سیستم اطلاعات مکانی

بسم الله الرحمن الرحیم

استاد : جناب آقای معصوم بیگی

سیستم اطلاعات مکانی

Geographic Information System

دانشجویان:

فرنوش ترکی
متین مایلی
GIS
GIS

با افزایش روزافزون جمعیت جهان و رشد بی رویه شهرها و نیز مشکلات امروزی جوامع بشری، بیش از پیش نیازمند مدیریت صحیح و علمی جامعه هستیم. از آنجا که قسمت عمده ای از تصمیمات اخذ شده توسط مدیران و برنامه ریزان به مکان و موقعیت خاصی مربوط می باشند، لذا وجود اطلاعات جغرافیایی دقیق و مطمئن و بهنگام و نیز مدیریت بهینه آن از موضوعات بسیار اساسی در موفقیت این تصمیمات و اجرای آنان می باشد. با روی کار آمدن کامپیوتر، روند تجزیه و تحلیل و ترکیب اطلاعات جغرافیایی وارد مرحله نوینی شد و شکل تکامل یافته آن امروزه به نام سیستم اطلاعات مکانی (جغرافیایی) شناخته می شود.

تعریف سیستم اطلاعات مکانی GIS
دقیق ترین تعریف مربوط به موسسه تحقیقات سیستم های محیطی در ردلند کالیفرنیا

سیستم های اطلاعات مکانی مجموعه ای از سخت افزار، نرم افزار، داده های جغرافیایی و منابع انسانی است که به منظور کسب، ذخیره، به روزرسانی، به کارگیری، تحلیل و نمایش کلیه اشکال اطلاعات جغرافیایی طراحی می شود.

در یک سیستم اطلاعات مکانی Geographic Information System :
واژه Geographic یا جغرافیا عبارت است از موقعیت مواضع های داده ها، برحسب مختصات جغرافیایی (طول و عرض).
واژهInformation یا اطلاعات نشان می دهد که داده ها در GIS برای ارائه دانسته های مفید به صورت نقشه ها، تصاویر رنگی، جداول و پاسخ های نمایشی متنوعی سازماندهی می شوند.
واژه System نیز نشان دهنده این است که GIS از چندین قسمت متصل و وابسته به یکدیگر برای کارکرد های گوناگون، ساخته شده است.

تاریخچه سیستم اطلاعات مکانی
اولین بار در اواسط دهه 1960 در ایالات متحده کار بر روی این سیستم ها آغاز شد.
در این سیستم ها عکس های هوایی، اطلاعات کشاورزی ، جنگلداری ، خاک ، زمین شناسی و نقشه
های مربوطه مورد استفاده قرار گرفتند.

اولین نمونه از یک جی آی اس ملّی، جی آی اس کانادا است که از اواخر دهه 1960 مورد استفاده قرار گرفته است.

در دهه های 1970 و 1980 میلادی پیشرفت های قابل ملاحظه ای در این فناوری به وجود آمد بطوری که برآیند حاصل از این سیستم ها در خط مشی های دولت ها به کارگرفته شد.

سازمانهای نقشه برداری ملی کشورها متولی اجرای Gis شدند.

سازمانهای پیشرو بین المللی در این زمینه عبارتند از:
– کمیته داده های جغرافیایی فدرال در امریکا FGDC
– مرکز نقشه برداری ملی انگلستان Dradance Survey
– سازمان زمین شناسی امریکاUSGS

آغاز به کار این سیستم در ایران اولین مرکزی که به طور رسمی استفاده از این سامانه را در کشور آغاز کرد، سازمان نقشه برداری کشور بود که در سال 1369 براساس مصوبه مجلس شورای اسلامی، عهده دار طرح به کارگیری این سامانه شد. فعالیت های اجرایی پروژه ایجاد سیستم اطلاعات جغرافیایی در وزارت صنایع و معادن، در سال 1379 آغاز گردید. وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات در سال1387 فاز مطالعاتی ایجاد Gis را در حوزه ستادی و شرکتهای وابسته انجام داده است. از دیگر موسساتی که در زمینه این سیستم فعالیت می کنند می توان شهرداری های کلان شهرها، وزارت مسکن و شهرسازی، وزارت جهاد کشاورزی، موسسه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، و … را نام برد. از نقطه نظر رشته های دانشگاهی، بسیاری از دانشگاه ها مقاطع کارشناسی ارشد و دکتریGis را از سال 1378 ارائه کرده اند.

1- کاربران User مهارت در انتخاب و استفاده از ابزارها دریک سیستم اطلاعات جغرافیایی و شناخت کافی از اطلاعاتی که استفاده می شوند، از وظایف یک کاربر می باشد. 2- سخت افزارها Hardware امروزه شبکه های GIS شامل تعدادی کامپیوتر، چاپگر، پلاتر و … می باشد که معرف مولفه سخت افزاری یک سیستم اطلاعات مکانی می باشند. 3- نرم افزارها Software به منظور استفاده بهتر از یک سیستم اطلاعات مکانی، استفاده از نرم افزارهای به روز و توانمند توصیه می شود. 4- داده ها Data قلب هر GIS پایگاه های اطلاعاتی آن است.   5- روش ها Methods شیوه های صحیح به کارگیری اطلاعات در جهت رسیدن به اهداف ویژه دریک سیستم اطلاعات مکانی از مهمترین مولفه های آن است.

انواع داده ها در سیستم اطلاعات مکانی
داده هایی که در سیستم اطلاعات جغرافیایی می توانند وارد شوند دو نوع هستند:
 
1- داده های مکانی
موقعیت جغرافیایی عوارض را نشان می دهند مانند، نقاط یا خطوطی که عوارض جغرافیایی مانند خیابان، دریاچه و غیره را نشان می دهند.

