GIS (DoubleGIS Barnaul)

ارائه یک تعریف روشن و مختصر از این پدیده بسیار دشوار است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)- این فرصتی است برای نگاهی جدید به دنیای اطراف ما. بدون تعمیم و تصویر، GIS یک فناوری کامپیوتری مدرن برای نقشه برداری و تجزیه و تحلیل اشیاء در دنیای واقعی و همچنین رویدادهایی است که در سیاره ما رخ می دهد. این فناوری عملیات سنتی پایگاه داده، مانند پرس و جو و تجزیه و تحلیل آماری را با مزایای تجسم غنی و تجزیه و تحلیل جغرافیایی (مکانی) که نقشه ارائه می کند، ترکیب می کند. این قابلیت ها GIS را از سایر سیستم های اطلاعاتی متمایز می کند و فرصت های منحصر به فردی را برای استفاده از آن در گستره وسیعی از وظایف مرتبط با تحلیل و پیش بینی پدیده ها و رویدادهای جهان پیرامون با درک و برجسته سازی عوامل و علل اصلی و همچنین آنها فراهم می کند. پیامدهای احتمالی، با برنامه ریزی تصمیمات استراتژیک و پیامدهای مداوم اقدامات انجام شده. نقشه برداری و تحلیل جغرافیایی کاملاً جدید نیست. با این حال، فناوری GIS رویکردی جدید، مدرن‌تر، کارآمدتر، راحت‌تر و سریع‌تر برای تجزیه و تحلیل مشکلات و حل مشکلات پیش روی بشریت به طور کلی و یک سازمان یا گروه خاص از مردم به طور خاص ارائه می‌کند. این روش تجزیه و تحلیل و پیش بینی را خودکار می کند. قبل از استفاده از GIS، تنها تعداد کمی از هنر خلاصه کردن و تجزیه و تحلیل کامل اطلاعات جغرافیایی به منظور اتخاذ تصمیمات بهینه آگاهانه بر اساس رویکردها و ابزارهای مدرن را داشتند. GIS اکنون یک صنعت چند میلیون دلاری است که صدها هزار نفر در سراسر جهان در آن شرکت دارند. GIS در مدارس، کالج ها و دانشگاه ها تدریس می شود. این فناوری تقریباً در تمام حوزه‌های فعالیت انسانی مورد استفاده قرار می‌گیرد - چه در تجزیه و تحلیل مشکلات جهانی مانند افزایش جمعیت، آلودگی زمین، کاهش زمین‌های جنگلی، بلایای طبیعی، یا در حل مشکلات خاص، مانند یافتن بهترین مسیر بین نقاط، انتخاب مکان بهینه برای یک دفتر جدید، جستجوی خانه ها در آدرس او، ایجاد خط لوله در منطقه، وظایف مختلف شهرداری. بر اساس پوشش سرزمینی، GIS جهانی، GIS شبه قاره، GIS ملی، اغلب با وضعیت ایالتی، GIS منطقه ای، GIS زیرمنطقه ای و GIS محلی وجود دارد.

GIS در حوزه موضوعی مدل سازی اطلاعات متفاوت است، به عنوان مثال، GIS شهری، یا GIS شهری، MGIS (GIS شهری)، GIS محیطی (GIS محیطی) و غیره. در میان آنها، سیستم های اطلاعات زمین نام ویژه ای دریافت کردند، زیرا آنها بسیار گسترده هستند. جهت گیری مشکل GIS با وظایفی که حل می کند (علمی و کاربردی)، از جمله موجودی منابع (شامل کاداستر)، تجزیه و تحلیل، ارزیابی، نظارت، مدیریت و برنامه ریزی، و پشتیبانی تصمیم تعیین می شود. GIS یکپارچه، IGIS (یکپارچه GIS، IGIS) عملکرد GIS و سیستم های پردازش تصویر دیجیتال (داده های سنجش از دور) را در یک محیط یکپارچه واحد ترکیب می کند.

GIS چند مقیاسی یا مستقل از مقیاس (GIS چند مقیاسی) بر اساس نمایش‌های چند مقیاسی یا چند مقیاسی از اشیاء فضایی (نمایش چندگانه، نمایش چند مقیاسی)، ارائه بازتولید گرافیکی یا نقشه‌برداری داده‌ها در هر یک از سطوح مقیاس انتخابی بر اساس یک مجموعه داده واحد است. با بالاترین وضوح مکانی GIS مکانی – زمانی با داده های مکانی – زمانی عمل می کند. اجرای پروژه های اطلاعات جغرافیایی (پروژه GIS)، ایجاد یک GIS به معنای وسیع کلمه، شامل مراحل: تحقیق قبل از پروژه (مطالعه امکان سنجی)، شامل مطالعه نیازهای کاربر (نیازهای کاربر) و عملکرد نرم افزار GIS مورد استفاده، مطالعه امکان سنجی، ارزیابی همبستگی "هزینه ها / سود" (هزینه ها / منافع). طراحی سیستم GIS (طراحی GIS)، از جمله مرحله آزمایشی پروژه، توسعه GIS. آزمایش آن بر روی یک قطعه کوچک سرزمینی، یا منطقه آزمایشی، نمونه سازی، یا ایجاد یک نمونه اولیه، یا نمونه اولیه. پیاده سازی GIS; بهره برداری و استفاده جنبه های علمی، فنی، فنی و کاربردی طراحی، ایجاد و استفاده از GIS توسط ژئوانفورماتیک مورد مطالعه قرار می گیرد.

تاریخچه GIS

دوره اولیه (اواخر دهه 1950 - اوایل دهه 1970)

تحقیق در مورد امکانات اساسی، حوزه های مرزی دانش و فناوری، توسعه تجربیات تجربی، اولین پروژه های بزرگ و کارهای نظری.

• ظهور رایانه های الکترونیکی (کامپیوتر) در دهه 50.
• ظهور دیجیتالیزرها، پلاترها، نمایشگرهای گرافیکی و سایر دستگاه های جانبی در دهه 60 میلادی.
• ایجاد الگوریتم ها و رویه های نرم افزاری برای نمایش گرافیکی اطلاعات روی نمایشگرها و استفاده از پلاترها.
• ایجاد روشهای رسمی تحلیل فضایی.
• ساخت نرم افزار مدیریت پایگاه داده

دوره ابتکارات دولت (اوایل دهه 1970 - اوایل دهه 1980)

حمایت دولت از GIS باعث توسعه کارهای آزمایشی در زمینه GIS بر اساس استفاده از پایگاه‌های اطلاعاتی در شبکه‌های خیابانی شد:

• سیستم های ناوبری خودکار
• سیستم های دفع زباله و زباله شهری.
• حرکت وسایل نقلیه در شرایط اضطراری و غیره.

دوره توسعه تجاری (اوایل دهه 1980 تا کنون)

بازار گسترده ای برای انواع نرم افزارها، توسعه GIS رومیزی، گسترش دامنه کاربرد آنها از طریق ادغام با پایگاه های داده غیرمکانی، ظهور برنامه های کاربردی شبکه، ظهور تعداد قابل توجهی از کاربران غیر حرفه ای، سیستم هایی که از مجموعه‌های داده‌های فردی در رایانه‌های فردی پشتیبانی می‌کند، راه را برای سیستم‌هایی هموار می‌کند که از پایگاه‌های جغرافیایی شرکتی و توزیع شده پشتیبانی می‌کنند.

دوره کاربری (اواخر دهه 1980 تا کنون)

افزایش رقابت بین تولیدکنندگان تجاری خدمات فناوری اطلاعات جغرافیایی مزایایی را برای کاربران GIS به ارمغان می‌آورد؛ در دسترس بودن و «باز بودن» نرم‌افزار امکان استفاده و حتی اصلاح برنامه‌ها، پیدایش «باشگاه‌های» کاربر، کنفرانس‌های تلفنی، گروه‌های کاربری جدا از هم جغرافیایی اما مرتبط، افزایش نیاز به داده های جغرافیایی، آغاز شکل گیری زیرساخت های اطلاعات جغرافیایی جهانی است.

GIS چگونه کار می کند

یک GIS اطلاعات مربوط به دنیای واقعی را به عنوان مجموعه ای از لایه های موضوعی که بر اساس موقعیت جغرافیایی تجمیع شده اند، ذخیره می کند. این رویکرد ساده اما بسیار منعطف ارزش خود را در حل انواع مشکلات دنیای واقعی ثابت کرده است: ردیابی حرکت وسایل نقلیه و مواد، نقشه برداری دقیق از شرایط زندگی واقعی و فعالیت های برنامه ریزی شده، و مدل سازی گردش جوی جهانی. تمام اطلاعات جغرافیایی حاوی اطلاعاتی درباره موقعیت مکانی است، خواه اشاره به مختصات جغرافیایی یا سایر مختصات باشد، یا اشاره به آدرس، کد پستی، منطقه انتخاباتی یا سرشماری، شناسه زمین یا جنگل، نام جاده و غیره. هنگامی که از چنین پیوندهایی برای تعیین خودکار مکان یا مکان ویژگی(ها) استفاده می شود، رویه ای به نام geocoding استفاده می شود. با کمک آن می توانید به سرعت تعیین کنید و روی نقشه ببینید که شی یا پدیده مورد نظر شما در کجا قرار دارد، مانند خانه ای که دوست شما در آن زندگی می کند یا سازمان مورد نیاز شما، محل وقوع زلزله یا سیل، کدام مسیر. رسیدن به نقطه مورد نیاز یا در خانه آسانتر و سریعتر است.

مدل های وکتوری و شطرنجی

GIS می تواند با دو نوع داده متفاوت کار کند - برداری و شطرنجی. در یک مدل برداری، اطلاعات مربوط به نقاط، خطوط و چندضلعی ها به صورت مجموعه ای از مختصات X,Y رمزگذاری و ذخیره می شود. محل یک نقطه (شیء نقطه ای)، به عنوان مثال یک گمانه، با یک جفت مختصات (X,Y) توصیف می شود. ویژگی های خطی مانند جاده ها، رودخانه ها یا خطوط لوله به صورت مجموعه ای از مختصات X،Y ذخیره می شوند. ویژگی های چند ضلعی، مانند حوضه های آبخیز رودخانه، قطعه زمین، یا مناطق خدماتی، به عنوان یک مجموعه بسته از مختصات ذخیره می شوند. مدل برداری مخصوصاً برای توصیف اشیاء مجزا مفید است و برای توصیف ویژگی‌های دائماً در حال تغییر مانند انواع خاک یا دسترسی به اشیا کمتر مناسب است. مدل شطرنجی برای کار با خواص پیوسته بهینه است. یک تصویر شطرنجی مجموعه‌ای از مقادیر برای اجزای اصلی (سلول‌ها) است که شبیه نقشه یا تصویر اسکن شده است. هر دو مدل مزایا و معایب خود را دارند. GIS مدرن می تواند با هر دو مدل برداری و شطرنجی کار کند.

