جي آي اس(GIS) در يک نگاه

تعريف و تاريخچه
 

سيستم اطلاعات جغرافيايي يا جي آي اس، مجموعه اي از نرم افزارهاي هوشمند است که به کمک سخت افزارهاي مورد نياز اقدام به جمع آوري اطلاعات، ذخيره و مديريت، تغيير و ويرايش، و تحليل و مدل سازي اطلاعات مکاني و غيرمکاني مي کند. اولين جي آي اس در 1960 در مقياس ملي در کانادا شکل گرفت که در اين سيستم عکسهاي هوايي، نقشه هاي موجود و ساير اطلاعات کشاورزي، جنگلداري، خاک، زمين شناسي و ... مورد استفاده قرار گرفت. در دهه 1970 با پيشرفت علم و امکان دسترسي به فناوري هاي کامپيوتري و تکنولوژي هاي لازم براي کار با داده هاي مکاني، سيستم اطلاعات جغرافيايي يا همان جي آي اس براي فراهم آوردن قدرت تجزيه و تحليل حجم هاي بزرگ داده هاي جغرافيايي شکل گرفت.
جي آي اس با تصوير سازي گذشته و حال و يا پيش بيني آينده يک پديده، از طريق ايجاد يک فضاي مجازي از دنياي واقعي، به کاربران امکان نگهداري و به روز داده هاي زمين مرجع به صورت يک بانک اطلاعاتي و نيز امکان ترکيب مجموعه اي از داده هاي مختلف با حجم زياد را مي دهد. اين اين رو، آشنايي با جي آي اس براي تحقيق و برسي هاي علمي، مديريت منابع و ذخاير برنامه ريزي به منظور توسعه پايدار در سطوح ملي و منطقه اي از ضرورت و اهميت بالايي برخوردار است.

منابع داده در «جي آي اس» و انواع آن
 

منابع مورد استفاده در جي آي اس به طور کلي، شامل داده هاي مکاني و داده هاي توصيفي هستند.
داده هاي مکاني، پيکره اصلي سيستم اطلاعات جغرافيايي را تشکيل مي دهد. اين داده ها از نظر تئوريکي داراي ساختارهاي متعددي مي باشند.
در ساختارهاي مکاني، اشياء و پديده هاي جهان توسط مدل هاي داده اي مکاني نمايش داده مي شوند. مهمترين ساختار داده مکاني در جي آي اس، شامل داده اي برداري و رستري مي شود.
ساختار برداري: در مدل برداري، اشياء يا عوارض در جهان واقعي به وسيله عناصر هندسي نمايش داده مي شوند. بدين معنا که موقعيت هر شيء يا پديده به وسيله مختصات آن و توسط نقاط (چاه)، خطوط (جاده) و سطوح (درياچه) مشخص مي شود. در اين مدل، موقعيت هر نقطه به طور دقيق با يک جفت مختصات در يک سيستم مختصات معين ارائه مي شود.
مدل رستري: رستر، شامل مجموعه اي از نقاط يا سلولها است که عوارض زمين را در يک شبکه منظم مي پوشاند و به کمک شماره هاي رديف و ستون آنها، آدرس دهي مي شوند. کوچکترين عنصر تشکيل دهنده رستر، پيکسل يا سلول ناميده مي شود که ارزش هر يک از آنها، نمايانگر اطلاعات طيفي يا توصيفي عارضه زميني است. داده هاي حاصل از اسکن کردن و تصاوير ماهواره اي داراي ساختار رستري مي باشند.
داده هاي توصيفي، تشريح کننده پديده هاي مکاني دنياي واقعي مي باشند. اين داده ها داراي ساختارهاي متنوعي مي باشند که عمدتاً از تکامل يکديگر حاصل شده اند و مهم ترين آنها، شامل ساختار داده اي تخت، سلسله مراتبي، شبکه اي و رابطه اي هستند.

ابزار سخت افزاري ورود داده در «جي آي اس»
 

معمولا ابزاري که براي ورود داده در سيستم اطلاعات جغرافيايي استفاده مي شود. همان اجزاي تشکيل دهنده يک سيستم کامپويتر است که علاوه بر آن، از ابزارهاي ديگري چون اسکنر، رقم گر يا ديجيتايزر و جي پي اس (سيستم موقعيت ياب جهاني) نيز بهره گرفته مي شود. ديجيتايزر، از يک صفحه مغناطيسي حساس تشکيل شده که داراي يک مکان نما براي ديجيت کردن مي باشد.

