مقدمه:
برای اولین بار در اواسط دهه 1960 در ایالات متحده کار بر روی اولین سیستم اطلاعات جغرافیایی آغاز شد. در این سیستم ها عکس های هوایی، اطلاعات کشاورزی، جنگلداری، خاک ، زمین شناسی و نقشه های مربوطه مورد استفاده قرار گرفتند. در دهه 1970 با پیشرفت علم و امکان دسترسی به فناوری های کامپیوتری و تکنولوژیهای لازم برای کار با داده های مکانی، سیستم اطلاعات جغرافیایی یا (GIS)، برای فراهم آوردن قدرت تجزیه و تحلیل حجم های بزرگ داده های جغرافیایی شکل گرفت. در دهه های اخیر به سبب گسترش تکنولوژی های کامپیوتری،سیستم های اطلاعات جغرافیایی امکان نگهداری به روز داده های زمین مرجع و نیز امکان ترکیب مجموعه داده های مختلف را به طور مؤثر فراهم ساخته اند. امروزه GIS برای تحقیق و بررسی های علمی، مدیریت منابع و ذخایر و همچنین برنامه ریزی های توسعه ای به کار گرفته می شود.
GIS چیست؟
سیستم اطلاعات جغرافیایی(Geographic Information Systems) یا GIS یک سیستم کامپیوتری برای مدیریت و تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی بوده که قابلیت جمع آوری، ذخیره، تجزیه وتحلیل و نمایش اطلاعات جغرافیایی (مکانی) را دارد.
داده هادریک (GIS) بر اساس موقعیتشان نشان داده می شوند.
تکنولوژی GIS با جمع آوری و تلفیق اطلاعات پایگاه داده های معمولی، به وسیله تصویر سازی و استفاده از آنالیز های جغرافیایی، اطلاعاتی را برای تهیه نقشه ها فراهم می سازد. این اطلاعات به منظور واضح تر جلوه دادن رویدادها ، پیش بینی نتایج و تهیه نقشه ها به کار گرفته می شوند.
دریک سیستم اطلاعات جغرافیایی واژه جغرافیایی یا(Geographic) عبارت است از موقعیت موضوع های داده ها، برحسب مختصات جغرافیایی (طول و عرض).
واژه (Information) یا اطلاعات نشان می دهد که داده ها در GIS برای ارائه دانسته های مفید، نه تنها به صورت نقشه ها و تصاویر رنگی بلکه بصورت گرافیک های آماری، جداول و پاسخ های نمایشی متنوعی به منظور جستجوهای عملی سازماندهی می شوند.
واژه(System) یا سیستم نیز نشان دهنده این است که GIS از چندین قسمت متصل و وابسته به یکدیگر برای کارکرد های گوناگون، ساخته شده است.
مؤلفه های GIS:
یک سیستم GIS شامل یک بسته کامپیوتری (شامل سخت افزار و نرم افزار) از برنامه های رایانه ای با یک واسطه کاربر می باشد که دست یابی به عملیات واهداف ویژه ای را فراهم می سازد. مؤلفه های چنین سیستمی به ترتیب عبارتند از: کاربران، سخت افزارها، نرم افزارها، اطلاعات و روش ها.
مولفه های یک سیستم اطلاعات جغرافیایی
مؤلفه های چنین سیستمی به ترتیب عبارتند از:
1)کاربران (User): مهارت در انتخاب و استفاده از ابزارها دریک سیستم اطلاعات جغرافیایی وشناخت کافی از اطلاعاتی که استفاده می شوند، یکی از موارد اساسی برای موفقیت در استفاده از تکنولوژی GIS است، که این از وظایف یک کاربر می باشد.
2)سخت افزارها (Software): امروزه شبکه های GIS شامل تعدادی workstation, x-station، کامپیوترهای شخصی، چاپگرها و پلاترها می باشد که معرف مؤلفه سخت افزاریک سیستم اطلاعات جغرافیایی می باشند.
3)نرم افزارها (Hardware): به منظور استفاده بهتر از یک سیستم اطلاعات جغرافیایی، استفاده از نرم افزارهای به روز و توانمند توصیه می شود.
4)اطلاعات (Data): قلب هر GIS پایگاههای اطلاعاتی آن است. در این پایگاهها به پرسش هایی از قبیل چه شکلی است؟ کجاست؟ و چگونه به دیگر اشکال مرتبط می شود، داده می شود.