لایه های GIS

کلیه اطلاعات کارتوگرافی در GIS به صورت لایه ای سازماندهی شده است. لایه ها اولین سطح انتزاع در GIS هستند. هنگام کار با GIS، ما باید داده های موجود خود را به لایه ها تقسیم کنیم. هر لایه حاوی اشیایی از نوع خاصی است که با ویژگی های مشترک متحد شده اند. با کار در GIS، می‌توانیم لایه‌های مورد علاقه خود را به هم متصل و جدا کنیم، یا ترتیب نمایش آنها را تغییر دهیم. لایه ها از انواع زیر هستند:

نقطه

لایه‌های نقطه‌ای حاوی ویژگی‌هایی هستند که می‌توان آن‌ها را به یک نقطه انتزاع کرد، مانند یک چاه یا یک شهر. برای وضوح درک، حتی یک شهر را می توان به عنوان یک نقطه نشان داد.

خطی

این اشیاء را می توان به یک خط شکسته یا صاف مانند رودخانه ها، جاده ها یا خطوط لوله انتزاع کرد.

چند ضلعی یا مساحتی

اشیاء از این نوع به عنوان قرار گرفتن در یک چند ضلعی خاص نشان داده می شوند، به عنوان مثال، مناطق مجوز.

اشیاء ناحیه می توانند از چندین کانتور تشکیل شده باشند. اگر می خواهید یک چند ضلعی را با یک سوراخ در داخل نمایش دهید، لازم است. شکل نمونه ای از چند ضلعی منتظم و چند ضلعی متشکل از دو کانتور را نشان می دهد.

آخرین نقطه یک چند ضلعی باید همیشه با نقطه اول منطبق باشد. چه این درست باشد چه غلط، در سیستم های اطلاعات جغرافیایی این گونه است. بنابراین، یک چند ضلعی نمی تواند کمتر از چهار نقطه داشته باشد. اگر چندضلعی مساحت صفر داشته باشد، یعنی منحط شود، باید حذف شود. چند ضلعی نیز نباید دارای خود تقاطع باشد. چنین کاستی هایی بعداً می تواند منجر به اشتباهات جدی در محاسبات شود و بنابراین باید از آنها اجتناب شود.

تصاویر

گرافیک های شطرنجی مرتبط با مختصات جغرافیایی، مانند تصاویر ماهواره ای یا نقشه های اسکن شده.

مدل های مشبک

اینها نقشه های ساختاری و نقشه های پارامتری هستند. در ابتدا، چنین مدل هایی بر اساس یک شبکه مستطیلی شکل بودند، جایی که مقدار Z (پارامتر) در گره های شبکه نشان داده شد.

در حال حاضر ساختار چنین مدل هایی اغلب پیچیده تر است، اما به طور سنتی آنها همچنان مش یا شبکه نامیده می شوند. شبکه‌های مدرن می‌توانند شامل گسل‌ها، نواحی اصلاح‌شده یا بر اساس اسپلاین‌ها باشند. معنای مدل های شبکه ای یکسان است: نمایش پیوسته یک پارامتر در یک منطقه خاص.

مش اسپلاین از این جهت که سطح آن کاملاً صاف است با توری معمولی متفاوت است که برای اکثر مدل ها طبیعی تر است. مش های شکست شامل بخش های اضافی برای شبیه سازی یک شکستگی صاف هستند. در یک مدل مش معمولی، شکاف در مراحل ظاهر می شود. به مدل های گرید، نقشه های کانتور نیز گفته می شود.

انواع لایه های خاص

این پنج نوع لایه استاندارد برای هر GIS حرفه ای هستند، اما علاوه بر آنها، ممکن است نوع خاصی از داده های دیگر نیز وجود داشته باشد که بر اساس محدوده سیستم تعیین می شود. به عنوان مثال، اینها می توانند خطاها (برای مدلسازی شبکه های خطا)، نقشه های شطرنجی (برای نمایش تصاویر شطرنجی بسیار بزرگ)، مدل های سه بعدی (برای مدل های مخزن سه بعدی) باشند.

جداول داده های GIS

نقاط خط و چند ضلعی ها جداول داده های ویژگی را برای ویژگی های خود دارند.

هر ویژگی روی نقشه دارای یک ردیف مربوطه در جدول داده است. با استفاده از جدول داده ها، می توانید اشیا را پیدا کرده و مرتب کنید، آنها را بر روی نقشه بر اساس ویژگی های برجسته کنید، یا ویژگی های اشیاء انتخاب شده را مشاهده کنید. جدول ویژگی به شما امکان می دهد اشیا را جستجو کنید، آنها را مرتب کنید، آنها را بر اساس شرایط انتخاب کنید، آنها را گروه بندی کنید، فیلترها ایجاد کنید و محاسبات را انجام دهید. یک جدول ویژگی یک GIS را به یک پایگاه داده تبدیل می کند که در آن می توانید تجزیه و تحلیل داده ها یا مدیریت داده ها را با استفاده از ابزارهای پیشرفته GIS انجام دهید. بدون جداول مشخصه، سیستم های اطلاعات جغرافیایی معنا پیدا نمی کنند و نقشه های موجود در آنها نقشه نیستند، بلکه به سادگی نقشه هایی هستند، مانند نقشه های CorelDraw یا Paint.

نقاط درون خطوط و چند ضلعی ها نیز جداول ویژگی های خاص خود را دارند. برای مثال، پروفیل‌های لرزه‌ای را می‌توان همراه با داده‌های مربوط به افق‌های انتخاب‌شده بارگذاری کرد و برای ساختن نقشه‌ها در خطوط ایزوله استفاده کرد. جدول داده ها از مفهوم اشیاء انتخاب شده پشتیبانی می کند؛ چنین ردیف هایی در جدول با رنگ های متفاوت مشخص شده اند. اشیاء انتخاب شده نیز کمی متفاوت روی نقشه نمایش داده می شوند. انتخاب شی اغلب در تجزیه و تحلیل داده ها استفاده می شود. اشیاء را می توان هم در جدول و هم در نقشه و همچنین با توجه به شرایط مشخص انتخاب کرد.

تشکیل لایه ها

یک موضوع بسیار مهم، شکل گیری صحیح ساختار لایه است. سودمندی هر پایگاه داده، از جمله GIS، به شدت به ساختار صحیح داده ها بستگی دارد. حتی می توانید موارد زیر را فرموله کنید: سودمندی پایگاه داده با سازماندهی و نظم صحیح آن در داده ها رابطه مستقیم دارد. اگر داده های موجود در پایگاه داده حاوی تعداد زیادی خطا یا سازماندهی نادرست باشند، این امر می تواند تمام مزایای پایگاه داده را نفی کند. به همین دلیل، توانایی ساختار صحیح اطلاعات مهم است. به عنوان مثال، اگر داده‌های لرزه‌ای را بارگیری می‌کنید، درست است که همه گروه‌های لرزه‌ای را در یک لایه ترکیب کنید و چندین لایه ایجاد نکنید که آنها را بر اساس منطقه یا منطقه گروه‌بندی کنید. بهتر است به این قانون پایبند باشید: یک نوع داده - یک جدول (یا یک لایه). از طرف دیگر، بهتر است اشیاء ناهمسان را در لایه های مختلف قرار دهیم، حتی اگر با یک موضوع مشترک متحد شوند. پس بهتر است راه‌ها و راه‌آهن‌ها را به دو لایه تقسیم کنید و سپس در گروه «مسیرهای حمل‌ونقل» قرار دهید.

مختصات

همه می دانند که زمین گرد است و نقشه صاف است و سطح توپ را نمی توان بدون تغییر شکل به هواپیما تبدیل کرد. به همین دلیل در کارتوگرافی از پروجکشن ها استفاده می شود. پیش بینی ها قوانین و فرمول هایی برای تبدیل یک مختصات به مختصات دیگر هستند. یک تبدیل رایج از مختصات کروی (جغرافیایی) به مختصات مستطیلی (مختصات نقشه) است. برآمدگی ها می توانند مساحت مساوی یا متساوی الاضلاع باشند، یعنی مساحت اجسام یا زاویه ها را حفظ می کنند. گاهی اوقات فرافکنی می‌تواند هر دو را مخدوش کند و به طور کلی اعوجاج را به حداقل برساند. برای کشور ما، سیستم تبدیل استاندارد، سیستم مختصات «سال 42» است. سیستم "سال 42" قلمرو کره زمین را به 60 منطقه، هر کدام 6 درجه تقسیم می کند. به عنوان مثال، منطقه تیومن در محدوده 12، 13 و 14 واقع شده است. "سال 42" یک پیش بینی مساحت است. GIS به گونه ای طراحی شده است که می تواند داده ها را در یک سیستم مختصات ذخیره کرده و در دیگری نمایش دهد. بنابراین، لازم است که اشتباه نگیریم که داده ها در کدام سیستم مختصات ذخیره شده و در آن در نقشه نمایش داده می شوند. برای کاهش سردرگمی با پیش بینی ها، Isoline فقط از دو گزینه داده منبع پشتیبانی می کند:

• مختصات مستطیلی (هر مختصات دلخواه که هیچ تبدیلی برای آن اعمال نمی شود).
• مختصات جغرافیایی (درجه، دقیقه، ثانیه، که وقتی روی نقشه نمایش داده می شود، به مقداری پیش بینی تبدیل می شود).

در اینجا گزینه هایی برای نمایش همان ناحیه در سیستم های مختصات و پیش بینی های مختلف وجود دارد.

طرح ریزی "چند مخروطی" است. مختصات واقعی درجه هستند، مختصات نمایش داده شده درجه هستند.

