Briggs 1980, Tomlinson R.F. 1984, Musto 1992) αλλά και παγκόσμιο (ISRIC 1990). H εφαρμογή της τεχνολογίας των Γ.Σ.Π. έχει επιδράσει στον τρόπο διαχείρισης των φυσικών πόρων καθόσον παρέχει τα απαραίτητα εργαλεία για τη γρήγορη και οικονομική αποθήκευση, επεξεργασία και ενημέρωση των δεδομένων.

Μέχρι πρόσφατα, τα περισσότερα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών ήταν ρυθμισμένα για τοπικές εφαρμογές, ή για εργασίες σε μία περιοχή περιορισμένου σχεδίου. Υπάρχουν τώρα ισχυρές ενδείξεις ότι πολλοί χρήστες, ιδιαίτερα σημαντικοί κρατικοί οργανισμοί, επιθυμούν να δημιουργήσουν κατανοητά συστήματα που μπορούν να διαδοθούν εύκολα σε όλη την χώρα. Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που υπάρχουν στη διαδικασία της γεωγραφικής πληροφόρησης και της αυτοματοποιημένης σχεδίασης (CAD) είναι αυτό του όγκου των πληροφοριών που παράγονται από τις σχετικές υπηρεσίες. Αυτό είναι μερικώς αποτέλεσμα της πολυπλοκότητας της γήϊνης επιφάνειας, αλλά και γενικότερα των γεωγραφικών "οντοτήτων", όπως είναι τα περιβαλλοντικά φαινόμενα που σπάνια μπορούν να προσδιοριστούν καλά. Συνέπεια αυτού, είναι ότι διάφοροι επιστήμονες τείνουν να περιγράψουν την ίδια περιοχή με διαφορετικούς τρόπους, ακόμα και αν αυτοί προέρχονται από τον ίδιο κλάδο. Μεγάλα προβλήματα προκύπτουν επειδή, τα ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα δεν είναι συστηματικά καταχωρισμένα με αποτέλεσμα την έλλειψη πληροφοριών για ορισμένες περιοχές, ενώ σε άλλες περιοχές υπάρχουν πολλαπλοί ψηφιακοί χάρτες. Το πρόβλημα αυτό εντείνεται από το γεγονός της απουσίας ενός κεντρικού οργανισμού συντονισμού και ελέγχου της ψηφιακής καταχώρισης δεδομένων. Ένα γιγαντιαίο βήμα, που αναμένεται να δώσει λύση στο παραπάνω πρόβλημα, είναι αυτό της καταχώρισης ψηφιακών χαρτογραφικών δεδομένων και εικόνων σε υπέρ-υπολογιστές που βρίσκονται συνδεδεμένοι στο διεθνές διαδίκτυο. Αναμένεται ότι θα οριστούν συγκεκριμένες δικτυακές διευθύνσεις στις οποίες θα γίνεται αποθήκευση και αναζήτηση τέτοιων δεδομένων, υπό την οργάνωση και επίβλεψη ειδικών επιστημόνων.

Δεν αμφισβητείται, σήμερα, ότι οι πολλαπλές εφαρμογές των Γ.Σ.Π. τα ανέδειξαν σε σημαντικά εργαλεία για όλες τις επιστήμες και ιδιαίτερα για τις Γεωεπιστήμες. Οι πολλές δυνατότητες, που παρέχουν, υπαγορεύουν όχι μόνο τη γενίκευση της χρήσης και διάδοσής τους, αλλά ωθούν και στην προσπάθεια για βαθύτερη μύηση, πράγμα που αναμφίβολα θα είναι μια ασφαλής επένδυση, για οφέλη στο παρόν και στο μέλλον, τόσο στην επιστημονική και επαγγελματική καταξίωση του εξειδικευμένου επιστήμονα, όσο και στην πρόοδο της επιστήμης γενικότερα.

