سيستم اطلاعات جغرافيائي

[Borna66]

GISچيست؟





تعريف سيستم اطلاعات جغرافيايي GIS





GIS مجموعه اي سازمان يافته از سخت افزار،نرم افزارهاي كامپيوتري،داده هاي مكان مرجع شامل :داده هاي توصيفي ومكاني ،افراد متخصص والگوريتم هاست كه به منظورگرد آوري ،ذخيره سازي ،بهنگام سازي ،پردازش ،بازيافت،تجزيه وتحليل وارائه شكلهاي مختلف اطلاعات مكان مرجع ،طراحي و ايجاد شده وبه بيان مشخصات ويژگي هاي جغرافيائي داده ها مي پردازد .





تاريخچه مختصري ازGIS





تاريخچهGIS به زمان هاي خيلي قبل برنمي گردد . اصطلاح (Geogeraphical Information system) دراواسط سال 1960 ميلادي پا به عرصه وجود نهاد.كلاٌ GIS محصول قوه فكري جغرافيايي نيست وبا تحقيق و توسعهGIS ازسال 1960 ميلادي وبا تلاش گروه كوچكي ازپيشگامان حرفه اي چند رشته علمي شروع شد .هر گروه علاقه داشتند كه از تكنولوژي كامپيوتر عصر خود در كاربرد داده هاي جغرافيائي ودرموارد خاصي از مديريت زيست محيطي وبرنامه ريزي استفاده نمايند .اصولاٌپنج زمينه كلي زير به عنوان كليدي براي توسعه GISاز ديگر موارد بصورت برجسته تري نمود پيدا مي كند .





1-معماري چشم انداز 2-علوم كامپيوتري 3-علوم جغرافيا 4-سنجش از دور 5-كارتوگرافي معماران چشم انداز درسال 1960از اولين دسته دانشمندان زيست محيطي بودند كه از روش ادغام لايه هاي نقشه اي جهت انتخاب بهينه مناظر زيبا براي تسهيلات و پروژه هاي مهندسي استفاده نمودند سيستم اطلاعات جغرافيائي كانادا(CGIS )اولين سيستم عملياتي كامل بوده است و كانادا اولين كشوري است كه از نام اقتصاديGISاستفاده نمود.در ابتدا CGIS دركانادا جهت آمايش نمود پيدا كرد و در پروژه هاي تهيه نقشه كاربري اراضي در ارتباط با توسعه مزارع حاشيه اي فعاليت نمود ولي با گذشت زمان كاربرد هاي GIS فراتر رفت و در بخشهاي مختلف جايگاه خاصي به عنوان يك ابزار قدرتمند يافت .








وظيفه سيستم اطلاعات جغرافيايي ((GIS





وظيفه اصلي يك سيستم اطلاعات : نوعي عمليات بر روي داده هاست كه به كمك آن بتوان سريعتر ،دقيق تر بهينه تر بر روي مسائل مربوط به اين داده ها تصميم گيري كرد . اين مراحل از جمع آوري داده ،تغيير فرمت و ذخيره سازي آنها آغاز شده و شامل مسائل مديريت ،تجزيه و تحليل ،مدلسازي مي گردد و ما را در جستجو (search) و تهيه فضاي پرسش و پاسخ (Query) بر روي حجم بالاي اطلاعات و نمايش داده هاي توصيفي در مدت زمان بسيار كوتاه ياري مي كند .يك سيستم اطلاعات جغرافيائي (GIS) تمامي وظايف يك سيستم اطلاعاتي را بر روي داده هاي جغرافيائي بر عهده دارد .



داده ها در سيستم اطلاعات جغرافيائي به دو دسته تقسيم مي شوند :داده هاي مكاني كه نشان دهنده موقعيت و شكل عوارض بوده و داده هاي توصيفي كه بيانگر ويژگي ها و خصوصيات عوارض مي باشند

[Borna66]

از :



الف) نيروي متخصص: نيروي متخصص وظيفه طراحي و پياده سازي و همچنين بهنگام سازي داده ها و اطلاعات را بر عهده دارد .



1. ب)كامپيوتر :كامپيوتر شامل سخت افزار و نرم افزار مناسب است كه جهت ذخيره سازي ،بهنگام سازي وتجزيه وتحليل داده ها مورد استفاده قرار مي گيرد



2. ج)داده :منظور از داده ،داده هاي مكاني وداده هاي توصيفي مي باشد



3. نمونه اي از داده ها



4. براي روشن تر شدن داده ها كه شامل داده هاي مكاني وتوصيفي مي باشند :به صورت ذيل ارائه مي شود كه اين داده ها عبارتند از :داده هاي مكاني :نظير كيلو متر اژ و موقعيت عوارضي چون ريل ،بالاست ،تراورس ،پابند ،سوزن،ايستگاه ،تونل ،پل ،ترانشه،شيب وفراز ،قوس ،ديزل،واگن انشعاب برق وتلفن ومخزن سوخت ،ساختمانهاي اداري وتعميرات ،مسكوني و...