پیش بینی تنظیم نشده است. مختصات واقعی "چند مخروطی" هستند، مختصات نمایش داده شده مستطیلی هستند.

پیش بینی تنظیم نشده است. مختصات واقعی درجه هستند، مختصات نمایش داده شده مستطیلی هستند.

طرح ریزی "چند مخروطی" است. مختصات واقعی "چند مخروطی" هستند، مختصات نمایش داده شده مستطیلی هستند.

همانطور که از تصاویر می بینید، دو مورد بالا به خوبی به ما می آیند، اما سوم و چهارم نه. نقاشی سوم، در واقع، کاملاً صحیح است، اما طرح ریزی نشان داده نشده است، و بنابراین ما تصویر "همانطور که هست" را در درجه می بینیم. در تصویر چهارم، سعی کردیم چند ضلعی را نمایش دهیم که داده‌های آن درجه نیست و سیستم ما را درک نمی‌کند. از این می توانیم نتیجه زیر را بگیریم: تنظیم یک طرح برای مختصات مستطیلی غیرممکن است، زیرا در این مورد فرمول های تبدیل برای بار دوم به آنها اعمال می شود و تصویر نادرست است.

همچنین باید این واقعیت را در نظر گرفت که یک خط مستقیم ترسیم شده در یک سیستم مختصات در سیستم دیگر یک خط مستقیم نیست و ممکن است مساحت اجسام متفاوت باشد، حتی اگر برجستگی ها از نظر مساحت برابر باشند.

مختصات مستطیلی

"چند مخروطی"، بدون تنظیمات نمایشگر.

سیستم مختصات Mollweide

چند مخروطی"، با تنظیمات نمایشگر.

بنابراین، اگر به طول خطوط دقیق، مناطق دقیق و نمایش دقیق نیاز دارید، باید از ابزارهای سیستم خاصی استفاده کنید.

مشکلاتی که GIS حل می کند

یک GIS با هدف عمومی معمولاً پنج فعالیت داده (وظایف) را انجام می دهد، از جمله: ورودی، دستکاری، مدیریت، پرس و جو و تجزیه و تحلیل، و تجسم.

وارد

برای استفاده در GIS، داده ها باید به فرمت دیجیتال مناسب تبدیل شوند. فرآیند تبدیل داده ها از نقشه های کاغذی به فایل های کامپیوتری، دیجیتالی شدن نامیده می شود. در GIS مدرن، این فرآیند را می توان با استفاده از فناوری اسکنر، که مخصوصاً برای پروژه های بزرگ مهم است، خودکار کرد، یا برای کارهای کوچک، داده ها را می توان با استفاده از دیجیتایزر وارد کرد. بسیاری از داده ها قبلاً به قالب هایی ترجمه شده اند که مستقیماً توسط بسته های GIS قابل درک است.

دستکاری - اعمال نفوذ

اغلب، برای تکمیل یک پروژه خاص، داده های موجود باید بیشتر اصلاح شوند تا نیازهای سیستم شما را برآورده کنند. به عنوان مثال، اطلاعات جغرافیایی ممکن است در مقیاس های مختلف باشد (خطوط مرکزی خیابان ها در مقیاس 1:100000، مرزهای مسیر سرشماری در مقیاس 1:50000 و املاک مسکونی در مقیاس 1:10000 هستند). برای پردازش و تجسم مشترک، ارائه همه داده ها در یک مقیاس راحت تر است. فناوری GIS راه های مختلفی را برای دستکاری داده های مکانی و استخراج داده های مورد نیاز برای یک کار خاص ارائه می دهد.

کنترل

در پروژه های کوچک، اطلاعات جغرافیایی ممکن است به صورت فایل های معمولی ذخیره شوند. اما با افزایش حجم اطلاعات و افزایش تعداد کاربران، استفاده از سیستم های مدیریت پایگاه داده (DBMS) برای ذخیره سازی، ساختاردهی و مدیریت داده ها یا ابزارهای رایانه ای ویژه برای کار با مجموعه داده های یکپارچه (پایگاه های داده) موثرتر است. ). در GIS، استفاده از ساختار رابطه‌ای که در آن داده‌ها به شکل جدولی ذخیره می‌شوند، راحت‌تر است. در این حالت از فیلدهای مشترک برای پیوند دادن جداول استفاده می شود. این رویکرد ساده کاملاً انعطاف پذیر است و به طور گسترده در بسیاری از برنامه های GIS و غیر GIS استفاده می شود.

پرس و جو و تحلیل

اگر اطلاعات GIS و جغرافیایی داشته باشید، می توانید پاسخ سوالات ساده (مالک این زمین کیست؟ این اشیاء در چه فاصله ای از یکدیگر قرار دارند؟ این منطقه صنعتی در کجا قرار دارد؟) و پیچیده تر را دریافت کنید. پرس و جوهایی که نیاز به تجزیه و تحلیل اضافی دارند (کجا مکان هایی برای ساخت خانه جدید وجود دارد؟ نوع اصلی خاک در زیر جنگل های صنوبر چیست؟ ساخت یک جاده جدید چگونه بر ترافیک تأثیر می گذارد؟). پرس و جوها را می توان با کلیک کردن بر روی یک شی خاص یا با استفاده از ابزارهای تحلیلی پیشرفته تنظیم کرد. با استفاده از GIS، می‌توانید الگوهایی را برای جستجو شناسایی و تنظیم کنید و سناریوهایی مانند «چه اتفاقی می‌افتد اگر...» را اجرا کنید. GIS مدرن ابزارهای قدرتمند زیادی برای تجزیه و تحلیل دارد که از میان آنها دو مورد از مهمترین آنها است: تجزیه و تحلیل مجاورت و تحلیل همپوشانی. برای تجزیه و تحلیل نزدیکی اشیا نسبت به یکدیگر، GIS از فرآیندی به نام بافر استفاده می کند. این کمک می کند تا به سؤالاتی مانند: چند خانه در 100 متری این حجم از آب پاسخ داده شود؟ چند مشتری در 1 کیلومتری این فروشگاه زندگی می کنند؟ سهم نفت تولیدی از چاه های واقع در 10 کیلومتری ساختمان مدیریت این واحد تولید نفت و گاز چقدر است؟ فرآیند همپوشانی شامل یکپارچه سازی داده های واقع در لایه های موضوعی مختلف است. در ساده ترین حالت، این یک عملیات نقشه برداری است، اما در تعدادی از عملیات های تحلیلی، داده های لایه های مختلف به صورت فیزیکی ترکیب می شوند. پوشش، یا تجمیع فضایی، به عنوان مثال، امکان ادغام داده‌های مربوط به خاک، شیب، پوشش گیاهی و مالکیت زمین را با نرخ‌های مالیات زمین فراهم می‌کند.

تجسم

برای بسیاری از انواع عملیات فضایی، نتیجه نهایی نمایش داده ها در قالب یک نقشه یا نمودار است. نقشه یک روش بسیار موثر و آموزنده برای ذخیره، ارائه و انتقال اطلاعات جغرافیایی (مکانی مرجع) است. پیش از این، نقشه ها برای قرن ها ساخته می شدند. GIS ابزارهای جدید شگفت انگیزی را ارائه می دهد که هنر و علم نقشه برداری را گسترش و پیشرفت می دهد. با کمک آن، تجسم خود نقشه ها را می توان به راحتی با اسناد گزارش، تصاویر سه بعدی، نمودارها و جداول، عکس ها و وسایل دیگر، به عنوان مثال، چند رسانه ای تکمیل کرد.

فناوری های مرتبط با GIS

GIS ارتباط نزدیکی با تعدادی دیگر از انواع سیستم های اطلاعاتی دارد. تفاوت اصلی آن در توانایی دستکاری و تجزیه و تحلیل داده های مکانی است. اگرچه هیچ طبقه‌بندی پذیرفته‌شده واحدی برای سیستم‌های اطلاعاتی وجود ندارد، توضیحات زیر باید به فاصله گرفتن GIS از نقشه‌برداری رومیزی، CAD، سنجش از راه دور، سیستم‌های مدیریت پایگاه داده (DBMS) و فناوری موقعیت‌یابی جهانی (GPS) کمک کند.

سیستم های نقشه برداری دسکتاپاز نمایش کارتوگرافی برای سازماندهی تعامل کاربر با داده ها استفاده کنید. در چنین سیستم هایی همه چیز بر اساس نقشه است؛ نقشه یک پایگاه داده است. اکثر سیستم های نقشه برداری دسکتاپ دارای مدیریت داده، تجزیه و تحلیل فضایی و قابلیت سفارشی سازی محدودی هستند. بسته های مربوطه روی رایانه های رومیزی کار می کنند - رایانه شخصی، مکینتاش و ایستگاه های کاری یونیکس پایین رده.

سیستم های CAD

سیستم های CADقادر به ترسیم پروژه ها و نقشه های ساختمان ها و زیرساخت ها. برای ترکیب در یک ساختار واحد، از مجموعه ای از اجزا با پارامترهای ثابت استفاده می کنند. آنها بر اساس تعداد کمی از قوانین برای ترکیب اجزا هستند و عملکردهای تحلیلی بسیار محدودی دارند. برخی از سیستم های CAD برای پشتیبانی از نمایش نقشه برداری داده ها گسترش یافته اند، اما، به عنوان یک قاعده، ابزارهای موجود در آنها امکان مدیریت کارآمد و تجزیه و تحلیل پایگاه داده های فضایی بزرگ را نمی دهند.

سنجش از راه دور و GPS

سنجش از دور هنر و علم اندازه گیری سطح زمین با استفاده از حسگرهایی مانند دوربین های مختلف در هواپیما، گیرنده های سیستم موقعیت یاب جهانی یا سایر دستگاه ها است. این حسگرها داده ها را در قالب تصاویر جمع آوری می کنند و قابلیت های تخصصی پردازش، تحلیل و تجسم تصاویر به دست آمده را ارائه می دهند. به دلیل عدم وجود ابزارهای مدیریت و تحلیل داده به اندازه کافی قدرتمند، سیستم های مربوطه را به سختی می توان به عنوان GIS واقعی طبقه بندی کرد.

سیستم های مدیریت پایگاه دادهطراحی شده برای ذخیره و مدیریت انواع داده ها، از جمله داده های جغرافیایی (مکانی). DBMS ها برای چنین وظایفی بهینه شده اند، بنابراین بسیاری از GIS دارای پشتیبانی داخلی DBMS هستند. این سیستم ها ابزاری شبیه به GIS برای تحلیل و تجسم ندارند.

