GIS چيست؟

 

سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS)

استفاده از سيستم هاي جغرافيايي در دهه ۱۹۸۰ گسترش فوق العاده اي يافته است بطوري كه در كشورهاي پيشرفته، اكثر دانشگاهها، سازمانهاي تجاري و دولتها از اين سيستم براي مقاصد گوناگوني استفاده مي كنند.     

تعاريف مختلفي از سيستم اطلاعات جغرافيايي ارائه شده است كه جامع ترين آن بشرح زير است:

 مجموعه سازمان يافته اي از سخت افزار و نرم افزار كامپيوتري، اطلاعات جغرافيايي و افراد متخصصي است كه به منظوركسب، ذخيره، بهنگام سازي، پردازش، تحليل و ارائه كليه اشكال اطلاعات جغرافيايي طراحي و ايجاد شده است.

 

توانايي سيستم اطلاعات جغرافيايي عبارتست از:

 

انجام عمليات فضايي:

در يك سيستم اطلاعات جغرافيايي امكان تحليل همگاني و فضايي عوارض و روابط ميان آنها، براساس مختصات جغرافيايي وجود دارد.    

 

ارتباط و پيوند انواع اطلاعات : 

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

 

ذخيره اطلاعات نقشه اي :

در اين سيستم، امكان ذخيره انواع نقشه هاي شماتيك به شكل فايل هاي كامپيوتري وجود دارد به طوري كه قابل استفاده براي تلفيق و تحليل كامپيوتري مي باشند. سؤالاتي كه سيستم اطلاعات جغرافيايي قادر به پاسخ گوئي مي باشد:

 

سؤالات مربوط به يك مكان : 

در يك 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 مثلاً با نام مكان، كد مختصات جغرافيايي(طول و عرض 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 سؤال، مي خواهيد مكاني را پيدا كنيد كه پديده ويژه اي در آن وجود دارد. پاسخ گوئي به اين سؤال به تحليل فضائي نياز دارد. به عنوان مثال، پيدا كردن منطقه اي كه جنگل نباشد، مساحت آن حداقل يك هكتار باشد، در فاصله ۱۰۰ متري جاده قرار گرفته باشد و خاك آن نيز براي ساختمان سازي مناسب باشد. در اين سؤال چهار شرط مطرح شده است كه نماينده ويژگيهاي همگان مورد نظر مي باشد. GIS قادر به يافتن چنين مكاني با توجه به شرايط تعيين شده مي باشد.

 

بررسي روند (Trend) :

از گذشته تاكنون چه تغييراتي درمكان يا در سطح معيني به وقوع پيوسته است؟  در واقع اين سؤال تركيبي از دو 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.     

 

الگو (Pattern) :

چه الگوي فضائي وجود دارد؟ اين سؤال بسيار پيچيده است. به عنوان مثال مي توان پرسيد كه آيا سرطان عامل عمده مرگ و مير در بين ساكنان مناطق نزديك به يك نيروگاه اتمي است؟ در اين رابطه سؤالات متعددي بسته به نوع سيستم و كاربرد آن قابل طرح مي باشد، كه سيستم قادر به پاسخگوئي به آنها مي باشد. در اين تحليل مجموعه اي از اطلاعات مكاني (نقشه) و ساير اطلاعات تشريحي در زمينه مورد بررسي بايستي در سيستم ذخيره شوند.   

 

مدل سازي : 

سؤال چه خواهد شد اگر؟ اين سؤال عمدتاً به برنامه ريزي و همچنين به بررسي اثرات اجراي برنامه ها مربوط مي شود. به عنوان مثال احداث يك جاده چه اثراتي بر پيرامون خواهد داشت؟ پاسخگوئي به اينگونه سؤالات به در دسترس بودن مجموعه اي از اطلاعات جغرافيايي وساير اطلاعات(اطلاعات علمي) بستگي دارد، كه در يك سيستم اطلاعات جغرافيايي به شكل مناسبي گرد آوري، ذخيره، نگهداري و سازمان دهي مي شود به طوري كه بتواند در تحليل هاي مختلف مورد استفاده قرار گيرد.

