Αναλυτικές Μέθοδοι Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Σκοπός του κατ’ επιλογήν μαθήματος είναι η εμβάθυνση στην κατανόηση της πολυπλοκότητας και της μεταβλητότητας των προβλημάτων που σχετίζονται με το γεωγραφικό χώρο υπό την οπτική της επιστήμης των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών και στη συνέχεια η ανάπτυξη εφαρμογών για την εξάσκηση των σπουδαστών επί των αναλυτικών μεθόδων που εντέλλονται στην αντιμετώπιση τους σε θεωρητικό και πρακτικό επίπεδο.

Η ύλη του μαθήματος αφορά στην κατανόηση και τη χρήση των μοντέλων γεωγραφικών δεδομένων και πιο εξειδικευμένα στην χωρική ανάλυση μέσω των συνεχών (ψηφιδωτών) μοντέλων δεδομένων (spatial analysis) αλλά και τις μεθόδους μοντέλων επιφανειών και της τρισδιάστατης ανάλυσης της γεωγραφικής πληροφορίας (3D Analysis). Συμπεριλαμβάνεται ανάλυση γεωμετρικών δικτύων (Network Analysis) και η εφαρμογή μοντέλων χωροθετήσεων και πρόσβασης. Για την πρακτική εξάσκηση των σπουδαστών εκπονείται μία σειρά εφαρμογών και μελέτης – περίπτωσης, σχετικών με το σχεδιασμό και την εφαρμογή λύσεων επί χωρικών προβλημάτων σε τοπικό και περιφερειακό επίπεδο.

Ταυτόχρονα, η εξειδικευμένη γνώση και οι δεξιότητες που αποκτούν οι παρακολουθούντες το αντικείμενο φοιτητές δεν οδηγούν σε μία στείρα και αυστηρά θεωρητική κατάρτιση, αλλά μέσω μίας εγνωσμένης και βατής για το μέσο όρο των φοιτούντων στο 7ο επίπεδο σπουδών πολυπλοκότητας των θεμάτων που θίγονται, έρχονται αντιμέτωποι με ζητήματα που θα κληθούν να αντιμετωπίσουν στην αγορά εργασίας. Επιπροσθέτως δε, λαμβάνουν όλα εκείνα τα γνωστικά εφόδια και τις δεξιότητες, που σε συνδυασμό με τα ειδικότερα γνωστικά αντικείμενα της Επιστήμης Γεωγραφικών Πληροφοριών που περιέχονται στο πρόγραμμα σπουδών τους, αποκτούν τη δυνατότητα να διεκδικήσουν τη θέση τους και στον επόμενο κύκλο (8ο) σπουδών.

Στόχος του μαθήματος είναι η εμπέδωση του θεωρητικού πλαισίου και η ενίσχυση της ικανότητας των σπουδαστών αφ’ ενός, ως προς τον προσδιορισμό, την ανάλυση και την εφαρμογή τεχνικών επίλυσης χωρικών προβλημάτων σε πολεοδομική, χωροταξική και περιφερειακή κλίμακα και αφ’ ετέρου ως προς την ανάλυση την ερμηνεία και την παρουσίαση των αποτελεσμάτων των ανωτέρω διαδικασιών.

 

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

• γνωρίζει και κατανοεί το θεωρητικό υπόβαθρο, τις έννοιες και τις λειτουργίες των αναλυτικών μεθόδων χωρικής ανάλυσης μέσω των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών
• εφαρμόζει τεχνικές ανάλυσης και διαχείρισης των συνεχών μοντέλων δεδομένων (raster data models) μετασχηματίζει, ταξινομεί και δημιουργεί παράγωγα σύνολα δεδομένων
• σχεδιάζει μοντέλα ανάλυσης επιφανειών και παράγωγων τρισδιάστατων δεδομένων και εφαρμόζει μεθόδους χωρικής παρεμβολής σε αυτά
• προσδιορίζει, αναλύει και απεικονίζει χωρικές σχέσεις, μοντέλα χωρικών κατανομών, προσδιορίζει, ερμηνεύει και απεικονίζει χωρικά πρότυπα
• ερμηνεύει αποτελέσματα γεωγραφικής / χωρικής στατιστικής και δημιουργεί χάρτες ανάλυσης
• σχεδιάζει και αναπτύσσει σενάρια χωροθετήσεων και πρόσβασης μέσω γεωμετρικών δικτύων
• αντιμετωπίζει κριτικά τις μεθόδους και τα εργαλεία ανάλυσης, αναπτύσσει ολοκληρωμένες εφαρμογές και σχεδιάζει λύσεις για χωρικά και περιβαλλοντικά προβλήματα σε κάθε γεωγραφική κλίμακα αναφοράς, συνθέτει τεχνικές περιγραφές με τα αποτελέσματα της ανάλυσης
• σχεδιάζει και αντιμετωπίζει ζητήματα προγραμματισμού σε περιβάλλον Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών και επί των αναλυτικών διαδικασιών που διδάχθηκε
• συνεργάζεται με συμφοιτητές του/της για την εκπόνηση και παρουσίαση μελέτης – περίπτωσης

