تحقیق مقاله اطلاعات جغرافیایی

چکیده
      پیچیدگی، تنوع وحجم انبوه اطلاعات جغرافیایی ازیک سو و توانایی‌های رایانه درعرصه اطلاعات ازسوی دیگر، فلسفه وجودی سیستم‌‌های اطلاعات جغرافیایی(جی‌آی‌اس) را تبیین می‌کند.
 ازآنجاکه بخش عمده اطلاعات علوم زمین موجود در پایگاه‌های مرکز اطلاعات و مدارک علمی ایران، شامل اطلاعات مکانی وتشریحی است، مناسب ورود به سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی می‌باشد و می‌توان این اطلاعات را آماده استفاده در این سیستم‌ها نمود. پژوهش حاضر با این دیدگاه و با هدف بررسی کاربرد جی‌آی‌اس در ساماندهی مدارک علوم زمین موجود در مرکز انجام شده است. در راستای رسیدن به این هدف، پس ازگردآوری کلیه اطلاعات توصیفی و مکانی مورد نیاز مرتبط با علوم زمین از پایگاه‌های مرکز،کار تفکیک،کنترل، دسته‌بندی وکدگذاری آن‌ها برای ورود به سیستم اطلاعات جغرافیایی انجام شد. به منظور ایجاد پایگاهی از اطلاعات فوق، با مجموعه داده‌ها، لایه‌های اطلاعاتی مربوطه تشکیل شد و به منظور نمایش، تشریح و انجام تحلیل‌های لازم بر روی داده‌ها، مورد استفاده واقع گردید.
   بدین وسیله علاوه بر دسترسی صحیح و سریع به داده‌های مورد نیاز در یک حجم وسیع، امکان ارائه و به تصویرکشیدن اطلاعات مکانی و موضوعی در قالب نقشه، جدول و نمودار، ویرایش و بهنگام نمودن داده‌ها ونیز امکان استفاده از داده‌های موجود در جهت اهداف مختلف و براساس نیازهای گوناگون کاربران فراهم می‌گردد. همچنین زمینه‌ای برای شناساندن و معرفی قابلیت‌ها و پتانسیل‌های متعدد و در عین حال، تشخیص خلأ‌های مطالعاتی مناطق مختلف جغرافیایی ایجاد خواهد شد. نهایتاً به‌منظور تعمیم کاربرد این سیستم در ارتباط با دیگر اطلاعات موجود در پایگاه‌های مرکز (که به نحوی با موقعیت مکانی در ارتباط‌اند)، مدلی از فرایند انجام این طرح ارائه شده است.

سامانهٔ اطلاعات جغرافیایی (en: Geographical Information System) یا به اختصار GIS، به مجموعه هایی مبتنی بر رایانه گفته می شود که برای جمع آوری و پردازش اطلاعات جغرافیایی به کار می روند. این مجموعه می تواند شامل نرم‌افزارها، رایانه های پردازشگر و ابزارهای جمع آوری اطلاعات باشد و اطلاعات پردازش شده و جمع آوری شده می تواند شامل داده‌های جغرافیایی، نقشه‌برداری ، زمین‌شناسی و منابع طبیعی و ... باشد.

این سامانه و استاندارد های آن روش جدیدی را برای کار با داده های جغرافیایی فراهم کرده است که گروه های مختلفی از متخصصان و مهندسین به فراخور نیاز خوداز آن استفاده می‌نمایند.

تعریف GIS :جامع ترین تعریف مورد پذیرش برای سامانه اطلاعات جغرافیایی GIS تعریفی است که تحت عنوان کاربرد اطلاعات جغرافیایی در گزارش کمیته بازرسی به ریاست Lord chorleg ارائه گردید. به موجب این تعریف :

سامانه اطلاعات جغرافیایی سامانه ای است که برای دریافت ، ذخیره سازی ، کنترل ، ادغام ، پردازش ، تحلیل و نمایش داده هایی که از نظر مکانی به زمین مرجع یافته اند . این سامانه معمولا مستلزم یک پایگاه داده کامپیوتری زمین مرجع و یک نرم افزار مناسب با نوع کاربرد می باشد.