Στη δεκαετία του ‘60 οι απογραφές των φυσικών πόρων και η μοντελοποίηση των φυσικών διεργασιών άρχισαν να αποκτούν ιδιαίτερη σημασία. Οι υπολογιστές βελτίωσαν τις αναλυτικές διαδικασίες, ενώ η αυξημένη ευαισθησία των πολιτών για την προστασία του φυσικού περιβάλλοντος δημιούργησε τη βάση για την ανάπτυξη του πρώτου Γ.Σ.Π.. Πράγματι στον Καναδά σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε το Καναδέζικο Γ.Σ.Π. με το οποίο ψηφιοποιήθηκαν χαρτογραφικά και περιγραφικά δεδομένα γης ολόκληρης της χώρας. Το σύστημα αυτό είναι ακόμα εν ενεργεία (Tomlinson 1984). Κάτι ανάλογο, αλλά για τον έλεγχο της ποιότητας των νερών, αναπτύχθηκε αρχικά και στις Η.Π.Α. Παράλληλα όμως η Δασική Υπηρεσία της ίδιας χώρας ανέπτυσσε το δικό της σύστημα διαχείρισης γης και φυσικών πόρων (Αmidon 1964). Το σύστημα αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως το πρώτο πλήρες Γ.Σ.Π. στο χώρο των φυσικών πόρων. Σημειώνεται ότι παράλληλα βελτιώνονταν οι αναλυτικές διαδικασίες και η παραγωγή νέων πληροφοριών με την ανάπτυξη των σχετικών μοντέλων.

Οι μελλοντικές τάσεις σχετίζονται με την ανάπτυξη των εφαρμοσμένων προσεγγίσεων (μοντελοποίηση) διαχείρισης των πολύπλοκων φυσικών οικοσυστημάτων. Το 1992 οι ομοσπονδιακές, περιφερειακές και τοπικές κυβερνήσεις του Καναδά δημιούργησαν ένα νέο σύστημα για τις προστατευόμενες περιοχές καθόσον υπέγραψαν ένα πρωτόκολλο δικτύου για τις προστατευόμενες περιοχές του Καναδά. (WWF-Canada 2003). Κατά την διάρκεια της εφαρμογής αυτής δημιουργήθηκε μία αυτόματη ρουτίνα Γ.Σ.Π. η οποία προσέφερε ένα εργαλείο απόφασης-ελέγχου για τους διαχειριστές των πηγών και για τους σχεδιαστές διατήρησης του οικολογικού περιβάλλοντος (Lacobelli A. and all 2003)  Η μείωση των τιμών των υπολογιστών και των λογισμικών Γ.Σ.Π., η ανάπτυξη των αναλυτικών διαδικασιών κ.λπ. θα προσφέρουν πολλά σε τοπικό και παγκόσμιο επίπεδο. Πρέπει όμως η τεχνολογία αυτή να προσαρμόζεται στις ανάγκες μας και όχι οι ανάγκες μας σε αυτήν.

Η εξελικτική πορεία της χρήσης των Γ.Σ.Π. από τις αρχές της δεκαετίας του 60 μέχρι και σήμερα, δείχνει και τον τρόπο αντιμετωπίσεως των περιβαλλοντικών προβλημάτων από τις διάφορες κρατικές υπηρεσίες και ιδιωτικές επιχειρήσεις. Έτσι, στην αρχή, εκτός της διαφορετικής δομής των συστημάτων (δομή κανάβου) οι χρησιμοποιούμενες πληροφορίες και δεδομένα βασίζονταν σε υπάρχοντες χάρτες, αεροφωτογραφίες, πίνακες, κ.λπ., χωρίς να δύνανται να δώσουν μία πρόβλεψη για μελλοντικές καταστάσεις και αλλαγές (Hegyi 1988, Davis 1991). Η ευαισθησιοποίηση όμως του κοινού σε περιβαλλοντικά θέματα, και η δημιουργία ανάλογων οργανώσεων, έθεσαν μία νέα φιλοσοφία στην χρησιμοποίηση των δεδομένων και αντιμετώπιση των προβλημάτων (Clark 1986, Goodchild 1987, Tomlinson 1987). Αξιοσημείωτο είναι η αξιοποίηση της αποκτημένης πείρας κατά τα πρώτα στάδια χρησιμοποιήσεως των Γ.Σ.Π. πράγμα που σε πολλές χώρες που θέλουν σήμερα να υιοθετήσουν αυτήν την τεχνολογία να υπάρχει ένα μεγάλο κενό. Παράδειγμα αποτελεί η παρακολούθηση της αλλαγής της θερμοκρασίας σε Παγκόσμιο επίπεδο

