اهمیت استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)

ارسال شده توسط:سید امین خسروی در( GIS - GPS - RS ) 17 می 2014 ۰ 757 بازدید

ستفاده از سیستمهای اطلاعات جغرافیایی ابزاری قدرتمند جهت امکان آنالیز های پیچیده با مجموعه داده های مختلف می باشد. انجام پردازش های تکراری بادر نظر گرفتن شرایط مختلف برای دستیابی به نتیجه بهینه تنها توسط کامپیوتر امکان پذیر می باشد که می تواند عملیات را با سرعت زیاد و هزینه نسبتاً کم انجام دهد. این توانایی تجزیه و تحلیل داده های مکانی است که GIS را از سیستم های گرافیکی کامپیوتری مجزا می سازد.

فن آوری GIS با فراهم آوردن موارد زیر از افراد مشغول به کار در بخش منابع طبیعی پشتیبانی می کند:

· حمایت تحلیلی بیشتر از کشاورزی دقیق، مدیریت محیط زیست و …

· درک بهتر از عوامل خطر

· درآمد بالاتر و بازیابی هزینه بهتر

· بهره وری بیشتر از طریق اتوماسیون وظیفه

· دسترسی بیشتر به خدمات دولتی و اطلاعات

· پشتیبانی دقیق تر برای تصمیم گیری

· بینش دقیق تر برای سیاست گذاری

· گزارش آسان تر برای برنامه های دولت و پیروی از مقررات

· مدیریت بهتر منابع

===============================================

۱- مقدمه:

دستیابی سریع به اطلاعات جغرافیایی (شناخت چهره زمین، موقعیت و شرایط جغرافیایی، پدیده‌های جوی، اجتماعات بشری و امثال آن) تلاشی است که امروزه مراکز «علمی فنی» جهان در پی آن می‌باشند ورود کامپیوتر و دورسنجی و الکترونیک در علوم جغرافیایی و نقشه‌برداری نه تنها آشنایی دقیق با چهره زمین را مقدور ساخته بلکه ضمن دقت اندازه‌گیری و محاسبات، ترسیم و تهیه نقشه، در هزینه و زمان نیروی متخصص صرفه‌جویی روز افزونی را به وجود آورده است. در این میان سیستم اطلاعات جغرافیای (G.I.S) مجموعه‌ای است با بهره‌گیری کامل امکانات و ابعاد علمی پیشرفته علوم نقشه‌برداری و جغرافیایی که توانایی انسان را در دستیابی سریع به اطلاعات میسر می‌کند. بعبارتی دیگر سیستم اطلاعات جغرافیایی (G.I.S) عبارت است از فرآیند برقراری و تعیین موقعیت محل شناسایی عوارض و پدیده‌ها و بیان چگونگی آنها.

۲- تاریخچه:

فن‌آوری سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی (G.I.S) به رغم عمر چهل و چندساله‌اش، همچنان به عنوان یک نوآوری در روند بسیاری از کارهای مهندسی به حساب می‌آید. اگر چه موضوع فن‌آوری سیستم‌های اطلاعات مکانمند یاG.I.S از حدود دهه ۶۰ (میلادی) مطرح شد ولی هنوز به ادراک یکسانی در میان تمام طراحان و استفاده کنندگان خود نیانجامیده است. قدمت کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی (ساج) در ایران به حدود ۲ دهه می‌رسد اما همین مدت کوتاه نه تنها طیف وسیعی از کاربران را به خود جذب نموده است بلکه فن آوران با تخصص‌های گوناگون نیز در این رشته جدید از دانش و فن وارد عرصه و بازارکار و تقاضا گردیده اند. متخصصانی در زمینه نرم‌افزاری و سخت افزاری اکنون در جای جای کشورمان اعم از ارگانهای دولتی و خصوصی – در تلاش و فعالیت می‌باشند تا هر چه بیشتر از قابلیت‌های بالقوه «ساج» در جهت برنامه‌ریزی‌هایی در سطوح کلان، متوسط و خرد بهره‌برداری نمایند.

۳- سنجش از دور (RS)

لازمه برنامه‌ریزی و تصمیم‌گیری دقیق، در اختیار داشتن اطلاعات صحیح در زمینه مربوطه می‌باشد پویایی منابع طبیعی ایجاب می‌کند که اطلاعات مورد نیاز برنامه ریزان، به هنگام نیز باشد اما تحقق این امر از طریق سنتی جمع‌آوری اطلاعات یعنی به روش کار زمینی مستلزم صرف زمان و هزینه‌ای زیاد می‌باشد. استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور چه به صورت تفسیر عکسهای هوایی و چه سنجش از دور ماهواره‌ای، می‌تواند به عنوان ابزاری نیرومند در راستای این هدف مورد توجه قرار گیرد.

