Η συνεχώς αυξανόμενη χρήση σύνθετων υλικών στην αεροδιαστημική βιομηχανία στις κρίσιμες δομικές εφαρμογές έχει οδηγήσει στην ανάγκη ανάπτυξης μη καταστροφικών μεθόδων βλάβης. Οι έως τώρα χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για την παρακολούθησης βλάβης όπως είναι η ενσωμάτωση πιεζο-κεραμικών αισθητήρων και οπτικών ινών σε σύνθετες κατασκευές έχουν ως αποτέλεσμα την συγκέντρωση υψηλών τάσεων και ροών στην κατασκευή. Η παρούσα διατριβή αποτελεί μια πρωτότυπη προσπάθεια στη ευρύτερη επιστημονική και τεχνολογική κατεύθυνση της ενσωμάτωσης της νάνο-τεχνολογίας στο τομέα σχεδιασμού και κατασκευής νέων συνθέτων υλικών. Πρωταρχικός στόχος είναι η επίτευξη αυξημένων δυνατοτήτων για αποτελεσματική παρακολούθηση της αναπτυσσόμενης βλάβης στο υλικό και κατά προέκταση ελέγχου της δομικής ακεραιότητας των κατασκευών τους. Στο πλαίσιο αυτής της προσπάθειας προτείνεται η καινοτόμα ιδέα της αξιοποίησης των νάνο-σωληνίσκων άνθρακα ως εμποτισμένους αισθητήρες βλάβης μέσα σε συμβατικά ινώδη σύνθετα υλικά άνθρακα με απώτερο στόχο τον καλύτερο μη καταστροφικό έλεγχο της βλάβης με τη μέτρηση της ηλεκτρικής αντίστασης. Οι εξαιρετικά αγώγιμοι ΝΣΑ όταν εμποτιστούν σε πολυμερή (κύρια υλικά μήτρας συνθέτων υλικών) δημιουργούν ένα ηλεκτρικό δίκτυο (percolation network) το οποίο παρέχει την δυνατότητα αγωγής ηλεκτρικού φορτίου αυξάνοντας πολλές τάξεις μεγέθους την αγωγιμότητα του πολυμερούς. Η παρουσία του προαναφερθέντος ηλεκτρικού δικτύου ταυτόχρονα με αυτό των αγώγιμων ινών άνθρακα σε σύνθετα υλικά όπου η μήτρα έχει εμποτιστεί με ΝΣΑ αναμένεται να αυξήσει άμεσα ή έμμεσα τη διακριτική ικανότητα ανίχνευσης της βλάβης μέσω της μέτρησης της ηλεκτρικής αντίστασης. Αρχικά έγινε η επιλογή των υλικών και της διαδικασίας παραγωγής με βάση την υπάρχουσα βιβλιογραφία. Μια τυποποιημένη ρητίνη αεροδιαστημικών εφαρμογών επιλέχθηκε ως υλικό εποξικής μήτρας και χρησιμοποιήθηκε σε όλη τη διάρκεια της εργασίας, όπως αντίστοιχα ο τύπος και οι προδιαγραφές των ανθρακονημάτων που αποτέλεσαν την ινώδη ενίσχυση άνθρακα. Επίσης από την υπάρχουσα βιβλιογραφία διερευνήθηκαν οι διαθέσιμοι τύποι και είδη νάνο-σωληνίσκων άνθρακα (ΝΣΑ) και έγινε η επιλογή τους βάση των ηλεκτρικών ιδιοτήτων τους. Η ερευνητική μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στην συνέχεια για την επίτευξη του παραπάνω στόχου μπορεί να χωριστεί σε δύο φάσεις. Στην πρώτη φάση έλαβε χώρα η διερεύνηση και ο προσδιορισμός των καταλληλότερων διαδικασιών/ μεθοδολογιών για ενσωμάτωση των ΝΣΑ στην εποξική μήτρα, που αποτελεί σημαντικό παράγοντα της ποιότητας της διασποράς και ως εκ τούτου της επίτευξης βέλτιστης ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Στο στάδιο αυτό, αναζητήθηκαν στη βιβλιογραφία όλες οι υπάρχουσες τεχνικές ανάμιξης και αναγνωρίστηκαν οι βασικές παράμετροι που επηρεάζουν τη διαδικασία. Πιο συγκεκριμένα το ιξώδες του συστήματος (ρητίνη+ΝΣΑ), ο χρόνος και η θερμοκρασία της ανάδευσης και η χημική τροποποίηση των ΝΣΑ αποτέλεσαν ορισμένες από τις παραμέτρους που εξετάστηκαν. Η αξιολόγηση της ποιότητας των μίξεων έγινε με κριτήριο την επίτευξη βέλτιστης ηλεκτρικής αγωγιμότητας μέσω μετρήσεων AC και DC σε συνδυασμό με την χρήση SEM. Μία από τις βέλτιστες τεχνικές ανάδευσης επιλέχθηκε στη συνέχεια για τη μελέτη της επίδρασης της περιεκτικότητας σε ΝΣΑ στην ηλεκτρική αγωγιμότητα της εποξικής ρητίνης σε ένα εύρος περιεκτικοτήτων από 0-1% κ.β. Μέσω αυτής της μεθόδου προσδιορίστηκαν το «κατώφλι διήθησης» ή αλλιώς η κρίσιμη περιεκτικότητα καθώς και η βέλτιστη περιεκτικότητα των ΝΣΑ σε εποξική ρητίνη. Η πρώτη φάση ολοκληρώθηκε με τον ηλεκτρομηχανικό χαρακτηρισμό των νάνο-ενισχυμένων με ΝΣΑ πολυμερών μέσω της μέτρησης της μεταβολής της ηλεκτρικής αντίστασης κατά την παραμόρφωσή τους υπό (α) την επίδραση μόνο-αξονικού ψευδό-στατικού εφελκυστικού φορτίου και (β) την υποβολή εναλλασσόμενου εφελκυστικού φορτίου ως Κυκλική Φόρτιση Αποφόρτιση-Επαναφόρτιση. Η πειραματική μακροσκοπική συμπεριφορά κατέδειξε ενδιαφέρουσα συμπεριφορά που δεν απαντάται σε προγενέστερα αγώγιμα πολυμερή (πχ. Carbon Black, Carbon -Nano-Fibers κτλ.). Στην δεύτερη φάση η έρευνα επικεντρώθηκε στη παρασκευή και στον ηλεκτρομηχανικό χαρακτηρισμό των ινωδών συνθέτων υλικών, όπου η μήτρα είναι η προαναφερθείσα τροποποιημένη με ΝΣΑ. Πρώτο βήμα αποτέλεσε η μελέτη της επίδρασης της παρουσίας και ειδικότερα της περιεκτικότητας των ΝΣΑ στην εποξική μήτρα στην ανισότροπη ηλεκτρική αγωγιμότητα τέτοιων υλικών. Αρχικά επιλέχθηκε ένας ισχυρά ανισότροπος τύπος, αυτός του πολύστρωτου συνθέτου μονής διεύθυνσης (unidirectional CFRP) [0]16. Στο πλαίσιο αναπτύχθηκαν με χρήση της με CFRPs [0]16 με μήτρα τριών διαφορετικών περιεκτικοτήτων σε ΝΣΑ 0% (υλικό αναφοράς), 0.5% και 1% κ.β. Τα δοκίμια που προέκυψαν υποβλήθηκαν σε ηλεκτρομηχανικό χαρακτηρισμό σε (α) μονο-αξονικό ψευδό-στατικό εφελκυσμό και σε (β) Κυκλική Εφελκυστική Φόρτιση-Αποφόρτιση-Επαναφόρτιση. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν τις αρχικές εκτιμήσεις και η παρουσία των ΝΣΑ αυξάνει την ευαισθησία της ηλεκτρικής απόκρισης με την εφαρμοζόμενη φόρτιση. Στη συνέχεια, έχοντας αποδείξει ότι η παρουσία των ΝΣΑ έχει θετική επίδραση στην ηλεκτρική παρακολούθηση της βλάβης ακολούθησε η μελέτη της ηλεκτρομηχανικής απόκρισης σε συνθήκες κόπωσης, που αντιπροσωπεύει και τον πιο διαδεδομένο τύπο φόρτισης στις κατασκευές από σύνθετα υλικά. Επίσης για τα ίδια δοκίμια μετρήσεις ηλεκτρικής αγωγιμότητας AC και DC έδειξαν πως η παρουσία των ΝΣΑ στην μήτρα μειώνει την ανισοτροπία του υλικού ως προς αυτή την ιδιότητα. Συνέχεια της παραπάνω έρευνας αποτέλεσε η ανάπτυξη ψευδό- ισότροπων ινωδών σύνθετων υλικών CFRPs [0,+45,90,45]nS (τυπική σύνθετη δομή αεροπορικών κατασκευών) μήτρας εποξικής ρητίνης και εμποτισμένης εποξικής ρητίνης με ΝΣΑ περιεκτικότητας 0.5% κ.β. στην παρούσα φάση εκτός από τα προαναφερθέντα πειράματα κατά κύριο λόγω διερευνήθηκε η ηλεκτρομηχανική απόκριση του υλικού σε κόπωση. Η συχνότητα της κόπωσης παρέμεινε σταθερή, όπως και ο λόγος της ελάχιστης εφαρμοζόμενης τάσης προς την μέγιστη (λόγος R), ενώ εξετάστηκαν τρία (3) διαφορετικά επίπεδα φόρτισης (Stress levels) με σκοπό την μελέτη πιθανή εξάρτησης της ηλεκτρομηχανικής απόκρισης. Παράλληλα καταγράφηκε και η θερμοκρασία του υλικού για την αφαίρεση τυχόν επιδράσεων της στη απόκριση της ηλεκτρικής αντίστασης. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιήθηκε σύστημα ακουστικής εκπομπής με απώτερο στόχο την συσχέτιση των μετρήσεων των 2 τεχνικών ΜΚΕ. Η ανάλυση των πειραματικών αποτελεσμάτων έδειξε ότι η συμπεριφορά των ψευδους ισότροπων συνθέτων υλικών σε σχέση αυτής των μονής διεύθυνσης και αυτής των ορθότροπων υλικών εμπεριέχει πιο σύνθετη απόκριση λόγω της ύπαρξης των [45ο] στρώσεων. Παράλληλα, η ηλεκτρική απόκριση τους συσχετίστηκε με τις μετρήσεις της υποβάθμισης του μέτρου ελαστικότητας αλλά και τις μετρήσεις της ακουστικής εκπομπής επιβεβαιώνοντας «ηλεκτρικά» χαρακτηριστικές περιοχές βλάβης. Βάση αυτών των παρατηρήσεων έγινε μια απόπειρα μελέτης της δυνατότητας πρόγνωσης της τελικής αστοχίας μέσω της μετρούμενης ηλεκτρομηχανικής απόκρισης με πολύ ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Προς σε αυτή τη κατεύθυνση, η παρουσία των ΝΣΑ έδειξε μια πιο ομαλή ηλεκτρομηχανική συμπεριφορά που βελτιστοποιεί την αξιοπιστία της πρόβλεψης, παρατήρηση που αποτελεί και την ολοκλήρωση του κύριου όγκου έρευνας της παρούσας διδακτορικής εργασίας. / The increasing usage of composite materials in the aerospace industry in critical structural applications has proved the need for health monitoring of those structures. In the past piezo-ceramic particles and optic fibres have been integrated into composite structures so as to serve as health monitoring sensors but they introduced flaws and high stress concentration to the structures. In the current PhD thesis a different approach was used; to use the material itself as an inherent structural monitoring sensor. In order to achieve that the matrix material of the epoxy reinforced composite has to be doped with Carbon Nanotubes (CNTs). Carbon nanotubes are reported to have excellent mechanical, thermal and electrical properties. The CNTs have to be dispersed into the epoxy matrix and above certain per weight percentage into the matrix where they form a conductive percolating network. By monitoring the changes of the electrical resistivity of this network is possible to track any load, strain or even damage stages of the material. In other words a step towards a