 

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Αυτόνομη εργασία
• Ομαδική εργασία
• Λήψη αποφάσεων

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

• Εισαγωγή. Μοντέλα γεωγραφικών δεδομένων, ανασκόπηση. Αναλυτικές μέθοδοι ΣΓΠ και χωρικά προβλήματα. Εννοιολογικό πλαίσιο. Ορολογία. Πεδία εφαρμογής.
• Συνεχή (ψηφιδωτά – raster) μοντέλα δεδομένων. Πλεγματικοί μορφότυποι και σύνολα γεωγραφικών δεδομένων (grid datasets). Δομή και αρχές λειτουργίας στη χωρική ανάλυση. Συγκριτικά πλεονεκτήματα και προβλήματα. Διακριτά και συνεχή πεδία. Ολοκλήρωση – ενσωμάτωση διανυσματικών και ψηφιδωτών δεδομένων, μετατροπές. Αναπαράσταση, γεωγραφική αναφορά, πλαίσιο συντεταγμένων, ακρίβεια και διακριτική ανάλυση ψηφιδωτών δεδομένων. Μετασχηματισμοί. Τιμές ψηφίδας, ζώνες και περιοχές τιμών. Πίνακες ιδιοτήτων κωδικοποίηση και ενσωμάτωση περιγραφικής πληροφορίας σε ψηφιδωτά αρχεία. Αναταξινόμηση. Δημιουργία παράγωγης πληροφορίας.
• Μέθοδοι ΣΓΠ και ανάλυση της τρισδιάστατης γεωγραφικής πληροφορίας. Δυνατότητες και πεδία εφαρμογής. Μοντέλα επιφανειών. Αναλυτικές διαδικασίες και παράγωγη πληροφορία. Μέθοδοι παρεμβολής. Παραγωγή ισαριθμικών καμπυλών. Παραγωγή χαρτών κλίσης, προσανατολισμού, μοντέλα φωτοσκίασης και έκθεσης στην ηλιακή ακτινοβολία. Ανάλυση ορατότητας. Λειτουργίες υπολογισμού αποστάσεων και διεύθυνσης. Μοντέλα επιφανειών κόστους (cost surface models).
• Πλεγματικά χωρικά μοντέλα και μέθοδοι χωρικής ανάλυσης. Δυνατότητες και πεδία εφαρμογής. Αναλυτικές γεωμετρικές λειτουργίες, χωρικές σχέσεις και άντληση στατιστικής πληροφορίας ανά γεωγραφική ζώνη. Υπολογισμοί, μαθηματικές πράξεις σε πλεγματικά αρχεία. Λογικές επερωτήσεις (inquiries) και άντληση συνδυασμένης πληροφορίας. Ανάλυση απόστασης, εγγύτητας και γειτνίασης. Άντληση συνδυασμένης στατιστικής πληροφορίας. Δημιουργία μοντέλων πυκνοτήτων και χωρικές κατανομές. Πλεγματικά δεδομένα και πράξεις μεταξύ χαρτών (Map Algebra). Χωροθετήσεις δραστηριοτήτων με χρήση πλεγματικών δεδομένων. Ταξινομήσεις του γεωγραφικού χώρου και μοντέλα κόστους προσπέλασης και πρόσβασης (travel cost / accessibility models).
• Ανάλυση γεωμετρικών δικτύων και Σ.Γ.Π. Γενικές αρχές, πεδία εφαρμογής. Στοιχεία δικτύου και δομή. Περιγραφική πληροφορία συνδεδεμένη με τα στοιχεία δικτύου. Κατασκευή δικτυακού μοντέλου. Τοπολογία δικτύων. Κατανομές, χωροθετήσεις, υπηρεσιών και δραστηριοτήτων εντός δικτύου (location allocation models). Μοντέλα βέλτιστων διαδρομών (optimal / least cost routes).
• Εφαρμογές ΓΣΠ και Περιβαλλοντικά προβλήματα – εφαρμογές: Διαχείριση υδατικών πόρων και μελέτη σκοπιμότητας λιμνοδεξαμενής. Χάρτες επικινδυνότητας (Risk Mapping) με εφαρμογή σε πλημμυρικά φαινόμενα και φαινόμενα χωρικής διασποράς ασθενειών
• Εφαρμογές στην αρχαιολογία