سنجش از دور عبارت است از علم و هنر گرفتن اطلاعات فیزیکی و شیمیایی ا زیک پدیده بدون انکه پدیده لمس شود. ماهواره‌های منابع زمینی به صورت مستمر کره زمین را مورد تصویربرداری قرارداده و اطلاعات را به زمین مخابره می‌کنند این اطلاعات (تصاویر ماهواره‌ای) با ویژگی‌های خاص خود نظیر تصویر برداری مکرر، چند باندی، سهل الوصول بودن و پوشش وسیع زمینی آنها ا زیک سو و افزایش روز افزون توان تفکیک و تشخیص پدیده برروی تصاویر چه به لحاظ شکل و اندازه و چه به لحاظ تفاوت در ماهیت (طیفی) می‌تواند کمک شایانی در جمع‌آوری اطلاعات بهنگام از منابع طبیعی بنماید. ماهیت رقومی اطلاعات ماهواره‌ای این امکان را نیز فراهم ساخته که بتوان از قابلیت‌های کامپیوتر در جهت استخراج هر چه کاملتر و دقیق تر اطلاعات موضوعی مورد نظر استفاده نمود امروزه توانایی فن سنجش از دور جهت تامین اطلاعات و شناسایی منابع در بسیاری از زمینه‌ها به اثبات رسیده است.

۴- سیستمهای اطلاعات جغرافیایی (GIS)

گستردگی، تنوع اطلاعاتی و پویایی منابع طبیعی از یک سو و نیاز به انجام تجزیه و تحلیلهای گوناگون و دستیابی سریع به اطلاعات بهنگام و صحیح از سویی دیگر سبب گشته که متخصصین منابع طبیعی نیز به تدریج از بکار بستن روش‌های سنتی و دستی جمع‌آوری، نگه داری و تجزیه و تحلیل ارائه اطلاعات به سوی روش‌های مدرن آن یعنی سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی سوق یابند. G.I.S را می‌توان مجموعه‌ای سازمان یافته از سخت افزار و پایگاه اطلاعاتی به منظور جمع‌آوری، ذخیره، دستکاری، تجزیه و تحلیل و ارائه اطلاعات دانست. اطلاعات که معمولا به صورت نقشه، عکس هوایی، جدول و گزارش می‌باشند در این سیستم به صورت رقومی در آمده و ذخیره می‌شوند تصاویر ماهواره‌ای و نقشه‌های موضوعی استخراج شده از آنها بدلیل ماهیت رقومی و بهنگام بودن نیزیکی از منابع مهم تامین کننده داده‌های پایگاه اطلاعاتی G.I.S به شمار می‌آیند. اطلاعات می‌توانند در راستای هدف، مورد پردازش و تجزیه و تحلیل قرار گرفته و حاصل کار به صورتهای گوناگون نظیر جدول، نمودار یا نقشه بر روی مونیتور کامپیوتر رویت، به دیگر سیستم‌ها منتقل و یا چاپ و رسم شوند. بر خلاف روش‌های سنتی تجزیه و تحلیل اطلاعات، سیستمهای اطلاعات جغرافیایی از توانایی بالایی جهت بکار‌گیریی حجم اطلاعاتی زیاد و همچنین مدل‌سازی الگوهای مختلف برخوردار می‌باشد. قابلیت‌های G.I.S این امکان را می‌دهندکه اطلاعات موجود به سادگی بهنگام شده و باصرف کمترین هزینه و زمان مورد تجزیه و تحلیل و مدل‌پردازی قرار گیرند.

۵- اجزاء G.I.S

برای این که سیستم اطلاعات جغرافیایی یا بانک اطلاعات جغرافیایی فعال باشد نیاز به سه جزء اصلی دارد اولین جزء تشکیل دهنده. شرایط و محیط کار می‌باشدکه از مجموعه نرم‌افزار و سخت افزار تشکیل می‌شود. دومین جزء تشکیل دهنده سیستم اطلاعات جغرافیایی، داده‌ها و اطلاعات (Data) هستند. سومین جز تشکیل دهنده سیستم اطلاعات جغرافیایی مراکزی هستند که از سیستم استفاده می‌کنند. در این ردیف مدیران اجرایی و برنامه ریزان جامعه بیشترین استفاده کنندگان سیستم ر ا تشکیل می‌دهندکه خواسته‌های آنها در قالب مدلهای علمی (قابل تغذیه به کامپیوتر) تهیه و تعریف شده و به راحتی قابل دستیابی می‌باشد.

۶- اهداف یک سیستم اطلاعاتی

از جمله اهداف خاص که در برنامه یک سیستم اطلاعاتی مورد نظر می‌باشد عبارتند از:

الف – توسعه و پیشبرد پایگاه‌های اطلاعاتی موجود

ب- کاهش زمان دریافت اطلاعات

پ- ارائه یک مکانیسم مناسب جهت دریافت داده‌های سنجش از دور و ورود آنها به پایگاه اطلاعاتی منابع طبیعی

ج – ارائه یک سیستم جهت جمع‌آوری اطلاعات از منابع گوناگون

د- امکان به روز نگه داشتن اطلاعات و منطبق با وضعیت و شرایط موجود

این اهداف، قابلیت دریافت اطلاعات توسط بخشهای محلی و منطقه‌ای را به حداکثر می‌رساند. علاوه بر آن مکانیسمی را ارائه می‌دهند که در جمع‌آوری، ذخیره‌سازی و پردازش داده‌های منابع طبیعی از فعالیتهای تکراری جلو‌گیری می‌کند.

