A Dual Census Geographical Information System: Is It a Data Warehouse?

Geographical Information Systems (GIS) for governmental applications are beginning to be applied on a dual-census or multi-census basis. A dual census GIS is one that references the data of two censuses in an integrated way. Nearly every nation worldwide has a census that constitutes its primary repository of spatially referenced social and economic data. However, censuses vary a lot in their data quality, attribute definitions, and spatial design. This paper has the primary goal to examine to what extent a dual census GIS corresponds to a data warehouse. The paper first presents a contemporary design for a dual census GIS, followed by an example. Then it reviews the key features of a data warehouse and examines feature by feature whether or not a dual census GIS corresponds to a data warehouse. The paper concludes that a dual census GIS mostly corresponds to a data warehouse. It succeeds on features of combining data from multiple sources, but falls short on multi-dimensionality. A dual census GIS emphasizes calculation and modeling to a greater extent than most data warehouses. In this respect, the dual census GIS meets the OLAP criteria, and in particular that of data manipulation. The paper points out that the real advantage of incorporating data warehousing may be to combine it into a spatial decision support system, in order to provide decision support in a bi-national or multi-national context

A study of various techniques for storing inhomogeneous descriptive data of digital maps

In contemporary Geographical Information Systems (GIS) the large variety of digital map sources requires the handling and storing of various descriptive data in a single storage facility. Although the number and type of attributes can vary among different maps, the storage of such inhomogeneous data in a single database is difficult, as querying is an essential task and requires fast retrieval of data based on any present attribute.In this study, the authors compare three different approaches to this problem based on relational and objectoriented database systems by implementing and testing with massive inhomogeneous and altering descriptive data. Since this problem is not only typical in the field of GIS, the solution can be applied generally to any domain using inhomogeneous data, like e-commerce systems and document warehouses

Web-based public participation GIS application : a case study on flood emergency management

Scientific summary The increasing prevalence of natural disasters is driving people to pay more and more attention to emergency management. Progress in catastrophe analysis capabilities based on Geographical Information System (GIS) may allow the needs of public participation to be considered. Synchronous data sharing between citizens and emergency workers could effectively promote the process of decision making. This thesis introduces an interactive web-based application which mainly deals with flood risk management in Kamloops in Canada. The application is built for citizens and emergency workers using three layers: (1) the client side is developed in HTML and JavaScript; (2) the web server layer, which connects the users and the database, is implemented in PHP; and (3) the database contains PostgreSQL, GeoServer and OSM. Except the city map, PostgreSQL stores the spatial information with the support of OpenGIS. Generally, the application meets the initial objectives. Citizens can access present shelter information and register their own requirements for shelter, while emergency workers have the power to manage all the shelters and warehouses based on the available flood information and figure out the supply allocation solution based on the response from the public. On the other hand, the application also provides useful routing functions for both citizens and emergency workers, such as searching the available shortest path to a shelter, and computing the optimized allocation routes between all the shelters and warehouses. This practical study proved that Public Participation GIS (PPGIS), combined with IT knowledge, can provide very useful tools for decision making when facing a flood risk.Popularized summary Nowadays, the growing prevalence of natural disasters is driving people to pay more and more attention to emergency management. Progress in catastrophe analysis capabilities based on Geographical Information System (GIS) may allow the needs of public participation to be considered. Synchronous data sharing between citizens and emergency workers could effectively promote the process of decision making. This thesis introduces an interactive web-based application which mainly deals with flood risk management in Kamloops in Canada. The application contains various data sources and adopts spatial database. Citizens can access present shelter information and register their own requirements for shelter, while emergency workers have the power to manage all the shelters and warehouses based on the available flood information and figure out the supply allocation solution based on the response from the public. On the other hand, the application also provides useful routing functions for both citizens and emergency workers, such as searching the available shortest path to a shelter, and computing the optimized allocation routes between all the shelters and warehouses. This practical study proved that Public Participation GIS (PPGIS), combined with IT knowledge, can provide very useful tools for decision making when facing a flood risk