5)روش ها (Methods): شیوه های صحیح به کارگیری اطلاعات درجهت رسیدن به اهداف ویژه دریک سیستم اطلاعات جغرافیایی از مهمترین مؤلفه های آن است.
مدلهای داده های مکانی:
سیستم اطلاعات جغرافیایی وکامپیوترها را نمی توان به طور مستقیم برای جهان واقعی به کار برد، زیرا کامپیوترها ی دیجیتالی براساس اعداد یا کاراکترهایی که در درون خود به صورت اعداد دو رقمی نگهداری می کنند، عمل می نمایند.
بنابراین پدیده های مورد نظردر جهان واقعی در یک سیستم کامپیوتری، باید به شکل نمادین عرضه شوند. پس ابتدا باید مرحله جمع آوری داده ها انجام گیرد و سپس فرایند فشرده سازی گستره زمین شناسی، ساختار، خواص ژئو فیزیکی یا هر ویژگی دیگری از سطح زمین که اطلاعات آن گردآوری شده بود، به شکل قابل دستیابی در کامپیوتر با استفاده از مدلهای نمادین صورت گیرد.
شمایی ازمدل سازی جهان واقعی
هر نقشه زمین شناسی یک مدل نمادین است زیرا گستره ساده شده قسمتی از جهان واقعی است که از زاویه دید زمین شناس صحرایی مشاهده شده است. مولفه های مدل گفته شده عوارض مکانی هستند که به تقریب همان موجودیتهای مستقل جهان واقعی هستند که بر روی نقشه توسط نمادهای گرافیکی عرضه می شوند.
تمام مدلهای داده های مکانی از عوارض مکانی جداگانه نظیر نقاط، خطوط، نواحی، حجم ها و سطوح تشکیل می شوند، این عوارض مکانی توسط خصوصیاتی که هم مکانی وهم غیر مکانی هستند، مشخص میگردند. ( توصیف رقومی عوارض و خصوصیات آنها مجموعه های داده های مکانی راشامل می شود).
ورودی و خروجی داده ها:
برای اینکه یک سیستم اطلاعات جغرافیایی مفید واقع گردد، باید قادر به دریافت و تولید اطلاعات به صورت موثر باشد. توابع ورودی و خروجی داده ها، مفاهیمی هستند که توسط آنها یک GIS با جهان خارج ارتباط برقرار می کند.
شمایی کلی ازورودی وخروجی داده ها دریک سیستم اطلاعات جغرافیایی
-ورودی داده ها عبارتند از روند کد گذاری داده ها به یک شکل خوانا توسط کامپیوتر و قرار دادن داده ها در پایگاه اطلاعاتی GIS.
داده هایی که در سیستم اطلاعات جغرافیایی می توانند وارد شوند دو نوع هستند:
1)داده های مکانی که موقعیت جغرافیایی عوارض را نشان می دهند ( مانند نقاط یا خطوطی که عوارض جغرافیایی مانند خیابان، دریاچه و غیره را نشان می دهند).
انواع داده های مکانی(نقطه،خط و پلی گون)
2)داده های توصیفی غیر مکانی که به توصیف خصوصیات عوارض می پردازند،مثل شوری آب یک دریاچه و یا اطلاعاتی مانند اسم یک خیابان.
ورود داده ها به یک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) می تواند به اشکال، ثبت توسط صفحه کلید، هندسه مختصات، رقومی کردن دستی، اسکن کردن و وارد کردن فایل های رقومی موجود، صورت گیرد.
خروجی داده ها روندی است که توسط آن اطلاعات حاصل از GIS به یک شکل مناسب جهت استفاده کاربر ارائه می شود.
داده ها به یکی از سه فرمت زیر خارج می شوند:
1) Hard copy
(نمایش دائمی، مثل اطلاعات روی کاغذ، فیلم عکاسی و موارد مشابه)
2) Soft copy
(نمایش روی صفحه نمایش کامپیوتری )
3) Electronic
(خروجی در فرمت الکترونیکی شامل فایل های کامپیوتری می باشد)
نمونه ای ازخروجی اطلاعات به صورت Hard Copy
مراحل ایجاد و برپاییGIS درقالب پروژه:
ایجاد و برپاییGIS درقالب یک پروژه شامل مراحل ورودی داده ها، مدیریت داده ها، تجزیه و تحلیل و پردازش داده ها ودرنهایت خروجی داده ها می باشد.
شمایی از مراحل ایجاد و برپاییGIS درقالب پروژه