Δημοσιοποίηση σεισμολογικών δεδομένων στον παγκόσμιο ιστό

Abstract

Η παρούσα εργασία αφορά τη δημοσιοποίηση σεισμολογικών δεδομένων στον παγκόσμιο ιστό, μέσω κατάλληλου λογισμικού ανοικτού κώδικα (open source), το οποίο έχει τη δυνατότητα δυναμικής άντλησης δεδομένων από τοπικές ή και διεθνείς βάσεις δεδομένων. Πιο συγκεκριμένα στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας: Έγινε διερεύνηση των διαθέσιμων λογισμικών ανοικτού κώδικα που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για το σκοπό της εφαρμογής και επιλέχθηκε το λογισμικό OpenLayers, ως το πλέον κατάλληλο για την απεικόνιση των δεδομένων της εφαρμογής. Έγινε μετατροπή δύο σχεσιακών βάσεων δεδομένων του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών από Microsoft Access σε χωρικές βάσεις PostGIS ώστε να μπορέσουν να τροφοδοτήσουν τη διαδικτυακή εφαρμογή με βασικά θεματικά επίπεδα όπως επίκεντρα σεισμών, δίκτυο επιταχυνσιογράφων, μακροσεισμικές εντάσεις σεισμών κ.α. Έγινε επιλογή και εισαγωγή στην εφαρμογή μιας σειράς επιπλέον θεματικών επιπέδων, τα οποία σχετίζονται άμεσα με τους σεισμούς και δίνουν στο χρήστη μια πληρέστερη εικόνα για τη σεισμική συμπεριφορά της χώρας. Τα επίπεδα αυτά είναι τα ηφαίστεια, τα όρια των τεκτονικών πλακών, ένα μοντέλο ζωνών σεισμικών πηγών και οι ζώνες επικινδυνότητας του Νέου Αντισεισμικού Κανονισμού. Ως εμφανιζόμενο υπόβαθρο του χάρτη της εφαρμογής τέθηκε ένα διανυσματικό αρχείο σε μορφή shapefile με τα πολύγωνα των νομών της Ελλάδας και εναλλακτικά δορυφορικός χάρτης της Ελλάδας που αντλήθηκε απ΄ευθείας από τους servers της Google ("Google Satellite"), χάρτης με τους κύριους οδικούς άξονες της Ελλάδας από την ίδια πηγή ("Google Streets") και υβριδικό υπόβαθρο με δορυφορικό χάρτη και δρόμους ("Google Hybrid"). Τέλος δόθηκε η δυνατότητα εμφάνισης και των ζωνών σεισμικής επικινδυνότητας του Νέου Αντισεισμικού Κανονισμού ως υπόβαθρο. Για κάθε ένα από τα προς απεικόνιση επίπεδα, εκτός από τα υπόβαθρα της Google, κατασκευάστηκαν τα αντίστοιχα αρχεία με προέκταση .map τα οποία απαιτούνται ως ενδιάμεσος κρίκος μεταξύ της βάσης δεδομένων ή των αρχείων σε μορφή shapefile και του λογισμικού OpenLayers, για τον προσδιορισμό του τρόπου απεικόνισης των δεδομένων μέσω του λογισμικού MapServer. Τα αρχεία αυτά δημιουργήθηκαν με τέτοιο τρόπο ώστε να θέτουν σε εφαρμογή τα πρότυπα υπηρεσιών WMS και WFS κατά περίπτωση για τον τρόπο προβολής και πρόσβασης στα στοιχεία. Προκειμένου να γίνει σωστή απεικόνιση των θεματικών επιπέδων μορφής WFS στο χάρτη, όλα τα δεδομένα μετασχηματίστηκαν στην προβολή που χρησιμοποιεί η Google για τους χάρτες της, που είναι μια σφαιρική μερκατορική προβολή. Προγραμματίστηκε η εφαρμογή, δημιουργώντας ιστοσελίδες με τη χρήση γλώσσας προγραμματισμού HTML και Javascript και χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκγ κώδικα του λογισμικού OpenLayers. Ενσωματώθηκε στην εφαρμογή η δυνατότητα επιλογής ενεργού επιπέδου για τη διενέργεια ερωτημάτων προς τη βάση. Το αποτέλεσμα των ερωτημάτων αυτών μπορεί να είναι: η εμφάνιση περιγραφικής πληροφορίας στο χάρτη καθώς το ποντίκι περνάει πάνω από ένα χαρακτηριστικό, το άνοιγμα ενός νέου παράθυρου με εξειδικευμένες πληροφορίες για ένα χαρακτηριστικό ή τέλος η εμφάνιση περιγραφικής πληροφορίας σε κατάλληλο σημείο της ιστοσελίδας. Στόχος της περιγραφείσας εφαρμογής είναι η παροχή αξιόπιστης και με δυναμική ενημέρωση πληροφόρησης τόσο στον απλό πολίτη όσο και σε εξειδικευμένους επιστήμονες για σημαντικά στοιχεία που αφορούν τη σεισμική δραστηριότητα στην Ελλάδα. Για το σχεδιασμό της εφαρμογής και τον έλεγχο της σωστής λειτουργίας της, επιλέχθηκαν από τη βάση δεδομένων του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, 10 χαρακτηριστικοί σεισμοί προς απεικόνιση, με όλα τα σχετιζόμενα με αυτούς στοιχεία και το δίκτυο επιταχυνσιογράφων που περιλαμβάνονται στη βάση του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου.

