ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ T.E.
ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ
Ανάπτυξη Διαδικτυακής Εφαρμογής Διαχείρισης Δασικών Δεδομένων ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ
Πάρης Γιάντσιος ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ
Δρ. Ευάγγελος Φιλιππίδης
Οργάνωση παρουσίασης 1. Γενικά στοιχεία – Τοποθέτηση προβλήματος – Σκοπός 2. Παρουσίαση έργου – Επίδειξη λειτουργίας 3. Μεθοδολογία υλοποίησης 4. Προτάσεις για μελλοντικές βελτιώσεις 5. Συζήτηση και επίλυση αποριών
Γενικά στοιχεία Δασικά Οικοσυστήματα Δασικό οικοσύστημα ή δάσος χαρακτηρίζεται ένα πολύπλοκο οικοσύστημα με φυτά και ζώα στο οποίο κυριαρχούν τα δενδρώδη δασικά είδη. Παράγουν ποικιλία υλικών αγαθών, όπως βιομάζα ξύλου, βοσκήσιμη ύλη, καρπούς. Προσφέρουν πλήθος άυλων υπηρεσιών, όπως προστασία εδαφικών πόρων, δέσμευση και αποθήκευση CO2, διατήρηση της βιοποικιλότητας, ρύθμιση απορροής νερού κ.ά. Προσφέρουν ευκαιρίες για ποικίλες δραστηριότητες αναψυχής, συμβάλλοντας στην ευζωία του ανθρώπου.
Γενικά στοιχεία Ανάγκη ορθολογικής διαχείρισης δασικών οικοσυστημάτων Η ανθρώπινη παρέμβαση στα δάση με σκοπό την εκμετάλλευσή τους (π.χ. ξυλοπαραγωγή), διαταράσσει τις φυσικές ιδιότητες των δασικών οικοσυστημάτων. Ο ταχύς ρυθμός ανθρωπογενούς αλλαγής του κλίματος και διάφορα ακραία φυσικά φαινόμενα, εντείνουν ακόμη περισσότερο την πίεση που δέχονται τα δάση από τον άνθρωπο. Αυτή η μείωση και υποβάθμιση των δασών, οδήγησε στην ανάγκη ορθολογικής διαχείρισής τους, για την προστασία και τη βιώσιμη εκμετάλλευσή τους.
Για το σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε η επιστήμη της Δασοκομίας.
Γενικά στοιχεία Συλλογή δασικών δεδομένων Στα πλαίσια του σχεδιασμού μιας ολοκληρωμένης διαχείρισης ενός δασικού οικοσυστήματος, είναι απαραίτητη η συλλογή και διατήρηση ακριβών και λεπτομερειακών δασικών δεδομένων και πληροφοριών. Οι δασολόγοι συγκεντρώνουν από το πεδίο του δάσους διάφορα πρωτογενή δασικά δεδομένα σχετικά με τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος, την ξυλώδη βλάστηση και την παραγωγικότητα. Μετά από ανάλυση και επεξεργασία των δασικών δεδομένων, λαμβάνονται οι αποφάσεις για την αξιοποίηση και προστασία του δάσους και συντάσσεται η τελική διαχειριστική μελέτη.
Τοποθέτηση προβλήματος Ο όγκος των πρωτογενών δεδομένων που συγκεντρώνονται από τους δασολόγους στο πεδίο του δάσους είναι μεγάλος. Τα δεδομένα, συνήθως, προέρχονται από διάφορες πηγές ή συλλέγονται σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. Η διαδικασία επεξεργασίας και ανάλυσης των δεδομένων που συγκεντρώνονται είναι ιδιαίτερα πολύπλοκη. Εξαιτίας αυτής της πολυπλοκότητας είναι αναγκαία η χρήση Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS). Τα ΣΓΠ επιτρέπουν τη χαρτογράφηση μεγάλων δασικών εκτάσεων, καθώς και τη διαχείριση και ανάλυση δεδομένων και πληροφοριών από αυτά, ώστε να διευκολύνεται η εποπτεία, η εξαγωγή συμπερασμάτων και η βέλτιστη διαχείρισή τους.
Τοποθέτηση προβλήματος
ESRI ArcGIS
Τοποθέτηση προβλήματος Αν και τα πλεονεκτήματα χρήσης ενός ΣΓΠ είναι πολυάριθμα και αναμφισβήτητα, προκύπτουν μερικοί σημαντικοί περιορισμοί.