جهت نمایش داده های مکانی از دو ساختار برداری و رستری (شطرنجی) استفاده می شود.

در ساختار برداری (وکتور) هر پدیده ای در جهان طبیعی به وسیله نقطه، خط و یا پلی گون نمایش داده می شود.
در ساختار رستری، پدیده ها و عوارض بصورت صفحات شطرنجی در آمده و موقعیت آنها بوسیله موقعیت سطر و ستونی که در آن قرار دارند مشخص می شود.
 
2- داده های توصیفی (غیر مکانی)
به توصیف خصوصیات عوارض می پردازند، اطلاعاتی مانند اسم یک خیابان.

در ساختار برداری (وکتور) هر پدیده ای در جهان طبیعی به وسیله نقطه، خط و یا پلی گون نمایش داده می شود.

نقطه خط پلی گون

در ساختار رستری، پدیده ها و عوارض بوسیله موقعیت سطر و ستونی که در آن قرار دارند مشخص می شود.

جی آی اس یک سیستم رایانه ای است که چهار قابلیت اساسی را در رابطه با داده های زمین مرجع فراهم می آورد. 1. ورودی داده ها، 2. مدیریت داده ها، 3. پردازش و تحلیل داده ها، 4. خروجی داده ها. طور اجمال قابلیت های جی آی اس نسبت به سیستم های اطلاعاتی مشابه و روش های دستی را می توان به شرح زیر بیان داشت: ● قابلیت جمع آوری، ذخیره، بازیابی و تجزیه و تحلیل اطلاعات با حجم زیاد؛ ● قابلیت برقراری ارتباط بین اطلاعات جغرافیایی (نقشه) و اطلاعات غیرجغرافیایی(جداول اطلاعاتی) و ایجاد امکانات تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی با استفاده از اطلاعات غیرجغرافیایی و بالعکس؛ ● توانایی انجام طیف وسیعی از تحلیل ها مانند: روی هم قراردادن لایه ها، پیداکردن اشیای مختلف با استفاده از خاصیت نزدیکی آن ها به یک شی ء خاص، شبیه سازی، محاسبه تعداد دفعات وقوع یک حادثه در فاصله مشخص از نقطه یا نقاط معین، و … ● داشتن دقت، کارآیی، سرعت عمل زیاد و سهولت در بهنگام سازی داده ها؛ ● توانایی انجام محاسبات آماری مانند محاسبه مساحت و محیط پدیده های مشخص شده؛ ● قابلیت ردیابی و بررسی تغییرات مکان های جغرافیایی در طول زمان؛ ● قابلیت استفاده برای مکان یابی پروژه های مختلف.

مفهوم لایه در سیستم اطلاعات مکانی
ترکیب لایه های اطلاعاتی مختلف در GIS ،
تحت عنوان Overlay شناخته می شود.

این مفهوم به امکان نمایش چند لایه اطلاعاتی
بر روی یکدیگر اشاره می کند.

در دیدگاه وسیعتر ، ایـن  مفهـوم بـه ترکیب
چند لایه اطلاعاتی بر اساس معیارهای تعریف
شده توسط کاربر و تولید یک لایه اطلاعاتـی
جدید، اشاره دارد.

به عنوان نمونه می توان اطلاعات مربوط به نوع خاک، نوع پوشش گیاهی، شیب زمین و … را به منظور بررسی امکان وقوع سیل در یک منطقه، با یکدیگر ترکیب کرده و مناطق دارای پتانسیل در این خصوص را تحت یک لایه اطلاعاتی جداگانه، مشخص نمود.

کاربردهای مهم
از سامانه های اطلاعات جغرافیایی در مطالعات محیطی، برنامه ریزی شهری و شهرداری، خدمات ایمنی شهری، مدیریت حمل و نقل و ترافیک شهری، تهیه نقشه های پایه، مدیریت کاربری اراضی، خدمات بانکی، خدمات پستی، مطالعات جمعیتی و مدیریت تاسیسات شهری مثل برق، آب، گاز و کاربردهای مشابه استفاده می شود. کمتر بانک اطلاعاتی را می توان نام برد که حداقل بخشی از اطلاعات آن به گونه ای به مکان وابسته نباشد.

نقشه برداری
کاربرد پایه این استانداردها و ابزارها در نقشه برداری، تهیه نقشه های شهری و برون شهری بوده است.

سیستم های اطلاعات مکانی نقشی عمده ای در تامین و مدیریت نیازهای اطلاعاتی بازی می کنند. GIS توان تولیدی کارمندان را افزایش داده، کیفیت را بهینه کرده و در نهایت دسترسی به اطلاعات را آسان تر کرده است . در حقیقت GIS متضمن نقش هدایت کننده جامعه در عصر اطلاعات می باشد. با وجود مشکلات و مسایلی فرا روی سیاستگذاران، مدیران و کارشناسان در امر به کارگیری فن آوری GIS ، نخستین گام برای گذر از مسایل و مشکلات ذکر شده، داشتن آگاهی و شناخت درست و دقیق نسبت به این کمبودهاست. لازم است سازمان ها و نهادهایی که در سطح ملی مسئولیت مرتبط دارند با توجه به نیازهای روزافزون در این عرصه برنامه ریزی کرده و با تعیین شاخص هایی برای ارزیابی فعالیت ها و اقدام هایی که باید صورت گیرد، سازمان ها و نهادهای مربوط را یاری داده تا در جهت تحقق GIS ملی گام اساسی بردارند.