multifunctional material is made since an enhancement also in the mechanical properties is expected from the presence of the CNTs. At the first chapters of the PhD an extensive evaluation of the dispersion method takes place. Different times and speeds of the high-shear mechanical device that was used for the dispersion of the Multi-Wall CNTs (MWCNTs) into the epoxy polymer are evaluated via electrical measurements (both DC and AC) along with SEM investigations. The next step involved the investigation on the % p.wt of the CNTs into the polymer matrix ranging from 0-1%. With this method both the optimum CNT concentration and the percolation network were established. Beside the aforementioned tests, tensile tests with on line Electrical Resistivity Changes Measurement (ERCM) along the loading axis, took place using a digital multimeter. The tensile tests were both quasi static and loading-unloading. It was proved that the load-strain variation can be tracked for the nano-doped polymers. The percolation threshold for the given system was calculated for both AC and DC to be above 0.3% p.wt and that the optimum CNT content was established at 0.5% while at 0.1% the CNTs tended to behave as flaws due to the large number of agglomerations. The next chapter describes the work of using the conclusion of the previous chapter to manufacture unidirectional CFRPs with aerospace epoxy matrix with 0,0.1,0.5 and 1% p.wt CNT. The CFRP were manufactured by wet lay-up and autoclave methods. The specimens were subjected to both quasi static and loading-unloading tensile test with on-line ERCM. The nano-enhanced composites proved to have inherent sensing abilities and as the CNT content increased the more sensitive the load monitoring was. Moreover, for the loading-unloading tests (5 cycles) it was noted that the nano-composites were able to track the initial damage of the coupons by irreversible ERCM changes. The AC and DC conductivity was also measured and it was proved that the presence of the CNTs in the matrix reduce the electrical anisotropy of the composite. The 0.5 % p.wt CNTs into the epoxy matrix proved to be the optimised content for FRP manufacturing since not only proved to give very good all overall results but also it is easier to manufacture when compared with 1% (high viscosity). Further in the research two quasi-isotropic CFRPs were manufactured as above with 0 and 0.5% CNTs. The quasi lay-up was chosen so as to be representative of a typical aerospace structural component. Besides the aforementioned tensile tests with ERCM, the main investigation took place on tension-tension fatigue tests with ERCM. In this case due to the nature of the samples (many fiber contacts) the differences in the ERC measurements were not as obvious as before, but by further mathematically-statistically analyzing the results a model of estimation of fatigue life life is presented. The principal of health monitoring of composite structures enhanced with CNTs, was also proved for cross-ply Kevlar FRPs (KFRPs) with 1% p.wt in the matrix material and with the same amount of CNTs in gramms in as received form spread by hand at the mid-plane. Finally one can highlight the results of the current PhD thesis as follows: the principle of manufacturing and testing a multi-functional composite material with the use of CNTs has been proved. The dispersion of the nano-fillers took place using a high shear mixing device and the parameters were optimised. The percolation threshold was calculated above 0.3% p.wt and wt and that the optimum CNT content was established at 0.5% while at 0.1% the CNTs tended to behave as flaws due to the large number of agglomerations. The nano-reinforced polymers became semi-conductors and showed the ability to track load-starin variation via ERCM. The nano-reinforced polymer was used as matrix materials for CFRPs. The optimum CNT contents was established at 0.5% p.wt. The presence of CNTs not olny improved the mechanical properties but also provided to the materials sensing abilities via ERCM on several load cases i.e.tensile and fatigue. The proof of concept was also demonstrated using KFRPs.

Οι καρδιαγγειακές παθήσεις αποτελούν σήμερα την πρώτη αιτία θανάτου στις αναπτυγμένες χώρες. Οι αιτίες που τις προκαλούν συνδέονται πολύ συχνά με τις ιδιότητες και την γενική κατάσταση των τοιχωμάτων των μεγάλων αρτηριών. Η υπερηχητική απεικόνιση των τελευταίων είναι εξαιρετικά σημαντική για τη διάγνωση πιθανών παθολογικών καταστάσεων, καθώς χαρακτηρίζεται από χαμηλό κόστος και ελάχιστη επιβάρυνση για τον οργανισμό του ασθενούς, ενώ μπορεί να πραγματοποιείται σε πραγματικό χρόνο. Επιπλέον, οι υπερηχητικές τεχνικές απεικόνισης επιτρέπουν την παρακολούθηση της κίνησης των αρτηριακών τοιχωμάτων, από την οποία μπορούν να εξαχθούν αρκετά ασφαλή συμπεράσματα για την κατάστασή τους. Για την παρακολούθηση της κίνησης των αρτηριακών τοιχωμάτων έχουν χρησιμοποιηθεί διάφορες μέθοδοι, με κυριότερες αυτές που βασίζονται στο φαινόμενο Doppler (Tissue Doppler Imaging), τις διαφορικές μεθόδους οπτικής ροής και τις μεθόδους ταύτισης περιοχών (block matching). Οι μέθοδοι Doppler είναι εξαιρετικά ακριβείς, μόνο όμως κοντά στη διεύθυνση της υπερηχητικής δέσμης. Οι μέθοδοι οπτικής ροής μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διδιάστατες απεικονίσεις με αρκετά ικανοποιητική ακρίβεια, αδυνατούν ωστόσο να παρακολουθήσουν μεγάλες μετατοπίσεις. Από την άλλη πλευρά, οι μέθοδοι ταύτισης περιοχών δεν παρουσιάζουν τα παραπάνω προβλήματα, υστερούν όμως σε ακρίβεια. Μια σχετικά νέα τεχνική με ευρεία εφαρμογή στην ιατρική απεικόνιση είναι τα ενεργά περιγράμματα (active contours). Πρόκειται για παραμετρικές καμπύλες που κινούνται στο επίπεδο της εικόνας έτσι ώστε να ελαχιστοποιείται ένα ενεργειακό συναρτησιακό και επιτρέπουν την ανίχνευση αντικειμένων στην εικόνα. Στις κλασικές μεθόδους των ενεργών περιγραμμάτων, η αρχική καμπύλη πρέπει να ορίζεται κοντά στο προς ανίχνευση αντικείμενο. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού έχουν προταθεί διάφορες βελτιώσεις του κλασικού μοντέλου των ενεργών περιγραμμάτων, όπως η εισαγωγή της λεγόμενης «δύναμης μπαλονιού». Τα ενεργά περιγράμματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για παρακολούθηση κίνησης σε ακολουθίες εικόνων, καθώς μπορούν να προσαρμόζονται στα εξέχοντα χαρακτηριστικά των κινούμενων δομών. Ωστόσο, στην υπερηχητική απεικόνιση των αρτηριακών τοιχωμάτων, η περιπλοκότητα της κίνησής τους και ο έντονος θόρυβος καθιστούν ιδιαίτερα δύσκολη την άμεση εφαρμογή των ενεργών περιγραμμάτων για την παρακολούθηση κίνησης. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι ο συνδυασμός των ενεργών περιγραμμάτων και των μεθόδων ταύτισης περιοχών για την αυτοματοποίηση της παρακολούθησης κίνησης σε ακολουθίες εικόνων των τοιχωμάτων αρτηριών (συγκεκριμένα της καρωτιδικής και της βραχιακής) και για τη βελτίωση της επαναληψιμότητας των σχετικών μετρήσεων. Αρχικά, εφαρμόστηκαν οι μέθοδοι ταύτισης περιοχών ενός επιπέδου (Single Level Block Matching) και πολλών επιπέδων (Multilevel Block Matching) για την παρακολούθηση της κίνησης των αρτηριακών τοιχωμάτων από ακολουθίες εγκάρσιων τομών της καρωτιδικής και της βραχιακής αρτηρίας. Μια κλειστή καμπύλη ορίστηκε από το χρήστη στο πρώτο πλαίσιο της ακολουθίας, έτσι ώστε να αντιστοιχεί κατά προσέγγιση στο περίγραμμα των ορίων του αρτηριακού τοιχώματος και καταγράφηκε η επιφάνεια που περικλείεται από την καμπύλη αυτή κατά τη διάρκεια ενός καρδιακού κύκλου. Η μετατόπιση των σημείων της καμπύλης από πλαίσιο σε πλαίσιο εκτιμήθηκε με τις μεθόδους ταύτισης περιοχών. Η μορφή της γραφικής παράστασης της επιφάνειας αυτής σε συνάρτηση με το χρόνο (δηλαδή τον αριθμό του πλαισίου) αποτελεί έναν πολύ καλό δείκτη της κατάστασης της αρτηρίας. Η αυτοματοποίηση της διαδικασίας λήψης των παραπάνω μετρήσεων μπορεί να επιτευχθεί αν η επιλογή της αρχικής κλειστής καμπύλης δεν βασίζεται στην εκτίμηση του χρήστη αλλά στην ανίχνευση των τοιχωμάτων με ενεργά περιγράμματα. Το κλασικό μοντέλο των ενεργών περιγραμμάτων και το μοντέλο της «δύναμης μπαλονιού» εφαρμόστηκαν για αυτό το σκοπό στο πρώτο πλαίσιο των ακολουθιών εικόνων των αρτηριών. Διαπιστώθηκε ότι το μοντέλο της δύναμης μπαλονιού δίνει ικανοποιητικά αποτελέσματα ανίχνευσης των αρτηριακών τοιχωμάτων και μάλιστα με ικανοποιητική επαναληψιμότητα, καθώς το αποτέλεσμα της ανίχνευσης δεν διαφοροποιούνταν σημαντικά από την επιλογή της αρχικής κλειστής καμπύλης του ενεργού περιγράμματος, αρκεί η ακτίνα της τελευταίας να είναι τέτοια ώστε η καμπύλη να βρίσκεται εξ ολοκλήρου στο εσωτερικό της αρτηρίας. Στη συνέχεια, η καμπύλη που προέκυψε από την ανίχνευση των τοιχωμάτων χρησιμοποιήθηκε ως αρχική καμπύλη για την παρακολούθηση κίνησης με τις μεθόδους ταύτισης περιοχών. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν δεν διαφέρουν σημαντικά σε σχέση με την περίπτωση όπου ο ορισμός της καμπύλης στο πρώτο πλαίσιο γίνεται από το χρήστη. Συνεπώς, η ανίχνευση των αρτηριακών τοιχωμάτων με ενεργά περιγράμματα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βελτιώσει την επαναληψιμότητα των μετρήσεων για την παρακολούθηση κίνησης και να συμβάλει στην αυτοματοποίηση της διαδικασίας λήψης τους. / Cardiovascular diseases are the leading cause of death today in developed countries. Their causes are very frequently related with the status of artery walls. Ultrasonic imaging is very important for the diagnosis of possible arterial pathology, because it is of low cost, safe for the patient and can be performed in real time. Ultrasonic imaging also allows arterial wall motion tracking, which can provide critical diagnostic information. Motion tracking methods include Tissue Doppler Imaging (TDI), differential optical flow methods and block matching. Tissue Doppler Imaging offers excellent accuracy, restricted however to directions close to the direction of the ultrasonic beam. Optical flow methods can be used in two dimensions with considerable accuracy, but they fail in cases of fast moving structures. In the case of block matching, no such problems have to be dealt with, however with significant cost in accuracy. Active contours, a relatively new technique widely used in medical imaging, are parameterized curves moving on the image plane in order to minimize an energy functional and allowing object detection. Classical active contour methods require that the initial curve of the model is defined close to the object to be detected. In order to avoid this, several techniques have been proposed, such as the so-called “balloon force”. Active contours can also be used for motion tracking in series of image frames, provided that they can fit to salient features of moving structures. In arterial wall ultrasonic imaging however, motion complexity and noise obstruct motion tracking with active contours. In the current study active contours and block matching methods are combined to improve reproducibility of motion tracking measurements in series of artery wall images (namely for the carotid and brachial artery). Single level and multilevel block matching methods were used for artery wall motion tracking. A closed curve was defined by the user in the first frame of the image series, both for the carotid and brachial artery. This curve is a rough estimation of the arterial wall contour. The area enclosed by the curve is recorded throughout a cardiac cycle. Curve movement is estimated with block matching methods. The graph pattern of enclosed area versus time (i.e. frame number) is a very good indicator for the status of the artery. The above process can be automatized if the initial closed curve is produced by object detection with active contours and not by estimation. The active contours classical model and the balloon force model were used for artery wall detection in the first frame of the artery image series. The balloon force model yielded satisfactory wall detection results with considerable reproducibility. The choice of the dimensions of the initial contour of the model did not affect the final result considerably, provided that the initial contour is fully placed inside the arterial lumen. The curve that resulted from object detection was used to initialize the motion tracking process with block matching methods. In this way, similar motion tracking results can be obtained for the artery image series, but with much improved reproducibility.

Σκοπός της παρούσας Πτυχιακής Εργασίας είναι ανάπτυξη μιας διαδικασίας παρασκευής νανοσύνθετων εποξικής ρητίνης/ πολλαπλών νανοσωληνίσκων άνθρακα (MWCNT) σε ένα εύρος περιεκτικοτήτων από 0.1 έως και 1 % κατά βάρος (κ.β) MWCNT. Τα εμποτισμένων δοκίμια έναντι αυτών της καθαρής ρητίνης παρουσίασαν ενισχυμένες μηχανικές ιδιότητες όπως αντοχή σε εφελκυσμό και αυξημένο μέτρο ελαστικότητας. Η αύξηση αυτή μπορεί να αποδοθεί στο υψηλό λόγο μήκους /διαμέτρου καθώς και στην μεγάλη ελεύθερη επιφάνεια των νανοσωληνίσκων (CNTs). Επίσης από τα πειράματα δυναμικής ανάλυσης παρατηρήθηκε αύξηση της θερμοκρασίας υαλώδους μετάβασης με την αύξηση της περιεκτικότητας των CNTs. Στα πλαίσια της ίδιας εργασίας μελετήθηκαν οι ηλεκτρικές ιδιότητες καθώς και οι αισθητήριες ιδιότητες των MWCNT και εξερευνήθηκε η χρήση τους ως νανοαισθητήρες για την παρακολούθηση βλάβης στην εμποτισμένη εποξική ρητίνη. Για τον σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν πειράματα φόρτισης-αποφόρτισης μονοαξονικού εφελκυσμού με ταυτόχρονη παρακολούθηση της ηλεκτρικής αντίστασης του δοκιμίου. Από την παραπάνω διαδικασία παρατηρήθηκε πως όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα CNTs στην ρητίνη, τόσο μεγαλύτερη είναι η ευαισθησία της ηλεκτρικής αντίστασης στις αλλαγές του εφαρμοζόμενου φορτίου. Σημειώνεται επίσης πως η εμποτισμένη σε CNTs εποξική ρητίνη παρουσιάζει ηλεκτρική αγωγιμότητα παρουσιάζοντας σε περιεκτικότητα 1% κ.β συμπεριφορά αγωγού, γεγονός που οφείλεται στην αγώγιμη φύση των CNTs. Από τις μετρήσεις ηλεκτρικής αγωγιμότητας παρατηρήθηκε πως το «κατώφλι» αγωγιμότητας επιτυγχάνεται σε περιεκτικότητα 0.3% κ.β MWCNT ενώ, επιβεβαιώνεται η ισχύς της θεωρίας «διήθησης» : σ~ (V-Vc)t δίνοντας τιμή «κρίσιμου» εκθέτη t ίση με 2.05. / The goal of the present study is the development of a manufacturing process of epoxy resin compounds with several multi-wall carbon nanotube (MWCNT) contents per weight. Enhanced mechanical properties of the doped specimens epoxy against the neat epoxy testpieces e.g. tensile strength and modulus of elasticity was achieved and attributed to the high surface area and high aspect ratio of the nanotubes. Moreover the dynamic properties of the nano-doped epoxy polymers were investigated and the relation of glass transition temperature with increasing CNT content was found to be inverse. Another goal of the present work was to use the electrical/sensing properties of MWCNTs as a nano-sensor for the damage detection within the doped matrix material. Therefore loading-unloading tensile tests were performed, along with on-line conductivity monitoring for the nano-doped epoxy polymers. It was noted that all the nano-doped samples were more sensitive to load changes and thus resistance changes. The higher the CNT content per weight was, the higher the sensitivity in load changes. The conductive nature of CNTs has produced conductive epoxy polymers, which exhibit “percolation threshold” at the content of 0.3% wt. MWCNT and enhanced sensing properties. The measurements of electrical conductivity confirm the validity of “percolation” theory: σ~ (V-Vc)t with the critical exponent t equal to 2.05.

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά την ανίχνευση και παρακολούθηση ανθρώπινων μορφών σε ακολουθίες βίντεο με μεθόδους μηχανικής όρασης. Οι ακολουθίες αυτές θεωρούμε πως έχουν ληφθεί από στατική κάμερα σε εσωτερικό ή εξωτερικό χώρο. Πιο συγκεκριμένα, το εν λόγω πρόβλημα υποδιαιρείται σε τρία κυρίως μέρη τα οποία μελετώνται, αναλύονται και υλοποιούνται σε ξεχωριστά κεφάλαια. Ξεκινάμε με το κομμάτι κατάτμησης κίνησης, συνεχίζουμε με την ταξινόμηση αντικειμένων ώστε να αναγνωριστούν οι άνθρωποι ανάμεσα στις κινούμενες οντότητες και τελειώνουμε με την παρακολούθηση των ανθρώπινων σιλουετών για καταγραφή της πορείας τους όση ώρα βρίσκονται στο πλάνο. Οι αλγόριθμοι που αναπτύχθηκαν λειτούργησαν ικανοποιητικά κάτω από διάφορες συνθήκες και τα αποτελέσματά τους μπορούν να περάσουν ως είσοδοι σε μια πληθώρα εφαρμογών υψηλότερου επιπέδου με σκοπό την αναγνώριση ανθρώπινης δραστηριότητας και την κατανόηση συμπεριφοράς. / The purpose of this thesis is to deal with the problem of human tracking in video sequences. We have divided the problem in three parts: motion segmentation, human tracking and object classification. Finally we have dedicate a whole chapter to optical flow techniques and the relevant methods that can be employed to solve the same problem.