به عقیده Laurini , Thompson (1992)  سامانه GIS در یک توصیف کلی سامانه ای است که شرایط زیر را تامین می نماید :

  ابزاری را برای نمایش رقومی پدیده های مکانی به دست می دهد که عبارت است از دریافت و کد نمودن داده ها .

  با ارائه ابزار لازم ، امکان به کارگیری و حفاظت از داده های کد شده را فراهم سازد . مثلا با امکاناتی برای به روز آوری ، مدیریت و ذخیره سازی ، تبدیل یا سازماندهی مجدد داده ها از یک فرم به فرم دیگر یا تائید نمودن و اعتبار سنجی داده ها .

  ارائه ابزار لازم برای اصلاح ، رسیدگی ، خلاصه سازی و امثال آن . به عبارت دیگر با تسهیلات لازم به تحلیل ، شبیه سازی ، ترکیب و تصریح مشکلات نظری یا عملی کمک نماید.

  با در اختیار قرار دادن امکان یازیابی موثر داده ها در فرایند پرسش های پیچیده ای به وظیفه استدلال فضایی کمک کند.

  ارائه خروجیهای مختلف اعم از جدول های چاپی ، نقشه های پلات شده ، عکس ، نمودارهای علمی و امثالهم ،‌ در فرمهای مختلف و مناسب

" اچ دنیسون پارک " در مقدمه " کتاب شناسی سامانه های اطلاعات بین الملل 1993" می گوید ، عبارت GIS معنایی نزدیک به تکنولوژی مدیریت ، پردازش و تحلیل داده های فضایی جغرافیایی با کامپیوتر یافته است . یعنی عبارت GIS بیانگر یک فن آوری است نه یک سامانه 0000

 تاریحچه بخش GIS در مدیریت مرکز مشهد

کارهای انجام شده و در دست انجام بخش GIS از ابتدا تا کنون

1 کارتوگرافی  رقومی نقشه های طرحهای اکتشافی در مقیاس 000/20: 1 ، 5000: 1و 000/50: 1به همراه پروژه های مختلف دیگر همراه با تهیه نقشه راهنمای  پراکندگی محدوده ها در سطح استانهای خراسان شامل:

 الف ) تهیه نقشه زمین شناسی معدنی 000/20: 1در مناطق : هیرد 100 کیلومتر مربع دهن رود 90 کیلومتر مربع دهک 50 کیلومتر مربع شیخ آباد 47 کیلومتر مربع خونیک 65 کیلومتر مربع خلیلان 103 کیلومتر مربع که همگی مساحتی بالغ بر 455کیلومتر مربع می باشد .

ب) تهیه نقشه زمین شناسی معدنی 1000: 1

چاه کلب 120 هکتار چاه زاغو 2کیلومتر مربع شورک 100 هکتار جمعا مساحتی بالغ بر 4 کیلومتر مربع

ج) تهیه نقشه زمین شناسی معدنی 000/50: 1 شاهکوه  500 کیلومتر مربع

و همچنین پروژه های اکتشاف طلا و لیستوینیت ها مساحتی بالغ بر 25000 کیلومتر مربع از جنوب استان خراسان

پروژه اکتشاف مس شورک

پروژه پی جویی ماسیوسولفیدها در محدوده برگه های 000/250: 1زمین شناسی : گزیک بیرجند زابل به وسعت 50000کیلومتر مربع در زون فلیش شرق ایران ( زون نهبندان خاش )

اکتشاف عمومی طلا و آنتیموان شوراب فردوس

اکتشاف مس و طلای چاه زاغو

2-تهیه بانک اطلاعات نمونه های زمین شناسی ومعدنی منطقه شمال شرق

3 تهیه بانک اطلاعات مکانی و توصیفی نقشه های زمین شناسی 000/100

4-اجرای طرح امکان سنجی استفاده ازسیستم تبدیل فتوگرامتری کاملا"رقومی برای تهیه نقشه های زمین شناسی 1:25000 وارائه گزارش ونقشه