Απαιτείται άρτια εκπαιδευμένο προσωπικό. Η εκπαίδευση είναι χρονοβόρα και απαιτεί γνώσεις συγκεκριμένων επιστημονικών κλάδων. Η διάθεση των δεδομένων είναι περιορισμένη. Απαιτούνται ειδικά προϊόντα λογισμικού και H/Y με μεγάλη επεξεργαστική ισχύ. Μεγάλο κόστος απόκτησης, τεχνικής υποστήριξης και συντήρησης.
Περιορισμένη επεκτασιμότητα.
Σκοπός του έργου Βασικός σκοπός του έργου ήταν η ανάπτυξη και λειτουργία μιας σύγχρονης Διαδικτυακής Εφαρμογής Διαχείρισης Δασικών Δεδομένων, δίνοντας ταυτόχρονα λύσεις στους περιορισμούς που προκύπτουν από τη χρήση Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS). Ως πεδίο εφαρμογής επιλέχθηκε το Πανεπιστημιακό Δάσος Περτουλίου στα Τρίκαλα. Για τον σκοπό υλοποίησης του έργου, παραχωρήθηκαν από τον φορέα διαχείρισης του Π.Δ. Περτουλίου: i. Διαχειριστικό Σχέδιο Π.Δ. Περτουλίου περιόδου 2009-2018 ii. Πίνακες και παραρτήματα που συνόδευαν το Διαχειριστικό Σχέδιο iii.Γεωγραφικά δεδομένα που προήλθαν από τη χρήση ΣΓΠ iv.Πρωτογενή δασικά δεδομένα που συγκεντρώθηκαν στο πεδίο
Δείγμα υλικού
Παρουσίαση έργου Σημαντικότερες δυνατότητες της ιστοσελίδας Παρουσίαση του Π.Δ. Περτουλίου μέσω διαδικτυακών χαρτών. Προβολή διαφόρων επιπέδων γεωγραφικών πληροφοριών, όπως όρια δάσους, δασικά τμήματα, οδικό δίκτυο, υψομετρικά σημεία κ.ά. Επιλογή 40+ χαρτογραφικών υπόβαθρων, όπως Google Maps, Bing Maps, OSM, Κτηματολόγιο Α.Ε. κ.ά. Παρουσίαση του Διαχειριστικού Σχεδίου του Π.Δ. Περτουλίου με δυνατότητα γρήγορης ανάγνωσης των άρθρων. Παρουσίαση πρωτογενών δασικών δεδομένων ανά δασικό τμήμα ή είδος δεδομένων.
Παρουσίαση έργου Δυνατότητες της ιστοσελίδας (συνέχεια) Παρουσίαση στατιστικών στοιχείων με πίνακες και γραφήματα. Φιλτράρισμα δεδομένων με άμεση επισήμανση αποτελεσμάτων. Ταξινόμηση δεδομένων με ταυτόχρονη ενημέρωση γραφημάτων. Εμφάνιση καιρικών συνθηκών ανά τρέχουσα χρονική στιγμή. Ενημέρωση μέσω ανακοινώσεων και υποστήριξη RSS. Δυνατότητα επικοινωνίας μέσω φόρμας επικοινωνίας.
Παρουσίαση έργου Δυνατότητες διαχείρισης περιεχομένων Σύνδεση με τη χρήση προσωπικού κωδικού πρόσβασης. Εισαγωγή, ενημέρωση ή διαγραφή φύλλων περιγραφής δασικών τμημάτων με πρωτογενή δασικά δεδομένα. Διαχείριση των επιπέδων γεωγραφικών πληροφοριών με αποστολή ή διαγραφή αρχείων KML. Δημιουργία, ενημέρωση ή διαγραφή ανακοινώσεων και άρθρων. Διαχείριση του slideshow της αρχικής σελίδας. Τροποποίηση γενικών ρυθμίσεων της ιστοσελίδας.
Παρουσίαση έργου Χαρακτηριστικά της ιστοσελίδας Πρωτότυπο έργο, ειδικά προσαρμοσμένο στις ανάγκες. Λειτουργική προσέγγιση και μοντέρνα αισθητική. Αξιοποίηση σύγχρονων και ανοιχτών τεχνολογιών. Έγκυρη σύνταξη κώδικα, σύμφωνα με τα πρότυπα του W3C. Πρόσβαση από όλους τους σύγχρονους πλοηγητές ιστού. Πρόσβαση από οποιαδήποτε συσκευή. Εύκολη πρόσβαση σε χρήστες με προβλήματα αναπηρίας. Ασύγχρονη επικοινωνία πελάτη-διακομιστή.
Ικανοποιητική λειτουργία σε περιβάλλον χωρίς JavaScript. Προστασία από επιθέσεις, ελάχιστη συντήρηση, επεκτασιμότητα.
