27 research outputs found
Development of methodologies for the deployment and the evaluation of wireless sensor networks using computational geometry algorithms
No full textIn recent years, Wireless Sensor Networks and GeoSensor Networks (WSN and GSN) have rapidly evolved and now comprise a powerful tool in monitoring and observation of the natural environment, among other fields. The use of WSNs is critical in early warning systems, which are in high importance today.The optimum deployment of sensors is a multi-dimensional problem, which has two main components; network and positioning approach. In some cases, it is hard or even impossible to achieve perfect geometry in nodes’ deployment. The ideal and desirable scenario of nodes arranged in square or hexagonal grid would raise extremely the cost of the network, especially in unfriendly or hostile environments. In such environments the positions of the sensors have to be chosen among a list of possible points, which in most cases are randomly distributed. This constraint has to be taken under consideration during the WSN planning. Full geographical coverage is in some applications of the same, if not of greater importance than the network coverage. Cost is a crucial factor in network planning and given that resources are often limited, what matters, is to cover the whole area with the minimum number of sensors.In this PhD thesis a new methodology for sensor deployment and evaluation of the geometry of WNS is developed. The proposed methodology can be applied in any application, in which a WSN is required, with or without limitations to the positioning of the sensors, such as a fire detection WSN in a forest area or an extensive network for detecting deformations.The thesis consists of five chapters.The first chapter presents the relatively new science of WSNs and geosensorics. Definitions and basic concepts are given regarding the use of these instruments as a means for detection and monitoring of natural and artificial environment.In the second chapter the optimal deployment problem of a WSN is described. An introduction to the computational geometry and its application fields is made. The solution is approached by using the properties of Voronoi Diagrams and more specifically, the Centroidal Voronoi Tessellation (CVT). The theoretical background for both VD and CVT is given, before the proposed methodology is thoroughly explained.In the third chapter the evaluation method of the deployment of a WSN is approached, using the Delaunay triangulation, which is the dual graph of the Voronoi diagram.The fourth chapter presents the software created for the proposed deployment and evaluation methodologies of a WSN.In order to examine the functioning and the efficiency of the algorithm, different simulation scenarios were created and tests with different parameters were conducted. Special occasions of deployment are also faced. The findings of all these scenarios are recorded and analyzed.In the fifth and final chapter the conclusions of the research are presented and recommendations for future work are made.The main conclusion of the thesis is that the specific deployment and evaluation methodologies for WSNs and GSNs in any environment is efficient, fully customizable and reliable.With criterion the minimizing of the cost of the installation and the maintenance of the network, the optimum positions among all the candidate ones are searched, in order to achieve full coverage of the area with geometry that is as close as possible to the ideal one (equilateral triangles).Τα τελευταία χρόνια, τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων και γεωαισθητήρων (WSN και GSN) εξελίσσονται με γρήγορο ρυθμό και συνθέτουν ένα ισχυρό εργαλείο για την παρακολούθηση και την παρατήρηση του φυσικού περιβάλλοντος. Η χρήση των ασύρματων δικτύων αισθητήρων είναι κομβικής σημασίας για τα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης, που ολοένα και συχνότερα χρησιμοποιούνται σήμερα.Στη διατριβή αυτή αναπτύσσεται μια νέα μεθοδολογία χωροθέτησης και αξιολόγησης ασύρματων δικτύων αισθητήρων και γεωαισθητήρων. Η προτεινόμενη μεθοδολογία μπορεί να αξιοποιηθεί σε οποιαδήποτε εφαρμογή παρουσιάζεται η απαίτηση για δίκτυα αισθητήρων, με ή χωρίς περιορισμούς ως προς τις θέσεις εγκατάστασης των αισθητήρων, όπως για παράδειγμα η εγκατάσταση δικτύου αισθητήρων ανίχνευσης πυρκαγιών σε δασική περιοχή ή η εγκατάσταση εκτεταμένου δικτύου αισθητήρων για ανίχνευση μικρομετακινήσεων ή παραμορφώσεων.Η διδακτορική διατριβή αποτελείται από 5 κεφάλαια.