Web-based GIS systems: a web-based application of geographically distributed education system

Abstract

This doctoral thesis focuses on the development and implementation of a Web-Based Geographic Information System (Web-GIS) to optimize the planning and spatial allocation of educational infrastructure (school mapping). The city of Florina, Greece, was selected as the study area, where intense urbanization over the last decades (1991-2021) has caused significant demographic changes, overcrowding in existing school units, and inequalities in student accessibility. The research methodology integrates demographic data and geospatial analyses through open-source software (QGIS), creating a comprehensive Decision Support System. This system maps school units and analyzes their catchment areas, identifying city zones that lack adequate educational services, known as "school deserts". The results of the spatial analysis scientifically justify the need to establish a new, 4th Lower Secondary School (Gymnasio) in Florina. Simultaneously, the optimal location for its establishment is identified based on available municipal land, aiming to decongest the educational network. Furthermore, the thesis evaluates the spatial and social impacts of converting local neighborhood schools into experimental ones, highlighting that such policies, without appropriate spatial planning, drastically increase students' commute times and create accessibility issues. Overall, the research offers a practical, digital tool to educational administration for rational and equitable urban and educational planning.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στην ανάπτυξη και εφαρμογή ενός Διαδικτυακού Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών (Web-GIS) για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού και της χωροθέτησης των εκπαιδευτικών υποδομών (school mapping). Ως περιοχή μελέτης επιλέχθηκε η πόλη της Φλώρινας, όπου η έντονη αστικοποίηση των τελευταίων δεκαετιών (1991-2021) έχει προκαλέσει σημαντικές δημογραφικές αλλαγές, υπερπληθυσμό στις υπάρχουσες σχολικές μονάδες και ανισότητες στην προσβασιμότητα των μαθητών. Η μεθοδολογία της έρευνας ενσωματώνει δημογραφικά δεδομένα και γεωχωρικές αναλύσεις μέσω λογισμικού ανοιχτού κώδικα (QGIS), δημιουργώντας ένα ολοκληρωμένο Σύστημα Υποστήριξης Αποφάσεων (Decision Support System). Το σύστημα αυτό χαρτογραφεί τις σχολικές μονάδες και αναλύει τις περιοχές κάλυψης (catchment areas), εντοπίζοντας ζώνες της πόλης που στερούνται επαρκών εκπαιδευτικών υπηρεσιών, γνωστές ως «σχολικές έρημοι» (school deserts). Τα αποτελέσματα της χωρικής ανάλυσης τεκμηριώνουν επιστημονικά την ανάγκη ίδρυσης ενός νέου, 4ου Γυμνασίου στην πόλη της Φλώρινας. Παράλληλα, υποδεικνύεται η βέλτιστη τοποθεσία ίδρυσής του βάσει διαθέσιμων δημοτικών εκτάσεων, στοχεύοντας στην αποσυμφόρηση του εκπαιδευτικού δικτύου. Επιπλέον, η διατριβή αξιολογεί τις χωρικές και κοινωνικές επιπτώσεις της μετατροπής τοπικών σχολείων γειτονιάς σε πειραματικά, αναδεικνύοντας ότι τέτοιες πολιτικές, χωρίς κατάλληλο χωροταξικό σχεδιασμό, αυξάνουν κατακόρυφα τον χρόνο μετακίνησης των μαθητών και δημιουργούν προβλήματα πρόσβασης. Συνολικά, η έρευνα προσφέρει ένα πρακτικό, ψηφιακό εργαλείο στη διοίκηση της εκπαίδευσης για τον ορθολογικό και δίκαιο πολεοδομικό-εκπαιδευτικό σχεδιασμό.