مراحل ايجاد «جي آي اس» در قالب پروژه
 

قالب يک پروژه شامل مراحل ورودي داده ها، مديريت داده ها، تجزيه و تحليل و پردازش داده ها و در نهايت ايجاد و برپايي خروجي داده ها مي باشد.
1- ورودي داده ها: مؤلفه ورودي داده ها، آنها را از شکل موجودشان به شکلي قابل استفاده در جي آي اس تبديل مي کند. در اين مرحله، داده هاي زمين مرجع که به صورت نقشه هاي کاغذي، جداولي از اطلاعات توصيفي، فايل هاي الکترونيک و اطلاعات توصيفي مربوط به آنها، عکس هاي هوايي ويا تصاوير ماهواره اي مي باشند، طبق استانداردهاي مورد نظر براي دقت خروجي هايي که قرار است تهيه شوند، مورد ارزيابي قرار مي گيرند.
2- مديريت داده ها: اين مرحله، شامل توابعي براي ذخيره، نگهداري و بازيابي اطلاعات موجود در پايگاه داده ها مي باشد.
3- تجزيه و تحليل و پردازش داده ها: شامل مجموعه فعاليت هايي مي شود که توسط نرم افرار ها، سخت افزارها و کاربر، روي داده ها به منظور آماده سازي و پردازش آنها براي مراحل بعد صورت مي گيرد.
4- خروجي داده ها: توابع خروجي داده ها بر اساس نياز کاربران تعيين مي شود. به همين دليل داده هاي خروجي به اشکال مختلف از قبيل نقشه يا جداول يا به صورت نوشتارهاي کاغذي و يا به صورت رقومي ارائه مي شوند.

کاربرد «جي آي اس» در علوم مختلف
 

امروزه با توجه به پيشرفت علوم و سيستم هاي کامپيوتري، اين فناوري در زمينه هاي زمين شناسي، مطالعات زيست محيطي، منابع آب و آبخيزداري، کشاورزي، جنگلداري، کاربردهاي شهري، تجارت، صنعت، علوم قضايي و در سازمانهاي مختلف داراي کارايي زيادي مي باشد.
زمين شناسي: جي آي اس با تجزيه و تحليل اطلاعات زمين شناسي به منظور اکتشاف و دست يابي به منابع جديد با مرتبط کردن داده ها به يکديگر، درصدد يافتن راهي ارزان و مؤثر براي دستيابي مراجعان سيستم و زمين شناسي مي باشد. در واقع متخصص با فراهم نمودن امکانات و تجزيه و تحليل داده هاي مختلف زمين شناسي، زمين شناس را وادار مي کند تا با روش دقيقي از اين اطلاعات بهره برداري کند. از ديگر موارد کاربرد، مي توان به استفاده از اين سامانه در تهيه نقشه ها و حوادث و بلاياي طبيعي اشاره کرد. لغزش زمين، آتشفشان، سيل، سونامي و ... از بديهي ترين موارد استفاده از جي آي اس است.
مخاطرات طبيعي مانند زلزله: جي آي اس توانسته است عملا به نقش مؤثر و تعيين کننده اي در اين زمينه دست يابد. تقريبا هر مسأله اي چگونگي گسترش منابع، کنترل موارد خطرناک، ارزيابي خسارت و تلاش در بازسازي و به تعبيري مديريت سوانح دارد. بررسي پيامدهاي زلزله پس از وقوع حادثه، ارزيابي خسارت، برخورد و رويارويي با وضعيت اضطراري و تهيه گزارشات محلي از جمله کاربردهاي جي آي اس است.
کشاورزي: تخمين سطح زير کشت، انواع محصول، کشف منابع جديد و آب و آبخيزداري از موارد کاربرد جي آي اس است.
جنگلداري و مديريت حيات وحش: با استفاده از اين سامانه، نقشه جنگل ها به صورت پيوسته به روز شده و در صورت وقوع حادثه اي مانند آتش سوزي و ... از اين طريق به واحدهاي ذيربط اطلاع داده مي شود.
برنامه ريزي شهري: جمع آوري، به روز کردن و توزيع داده هاي مربوط به شهرها به شکل سازماندهي شده، روي برنامه ريزي ها و تصميم گيري هاي اقتصادي مؤثر مي باشد. نمايش نزديک ترين فاصله بين مناطق شهري، توزيع مناسب خدمات و تحليل مناسبت هاي مکاني، مدل سازي فرسايش خاک، تعيين قابليت اراضي، مدل سازي آلودگي آب و هوا از جمله امکانات متعارف اين سيستم است که تا کنون مورد استفاده کاربران و برنامه ريزان و تصميم گيرندگان شهري و منابع طبيعي قرار گرفته است.
تجارت: با استفاده از داده هاي بدست آمده از سامانه جي آي اس، با تخمين تقريبا دقيق پراکندگي واحدهاي تجاري مورد نياز و مکان يابي مناسب مي توان مکانهاي مناسب را براي ارائه خدمات مشخص کرد.

