Στοχαστικοί αλγόριθμοι και ανάπτυξη λογισμικού επεξεργασίας δεδομένων φυσικών καταστροφών - γεωκινδύνων

Abstract

The subject of this doctoral dissertation deals with the instrumental monitoring of seismic and landslide activity, through the use of stochastic algorithms and the development of geohazards data processing software, which have been obtained with both conventional and low-cost acquisition systems. The study area focuses on the wider region of the Ionian Islands and specifically on Corfu and Lefkada. The novelty of this dissertation lies in the interdisciplinary analysis between Informatics, Geology and Seismology, in the context of a holistic approach to the research of geohazards in the Ionian Islands. The present dissertation aspires to contribute in the context of Natural Disaster Management and in particular the seismic and landslide risk in the Ionian Islands, an area which is characterized, in terms of seismicity and tectonics as the most active in Greece and one of the most active in the world. Experimental landslide simulation models were implemented, using both conventional and low cost sensors. Furthermore, innovative landslide monitoring recording systems and innovative seismic monitoring systems were installed in the field, with satisfactory performance and very encouraging results. At all stages of the present study, the acquisition of primary raw data was accompanied by the development of appropriate data processing and analysis software, so that Natural Disaster data acquisition devices, which cost less than conventional recording units, can provide the necessary acceptable accuracy for effective seismic monitoring and landslide risk reduction, in areas of special geodynamic and seismic interest.

Το αντικείμενο έρευνας της παρούσας διδακτορικής διατριβής πραγματεύεται την ενόργανη παρακολούθηση σεισμικής και κατολισθητικής δραστηριότητας, μέσω χρήσης στοχαστικών αλγορίθμων και ανάπτυξης λογισμικού επεξεργασίας δεδομένων γεωκινδύνων, τα οποία έχουν ληφθεί τόσο με συμβατικά όσο και με χαμηλού κόστους συστήματα καταγραφής. Η περιοχή μελέτης επικεντρώνεται στην ευρύτερη περιοχή των Ιονίων Νήσων και συγκεκριμένα στην Κέρκυρα και την Λευκάδα. Η καινοτομία της παρούσας διατριβής έγκειται στη διεπιστημονική ανάλυση μεταξύ της Πληροφορικής, της Γεωλογίας και της Σεισμολογίας, στο πλαίσιο μιας ολιστικής προσέγγισης για την έρευνα των γεωκινδύνων στην περιοχή των Ιονίων Νήσων. Η παρούσα διατριβή φιλοδοξεί να συνεισφέρει στο πλαίσιο της διαχείρισης Φυσικών Καταστροφών και ειδικότερα του σεισμικού και κατολισθητικού κινδύνου στα Ιόνια Νησιά, μιας περιοχής η οποία χαρακτηρίζεται σεισμικά και τεκτονικά ως η πιο ενεργή του Ελληνικού χώρου και μια από τις πιο ενεργές παγκοσμίως. Υλοποιήθηκαν πειραματικά μοντέλα προσομοίωσης κατολισθήσεων με συμβατικούς και χαμηλού κόστους αισθητήρες. Επίσης εγκαταστάθηκαν στο πεδίο καινοτόμα καταγραφικά συστήματα παρακολούθησης πρόδρομων φαινομένων κατολισθήσεων και καινοτόμα καταγραφικά συστήματα παρακολούθησης σεισμικής δραστηριότητας με ικανοποιητική απόδοση και πολύ ενθαρυντικά αποτελέσματα. Σε όλα τα στάδια της παρούσας έρευνας η λήψη πρωτογενών δεδομένων συνοδευόταν από την ανάπτυξη κατάλληλου λογισμικού επεξεργασίας και ανάλυσης των δεδομένων, προκειμένου οι συσκευές απόκτησης δεδομένων Φυσικών Καταστροφών που κοστίζουν λιγότερο από τις συμβατικές μονάδες καταγραφής, να παρέχουν την απαραίτητη αποδεκτή ακρίβεια για αποτελεσματική παρακολούθηση της σεισμικότητας και μείωσης της κατολισθητικής επικινδυνότητας σε περιοχές ιδιαίτερου γεωδυναμικού και σεισμοτεκτονικού ενδιαφέροντος.