 

Παρακολούθηση της αύξησης της Ευρωπαϊκής Θερμοκρασίας με τη χρήση κοινής βάσης δεδομένων σε ΓΣΠ. (http://www.climatehotmap.org/ europss.html).

 

Στην Ελλάδα η χρήση των Γ.Σ.Π. στο χειρισμό δεδομένων και πληροφοριών από φυσικούς πόρους είναι σχετικά νέα ιδέα και ελάχιστα έχει χρησιμοποιηθεί. Οι περιβαλλοντικές πληροφορίες που συγκεντρώνονται στην χώρα μας είναι διασκορπισμένες σε διάφορες υπηρεσίες, είναι συνήθως ελλιπείς και καταγράφονται κατά το πλείστον υπό μορφή αναλογικών χαρτών ή/ και καταλόγων (πινάκων) και σπάνια υπό μορφή βάσεων δεδομένων. Μεμονωμένες ενέργειες αξιοποίησης της τεχνολογίας των Γ.Σ.Π. γίνονται, αλλά ποτέ βάση θεσμοθετημένου νόμου ή εντολής. Έτσι, η αδυναμία του χωρικού προγραμματισμού που είναι ένας σημαντικός ανασταλτικός παράγοντας, πράγμα το οποίο έχει σχέση με τη έλλειψη χαρτογραφικών υποβάθρων, την αδυναμία των υπηρεσιών να παρουσιάζουν τα στοιχεία των απογραφών με σαφήνεια και έγκαιρα καθώς και την ανυπαρξία ύπαρξης ενός δικτύου συνεργασίας μεταξύ των δημοσίων υπηρεσιών και οργανισμών (Τσουλουβής 1992), δεν έχει επιτρέψει την αξιοποίηση της τεχνολογίας των Γ.Σ.Π. σε περιβαλλοντικά θέματα.

 

ΒΑΣΙΚΕΣ ΛΟΓΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΩΝ ΓΣΠ (ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ Δ.Βαϊόπουλος   -    Ν.Ευελπίδου   -   Α.Βασιλόπουλος)

Κατά τη λειτουργία ενός ΓΣΠ οι διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα με τη σειρά είναι οι εξής:

·                     Συλλογή δεδομένων,

·                     Κωδικοποίηση και εισαγωγή δεδομένων,

·                     Αποθήκευση και διαχείριση δεδομένων,

·                     Ανάκτηση δεδομένων,

·                     Επεξεργασία και ανάλυση δεδομένων,

·                     Απεικόνιση δεδομένων.

Η συλλογή των δεδομένων που θα εισαχθούν στο σύστημα είναι δυνατόν να επιτευχθεί με διάφορους τρόπους, ανάλογα με τη φύση των δεδομένων και την απαιτούμενη αξιοπιστία. Οι μέθοδοι συλλογής δεδομένων, είναι πολυάριθμοι, και πολύ συχνά, ιδιαίτερα δαπανηροί. Η επιλογή του τρόπου συλλογής των δεδομένων, στηρίζεται στο είδος της μελέτης, στην ειδίκευση του προσωπικού που χειρίζεται το ΓΣΠ, στις οικονομικές δυνατότητες του φορέα που στηρίζει την έρευνα και στο βαθμό ενημέρωσης των δεδομένων από την πηγή συλλογής τους.