Τα τελευταία χρόνια, η ραγδαία αύξηση των χρηστών ασύρματης επικοινωνίας και η ολοένα και αυξανόμενη ζήτηση πιο αποδοτικών επικοινωνιών μεταξύ των χρηστών, έστρεψαν το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας στην μελέτη πιο ευέλικτων ασύρματων δικτύων. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον προς αυτή την κατεύθυνση παρουσιάζουν τα Γνωστικά Συστήματα Ραδιοεπικοινωνιών (Cognitive Radios). Τα Γνωστικά Συστήματα είναι ευφυή συστήματα τα οποία έχουν την ικανότητα να αντιλαμβάνονται τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος στο οποίο βρίσκονται και να προσαρμόζουν κατάλληλα τις παραμέτρους της μετάδοσης τους με στόχο πιο αξιόπιστες και πιο ευέλικτες επικοινωνίες. Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτών των συστημάτων είναι το γεγονός ότι μπορούν να συνυπάρξουν ταυτόχρονα δύο είδη χρηστών, οι κύριοι και οι δευτερεύοντες. Κύριοι είναι οι χρήστες οι οποίοι έχουν νόμιμη άδεια χρήσης μιας ζώνης συχνοτήτων από κάποια αρμόδια αρχή, ενώ δευτερεύοντες ονομάζονται οι χρήστες του δικτύου που δεν έχουν άδεια χρήσης κάποιας ζώνης συχνοτήτων αλλά υπό κατάλληλες συνθήκες μπορούν να χρησιμοποιήσουν κάποια ζώνη που ανήκει στους κύριους χρήστες. Η μετάδοση των δευτερευόντων χρηστών γίνεται με τέτοιο τρόπο (συχνότητα και χρόνο μετάδοσης), ώστε να μην δημιουργείται παρεμβολή στους κύριους χρήστες. Πρόσφατα, το ερευνητικό ενδιαφέρον στράφηκε προς την χαρτογράφηση κάποιον φαινομένων σε τέτοιου είδους συστήματα. Πιο συγκεκριμένα, με τον όρο χαρτογράφηση εννοούμε την μελέτη ενός φαινομένου, όπως για παράδειγμα της παρεμβολής ή του κέρδους του καναλιού όχι μόνο ως προς το χρόνο αλλά και ως προς το χώρο. Για παράδειγμα, στα γνωστικά συστήματα η χαρτογράφηση του καναλιού δίνει τη δυνατότητα στους δευτερεύοντες χρήστες ανά πάσα στιγμή να γνωρίζουν το πιθανό κανάλι επικοινωνίας προς όλα τα σημεία του χώρου που μελετούμε. Κάτι τέτοιο, λόγω της ιδιαιτερότητας αυτού του συστήματος, μπορεί να δώσει πολύτιμες πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο μπορούν να εκπέμψουν οι δευτερεύοντες χρήστες έτσι ώστε να μην παρεμβάλλονται στην μετάδοση των κύριων χρηστών. Οι εργασίες που σχετίζονται με τα γνωστικά συστήματα μέχρι τώρα είχαν ως στόχο την μελέτη είτε της επισκίασης είτε της παρεμβολής που μετριέται σε ένα σημείο του χώρου. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας, στόχος μας ήταν η μελέτη της μακροπρόθεσμης πρόβλεψης (long range prediction) ενός καναλιού σε ένα δίκτυο κινούμενων γνωστικών χρηστών, κάτι το οποίο δεν έχει μελετηθεί έως τώρα. Με τον όρο μακροπρόθεσμη πρόβλεψη καναλιού αναφερόμαστε στην εκτίμηση του καναλιού σε κάποια επόμενη χρονική στιγμή. Δεδομένου ότι το κανάλι επηρεάζεται τόσο από φαινόμενα μικρής όσο και από ευρείας κλίμακας στρέψαμε το ενδιαφέρον μας σε ένα ενοποιημένο μοντέλο καναλιού που περιλαμβάνει και τα δύο είδη εξασθένησης. Αυτή η μακροπρόθεσμη πρόβλεψη του χρονικά μεταβαλλόμενου καναλιού αποσκοπεί στην χαρτογράφηση των διαθέσιμων καναλιών στο χώρο αλλά και στο χρόνο, πληροφορία που μπορεί να φανεί πολύ χρήσιμη σε διάφορες εφαρμογές όπως αυτή της δρομολόγησης πακέτων πληροφορίας σε ένα δίκτυο, ή της κατανομής ενέργειας στα γνωστικά και σε άλλα ασύρματα συστήματα. Πιο συγκεκριμένα, στο κεφάλαιο 1, θα αναφερθούμε στις νέες τάσεις που ακολουθούνται στις ασύρματες επικοινωνίες. Αρχικά θα αναφερθούμε στις συνεργατικές επικοινωνίες και τις λεγόμενες συντονισμένες μεταδόσεις πολλαπλών σημείων ενώ στην συνέχεια θα επικεντρωθούμε στα γνωστικά δίκτυα και τις λειτουργίες που επιτελούν. Στο κεφάλαιο 2 θα περιγράψουμε με λεπτομέρεια τους μηχανισμούς διάδοσης των ηλεκρομαγνητικών κυμάτων και τα δύο βασικά είδη εξασθένησης που παραμορφώνουν το λαμβανόμενο σήμα στον δέκτη. Στη συνέχεια του κεφαλαίου αυτού θα περιγράψουμε διάφορα μοντέλα που περιγράφουν τα δύο είδη εξασθένησης και τέλος, θα παρουσιάσουμε ένα μοντέλο που τα συνδυάζει. Στο κεφάλαιο 3, θα παρουσιάσουμε ένα ενοποιημένο μοντέλο το οποίο συμπεριλαμβάνει τόσο τα μικρής όσο και τα μεγάλης κλίμακας φαινόμενα το οποίο θα υιοθετήσουμε στην συνέχεια στην πειρματική μας διαδικασία. Επιπλέον, θα παρουσιάσουμε τους λόγους για τους οποίους στρέψαμε την προσοχή μας στο εν λόγω θέμα. Στο κεφάλαιο 4 θα αναφερθούμε στην έννοια της χαρτογράφησης ενός φαινομένου σε ένα γνωστικό σύστημα και στην τρέχουσα βιβλιογραφία. Πιο συγκεκριμένα, θα κάνουμε μία ιστορική αναδρομή της χρήσης της χαρτογράφησης στα γνωστικά συστήματα. Ξεκινώντας από την χαρτογράφηση της παρεμβολής σε ένα δίκτυο και την χαρτογράφηση του φάσματος, θα επικεντρωθούμε στην χαρτογράφηση των φαινομένων ευρείας κλίμακας και ειδικά στην χαρτογράφηση της επισκίασης. Στο κεφάλαιο 5 θα μελετήσουμε την έννοια της εκτίμησης και παρακολούθησης καναλιού και θα επικεντρωθούμε σε παραμετρικά κανάλια. Στο τέλος του κεφαλαίου, θα διευρύνουμε την παρακολούθηση ενός καναλιού με την διαδικασία της μακροπρόθεσμης πρόβλεψης του κέρδους του καναλιού. Αυτή η επιπλέον γνώση της μακροπρόθεσμης πρόβλεψης σε συνδυασμό με διαδικασίες χωρικής παρεμβολής σε ένα γνωστικό σύστημα μπορεί να βελτιώσει πολύ τις συνθήκες μετάδοσης. Λόγω της ιδιαιτερότητας που παρουσιάζουν τα εν λόγω συστήματα κάθε επιπλέον μακροπρόθεσμη πληροφορία της κατάστασης του δικτύου μπορεί να βοηθήσει σε σημαντικές αποφάσεις κατανομής ισχύος ή μετάδοσης ώστε να ελαχιστοποιηθεί η παρεμβολή προς τους κύριους χρήστες. Στο κεφάλαιο 6 θα περιγράψουμε με λεπτομέρεια το πρόβλημα μακροπρόθεσμης πρόβλεψης με το οποίο ασχοληθήκαμε και θα παρουσιάσουμε μία σειρά από πειραματικά αποτελέσματα που σχετίζονται με την ποιότητα της πρόβλεψης του καναλιού κάτω από διαφορετικές συνθήκες. Τέλος, στο κεφάλαιο 7 θα αναφερθούμε στα συμπεράσματα που προέκυψαν από την συγκεκριμένη διπλωματική εργασία καθώς και σε κάποιες μελλοντικές κατευθύνσεις που παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Οι κατευθύνσεις αυτές σχετίζονται τόσο για το συγκεκριμένο αλγόριθμο που χρησιμοποιήσαμε όσο και με πιθανές εφαρμογές του. / In recent years, the use of wireless communication systems has rapidly increased along with the demand for more resource hungry applications. To support such demands, the research community has been focusing into new more efficient and more flexible communications techniques and systems. To this end, the so-called cognitive radio systems are of particular interest. In a cognitive system, the participating communication nodes are able of understanding the special characteristics of the surrounding environment and adjust, accordingly, their transmission parameters in order to achieve a reliable level of communication. An identifying element of such systems is the co-existence of two kinds of users, i.e. the primary and the secondary ones. The first are licensed users of a specific transmission band as opposed to the second, who are not licensed to use such a band, however under certain constraints and conditions they are allowed to. Their transmission is performed in an appropriate manner so as not to interfere with the primary users. Currently, there is an active research interest in the so-called cartography of certain phenomena that occur in the wireless medium used by systems like the cognitive ones. Specifically, the term cartography is used for the study of a phenomenon such as the gain of channel through time and space for any pair of points in a given region. This information could, for example, support the decision making procedure of a secondary user related to the selection of a transmission band to use for transmission, reducing in this way the produced interference level. The research efforts, so far, has been focusing on the cartography of either the shadowing phenomenon or the interference that is present at a particular point at space. In this master thesis, the main target is the study of long-range channel prediction algorithms in a cognitive network of mobile users that take into account both small and large scale fading. The phrase “long-range channel prediction” refers to the process of predict the value of the channel at a future time instant. In order to capture the twofold nature to fading, i.e. small and large scale one, a unifying channel model is adopted. This operation and the predicted information aim at providing the necessary tools in order to map the available channels into space as well as time. This information can be valuable in numerous applications such as routing of data packets and resource allocation. In more detail, chapter 1 is an introduction to wireless communications focusing on their history and the new directions that look to the future. Specifically, a description will be provided for the evolution of cellular and ad hoc wireless networks along with three new tendencies, i.e. cooperative communications, coordinated multipoint or transmissions and cognitive networks. In chapter 2, an introduction of the wireless medium for transmitting communications signals is presented. Specifically, at first, the propagation mechanisms of electromagnetic waves along with their two main sources of fading that distort signals will be provided. Then, appropriate models for the fading sources will be described which are useful for developing and evaluating communications algorithms. A unified model that incorporates both small and large-scale fading is presented in chapter 3. This model will be used later in this thesis during the experimental analysis. Moreover, a motivation of looking into this direction will be provided. In chapter 4, a bibliographic presentation of cartography will be presented. The chapter will start with a historical review of chartography. First, the focus will be on the mapping of interference and spectrum usage. Then, the focus will shift towards the mapping of large scale phenonena, especially, the mapping of shadowing. The estimation/tracking and prediction of wireless channels will be the main focus of chapter 5. Parametric channels and associated algorithms will be presented. Moreover, a long rage prediction algorithm, that is studied in this thesis, will be described in detail. This additional information combined with spatial interpolation techniques can, in general, be used to improve the transmission conditions in a cognitive system. This information, in such systems, can assist in decision making procedures related to power allocations and transmissions, so as to mitigate the interference among the users. The aforementioned synthesized channel model along with the long rage prediction problem that is studied in this thesis will be evaluated in chapter 6. In this chapter, exhaustive simulations have been conducted targeting the prediction performance under different propagation conditions. Finally, in chapter 7, the main conclusions drawn in this thesis along with some future research directions will be provided. The directions are related both with the specific algorithm that was studied and some possible applications.

Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά την ανίχνευση και παρακολούθηση της κίνησης των ανθρώπων μέσα από δίκτυα καμερών. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η υλοποίηση ενός συστήματος ανίχνευσης , παρακολούθησης εκ νέου ταυτοποίησης των ανθρώπων που διέρχονται μέσα από ένα δίκτυο καμερών καθώς και να προτείνει ένα μοντέλο για την κατανόηση της τοπολογίας του δικτύου των καμερών. Το κύριο πρόβλημα υποδιαιρείται σε τρία επιμέρους υπό – προβλήματα. Το πρώτο αφορά την ανίχνευση κίνησης. Το δεύτερο την παρακολούθηση των ανθρώπων και τέλος το τρίτο αφορά την αντιστοίχηση τους μεταξύ των καμερών. Σαν αποτέλεσμα στο τέλος έχουμε για κάθε άνθρωπο το μονοπάτι που διέγραψε μέσα στο δίκτυο. Η Ανίχνευση κίνησης υλοποιείται με αφαίρεση φόντου. Η παρακολούθηση υλοποιείται με δύο χαρακτηριστικά, αυτά του κέντρου μάζας και του χρωματικού ιστογράμματος. Η τοπολογία του δικτύου ανακαλύπτεται με ένα μοντέλο που καταγράφει σημεία εισόδου και εξόδου συσχετισμένα με την αντίστοιχη κάμερα από την οποία εισήλθαν ή στην οποία εξήλθαν αντίστοιχα οι άνθρωποι. Κατόπιν γίνεται αντιστοίχηση των σημείων αυτών στις κρίσιμες περιοχές της κάθε κάμερας και η πλειοψηφία των συσχετίσεων τους ορίζει την επικοινωνούσα , για αυτές τις περιοχές , κάμερα. Τέλος γίνεται η αντιστοίχηση των διαδρομών μεταξύ καμερών με έλεγχο χώρο-χρονικών χαρακτηριστικών και χαρακτηριστικών εμφάνισης. Το σύστημα υλοποιήθηκε σε Matlab και έτρεξε σε Intel i7 με συχνότητα 2.93 Ghz και 8GB μνήμης ram. Οι αλγόριθμοι λειτούργησαν ικανοποιητικά με πολύ καλά αποτελέσματα, και μπορούν να περάσουν ως είσοδοι σε πληθώρα εφαρμογών υψηλοτέρου επιπέδου που έχουν ως σκοπό την αναγνώριση της ανθρώπινης δραστηριότητας και την κατανόηση συμπεριφοράς. / This thesis deals with the detection and motion tracking through camera networks. Its purpose is to implement a system for monitoring human movement and perform re-identification in camera networks. It also proposes a model for discovering the topology of cameras network. The main problem is divided into three sub – problems. The first one deals with motion detection , the second one tracks every human located in the plane, and finally the third one has to do with the re-identification between the cameras. As a result we find and identify all human’s paths traced in the network. At first we start with detection that involves also background subtraction. The background is recovered in a dynamic way at every frame and involves median selection. Tracking is accomplished using two features, the centroid and the color histogram. Network topology is discovered from a model which reports entry and exit points associated with the corresponding camera. The system is implemented in Matlab and runs on Intel i7 with frequency 2.93 Ghz and 8GB of ram. The algorithms perform well producing very good results, and can be fed as inputs to a variety of applications that deal with problems related to higher level recognition of human activity and behavior understanding.

Το Εθνικό Θαλάσσιο Πάρκο Ζακύνθου περιλαμβάνει τη θαλάσσια έκταση και τις νησίδες του Κόλπου του Λαγανά, τις παραλίες ωοτοκίας της θαλάσσιας χελώνας Caretta caretta (Γέρακας, Δάφνη, Σεκάνια, Καλαμάκι, Ανατολικός Λαγανάς και Μαραθονήσι) και μια ζώνη γης, που περιβάλλει αυτές, τον υγρότοπο της Λίμνης Κερίου και τις Νήσους Στροφάδες. Ιδρύθηκε με κύριο σκοπό τη διατήρηση και την προστασία των σημαντικότερων παραλιών ωοτοκίας στη Μεσόγειο της θαλάσσιας χελώνας Caretta caretta και του θαλάσσιου και χερσαίου χώρου που τις περιβάλλει. Η συνολική έκταση της χερσαίας περιοχής του Ε.Θ.Π.Ζ. είναι περίπου 45km². Η περιοχή μελέτης περιλαμβάνει το σύνολο σχεδόν της χερσαίας έκτασής του (εκτός από τις νήσους Στροφάδες), μέρος της οποίας συγκαταλέγεται στο έργο οικοτόπων, Φύση 2000, στην Ελλάδα (Κωδικός Περιοχής: GR 2210002). Η χλωρίδα της χερσαίας περιοχής του Εθνικού Θαλάσσιου Πάρκου Ζακύνθου είχε μελετηθεί κατά το παρελθόν στα πλαίσια της Ειδικής Περιβαλλοντικής Μελέτης για τον κόλπο του Λαγανά (ΥΠΕΧΩΔΕ, 1997), όπου καταγράφηκαν 173 taxa. Επιπροσθέτως, έρευνες που αφορούν στη καταγραφή της χλωρίδας της Ζακύνθου και αναφέρονται λιγότερο ή περισσότερο και σε περιοχές που απαρτίζουν το Ε.Θ.Π.Ζ αποτελούν οι εργασίες των Margot & Reuter (1839 & 1841), Bornmüller (1928) και Ronniger (1941), στις οποίες αναφέρονται 150 φυτικά taxa. Εφόσον, τα τελευταία χρόνια, δεν υπάρχει μια ολοκληρωμένη εργασία, θεωρήθηκε σκόπιμη η πλήρης καταγραφή της χλωρίδας της συγκεκριμένης προστατευόμενης περιοχής με τη συλλογή φυτικών δειγμάτων από κάθε τύπο οικοτόπου. Επιπρόσθετα, ολόκληρη η Ζάκυνθος χαρακτηρίζεται από πλούσια χλωρίδα και βλάστηση, ενώ χαρακτηριστικό είναι το γεγονός ότι απαντώνται σε αυτήν 34 ελληνικά ενδημικά φυτικά taxa, εκ των οποίων τα τέσσερα (Asperula naufraga, Limonium phitosianum, Limonium zacynthium και Micromeria browiczii) αποτελούν αποκλειστικά ενδημικά taxa της νήσου. Έτσι, θεωρήθηκε χρήσιμη η βίο-παρακολούθηση αυτών των taxa, προκειμένου να αξιολογήσουμε την κατάσταση διατήρησής τους με τη χρήση των νέων κριτηρίων της IUCN (2012). Η βίο-παρακολούθηση πραγματοποιήθηκε στα τρία από τα τέσσερα taxa, λόγω μη έγκαιρου εντοπισμού του είδους Asperula naufraga, με την κατάλληλη τοποθέτηση μόνιμων δειγματοληπτικών επιφανειών 25m² για κάθε taxon και τη μελέτη της χωρικής τους κατανομής και της αναπαραγωγικής βιολογίας τους. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, η χλωρίδα του Εθνικού Θαλάσσιου Πάρκου Ζακύνθου συνίσταται από 559 taxa, από τα οποία τα 236 αποτελούν νέες αναφορές για την περιοχή μελέτης. Οι οικογένειες με την υψηλότερη α ποικιλότητα είναι κατά σειρά οι Asteraceae (72 taxa), Fabaceae (67 taxa) και Poaceae (42 taxa), γεγονός που αντικατοπτρίζει την επικρατούσα κατάσταση στον ελληνικό χώρο. Επιπλέον, αναδείχτηκε ο έντονος μεσογειακός χαρακτήρας της χλωρίδας της υπό εξέταση περιοχής με την κυριαρχία των θεροφύτων στο βιολογικό φάσμα και των μεσογειακών στοιχείων στο χωρολογικό φάσμα. Ωστόσο, το μεγάλο ποσοστό συμμετοχής των κοσμοπολιτικών-υποκοσμοπολιτικών στοιχείων και των αλλόχθονων taxa στην χλωρίδα της περιοχής, υποδεικνύει την έντονη ανθρωπογενή επίδραση που φαίνεται να έχει ενταθεί κατά τα τελευταία χρόνια. Τέλος, καταγράφηκαν 12 ελληνικά ενδημικά taxa στην περιοχή, από τα οποία τα δύο (Limonium phitosianum και Limonium zacynthium) αποτελούν αποκλειστικά ενδημικά taxa για τη Ζάκυνθο. Η παρακολούθηση του είδους Micromeria browiczii καθόρισε το εύρος εξάπλωσής του (ΕΟΟ) στα 117km² και την έκταση κάλυψης στα 1,6 km². Το μέγεθος του πληθυσμού του εκτιμήθηκε στα 5.250 άτομα, ενώ η ΣΑΕ του είδους είναι πολύ χαμηλή (30%). Το Limonium zacynthium έχει εύρος εξάπλωσης 171,3 km² και έκταση κάλυψης 0,3 km². Το μέγεθος του πληθυσμού του εκτιμήθηκε στα 1.168 άτομα και η ΣΑΕ του είδους βρέθηκε αρκετά υψηλή (64,2%). Τέλος, το Limonium phitosianum έχει εύρος εξάπλωσης 93,5 km² και έκταση κάλυψης 0,17 km². Το μέγεθος του πληθυσμού εκτιμήθηκε στα 2.470 άτομα και η ΣΑΕ βρέθηκε πολύ υψηλή (79,1%). Βάσει των διαθέσιμων στοιχείων και τα τρία είδη κατατάσσονται στην κατηγορία Κρισίμως Κινδινεύον (CR) (IUCN, 2012), κυρίως λόγω της περιορισμένης χωρικής τους κατανομής, ωστόσο η αύξηση των σειρών δεδομένων σε θέματα παρακολούθησης αποτελεί απαραίτητο στοιχείο για να διαφανεί η τάση του πληθυσμού κάθε είδους και για την ανάλυση της βιωσιμότητας των πληθυσμών τους σε μεταγενέστερο στάδιο. / The National Marine Park of Zakynthos (N.M.P.Z.) includes the marine area and islands of the Bay of Laganas, nesting beaches of the sea turtle Caretta caretta (Gerakas, Daphne, Secania, Kalamaki, Laganas and Marathonisi East) and a belt land that surrounds