 

 كاربردهاي GIS 

كاربرد GIS بسته به نيازهاي هر منطقه يا كشور در بخشهاي مختلفي توسعه يافته است، به طوري كه در ابتدا در اروپا ازاين سيستم در پايگاه هاي اطلاعات ثبت اسناد و املاك، محيط زيست، نگهداري نقشه هاي توپوگرافي، در كانادا، 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 ازاين سيستم دركليه رشته هائي كه به نحوي از انحاء با زمين، نقشه وبه طوركلي با اطلاعات جغرافيائي مكان دار و تحليل هاي فضائي ارتباط دارند، امكان پذير مي باشد.

 

 ويژگيهاي يك سيستم اطلاعات جغرافيايي 

GIS به سادگي يك سيستم كامپيوتري صرفاً براي توليد نقشه نيست گرچه قادر به توليد انواع نقشه ها در مقياس هاي مختلف و در سيستم هاي تصوير متفاوت و با رنگهاي متنوع مي باشد. GISيك ابزار تحليلي اطلاعات فضائي است. مهمترين ويژگي اين سيستم اينست كه امكان شناسائي روابط فضائي ميان عوارض مختلف روي نقشه را فراهم مي سازد.       GIS صرفاً 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. 

 GIS اطلاعات 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.مثلاً شبكه راهها بايك 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 صرفاً نقشه ياعكس 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. در GISسيستم مديريت اطلاعات نيز به صورت جزء پيوسته آن در آمده است. 

 

عوارض مكان دار جغرافيائي ثبت شده در كامپيوتر بايد داراي ويژگيهايي باشد كه عبارتند از: 

   الف) نام يا نوع هر پديده

 

    ب) مكان استقرار آن

 

    ج) ارتباط آن با ساير پديده ها يا عوارض    

 

سيستم پايگاه اطلاعاتي، امكاناتذخيره و بهنگام سازي انواع گوناگوني از چنين اطلاعاتي را فراهم مي سازد. 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 ميان اين اطلاعات امكان پردازش تحليلي مجموعه اطلاعاتي فراهم مي گردد. مجموعه عناصر GIS امكانات تحليلي فوق العاده قدرتمندي را در اختيار استفاده كنندگان قرار مي دهد تا بتوانند از تلفيق انواع اطلاعات جغرافيائي و ساير اطلاعات، نتيجه گيري مناسب را بنمايند.

 

 

+ نوشته شده در  سه

كاربردها و توانايي‌هاي سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي GIS

بطور اجمال قابليت‌هاي جي‌آي‌اس نسبت به سيستم‌هاي اطلاعاتي مشابه و روش‌هاي دستي را مي‌توان به شرح زير بيان داشت:
●  قابليت جمع‌آوري، ذخيره، بازيابي و تجزيه و تحليل اطلاعات با حجم زياد؛ 
● قابليت برقراري ارتباط بين اطلاعات جغرافيايي (نقشه) و اطلاعات غيرجغرافيايي(جداول اطلاعاتي) و ايجاد امكانات تجزيه و تحليل اطلاعات جغرافيايي با استفاده از اطلاعات غيرجغرافيايي و بالعكس؛
●  توانايي انجام طيف وسيعي از تحليل‌ها مانند: روي هم قراردادن لايه‌ها، پيداكردن اشياي مختلف با استفاده از خاصيت نزديكي آن‌ها به يك شي‌ء خاص، شبيه‌سازي، محاسبه تعداد دفعات وقوع يك حادثه در فاصله مشخص از نقطه يا نقاط معين، و ...؛
● داشتن دقت، كارآيي، سرعت عمل زياد و سهولت در بهنگام‌سازي داده‌ها؛
●  توانايي انجام محاسبات آماري مانند محاسبه مساحت و محيط پديده‌هاي مشخص شده؛
●  قابليت رديابي و بررسي تغييرات مكان‌هاي جغرافيايي در طول زمان؛
● قابليت استفاده براي مكان‌يابي پروژه‌هاي مختلف

عناصراصلي تشكيل دهنده سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي GIS

