Σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών

Το Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών (Geographic Information System, GIS) είναι τεχνολογική υποδομή που επιτρέπει τη συλλογή, αποθήκευση, επεξεργασία, ανάλυση και οπτικοποίηση χωρικών δεδομένων. Η δύναμη του έγκειται στην ικανότητά του να συνδυάζει χωρική πληροφορία (γεωγραφική θέση) με περιγραφικά δεδομένα (attributes), επιτρέποντας πολυδιάστατες χωρικές αναλύσεις. Θεωρείται ισχυρό εργαλείο για την κατανόηση χωρικών σχέσεων και τη λήψη αποφάσεων με χωρική διάσταση.

Δομή και αρχιτεκτονική ενός GIS

Δεδομένα και υποσυστήματα

Τα GIS βασίζονται στην ενότητα χωρικών δεδομένων (π.χ. σημεία, γραμμές, πολύγωνα, raster) και attribute δεδομένων (π.χ. δημογραφικά, περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά). Η συσχέτισή τους επιτρέπει να εκτελούνται χωρικές αναλύσεις.

Η αρχιτεκτονική ενός πλήρους GIS περιλαμβάνει:

Υποσύστημα εισαγωγής (π.χ. GPS, LiDAR, δορυφορικές εικόνες).

Βάση χωρικών δεδομένων (π.χ. PostGIS, SpatiaLite).

Επεξεργασία / ανάλυση (buffer, overlay, χωρική στατιστική).

Οπτικοποίηση / χαρτογράφηση (desktop και web GIS).

Εξαγωγή αποτελεσμάτων / APIs.

Η GDAL/OGR (Geospatial Data Abstraction Library) χρησιμοποιείται ως κοινή διεπαφή για πολλές μορφές χωρικών δεδομένων, συμβάλλοντας στη διαλειτουργικότητα των GIS εφαρμογών .

Λογισμικό GIS

Το λογισμικό χωρίζεται σε εμπορικό (π.χ. ArcGIS) και ανοικτό / ελεύθερο (π.χ. QGIS, GRASS, gvSIG). Η ανοικτή κοινότητα GIS (π.χ. OSGeo) υποστηρίζει την ανάπτυξη λογισμικού, προτύπων και κοινών υποδομών.

Μια συστηματική συλλογική ματιά στις ανοικτές υποδομές παρουσιάζεται στο άρθρο Open-source geospatial tools and technologies for urban and environmental studies, το οποίο τονίζει τη σημασία των ανοιχτών δεδομένων, του ανοικτού λογισμικού και των ανοικτών προτύπων ως συστατικών ενός βιώσιμου οικοσυστήματος GIS.

Επίσης στο άρθρο A Systematic Review of Open-Source GIS Platforms αξιολογούνται οι εξελίξεις και οι δυνατότητες πλατφορμών όπως η QGIS, η GRASS, η gvSIG και η SAGA, εξετάζοντας την υιοθέτησή τους σε έρευνα και εφαρμογές .

Εφαρμογές του GIS

Περιβάλλον και φυσικοί πόροι

Το GIS εξυπηρετεί μελέτες αλλαγών χρήσης γης, υδρολογίας, κινδύνων φυσικών καταστροφών και προστασίας οικοσυστημάτων.

Γεωργία ακριβείας

Η χρήση GIS στη γεωργία ακριβείας ενισχύεται μέσω της ενσωμάτωσης διαφορετικών πηγών δεδομένων για εκτίμηση χαρακτηριστικών εδάφους και λήψη διαχειριστικών αποφάσεων. Το άρθρο An Open-Source Platform for GIS Data Management and Integration for Precision Agriculture παρουσιάζει μία πλατφόρμα που διευκολύνει τη συλλογή, την οπτικοποίηση και την ανάλυση εδαφικών δεδομένων σε ανοικτό περιβάλλον.

Επιπλέον, μια συστηματική ανασκόπηση της Mathenge, Sonneveld & Broerse (2022) περιγράφει τις εφαρμογές GIS στη γεωργία ως εργαλείο ενίσχυσης της τεκμηριωμένης λήψης αποφάσεων και βιωσιμότητας.

Κοινωνικές εφαρμογές και ποιοτικό GIS

Το ποιοτικό GIS (qualitative GIS) συνδυάζει ποιοτικά δεδομένα (π.χ. συνεντεύξεις, χάρτες γνώμης) με χωρικές τεχνικές. Η ανασκόπηση των Muenchow, Schäfer & Krüger (2019) επισημαίνει ότι η χρήση ανοικτών εργαλείων και η διαφάνεια στις μεθόδους είναι κρίσιμες για την επαναληψιμότητα και τη διασταύρωση αποτελεσμάτων .

Ανισότητες στην πόλη και χωρική στατιστική

Οι GIS μέθοδοι αξιοποιούνται για την ανάλυση αστικών ανισοτήτων: κατανομή υπηρεσιών, πράσινων χώρων, προσβασιμότητα και υγεία. Στην έκδοση Statistical Perspectives on Urban Inequality: A Systematic Review of GIS-Based Methodologies and Applications, η Gorjian αναλύει 201 άρθρα που χρησιμοποιούν χωρική στατιστική, clustering, και χωρτικές παλέτες σε αστικά πλαίσια .

