Αθήνα, Ιούνιος 2018 Μεταπτυχιακή Διατριβή Ειδίκευσης
Master Thesis
Αποτύπωση των δένδρων των πεζοδρομίων του Δήμου Αγίας
Βαρβάρας με χρήση Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (QGIS)
Depiction of Trees on the Pavements of Agia Varvara
Municipality with the Use of Geographic Information Systems (QGIS)
ΕΛΠΙΣ ΓΙΑΝΝΑΚΟΠΟΥΛΟΥ / ELPIS GIANNAKOPOULOU
Α.Μ. / R.N. : 16035
Ειδικές Εκδόσεις / Special Publications:
No. 2018160
Ειδικές Εκδόσεις / Special Publications: No. 2018160
Αθήνα, Ιούνιος 2018
Athens, June 2018
Μεταπτυχιακή Διατριβή Ειδίκευσης
Master Thesis
Αποτύπωση των δένδρων των πεζοδρομίων του Δήμου Αγίας
Βαρβάρας με χρήση Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (QGIS)
Depiction of Trees on the Pavements of Agia Varvara
Municipality with the Use of Geographic Information Systems (QGIS)
ΕΛΠΙΣ ΓΙΑΝΝΑΚΟΠΟΥΛΟΥ / ELPIS GIANNAKOPOULOU
Α.Μ. / R.N. : 16035
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
Δρ. Αντωνίου Β.,
Δρ. Γεωλόγος, Ε.Δ.Ι.Π. ΕΚΠΑ Δρ. Κράνης Χ.,
Επικ. Καθηγ. ΕΚΠΑ Δρ. Σκούρτσος Ε.,
Δρ. Γεωλόγος, Ε.Δ.Ι.Π. ΕΚΠΑ
ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ
ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ
ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ
«ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ, ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΩΝ ΚΑΙ ΚΡΙΣΕΩΝ»
ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ 3: «ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΑΕΙΦΟΡΟΥ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΣΤΗΝ ΑΥΤΟΔΙΟΙΚΗΣΗ»
ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ
Θέμα: «Αποτύπωση των δένδρων των πεζοδρομίων του Δήμου Αγίας Βαρβάρας με χρήση Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (QGIS)»
Subject: « Depiction of Trees on the Pavements of Agia Varvara Municipality with the Use of Geographic Information Systems (QGIS)»
ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ: Δρ Αντωνίου Βαρβάρα
ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΦΟΙΤΗΤΡΙΑ: Γιαννακοπούλου Ελπίς /Giannakopoulou Elpis
Α.Μ: 16035
Αθήνα, Ιούνιος 2018
Athens, June 2018
«Σε όλη τη διάρκεια της Ιστορίας, ο άνθρωπος έπρεπε να παλεύει με τη Φύση για να επιβιώσει.
Σ’ αυτόν τον αιώνα, έχει αρχίσει να συνειδητοποιεί ότι για να επιβιώσει, πρέπει να την προστατέψει»
Ζακ-Υβ Κουστώ (1910-1997) Γάλλος ωκεανογράφος
Ευχαριστίες
Η παρούσα διπλωματική εργασία γράφτηκε στο πλαίσιο της ολοκλήρωσης των σπουδών μου στο Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα, με τίτλο «Στρατηγικές Διαχείρισης Περιβάλλοντος, Καταστροφών και Κρίσεων», κατεύθυνση 3: «Στρατηγικές Αειφόρου Ανάπτυξης στην Αυτοδιοίκηση» της Σχολής Θετικών Επιστήμων του τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών.
Πρώτα απ’ όλα, θα ήθελα να ευχαριστήσω την επιβλέπουσα της διπλωματικής εργασίας μου, Δρ Αντωνίου Βαρβάρα, MSc, Ε.ΔΙ.Π., με γνωστικό αντικείμενο Φυσικές Καταστροφές - Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών του Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, για την πολύτιμη βοήθεια και καθοδήγησή της κατά τη διάρκεια της συγγραφής της διπλωματικής εργασίας.
Tο Διευθυντή και Πρόεδρο της Επιστημονικής και Συντονιστικής Επιτροπής του ΠΜΣ Δρ Ευθύμιο Λέκκα για την πολύτιμη γνώση και εμπειρία που μας μετέδωσε.
Τον καθηγητή Εμμανουήλ Ανδρεαδάκη, κάτοχο MSc Γεωλογίας, για την πολύπλευρη και διαρκή υποστήριξη του καθ’ όλη τη διάρκεια του προγράμματος σπουδών.
Τους καθηγητές Χαράλαμπο Κράνη και Εμμανουήλ Σκούρτσο, Δρ Γεωλόγους, για την αρωγή τους, καθώς και όλους τους διδάσκοντες.
Επίσης, είμαι ευγνώμων στον Στυλιανό Γεροντίδη, Γεωπόνο Πανεπιστημίου Αθηνών, MSc Διαχείρισης Περιβάλλοντος, μέλος του ανθρώπινου δυναμικού της Ερευνητικής Μονάδας Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων (Ε.Μ.Γ.Π.Σ.) στο Γ.Π.Α., για την συνεχή και απρόσκοπτη στήριξη στην εργασία, με τη διδασκαλία του προγράμματος QGIS.
Το Διευθυντή των Τεχνικών Υπηρεσιών και περιβάλλοντος του Δήμου Αγίας Βαρβάρας, Αντώνιο Ζυματούρα, για τις πληροφορίες και την ηθική συνδρομή του σε όλη τη διάρκεια του προγράμματος μεταπτυχιακών σπουδών μου στο Ε.Κ.Π.Α.
Τη φίλη μου και Δ/ντρια Οικονομικών και Διοικητικών Υπηρεσιών του Δήμου, Αθανασία Σιαπέρα, MSc Δημόσιας Υγείας, για την αδιάκοπη συμβολή της.
Το φίλο μου Ευάγγελο Αράπκουλε, κοινωνικό ερευνητή, για τις ακάματες προσπάθειες σε ότι αφορά την επιμέλεια, φροντίδα των εννοιολογικών, συντακτικών και ορθογραφικών διορθώσεων των κειμένων στο πρόγραμμα σπουδών.
Τον Αργύριο Περιφεράκη, Μεταπτυχιακό φοιτητή Ορυκτολογίας του τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος και την Ελένη Λαμπράκη, Τεχνολόγο Γεωπόνο, για τη βοήθεια τους στην ολοκλήρωση της διπλωματικής.
Τέλος, ένα θερμό ευχαριστώ στην αδελφή μου Ηλιάνα και τον ανιψιό μου Μάνο, για τη συμπαράστασή τους.
Περίληψη
Στην παρούσα εργασία με τίτλο «Αποτύπωση των δένδρων των πεζοδρομίων του Δήμου Αγίας Βαρβάρας με χρήση Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριακών (QGIS)», γίνεται προσπάθεια ψηφιακής αποτύπωσης των δεδομένων των δέντρων των πεζοδρομίων του Δήμου Αγίας Βαρβάρας, καταγραφής και περιγραφής παραμέτρων του πρασίνου στον οικιστικό ιστό, στο πλαίσιο της περιβαλλοντικής, χωροταξικής, οικονομικής και κοινωνικής πραγματικότητας, λαμβανομένου υπόψη του ευρωπαϊκού και ελληνικού θεσμικού πλαισίου και με το βλέμμα στραμμένο στις ελπιδοφόρες διεθνείς και ευρωπαϊκές αποφάσεις για το περιβάλλον που γίνονται σταδιακά πράξεις από την ελληνική κεντρική διοίκηση και τοπική αυτοδιοίκηση.
