title: Simulation of natural disaster response on tangible geographic information systems
title: Προσομοίωση αντιμετώπισης φυσικών καταστροφών σε απτά γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα
Creators: name: Μπρελλας Ιωαννης
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: Nowadays, Natural Hazards occur on a daily basis and typically require immediate human intervention, in order to prevent further disasters or casualties. In most cases, the scene conditions can be unpredictable or can change at extremely fast rates, due to factors that cannot be controlled or predicted. Cases like these consist ideal testbeds for modern, digital modeling and planning tools, as their use may enhance rescue teams' actions and efficiency. In this thesis, we present the use of a tangible Geographic Information System (GIS) as a support tool that can be used to assist search and rescue teams in preventing or stopping natural disasters. Specifically, a box filled with sand serves as a malleable terrain model that can be used to formulate any type of landscape. The physical form of the model is then digitized through a Kinect sensor and a combination of a 3D model and a GIS is implemented. On this 3D model of the tangible GIS we integrate a wildfire spread model and pathfinding algorithms, along with object detection techniques. The end result is a robust simulation of a real life firefighting scenario, where the 3D terrain model, the fire spread simulation and the minimum cost path are all projected on the sand's surface and the user can alter the parameters of the simulation in real time. The entire project has been implemented withing the Unity3D game engine and can be used as an executable application on all supported platforms. The main advantage of the proposed scheme is its real time aspect, as well as its adaptability to any kind of natural disaster and its ease of use, making it accessible to groups of no expertise on digital technologies.

description: Στις μέρες μας, οι φυσικές καταστροφές παρουσιάζονται σε καθημερινή βάση και συνήθως απαιτείται άμεση ανθρώπινη επέμβαση, ώστε να αποφευχθούν περαιτέρω ζημιές ή ανθρώπινες απώλειες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι συνθήκες σε ένα τέτοιο συμβάν μπορεί να είναι απρόβλεπτες ή μπορεί να αλλάζουν με υπερβολικά γρήγορους ρυθμούς, λόγω παραγόντων που δεν μπορούν να ρυθμιστούν ή να προβλεφθούν. Τέτοια φαινόμενα αποτελούν ιδανικές περιπτώσεις για την εφαρμογή σύγχρονων, ψηφιακών εργαλείων μοντελοποίησης και οργάνωσης σχεδίων ή στρατηγικών, καθώς η χρήση τους μπορεί να ενισχύσει την δράση και την αποτελεσματικότητα των ομάδων διάσωσης. Η παρούσα διπλωματική παρουσιάζει την χρήση ενός απτού Γεωγραφικού Πληροφοριακού Συστήματος (ΓΠΣ) ως ένα εργαλείο, το οποίο θα μπορούσε να βοηθήσει τις ομάδες διάσωσης στην αποφυγή ή την αντιμετώπιση φυσικών καταστροφών. Συγκεκριμένα, ένα κουτί γεμάτο με άμμο χρησιμοποιείται ως ένα εύπλαστο φυσικό μοντέλο, πάνω στο οποίο μπορεί να σχηματιστεί οποιοσδήποτε εδαφικός τύπος. Το φυσικό αυτό μοντέλο ψηφιοποιείται μέσω του αισθητήρα Kinect και δημιουργείται ένας συνδυασμός ενός τρισδιάστατου μοντέλου και ενός ΓΠΣ. Πάνω σε αυτό το τρισδιάστατο μοντέλο, ενσωματώνουμε ένα μοντέλο εξάπλωσης φωτιάς και αλγορίθμους εύρεσης μονοπατιών, καθώς και τεχνικές εντοπισμού αντικειμένων. Το τελικό αποτέλεσμα είναι μια προσομοίωση ενός πραγματικού σεναρίου πυρόσβεσης, στην οποία το τρισδιάστατο μοντέλο, η εξάπλωση της φωτιάς και τα μονοπάτια ελαχίστου κόστους προβάλλονται όλα πάνω στην άμμο και ο χρήστης μπορεί να αλλάξει τις παραμέτρους τις προσομοίωσης σε πραγματικό χρόνο. Η συνολική εργασία έχει υλοποιηθεί μέσω της μηχανής παιχνιδιών Unity3D και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν εκτελέσιμη εφαρμογή σε όλες τις υποστηριζόμενες πλατφόρμες. Τα βασικά πλεονεκτήματα του προτεινόμενου εργαλείου είναι η δυνατότητα λειτουργίας του σε πραγματικό χρόνο,  η προσαρμοστικότητα του σε κάθε μορφή φυσικής καταστροφής και η ευκολία στη χρήση του, πράγμα που το κάνει προσιτό και σε μη τεχνολογικά καταρτισμένο κοινό.