آنچه GIS می تواند برای شما انجام دهد

انجام پرس و جو و تحلیل فضایی

توانایی GIS برای جستجو در پایگاه های داده و انجام پرس و جوهای فضایی، میلیون ها دلار برای بسیاری از شرکت ها صرفه جویی کرده است. GIS به کاهش زمان پاسخگویی به درخواست های مشتری کمک می کند. شناسایی مناطق مناسب برای فعالیت های مورد نیاز؛ شناسایی روابط بین پارامترهای مختلف (به عنوان مثال، خاک، آب و هوا و عملکرد محصول). شناسایی مکان های قطع منبع تغذیه مشاوران املاک از GIS برای یافتن مثلاً تمام خانه های یک منطقه خاص که دارای سقف تخته سنگ، سه اتاق و آشپزخانه 10 متری هستند استفاده می کنند و سپس توضیحات دقیق تری از این سازه ها ارائه می دهند. درخواست را می توان با معرفی پارامترهای اضافی، به عنوان مثال پارامترهای هزینه، اصلاح کرد. شما می توانید لیستی از تمام خانه هایی که در فاصله معینی از یک بزرگراه خاص، منطقه جنگلی یا محل کار قرار دارند، دریافت کنید.

بهبود یکپارچگی در سازمان

بسیاری از سازمان‌هایی که از GIS استفاده می‌کنند، کشف کرده‌اند که یکی از مزایای اصلی آن در فرصت‌های جدید برای بهبود مدیریت سازمان و منابع آن از طریق تجمیع جغرافیایی داده‌های موجود و اجازه به اشتراک‌گذاری و اصلاح آن‌ها به شیوه‌ای هماهنگ در بخش‌های مختلف است. امکان اشتراک گذاری و گسترش و تصحیح مداوم پایگاه داده توسط واحدهای ساختاری مختلف به شما این امکان را می دهد که کارایی هر واحد و سازمان را به طور کلی افزایش دهید. بنابراین، یک شرکت آب و برق می‌تواند به وضوح کارهای تعمیر یا نگهداری را برنامه‌ریزی کند، از به دست آوردن اطلاعات کامل و نمایش روی صفحه کامپیوتر (یا روی کاغذ) مناطق مربوطه، مانند لوله‌های آب، تا شناسایی خودکار ساکنانی که تحت تأثیر این کارها قرار می‌گیرند، و آنها را از زمان قطعی یا قطعی های مورد انتظار در تامین آب مطلع می کند.

تصمیمات آگاهانه تری بگیرید

GIS مانند سایر فناوری های اطلاعاتی این ضرب المثل معروف را تأیید می کند که اطلاعات بهتر منجر به تصمیم گیری بهتر می شود. با این حال، GIS ابزاری برای تصمیم‌گیری نیست، بلکه ابزاری است که به سرعت بخشیدن و افزایش کارایی فرآیند تصمیم‌گیری، ارائه پاسخ به پرسش‌ها و توابع برای تجزیه و تحلیل داده‌های مکانی، ارائه نتایج تحلیل به صورت بصری و آسان کمک می‌کند. فرم خوانده شده GIS به عنوان مثال در حل مشکلاتی مانند ارائه انواع اطلاعات به درخواست مقامات برنامه ریزی، حل تعارضات سرزمینی، انتخاب مکان های بهینه (از دیدگاه های مختلف و بر اساس معیارهای مختلف) مکان های قرار دادن اشیا و غیره کمک می کند. مورد نیاز برای تصمیم گیری را می توان به صورت مختصر نقشه برداری با توضیحات متنی، نمودارها و نمودارهای اضافی ارائه کرد. در دسترس بودن اطلاعاتی که برای درک و تعمیم قابل دسترسی است به تصمیم گیرندگان اجازه می دهد تا تلاش های خود را بر یافتن راه حل بدون صرف زمان قابل توجهی برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده های ناهمگن موجود متمرکز کنند. می توانید به سرعت چندین گزینه راه حل را در نظر بگیرید و مؤثرترین و کارآمدترین را انتخاب کنید.

ایجاد نقشه ها

نقشه ها در GIS جایگاه ویژه ای دارند. فرآیند ایجاد نقشه ها در GIS بسیار ساده تر و انعطاف پذیرتر از روش های سنتی نقشه برداری دستی یا خودکار است. با ایجاد یک پایگاه داده شروع می شود. دیجیتالی کردن نقشه های کاغذی معمولی نیز می تواند به عنوان منبعی برای به دست آوردن داده های اولیه استفاده شود. پایگاه‌های اطلاعاتی نقشه‌کشی مبتنی بر GIS می‌توانند پیوسته باشند (به کاشی‌ها یا مناطق جداگانه تقسیم نمی‌شوند) و با مقیاس خاصی مرتبط نیستند. بر اساس چنین پایگاه‌های اطلاعاتی، می‌توان برای هر قلمرو، در هر مقیاس، با بار مورد نیاز، با انتخاب و نمایش آن با علامت‌های مورد نیاز، نقشه‌هایی (به صورت الکترونیکی یا نسخه‌های چاپی) ایجاد کرد. در هر زمان، پایگاه داده را می توان با داده های جدید (به عنوان مثال، از پایگاه های دیگر) به روز کرد و داده های موجود را می توان در صورت لزوم تنظیم کرد. در سازمان های بزرگ، پایگاه داده توپوگرافی ایجاد شده می تواند به عنوان مبنایی توسط سایر بخش ها و بخش ها مورد استفاده قرار گیرد، ضمن اینکه امکان کپی سریع داده ها و ارسال آن از طریق شبکه های محلی و جهانی وجود دارد.

GIS در روسیه

پرکاربردترین سیستم های خارجی در روسیه عبارتند از: محصول نرم افزاری ArcGISشرکت ها ESRI، خانواده محصولات ژئومدیاشرکت ها اینترگرافو MapInfo Professionalشرکت ها اطلاعات نقشه پیتنی بووز.

در میان پیشرفت های داخلی، برنامه GIS Map 2008 این شرکت گسترده شده است CJSC KB "Panorama".

از دیگر محصولات نرم افزاری توسعه داخلی و خارجی نیز استفاده می شود: GIS INTEGRO, M.G.E.شرکت ها اینترگراف(از MicroStation به عنوان هسته گرافیکی استفاده می کند)، IndorGIS, STAR-APIC, DoubleGIS , Mappl, جغرافی GIS, 4geoو غیره.

کاربرد GIS در مدیریت سرزمینی و اقتصادی

"حوزه GIS فقط با تخیل شما محدود می شود"

1. معرفی

در حال حاضر، تصور منطقه ای از فعالیت های انسانی که در آن از رایانه استفاده نمی شود، دشوار است. کامپیوترها تقریباً در همه جا استفاده می شوند: در هنر، علم، آموزش، پزشکی، صنعت، تجارت و بسیاری از زمینه های دیگر. برخی از مناطق تحت تأثیر اتوماسیون تقریباً کامل قرار گرفته اند، در حالی که در برخی دیگر این فرآیند تازه شروع شده است.
یکی از حوزه‌های فعالیتی که در آن فرآیند اتوماسیون به تازگی در حال افزایش است، مدیریت قلمرو و مزرعه است. برای مدیریت قلمرو، به عنوان یک قاعده، از GIS استفاده می شود - سیستم های اطلاعات جغرافیایی یا سیستم های اطلاعات جغرافیایی.
در کشورهای صنعتی که از دیرباز به مسائل اتوماسیون توجه شده است، اتوماسیون اداره سرزمینی کم و بیش برقرار است. در مورد روسیه، این روند فقط در مناطق خاصی از این کشور آغاز شده است. و سپس تمام قابلیت های GIS، به عنوان یک قاعده، به نشان دادن نقشه یا طرح یک قلمرو خاص می رسد.

2. سیستم اطلاعات جغرافیایی، مفهوم و نرم افزار

2.1 مفهوم GIS

سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) یک مجموعه نرم‌افزاری و سخت‌افزاری است که مشکلات ذخیره‌سازی، نمایش، به‌روزرسانی و تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی و ویژگی‌های اشیاء سرزمینی را حل می‌کند. یکی از کارکردهای اصلی GIS ایجاد و استفاده از نقشه های دیجیتال (الکترونیکی)، اطلس ها و سایر کارهای نقشه برداری است. اساس هر سیستم اطلاعاتی داده است. داده ها در GIS به دو دسته مکانی، معنایی و فراداده تقسیم می شوند.
داده های مکانی داده هایی هستند که موقعیت یک شی را در فضا توصیف می کنند. به عنوان مثال، مختصات نقاط گوشه یک ساختمان، که در سیستم مختصات محلی یا هر سیستم مختصات دیگری نشان داده شده است. داده های معنایی (ویژگی) - داده هایی در مورد ویژگی های یک شی. به عنوان مثال آدرس، شماره کاداستر، تعداد طبقات و سایر مشخصات ساختمان.
فراداده، داده ای در مورد داده است. به عنوان مثال، اطلاعات مربوط به اینکه چه کسی، چه زمانی و با استفاده از چه منبعی، اطلاعات مربوط به شی وارد سیستم شده است.