Είναι φανερό ότι η οικονομική κατάσταση της τελευταίας 10ετίας καθιστά πολλαπλά δύσκολη την απομείωση της απόστασης που μας χωρίζει από το λεγόμενο
«ευρωπαϊκό κεκτημένο». Τεχνολογικά, παρά τα βήματα που έχουν γίνει και γίνονται, το πλήθος των μέσων, μηχανημάτων και λογισμικών που απαιτούνται για την καταγραφή, την παρακολούθηση της ανάπτυξης, την άμεση και αποτελεσματική παρέμβαση - αποκατάσταση των προβλημάτων του πρασίνου, δεν έχουν ακόμα διασφαλιστεί.
Αντιλαμβανόμενοι το Δήμο ως ένα ζωντανό οργανισμό όπου τίποτα δεν περισσεύει και όλα αλληλοεπηρεάζονται και εξελίσσονται, προτάσσουμε το στόχο της υγείας και ευρωστίας του και υιοθετώντας την αντίληψη της ολιστικής προσέγγισης των προβλημάτων, επικεντρωνόμαστε σε ένα ουσιώδες τμήμα αυτού του οργανισμού, το αστικό πράσινο.
Λέξεις κλειδιά: προστασία περιβάλλοντος, ρύπανση, αστικό - περιαστικό πράσινο, Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ), Δήμος Αγίας Βαρβάρας.
Abstract
In this paper with the title ” Depiction of Trees on the Pavements of Agia Varvara Municipality with the Use of Geographic Information Systems (QGIS)”, an attempt is made to digitally capture the data of the trees of the pavements at the Municipality Agia Varvara by recording and describing the parameters of green in the residential tissue, in the context of environmental, spatial, economic and social reality, taking into account the European and the Greek institutional framework and looking at the promising International and European decisions about the environment which are gradually being done by the Greek central administration and the local government.
It is clear that the economic situation of the past 10 years makes it difficult to overcome the gap that separates us from the so-called "European acquis".
Technically, despite of the steps that have been taken and continue to be taken, the number of media, equipment and software that required for recording, for monitoring the development, for the immediate and effective intervention - restoration of the problems of the green, have not yet been ensured.
Understanding the Municipality of Agia Varvara as a living organism where nothing is left over and everything interacts and evolves, we prioritize the goal of health and strength and by adopting the concept of holistic approach to the problems, we focus on an essential part of this organization, urban green.
Key words: environmental protection, pollution, urban - suburban green, Geographical Information Systems (GIS), Municipality of Agia Varvara.
Περιεχόμενα
Ευχαριστίες ... 6
Περίληψη ... 7
Abstract ... 8
Περιεχόμενα ... 9
Κατάλογος εικόνων ...11
Κατάλογος πινάκων ...14
Κατάλογος χαρτών ...14
Κατάλογος διαγραμμάτων ...15
Πίνακας συντομεύσεων - Ακρωνύμια ...16
Πρόλογος ...17
Κεφάλαιο 1 ...18
Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (Geographical Information Systems - GIS) ...18
1.1 Ανάπτυξη και λειτουργιά των ΣΓΠ ...18
1.2 Σύντομη ιστορία των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ...19
1.3 Το πρώτο Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών ...21
1.4 Σύγχρονα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών ...21
1.5 Οι νέες τεχνολογίες στην βελτιστοποίηση της χρήσης γης ...24
1.6 Συνδυασμός GIS και MCDA στην αξιολόγηση της καταλληλότητας μίας έκτασης ...24
1.7 Μοντέλο MAGISTER - Η εξέλιξη των Συστημάτων Λήψης Αποφάσεων ...25
1.8 Τρόπος αξιολόγησης της καταλληλότητας εκτάσεως ...27
Κεφάλαιο 2 ...29
Περιβάλλον ...29
2.1 Το περιβάλλον στο επίκεντρο των διεθνών, ευρωπαϊκών και εθνικών συμφωνιών πολιτικής και δράσης ...29
2.2 Ιστορία και ρόλος του αστικού πρασίνου ...35
2.3 Τοπική Αυτοδιοίκηση και περιβάλλον ...38
2.4 Ο ρόλος των δένδρων στην βελτίωση της ποιότητας της ατμόσφαιρας των αστικών και βιομηχανικών κέντρων ...40
2.5 Επιδράσεις της σωματιδιακής μόλυνσης στην υγεία...42
2.6 Επιδράσεις της σωματιδιακής μόλυνσης στην ατμοσφαιρική ορατότητα ...42
2.7 Επιδράσεις της σωματιδιακής μόλυνσης στα δένδρα ...42
2.8 Τα δένδρα ως «απορροφητές» σωματιδίων ...46
2.9 Εναλλακτικές μορφές αστικού πρασίνου ...46
2.9.1 Πράσινη οροφή - οροφόκηπος ...47
2.9.2 Κάθετος κήπος ...49
Κεφάλαιο 3 ...53
Μελέτη περίπτωσης: Δήμος Αγίας Βαρβάρας Αττικής ...53
3.1 Η επιλογή του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ως αντικείμενο μελέτης ...53
3.2 Γενικά χαρακτηριστικά του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...53
3.3 Πληθυσμιακά χαρακτηριστικά του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...55
3.4 Χωροταξική οργάνωση του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...57
3.5 Οικιστική ανάπτυξη του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...57
3.6 Πολεοδομική οργάνωση του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...58
3.7 Υφιστάμενη κατάσταση περιβάλλοντος (Μορφολογικά - Γεωλογικά - Υδρογεωλογικά) ...60
3.7.1 Μορφολογικά στοιχεία ...60
3.7.2 Γεωλογικά στοιχεία ...61
3.7.3 Υδρογεωλογικά στοιχεία ...62
3.8 Αστικό πράσινο του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...64
3.9 Περιαστικό πράσινο του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...66
3.10 Πρόγραμμα για τη βιώσιμη ανάπτυξη και προστασία του περιβάλλοντος ...67
Κεφάλαιο 4 ...70
Αποτύπωση δένδρων και θάμνων στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...70
4.1 Αναλογική αποτύπωση των δένδρων και των θάμνων ...70
4.2 Επιλογή μοντέλου ψηφιακής απεικόνισης ...70
4.3 Διαδικασία συλλογής δεδομένων ...71