Η κωδικοποίηση και εισαγωγή των δεδομένων αρχίζει από τη στιγμή που τα στοιχεία θα συλλεχθούν και επιτυγχάνεται με τη χρησιμοποίηση συγκεκριμένων διεργασιών που εξαρτώνται από τη φύση των στοιχείων. Οι διαδικασίες αυτές μπορεί να περιλαμβάνουν τροποποιήσεις της μορφής των δεδομένων (είτε όταν έχουν διαφορετική δομή, είτε όταν είναι καταγραμμένα σε διαφορετικά είδη αποθήκευσης), εντοπισμό και διόρθωση λαθών, όπου χρειάζεται, καθώς και δημιουργία σημείων, γραμμών και πολυγώνων.

Ένας από τους πιο εύκολους και προσιτούς, στον κάθε αναλυτή, τρόπους είναι η απευθείας εισαγωγή των δεδομένων στο ΓΣΠ από τους κλασικούς χάρτες, δίνοντας έμφαση στο είδος των δεδομένων που θα εισαχθούν στον υπολογιστή. Η διαδικασία αυτή, αποτελεί την ψηφιοποίηση. Τα αποτελέσματα είναι ακριβή, αρκεί να γίνει σωστά ο προσανατολισμός του χάρτη στις γήϊνες συντεταγμένες (image reΓΣΠtration), που είναι η πρώτη εργασία που λαμβάνει χώρα πριν ξεκινήσει η ψηφιοποίηση των στοιχείων. Στην περίπτωση ψηφιοποιήσης με τον ψηφιοποιητή (Digitizer), χρησιμοποιείται το σταυρόνημα για την παρακολούθηση των στοιχείων του χάρτη (σημεία, γραμμές, όρια επιφανειών) και με το πάτημα κατάλληλων πλήκτρων, γίνεται η εισαγωγή των σημείων του χάρτη που σημαδεύει το σταυρόνημα. Μία δεύτερη μέθοδος, είναι η εισαγωγή των δεδομένων στο ΓΣΠ κατευθείαν από τη γεωλογική παρακολούθηση στο ύπαιθρο, είτε με τη μορφή σημειώσεων που θα περαστούν αργότερα στον υπολογιστή, είτε με τη χρήση φορητών υπολογιστών (LapTop). Η τρίτη μέθοδος, είναι η αυτοματοποιημένη μορφή της δεύτερης και βασίζεται στη συνεχή επικοινωνία του ΓΣΠ με τα όργανα παρατήρησης υπαίθρου. Τα όργανα αυτά τοποθετούνται σε μία θέση με αυστηρά καθορισμένες γεωγραφικές συντεταγμένες και δίνουν μία σειρά δεδομένων, παρακολουθώντας τη μεταβολή φαινομένων και στοιχείων (βροχόπτωση, θερμοκρασία, σεισμική δραστηριότητα, κ.λπ.), συναρτήσει του χρόνου. Έτσι, λαμβάνοντα δεδομένα μεγάλης ακρίβειας και συστηματικής συνέχειας, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για προβλέψεις καταστάσεων, ή για προειδοποίηση επερχόμενων κινδύνων.

Είναι σημαντικό η αποθήκευση των δεδομένων στα επίπεδα πληροφορίας να γίνεται σωστά, έτσι ώστε να μπορούν να υποστούν επεξεργασία απρόσκοπτα στο μέλλον. Για αυτό, συνήθως είναι προτιμότερη η αποθήκευση των δεδομένων κατά ομάδες όμοιων χαρακτηριστικών σε διαφορετικά επίπεδα πληροφορίας. Με τον τρόπο αυτό είναι αποδοτικότερα όσον αφορά στην περαιτέρω διαχείρισή τους, είτε αυτή αφορά στην ανάκτησή τους σε μορφή χαρτών, είτε στη χρησιμοποιησή τους ως στατιστικά δεδομένα.

Η αποθήκευση και διαχείριση των δεδομένων επιτυγχάνεται με τη χρησιμοποίηση ειδικών προγραμμάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (DBMS: Data Base Managment Systems), τα οποία μεταξύ άλλων προσφέρουν στους χρήστες αποτελεσματική αποθήκευση, ανάκτηση και ενημέρωση των δεδομένων τους, καθώς και αποφυγή πολλαπλών καταγραφών όμοιων στοιχείων.