GIS در ابتدا برای مطالعه منابع طبیعی در اواسط دهه 1960 ایجاد شد و در حال حاضر هزاران GIS در کشورهای صنعتی وجود دارد که در اقتصاد، سیاست، اکولوژی، مدیریت منابع طبیعی و حفاظت، کاداستر، علم، آموزش و غیره استفاده می شود. آنها اطلاعات نقشه برداری، سنجش از دور و داده های پایش محیطی، آمار و سرشماری ها، مشاهدات آب و هواشناسی، مواد اعزامی، نتایج حفاری و غیره را یکپارچه می کنند.
از نظر ساختاری، GIS برای مدیریت سرزمینی یک پایگاه داده متمرکز از اشیاء فضایی و ابزاری است که توانایی ذخیره، تجزیه و تحلیل و پردازش هر گونه اطلاعات مربوط به یک شی خاص GIS را فراهم می کند که فرآیند استفاده از اطلاعات اشیاء سرزمینی توسط سرویس های علاقه مند را بسیار ساده می کند. اشخاص حقیقی.
همچنین شایان ذکر است که GIS می تواند (و باید) با هر سیستم اطلاعاتی دیگری که از داده های مربوط به اشیاء سرزمینی استفاده می کند یکپارچه شود. به عنوان مثال، سیستمی برای خودکارسازی فعالیت های یک کمیته مدیریت املاک باید از نقشه آدرس و نقشه GIS قطعات زمین در کار خود استفاده کند. GIS همچنین می تواند مناطق حاوی ضرایب نرخ اجاره را ذخیره کند که می تواند در محاسبه اجاره استفاده شود.
در مواردی که از یک GIS متمرکز استفاده می شود، همه کارکنان یک دولت محلی این فرصت را دارند که دسترسی منظم به داده های GIS به روز داشته باشند، در حالی که زمان بسیار کمتری را برای جستجو، تجزیه و تحلیل و خلاصه کردن آنها صرف می کنند.
GIS برای حل مسائل علمی و کاربردی موجودی، تحلیل، ارزیابی، پیش‌بینی و مدیریت محیط و سازماندهی سرزمینی جامعه طراحی شده است.
اساس سیستم اطلاعات جغرافیایی سیستم های نقشه برداری خودکار است و منابع اصلی اطلاعات، تصاویر جغرافیایی مختلف هستند.

2.2 نرم افزار GIS

نرم افزار می تواند پایه و کاربردی باشد. نرم افزار پایه اساس هر GIS مشکل گرا است. نرم افزار پایه تمام عملکردهای اساسی مورد نیاز یک توسعه دهنده GIS مشکل گرا را فراهم می کند. این نرم افزار توسط تعداد زیادی از موسسات تجاری و غیر انتفاعی توسعه یافته است. نرم افزار کاربردی برای یک برنامه خاص توسعه یافته است و راه حل هایی برای مشکلات محدود خاص ارائه می دهد.
نرم افزار پایه GIS در حال حاضر به طور گسترده در بازار موجود است. تحولات خارجی و داخلی وجود دارد. همه نرم افزارهای موجود در بازار از نظر کارایی و قیمت متفاوت هستند. علاوه بر این، عملکرد و قیمت مستقیماً متناسب هستند. اگر چه مشکلات نسبتا ساده ای را می توان با استفاده از فناوری های رایگان GIS منبع باز حل کرد.
کاربردی ترین و بر این اساس، پرمصرف ترین محصولات محصولات ESRI هستند. ESRI نرم افزار GIS را برای حل طیف وسیعی از مشکلات توسعه داده است. خط تولید برنامه های سرور و دسکتاپ را با سطوح مختلف عملکرد نشان می دهد. MapInfo و Itergraph نیز به طور گسترده ای شناخته شده هستند.

3. استفاده از GIS در قلمرو و مدیریت اقتصادی

علاقه به پیاده سازی GIS در عملکرد مدیریت ایالتی و شهری در سراسر جهان برای سال های متمادی بالا باقی مانده است. در روسیه و کشورهای مستقل مشترک المنافع، پروژه های با استفاده از GIS نیز بسیار مورد توجه قرار می گیرند. و اگر نهادهای دولتی قبلی (وزارتخانه ها، آژانس ها و غیره) فعالیت زیادی در اجرای چنین پروژه هایی نشان دادند، اخیراً مقامات محلی نیز علاقه جدی نشان داده اند: مقامات منطقه ای و شهری. این به دلیل تغییرات قابل توجهی در قوانین است که به طور قابل توجهی اساس اقتصادی حاکمیت منطقه ای را تغییر می دهد. به شهرداری ها فرصت های بزرگ داده می شود و در عین حال مسئولیت مدیریت زمین و املاک و مستغلات، حفظ زیرساخت ها، حفظ محیط زیست محیطی و تضمین ایمنی مردم به آنها سپرده می شود.
سیستم های اطلاعات جغرافیایی مدت هاست که به طور گسترده ای برای حل مشکلات مدیریت ایالتی و شهری استفاده می شود. نمونه های فراوانی از اجرای موفق و نه چندان موفق GIS در عملکرد مراجع ذیربط وجود دارد. البته، اثربخشی استفاده از GIS توسط عوامل بسیاری تعیین می‌شود و احتمالاً نه تنها با انتخاب نرم‌افزار از یک تامین‌کننده خاص. با این حال، توانایی اجرای عملکردهای مورد نیاز، ساخت یک سیستم اطلاعاتی کامل، ادغام آن در زیرساخت اطلاعاتی موجود، پیاده سازی و ارائه پشتیبانی فنی از راه حل ها، به طور قابل توجهی به ویژگی ها و کیفیت نرم افزار GIS بستگی دارد.
فناوری GIS ابزاری برای نمایش و درک آنچه در یک مکان خاص یا چند مکان وجود دارد، فراهم می کند، ابزارهایی را برای مدل سازی منابع، شناسایی روابط، فرآیندها، وابستگی ها، مثال ها، تهدیدها و خطرات فراهم می کند. این قابلیت‌ها به شما امکان می‌دهند ببینید واقعاً چه اتفاقی می‌افتد و در کجا اتفاق می‌افتد، اندازه و دامنه یک رویداد یا تأثیر را اندازه‌گیری کنید، به طور مشترک انواع داده‌ها را تجزیه و تحلیل کنید، برنامه‌هایی را توسعه دهید و در نهایت به تصمیم‌گیری در مورد مراحل و اقدامات کمک کنید. توانایی GIS برای یکپارچه‌سازی داده‌های مکانی و غیرمکانی، همراه با تجزیه و تحلیل فرآیند و قابلیت‌های مدل‌سازی، به این فناوری اجازه می‌دهد تا به عنوان یک پلتفرم مشترک برای یکپارچه‌سازی فرآیندهای تجاری در بخش‌ها، فعالیت‌ها و رشته‌ها در سراسر یک شهر یا دولت منطقه‌ای استفاده شود.
مدیریت موثر شهرداری ها و مناطق در حال توسعه پویا نیازمند داده های قابل اعتماد و به روز در مورد اشیاء و فرآیندهای موجود در قلمرو آنها و همچنین فناوری های پیشرفته برای جمع آوری، پردازش و ارائه اطلاعات است. سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی مدرن با قابلیت‌های تحلیلی توسعه‌یافته‌شان، امکان نمایش و درک بصری اطلاعات مربوط به اشیاء، فرآیندها و پدیده‌های خاص را در مجموع آنها فراهم می‌کند. GIS شناسایی روابط و روابط فضایی، پشتیبانی از استفاده جمعی از داده ها و ادغام آنها در یک آرایه اطلاعاتی واحد را ممکن می سازد.
نقشه های دیجیتال یا یک مبنای کارتوگرافی دیجیتال با لایه های موضوعی که مبنای جغرافیایی مکانی GIS می باشد، می تواند به پایگاه های اطلاعاتی املاک، قطعات اراضی سازمان ها، ارزش گذاری پولی زمین، سازه های مهندسی، شهرسازی و بناهای معماری، اطلاعات متصل شود. در زمین شناسی، تاریخ توسعه و غیره پایگاه داده همچنین می تواند ذخیره سازی گرافیکی و کلیه اسناد فنی، مرجع و سایر اسناد را سازماندهی کند.
GIS مدرن امکان نمایش سه بعدی قلمرو را ارائه کرده است. مدل‌های سه‌بعدی اشیاء، تعبیه‌شده در یک چشم‌انداز سه‌بعدی، طراحی شده بر اساس داده‌های کارتوگرافی دیجیتال و مواد سنجش از دور، کیفیت تجزیه و تحلیل بصری قلمرو را بهبود می‌بخشد و تصمیم‌گیری آگاهانه را با کارایی بیشتر تضمین می‌کند.

4 نمونه هایی از استفاده از GIS

در زیر نمونه هایی از کاربردهای احتمالی GIS آورده شده است. تنها بخش کوچکی از راه حل های ممکن توضیح داده شده است.

4.1 استفاده از GIS در مدیریت ارتباطات

هنگام استفاده از شبکه های ارتباطی مختلف، ناگزیر مشکلی در ارتباط با شناسایی موقعیت های اضطراری و پیش بینی توسعه آن ایجاد می شود.

در حال حاضر، وظایف زیر با موفقیت با کمک فن آوری های GIS حل شده است:
- تعیین محل آسیب به کابل یا لوله اصلی بر اساس شکایات مصرف کننده.
- پیش بینی توسعه بیشتر وضعیت اضطراری؛
- حل مسئله از بین بردن سریع شرایط اضطراری؛
- حل مسائل مربوط به سازماندهی تامین برق، آب یا گرما پشتیبان به تاسیسات زیرساختی مهم.
- نظارت بر وضعیت اشیاء شبکه ارتباطی و سازماندهی تعمیرات یا بازسازی به موقع

4.2 استفاده از GIS در مدیریت ترافیک

در حال حاضر، خدمات نقشه برداری برای ردیابی تراکم ترافیک به طور گسترده ای شناخته شده است. به عنوان مثال، Yandex-Traffic.
با این حال، با کمک فن آوری های GIS نیز می توان به طور مستقیم سازماندهی ترافیک را کنترل کرد. این سیستم قادر است به طور خودکار شرایط ترافیکی در یک منطقه خاص را بر اساس داده های ترافیک با استفاده از ابزارهای فنی تغییر دهد. به عنوان مثال، فازهای سوئیچینگ چراغ های راهنمایی را تغییر دهید، تعداد خطوط ترافیکی را تغییر دهید یا یک مسیر انحرافی را سازماندهی کنید.

4.3 استفاده از GIS در مدیریت جنگل

GIS کاربرد گسترده ای در مدیریت جنگل پیدا کرده است.

وظایف زیر با موفقیت حل می شوند:
- با در نظر گرفتن ترکیب گونه ای مزارع جنگلی؛
- توزیع مناطق برای انواع مختلف قطع درختان قانونی؛
- سازمان احیای جنگل؛
- نظارت بر سلامت جنگل؛
- ارزیابی خسارت ناشی از آتش سوزی جنگل ها

4.4 GIS عمومی

در حال حاضر، مقامات مختلف در تلاش هستند تا شفافیت فعالیت های خود را برای مردم تضمین کنند. برای این منظور از اینترنت جهانی به طور گسترده استفاده می شود. در حال حاضر منابعی شروع به ظهور کرده اند که به همه اجازه می دهد با انواع اطلاعات در مورد قلمرو آشنا شوند.