4.4 Διαδικασία οργάνωσης δεδομένων...75
4.5 Είδη δένδρων και θάμνων που καταγράφηκαν στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...81
4.6 Παρουσίαση αποτελεσμάτων ...85
Κεφάλαιο 5 ...93
Προοπτικές και συμπεράσματα ...93
5.1 Προοπτικές - Στόχοι - Επεξηγήσεις για το χρήστη ...93
5.2 Συμπεράσματα ...94
Επίλογος ...96
Παράρτημα ...97
I. Ευρετήριο δρόμων Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...97
II. Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης ...98
III. Η δομή των χλωροπλαστών και η σύγκριση αυτών με τα μιτοχόνδρια ...99
IV. Οι φωτοσυνθετικές αντιδράσεις ...100
V. Αλληλεπίδραση της χλωροφύλλης με το φως ...101
VI. Προώθηση της σύνθεσης ATP και NADPH μέσω της φωτοσύνθεσης ...103
VII. Οι αντιδράσεις του κύκλου Calvin...105
Ξενόγλωσση βιβλιογραφία ...107
Ελληνική βιβλιογραφία ...112
Βιβλιογραφία παραρτήματος ...114
Πηγές Internet...114
Κατάλογος εικόνων Εικόνα 1: Ο χάρτης της επιδημιολογίας της χολέρας, για το Λονδίνο, το έτος 1854, δημιουργηθείς από τον J. Snow. Όπως φαίνεται η μαύρη σκίαση διαφορετικής εντάσεως και εξάπλωσης αντιπροσωπεύονται τα κρούσματα της ασθένειας. Πρόκειται για μία από τις πρώτες απόπειρες για κατασκευή ενός χάρτη στα πρότυπα ενός σύγχρονου ΣΓΠ. (πηγή: www.gislounge.com/john-snows-cholera-map-gis-data/) ...19
Εικόνα 2: Χάρτης παρουσίασης της πυκνότητας των καρδιοπαθειών στις Η.Π.Α., μεταξύ των ετών 2000 και 2004, κατασκευασμένος με χρήση προγραμμάτων ΣΓΠ (πηγή: hitconsultant.net/2015/10/29/5-benefits-of-geographic-information-systems-in- healthcare) ...23
Εικόνα 3: Χάρτης των πληθυσμών άγριας πάπιας στις κεντρικές ΗΠΑ, κατά την μετανάστευση αυτών, δημιουργηθείς με χρήση προγράμματος ΣΓΠ (πηγή: www.ducks.org/conservation/ where-ducks-unlimited-works/waterfowl-migration- flyways/du-projects-central-flyway) ...23
Εικόνα 4: Διάγραμμα ροής του μοντέλου MAGISTER. Οι διακεκομμένες γραμμές υποδεικνύουν τα σημεία όπου η απόφαση των αρμοδίων είναι κρίσιμη για την περαιτέρω πρόοδο του έργου (πηγή: Joerin et al., 2001) ...26
Εικόνα 5: Διάγραμμα ροής για σχεδιασμό χρήσης γης με βάση το λογισμικό που περιγράφηκε. Το MEDUSAT είναι η Γαλλική ονομασία του MAGISTER. (πηγή: Joerin et al., 2001) ...26
Εικόνα 6: Τα κύρια βήματα της διαδικασίας δημιουργίας ενός χάρτη καταλληλότητας χρήσης γης (πηγή: Joerin et al., 2001) ...28
Εικόνα 7: Προσεγγίσεις πολιτικής για μια μακροχρόνια μετάβαση σε βιώσιμη, φιλική στο περιβάλλον ανάπτυξη (πηγή: Αντωνίου και Παπασπυρόπουλος, 2017) ...31
Εικόνα 8: Μείωση εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα κατά τουλάχιστον 40% έως το 2030 (πηγή: www.ces-med.eu/covenant-mayors-climate-energy)...33
Εικόνα 9: Οι εννέα στόχοι του 7ου γενικού ενωσιακού ΠΔΠ έως το 2020 (πηγή: ec.europa.eu/environment/pubs/pdf/factsheets/7eap/el.pdf) ...34
Εικόνα 10: Αστική κάλυψη χώρου πρασίνου στην Ευρώπη. Τα σημεία που αντιπροσωπεύουν τις πόλεις είναι χρωματισμένα ανάλογα με την αναλογική κάλυψη
από αστικό πράσινο χώρο μέσα στην πόλη. Οι χώρες χρωματίζονται σύμφωνα με την κατά κεφαλήν παροχή χώρου πρασίνου για τους αστικούς κατοίκους. Τα δεδομένα δεν είναι διαθέσιμα για χώρες με γκρι χρώμα (πηγή: Fuller and Gaston, 2009) ...36
Εικόνα 11: Στρωματοποιημένο σύστημα πράσινης οροφής (πηγή:
www.archtoolbox.com/materials-systems/site-landscape/green-roofs.html)...48 Εικόνα 12: Πράσινη στέγη εκτατικού τύπου στο κέντρο της Αθήνας (πηγή:
www.greenroofs.com/projects/pview.php?id=1722) ...49 Εικόνα 13: Πράσινη στέγη εντατικού τύπου (πηγή:
taratsokipos.blogspot.gr/2014/11/) ...49 Εικόνα 14: Αθήνα, ένα «θερμικό νησί». Με κόκκινο χρώμα διακρίνονται οι μέγιστες θερμοκρασίες ενώ με μπλε χρώμα διακρίνονται οι ελάχιστες θερμοκρασίες (πηγή:
www.tovima.gr/science/article/?aid=400535) ...50 Εικόνα 15: Η θερμοκρασιακή διαφορά μεταξύ του κέντρου της πόλης και της ανοιχτής υπαίθρου (πηγή: wattsupwiththat.com/2017/05/30/study-heat-island-effect- could-double-climate-change-costs-for-worlds-cities/) ...51 Εικόνα 16: Τύποι κάθετων κήπων (πηγή: Susan Loh. - Drawing by M. Murray, 2008) ...52
Εικόνα 17: Πυλώνας της ΔΕΗ στην πλατεία Εθνικής Αντίστασης (Υψηλάντη και Π.Π. Γερμανού) (πηγή: Google Street View) ...60
Εικόνα 18: Ομογενοποιημένη Στρωματογραφική Στήλη των Πετρωμάτων της Δυτικής - Βορειοδυτικής Αττικής (Μη μεταμορφωμένο Σύστημα) (πηγή: ΠΕΣΥΔΑΠ, 2017) ...62
Εικόνα 19: Γενική άποψη του όρους Αιγάλεω από τα ανατολικά (πηγή:
www.topoguide.gr/mountains/attiki/hiking_on_attiki_egaleo.php)...67 Εικόνα 20: Πράσινη πιλοτική αστική γειτονιά (πηγή: Υ.ΠΕ.Κ.Α.) ...69 Εικόνα 21: Παράδειγμα καταγραφής δένδρων και θάμνων πάνω σε μιλιμετρέ χαρτί ...72 Εικόνα 22: Ο φάκελος Diplomatiki_Data ο οποίος βρέθηκε μέσω του Browse και επιλέχθηκε για τους δρόμους το αρχείο dromoi.shp και Open ...76
Εικόνα 23: Άνοιγμα του αρχείου dromoi.shp στο QGIS ...77 Εικόνα 24: Η σειρά των αρχείων, όπως αυτά εμφανίζονται στο Layers Panel ...77 Εικόνα 25: Επιλογή Type: Point και File encoding: ως έχει, στο παράθυρο που αναδύθηκε έπειτα από τη δημιουργία νέου αρχείου για την αποθήκευση των δένδρων ...78 Εικόνα 26: Δημιουργία βάσης δεδομένων όπου αποθηκεύτηκαν οι πληροφορίες για κάθε δένδρο ...79
Εικόνα 27: Συμπλήρωση του πρώτου πεδίου το οποίο αφορούσε τον τύπο του δένδρου, όπως αποτυπώθηκε το 2000 ...79
Εικόνα 28: Επιλογή της εντολής Toggle Editing (αντίστοιχο εργαλείο: α → μολύβι) και επιλογή του εργαλείου Add Feature (αντίστοιχο εργαλείο: β) ...80
Εικόνα 29: Νεραντζιές στο πεζοδρόμιο επί της οδού Μιχαήλ Καραολή στην Αγία Βαρβάρα ...84