۷- قابلیتهای تحلیلی یک سیستم اطلاعات

توسعه و پیشرفت تکنیک‌های تحلیلی در سیستم اطلاعات جغرافیایی مورد استفاده برنامه ریزان بستگی به اهداف آنها دارد و قابلیت تحلیلی یک سیستم اطلاعاتی در پاسخگویی به نیازها در مراحل ذخیره اطلاعات تجزیه، و تحلیل و نحوه نمایش داده‌ها مشخص می‌شو دکه می‌توان به موارد کلی به شرح ذیل اشاره نمود:

* جستجو: عبارت از یافتن روش مناسب و قابل اطمینان حل یک مسئله خاص می‌باشند

* تغییر مقیاس: عبارت است از توانایی تغییر مقیاس در نقشه‌های خروجی سیستم اطلاعات جغرافیایی

* میزان قدرت تفکیک: عبارت است از توانایی خلاصه کردن اطلاعات چند مجموعه در یک مجموعه ضمن حفظ رعایت دقتهای استاندارد

* محاسبه و اندازه‌گیری: عبارت است از توانایی محاسبه هر شکل (سطح) و مسیر (فاصله) با هر واحد دلخواه مانند هکتار، کیلو متر مربع، مایل مربع و جریب و غیره

* آمار‌گیری: توانایی انجام تحلیلهای آماری در هر مرحله از جستجو و تحقیقات

* تهیه نقشه‌های ترکیبی: عبارت است از توانایی ترکیب داده‌ها و اطلاعات از دو یا چند نقشه و تهیه نقشه‌های ترکیبی

* شبیه‌سازی و مدل‌سازی: عبارت است از توانایی توسعه شرایط و داده‌ها و نتایج که در داخل یک مجموعه قراردارند به این ترتیب که با استفاد ه از روابط ریاضی، تناسب واقعی را شبیه‌سازی کرده و هرگونه تغییرات و اتفاقات ناگهانی که به مرور زمان به وجود می‌آید منعکس نماید.

۸- نقش تصاویر ماهواره‌ای در G.I.S

هزینه گرد آوری اطلاعات پایه، قریب هفتاد و پنج درصد کل هزینه سیستمهای اطلاعات جغرافیایی است. تصاویر ماهواره‌ای ضمن توانایی کاهش محسوس هزینه تهیه اطلاعات جغرافیایی، ترتیب منظم بازنگری و به روز در آوردن اطلاعات را بهبود می‌بخشد و به لحاظ تکنیکی تصاویر ماهواره‌ای شرایطی از جمله موارد زیر را به راحتی میسر می‌سازد:

الف – دید جامع و یکنواخت از هر ناحیه زمین

ب- توانایی بازنگری و به روز در آوردن منظم و پیوسته اطلاعات جغرافیایی

ج – تصاویر ماهواره‌ای رقومی به صورت مستقیم قابل انتقال به G.I.S می‌باشند

د- امکان دسترسی به آرشیو‌های تصاویر ماهواره‌ای

۹- عناصر بنیادی G.I.S

پنج عنصر بنیادی وجود دارند که یک G.I.S باید دارا باشد:

فراهم‌سازی اطلاعات، پیش پردازش، مدیریت اطلاعات، تجزیه و تحلیل و پردازش نهایی، تولید محصول خروجی

فراهم‌سازی اطلاعات: عبارت از فرایند تعیین و گرد آوری داده‌های مورد نیاز برای یک کاربرد مورد نظر چنین فرایندی شامل مراحل مختلفی است.

پیش پردازش: شامل روش‌های متعددی است که داده‌ها را برای ورود به یک G.I.S آماده می‌کند.

مدیریت اطلاعات: هر دو مرحله تولید و دسترسی به اطلاعات را شامل می‌شو داین عملیات شامل روش‌های واردنمودن، بهنگام‌کردن، حذف نمودن و بازیابی‌کردن اطلاعات می‌باشد.

تحزیه و تحلیل و پردازش نهایی: در این مرحله از کار عملیات تحلیلی بر روی داده‌ها انجام می‌شود تا اطلاعات جدیدی خلق شود.

تولید محصول خروجی: مرحله‌ای است که خروجی نهایی از G.I.Sتولید می‌شو داین محصولات خروجی ممکن است شامل یک گزارش آماری مانند جدول میانگین تراکم جمعیت در هر شهرستان ا زیک کشور، نقشه مانند نقشه حدود ملکهایی که در تملک سازمان‌های دولتی هستند و انواع نمودارهای مختلف مانند نمودار میله‌ای که در آن وسعت زمین تحت کشت محصولات مختلف نشان داده می‌شود.