 

Μέθοδος Αξιολόγησης

• Γραπτή τελική εξέταση που περιλαμβάνει ερωτήσεις πάνω στην διδαχθείσα ύλη.
• Αξιολόγηση ασκήσεων
• Αξιολόγηση ομαδικής εργασίας
• Αξιολόγηση ατομικής εργασίας

 

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Ελληνόγλωσση

1. Κάτσιος. Ι., Τσάτσαρης, Α., (2014) Αναλυτικές Μέθοδοι Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών, Σημειώσεις μαθήματος, TEI Αθήνας
2. Παππάς, Β, 2011, Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών και σχεδιασμός του χώρου, Πανεπιστήμιο Πατρών
3. Ζήσου Α,, 2010, Οι επεκτάσεις του ArcGIS: Spatial Analyst, 3D Analyst, Θεωρία και εφαρμογές, Εκδ. Σταμούλη
4. Καρνάβου Ελευθερία, 2002, Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών και Υποδομή Χωρικών Δεδομένων για τη σύγχρονη Ελλάδα, Παρατηρητής

 

Ξενόγλωσση

1. ESRI (2012) Using ArcGIS 3D Analyst
2. ESRI (2012) Using ArcGIS Spatial Analyst, Advanced Raster Spatial Analysis
3. ESRI (2012) Using ArcGIS Network Analyst
4. M. de Smith, M. Goodchild, P. Longley; Geospatial Analysis – a comprehensive guide. 3rd edition ©2006-2009, Published by Matador (an imprint of Troubador Publishing Ltd) on behalf of The Winchelsea Press; ISBN 13: 9781848761582; Free web version site: Spatial Analysis site (http://www.spatialanalysisonline.com/output/)
5. DeMers, M., 2002, GIS modeling in raster, New York, Wiley.
6. Dibble C, Feldman P G (2004) The GeoGraph 3D computational laboratory: Network and terrain landscapes for Repast. J. of Artificial Societies and Social Simulation, 7(1): http://jasss.soc.surrey.ac.uk/7/1/7.html
7. Dodge M, Kitchin R (2001) Atlas of Cyberspace. Available as a free PDF file from: http://www.kitchin.org/atlas/index.html (originally published by Adison-Wesley).
8. ESRI (1996) Automation of map generalization ― the cutting edge technology. ESRI, Redlands, CA, USA: http://downloads.esri.com/support/whitepapers/ao/mapgen.pdf
9. Eastman J R (1989) Pushbroom algorithms for calculating distances in raster grids. Proceedings, Autocarto 9, 288-97. Available as a downloadable pdf from: http://mapcontext.com/autocarto/proceedings/auto-carto-9

 

Ιστοσελίδες

1. Δημόσια, Ανοικτά Δεδομένα Ελλαδικού Χώρου
2. Κοινωνία της Πληροφορίας – Περιφερειακά γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα
3. Υποδομή χωρικών πληροφοριών (INSPIRE)
4. Τhe INSPIRE geoportal – Αναζήτηση Γεωγραφικής Πληροφορίας
5. Εθνικό Κτηματολόγιο & Χαρτογράφηση Α.Ε.
6. Joint Research Centre – JRC – European Commission
7. Environmental Systems Research Institute