Εικόνα 30: Ελιές στο πεζοδρόμιο επί της οδού Αριστοφάνους στην Αγία Βαρβάρα ...84
Εικόνα 31: Μουριές στο πεζοδρόμιο επί των οδών Γούναρη και Σερίφου στην Αγία Βαρβάρα ...84
Εικόνα 32: Ακακίες στο πεζοδρόμιο επί της οδού Επτανήσου στην Αγία Βαρβάρα ...84 Εικόνα 33: Ευκάλυπτος στο πεζοδρόμιο επί της οδού Ραιδεστού στην Αγία Βαρβάρα ...85
Εικόνα 34: Λεμονιά στο πεζοδρόμιο επί της οδού Αιόλου στην Αγία Βαρβάρα ...85 Εικόνα 35: Ηλεκτρονικές μικροφωτογραφίες χλωροπλαστών. (Α) Σε ένα κύτταρο ενός φύλλου σιταριού φαίνεται το μέγεθος και η τοποθέτηση ενός χλωροπλάστη σε σχέση με τα υπόλοιπα κυτταρικά οργανίδια. (Β) Λεπτή τομή ενός χλωροπλάστη όπου φαίνονται τα grana του χλωροπλάστη, οι δύο κυτταρικές μεμβράνες (chloroplast envelope) και τα θυλακοειδή (thylakoids). Επίσης, διακρίνονται και τα κοκκία αμύλου, δηλαδή το άμεσο αποτέλεσμα της βιοσύνθεσης που επιτελείται στους χλωροπλάστες (πηγή: Alberts, et. al., 1983) ...99
Εικόνα 36: H δομή ενός χλωροπλάστη: το φωτοσυνθετικό αυτό οργανίδιο περιέχει τρεις διακριτές μεμβράνες (εξωτερική μεμβράνη, εσωτερική μεμβράνη και θυλακοειδής μεμβράνη), οι οποίες το χωρίζουν σε τρία ξεχωριστά μέρη (διαμεμβρανικός χώρος, στρώμα και θυλακοειδής χώρος). Η θυλακοειδής μεμβράνη περιέχει όλα τα συστήματα παραγωγής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης και της χλωροφύλλης. Οι θυλακοειδείς μεμβράνες διασυνδέονται και στοιβάζονται δημιουργώντας τα grana (πηγή: Alberts, et. al., 1983) ...100
Εικόνα 37: Το «σύμπλεγμα κεραίας» ενός φωτοχημικού κέντρου αντίδρασης. Αυτό το πρωτεϊνικό σύμπλεγμα συλλέγει φωτεινή ενέργεια, υπό την μορφή διεγερμένων ηλεκτρονίων. Η μεταφορά της ενέργειας πραγματοποιείται με διαδοχικές αντιδράσεις συντονισμού, σε ένα ειδικό ζεύγος μορίων χλωροφύλλης, στο φωτοσυνθετικό κέντρο αντίδρασης (πηγή: Alberts, et. al., 1983) ...102
Εικόνα 38: Η συλλογή της φωτεινής ενέργειας, από ένα μόριο χλωροφύλλης του κέντρου αντίδρασης. (Α) Τα αρχικά γεγονότα σε ένα κέντρο αντίδρασης, προκαλούν έναν διαχωρισμό φορτίων. Ένα από τα μόρια της χλωροφύλλης του ειδικού ζεύγους (με πράσινο χρώμα) συγκρατείται ισχυρά, σε ένα σύμπλοκο χρωστικής-πρωτεΐνης, το οποίο είναι τοποθετημένο κατά τέτοιο τρόπο, ώστε πλησίον αυτού να υπάρχουν, τόσο ένας δυνητικός δότης ηλεκτρονίων χαμηλής ενέργειας (με γκρι χρώμα) όσο και ένας δυνητικός δέκτης ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας (με μπλε χρώμα). Μόλις το κόκκινο ηλεκτρόνιο της χλωροφύλλης διεγερθεί από φωτεινή ενέργεια, μεταβιβάζεται στον δέκτη των ηλεκτρονίων και σταθεροποιείται ως ηλεκτρόνιο υψηλής ενέργειας.
Το θετικά φορτισμένο μόριο της χλωροφύλλης προσελκύει γρήγορα ένα ηλεκτρόνιο χαμηλής ενέργειας (με πορτοκαλί χρώμα) και επανέρχεται σε κατάσταση ηρεμίας. Οι αντιδράσεις αυτές ολοκληρώνονται σε λιγότερο από 10-6 sec. (Β) Η τελική παραγωγή ενός ηλεκτρονίου υψηλής ενέργειας, από ένα ηλεκτρόνιο χαμηλής ενέργειας: αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται στην θυλακοειδή μεμβράνη (πηγή:
Alberts, et. al., 1983) ...103 Εικόνα 39: Ροή ηλεκτρονίων κατά την διάρκεια της φωτοσύνθεσης, στην θυλακοειδή μεμβράνη. Οι κινητοί φορείς ηλεκτρονίων είναι η πλαστοκινόνη, η πλαστοκυανίνη (μία μικρή πρωτεΐνη που περιέχει Cu) και η φερροδοξίνη (μία πρωτεΐνη με κέντρο Fe-S). Το σύμπλεγμα κυτοχρωμάτων b6-c, μοιάζει με το
σύμπλοκο των κυτοχρωμάτων b-c1, των μιτοχονδρίων, και είναι η μόνη θέση, στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, όπου διενεργείται ενεργός άντληση H+ (πηγή:
Alberts, et. al., 1983) ...104 Εικόνα 40: Μεταβολές του δυναμικού οξειδοαναγωγής κατά την φωτοσύνθεση. Το δυναμικό οξειδοαναγωγής για κάθε μόριο υποδεικνύεται από την τοποθέτησή του κατά μήκος του κάθετου άξονα. Το φωτοσύστημα ΙΙ μεταβιβάζει ηλεκτρόνια από την διεγερμένη χλωροφύλλη του σε μία αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων της θυλακοειδούς μεμβράνης, η οποία οδηγεί στο φωτοσύστημα Ι. Η καθαρή ροή των ηλεκτρονίων διαμέσου των δύο φωτοσυστημάτων που συνδέονται εν σειρά, αρχίζει από το ύδωρ και καταλήγει στο NADP+, παράγοντας NADPH και ATP (πηγή:
Alberts, et. al., 1983) ...105 Κατάλογος πινάκων
Πίνακας 1: Περιπτώσεις μελέτης σωματιδιακής μόλυνσης σε σχέση με το αστικό πράσινο ...43
Πίνακας 2: Η διοικητική διαίρεση της Περιφέρειας Αττικής (πηγή: Βικιπαίδεια, 2017) ...55 Πίνακας 3: Η κατανομή του πληθυσμού ανά πολεοδομική ενότητα (πηγή:
Αγαπητός, 2016) ...56 Πίνακας 4: Ο αριθμός κάθε οικοδομικού τετραγώνου και ο συνολικός αριθμός των δένδρων ανά οικοδομικό τετράγωνο που βρίσκονται στα πεζοδρόμια που το περικλείουν ...73
Πίνακας 5: Είδη δένδρων και θάμνων που καταγράφηκαν στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...82
Πίνακας 6: Δεδομένα καταγραφής των ειδών των δένδρων και των θάμνων που βρίσκονται στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...86
Πίνακας 7: Αναλογία των ειδών δένδρων που βρίσκονται στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...87
Πίνακας 8: Ευρετήριο των δρόμων του Δήμου Αγίας Βαρβάρας (πηγή: Δήμος Αγίας Βαρβάρας) ...97 Κατάλογος χαρτών
Χάρτης 1: Δήμος Αγίας Βαρβάρας, όρια και αστικός ιστός (πηγή: Λέκκας, 2010) ...53 Χάρτης 2: Χάρτης της ευρύτερης περιοχής του Δήμου Αγίας Βαρβάρας με τα όρια των δήμων της Περιφερειακής Ενότητας Δυτικού Τομέα της Περιφέρειας Αττικής (πηγή: Λέκκας, 2010) ...54
Χάρτης 3: Η κατανομή του πληθυσμού ανά οικοδομικό τετράγωνο (πηγή:
Αγαπητός, 2016) ...56 Χάρτης 4: Κύριες οδικές αρτηρίες (πηγή: Αγαπητός, 2016) ...57 Χάρτης 5: Χάρτης μορφολογικών κλίσεων του Δήμου Αγίας Βαρβάρας (πηγή:
Λέκκας, 2010) ...61 Χάρτης 6: Τοπογραφικός χάρτης με το φυσικό υδρογραφικό δίκτυο και τα 2 σημαντικότερα ρέματα του Δήμου Αγίας Βαρβάρας (πηγή: Λέκκας, 2010) ...63
Χάρτης 7: Χάρτης κάλυψης του υδρογραφικού δικτύου του λεκανοπεδίου των Αθηνών (πηγή: sites.google.com/site/perivalloncom/epikoinonia/home/nea) ...64
Χάρτης 8: Οι πλατείες και τα άλση του Δήμου Αγίας Βαρβάρας (πηγή: Αγαπητός, 2016) ...65
Χάρτης 9: Ο χάρτης της Αγίας Βαρβάρας όπως αποτυπώνεται μέσω του QGIS....70 Χάρτης 10: Χάρτης αποτύπωσης οικοδομικών τετραγώνων του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...71
Χάρτης 11: Χάρτης αποτύπωσης δενδροστοιχιών όλων των δένδρων στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας με υπόβαθρο τους οδικούς άξονες ...88
Χάρτης 12: Χάρτης αποτύπωσης δενδροστοιχιών των δένδρων νεραντζιάς στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας με υπόβαθρο τους οδικούς άξονες ...89
Χάρτης 13: Χάρτης αποτύπωσης δενδροστοιχιών των δένδρων ελιάς στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας με υπόβαθρο τους οδικούς άξονες ...90
Χάρτης 14: Χάρτης αποτύπωσης δενδροστοιχιών των δένδρων μουριάς στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας με υπόβαθρο τους οδικούς άξονες ...91
Χάρτης 15: Χάρτης αποτύπωσης δενδροστοιχιών των άλλων δένδρων στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας με υπόβαθρο τους οδικούς άξονες ...92
Χάρτης 16: Χάρτης του οδικού άξονα του Δήμου Αγίας Βαρβάρας, ο οποίος έχει διαιρεθεί σε 11 τομείς, προς διευκόλυνση εύρεσης των οδών (πηγή: Δήμος Αγίας Βαρβάρας) ...98
Κατάλογος διαγραμμάτων
Διάγραμμα 1: Αναλογία των δένδρων που βρίσκονται στα πεζοδρόμια του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ...87
Πίνακας συντομεύσεων - Ακρωνύμια
DSS Decision Support Systems et al. et alii (and others)
GDB Geographical Data Base
GIS Geographical Information System
MAGISTER Multicriteria Analysis and GIS for TERritory MCDA Multi Criteria Decision Analysis
MDGs Millennium Development Goals
QGIS Quantum Geographic Information Systems SGC Spatial Group Choice
VOCs Volatile Organic Compounds Α.με.Α Άτομα με αναπηρία
ΓΠΑ Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών ΔΔ Δημόσια διοίκηση
ΕΕ Ευρωπαϊκή Ένωση
ΕΚΠΑ Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών ΕΛΣΤΑΤ Ελληνική Στατιστική Αρχή
ΕΣΠΑ Εταιρικό Σύμφωνο για το Πλαίσιο Ανάπτυξης ΕΥΕΔ Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Εξωτερικής Δράσης ΗΠΑ Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής
ΙΤΑ Ινστιτούτο Τοπικής Αυτοδιοίκησης
ΚΑΠΕ Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας ΚΕΔΕ Κεντρική Ένωση Δήμων Ελλάδας
ΚΠΑ Κοινό Πλαίσιο Αξιολόγησης ΟΗΕ Οργανισμός Ηνωμένων Εθνών
ΟΟΣΑ Οργανισμός Οικονομικής Συνεργασίας και Ανάπτυξης ΟΤΑ Οργανισμός τοπικής αυτοδιοίκησης
ΠΕΔΑ Περιφερειακή Ένωση Δήμων Αττικής ΠΔΠ Πρόγραμμα Δράσης για το Περιβάλλον
ΠΕΣΥΔΑΠ Περιβαλλοντικός Σύνδεσμος Δήμων Αθήνας και Πειραιά ΣΓΠ Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών
ΣΔΑΕ Σχέδιο Δράσης για την Αειφόρο Ενέργεια
ΣΟΑΠ Σχέδια Ολοκληρωμένων Αστικών Παρεμβάσεων ΤΑ Τοπική αυτοδιοίκηση
ΥΠΕΚΑ Υπουργείο Περιβάλλοντος και Κλιματικής Αλλαγής ΦΕΚ Φύλλο της Εφημερίδας της Κυβερνήσεως
Πρόλογος
Ο απαραίτητος και λειτουργικά χρήσιμος όγκος πληροφοριών που επιτρέπει στον αναγνώστη ή μελλοντικό χρήστη την κατανόηση του χωρικού, χρονικού και θεσμικού πλαισίου, μέσα στο οποίο διαμορφώθηκε η παρούσα εργασία, περιλαμβάνει:
➢ Μία σύντομη εξιστόρηση της πορείας ρύπανσης του περιβάλλοντος και των δράσεων για την αντιμετώπισή της, σε συνδυασμό με τις αποφάσεις που έχουν ληφθεί σε διεθνές, ευρωπαϊκό και εθνικό επίπεδο και ειδικότερα όλες τις προγραμματικές κατευθύνσεις (όσες έχουν ολοκληρωθεί αλλά και το εξελισσόμενο 7ο πρόγραμμα για το περιβάλλον 2014-2020).
➢ Τα βήματα της ελληνικής τοπικής αυτοδιοίκησης στο πλαίσιο της ισχύουσας νομοθεσίας για το Περιβάλλον και των κατευθύνσεων/στόχων που έχουν τεθεί για τα επόμενα χρόνια με το «σύμφωνο των Δημάρχων» του 2008.
➢ Την διαφαινόμενη αύξουσα σημασία της «πράσινης στροφής» σε εθνικό και ευρωπαϊκό επίπεδο και ανάγκης για ενδογενή αειφορία πόρων και κονδυλίων.
➢ Την ανάπτυξη και χρήση του πολυεργαλείου των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών με τους δυνητικά άπειρους συνδυασμούς χειρισμών και αξιοποίησης. Την εφαρμογή νέων τεχνολογιών για τη βελτιστοποίηση χρήσης γης.
➢ Την αναφορά στο ρόλο των δένδρων και γενικότερα του αστικού και περιαστικού πρασίνου, στην ποιότητα της ατμόσφαιρας των αστικών και βιομηχανικών κέντρων και την υγεία των ζώντων οργανισμών και πόλεων.
➢ Την επιλογή του Δήμου Αγίας Βαρβάρας ως μία περίπτωση μελέτης πυκνού αστικού ιστού της Δυτικής Αθήνας.
➢ Την καταγραφή και την αποτύπωση μέρους του αστικού πρασίνου του Δήμου Αγίας Βαρβάρας και ειδικότερα των δένδρων και των θάμνων τα οποία υπάρχουν στα πεζοδρόμια, μέσω του ελεύθερου λογισμικού ανοιχτού κώδικα QGIS (Quantum GIS).
Κεφάλαιο 1
Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (Geographical Information Systems - GIS)
1.1 Ανάπτυξη και λειτουργιά των ΣΓΠ
Τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ/GIS - Geographical Information Systems) είναι η μετάβαση της παραδοσιακής χαρτογράφησης στο «ψηφιακό σύμπαν».
Τόσο η κλασική χαρτογραφία όσο και τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ) έχουν ως βάση, τον τοπογραφικό χάρτη, επί του οποίου μπορεί να γίνει αποτύπωση πολλών διαφορετικών πληροφοριών.
Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των δυνατοτήτων, αφ’ ενός μεν της κλασσικής χαρτογραφίας και αφετέρου των ΣΓΠ έγκειται στον απεριόριστο όγκο και συνδυασμό πληροφοριών που μπορούν να μας δώσουν οι ψηφιακοί χάρτες ανάλογα με τις εκάστοτε ερευνητικές ή άλλες απαιτήσεις, σε σχέση με το πεπερασμένο όριο της ταυτόχρονης-διασταυρούμενης αποτύπωσης πληροφοριών που μας παρείχε η παραδοσιακή χαρτογραφία. Μία δεύτερη αλλά καθόλου αμελητέα διαφορά συνίσταται στην ικανότητα των ΣΓΠ (μέσω των λογισμικών που εξελίσσονται συνέχεια) να ομαδοποιούν και να επεξεργάζονται πληροφορίες και δεδομένα όλο και πιο πολυσύνθετα ανάλογα με τις παραμέτρους που έχουν ορίσει οι εκάστοτε ερευνητές και τις απαιτήσεις κάθε εργασίας. Αυτές οι δυνατότητες ήταν ανύπαρκτες έως τώρα στους κλασσικούς χάρτες.
Τα ΣΓΠ αποτελούνται από τρία τμήματα: (Βαϊόπουλος κ.ά., 2008):
• Το πρώτο τμήμα αφορά στη γεωγραφική παρουσίαση των δεδομένων με μορφή χαρτών, είτε σε ψηφιακή, είτε σε έντυπη μορφή. Αναλαμβάνει τις εξειδικευμένες αναζητήσεις, είτε γεωγραφικής φύσης, είτε σχετικών με τη βάση δεδομένων και τις τροποποιήσεις βάσει καθορισμένων χαρακτηριστικών.
• Το δεύτερο τμήμα είναι μία βάση δεδομένων, η οποία περιέχει πληροφορίες για τα αντικείμενα (objects) που απεικονίζονται γεωγραφικά και παρουσιάζονται στο παράθυρο του χάρτη ή αποτελούν απλές αναγραφές της βάσης δεδομένων και μπορούν να παρουσιαστούν με μορφή πίνακα. Η βάση δεδομένων μπορεί να είναι είτε εσωτερική, του εκάστοτε GIS λογισμικού, είτε εξωτερική, συνδεόμενη με το GIS μέσω ODBC (Open DataBase Connectivity) drivers (Οδηγών σύνδεσης με ανοικτές βάσεις δεδομένων).
• Το τρίτο τμήμα αφορά στη γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται στην ανάπτυξη πρόσθετων λειτουργιών για εξειδικευμένες εφαρμογές, όπως, για παράδειγμα, την αυτοματοποιημένη εύρεση βέλτιστων θέσεων εγκατάστασης Χ.Υ.Τ.Α. (Χώροι Υγειονομικής Ταγής Απορριμμάτων), βάσει κριτηρίων που ο χρήστης θέτει κατά την εκτέλεση του αλγόριθμου.
1.2 Σύντομη ιστορία των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών
Ο μακρινός πρόγονος των ΣΓΠ ήταν οι πρώτες απόπειρες χαρτογράφησης της εξάπλωσης των επιδημιών χολέρας πρώτα στο Παρίσι 1832 από τον Charles Picquet που για να αναπαραστήσει την «πυκνότητα» των κρουσμάτων χολέρας σε κάθε μία από τις 48 συνοικίες της πόλεως, χρησιμοποίησε διαφορετικές αποχρώσεις
χρωμάτων και στη συνέχεια στο Λονδίνο το 1854 από τον John Snow (εικόνα 1).
Σ’ αυτούς τους χάρτες εμφανίζεται για πρώτη φορά η προσπάθεια παρουσίασης πληροφοριών προς εξαγωγή συμπερασμάτων. Δηλαδή αυτό που κάνουν τα σύγχρονα ΣΓΠ1.
Εικόνα 1: Ο χάρτης της επιδημιολογίας της χολέρας, για το Λονδίνο, το έτος 1854, δημιουργηθείς από τον J. Snow. Όπως φαίνεται η μαύρη σκίαση διαφορετικής εντάσεως και
εξάπλωσης αντιπροσωπεύονται τα κρούσματα της ασθένειας. Πρόκειται για μία από τις πρώτες απόπειρες για κατασκευή ενός χάρτη στα πρότυπα ενός σύγχρονου ΣΓΠ. (πηγή:
www.gislounge.com/john-snows-cholera-map-gis-data/)
Χαρακτηριστικό αλλά και σε μεγάλο βαθμό γενεσιουργός αιτία της ανάπτυξης των ΣΓΠ ήταν η τεράστια ετερογένεια των ζητούμενων ερευνητικών στόχων.
Στο Επιχειρησιακό Κέντρο του Δήμου Φλωρεντίας λειτουργεί ΣΓΠ το οποίο, μεταξύ των άλλων στοιχείων, έχει καταχωρημένα δεδομένα για τις κατοικίες των Α.με.Α και των ηλικιωμένων. Μπορεί να εισαχθούν σαν στοιχεία ακόμη και δένδρα που έχουν πέσει. Χρησιμοποιώντας το Σύστημα, ο Δήμος δύναται να σχεδιάσει την εκκένωση
1 https://www.gislounge.com/history-of-gis
του πληθυσμού σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης και να εκτιμήσει τους χρόνους που απαιτούνται. Στην Κολωνία οι κάτοικοι έχουν τη δυνατότητα να παρακολουθούν, μέσω διαδικτύου, το εκτιμώμενο ύψος του νερού σε διάφορες περιοχές της πόλης και τα αντίστοιχα μέτρα που θα πρέπει να ληφθούν σε κάθε περιοχή. Υπάρχουν συστήματα προειδοποίησης, κινητοποίησης, επικοινωνίας και πληροφόρησης (Δανδουλάκη, 2011).
Η ανάπτυξη των νέων τεχνολογιών κοινωνικής δικτύωσης όπως facebook, twitter και άλλα, έχει αυξήσει της δυνατότητες των ίδιων των πληγέντων να μοιράζονται, αναμεταδίδουν και διαχέουν πληροφορίες για την κατάσταση και τις ανάγκες που υπάρχουν. Μετά το σεισμό της L’ Aquila στην Ιταλία (2008) δημιουργήθηκε με πρωτοβουλία των πληγέντων, μια ιστοσελίδα στην οποία «ανέβαιναν» πληροφορίες από τους ίδιους τους πληγέντες για την κατάσταση, τις ανάγκες και τις δράσεις παροχής βοήθειας (Δανδουλάκη, 2011). Αντίστοιχη πρωτοβουλία αναλήφθηκε μετά την πλημμύρα της Ν. Ορλεάνης το 2007 και στο Ηνωμένο Βασίλειο έπειτα από το τρομοκρατικό χτύπημα στην Μάντσεστερ Αρένα το 2017.
Μέχρι το 1960 και σε παγκόσμιο επίπεδο, τα ιδρύματα που ασχολούνταν με την ανάπτυξη των πρόδρομων του ΣΓΠ λογισμικών, ήταν λιγοστά (Harvard Laboratory for Computer Graphics, Canada Geographic Information System, το Environmental Systems Research Institute και το UK Experimental Cartography Unit). Παρά την αδυναμία εξεύρεσης κοινής κατεύθυνσης για τη δημιουργία ενός πλήρως λειτουργικού λογισμικού, η κατανόηση της εμπορικής αξίας των ΣΓΠ όπως και η επιστημονική τους χρησιμότητα συντελούν διαρκώς στην επιτάχυνση των προσπαθειών ανάπτυξής τους και τις συλλογικές προσπάθειες επίλυσης των προβλημάτων κοινού λογισμικού. Η ιστορία ανάπτυξης των ΣΓΠ μπορεί να διαχωριστεί σε 4 φάσεις «εξέλιξης2»:
• Μεταξύ του 1960 και του 1975, η ανάπτυξη των ΣΓΠ πραγματοποιούνταν σε λίγα ερευνητικά κέντρα.
• Μεταξύ του 1975 και του 1982, τα ΣΓΠ χρησιμοποιήθηκαν από εθνικές υπηρεσίες μεγάλων κρατών (γεωγραφικές/χαρτογραφικές υπηρεσίες, γεωλογικές υπηρεσίες, κ.λπ.) γεγονός που οδήγησε στην ταχύτερη ανάπτυξή τους.