جي‌آي‌اس بر روي هرمي با چهار طبقه زيربنايي ساخته شده است:
سخت‌افزار: با توجه به مرحله‌اي كه مطالعات در آن قرار دارد، كاربران مي‌توانند از سخت‌افزارهاي موجود در دسته‌بندي زير استفاده نمايند:
٭ سخت‌افزارهاي مرتبط با ورود اطلاعات (صفحه كليد، رقومي‌كننده، اسكنر، و ...)،
٭ سخت افزارهاي مرتبط با مديريت اطلاعات (سخت‌افزارهاي جانبي رايانه‌ها مانند ماوس، ...)،
٭ سخت‌افزارهاي مرتبط با خروج نتايج (چاپگرها، رسام‌ها، و ...).
- نرم افزار: براي راه اندازي جي‌آي‌اس برنامه رايانه‌اي لازم است. از معروف‌ترين آن‌ها مي‌توان به «آرك اينفو»، «آرك ويو»، «اسپانز»، «مپ اينفو» اشاره نمود كه داراي توابع عملياتي متعدد در جهت تجزيه و تحليل مسائل و محاسبات آماري هستند و عمدتاً توسط شركت‌هاي بزرگ رايانه‌اي توليد مي‌گردند. هر يك از اين نرم‌افزارها براي مطالعات خاصي برنامه‌ريزي شده و داراي محدوديت‌ها و محاسن خاص خود مي‌باشند. در اين پژوهش از دو نمونه از نرم‌افزارهاي رايج اين سيستم يعني‌«آرك اينفو» و «آرك ويو» استفاده شده است.
- اطلاعات: بدون اطلاعات نه هدفي وجود دارد و نه پيشنهادي. تمركز توجه روي اطلاعات است. در واقع اكثر فعاليت‌ها براي اطلاعات انجام مي‌شود، زيرا اطلاعات قلب جي‌آي‌اس را تشكيل مي‌دهد. كيفيت اطلاعات يكي از مهم‌ترين موضوعات قابل توجه و اساسي مي‌باشد. كيفيت اطلاعات در ارتباط مستقيم با دقت، صراحت، مباني علمي، تركيب اطلاعات، و تحليل و مدلسازي است.
- سازمان و نيروي انساني: مهم‌ترين بخش تشكيل‌دهنده جي‌آي‌اس مي‌باشد، زيرا سازمان و نيروي انساني است كه عمليات جي‌آي‌اس را كنترل مي‌كند. سخت‌افزارها و نرم‌افزارهاي بسيار قوي جي‌آي‌اس بدون پشتيباتي كادر متبحر، به كارآيي مناسب نخواهند رسيد.  براي اجراي موفق سيستم، سازماندهي نيروهاي متخصص و كارآمد كه در جهت اجرا، بهينه نمودن و نهايتاً راهبري سيستم‌ها نقش‌هاي گوناگوني را ايفا مي‌نمايند، الزامي است

تعاريف جي‌آي‌اس GIS

از ابتداي شكل‌گيري سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي، با توجه به گستردگي اطلاعات و تنوع كاربردهاي آن در رشته‌هاي مختلف، تعاريف متفاوتي از اين سيستم‌ها ارائه شده است كه به نمونه‌هايي از آن‌ها اشاره مي‌گردد:
سيستم اطلاعات جغرافيايي، مجموعه‌اي از ابزار قدرتمند براي ذخيره و بازيابي اطلاعات در آينده، تبديل و نمايش داده‌هاي مکانی از جهان واقعي است (بارو، 1986).
سيستم اطلاعات جغرافيايي يك سيستم سخت‌افزاري و نرم‌افزاري رايانه‌اي است كه به منظور دسترسي، نگهداري و استفاده از داده‌هاي كارتوگرافي طراحي گرديده است (تاملين،1990).
سيستم اطلاعات جغرافيايي، سيستمي است براساس رايانه براي جمع‌آوري، ذخيره‌سازي، كنترل، بازيابي، به روزكردن، ادغام، پردازش، تحليل، مدلسازي و نمايش داده‌هاي جغرافيايي به صور گوناگون (پرهيزكار، 1376).
 سيستم اطلاعات جغرافيايي يك سيستم پايگاه داده‌ها داراي مشخصات مکانی (x,y) است و مجموعه‌اي از روش‌ها براي پاسخگويي به سؤالات در آن قابل اجرا مي‌باشد (عليمحمدي، 1376).
سيستم اطلاعات جغرافيايي، يك سيستم مديريت پايگاه اطلاعات براي واردكردن، ذخيره، بازيافت، تحليل و نمايش اطلاعات  مكاني مي باشد (بنياد ملي علوم).