Solution of the problem to optimize two-stage allocation of the material flows

Purpose is to elaborate innovative and computationally efficient algorithm to solve a problem of two-stage allocation of the resource occupying continuously the specified area as well as to demonstrate the behaviour of the corresponding software developed with the application of advanced geoinformation resources. Methods. The paper involves mathematical models of continuous problems of optimal set partitioning with additional connections to describe two-stage problems of the material resource location-allocation. Methodological approach to the solution of such problems is based on the idea of their reducing to the problem of infinite-dimensional mathematical programming for which it is possible to obtain optimal solution in the analytical form with the help of the duality theory apparatus. Findings. Mathematical and algorithmic apparatus to solve continuous problems applied for the fuel and energy complex enterprises has been developed making it possible to obtain partitioning of the deposit area into the zones, which are allocated to the first-stage enterprises exclusively. The algorithm operation is demonstrated in terms of the model problem solution. It has been defined that the benefit of such an approach is in the reducing of the infinite-dimensional programming problem to the problem of finite-dimensional nonsmoth optimization since the obtained computational formulas contain the parameters which determination requires solving the auxiliary problem of the nondifferentiable function optimization. Originality. Contrary to the previously developed one, the proposed algorithm does not stipulate solution of the linear programming problem of transport type at each step of the iteration process. Such a problem is solved only once to find the volumes of product transportation between the first-stage and second-stage enterprises after defining all the optimal solution components. Practical implications. Software implementation of the algorithm on the basis of the advanced geoinformation technologies and resources, in terms of the solution of raw material flow allocation, makes it possible to reduce total costs for the management of material flows and their accompanying service flows throughout the whole logistic chain beginning from the flow origin up to its arrival to the end user.Мета. Розробка нового, ефективного з обчислювальної точки зору, алгоритму вирішення двоетапної задачі розподілу ресурсу, що безперервно займає задану область, а також демонстрація роботи відповідного програмного забезпечення, створеного із застосуванням сучасних геоінформаційних ресурсів. Методика. У роботі використано математичні моделі безперервних задач оптимального розбиття множин з додатковими зв’язками для опису двоетапних задач розміщення-розподілу матеріальних ресурсів. Методичний підхід вирішення таких задач заснований на ідеї зведення їх до задач нескінченномірного математичного програмування, для яких, в свою чергу, за допомогою застосування апарату теорії подвійності оптимальне рішення вдається отримати в аналітичному вигляді. Результати. Розроблено математичний і алгоритмічний апарати вирішення безперервних задач у застосуванні до підприємств паливно-енергетичного комплексу, що дозволяє отримувати розбиття району родовища на зони, за якими підприємства першого етапу закріплюються монопольно. Робота алгоритму показана на прикладі вирішення модельної задачі. Визначено, що виграшем описаного підходу є зведення задачі нескінченномірного програмування до задачі кінцево-мірної негладкою оптимізації, оскільки отримані розрахункові формули містять параметри, для визначення яких потрібно вирішити допоміжну задачу оптимізації недиференційованої функції. Наукова новизна. Представлений алгоритм, на відміну від раніше розробленого, не передбачає вирішення задачі лінійного програмування транспортного типу на кожному кроці ітераційного процесу. Така задача вирішується лише один раз для відшукання обсягів перевезень продукції між підприємствами першого і другого етапів після того, як знайдені інші компоненти оптимального рішення. Практична значимість. Програмна реалізація алгоритму на основі сучасних геоінформаційних технологій і ресурсів на прикладі сировинних потоків дозволяє зменшити сукупність витрат, пов’язаних з управлінням матеріальними і супутніми їм сервісними потоками по всьому логістичному ланцюгу, від моменту зародження потоку до надходження його кінцевому споживачеві.Цель. Разработка нового, эффективного с вычислительной точки зрения, алгоритма решения двухэтапной задачи распределения ресурса, непрерывно занимаемого заданную область, а также демонстрация работы соответствующего программного обеспечения, созданного с применением современных геоинформационных ресурсов. Методика. В работе использованы математические модели непрерывных задач оптимального разбиения множеств с дополнительными связями для описания двухэтапных задач размещения-распределения материальных ресурсов. Методический подход решения таких задач основан на идее сведения их к задачам бесконечномерного математического программирования, для которых, в свою очередь, с помощью применения аппарата теории двойственности оптимальное решение удается получить в аналитическом виде. Результаты. Разработан математический и алгоритмический аппарат решения непрерывных задач в применении к предприятиям топливно-энергетического комплекса, который позволяет получать разбиение района месторождения на зоны, за которыми предприятия первого этапа закрепляются монопольно. Работа алгоритма показана на примере решения модельной задачи. Определено, что выигрышем описанного подхода является сведение задачи бесконечномерного программирования к задаче конечномерной негладкой оптимизации, поскольку полученные расчетные формулы содержат параметры, для определения которых нужно решить вспомогательную задачу оптимизации недифференцируемой функции. Научная новизна. Представленный алгоритм, в отличие от ранее разработанного, не предусматривает решения задачи линейного программирования транспортного типа на каждом шаге итерационного процесса. Такая задача решается лишь один раз для отыскания объемов перевозок продукции между предприятиями первого и второго этапов после того, как найдены остальные компоненты оптимального решения. Практическая значимость. Программная реализация алгоритма на основе современных геоинформационных технологий и ресурсов на примере решения задачи распределения сырьевых потоков позволяет уменьшить совокупность издержек, связанных с управлением материальными и сопутствующими им сервисными потоками по всей логистической цепи, от момента зарождения потока до поступления его конечному потребителю.The study has been carried out in terms of the support, provision with the initial data (for correct problem statement and search for optimal solution), and cooperation of research scientists of the Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov of National Academy of Sciences of Ukraine and the Department of System Analysis and Control of Dnipro University of Technology