This dissertation concerns the publication of seismological data in the world wide web, through the use of appopriate open source software, which has the capability of loading and presenting data from local or international databases and/or servers. More specifically in the context of this work: A research has been conducted about available open source software appropriate for the application under construction and the software "OpenLayers" has been selected as most convenient for representing the dissertation data. Two databases about earthquakes, provided by the National Observatory of Athens, have been converted from relational form (Microsoft Access) to spatial database form (PostGIS) in order for them to supply the project with its basic thematic elements such as earthquakes epicenters, accelerographs network, macroseismic earthquakes intensities and more. Aditional thematic data, having a direct connection to earthquakes, have been selected and inserted in the application. This information adds significantly to the user's knowledge of the seismic behavior in Greece. These extra layers of data are volcanoes, tectonic plates boundaries, a model of seismic source zones and seismic danger zones of the New Greek Antiseismic Regulations. Serving as main base layer for the application, a polygon shapefile of the prefectures of Greece has been used and as an alternative multiple maps provided by the well known industry-standard Google. These background maps include satellite imagery, known as "Google Satellite", street maps ("Google Streets") and hybrid satellite-street maps ("Google Hybrid"). Finally the user was given the option to to use as background map the seimsic danger zones of the New Greek Antiseismic Regulations. For each one of the displayed layers of data, except Google Maps, the corresponding map files were formed, that serve as a link between the databases or shapefiles and OpelLayers, in order to define the display styles of the data as well as connection settings to the database.These styles are applied through MapServer software which translates the map files to images or features using the WMS/WFS protocols accordingly. In order for the WFS layers to be correctly displayed on the map, when Google maps are chosen to act as base layers, a need occured to convert all layers of data to the Google projection, which is a spherical Mercator projection. A web-based application has been programmed, resulting in web pages built using HTML combined with Javascript and making use of the OpenLayers code library. The ability to choose between certain layers to act as active layers for queries to the database has been programmed in the application. The result of these queries can be either the display of descriptive information in the map as the mouse hovers over features, or a new url window with specific information related to the chosen feature or the display of descriptive information in a special area of the web page reserved for this purpose. The goal of the previously described application is to supply reliable, dynamically updated information about seismic activity in Greece, not only to the home user but also to all interested scientific parties. For the design, implementation and testing purposes of this project, 10 characteristic earthquakes have been chosen for display, from the database provided by the National Observatory of Athens, as well as all related information and the accelerographs network recorded in the database.