• Μεταξύ του 1982 και του 1988, τα ΣΓΠ εισήλθαν στην αγορά, με διάφορες εμπορικές εφαρμογές, και αναπτύχθηκαν στην σημερινή τους μορφή.
• Από το 1988 μέχρι και σήμερα η ανάπτυξή τους συνεχίζεται με κεντρικό γνώμονα την δημιουργία λογισμικών, πιο προσιτών για τον χρήστη, καθώς και ανοιχτών λογισμικών στη διάθεση της κοινωνίας.
Παραμένει ζητούμενη η θέσπιση και εφαρμογή κοινά αποδεκτών διεθνών κανονιστικών - διατάξεων όσον αφορά στη δημοσιοποίηση πληροφοριών σχετικά με τη χρήση των ΣΓΠ, όπως και στο κομμάτι της τροποποίησης υπαρκτών λογισμικών (άυλα δικαιώματα), καθώς πολλές εταιρείες, οργανισμοί και κράτη αρνούνται τη δημοσιοποίηση πληροφοριών χρήσης.
2 https://gisgeography.com/history-of-gis
Στον 20ο αιώνα, τουλάχιστον έως το 1950, κυριάρχησε η εφαρμογή μίας τεχνικής γνωστής ως «φωτοχρωματογραφία» (photozincography), η οποία αναπτύχθηκε από τον Sir Henry James την δεκαετία του 1850. Με αυτή την τεχνική, ήταν δυνατό το κάθε «επίπεδο πληροφορίας» (δηλαδή το κάθε layer σε ένα σύγχρονο ΣΓΠ) να τυπωθεί ως ξεχωριστό φύλλο και με την υπέρθεση των διαφορετικών φύλλων κατά βούληση, επί μίας δεδομένης τοπογραφίας, ήταν δυνατό να παρουσιαστούν διαφορετικές πληροφορίες, σε διαφορετικούς συνδυασμούς.
Αυτή η κατάσταση της υπέρθεσης διαδοχικών φύλων συνεχίστηκε μέχρι το 1950, αλλά πάντα παρουσίαζε τα ίδια εγγενή προβλήματα, ιδιαίτερα την αδυναμία απολύτου ταύτισης των διαφορετικών φύλλων, λόγω απειροελάχιστων διαφορών στην κλίμακα ή στην γεωαναφορά του κάθε φύλλου. Επίσης, όπως είναι εύλογο, η μέτρηση αποστάσεων, και ιδιαίτερα του εμβαδού για περιοχές που δεν προσομοίαζαν σε κάποιο γεωμετρικό σχήμα ήταν πολύ δύσκολη, αλλά και σχετικά ανακριβής.
1.3 Το πρώτο Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών
Το πρώτο «σύγχρονο» σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών αναπτύχθηκε το 1960 στον Καναδά, στην περιοχή Ottawa, με σκοπό την εισαγωγή και την επεξεργασία και παρουσίαση δεδομένων, σχετικών με την χρήση της γης, στην χώρα. Έκτοτε, το σύστημα αυτό συνεχίζει να εξελίσσεται και μπορεί να ειπωθεί πως αυτό είναι το πρώτο σύστημα χαρτογραφίας, τύπου ΣΓΠ, όπως αυτά είναι σε χρήση σήμερα.
Συνοπτικά, έχοντας παρουσιάσει την ανάπτυξη των ΣΓΠ, η κατεύθυνση της εξέλιξής τους μπορεί να χωριστεί σε δύο βασικές «συνιστώσες»:
• Μεταβολή των τυπωμένων στατικών χαρτών σε δυναμικούς ψηφιακούς χάρτες.
• Αύξηση της αναλυτικής δυνατότητας των συστημάτων και της δυνατότητας σύνθεσης, που εξελίσσονται από την απλή παρουσίαση δεδομένων και μεταβλητών σε περίπλοκες διαδικασίες επίλυσης προβλημάτων.
Ο ερευνητής που μπορεί να θεωρηθεί ως ο «πατέρας των ΣΓΠ» είναι ο Roger Tomlinson, ο οποίος, σε συνεργασία με μία ομάδα ερευνητών, διαπίστωσε πως η εισαγωγή δεδομένων σχετικά με την γονιμότητα της γης, το είδος της καλλιέργειας και την άρδευσης των χωραφιών και η αναγωγή τους σε δεδομένες περιοχές με χρήση συντεταγμένων, παρουσίαζε μεγάλα πλεονεκτήματα τόσο στην πληροφόρηση των αρμοδίων αρχών για τις χρήσεις της καλλιεργήσιμης γης, όσο και στην σύγκριση μεταξύ διαφορετικών καλλιεργήσιμων εκτάσεων.
1.4 Σύγχρονα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών
Στην σημερινή εποχή, ένας χρήστης οποιουδήποτε λογισμικού ΣΓΠ επωφελείται από μία διαρκή ανάπτυξη 50 ετών, τόσο στον τομέα της παροχής δεδομένων προς εισαγωγή, όσο και στον τομέα της ίδιας της βελτίωσης του λογισμικού. Τα στοιχεία που έχουν καταστήσει προσβάσιμα στο κοινό τα ΣΓΠ, από το 1990 και έπειτα είναι:
• Φθηνότεροι ηλεκτρονικοί υπολογιστές, με μεγαλύτερες δυνατότητες αποθήκευσης και επεξεργασίας δεδομένων.
• Πολλές και ποικίλες επιλογές διαφορετικών λογισμικών ανάλογα με τις ανάγκες, αλλά και διαφορετικών τύπων δεδομένων.
• Ύπαρξη πολλών δορυφόρων, άρα και βελτίωση της δυνατότητας παρακολούθησης των αλλαγών επί της επιφάνειας της Γης, καθώς και ανάπτυξη της τηλεανίχνευσης-τηλεπισκόπησης.
Πλέον, οι δυνατότητες είναι τόσες πολλές, αλλά και τα λογισμικά ΣΓΠ τόσο πολυάριθμα, που από το 2010 και έπειτα, υπάρχει και ένας αριθμός από «ελεύθερα»
προγράμματα ανοικτού κώδικα ΣΓΠ, τα οποία είναι προσβάσιμα στον μέσο χρήστη χωρίς κάποιο χρηματικό αντίτιμο.