them, the wetland of Keri Lake and the Strophadia Islands The founding of this National Marine Park began with the fundamental purpose of conservation and protection of important nesting beaches of the Mediterranean sea turtle Caretta caretta and the marine and terrestrial space surrounding them. The total land area of Marine Park is approximately 45km ². The study area includes almost the entire land area (excluding Strophadia Islands). A part of this area is included in the project of network Natura 2000 in Greece (Region Code: GR 2210002). The flora of the land area of the National Marine Park of Zakynthos had been studied previously in the context of the Special Environmental Study for the Laganas Gulf (Ministry of Environment, 1997) and had recorded 173 taxa. In addition, the work of Margot & Reuter (1839 & 1841), Bornmüller (1928) and Ronniger (1941 ), which listed 212 plant taxa, constitute a previous research related to the flora of Zakynthos and also referred in areas of the N.M.P.Z. Since, in recent years, there was no comprehensive work, it was considered appropriate to fully record the flora of the protected area by collecting plant samples from each habitat type. Additionally, the entire Zakynthos is characterized by a rich flora and vegetation, while it is important the fact that 34 Greek endemic plant taxa occur in this region, four of them (Asperula naufraga, Limonium phitosianum, Limonium zacynthium and Micromeria browiczii) are exclusively endemic taxa of island. Thus, the bio-monitoring of these taxa was considered useful, in order to evaluate their conservation status using the new criteria of IUCN (2012). The bio-monitoring took place in three of the four taxa, due to the failure in time of localization and identification of the species Asperula naufraga. Permanent sample surfaces had been placed with proper placement. These surfaces were 25m ² for each taxon and we studied their spatial distribution and their reproductive biology. According to the results of this study in the National Marine Park, the flora of this area consists of 559 taxa. 236 of these taxa are new records for the study area. The families with the highest diversity in order are Asteraceae (72 taxa), Fabaceae (67 taxa) and Poaceae (42 taxa), reflecting the status of Greek area. Moreover, the strong Mediterranean character of flora of this area designated with the dominance of therophytes in the biological spectrum and the dominance of Mediterranean elements in chorological spectrum. However, the large proportion of cosmopolitan, semi-cosmopolitan elements and alien taxa in the flora of our area indicates a strong anthropogenic influence which seems to have increased in recent years. Finally, there are 12 Greek endemic taxa in the area, two of them (Limonium phitosianum and Limonium zacynthium) are exclusively endemic for Zakynthos. By monitoring Micromeria browiczii, the extent of occurrence (EOO) estimated 117km ² and the area of occupancy (AOO) 1,6 km ². Population size was estimated at 5.250 mature individuals, while the R.R.S. (Relative Reproductive Success) of the species was very low (30%). EOO of Limonium zacynthium is 171,3 km ² and AOO is 0,3 km². The population size was estimated at 1.168 mature individuals and the R.R.S. of the species was found quite high (64.2%). Finally, Limonium phitosianum has EOO 93,5 km ² and AOO 0,17 km ². The size of the population was estimated at 2.470 mature individuals and R.R.S. was found very high (79.1%). Based on the available data, these three species classified as Critical endangered (CR) (IUCN, 2012), mainly because of their limited spatial distribution. However, the increase of datasets in monitoring is an essential element to indicate the trend of population of each species and to analyze the viability of their populations at a later stage.

Στην εποχή της Κοινωνίας της Πληροφορίας, η υψηλού επιπέδου υγειονομική περίθαλψη αποτελεί σημαντική ανάγκη για τον ανθρώπινο πληθυσμό. Η σύγχρονη τεχνολογία και επιστήμη έχει συμβάλει στην παροχή βελτιωμένων υπηρεσιών υγείας, σε όλες τις ομάδες ατόμων που αντιμετωπίζουν διάφορα και σημαντικά προβλήματα, όπως τα άτομα με κινητικές αναπηρίες,με προβλήματα όρασης, μνήμης, ακοής καθώς και τα άτομα της τρίτης ηλικίας. Εντούτοις, το πρόβλημα στην επαρκή και αποτελεσματική υγειονομική περίθαλψη για τους ηλικιωμένους και τους κατοίκους των νησιών ή άλλων περιοχών με απομακρυσμένη πρόσβαση, δεν ήταν ποτέ πιο επίκαιρο απ’ ότι είναι σήμερα. Τα στοιχεία της Ευρωπαϊκής Στατιστικής Υπηρεσίας «Eurostat», έδειξαν ότι το 2008, στην Ελλάδα, οι πολίτες άνω των 65 ετών αντιπροσώπευαν το 19% του πληθυσμού, ποσοστό που τείνει να αυξηθεί στο 31%, έως το 2050. Τούτο συνεπάγεται ότι ο πληθυσμός «γερνά» και οι απαιτήσεις στο επίπεδο της ιατρικής πρόληψης, διάγνωσης και παρέμβασης, αυξάνουν γεωμετρικά. Προκειμένου να αντιμετωπισθεί το πρόβλημα, αλλά και να βελτιωθεί η υφιστάμενη παροχή υπηρεσιών υγείας, η αναγκαιότητα για την ανάπτυξη της Ευρυζωνικότητας (broad banding), και την αύξηση της χρήσης των Τηλεματικών ιατρικών εφαρμογών, είναι τόσο προφανής, όσο και αναγκαία. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στην περιγραφή και παρουσίαση ,τόσο της σημασίας όσο και της χρήσης της Ευρυζωνικότητας, καλύπτοντας τις σύγχρονες απαιτήσεις και προκλήσεις στο χώρο της Υγείας. Επίσης, παρουσιάζονται παραδείγματα των ευρυζωνικών τηλεϊατρικών εφαρμογών σε διάφορες ειδικότητες της Ιατρικής επιστήμης, τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν, καθώς και τους τρόπους με τους οποίους οι Τηλεπικοινωνίες και τα Eυρυζωνικά Δίκτυα εξασφαλίζουν την αποτελεσματική και ασφαλή συλλογή,επεξεργασία,αποστολή και αποθήκευση των ιατρικών δεδομένων. / In our days, we experience the significance and the power of the free flow of the digital information and that is a fact that depends on the new broadband technologies. The new age technology and science applications offer a wide variety of medical services to all the vulnerable to health problems social groups, such as people with special needs and disabilities, people who are vision impaired, memory impaired, people with motor disabilities or aged people. In addition, the problem for those social groups arises from the distant location of their homes, in cases of living on islands or in remote villages, or at gnarled areas where it is difficult for the local health providers to gain a foothold. The statistics of the European Statistic Service, named “Eurostat”, have informed us that for the year 2008 in Greece, the older than 65 years Greek citizens represent the 19 % of the general population and it is predicted that this percentage will grow up to 31% until the year of 2050. It emerges that the Greeks become elderly and the health requirements such as medical prevention, medical diagnosis and medical intervention, increase with a high rate. To overcome this situation, it is necessary to use the modern broadband technologies in the service of medicine as well as we need to learn and use the telematic applications in medicine with a better degree of effectiveness. This thesis intends to describe, on the one side the significance of using the modern broadband technologies to provide high level health services and on the other side to describe the ways that these technologies are capable of solving daily medical problems, such as remote patient monitoring, telediagnosis, teleconsultation etc. Last but not least, this thesis describes the ways that the telecommunication technologies can secure the collection, transfer, forwarding and elaboration of digital medical images.