5-اجرای طرح امکان سنجی تهیه نقشه های زمین شناسی با استفاده از فتو موزائیک عکسهای هوایی وارائه گزارش ونقشه

6‌ تهیه DEM نقشه های توپوگرافی 25000: 1  درمحدوده بلوکهای 250000: 1 مشهد سبزوار کاشمر تربت حیدریه ‌ فردوس بصورت برگه 1:100000

7 تهیه نقشه پراکندگی مواد معدنی استان خراسان

8 تهیه اندکس رقومی نقشه های 000/50: 1 000/100: 1 000/250: 1 توپوگرافی و زمین شناسی

9 تهیه و تکمیل نقشه چشمه های آبگرم معدنی استان خراسان

10 تهیه نقشه رقومی نمونه برداری لیستوینیت های پهنه افیولیتی شرق کشور با مقیاس 000/50: 1

11 تهیه نقشه نمونه برداری ‍ژئوشیمیایی طرح اکتشافات جنوب خراسان با مقیاس 0000/300: 1در گستره ای به وسعت 17500 کیلومتر مربع که این مساحت شامل نقشه های ژئوشیمی و نمونه برداری000/100/1 بیرجند مختاران چهار فرسخ سهل آباد بصیران ده سلم چاه داشی

12 تهیه فایل رقومی از30 برگ نقشه تک عنصری ژئوشیمیایی 1:50000ریوش ازبرگه 1:100000 کاشمر

13 همکاری با پروژه های عمرانی استانی و خارج از استان که با همکاری مدیریت منطقه شمال شرق صورت میگیرد جهت کارتوگرافی رقومی نقشه های مطالعاتی از جمله پروژه های 100000/1 توپوگرافی و زمین شناسی بندرعسلویه پروژه  خط لوله گاز استان خراسان

14 تهیه و تکمیل Data base نقشه های 000/50: 1درگز سرخس طبس قاین بیرجند نهبندان

15 تهیه Data base نقشه 000/50: 1 و 000/100: 1 نقشه گناباد

16  تکمیل فتوموزائیک عکسهای هوایی ورقه های 000/50 نبی آباد برکاه باغ گلشن زوزن و چاه نمک

17 تهیه و اصلاح اسلاید شو از منابع مربوط به الگوی داده های زمین شناسی و روش تهیه نقشه های رقومی و تهیه گزارش تشریحی آن و بررسی نرم افزارهای مورد نیاز جهت طراحی و پیاده سازی آن

18 تهیه مستندات مربوط به الگوی داده های زمین شناسی جهت تهیه پایگاه داده های زمین شناسی از اینترنت

19 تفکیک کانون زمین لرزه های تاریخی در محدوده شهرستان مشهد .

20 ‌ تهیه آرشیوفایلهای رقومی نقشه های توپوگرافی 1:50000و 1:25000موجودبه تفکیک   بلوکهای 250000: 1 چاه وک فردوس مایی عشق آباد به صورت دو بعدی و سه بعدی

21 تکمیل بخشی از بانک اطلاعات نقشه های 100000: 1زمین شناسی شامل اطلاعات سن وجنس واحدهای سنگی در49 برگه و 2690 رکورد اطلاعاتی بانک اطلاعات عمومی 87 برگه به دو زبان فارسی وانگلیسی ،آرشیوفایل تصویری، اسکن رنگی از 72 برگه

