Το τελευταίο διάστημα όλο και πιο επίκαιρος γίνεται ο θεσμός των “έξυπνων πόλεων” κυρίως για τις δυνατότητες που αναδύονται για τη δημόσια σφαίρα μιας πόλης. Η εφαρμογή της τεχνολογίας, με καινοτόμα εργαλεία και πρωτοποριακές μεθόδους, συνδυαζόμενα με δεδομένα περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος, παρέχει ένα πλαίσιο ανάπτυξης, που έχει ως κύριο ζητούμενο την κάλυψη αναγκών και προσδοκιών του πολίτη. Οι έξυπνες πόλεις συνδέουν την τεχνολογία με το πολιτικό όραμα, μέσα από ένα ολοκληρωμένο αναπτυξιακό σχεδιασμό για τη βελτίωση του αστικού χώρου και υπηρεσιών. Καινοτομία στον τομέα της πληροφορικής αποτελούν τα Internet of Things (IoT) κομμάτι των οποίων είναι οι “Έξυπνες Συσκευές” (Smart Devices). Η δημιουργία εφαρμογών και τα συστήματα υπολογιστικού νέφους, σε συνδυασμό με την “ανάλυση δεδομένων” προσθέτουν επιπλέων επίπεδα διευκόλυνσης προς τους πολίτες, ενδυναμώνοντας τη σχέση εμπιστοσύνης προς την τοπική αυτοδιοίκηση. Οι έξυπνες συσκευές μπορούν να διαμοιραστούν περιβαλλοντικές πληροφορίες και μέσω της ανάλυσης δεδομένων να βοηθήσουν τόσο στην ανάπτυξη γνώσεών και τεχνολογιών στους εκάστοτε οργανισμούς, όσο και στη λήψη αποφάσεων μέσω των ψηφιακών εφαρμογών διαχείρισης γνώσης και πληροφορίας.
Η ερευνητική ομάδα SAGISRS του Τμήματος Γεωγραφίας του Πανεπιστημίου Αιγαίου, έχει αναπτύξει μια έξυπνη συσκευή ανοιχτού λογισμικού (ΕΛΛΑΚ) και ανοιχτού υλισμικού καταγραφής και ανάλυσης περιβαλλοντικών συνθηκών η οποία ενσωματώνει πολλά στοιχεία καινοτομίας. Η έξυπνη συσκευή περιλαμβάνει ένα κουτί έξυπνης παρακολούθησης (smart combo environmental sensor) το οποίο έχει δυνατότητες καταγραφής και ανάλυσης περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών: θερμοκρασία, υγρασία, βαρομετρική πίεση, ποιότητα αέρα, Μικροσωματίδια (Particulate Matter) , φωτεινότητα, θόρυβος.
Η παρούσα εργασία περιγράφει τη μετατροπή των περιβαλλοντικών δεδομένων αυτών των έξυπνων συσκευών που έχουν εγκατασταθεί σε δυο δημόσια κτήρια στη πόλη της Μυτιλήνης, σε γνώση για τους διαχειριστές των κτηρίων. Στοχεύει να καταδείξει πως τα δεδομένα έξυπνων συσκευών μπορούν να μετατραπούν σε γνώση για εξοικονόμηση πόρων. Με βάση την πληροφόρηση, η διοίκηση και οι εργαζόμενοι μπορούν να παίρνουν αποφάσεις σχετικά με τη θέρμανση, τον εξαερισμό, το θόρυβο και το φως στους χώρους του κτιρίου. Η ολοκληρωμένη λύση συνοδεύεται και από πλήρες κεντρικό υπολογιστικό σύστημα (server-side) αποθήκευσης και οπτικοποίησης δεδομένων χρησιμοποιώντας παραμετροποιημένες τεχνολογίες διαχείρισης δεδομένων IοT και δεδομένων BigData (μεγάλης κλίμακας, μεγάλου όγκου, σε πραγματικό χρόνο). Η παρούσα λύση, έχει οφέλη για τη διοίκηση μέσα από εξοικονόμηση δημόσιων πόρων. Έχει οφέλη για τους υπαλλήλους οι οποίοι μπορούν να λάβουν αποφάσεις για το περιβάλλον εργασίας τους καθημερινά και απομακρυσμένα βελτιώνοντας τις συνθήκες εργασίας. Έχει οφέλη για το κοινό καθώς κατανοούν πως εξοικονομούνται δημόσιοι πόροι (θέρμανση, φωτισμός, κ.α.) και γίνεται μια ολοκληρωμένη προσπάθεια περιβαλλοντικής εξοικονόμησης πόρων μέσα από ψηφιακές τεχνολογίες.