البته، چنین GIS داده هایی را منتشر نمی کند، که توزیع آنها توسط قوانین فعلی محدود شده است.

4.5 نظارت بر محیط زیست

فن آوری های GIS به طور گسترده ای برای تصمیم گیری در مورد سازماندهی اقدامات حفاظت از محیط زیست و همچنین برای ارزیابی اثربخشی این اقدامات استفاده می شود.

GIS به شما امکان می دهد همزمان با حجم زیادی از داده ها کار کنید، که این امکان را فراهم می کند تا میزان تأثیر یک تأسیسات خطرناک موجود یا برنامه ریزی شده را بر روی محیط زیست ارزیابی کنید.

4.6 GIS شهری

خود فرآیند ایجاد و ساخت و ساز بسیار ساختاری اسناد طراحی شهرسازی به وضوح گواه کارآمدی استفاده از فناوری‌های GIS است.
اولاً، از آنجایی که داده‌های منبع بسیاری از سازمان‌ها، از جمله اسناد گرافیکی، معمولاً بر پایه‌های مختلف نقشه‌کشی و اغلب در قالب نمودار ارائه می‌شوند، این فناوری‌های GIS هستند که امکان آوردن آنها را به یک «مخرج واحد» فراهم می‌کنند. به یک مبنای نقشه برداری یکپارچه
ثانیاً، بخش‌ها و مواد کارتوگرافی به شکل دیجیتال در مناطق خاصی ایجاد می‌شوند که اساساً مبانی نقشه‌برداری موضوعی و معنایی سیستم اطلاعات جغرافیایی را نشان می‌دهند.
ثالثاً، یک تجزیه و تحلیل مرتبط از اطلاعات فوق انجام می شود و یک طرح ترکیبی "تحلیل جامع برنامه ریزی شهری قلمرو" ایجاد می شود که در آن می توان کل زرادخانه قدرتمند فناوری های GIS را با موفقیت به کار برد.
چهارم، بر اساس تجزیه و تحلیل، طرح های پیشنهادی پروژه برای توسعه شهری قلمرو (طرح پروژه) و طرح های طراحی مهندسی بخشی در حال توسعه است، طرح های طرح کلی را با جزئیات و پشتیبانی می کند، جایی که استفاده از فناوری های GIS نیز به نظر می رسد. بسیار موثر.

4.7 استفاده از GIS در مواقع اضطراری

GIS به شما امکان می دهد مشکلات ارزیابی علل وقوع و پیش بینی توسعه موقعیت های مختلف اضطراری را حل کنید:
- پیش بینی عواقب نشت مواد سمی در یک مرکز خطرناک برای تصمیم گیری در مورد تخلیه جمعیت و ارزیابی آسیب به محیط زیست.
- پیش بینی توسعه آتش سوزی جنگل بر اساس شرایط آب و هوایی.
- پیش بینی مناطق سیل زده در هنگام خرابی سدها و سیل.
- ارزیابی خسارت اقتصادی

4.8 GIS و جمعیت شناسی

فن آوری های GIS به طور گسترده ای برای ارزیابی ترکیب جمعیت و تصمیم گیری در مورد توسعه زیرساخت های اجتماعی مختلف استفاده می شود. به عنوان مثال، برنامه ریزی بار در مدارس متوسطه، مهدکودک ها و موسسات پزشکی.

GIS چگونه کار می کند؟

یک GIS اطلاعات مربوط به دنیای واقعی را به عنوان مجموعه ای از لایه های موضوعی که بر اساس موقعیت جغرافیایی تجمیع شده اند، ذخیره می کند. این رویکرد ساده اما بسیار منعطف ارزش خود را در حل انواع مشکلات دنیای واقعی ثابت کرده است: ردیابی حرکت وسایل نقلیه و مواد، نقشه برداری دقیق از شرایط زندگی واقعی و فعالیت های برنامه ریزی شده، و مدل سازی گردش جوی جهانی.

تمام اطلاعات جغرافیایی حاوی اطلاعاتی درباره موقعیت مکانی است، خواه اشاره به مختصات جغرافیایی یا سایر مختصات باشد، یا اشاره به آدرس، کد پستی، منطقه انتخاباتی یا سرشماری، شناسه زمین یا جنگل، نام جاده و غیره. هنگامی که از چنین پیوندهایی برای تعیین خودکار مکان یا مکان ویژگی(ها) استفاده می شود، رویه ای به نام geocoding استفاده می شود. با کمک آن می توانید به سرعت تعیین کنید و روی نقشه ببینید که شی یا پدیده مورد نظر شما در کجا قرار دارد، مانند خانه ای که دوست شما در آن زندگی می کند یا سازمان مورد نیاز شما، محل وقوع زلزله یا سیل، کدام مسیر. رسیدن به نقطه مورد نیاز یا در خانه آسانتر و سریعتر است.

مدل های وکتوری و شطرنجی. GIS می تواند با دو نوع داده متفاوت کار کند - برداری و شطرنجی. در یک مدل برداری، اطلاعات مربوط به نقاط، خطوط و چندضلعی ها به صورت مجموعه ای از مختصات X,Y رمزگذاری و ذخیره می شود. محل یک نقطه (شیء نقطه ای)، به عنوان مثال یک گمانه، با یک جفت مختصات (X,Y) توصیف می شود. ویژگی های خطی مانند جاده ها، رودخانه ها یا خطوط لوله به صورت مجموعه ای از مختصات X،Y ذخیره می شوند. ویژگی های چند ضلعی، مانند حوضه های آبخیز رودخانه، قطعه زمین، یا مناطق خدماتی، به عنوان یک مجموعه بسته از مختصات ذخیره می شوند. مدل برداری مخصوصاً برای توصیف اشیاء مجزا مفید است و برای توصیف ویژگی‌های دائماً در حال تغییر مانند انواع خاک یا دسترسی به اشیا کمتر مناسب است. مدل شطرنجی برای کار با خواص پیوسته بهینه است. یک تصویر شطرنجی مجموعه‌ای از مقادیر برای اجزای اصلی (سلول‌ها) است که شبیه نقشه یا تصویر اسکن شده است. هر دو مدل مزایا و معایب خود را دارند. GIS مدرن می تواند با هر دو مدل برداری و شطرنجی کار کند.

مشکلاتی که GIS حل می کند. یک GIS با هدف عمومی معمولاً پنج فعالیت داده (وظایف) را انجام می دهد، از جمله: ورودی، دستکاری، مدیریت، پرس و جو و تجزیه و تحلیل، و تجسم.

وارد. برای استفاده در GIS، داده ها باید به فرمت دیجیتال مناسب تبدیل شوند. فرآیند تبدیل داده ها از نقشه های کاغذی به فایل های کامپیوتری، دیجیتالی شدن نامیده می شود. در GIS مدرن، این فرآیند را می توان با استفاده از فناوری اسکنر، که مخصوصاً برای پروژه های بزرگ مهم است، خودکار کرد، یا برای کارهای کوچک، داده ها را می توان با استفاده از دیجیتایزر وارد کرد. بسیاری از داده ها قبلاً به قالب هایی ترجمه شده اند که مستقیماً توسط بسته های GIS قابل درک است.

دستکاری - اعمال نفوذ. اغلب، برای تکمیل یک پروژه خاص، داده های موجود باید بیشتر اصلاح شوند تا نیازهای سیستم شما را برآورده کنند. به عنوان مثال، اطلاعات جغرافیایی ممکن است در مقیاس های مختلف باشد (خطوط مرکزی خیابان ها در مقیاس 1:100000، مرزهای مسیر سرشماری در مقیاس 1:50000 و املاک مسکونی در مقیاس 1:10000 هستند). برای پردازش و تجسم مشترک، ارائه همه داده ها در یک مقیاس راحت تر است. فناوری GIS راه های مختلفی را برای دستکاری داده های مکانی و استخراج داده های مورد نیاز برای یک کار خاص ارائه می دهد.

کنترل. در پروژه های کوچک، اطلاعات جغرافیایی ممکن است به صورت فایل های معمولی ذخیره شوند. اما با افزایش حجم اطلاعات و افزایش تعداد کاربران، استفاده از سیستم های مدیریت پایگاه داده (DBMS) برای ذخیره سازی، ساختاردهی و مدیریت داده ها یا ابزارهای رایانه ای ویژه برای کار با مجموعه داده های یکپارچه (پایگاه های داده) موثرتر است. ). در GIS، استفاده از ساختار رابطه‌ای که در آن داده‌ها به شکل جدولی ذخیره می‌شوند، راحت‌تر است. در این حالت از فیلدهای مشترک برای پیوند دادن جداول استفاده می شود. این رویکرد ساده کاملاً انعطاف پذیر است و به طور گسترده در بسیاری از برنامه های GIS و غیر GIS استفاده می شود.

پرس و جو و تحلیل. اگر اطلاعات GIS و جغرافیایی داشته باشید، می توانید پاسخ سوالات ساده (مالک این زمین کیست؟ این اشیاء در چه فاصله ای از یکدیگر قرار دارند؟ این منطقه صنعتی در کجا قرار دارد؟) و پیچیده تر را دریافت کنید. پرس و جوهایی که نیاز به تجزیه و تحلیل اضافی دارند (کجا مکان هایی برای ساخت خانه جدید وجود دارد؟ نوع اصلی خاک در زیر جنگل های صنوبر چیست؟ ساخت یک جاده جدید چگونه بر ترافیک تأثیر می گذارد؟). پرس و جوها را می توان با کلیک کردن بر روی یک شی خاص یا با استفاده از ابزارهای تحلیلی پیشرفته تنظیم کرد. با استفاده از GIS، می‌توانید الگوهایی را برای جستجو شناسایی و تنظیم کنید و سناریوهایی مانند «چه اتفاقی می‌افتد اگر...» را اجرا کنید. GIS مدرن ابزارهای قدرتمند زیادی برای تجزیه و تحلیل دارد که از میان آنها دو مورد از مهمترین آنها است: تجزیه و تحلیل مجاورت و تحلیل همپوشانی. برای تجزیه و تحلیل نزدیکی اشیا نسبت به یکدیگر، GIS از فرآیندی به نام بافر استفاده می کند. این کمک می کند تا به سؤالاتی مانند: چند خانه در 100 متری این حجم از آب پاسخ داده شود؟ چند مشتری در 1 کیلومتری این فروشگاه زندگی می کنند؟ سهم نفت تولیدی از چاه های واقع در 10 کیلومتری ساختمان مدیریت این واحد تولید نفت و گاز چقدر است؟ فرآیند همپوشانی شامل یکپارچه سازی داده های واقع در لایه های موضوعی مختلف است. در ساده ترین حالت، این یک عملیات نقشه برداری است، اما در تعدادی از عملیات های تحلیلی، داده های لایه های مختلف به صورت فیزیکی ترکیب می شوند. پوشش، یا تجمیع فضایی، به عنوان مثال، امکان ادغام داده‌های مربوط به خاک، شیب، پوشش گیاهی و مالکیت زمین را با نرخ‌های مالیات زمین فراهم می‌کند.