22 تهیه بانک اطلاعات جغرافیایی استانهای خراسان

23 تهیه  مدل ارتفاعی رقومی کل استان خراسان

سیستم های اطلاعات جغرافیایی و مکانی (GIS ) فقط نرم افزار نیستند و اگر صرفا برای نقشه سازی بکار روند استفاده مناسبی از آنها نشده است. اگر از این سیستم ها برای تحلیل اطلاعات استفاده شود ، می توان انتظار داشت که به سطحی از دانش دست یافته ایم. بسیاری از تحلیل های جدید را میتوان با استفاده از تحلیل گر فضایی spatial Analyst انجام داد زیرا این تحلیلگر علاوه بر اینکه داده های برداری را مانند آنچه در اتوکد ساده وجود دارد بکار می برد برای مدل سازی داده رستری نیز استفاده میشود . فرض کنید می خواهید برای تاسیس یک رستوران جدید یک مکان مناسبی بیابید . متغییرهای زیادی از قبیل رشد اقتصادی و موقیعت رستوران های موجود در این تصمیم دخالت دارند که باید انها را در نظر داشت یک ناحیه با رشد اقتصادی بالا و تعداد کم رستورانها موجود بهترین مکان برای این منظور میباشد تحلیلگر فضایی به شما در بکارگیری این عوامل کمک می کند . شما می خواهید بدانید که چگونه طرح پیشنهادی کاربری زمین را اصلاح کنیدبه نحوی که خطرات ناشی از زلزله ویا طغیان رودخانه ها به کمترین میزان ممکن برسد تحلیلگر فضایی شامل ابزارهایی است که می تواند برای ایجاد سطوح و تحلیل خصوصیاتی مانند شیب و مدل سازی زهکشی حوزه آبریز رود خانه مورد استفاده قرار گیرد. مثالی دیگر: فرض کنید که میخواهید مکانی مناسب برای برج مراقبت آتش نشانی یا آنتن تلفن همراه بیابید. تحلیل گر فضایی ابزارهایی در اختیار دارد که با استفاده از آنها می توان نقشه ها و نمودارهایی ایجاد کرد که فضاهایی را که از نقاط خاص در دید قرار دارند مشخص سازند،. همین ابزار برای معماری منظر و برای ارزیابی تاثیر بصری نیز بکار میرود. برای مثال اگر بخشی ازدرختان قطع شوند ، منظره از جاده چگونه خواهد شد ؟ و ده ها موضوع و مسئله دیگر ........

نقشه برداری در ایران

ایرانیان باستان نقش برجسته‌ای در پایه گذاری علم نقشه برداری داشته اند. اکتشافات دریایی که از زمان گذشته انجام گرفته است موید این مطلب است . در ایران باستان می‌‌توانستند عرض جغرافیایی را تعیین کنند ولی تعیین طول جغرافیایی با دشواری بسیار همراه بوده است .آنها برای مسافرتهای خود نیاز به نقشه داشتند و نقشه هایی نیز بدون توجه به فواصل رسم می شده است .تعیین موقعیت در روی زمین و فراهم آوردن هر گونه نقشه در جهان باستان نیز نیاز به در دست داشتن ابزارها و بهره وری ا ز قواعدی داشته است .مصریان روشهایی برای اندازه گیری ارتفاع بین دو نقطه و تعیین فاصله افقی آندو داشته‌اند طناب، ترازو گونیا از ابزارهای نخستین نقشه برداری بوده‌اند و کم کم تراز و خط کش و پرگار به آن افزوده گشت.

دانشمندان ایرانی به کمک استرلاب عرض جغرافیایی و با استفاده از ساعت آبی طول جغرافیایی را در هر نقطه از مرز اندازه گیری می‌‌کردند. ابوریحان بیرونی دانشمند بزرگ ایرانی در زمینه‌های گوناگون اندازه گیری نجومی ،و فواصل بین شهرها ،مطالعات بسیار ارزنده‌ای انجام داده است نقشه برداران قدیم برای تعیین امتداد، فاصله و زاویه وسایلی ساخته بودند که نخستین آنها ریسمان بود و همچنین برای تعیین تراز افقی تراز هایی ساخته بودند و این تراز در طول تاریخ فرمهای گوناگونی به خود گرفته است. کهن‌ترین آن تراز آبی بوده است که نوع تکامل یافته تر آن همان شیلنگ تراز است که بناهای امروزی از آن استفاده می‌‌کنند.
 

دوربین تئودولیت

کرجی دانشمند ایرانی مخترع دستگاههای با ارزشی بوده است. وی را می‌‌توان مخترع نخستین دوربین تئودولیت به شمار آورد. وی صفحه‌ای را مدرج کرده و لوله‌ای با قابلیت گردش 360 درجه برروی آن سوار کرد و این صفحه توسط زنجیری آویزان می‌‌شد و توسط شاقولی بر روی آن عمود می‌شد که با آن زوایای بین دو نقطه را می‌‌خواند و با استفاده از تئوریهای مثلثات ارتفاع کوه ها و اختلاف بلندی ها را بدست می‌‌آورد ..اختراع قطب نما را نیزبه ایرانیان نسبت می‌‌دهند.

