Bom, para poder manipular os dados no javascript eles já devem ser elementos do DOM da página em questão (a não ser que você queira fazer a pesquisa através de ajax). Neste caso, você associaria os arrays à elementos do tipo hidden (ou os escreveria em divs com display:none) e, quando selecionasse uma opção no select, acionasse uma function que recebesse o id do elemento e fizesse a leitura do conteúdo dela, assim, você poderia usar alguma propriedade para inserir estes valores numa combobox.
Se for via ajax, a parte do javascript fica mais complexa, mas o resultado mais elegante, afinal, você irá fazer requisições e o retorno delas será posto no elemento definido.
Para que funcione, você só precisa retirar as consultas SQL da tua página e separá-los em arquivos distintos (um para cada select) e, na chamada ao método, passar a url da página que contém o selecte desejado, bem como o elemento a receber aquela resposta.