تجسم. برای بسیاری از انواع عملیات فضایی، نتیجه نهایی نمایش داده ها در قالب یک نقشه یا نمودار است. نقشه یک روش بسیار موثر و آموزنده برای ذخیره، ارائه و انتقال اطلاعات جغرافیایی (مکانی مرجع) است. پیش از این، نقشه ها برای قرن ها ساخته می شدند. GIS ابزارهای جدید شگفت انگیزی را ارائه می دهد که هنر و علم نقشه برداری را گسترش و پیشرفت می دهد. با کمک آن، تجسم خود نقشه ها را می توان به راحتی با اسناد گزارش، تصاویر سه بعدی، نمودارها و جداول، عکس ها و وسایل دیگر، به عنوان مثال، چند رسانه ای تکمیل کرد.

فن آوری های مرتبط GIS ارتباط نزدیکی با تعدادی دیگر از انواع سیستم های اطلاعاتی دارد. تفاوت اصلی آن در توانایی دستکاری و تجزیه و تحلیل داده های مکانی است. اگرچه هیچ طبقه‌بندی پذیرفته‌شده واحدی برای سیستم‌های اطلاعاتی وجود ندارد، توضیحات زیر باید به فاصله گرفتن GIS از نقشه‌برداری رومیزی، CAD، سنجش از راه دور، سیستم‌های مدیریت پایگاه داده (DBMS) و فناوری موقعیت‌یابی جهانی (GPS) کمک کند.

سیستم های نگاشت دسکتاپ از نمایش کارتوگرافی برای سازماندهی تعامل کاربر با داده ها استفاده می کنند. در چنین سیستم هایی همه چیز بر اساس نقشه است؛ نقشه یک پایگاه داده است. اکثر سیستم های نقشه برداری دسکتاپ دارای مدیریت داده، تجزیه و تحلیل فضایی و قابلیت سفارشی سازی محدودی هستند. بسته های مربوطه روی رایانه های رومیزی کار می کنند - رایانه شخصی، مکینتاش و ایستگاه های کاری یونیکس پایین رده.

سیستم های CAD قادر به طراحی نقشه ها و پلان های ساختمان ها و زیرساخت ها هستند. برای ترکیب در یک ساختار واحد، از مجموعه ای از اجزا با پارامترهای ثابت استفاده می کنند. آنها بر اساس تعداد کمی از قوانین برای ترکیب اجزا هستند و عملکردهای تحلیلی بسیار محدودی دارند. برخی از سیستم های CAD برای پشتیبانی از نمایش نقشه برداری داده ها گسترش یافته اند، اما، به عنوان یک قاعده، ابزارهای موجود در آنها امکان مدیریت کارآمد و تجزیه و تحلیل پایگاه داده های فضایی بزرگ را نمی دهند.

سنجش از دور و GPS. سنجش از دور هنر و علم اندازه گیری سطح زمین با استفاده از حسگرهایی مانند دوربین های مختلف در هواپیما، گیرنده های سیستم موقعیت یاب جهانی یا سایر دستگاه ها است. این حسگرها داده ها را در قالب تصاویر جمع آوری می کنند و قابلیت های تخصصی پردازش، تحلیل و تجسم تصاویر به دست آمده را ارائه می دهند. به دلیل عدم وجود ابزارهای مدیریت و تحلیل داده به اندازه کافی قدرتمند، سیستم های مربوطه را به سختی می توان به عنوان GIS واقعی طبقه بندی کرد.

سیستم های مدیریت پایگاه داده برای ذخیره و مدیریت انواع داده ها از جمله داده های جغرافیایی (مکانی) طراحی شده اند. DBMS ها برای چنین وظایفی بهینه شده اند، بنابراین بسیاری از GIS دارای پشتیبانی داخلی DBMS هستند. این سیستم ها ابزاری شبیه به GIS برای تحلیل و تجسم ندارند.

نقشه برداری سیستم اطلاعات جغرافیایی

GIS برای معلمان	بخش اول: مقدمه ای بر GIS
	هدف: درک اینکه GIS چیست و برای چه استفاده می شود. کلمات کلیدی: GIS، کامپیوتر، نقشه ها، داده ها، سیستم های اطلاعاتی، فضا، تحلیل

مرور:

همانطور که از یک واژه پرداز برای کار با کلمات و تهیه اسناد استفاده می کنیم، می توانیم از آن استفاده کنیم برنامه GISبرای کار با مجموعه ها اطلاعات مکانیروی کامپیوتر GIS مخفف " سیستم اطلاعات جغرافیایی" هر GIS از اجزای به هم پیوسته زیر تشکیل شده است:

• داده های دیجیتال- اطلاعات جغرافیایی که با استفاده از سخت افزار و نرم افزار مشاهده و تجزیه و تحلیل می کنید.
• سخت افزار- رایانه هایی که برای ذخیره، نمایش و پردازش داده ها استفاده می شوند.
• نرم افزار– برنامه های کامپیوتری که روی سخت افزار اجرا می شوند و به شما امکان می دهند با داده های دیجیتال کار کنید. نرم افزاری که بخشی از یک سیستم اطلاعات جغرافیایی است برنامه GIS نامیده می شود.

با استفاده از یک برنامه GIS می توانید نقشه های دیجیتالی را بر روی رایانه خود باز کنید، اطلاعات مکانی جدید ایجاد کنید و به نقشه اضافه کنید، نقشه های قابل چاپ را متناسب با نیاز خود تهیه کنید و تجزیه و تحلیل مکانی انجام دهید.

در زیر یک مثال ساده از استفاده از GIS آورده شده است. تصور کنید که یک شرکت مراقبت های بهداشتی محل سکونت و تاریخ ویزیت هر بیمار تحت درمان را یادداشت کرده است:

طول جغرافیایی	عرض جغرافیایی	بیماری	تاریخ
26.870436	-31.909519	آنفولانزا	13/12/2008
26.868682	-31.909259	آنفولانزا	24/12/2008
26.867707	-31.910494	آنفولانزا	22/01/2009
26.854908	-31.920759	سرخک	11/01/2009
26.855817	-31.921929	سرخک	26/01/2009
26.852764	-31.921929	سرخک	10/02/2009
26.854778	-31.925112	سرخک	22/02/2009
26.869072	-31.911988	آنفولانزا	02/02/2009
26.863354	-31.916406	آبله مرغان	26/02/2009

جدول نشان می دهد که موارد سرخک در ژانویه و فوریه رخ می دهد. موقعیت منزل هر بیمار در جدول به صورت طول و عرض جغرافیایی ذکر شده است. با استفاده از این داده ها در یک برنامه GIS، می توانیم به سرعت جزئیات بیشتری در مورد الگوهای بیماری بیاموزیم:

شکل 1: نمونه ای که سوابق بیمار را در یک برنامه GIS نشان می دهد. به راحتی می توان دید که بیماران سرخک در نزدیکی یکدیگر زندگی می کنند.

اطلاعات بیشتر درباره GIS:

GIS یک حوزه دانش نسبتاً جدید است که به دهه 1970 باز می گردد. پیش از این، سیستم های کامپیوتری تنها در اختیار شرکت ها و دانشگاه های بزرگ با تجهیزات گران قیمت بود. امروزه هر کسی که کامپیوتر شخصی یا لپ تاپ دارد می تواند از برنامه های GIS استفاده کند. با گذشت زمان، استفاده از برنامه‌های GIS نیز آسان‌تر شده است - قبلاً به آموزش گسترده نیاز داشت، اکنون هر کسی می‌تواند برای نیازهای روزمره از GIS استفاده کند. همانطور که در بالا توضیح داده شد، GIS چیزی بیش از یک نرم افزار ساده است، آنها تمام جنبه های مدیریت و استفاده از داده های جغرافیایی دیجیتال را پوشش می دهند. در این آموزش ابتدا در مورد کاربردهای GIS صحبت خواهیم کرد.

برنامه (نرم افزار) GIS چیست؟

می توانید نمونه ای از ظاهر آن را مشاهده کنید برنامه GISبرنامه های GIS برنامه های کامپیوتری با رابط کاربری گرافیکی هستند که توسط ماوس و صفحه کلید کنترل می شود. برنامه حاوی یک منوی اصلی در بالای پنجره (فایل، ویرایش و غیره) است که با کلیک کردن با ماوس، پانل های فرمان مربوطه را نشان می دهد. دستورات راهی را ارائه می دهند که به برنامه GIS دقیقاً می خواهید انجام دهید. به عنوان مثال، می توانید از منو برای ارسال فرمان برای افزودن یک لایه جدید به لیست نمایش استفاده کنید.

شکل 2: منوی برنامه باز شده توسط ماوس مجموعه ای از گزینه ها را نشان می دهد. که هر کدام یک دستور اجرایی هستند.

نوار ابزار(ردیف‌هایی از نمادهای کوچک با دستوراتی که می‌توان با کلیک ماوس راه‌اندازی کرد) معمولاً مستقیماً در زیر منوی اصلی قرار دارند و دسترسی سریع به عملکردهای پرکاربرد را فراهم می‌کنند.

شکل 3: نوار ابزار دسترسی سریع به توابع پر استفاده را فراهم می کند. معمولاً روی نماد قرار می‌گیرید
یک Tooltip را با توضیح عملکرد مربوطه فراخوانی می کند.