Στο πρώτο παρουσιάζεται η σχετικά νέα επιστήμη των γεωαισθητήρων (geosensorics). Δίνονται βασικές έννοιες και ορισμοί που βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση των οργάνων αυτών ως μέσα ανίχνευσης και παρακολούθησης φυσικών και τεχνητών φαινομένων. Αναλύεται ο τρόπος λειτουργίας ενός ασύρματου δικτύου γεωαισθητήρων. Για να γίνει κατανοητή η ανάγκη παρακολούθησης φαινομένων με τη βοήθεια ασύρματων δικτύων γεωαισθητήρων, αναφέρονται ενδεικτικά ορισμένες εφαρμογές – από διαφορετικά επιστημονικά πεδία.Στο δεύτερο κεφάλαιο αναπτύσσεται το πρόβλημα της βέλτιστης χωροθέτησης ασύρματων δικτύων γεωαισθητήρων στο οποίο εστίασε η παρούσα διατριβή, καθώς και η προτεινόμενη μεθοδολογία επίλυσής του. Η επίλυση του προβλήματος προσεγγίζεται αξιοποιώντας τις ιδιότητες των πολύγωνων Voronoi και πιο συγκεκριμένα με την κεντροειδή διαμέριση Voronoi (CVT), μεθοδολογίες οι οποίες αναλύονται διεξοδικά.Το κεφάλαιο ολοκληρώνεται με την προτεινόμενη μεθοδολογία επιλογής των βέλτιστων θέσεων χωροθέτησης αισθητήρων.Στο τρίτο κεφάλαιο προσεγγίζεται η μεθοδολογία αξιολόγησης της χωροθέτησης, κάνοντας χρήση του τριγωνισμού Delaunay, ο οποίος αποτελεί ουσιαστικά το δυικό γράφημα του διαγράμματος Voronoi.Εξετάζονται πιθανές μετρικές, καταγράφονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε μίας από τα οποία και προκρίνεται η μέση τιμή της τυπικής απόκλισης των πλευρών των τριγώνων που δημιουργούνται στο δίκτυο, ως η πλέον κατάλληλη. Στο τέλος του κεφαλαίου αναλύεται ο προτεινόμενος αλγόριθμος αξιολόγησης.Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το λογισμικό το οποίο δημιουργήθηκε με σκοπό τη διαδικασία χωροθέτησης και αξιολόγησης του ασύρματου δικτύου γεωαισθητήρων.Δημιουργούνται διαφορετικά σενάρια προσομοίωσης και πραγματοποιούνται δοκιμές με διαφορετικές παραμέτρους, ενώ εξετάζονται και ειδικές περιπτώσεις χωροθέτησης και καταγράφονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από τα σενάρια αυτά.Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από και γίνονται προτάσεις για περαιτέρω έρευνα.Βασικό συμπέρασμα της διδακτορικής διατριβής είναι, ότι η συγκεκριμένη μεθοδολογία χωροθέτησης και αξιολόγησης ενός ασύρματου δικτύου γεωαισθητήρων σε οποιοδήποτε περιβάλλον είναι αποδοτική, πλήρως παραμετροποιήσιμη και αξιόπιστη.Με γνώμονα την ελαχιστοποίηση του κόστους εγκατάστασης και συντήρησης του δικτύου, ζητούνται οι καλύτερες θέσεις αυτών, μεταξύ των υποψηφίων θέσεων τοποθέτησης, ώστε να επιτυγχάνεται η πλήρης κάλυψη της περιοχής με γεωμετρία που να πλησιάζει όσο είναι δυνατόν την ιδανική (ισόπλευρα τρίγωνα)
Analysis of the distance measurement using reflectorless total stations and research of the determination of points’ coordinates
No full text179 σ.Μεταπτυχιακή Εργασία - - Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Διεπιστημονικό - Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) "Γεωπληροφορική"Αντικείμενο της εργασίας είναι η διερεύνηση των δυνατοτήτων των γεωδαιτικών σταθμών, οι οποίοι μετρούν μήκη χωρίς τη χρήση ανακλαστήρα (Reflectorless), κατά τον προσδιορισμό της θέσης σημείων σε εφαρμογές υψηλής ακρίβειας. Η εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια: Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται αναλυτικά η λειτουργία των reflectorless γεωδαιτικών σταθμών. Δίνονται ιστορικά στοιχεία σχετικά με την εξέλιξη των γεωδαιτικών σταθμών καθώς και τα χαρακτηριστικά της μέτρησης μηκών με ακτινοβολία laser όλων των τάξεων. Το κεφάλαιο επικεντρώνεται στις δύο μεθόδους που χρησιμοποιούν σήμερα τα όργανα αυτά για τη μέτρηση μηκών χωρίς τη χρήση ανακλαστήρα και στη μεταξύ τους σύγκριση αλλά και στη νέα μέθοδο που συνδυάζει και αξιοποιεί τα πλεονεκτήματα των δύο χρησιμοποιούμενων μεθόδων. Το κεφάλαιο ολοκληρώνεται με την καταγραφή των κυριότερων γεωδαιτικών σταθμών που χρησιμοποιούνται σήμερα και των χαρακτηριστικών τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται οι μέθοδοι προσδιορισμού της θέσης σημείων, οι οποίες χωρίζονται σε μεθόδους προσδιορισμού υψομετρικών διαφορών (3η διάσταση) και σε μεθόδους προσδιορισμού θέσης στο επίπεδο ή στο χώρο (2 και 3 διαστάσεις αντίστοιχα), όπου και αναλύονται η ακρίβεια κάθε μεθόδου και οι παράγοντες που την επηρεάζουν. Γίνεται εκτεταμένη ανάλυση της μεθόδου της Τριγωνομετρικής Υψομετρίας Ακριβείας (ΤΡΥΑ) για τον προσδιορισμό υψομετρικών διαφορών προσιτών και απρόσιτων σημείων, η οποία χρησιμοποιείται στην πρώτη εφαρμογή με reflectorless γεωδαιτικούς σταθμούς (μέτρηση του υψομετρικού δικτύου του γηπέδου Καραϊσκάκη). Στο τρίτο κεφάλαιο αναπτύσσεται η εφαρμογή της συγκεκριμένης μεθόδου στη μέτρηση του υψομετρικού δικτύου του Γηπέδου Καραϊσκάκη. Το δίκτυο μετράται και συνορθώνεται καταλήγοντας έτσι στα υψόμετρα των σημείων ελέγχου. Πραγματοποιείται σύγκριση σε συγκεκριμένες υψομετρικές συνδέσεις που είχαν μετρηθεί σε προηγούμενη εργασία με τη διαδικασία της ψηφιακής γεωμετρικής χωροστάθμησης. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναλύεται διεξοδικά η διαδικασία μέτρησης μιας γερανογέφυρας στο χώρο της Χαλυβουργικής. Οι μετρήσεις πραγματοποιούνται με τη μέθοδο των πολικών συντεταγμένων. Σκοπός της παρούσας εφαρμογής είναι η διερεύνηση των ακριβειών που επιτυγχάνονται με τη μέθοδο των πολικών συντεταγμένων (σε σχέση με τη μέθοδο της εμπροσθοτομίας που παραδοσιακά χρησιμοποιείται σε παρόμοιες εφαρμογές) και η καταλληλότητά της για τον έλεγχο των προδιαγραφών ασφαλείας της γερανογέφυρας. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναπτύσσεται η διαδικασία προσδιορισμού της θέσης απρόσιτων σημείων (συγκεκριμένα ενός καλωδίου μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος). Αναπτύσσεται η διαδικασία της γεωμετρικής τεκμηρίωσης του καλωδίου και η διερεύνηση προσαρμογής σε αυτό πολυωνυμικής καμπύλης, αλλά και η σύγκριση μεταξύ δύο διαφορετικών μετρήσεων σε διάστημα 3 μηνών. Τέλος, το έκτο κεφάλαιο αποτελεί τον επίλογο της εργασίας, καθώς αναφέρονται σε αυτό τα τελικά συμπεράσματα σχετικά με τη χρήση των reflectorless γεωδαιτικών σταθμών στις τρεις εφαρμογές που αναπτύχθηκαν, γίνεται μια ανακεφαλαίωση και αξιολόγηση των εργασιών και δίνονται ενδεικτικά ορισμένες προτάσεις για περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων.In the first chapter the operation of the modern reflectorless total stations is presented extensively. Historical elements with regard to the development of total stations, as well as the characteristics of the distance measurement using laser radiation are given. The chapter is focused in both used methods for the distance measurement by the total stations. The methods are compared. A brand new method that combines the advantages of the two previous methods is described. The chapter ends with a detailed list of the today widely used total stations including their characteristics. In the second chapter some of the classical methods for the points’ coordinates determination are described. Methods for the height determination (3rd dimension) and for 2D and 3D determination are referred. The precision of each one and the factors that affect them are also analyzed. Extensive analysis of the method of the Accurate Trigonometric Heighting (ATH) for the determination of the height differences between accessible or/and inaccessible points is attained. The precision of the intersection method is also analyzed. The third chapter presents the use of the method of ATH for the vertical control network of the Karaiskaki Stadium. The network is measured and adjusted. The heights of the control points are calculated. The results are evaluated in reference to the precision succeeded and the time needed. Comparisons between specific height differences that had been measured using spirit levelling in a previous work is carried out. The fourth chapter deals with the process of the measurement of a crane. The method of polar coordinates is used. The aim of the present application is the investigation of the precision could achieved using the polar coordinates’ method (instead of the intersection method that is traditionally used in similar applications) and its appropriateness for the control of the safety specifications of the crane. In the fifth chapter the process for the determination of the position of the inaccessible points of an electric power transportation cable is developed. The process of the geometric documentation of the cable and the investigation of the best polynomial fitting curve are analyzed. Finally, in the last chapter (6th) the conclusions and the proposals that were came out by this work are presented.Αθανάσιος Ε. Ηλιοδρομίτη
Documentation of the Holy Monastery of Daphni Within a Time Span of 20 Years—A Comparative Approach
No full textIn 1999, the Attica region experienced a severe earthquake that damaged the Holy Monastery of Daphni, a UNESCO Heritage monument. The Ministry of Culture commissioned a detailed geometric documentation project using the state-of-the-art methods available at the time. More than two decades later, in 2023, a new documentation project was conducted using modern technologies and equipment. This paper makes a comparison of the two projects in terms of the equipment and the methodologies used, the personnel needed, and the hours spent documenting the same complicated monument in two different time periods, spanning 20 years. Moreover, it attempts to make a comparison between the different deliverables, focusing on regions that back then appeared damaged or cracked. Key differences include a significant reduction in field and processing time, a dramatic decrease in personnel needs, and a shift from 2D outputs to integrated 3D models. This study highlights how technological advancements have enhanced precision and efficiency in documenting complex heritage sites