 

مفهوم GIS

مخفف Geographic Information System به معنی سیستم اطلاعات جغرافیایی می باشد.
سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بستری برای ذخیره ، نگهداری ، مدیریت و تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی می باشد و جهت کار همزمان با داده هایی که وابستگی مکانی (جغرافیایی) و توصیفی دارند، طراحی شده است.
برای بهره گیری صحیح از قابلیتهای یک GIS، در درجه اول نیاز به درک صحیح از سیستم GIS و سپس ساختار اطلاعات در آن میباشد.جهت پیاده سازی یک سیستم GIS ، توجه به ماهیت و ساختار اطلاعات جغرافیایی متشکله آن که رکن اساسی هر سیستمGIS را تشکیل داده و توانمندیها و پتانسیلهای آن را تعیین میکند، اجتناب ناپذیر است.
سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) یک سیستم کامپیوتر مبنا می باشد که به عنوان یک مجموعه متشکل از سخت افزار، نرم افزار، اطلاعات جغرافیایی، نیروی انسانی و مدلهای پردازش داده، به منظور تولید، ذخیره سازی، نمایش، بازاریابی، پردازش، بهنگام رسانی و... اطلاعات جغرافیایی مربوط به عوارض و پدیده های مختلف، مورد استفاده قرارمی گیرد.

وظایف اصلی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی
یک سیستم اطلاعات جغرافیایی ( GIS)، اصولاً شش فعالیت اصلی زیر را شامل می‌شود‌:
• ورود اطلاعات
• دستکاری و ویرایش اطلاعات
• مدیریت اطلاعات
• پرسش و پاسخ و تجربه و تحلیل اطلاعات
• نمایش اطلاعات
 

ورود اطلاعات

قبل از آنکه اطلاعات جغرافیایی بتوانند وارد محیط GIS شده و مورد استفاده قرار گیرند، می بایست این اطلاعات به فرمت و ساختار رقومی قابل قبول سیستم GIS، تعدیل شوند.
منابع تولید کننده اطلاعات مورد نیاز یک سیستم GIS :
• تصاویر ماهواره ای و تکنیکهای سنجش از دور
• عکسهای هوایی و تکنیکهای فتوگرامتری
• نقشه برداری کلاسیک
• سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS)
• اسناد، مدارک و نقشه های موجود
 

دستکاری اطلاعات

استفاده از انواع داده و اطلاعات مورد نیاز یک پروژه خاص GIS ، نیازمند تبدیل و دستکاری آن اطلاعات به منظور قابل استفاده نمودن آنهادر سیستم می باشد
 

مدیریت اطلاعات

برای پروژه های کوچک GIS، امکان ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی در قالب فایلها و اطلاعات ساده وجود دارد. ولیکن هنگامیکه حجم اطلاعات زیاد باشد و همچنین تعداد کاربران سیستم از یک تعداد محدود فراتر می‌رود، بهترین روش برای مدیریت اطلاعات، استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده (Database Management System) می باشد. DBMS به منظور ذخیره سازی، سازماندهی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی در GIS مورد استفاده قرار می گیرد.
 

پرسش و پاسخ و تجزیه و تحلیل اطلاعات

تکنولوژیهای مرتبط با GIS

سیستمهای تولید نقشه رقومی (CAD)

سیستمهای CAD عموماً به منظور تولید و سازماندهی اطلاعات مکانی در قالب نقشه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این سیستمها نوعاً از نظر مدیریت پایگاههای اطلاعات جغرافیایی گسترده و حجیم همچنین انجام پردازشها و تجزیه وتحلیل بر روی اطلاعات، ضعیف بوده و درخصوص مدیریت اطلاعاتی توصیفی دارای محدودیتهای می باشند.