Μερικές από τις σύγχρονες εφαρμογές των ΣΓΠ3 είναι:
1. Χαρτογράφηση
2. Τηλεπικοινωνίες και υπηρεσίες δικτύου 3. Ανάλυση ατυχημάτων
4. Ανάλυση και παρουσίαση οικιστικής ανάπτυξης 5. Σχεδιασμός δικτύου μεταφορών
6. Αντίκτυπος περιβαλλοντικών αλλαγών 7. Γεωργικές εφαρμογές
8. Πρόβλεψη και πρόληψη κατολισθήσεων 9. Ανάγκες πλοήγησης
10. Πρόβλεψη ζημιών από φυσικές καταστροφές 11. Χαρτογράφηση υδροβιότοπων
12. Ανάλυση της κατανομής τουριστών στις τουριστικές περιοχές 13. Πρόβλεψη ηφαιστειακών εκρήξεων
14. Μελέτες πυκνότητας και χρήσης οδικού δικτύου 15. Επιδημιολογικές μελέτες
Ως παραδείγματα παρατίθενται οι παρακάτω ψηφιακές απεικονίσεις (εικόνα 2, 3):
3 https://www.esri.com/en-us/what-is-gis/history-of-gis
Εικόνα 2: Χάρτης παρουσίασης της πυκνότητας των καρδιοπαθειών στις Η.Π.Α., μεταξύ των ετών 2000 και 2004, κατασκευασμένος με χρήση προγραμμάτων ΣΓΠ (πηγή:
hitconsultant.net/2015/10/29/5-benefits-of-geographic-information-systems-in-healthcare)
Εικόνα 3: Χάρτης των πληθυσμών άγριας πάπιας στις κεντρικές ΗΠΑ, κατά την μετανάστευση αυτών, δημιουργηθείς με χρήση προγράμματος ΣΓΠ (πηγή: www.ducks.org/conservation/
where-ducks-unlimited-works/waterfowl-migration-flyways/du-projects-central-flyway)
1.5 Οι νέες τεχνολογίες στην βελτιστοποίηση της χρήσης γης
Στην σύγχρονη εποχή, τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ - GIS) είναι ευρέως διαδομένα, όχι μόνο στον ερευνητικό τομέα, αλλά και σε κρατικούς φορείς, όπου χρησιμοποιούνται σε εξειδικευμένες εφαρμογές, αναφορικά με τις χρήσεις του εδάφους. Σαφώς, πολλές από τις χρήσεις των ΣΓΠ ήταν γνωστές και σε παλαιότερες δεκαετίες, αλλά μόνο εντός των τελευταίων ετών κατέστη δυνατή η υποστήριξη εφαρμογών ευρείας κλίμακας, λόγω εκθετικής ανάπτυξης των υπολογιστικών και αποθηκευτικών δυνατοτήτων των υπολογιστών. Ένας άλλος παράγοντας που πρέπει να συνυπολογιστεί είναι η «ανανέωση» του ανθρωπίνου δυναμικού που απασχολείται στις σχετικές με τις χρήσεις γης υπηρεσίες, καθώς η νεότερη γενιά εργαζομένων εύλογα εμφανίζει μεγαλύτερη εξοικείωση στις σύγχρονες τεχνολογίες.
Σε πολλά Ευρωπαϊκά κράτη, όπως και στις ΗΠΑ, οι υπάρχοντες ψηφιακοί χάρτες των εκτάσεων της κάθε χώρας χρησιμοποιούνται ήδη για την λήψη αποφάσεων, όπου μάλιστα έχουν μειώσει τους χρόνους αξιολόγησης των παραμέτρων, εφαρμογής αλλαγών, βελτιώσεων και αξιολόγησης των αποτελεσμάτων αυτών (Scholten & Stillwell, 1990). Ακόμη, υφίστανται πλέον διατμηματικά συστήματα ηλεκτρονικής διακυβέρνησης, οπότε οι δυνατότητες συντονισμού εργασιών που πραγματοποιούνται ταυτόχρονα είναι πολύ μεγαλύτερες (Joerin et al., 2001).
Από την άλλη πλευρά, οποιαδήποτε αξιολόγηση και απόφαση για την χρήση γης, έχει καταστεί περισσότερο πολυσύνθετη και δύσκολη, σε αντίθεση με ότι συνέβαινε πριν οι νέες νομοθεσίες θέσουν περιορισμούς για λόγους περιβαλλοντικής προστασίας. Ωστόσο, είναι απαραίτητο να υπάρξουν μετρήσεις όσον αφορά το κατά πόσον ο συνυπολογισμός εργατικού - οικολογικού - οικονομικού κόστους υπερβαίνει ή ισοσκελίζεται από την ταχύτητα απόδοσης κεφαλαίων. Θεωρούμε ως βέλτιστη πρακτική την συναντίληψη ιδιωτικών, δημοσίων, δημοτικών, κοινωνικών φορέων περί του χαρακτήρα και της πολυεπίπεδης απόδοσης κάθε πιθανής και δυνατής χρήσης οποιουδήποτε είδους πόρων. Δηλαδή, προκειμένου να υπάρχει σε πρώτο επίπεδο κρατική αποδοχή, και σε δεύτερη φάση, η εξίσου σημαντική - αν όχι σημαντικότερη - αποδοχή εκ μέρους του κοινωνικού συνόλου, έκαστο σχέδιο εκμετάλλευσης γης πρέπει να διατηρεί ένα περιβαλλοντικό ισοζύγιο, αλλά να κινείται και εντός ενός εύλογου περιθωρίου κέρδους, ώστε σε μεσοπρόθεσμο και μακροπρόθεσμο χρονικό διάστημα, να μπορεί να δικαιολογηθεί η βιωσιμότητα της επένδυσης για να ικανοποιηθεί ο επενδυτικός φορέας, είτε είναι κρατικός ή ιδιωτικός (Van Lier, 1998).
1.6 Συνδυασμός GIS και MCDA στην αξιολόγηση της καταλληλότητας μίας έκτασης
Η τελευταία εξέλιξη στην διαδικασία της λήψης αποφάσεως είναι ο συνδυασμός των ΣΓΠ με τα Πολυπαραγοντικά Συστήματα Ανάλυσης Αποφάσεων (MCDA - Multi Criteria Decision Analysis). Η διαδικασία λειτουργίας και συλλογιστικής πορείας αυτών των συστημάτων είναι πολύπλοκη, αλλά συνοπτικά, οι παράμετροι που αξιολογούνται είναι (Joerin et al., 2001):
• Επιλεγμένη τοποθεσία
• Αξιολόγηση της καταλληλόλητας της έκτασης για το επιλεγμένο έργο
• Δυνατότητες αλληλοϋποστήριξης από υφιστάμενες δομές και παρακείμενα υφιστάμενα αναπτυξιακά έργα
Πρακτικά, η διαδικασία δεν είναι η επιλογή ενός τμήματος μίας γενικής τοποθεσίας, με βάση τα κριτήρια που έχουν τεθεί, αλλά η κατηγοριοποίηση των διαφορετικών τμημάτων μίας περιοχής με βάση έναν δείκτη καταλληλότητας. Οι εφαρμοζόμενες τεχνικές μπορεί να περιέχουν Θεωρία Boole (Hall et al., 1992) ή νευρωνικά δίκτυα (Wang, 1994). Ειδικότερα, στην εν λόγω διαδικασία, τα συνηθέστερα χρησιμοποιούμενα ηλεκτρονικά αρχεία είναι τα ψηφιδωτά (raster) (Jankowski, 1995;
Laaribi et al., 1996).
Ακόμη, ένα επιπλέον επικουρικό εργαλείο είναι το Σύστημα Υποστηρικτικής Λήψης Αποφάσεων (DSS - Decision Support Systems), το οποίο καλείται Χωρική Επιλογή Συνόλου (SGC - Spatial Group Choice) και αναπτύχθηκε από τους Jankowski et al, 1997. Αυτό το εξειδικευμένο σύστημα περιλαμβάνει χωρική οπτικοποίηση, κατηγοριοποίηση πιθανών αποφάσεων και πολυπαραγοντική λήψη απόφασης.
1.7 Μοντέλο MAGISTER - Η εξέλιξη των Συστημάτων Λήψης Αποφάσεων
Το MAGISTER (Multicriteria Analysis and GIS for Territory - Πολυπαραγοντική Ανάλυση και ΣΓΠ για περιοχές) είναι ένα μοντέλο που στοχεύει στον βέλτιστο σχεδιασμό χρήσεως γης (Joerin et al., 2001) (εικόνα 4). Ουσιαστικά, χρησιμοποιείται στο να μετατρέψει τις γενικές κατευθύνσεις αναπτύξεως μίας οποιαδήποτε δυνητικής χρήσης γης, σε ολοκληρωμένες προτάσεις που να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις, αλλά και στους διαθέσιμους πόρους (Densham, 1991). Τα βασικά μέρη αυτού του μοντέλου είναι:
• Σύστημα διαχείρισης δεδομένων
• Κατάλογος διαθέσιμων μοντέλων
• Μονάδα αξιολόγησης λύσεων και λήψης αποφάσεων