GIS-portal και εφαρμογές πόλης

Το άρθρο A GIS-portal platform from the data perspective to energy applications (urban scale) παρουσιάζει πώς οι web GIS πλατφόρμες μπορούν να λειτουργήσουν ως πύλες δεδομένων με εφαρμογές ενέργειας στην αστική κλίμακα, ενσωματώνοντας πολυδιάστατα δεδομένα .

Προκλήσεις

Διαλειτουργικότητα και πρότυπα: χωρίς υιοθέτηση ανοικτών προτύπων (π.χ. OGC WMS/WFS), η ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ διαφορετικών συστημάτων περιορίζεται .

Υπολογιστικοί πόροι / Big data: η διαχείριση μεγάλων χωρικών δεδομένων απαιτεί αποδοτικά συστήματα επεξεργασίας — όπως επισημαίνεται στην ανασκόπηση για τα γεωχωρικά big data .

Ποιότητα δεδομένων και ετερογένεια: η ποικιλία πηγών συνεπάγεται ανάγκη για καθαρισμό, γεωαναφορά, έλεγχο εγκυρότητας.

Απόρρητο και νομοθεσία: ειδικά για κοινωνικά και υγειονομικά δεδομένα, απαιτείται συμμόρφωση προς κανονισμούς όπως ο GDPR.

Βιωσιμότητα και συντήρηση: τα ανοικτά συστήματα χρειάζονται διαρκή υποστήριξη, τεκμηρίωση και κοινοτική συνεισφορά.

Προοπτικές

Τεχνητή νοημοσύνη και χωρική ανάλυση: ενσωμάτωση ML/AI αλγορίθμων (τύπου ταξινόμησης εικόνων, πρόβλεψης χωρικών μοτίβων).

Cloud GIS / Web GIS: η μεταφορά GIS στο νέφος ενισχύει την προσβασιμότητα, την κλιμακούμενη επεξεργασία και συνεργατικές υποδομές (όπως στα portal) .

Συμμετοχικό GIS / ποιοτικό GIS: ενίσχυση της συμμετοχής της κοινότητας σε χωρικές διαδικασίες, με διαφανείς και επαναληπτικές μεθόδους .

Διαλειτουργικές πλατφόρμες δεδομένων: portals που ενσωματώνουν open data, APIs και web GIS για εφαρμογές (π.χ. ενέργεια, παρακολούθηση πόλεων).

Χειρισμός 3D / πραγματικού χρόνου / IoT δεδομένων: εισαγωγή αισθητήρων, point clouds και δεδομένων χρονικών σειρών για 4D αναλύσεις .

Το GIS αποτελεί θεμελιώδη τεχνολογία για τη χωρική κατανόηση πολύπλοκων συστημάτων — από αγροτικές εφαρμογές έως αστικές ανισότητες και διαχείριση ενέργειας. Η ενσωμάτωση νέων τάσεων όπως AI, cloud GIS, ποιοτικό GIS και ανοικτά πρότυπα ανοίγει σημαντικές δυνατότητες. Ταυτόχρονα, οι προκλήσεις της ποιότητας δεδομένων, υπολογιστικών απαιτήσεων και βιωσιμότητας παραμένουν κρίσιμα ζητήματα προς αντιμετώπιση.

Βιβλιογραφία

Coetzee, Serena; Ivánová, I.; Mitasova, H.; Brovelli, M. A. (2020). Open Geospatial Software and Data: A Review of the Current State and A Perspective into the Future. ISPRS International Journal of Geo-Information, 9(2): 90. https://doi.org/10.3390/ijgi9020090

Mobasheri, A.; Pirotti, F.; Agugiaro, G. (2020). Open-source geospatial tools and technologies for urban and environmental studies. Open Geospatial Data, Software and Standards, 5:5. https://doi.org/10.1186/s40965-020-00078-2

Piccoli, F.; et al. (2023). An Open-Source Platform for GIS Data Management and Integration for Precision Agriculture. Sensors, 23(8): 3788. https://doi.org/10.3390/s23083788

Mathenge, M.; Sonneveld, B. G. J. S.; Broerse, J. E. W. (2022). Application of GIS in Agriculture in Promoting Evidence-Informed Decision Making for Improving Agriculture Sustainability: A Systematic Review. Sustainability, 14(16): 9974. https://doi.org/10.3390/su14169974

Muenchow, J.; Schäfer, S.; Krüger, E. (2019). Reviewing qualitative GIS research—Toward a wider usage of open-source GIS and reproducible research practices. Geography Compass, 13(6): e12441. https://doi.org/10.1111/gec3.12441

Zhou, C.; et al. (2025). Exploring future GIS visions in the era of the scientific and technological revolution. (Paper). https://doi.org/10.1016/j.infgeo.2025.100007

Gorjian, M. (2025). Statistical Perspectives on Urban Inequality: A Systematic Review of GIS-Based Methodologies and Applications. (ArXiv preprint). https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.08296

Nezhad, M. M.; et al. (2025). A GIS-portal platform from the data perspective to energy applications (urban scale). Journal article. https://doi.org/10.1016/j.rser.2025.116019