صنايع:
 

در صنايعي مانند حمل و نقل با استفاده از اطلاعات مربوطه به جي آي اس، مي توان تعيين مسير مناسب ترانزيت کالا، احداث جاده ها، خطوط نيرو و راه آهن و برقراري سيستم هاي مخابراتي مورد نياز براي فعاليت هاي صنفي پرداخت.
علوم بهداشتي و پزشکي: در زمينه درک نحوه توزيع و انتشار بيماريها و ارتباط آنها با عوامل محيطي (مانند شرايط آب و هوايي، کيفيت آب، وضعيت بهداشتي، فعاليت هاي کشاورزي و صنعتي، عوامل آلوده کننده محيط و ...)، جي آي اس مي تواند کمک شاياني به پژوهشگران کند. به طور کلي جي آي اس از طريق کمک به درک بيشتر مردم از محيط زندگي خود، مي تواند در توسعه جامعه مؤثر باشد. بسياري از تصميم گيري ها در زمينه مراقبت ها و برنامه ريزي هاي سلامت، با مسأله مکان در ارتباط هستند. به عنوان مثال، تصميم گيري در مورد اينکه مراکز بهداشتي بر اساس تعداد، تراکم و مشکلات بهداشتي مردم بايد در چه مکان هايي ايجاد شوند و چه نوع خدماتي را به منظور پاسخ مؤثر به نيازهاي بهداشتي منطقه بايد ارائه کنند.

صنعت مخابرات:
 

جي آي اس براي اجراي يک مسير فيبر نوري يا هر نوع تجهيزات مخابراتي که بايستي در يک ارتفاع و شيب خاص واقع باشند؛ يا به عبارت ديگر، تعيين بهترين مکان که از لحاظ معيارهاي فني و شرايط جغرافيايي داراي شرايط مناسب براي طراحي و توسعه مخابرات باشد، و همچنين در نظر گرفتن نسبت سطح به تجهيزات موجود يا مورد نياز، پيش بيني نسبت به ميزان ترافيک مخابراتي در بخشهاي مختلف شبکه در گذر زمان، نسبت پراکنش آنتن هاي راه دور به ترافيک و ... کارايي لازم را داراست.
علوم نظامي: جي آي اس با به کارگيري تکنولوژي شبيه سازي توزيعي، محيط مصنوعي ميدان هاي رزم را به وجود مي آورد. شبيه سازي توزيعي، امکان فعل و انفعالات همزماني را در موقعيت هاي گوناگون جغرافيايي فراهم مي آورد تا با همکاري يکديگر، استراتژي جنگي را طراحي کرده و عکس العمل سلاح هاي آينده را پيش از توليد مورد آزمايش قرار دهند. اين امر به پرسنل نظامي امکان مي دهد که مستقيما در فرايند توليد سلاح هاي جديد دخالت داشته باشند.
علوم قضايي: بخشهاي قضايي براي آناليز و رديابي جرايم از فناوري جي آي اس کمک مي گيرند. مثلاً براي کنترل جرايم، پليس مي تواند افراد مظنون را در فاصله 1000 متري از مدارس با استفاده از لايه هاي اطلاعاتي مختلف به راحتي رديابي کند.

قهرودي، منيژه بابايي(1378)، درآمدي بر سيستم اطلاعات جغرافيايي، انتشارات پيام نور
يوسفي(1386)، جزوه جي آي اس، آموزشکده سازمان نقشه برداري.
chubine. persianblog. ir
www.hamkelasy.com/ content/view/1642/75
www.pezeshk.us/p=17046
منبع: ماهنامه اطلاعات علمي شماره 366