Obesity, inflammation, and heart failure: links and misconceptions
No full textObesity has been linked with heart failure (HF) with preserved left ventricular (LV) ejection fraction (HFpEF). This link has been attributed to obesity-induced metabolic and inflammatory disturbances leading to HFpEF. However, HF is a syndrome in which disease evolvement is associated with a dynamic unraveling of functional and structural changes leading to unique disease trajectories, creating a spectrum of phenotypes with overlapping distinct characteristics extending beyond the LV ejection fraction (LVEF). In this regard, despite quantitative differences between the two extremes (HFpEF and HF with reduced LVEF, HFrEF), there is important overlap between the phenotypes along the entire spectrum. In this paper, we describe the systemic pro-inflammatory state that is present throughout the HF spectrum and emphasize that obesity intertwines with HF beyond the LVEF construct. © 2021, The Author(s), under exclusive licence to Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature
DDDR pacing results in left ventricular asynchrony with preservation of ejection fraction and NT-proBNP: A prospective study in sick sinus syndrome and normal ventricular function
No full textMyocardial infarction or acute coronary syndrome with non-obstructive coronary arteries and sudden cardiac death: A missing connection
No full textMyocardial infarction with non-obstructive coronary arteries or any acute coronary syndrome (ACS) with normal or near-normal (non-obstructive) coronary arteries (ACS-NNOCA) is an heterogeneous clinical entity, which includes different pathophysiology mechanisms and is challenging to treat. Sudden cardiac death (SCD) is a catastrophic manifestation of ACS that is crucial to prevent and treat urgently. The concurrence of the two conditions has not been adequately studied. This narrative review focuses on the existing literature concerning ACS-NNOCA pathophysiology, with an emphasis on SCD, together with risk and outcome data from clinical trials. There have been no large-scale studies to investigate the incidence of SCD within ACS-NNOCA patients, both early and late in the disease. Some pathophysiology mechanisms that are known to mediate ACS-NNOCA, such as atheromatous plaque erosion, anomalous coronary arteries, and spontaneous coronary artery dissection are documented causes of SCD. Myocardial ischaemia, inflammation, and fibrosis are probably at the core of the SCD risk in these patients. Effective treatments to reduce the relevant risk are still under research. ACS-NNOCA is generally considered as an ACS with more 'benign' outcome compared to ACS with obstructive coronary artery disease, but its relationship with SCD remains obscure, especially until its incidence and effective treatment are evaluated. © The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of the European Society of Cardiology
Opposite relations of epicardial adipose tissue to left atrial size in paroxysmal and permanent atrial fibrillation
No full textObjectives: Atrial fibrillation has been associated with obesity in epidemiological studies. Epicardial adipose tissue is an ectopic fat depot in the proximity of atria, with endocrine and inflammatory properties that is implicated in the pathophysiology of atrial fibrillation. Inflammation also has a role in atrial arrhythmogenesis. The aim of this study was to investigate the potential relations of epicardial adipose tissue to left atrial size and to adiponectin and the pro-inflammatory mediators, high-sensitivity C-reactive protein, and interleukin-6 in paroxysmal and permanent atrial fibrillation. Methods: This was a cross-sectional study of 103 atrial fibrillation patients, divided into two subgroups of paroxysmal and permanent atrial fibrillation, and 81 controls, in sinus rhythm. Echocardiography was used for estimation of epicardial adipose tissue and left atrial size and high-sensitivity C-reactive protein, interleukin-6 and adiponectin were measured in all subjects. Results: Atrial fibrillation patients had significantly larger epicardial adipose tissue compared with controls (0.430.17 vs 0.34 +/- 0.17cm, p=0.002). Atrial fibrillation presence