A plain and scalable “Internet of Trees” Blockchain for smart forests and pocket parks digital documentation and monitoring: CAD-Blockchain integration for distributed and collaborative smart tree landscapes

Abstract

This doctoral thesis is about an “Internet of Trees” Blockchain case study for the smart forest industry and concerns the development of a customized and user-friendly tree-shape 2.5D model for the digital documentation and monitoring of the natural environment and urban recreation parks rich in trees. The proposed model is based on an automated design process that integrates tree multimedia data (dimensions, images), Blockchain functionality (simple, plain, and scalable Merkle hash tree transactions), and "smart" Artificial Intelligence functionality (AI/edge at scale). The research methodology refers to the clear definition of the requirements of digital documentation of the natural environment, the definition of the metadata of this documentation, the selection of the appropriate design platform, the development of a customized user-application interface, the development of automated and parameterized design routines for the construction of the 2.5D tree-shape geometry, and the development the relationship of this 2.5D geometry with cloud scalable Blockchain databases. The originality of the thesis is characterized by the integration of AI and virtual reality techniques in the development of the parameterized 2.5D tree geometry, the interactive connection of the digital documentation objects with cloud spatial databases (NFTs for distributed CAD), and the integration of the proposed 2.5D tree model in a scalable Blockchain environment (collaborative CAD).

Η διδακτορική διατριβή αφορά την ανάπτυξη ενός προσαρμοσμένου και εύχρηστου τρισδιάστατου μοντέλου ψηφιακής τεκμηρίωσης του φυσικού περιβάλλοντος, με έμφαση στα αστικά πάρκα αναψυχής. Το προτεινόμενο μοντέλο βασίζεται σε μια αυτοματοποιημένη διαδικασία σχεδιασμού που ενσωματώνει δεδομένα πολυμέσων, λειτουργικότητα Blockchain και «έξυπνη» στατιστική ανάλυση. Η ερευνητική μεθοδολογία αναφέρεται στον σαφή καθορισμό των απαιτήσεων ψηφιακής τεκμηρίωσης του φυσικού περιβάλλοντος, στον ορισμό των μεταδεδομένων αυτής της τεκμηρίωσης, στην επιλογή της κατάλληλης πλατφόρμας σχεδιασμού, στην ανάπτυξη προσαρμοσμένης διεπαφής χρήστη-εφαρμογής, στην ανάπτυξη αυτοματοποιημένων και παραμετροποιημένες ρουτίνες σχεδίασης για την κατασκευή τρισδιάστατης γεωμετρίας και ανάπτυξη της σχέσης της τρισδιάστατης γεωμετρίας με βάσεις δεδομένων αλυσίδας συστοιχιών (Blockchain). Η πρωτοτυπία της διπλωματικής εργασίας χαρακτηρίζεται από την ενσωμάτωση τεχνικών εικονικής πραγματικότητας στην ανάπτυξη της παραμετροποιημένης τρισδιάστατης γεωμετρίας, τη διαδραστική σύνδεση των αντικειμένων ψηφιακής τεκμηρίωσης με χωρικές βάσεις δεδομένων και την ενσωμάτωση του προτεινόμενου 3D μοντέλου σε περιβάλλον Blockchain (Internet of Trees Blockchain).