Η εργασία αυτή ασχολείται με το πρόβλημα της εκτίμησης καναλιού σε συστήματα μετάδοσης OFDM. Το πρόβλημα αυτό συγκεντρώνει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια, καθώς συναντάται σε ένα ευρύ πεδίο εφαρμογών. Η άγνωστη συνάρτηση μεταφοράς του καναλιού στα ασύρματα συστήματα μετάδοσης, καθιστά απαραίτητη την εκτίμησή του πριν από οποιαδήποτε διαδικασία μετάδοσης. Στη συγκεκριμένη μεταπτυχιακή εργασία, αντικείμενο εξέτασης αποτελεί η επίδραση καναλιού με μη γραμμικά χαρακτηριστικά σε συστήματα μετάδοσης OFDM. Αρχικά, παρουσιάζεται ένας βελτιωμένος αλγόριθμος εκτίμησης καναλιού, ο οποίος βασίζεται σε ένα παραμετρικό μοντέλο. Η απόκριση συχνότητας του καναλιού εκτιμάται χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο με L μονοπάτια. Γίνεται χρήση της μεθόδου ESPRIT για την αρχική εκτίμηση των πολυδρομικών καθυστερήσεων, ενώ η διαδικασία παρακολούθησης γίνεται με την τεχνική IPIC DLL. Με γνωστή την πληροφορία για τις πολυδρομικές καθυστερήσεις, εκτιμάται η απόκριση του καναλιού στο πεδίο της συχνότητας με τη μέθοδο του ελαχίστου μέσου τετραγωνικού σφάλματος. Ιδιαίτερης μνείας χρήζει το κριτήριο MDL (Minimum Description Length) που χρησιμοποιείται για την εύρεση των ενεργών μονοπατιών του καναλιού. Σύμφωνα με το κριτήριο, υπολογίζεται ο ιδιοχώρος, δηλαδή οι ιδιοτιμές και τα ιδιοδιανύσματα, του πίνακα αυτοσυσχέτισης του καναλιού. Ο ιδιοχώρος αυτός εμφανίζει ιδιαίτερη δομή και μπορεί να αναλυθεί σε κάθετους μεταξύ τους υποχώρους: τον υποχώρο του σήματος (signal subspace) και αυτόν του θορύβου (noise subspace). Έχει αποδειχθεί ότι η χρήση παραμετρικού μοντέλου καναλιού μπορεί να μειώσει δραστικά τις διαστάσεις του υποχώρου του σήματος και κατά συνέπεια να βελτιώσει την απόδοση της εκτίμησης του καναλιού. Στη συνέχεια εξετάζεται η δυνατότητα εφαρμογής του αλγόριθμου PAST κατά τη διαδικασία παρακολούθησης των πολυδρομικών καθυστερήσεων και η σύγκρισή του με την απόδοση του IPIC DLL. Ο αλγόριθμος PAST έχει χαμηλή υπολογιστική πολυπλοκότητα καθώς στηρίζεται σε αναδρομικές τεχνικές παρακολούθησης του ιδιοχώρου. Στα πλαίσια της μεταπτυχιακής εργασίας έγινε συγκριτική μελέτη των τεχνικών εκτίμησης καναλιού σε συστήματα μετάδοσης OFDM. Περιγράφονται τα βασικά χαρακτηριστικά των κυριότερων αλγορίθμων της βιβλιογραφίας και στη συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων σε περιβάλλον MATLAB. Με βάση τη θεωρητική μελέτη των μεθόδων εκτίμησης και τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων, εξάγονται συμπεράσματα για τη βελτίωση της απόδοσης που παρουσιάζουν σε σχέση με τις μη παραμετρικές τεχνικές. Τέλος, υλοποιήθηκε ένας νέος αλγόριθμος για την εύρεση του υποχώρου του σήματος, ο οποίος βελτιώνει σημαντικά την απόδοση του κριτηρίου MDL. / The basic concept in this thesis is the problem of Channel Estimation in multipath fading chanels. The method we use is based on parametric channel modeling. Firstly, we use the MDL (Minimum Descreption Length) criterium in order to estimate the number of paths in the channel. Next the ESPRIT method calculates the Time Delays for every estimated path. The second part of the algorithm is used for tracking of time delays. We firstly use an IPIC DLL (InterPath Interference Cancellation Delay Locked Loop) technique and then the path gains are calculated via a MMSE estimator. There is also a study in Subspace Tracking problem. We use the PAST and PASTd algorithms to calculate the signal subspace for every OFDM symbol transmited. The two techniques we described increase the SER performance of the non parametric channel estimator by 2dB and the MSE performance by 5dB. We also describe a new algorithm which has better performance than the MDL criterium.

Τα παράκτια μεταβατικά οικοσυστήματα όπως οι λιμνοθάλασσες και οι αλυκές, αποτελούν δυναμικά οικοσυστήματα και παρουσιάζουν έντονες χωρικές και χρονικές διακυμάνσεις, αφού ως οικότονοι μεταξύ ξηράς και θάλασσας, δέχονται την ταυτόχρονη επίδραση χερσαίου και θαλάσσιου περιβάλλοντος. Παράλληλα είναι οικοσυστήματα υψηλής παραγωγικότητας, αφού φιλοξενούν είδη με υψηλή πρωτογενή παραγωγικότητα. Τα υδρόβια μακρόφυτα αποτελούν δομικά και λειτουργικά στοιχεία των οικοσυστημάτων αυτών και σύμφωνα με την Οδηγία Πλαίσιο 2000/60/ΕΕ, αποτελούν ποιοτικά στοιχεία και χρησιμοποιούνται ως βιοδείκτες για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας των υδάτινων οικοσυστημάτων. Στα πλαίσια της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής, διερευνήθηκαν οι σχέσεις μεταξύ αβιοτικών και βιοτικών παραμέτρων της υδάτινης στήλης, στις λιμνοθάλασσες Κοτύχι και Πρόκοπο της ΒΔ Πελοποννήσου και στις αλυκές Λάρνακας και στον υγρότοπο Ακρωτηρίου (Αλυκές Ακρωτηρίου, λιβάδι Φασουρίου) της Κύπρου. Πραγματοποιήθηκαν μηνιαίες δειγματοληψίες κατά την βλαστητική περίοδο των ετών 2006, 2007 και 2008, στην διάρκεια των οποίων καταγράφηκαν οι φυσικοχημικές παράμετροι των υδάτων, όπως βάθος (m), διαφάνεια (m), θερμοκρασία (οC), αλατότητα (‰), αγωγιμότητα (mS/cm), διαλυμένο οξυγόνο (mg/l), pH, ολικά αιωρούμενα στερεά (mg/l), φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία- PAR ενώ υπολογίστηκαν οι συγκεντρώσεις της Chl-α (mg/m3) η αλκαλικότητα (mg/l), η συγκέντρωση των θρεπτικών αλάτων φωσφόρου-SRP (mg/l) και αζώτου - NO2-N, NO3-N και ΝΗ4-Ν (mg/l), καθώς και η σταθερά απορρόφησης Κ (m-1) της υδάτινης στήλης. Παράλληλα συλλέχθηκαν ποσοτικά και ποιοτικά δεδομένα που αφορούν τη δομή των μακροφυτικών κοινωνιών, καθώς και την χωρική και χρονική διακύμανση της κατανομής και της ανάπτυξης των μακροφυτικών ειδών που απαντώνται στις λιμνοθάλασσες και στις αλυκές. Τέλος διερευνήθηκαν οι σχέσεις μεταξύ αβιοτικών παραμέτρων και ειδών μακροφύτων και εξετάστηκαν οι πιθανοί παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξη και την κατανομή των μακροφύτων. Για την διερεύνηση της δομής των μακροφυτικών κοινωνιών, την ταξινόμηση της υδρόβιας βλάστησης σε ευδιάκριτες ομάδες, καθώς και την ομαδοποίηση των σταθμών δειγματοληψίας ανάλογα με την σύνθεση της βλάστησης τους, εφαρμόστηκαν οι μέθοδοι ταξινόμησης TWINSPAN και MDS. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης οι συντελεστές συσχέτισης Pearson (r) και Kendall (tau-b), προκειμένου να εξεταστεί η ύπαρξη πιθανών συσχετίσεων μεταξύ των φυσικοχημικών παραμέτρων, αλλά και μεταξύ βιοτικών και αβιοτικών παραμέτρων, ενώ πραγματοποιήθηκε ανάλυση διασποράς (one-way ANOVA) προκειμένου να διαπιστωθούν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των περιοχών μελέτης, αλλά και μεταξύ των διαφορετικών ομάδων βλάστησης. Τέλος, για την διερεύνηση των αβιοτικών παραμέτρων που επηρεάζουν την ανάπτυξη και την κατανομή των μακροφύτων, εφαρμόστηκε η μέθοδος ανάλυσης κανονικών αντιστοιχιών CCA (Canonical Correspondence Analysis). Στις τέσσερις περιοχές μελέτης καταγράφηκαν συνολικά 29 taxa μακροφύτων, τα οποία ταξινομήθηκαν σε έξι ομάδες βλάστησης. Πέντε taxa από αυτά, αναφέρονται για πρώτη φορά στην Κύπρο. Τα είδη με την μεγαλύτερη αφθονία στις περιοχές μελέτης ήταν τα Ruppia cirrhosa, Potamogeton pectinatus, Najas marina ssp. armata, Althenia filiformis, Lamprothamnium papulosum και Ulva lactuca. Η βιομάζα των κυρίαρχων ειδών παρουσίασε εποχικές διακυμάνσεις με τις μέγιστες τιμές να καταγράφονται την άνοιξη και το καλοκαίρι. Στις λιμνοθάλασσες Κοτύχι και Πρόκοπο παρατηρήθηκε οικολογική διαδοχή ειδών στη διάρκεια της βλαστητικής περιόδου, η οποία μπορεί να αποδοθεί σε σημαντικές αλλαγές του αβιοτικού περιβάλλοντος (π.χ. αλατότητας), όπως η αντικατάσταση του είδους Potamogeton pectinatus από το αγγειόσπερμο Ruppia cirrhosa, ενώ η εμφάνιση ευτροφικών φαινομένων με σημαντική αύξηση της βιομάζας ευκαιριακών ειδών (π.