Επίδειξη διαδικτυακής εφαρμογής http://www.pertouliforest.gr/
Υλοποίηση έργου Ροή εργασιών Συγκέντρωση υλικού Αρχικός σχεδιασμός και προσαρμογή έργου Ανάπτυξη ιστοσελίδας Σύνταξη πηγαίου κώδικα, Σχεδιασμός template, Δημιουργία γεωγραφικών επιπέδων πληροφοριών κ.ά.
Εισαγωγή δεδομένων Έλεγχος και βελτιστοποίηση Σύνταξη βιβλίου τεκμηρίωσης
Υλοποίηση έργου Γλώσσες/Πρότυπα/Διεπαφές/ Βιβλιοθήκες/Επεκτάσεις
Εργαλεία ανάπτυξης
http://www.pertouliforest.gr/project
Υλοποίηση έργου Αρχιτεκτονική MVC Το μοντέλο MVC είναι ένα αρχιτεκτονικό πρότυπο σχεδίασης εφαρμογών που χρησιμοποιείται στην τεχνολογία λογισμικού και διαχωρίζει την εφαρμογή σε τρία επίπεδα, Model, View και Controller, έτσι ώστε οι τροποποιήσεις σε ένα επίπεδο να γίνονται με τον ελάχιστο αντίκτυπο στα άλλα. Κάθε επίπεδο επιτελεί ξεχωριστό έργο και συνεργάζεται με τα άλλα επίπεδα, χωρίς ωστόσο να συμπλέκονται μεταξύ τους. Βασικά πλεονεκτήματα: Διαχωρισμός προβλημάτων
Επεκτασιμότητα Ευκολότερη συντήρηση και αποσφαλμάτωση
Υλοποίηση έργου Αρχιτεκτονική MVC Στο επίπεδο models είναι τοποθετημένες όλες οι λειτουργίες που αφορούν εργασίες που εκτελούνται στο παρασκήνιο, όπως έλεγχος τιμών που αποστέλλει ο χρήστης, επεξεργασία και ανάλυση δεδομένων, εκτέλεση αλγορίθμων, επικοινωνία με τη βάση δεδομένων, πιστοποίηση χρηστών κ.λπ. Το επίπεδο των views είναι αποκλειστικά υπεύθυνο για το οπτικό αποτέλεσμα που πρέπει να εμφανιστεί στην οθόνη του χρήστη. Λαμβάνει τα απαραίτητα δεδομένα που αποστέλλει κάποιο model και παράγει κώδικα HTML για τη δημιουργία τις εκάστοτε σελίδας.
O controller είναι αυτός που αποφασίζει ποιο model και κατά συνέπεια ποιο view πρέπει να εκτελεστεί.
Υλοποίηση έργου Αρχιτεκτονική MVC
Βάση Δεδομένων
Model
View
Controller Διακομιστής Πελάτης Επιστροφή HTML με απάντηση HTTP
Αίτηση HTTP
Πλοηγητής Ιστού
Υλοποίηση έργου Αρχιτεκτονική MVC
Βάση Δεδομένων
Model
View
Controller Διακομιστής Πελάτης
Αίτηση HTTP
Κλήση AJAX
Επιστροφή JSON με απάντηση HTTP
AJAX Handler
Πλοηγητής Ιστού
Επιστροφή HTML με απάντηση HTTP
Υλοποίηση έργου Οργάνωση αρχείων
Υλοποίηση έργου Ασφάλεια Προετοιμασμένες δηλώσεις (prepared statements) Αποφυγή ευπαθειών XSS (cross-site scripting) Κρυπτογράφηση κωδικών πρόσβασης με SHA-1 Χρήση συστήματος CAPTCHAs Προστασία διευθύνσεων ηλεκτρονικού ταχυδρομείου
Προτάσεις για μελλοντικές βελτιώσεις Προσαρμοσμένη αναζήτηση Εξαγωγή δεδομένων
Χρονικός παράγοντας στα δασικά δεδομένα Σύγκριση δασικών τμημάτων Βελτίωση ακρίβειας γεωγραφικών επιπέδων πληροφοριών Γεωγραφικά επίπεδα πληροφοριών από πρωτογενή δεδομένα Επέκταση βάσης δεδομένων – Υποστήριξη οποιουδήποτε δάσους Βελτίωση συστήματος σύνδεσης χρηστών Σύνταξη όρων χρήσης Μετάφραση Συντήρηση
Πρακτική άσκηση
Ευχαριστώ! Πάρης Γιάντσιος E-MAIL: PORTFOLIO: LINKEDIN:
pgian@sermac.gr pgian.sermac.gr linkedin.com/in/pgian