Τα layers συνεργάζονται και με ισχυρές βάσεις δεδομένων (Data Base), για την παρουσίαση στο χρήστη πρόσθετων πληροφοριών για το κάθε στοιχείο τους. Ο χρήστης ορίζει ποιά πεδία από τη βάση δεδομένων πρέπει να εμφανίζονται, όταν ζητούνται πληροφορίες για τα στοιχεία ενός layer. Η βάση δεδομένων ακολουθεί, συνήθως, τη δομή και τα πρότυπα κάποιας από τις γνωστές βάσεις του εμπορίου, ενώ μπορεί να δεχθεί δεδομένα και από αρχεία βάσεων άλλης μορφής, με κατάλληλη μετατροπή. Η εμφάνιση πληροφοριών για ένα στοιχείο της οθόνης, γίνεται με την επιλογή του σημείου αυτού με το mouse. Εάν επιλεγούν περισσότερα του ενός σημεία, το ΓΣΠ μπορεί να επεξεργαστεί τα αντίστοιχα στοιχεία της βάσης δεδομένων και να εξάγει δευτερογενή πεδία πληροφοριών από το συνδυασμό ή τη στατιστική επεξεργασία αυτών. Ένα ΓΣΠ μπορεί να διαχειρίζεται περισσότερες της μίας βάσεις δεδομένων, αλλά η δυσκολία και ο χρόνος επεξεργασίας και συσχετισμού αυτών αυξάνει αναλογικά με το πλήθος τους. Τέλος, μία τρίτη μορφή δεδομένων που μπορούν τα ΓΣΠ να διαχειρίζονται είναι απ' ευθείας ψηφιακές εικόνες, στη γνωστή Raster μορφή. Με τον τρόπο αυτόν, δεν είναι δυνατός ο διαχωρισμός ή η αναζήτηση στοιχείων, αλλά αφ΄ενός γίνονται οι χάρτες πιο ευπαρουσίαστοι και επιτρέπουν τη συγκριτική παρακολούθηση, αφ' ετέρου είναι δυνατή η ψηφιοποίηση στοιχείων που λείπουν κατά τη διάρκεια της μελέτης, χωρίς να είναι απαραίτητη η εκ των προτέρων ψηφιοποίηση όλων των στοιχείων των Raster εικόνων.

Κατά την ανάκτηση των δεδομένων θα πρέπει να μπορεί ο χρήστης να διαβάσει τα δεδομένα και τα χαρακτηριστικά τους είτε ξεχωριστά, είτε κατά ομάδες, είτε με συνδυασμούς αυτών.

Η επεξεργασία και ανάλυση των δεδομένων περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα εργασιών, μερικές από τις οποίες είναι οι αναταξινομήσεις και ομαδοποιήσεις ποιοτικών στοιχείων, γεωμετρικές επεξεργασίες, π.χ. μετατροπές κλίμακας, στερεογραφικής προβολής και μετρήσεις αποστάσεων.

Τέλος, η απεικόνιση των δεδομένων επιτυγχάνεται με ένα ευρύ φάσμα τρόπων, ο απλούστερος των οποίων είναι μέσω της οθόνης. Άλλα μέσα που χρησιμοποιούνται για την παρουσίαση των δεδομένων είναι οι εκτυπωτές, οι plotters, οι βιντεοπροβολείς, κ.λπ.

Ημερολόγιο

«  Οκτώβριος 2018  »
ΔΤΤΠΠΣΚ
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031

Απόψεις του Διαχειριστή

Χρήσιμες συμβουλές

Ροές Ειδήσεων RSS Feeds

Τηλεσυνομιλίες

Μετρητής επισκεπτών

conter12

Επαφές

Αυτήν τη στιγμή επισκέπτονται τον ιστότοπό μας 30 επισκέπτες και κανένα μέλος

Καινοτόμες εφαρμογές

Παγκόσμιος μετεωρολογικός χάρτης