5. داده هاي توصيفي :عبارتست از مشخصات وتوضيحات مربوط به عوارض مكاني نظير هندسه خطوط ،شيب وفراز ،ايستگاهها،ريل ،تراورس ،تناژبار ،قطعه ،ناحيه ،بلاك ،بخش ،ابنيه فني (پل،تونل ،ترانشه ،ديوار حائل و...)نرخ تردد ،مشخصات وضعيت زير سازي مانند جنس لا يه ها وغيره ...منابع تأ مين كننده داده هاي مكاني مورد نياز يك سيستم اطلاعات جغرافيائي مي تواند از منابع مختلفي از جمله موارد زير جمع آوري وتأمين شود : اسناد ،مدارك و نقشه هاي موجود نقشه برداري زميني سيستم تعيين موقعيت جهاني (GIS) عكسهاي هوايي (تكنيك فتو گرامتري ) تصاوير ماهواره اي (سنجش از دور )انجام عمليات فضايي در يك سيستم اطلاعات جغرافيايي امكان تحليل همگاني وفضايي عوارض و روابط ميان آنها ،براساس مختصات جغرافياي وجود دارد .



6. ارتباط وپيوند انواع اطلاعات



7. در يك سيستم جغرافيايي امكان پيوند ميان مجموعه هاي گوناگوني از اطلاعات جغرافيايي با اهداف مختلف تحليلي وجود دارد .



8. ذخيره اطلاعات نقشه اي



9. در اين سيستم ،امكان ذخيره انواع نقشه هاي شماتيك به شكل فايل هاي كامپيوتري وجود دارد به طوري كه قابل استفاده براي تلفيق وتحليل كامپيوتري مي با شند .



10. سئوالا تي كه سيستم اطلاعات جغرافيايي قادر به پاسخ گوئي مي باشد



سؤالات مربوط به يك مكان



دريك مكان مشخص چه چيزي وجود دارد ؟اين اولين سؤالي است كه در يك سيستم GIS قادر به جوابگويي به آن مي باشد .يك مكان مي تواند به طرق مختلفي در سيستم تعريف ، شود مثلاٌبا نام مكان ،كد مختصات جغرافياي (طول وعرض جغرافيايي) .



سؤالات شرطي



يافتن مكاني كه شرايط معيني را در بر دارد .اين سؤال بر عكس سؤال اول است كه با مشخص كردن يك مكان ،آنچه كه در آن مكان وجود دارد شناسايي مي شود .در حالي كه طبق اين سوال ،مي خواهيد مكاني را پيدا كنيد كه پديده اي ويژه اي در آن وجود دارد پاسخ گوئي به اين سؤال به تحليل فضايي نياز دارد.به عنوان مثال ،پيدا كردن منطقه اي كه جنگل نباشد ،مساحت آن حداقل يك هكتار باشد ،درفاصله100متري جاده قرار گرفته باشد . GISقادر به يافتن چنين مكاني با توجه به شرايط تعيين شده مي باشد .



11. بررسي روند Trend



12. از گذشته تا كنون چه تغييرات در مكان يا در سطح معيني به وقوع پيوسته است ؟در واقع اين سؤال تركيبي ازدو سؤال قبل است يعني سيستم بايد مكان هائي را كه طي دوره معين زماني دچار تغييراتي شده اند (شرط )شناسائي نمايد .به عبارت ديگر تركيب سؤال مكان وشرط معين (تغيير ) كه با ذخيره اطلاعات نقشه اي يك منطقه در دو دوره زماني متفاوت قابل پرسش است.



13. الگوPatter



14. چه الگوي فضايي وجود دارد ؟اين سؤال بسيار پيچيده است .به عنوان مثال مي توان پرسيد كه آيا سرطان عامل عمده مرگ ومير در بين ساكنان مناطق نزديك به يك نيروگاه هسته اي است ؟در اين رابطه سؤالا ت متعددي بسته به نوع سيستم وكاربرد آن قابل طرح مي باشد ،كه سيستم قادر به پاسخگوئي به آنهامي باشد .در اين تحليل مجموعه اي از اطلاعات مكاني (نقشه) وساير اطلاعات تشريحي در زمينه مورد بررسي بايستي در سيستم ذخيره شوند .