Οι έξυπνες πόλεις επηρεάζουν μία πληθώρα επιστημονικών τομέων, όπως τις έξυπνες μεταφορές, το έξυπνο περιβάλλον, το έξυπνο δίκτυο κ.ά. Η εφαρμογή IoT δικτύων (Internet of Things - Διαδίκτυα των Πραγμάτων) στις έξυπνες πόλεις, συμβάλλει στη διεκπεραίωση των στόχων που θέτει η κάθε πόλη σχετικά με τη βελτίωση της ποιότητας ζωής των πολιτών. Τα δίκτυα αυτά συλλέγουν δεδομένα που καταγράφονται από διάφορες έξυπνες συσκευές (Smart Devices) και αισθητήρες, τα οποία διασυνδέονται μέσω του διαδικτύου. Τόσο η διαχείριση όσο και η επεξεργασία τους αναπτύσσει μία σειρά ζητημάτων, καθώς πρόκειται για μεγάλο όγκο δεδομένων (Big Data) και καταγραφή σε πραγματικό χρόνο (Real-Time Data). Έχουν τη μορφή χρονοσειρών και συνήθως περιέχουν και χωρική πληροφορία (τοποθεσία). Τα δεδομένα χωρικών χρονοσειρών είναι ένας σημαντικός παράγοντας δημιουργίας προβλέψεων, ανακάλυψης μοτίβων καθώς και εντοπισμού ακραίων τιμών. Ο σκοπός της παρούσας έρευνας είναι η μελέτη ακραίων τιμών σε χωρο-χρονικά δεδομένα. Η έρευνα θα απαντήσει σε ερωτήματα σχετικά με την εκτίμηση και διαχείριση των ακραίων τιμών στα χωρικά δεδομένα χρονοσειρών στα πλαίσια των έξυπνων πόλεων, την ανάδειξη των προβλημάτων χωρο-χρονικής κλίμακας των σημειακών δεδομένων που αναπτύσσονται και τη μετατροπή τους σε επιφάνειες ως χρονοσειρές. Τα δεδομένα που θα χρησιμοποιηθούν αποτελούνται κυρίως από περιβαλλοντικά δεδομένα αισθητήρων σε IoT δίκτυα. Η συλλογή τους θα πραγματοποιηθεί έπειτα από εγκατάσταση έξυπνων συσκευών – αισθητήρων (raspberry-pi, ESP32) στην πόλη της Μυτιλήνης και από αντίστοιχα ελεύθερα δεδομένα (Open Data) IoT δικτύων σε άλλες πόλεις. Τα δεδομένα θα απαρτίζονται από χωρικές χρονοσειρές όπως η θερμοκρασία, η υγρασία και η ποιότητα αέρα. Η ανάλυση θα πραγματοποιηθεί σε ελεύθερα προγράμματα ανοιχτού κώδικα (ΕΛΛΑΚ). Απώτερος σκοπός των αναμενόμενων αποτελεσμάτων είναι η ανάδειξη της σημαντικότητας της συμβολής της χωρικής ανάλυσης στις έξυπνες πόλεις, για τη διαχείριση και επίλυση προβλημάτων που στοχεύουν τη βιωσιμότητα και βελτίωση της ποιότητας ζωής των κατοίκων τους.