Ανάπτυξη υπηρεσιών προστιθέμενης αξίας με αξιοποίηση web services σε περιβάλλον ανοικτού κώδικα στο διαδίκτυο

Abstract

Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι ο συνδυασμός υπηρεσιών που παρέχονται στο διαδίκτυο ως web services με υπολογισμούς που αφορούν περιβαλλοντικές παραμέτρους, προκειμένου να παραχθούν νέα δεδομένα με χωρική αναφορά, χωρίς την προαπαίτηση ύπαρξης ψηφιακών χαρτών, δηλαδή με χρήση μόνο υπηρεσιών που παρέχονται στο internet. Με τον τρόπο αυτό τεκμηριώνεται η δυνατότητα αξιοποίησης των υπηρεσιών που παρέχονται ως υπηρεσίες web για τη δημιουργία νέων δεδομένων με χωρική αναφορά, χωρίς άλλες απαιτήσεις σε χωρικά δεδομένα, πέραν της αξιοποίησης των συγκεκριμένων υπηρεσιών.

Συγκεκριμένα, επιλέχθηκαν δύο υπηρεσίες που προσφέρονται δωρεάν από την Google και αφορούν τον υπολογισμό υψομέτρων και τη δρομολόγηση μεταξύ δύο σημείων, οι οποίες συνδυάστηκαν με μαθηματικό τύπο υπολογισμού θερμιδικής κατανάλωσης ποδηλατών προκειμένου να εμπλουτιστούν οι χάρτες που διατίθενται στο περιβάλλον Google maps με δεδομένα θερμιδικής κατανάλωσης και ευκολίας ποδηλατικών διαδρομών. Για την επίτευξη του σκοπού που αναφέρεται πιο πάνω, αντικείμενο της εργασίας ήταν η ανάπτυξη αλγορίθμου για την απόδοση υψομετρικής πληροφορίας και κατ’ επέκταση τον υπολογισμό κλίσεων σε διαδρομές επί οδικών δικτύων σε μία δεδομένη περιοχή με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού ΡΗΡ.

Τα αποτελέσματα της εφαρμογής αυτής μπορούν να αξιοποιηθούν από εργαλεία προσομοίωσης περιβαλλοντικής επιβάρυνσης, υπολογισμού έκθεσης σε συγκεντρώσεις ρύπων, καθώς και αξιολόγησης δυσκολίας διαδρομών με διάφορα μέσα (ποδήλατο, πεζοπορία, κ.ά.). Στη συγκεκριμένη περίπτωση η εξαγόμενη πληροφορία (κλίσεις διαδρομών οδικού δικτύου) επιλέχθηκε να αξιοποιηθεί για τον υπολογισμό της κατανάλωσης θερμίδων ενός μέσου ποδηλάτη, επιλογή η οποία έγινε μόνο για λόγους επίδειξης των δυνατοτήτων αξιοποίησης των web services, οι οποίες προφανώς είναι απεριόριστες.

Συγκεκριμένα, δημιουργήθηκαν τυχαία σημεία στα όρια μίας τυχαία επιλεγμένης περιοχής, σχεδιάστηκαν τυχαίες δρομολογήσεις μεταξύ των σημείων αυτών και υπολογίστηκαν οι κλίσεις των τμημάτων των παραγμένων διαδρομών. Η πληροφορία αυτή τροφοδοτεί ένα μοντέλο υπολογισμού της θερμιδοκατανάλωσης ενός μέσου ποδηλάτη για κάθε τμήμα της εκάστοτε διαδρομής. Τα αποτελέσματα απεικονίστηκαν σε διαγράμματα καθώς επίσης και στο Google Earth.

Ο αλγόριθμος αυτός μπορεί να αποτελέσει τη βάση για την υλοποίηση εφαρμογών προσομοίωσης περιβαλλοντικής επιβάρυνσης, υπολογισμού έκθεσης σε συγκεντρώσεις ρύπων, καθώς και αξιολόγησης δυσκολίας διαδρομών με διάφορα μέσα όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, αλλά και πολλές άλλες εφαρμογές όπως την αξιολόγηση της ροής και της συγκέντρωσης των βρόχινων υδάτων και την απεικόνιση αυτών.

The purpose of this thesis is the combination of services provided on the internet as Web Services including calculations involving environmental parameters, in order to produce new data with spatial reference, without any prerequisite for digital maps, requiring just services provided on the internet. This is how the possibility of utilizing the services provided as web services to create new data with spatial reference is documented, without any other requirements to spatial data beyond the use of such services.

In particular, two services were selected, which are offered for free by Google and are calculating altitude and routing between two points, which were combined with a mathematical formula for calculating cyclists calorie consumption in order to enrich maps available to Google maps with calorie consumption data and cycling routes convenience. To achieve the purpose mentioned above, the subject of the project was the development of an algorithm in order to determine elevation data and therefore calculate slopes of routes on a road network in a given area using the PHP programming language.

The results of this application can be exploited by simulation tools of environmental burden, calculating the exposure to pollutant concentrations, as well as the evaluation of the path access by various means (cycling, hiking etc.). In this particular case, the exported information (slopes) is being used to calculate the calorie consumption of an average cyclist, an option which was only for the demonstration of the capabilities of web services, which are apparently unlimited.

Specifically, random points were generated near the boundaries of a randomly selected area, random routes were created between these points and finally slopes were calculated for each segment of the generated routes. This information feeds a calorie consumption calculator for an average cyclist for every part of each path. The results were reflected in diagrams and also in Google Earth.

This algorithm can be the basis for the implementation of simulation applications of environmental burden, calculating the exposure to pollutant concentrations, as well as the evaluation of the path access by various meansas mentioned above, but also many other applications, such as the evaluation of rain water flow and concentration, and their illustration.