15. مدل سازي



16. سؤال چه خواهد شد اگر ،اين سؤال عمد تاً به برنامه ريزي وهمچنين به بررسي اثرات اجراي برنامه ها مربوط ميشود .به عنوان مثال احداث يك جاده چه اثراتي بر پيرامون خواهد داشت ؟پاسخگوئي به اينگو نه سؤالات به در دستسرس بودن مجموعه اي از اطلاعات جغرافيايي وساير اطلاعات علمي بستگي دارد ،كه در يك سيستم اطلاعات جغرافيايي به شكل مناسبي گردآوري ، ذخيره نگه داري وسازمان دهي مي شود به طوري كه بتواند در تحليل هاي مختلف مولد استفاده قرار گيرد



17. كاربردهاي GIS



18. كاربردهاي GIS بسته به نيازهاي هر منطقه يا كشور در بخشهاي مختلفي توسعه يافته است ،به طوري كه در ابتدا در اروپا از اين سيستم در پايگاه هاي اطلاعات ثبت اسناد واملاك ،محيط زيست ،نگه داري نقشه هاي توپوگرافي ،دركانادا ،در برنامه ريزي جنگل ها ، حجم درختان وچوب قابل برداشت ،شناسائي راههاي دسترسي به جنگل ،در چين و ژاپن ،نظارت و مدل سازي تغييرات زيست محيطي و در آمريكا ،در رشته هاي گوناگوني از جمله در برنامه ريزي شهري و شهرداري ها از اين سيستم استفاده شده است و با گذشت زمان و توسعه سيستم ها استفاده از آن به كليه بخش هاي مرتبط با زمين گسترش يافته است .استفاده از اين سيستم در كليه رشته هائي كه به نحوي از انحاء با زمين ،نقشه و به طور كلي با اطلاعات جغرافيائي مكان دار و تحليل هاي فضائي ارتباط دارند ،امكان پذير مي باشد .



19. ويژگيهاي يك سيستم اطلاعات جغرافيايي



20. GIS به سادگي يك سيستم كامپيوتري صرفاٌ براي توليد نقشه نيست گر چه قادر به توليد انواع نقشه ها در مقياس هاي مختلف و در سيستم هاي تصوير متفاوت و با رنگهاي متنوع مي باشد .



21. مهمترين ويژگي اين سيستم اينست كه امكان شناسائي روابط فضائي ميان عوارض مختلف روي نقشه را فراهم مي سازد .GISصرفاٌ وسيله اي براي ذخيره و نگهداري نقشه نيست (ثبت اسناد نقشه اي )، بلكه ابزاري است كه براي اهداف خاصي ،اطلاعات را نيز ذخيره مي سازد .



22. GISاطلاعات مكان دار فضائي را با اطلاعات جغرافيائي يك پديده خاص روي نقشه مرتبط مي سازد . اطلاعات به شكل عوارض جغرافيائي در كامپيوتر ذخيره مي شود .مثلاٌ شبكه راهها با يك سري خطوط روي نقشه مشخص مي گردد كه به تنهائي اطلاعات چنداني راجع به جاده ارائه نمي كند . براي دستيابي به اطلاعات مربوط به جاده ها مانند عرض جاده ،نوع جاده ،طول جاده ،سال احداث و غيره بايستي به پايگاه اطلاعاتي مربوطه مراجعه نمود و سپس با تلفيقي از اين دو نوع اطلاعات ، نقشه جديدي با اطلاعات بيشتر توليد نمود . به عبارت ساده ،يك GIS صرفاٌ نقشه با عكس ها را نگهداري نمي كند ،بلكه يك پايگاه اطلاعاتي با توجه به كليه اصول و معيارهاي فني و علمي آن ايجاد مي نمايد . مفهوم پايگاه اطلاعاتي در يك GISبسيار مهم است و آن را از يك سيستم ساده يا كامپيوتري نقشه كشي متفاوت مي سازد . درGIS سيستم مديريت اطلاعات نيز به



23. صورت جزءپيوسته آن در آمده است . عوارض مكان دار جغرافيائي ثبت شده در كامپيوتر بايد داراي ويژگيهايي باشد كه عبارتند از :



24. الف)نام يا نوع هر پديده



i. ب)مكان استقرار آن



i. ج)ارتباط آن با ساير پديده ها يا عوارض سيستم پايگاه اطلاعاتي،امكانات ذخيره و بهنگام سازي انواع گوناگوني از چنين اطلاعاتي را فراهم مي سازد .



25. در يك GIS،در پايگاه اطلاعات جغرافيائي آن ،مكان پديده ها و در سيستم پايگاه اطلاعاتي،مشخصات پديده و ارتباطات آن با ساير پديده ها نگهداري مي شود و با ايجاد ارتباط ميا اين اطلاعات امكان پردازش تحليلي مجموعه اطلاعاتي فراهم مي گردد . مجموعه عناصر GIS امكانات تحليلي فوق العاده قدرتمندي را در اختيار استفاده كنند گان قرار مي دهد تا بتوانند از تلفيق انواع اطلاعات جغرافيائي و ساير اطلاعات، نتيجه گيري مناسب را بنمايند .