χ. χλωρόφυτα), οδήγησε στην μείωση της βιομάζας των αγγειοσπέρμων. Στις αλυκές Λάρνακας και Ακρωτηρίου η βιομάζα κυμάνθηκε σε πολύ χαμηλά επίπεδα πιθανώς λόγω των πολύ ψηλών τιμών αλατότητας. Τις υψηλότερες τιμές βιομάζας παρουσίασε το αγγειόσπερμο Althenia filiformis τον Απρίλιο. Την βλαστητική περίοδο 2008 οι μεγαλύτερες τιμές αλατότητας που καταγράφηκαν στις αλυκές Λάρνακας και Ακρωτηρίου, δεν ευνόησαν την ανάπτυξη μακροφύτων. Αντίθετα στο λιβάδι Φασουρίου όπου η αλατότητα ήταν σημαντικά χαμηλότερη, η βιομάζα του κυρίαρχου Najas marina ssp. armata κυμάνθηκε σε υψηλές τιμές με τις μεγαλύτερες να καταγράφονται τον Ιούνιο. Από την διερεύνηση των μορφομετρικών χαρακτηριστικών του αγγειόσπερμου Ruppia cirrhosa, προέκυψε ότι η πυκνότητα των πληθυσμών του είδους κυμάνθηκε στα ίδια επίπεδα με άλλες λιμνοθάλασσες της Μεσογείου (449–5120 βλαστοί/m2), ενώ παρουσίασε θετική συσχέτιση με την θερμοκρασία και αρνητική συσχέτιση με την συγκέντρωση ολικού φωσφόρου. Το μήκος των φύλλων συσχετίστηκε θετικά με την συγκέντρωση των όξινων ανθρακικών ιόντων, τα οποία σε χαμηλές συγκεντρώσεις μπορεί να αποτελέσουν περιοριστικό παράγοντα για την ανάπτυξη των μακροφύτων. Η μεγαλύτερη ποικιλότητα μακροφύτων (δείκτης Shannon-Weaner) καταγράφηκε στην λιμνοθάλασσα Πρόκοπο, ενώ οι αλυκές Λάρνακας παρουσίασαν την χαμηλότερη ποικιλότητα, πιθανά λόγω του ότι οι υψηλές τιμές αλατότητας δεν ευνοούν την ανάπτυξη πολλών ειδών μακροφύτων. Η εφαρμογή του δείκτη οικολογικής αξιολόγησης ΕΕΙ (Ecological Evaluation Index) για την εκτίμηση της οικολογικής ποιότητας των υδάτων με την χρήση των μακροφύτων ως βιοδεικτών, είχε ως αποτέλεσμα την ταξινόμηση της ποιότητας των υδάτων της λιμνοθάλασσας Κοτυχίου ως Μέτρια, της λιμνοθάλασσας Πρόκοπος και των αλυκών Λάρνακας ως Καλή, ενώ του υγρότοπου Ακρωτηρίου μπορούν να χαρακτηριστούν ως Υψηλής οικολογικής ποιότητας. Oι σημαντικότερες περιβαλλοντικές παράμετροι που καθορίζουν την σύνθεση των ομάδων βλάστησης, αλλά και την εξάπλωση των ειδών των μακροφύτων στις περιοχές έρευνας, είναι το υδατικό ισοζύγιο, η αλατότητα και οι συγκεντρώσεις των θρεπτικών αλάτων. Στα πλαίσια προστασίας και διατήρησης των παράκτιων αυτών υγροτόπων, προτείνεται ο σχεδιασμός ενός μόνιμου δικτύου παρακολούθησης βιοτικών και αβιοτικών παραμέτρων και η διεξαγωγή συστηματικής έρευνας με την πραγματοποίηση οικολογικών μελετών χρησιμοποιώντας βιοτικά στοιχεία για την εκτίμηση της οικολογικής τους ποιότητας. Επίσης, η λήψη διαχειριστικών μέτρων για τον περιορισμό της εισροής θρεπτικών στους υγρότοπους, κρίνεται επιτακτική αφού η εμφάνιση ευτροφικών φαινομένων αποτελεί διαρκεί απειλή για τα υδάτινα οικοσυστήματα. Η απαγόρευση καταπάτησης των οικοτόπων, της απόρριψης σκουπιδιών, της βόσκησης και της θήρευσης, μπορεί να υλοποιηθεί με την λήψη και εφαρμογή αυστηρών μέτρων, καθώς και με την φύλαξη των περιοχών αυτών. Η περίφραξη και η σηματοδότηση επιλεγμένων σημείων, ο καθαρισμός απορριμμάτων, η απομάκρυνση ξενικών ειδών και ο καθαρισμός των καναλιών που συλλέγουν και διοχετεύουν νερό από την λεκάνη απορροής στους υγρότοπους, μπορούν να βοηθήσουν στην διατήρηση των υγροτόπων και την βελτίωση της οικολογικής τους κατάστασης. Επίσης, η πραγματοποίηση ειδικών περιβαλλοντικών μελετών πρέπει πάντα να προηγείται της υλοποίησης κάθε μορφής έργων. Τέλος η ενημέρωση και ευαισθητοποίηση του κοινού με την απρόσκοπτη λειτουργία κέντρων περιβαλλοντικής ενημέρωσης και φορέων διαχείρισης των περιοχών αυτών, κρίνεται απαραίτητη προκειμένου οι υγρότοποι να προστατευτούν και να αποφευχθεί η σταδιακή υποβάθμιση τους. / Lagoons and other coastal wetlands are shallow aquatic environments located in the transitional zone between terrestrial and marine ecosystems, which can span from freshwater to hypersaline conditions depending on their water balance. They exhibit an extreme spatial and temporal variability of environmental parameters and are recognized as highly productive ecosystems. Aquatic macrophytes are key structural and functional components of aquatic ecosystems. As photosynthetic sessile organisms being at the base of food web, are vulnerable and adaptive to human and environmental stress. They respond to aquatic environment representing reliable indicators of its changes and are mentioned in the WFD as biological quality elements for the ecological classification of transitional and coastal waters. In the present work, the relationships between biotic and abiotic parameters of the water column were investigated in coastal lagoons of Kotychi and Prokopos (NW Peloponnisos, Greece), Larnaca salt lakes and Akrotiri wetland (Cyprus). Monthly samplings were conducted during the vegetative periods of the years 2006, 2007 and 2008 and water parameters such as depth (m), transparency (m), temperature (οC), salinity (‰), conductivity (mS/cm), dissolved oxygen (mg/l), pH, photosynthetic active radiation – PAR and attenuation coefficient K (m-1) were recorded in situ, while Chl-α (mg/m3), total suspended matter (mg/l), alkalinity and nutrients of nitrogen and phosphorus (mg/l) were determined in the laboratory. Quantitative and qualitative data concerning aquatic macrophyte flora were recorded during the same period, such as species composition, community structure, spatial and temporal variations of species abundance and the succession of submerged macrophytes in relation to the main environmental factors. The aquatic macrophytic community was distinguished in different vegetation groups using TWINSPAN and MDS techniques. Correlations between environmental parameters were tested using Pearson and Kendall correlation tests, while One –way ANOVA was used to determine statistical significant differences of environmental variables between different study areas and distinguished plant groups. Finally CCA was performed in order to examine relationships between the species abundance and environmental variables. In total, 29 taxa were recorded in all four study areas and were classified in six vegetation groups. Five species were recorded for the first time in the island of Cyprus. The most abundant species were Ruppia cirrhosa, Potamogeton pectinatus, Najas marina ssp. armata, Althenia filiformis, Lamprothamnium papulosum και Ulva lactuca. The biomass of dominant species showed seasonal variations and maximum biomass values were recorded in late spring and summer. In Kotychi and Prokopos lagoons, the replacement of Potamogeton pectinatus by Ruppia cirrhosa was recorded, probably due to significant increase of salinity. In other parts of the lagoons, the replacement of macrophyte beds due to increased macroalgal proliferation was also recorded. In Larnaca and Akrotiri salt lakes, biomass values were significantly lower as a result of high salinity values. The most abundant species was Althenia filiformis (biomass peak in April). During the vegetative period of 2008, extreme salinity values were recorded as a result of reduced rainfall. High salinity values resulted in scarse occurrence of macrophytes in the salt lakes during this period. In Fasouri marsh, which is characterized by minimum salinity values, the dominant species Najas marina ssp. armata showed high biomass values (peak in June). Regarding the results of Ruppia cirrhosa population’s density in Kotychi lagoon (449-5120 shoots/m2), they were comparable with data from other Mediterranean lagoons. Meadows density was positively correlated with temperature and negatively correlated with total phosphorus. Leaf length showed positive correlation with bicarbonate ions, which can be a restrictive factor for the growth of macrophytes. The highest macrophyte diversity (Shannon-Weaner index) was found in Prokopos lagoon, whereas Larnaca salt lakes had the lowest values, probably due to high salinity. The implementation of EEI (Ecological Evaluation Index) for the assessment of the ecological quality of coastal and transitional waters, showed that Kotychi lagoon was classified into Moderate ecological class. Prokopos lagoon and Larnaca salt lakes were classified into Good ecological class and finally Akrotiri wetland was classified into High ecological class. Hydrological regime, salinity and nutrient concentrations seem to be the key factors controlling macrophyte composition, community structure and species abundance. For the conservation and management of these coastal and transitional wetlands, we propose the development of a monitoring network for biotic and abiotic parameters. Ecological studies for the evaluation of ecological quality of the wetlands according to the WFD 200/60/EU and implementation of management practices for the reduction of nutrient inflows in the wetlands are needed, in order to reduce eutrophication phenomena, which are a severe threat for the ecological balance of the wetlands. The encroachment of wetlands, hunting and waste discharges, should be prohibited by law. Finally, the increase of public environmental awareness will have significant results in the conservation of coastal wetlands.