was independently related to epicardial adipose tissue thickness (b=0.09, p=0.002). Opposite associations of epicardial adipose tissue with left atrial volume existed in atrial fibrillation subgroups; in the paroxysmal subgroup, epicardial adipose tissue was directly related to left atrial volume (R=0.3, p=0.03), but in the permanent one the relation was inverse (R=-0.7, p<0.0001). Adiponectin, high-sensitivity C-reactive protein and interleukin-6 were elevated in both atrial fibrillation groups. Only interleukin-6 was related to epicardial adipose tissue size. Conclusion: Opposite associations of epicardial adipose tissue with left atrial size in paroxysmal and permanent Atrial fibrillation and elevated inflammatory markers, suggest a role of epicardial adipose tissue and inflammation in the fibrotic and remodeling process
Three-Dimensional Digital Geospatial Documentation for Cultural Heritage Preservation and Sustainable Management of Tourism Through a Web Platform: The Case Study of the Archaeological Park of Dion, Greece
No full textThe sustainable management of heritage tourism sites requires an integrated approach that balances cultural preservation with socio-economic development. Modern methods of documentation include laser scanning, LiDAR sensors, and aerial photogrammetry. This study explores the application of advanced geospatial and digital technologies to the archaeological park of Dion, located in the Olympus region of Pieria, Greece—a site characterized by monuments from various historical periods. Using high-precision methods and high-end software, we produced detailed 3D models and developed a comprehensive digital platform incorporating Web-GIS applications. These outputs extend beyond conventional documentation, offering tools for education, community engagement, and participatory decision making. The originality of this work lies in its interdisciplinary synthesis of digital heritage technologies and land-use planning, contributing to both academic discourse and practical strategies for sustainable tourism development. The platform not only safeguards cultural assets but also promotes inclusive innovation, job creation, and long-term planning models aligned with the sustainable development goals (SDGs). This case study contributes not only to the safeguarding of cultural heritage for future generations but also to reshaping tourism models that prioritize long-term sustainability over rapid economic gain
Opposite relations of epicardial adipose tissue to left atrial size in paroxysmal and permanent atrial fibrillation
No full textObjectives: Atrial fibrillation has been associated with obesity in epidemiological studies. Epicardial adipose tissue is an ectopic fat depot in the proximity of atria, with endocrine and inflammatory properties that is implicated in the pathophysiology of atrial fibrillation. Inflammation also has a role in atrial arrhythmogenesis. The aim of this study was to investigate the potential relations of epicardial adipose tissue to left atrial size and to adiponectin and the pro-inflammatory mediators, high-sensitivity C-reactive protein, and interleukin-6 in paroxysmal and permanent atrial fibrillation. Methods: This was a cross-sectional study of 103 atrial fibrillation patients, divided into two subgroups of paroxysmal and permanent atrial fibrillation, and 81 controls, in sinus rhythm. Echocardiography was used for estimation of epicardial adipose tissue and left atrial size and high-sensitivity C-reactive protein, interleukin-6 and adiponectin were measured in all subjects. Results: Atrial fibrillation patients had significantly larger epicardial adipose tissue compared with controls (0.43 ± 0.17 vs 0.34 ± 0.17 cm, p = 0.002). Atrial fibrillation presence was independently related to epicardial adipose tissue thickness ( b = 0.09, p = 0.002). Opposite associations of epicardial adipose tissue with left atrial volume existed in atrial fibrillation subgroups; in the paroxysmal subgroup, epicardial adipose tissue was directly related to left atrial volume ( R = 0.3, p = 0.03), but in the permanent one the relation was inverse ( R = −0.7, p < 0.0001). Adiponectin, high-sensitivity C-reactive protein and interleukin-6 were elevated in both atrial fibrillation groups. Only interleukin-6 was related to epicardial adipose tissue size. Conclusion: Opposite associations of epicardial adipose tissue with left atrial size in paroxysmal and permanent Atrial fibrillation and elevated inflammatory markers, suggest a role of epicardial adipose tissue and inflammation in the fibrotic and remodeling process