یکی از ویژگی های رایج برنامه های GIS نمایش داده می شود لایه های نقشه کشی. لایه های نقشه به صورت فایل روی دیسک یا داخل پایگاه داده ذخیره می شوند. به طور معمول، هر لایه نقشه مربوط به ویژگی های خاص دنیای واقعی است، مانند یک لایه جاده که یک شبکه جاده را نشان می دهد.

هنگامی که یک لایه را در یک برنامه GIS باز می کنید، در آن ظاهر می شود مناطق نقشه.

منطقه نقشه یک نمایش گرافیکی از لایه شما را نشان می دهد. هنگامی که بیش از یک لایه به نقشه اضافه می کنید، لایه ها روی یکدیگر همپوشانی دارند. شکل 4-7 نقشه ای را نشان می دهد که چندین لایه اضافه شده است. یک عملکرد مهم نقشه ناوبری است که شامل بزرگنمایی، کوچک کردن و جابجایی نقشه است.

شکل 4: لایه شهرها اضافه شد روی نقشه.	شکل 5: لایه مدارس اضافه شد روی نقشه.
شکل 6: لایه راه آهن به نقشه اضافه شده است.	شکل 7: لایه رودخانه اضافه شد روی نقشه.

بر خلاف نقشه های کاغذی، نقشه های باز شده در برنامه های GIS را می توان پس از ایجاد تغییر داد. می توانید شکل و رنگ افسانه های لایه نقشه را تغییر دهید. به عنوان مثال، اگر نقشه را از شکل 7 بگیریم و افسانه آن را تغییر دهیم، همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است، ظاهر آن کاملاً تغییر می کند. برنامه GIS.

شکل 8: شما می توانید به راحتی نماد شناسی را در یک برنامه GIS تغییر دهید - راهی برای نمایش داده ها بر روی نقشه

یکی دیگر از ویژگی های مشترک برنامه های GIS این است افسانه نقشه. افسانه نقشه حاوی لیستی از لایه های نقشه بارگذاری شده در برنامه GIS است. برخلاف افسانه نقشه کاغذی، یک افسانه در یک برنامه GIS توانایی مرتب کردن مجدد لایه ها، پنهان کردن آنها و ایجاد گروه های لایه را فراهم می کند. با کشیدن لایه ها با ماوس می توانید ترتیب ترسیم آنها را روی نقشه الکترونیکی تغییر دهید. در شکل 9 و 10، افسانه نقشه در سمت چپ پنجره برنامه GIS نشان داده شده است. با تغییر ترتیب لایه ها، رودخانه ها در بالای جاده ها ظاهر می شوند، نه برعکس.

نصب یک برنامه GIS بر روی کامپیوتر شما:

برنامه های GIS زیادی وجود دارد. برخی از آنها شامل ابزارهای پیشرفته و بسیار تخصصی هستند و برای هر مجوز ده ها هزار دلار هزینه دارند. در عین حال، تعدادی برنامه رایگان GIS وجود دارد. انتخاب برنامه بستگی به شرایط مالی شما و ترجیحات شخصی شما دارد. اپلیکیشن مورد استفاده در این آموزش Quantum GIS است که با نام QGIS نیز شناخته می شود. Quantum GIS کاملا رایگان است و می توانید آن را کپی کرده و با هر تعداد که دوست دارید به اشتراک بگذارید. اگر این راهنما را به صورت چاپی دریافت کرده اید، یک کپی از QGIS باید همراه آن باشد. در غیر این صورت، می توانید به http://qgis.org مراجعه کرده و یک نسخه رایگان را دانلود کنید.

اطلاعات جغرافیایی:

اکنون می دانیم که برنامه های GIS و GIS چیست، اجازه دهید در مورد آن صحبت کنیم داده های جغرافیایی. داده ها قطعی است اطلاعات. اطلاعاتی که ما در GIS استفاده می کنیم معمولاً دارای ارجاع جغرافیایی است. مثال بالا از داده های سازمانی مراقبت های بهداشتی را به یاد بیاورید. برای ذخیره سوابق بیمار، جدولی از نوع زیر ایجاد شده است:

طول جغرافیایی	عرض جغرافیایی	بیماری	تاریخ
26.870436	-31.909519	آنفولانزا	13/12/2008

ستون های طول و عرض جغرافیایی شامل داده های جغرافیایی (مکانی).. نام بیماری و تاریخ آن است داده های غیر مکانی. یک عملکرد مشترک GIS ایجاد ارتباط بین اول و دوم است. در اصل، یک برنامه GIS می تواند اطلاعات زیادی را در مورد هر مکان ذخیره کند، برخلاف نقشه کاغذی که قابلیت های محدودی دارد. به عنوان مثال جنسیت و سن بیماران را می توان به راحتی در جدول مورد نظر وارد کرد. با افزودن یک لایه مکان بیمار به یک برنامه GIS، می توانید نمایش آن را بر اساس سن یا نوع بیماری یا ویژگی دیگری از بیمار مورد نظر خود تنظیم کنید، در حالی که نقشه کاغذی فقط یک ویژگی را نشان می دهد. بنابراین، با یک برنامه GIS، می توانیم ظاهر نقشه خود را بر اساس اطلاعات غیر مکانی مرتبط با مکان های خاص تغییر دهیم.

سیستم های GIS با انواع مختلفی از داده ها کار می کنند. داده های برداریدر حافظه کامپیوتر به شکل دنباله ای از جفت مختصات (X,Y) ذخیره می شوند. داده های برداری برای نمایش نقاط، خطوط و مناطق (چند ضلعی ها) استفاده می شود. شکل 11 انواع مختلف داده های برداری را در یک برنامه GIS نشان می دهد. داده های برداری در ادامه این آموزش با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار خواهند گرفت.

شکل 11: داده های برداری استفاده شده برای نمایش نقاط (شهر)، خطوط (رودخانه ها) و چندضلعی ها (مرزهای ناحیه).

داده های شطرنجیبه عنوان شبکه ای از مقادیر ذخیره می شود. ماهواره‌های متعددی به دور زمین می‌چرخند و عکس‌هایی که تولید می‌کنند، تصاویر شطرنجی هستند که می‌توانند در یک برنامه GIS مشاهده شوند. یکی از اصلی‌ترین تفاوت‌های قابل مشاهده بین داده‌های شطرنجی و داده‌های برداری این است که وقتی بیش از حد به یک تصویر شطرنجی بزرگ‌نمایی می‌کنید، از مربع تشکیل شده است (شکل‌های 12 و 13 را ببینید). هر یک از این مربع ها یک سلول جداگانه در شبکه داده است که تصویر شطرنجی را می سازد. داده های رستر در ادامه این آموزش با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار خواهند گرفت.

شکل 12: تصویر ماهواره ای - نمونه معمولی داده های شطرنجی این عکس کوه ها را نشان می دهد.		شکل 13: همان داده ها، اما این بار با اطلاعات بیشتر نزدیک شدن ساختار شبکه ای تصویر قابل مشاهده است.

ما چه آموخته ایم؟

بیایید مطالبی را که یاد گرفته ایم ادغام کنیم:

• GISیک سیستم سخت افزاری، نرم افزاری و داده های جغرافیایی است.
• برنامه GISبه شما امکان مشاهده داده های جغرافیایی را می دهد و بخش مهمی از GIS است.
• یک برنامه GIS معمولاً شامل منوی اصلی, نوار ابزار, منطقه نقشهو افسانه.
• داده های جغرافیایی مورد استفاده در یک برنامه GIS می باشد شطرنجیو بردار.
• داده های جغرافیاییمی توان با آن ترکیب کرد داده های غیر مکانی.

خودت آن را امتحان کن!

در زیر چند نمونه از کارهای عملی برای دانش آموزان شما آورده شده است:

• همانطور که در این راهنما انجام شده است، مفهوم GIS را برای دانش آموزان خود شرح دهید. از آنها بخواهید 3 دلیل برای بهتر بودن استفاده از GIS نسبت به استفاده از نقشه های کاغذی نام ببرند. در زیر نمونه پاسخ ها آمده است:
  • یک برنامه GIS به شما اجازه می دهد تا نقشه های مختلف زیادی را بر اساس داده های مشابه ایجاد کنید.
  • GIS یک ابزار تجسم عالی است که به شما امکان می دهد به نقشه خود در مقیاس های مختلف نگاه کنید.
  • ایجاد نقشه های کاغذی نیاز به کار زیادی دارد و حتی مشاهده آنها زمان زیادی می برد. GIS می تواند مقادیر بسیار زیادی داده را ذخیره کند و فرآیند یافتن مکان های مورد نظر را ساده و سریع می کند.

• نحوه استفاده از داده های شطرنجی از ماهواره ها را در نظر بگیرید. مثلا:
  • در طول بلایای طبیعی، داده های شطرنجی می توانند مناطق آسیب دیده را نشان دهند. به عنوان مثال، یک تصویر ماهواره ای اخیر که در طول سیل گرفته شده است، به یافتن افرادی که خانه هایشان زیر آب رفته است کمک می کند.
  • گاهی اوقات افراد به محیط زیست آسیب می رسانند، مانند نگهداری مواد شیمیایی خطرناکی که باعث مرگ گیاهان و حیوانات می شود. با استفاده از داده های ماهواره ای می توانیم چنین مشکلاتی را رصد کنیم.
  • برنامه ریزان شهری از داده های شطرنجی ماهواره ها برای کمک به شناسایی پیشرفت های جدید و کمک به برنامه ریزی زیرساخت ها استفاده می کنند.

اگر کامپیوتر ندارید:

بسیاری از موضوعات پوشش داده شده در این راهنما را می توان با استفاده از دستگاه پروجکشن و شفافیت ها تجسم کرد زیرا... آنها پوشش مشابهی از لایه های اطلاعات را به تصویر می کشند. با این حال، درک صحیح از GIS همیشه با استفاده از رایانه بهتر به دست می آید.

امروزه اطلاعاتی شدن همه جنبه های جامعه را تحت تأثیر قرار داده است و شاید بتوان نام هر حوزه ای از فعالیت های انسانی - از مدرسه گرفته تا سیاست های عمومی عالی - را که تأثیر قدرتمند آن احساس نمی شود، دشوار باشد.

علم کامپیوتر عبارت است از "نفس کشیدن" به تمام علوم زمین، گرفتن و حمل آنها، تغییر شکل و گاهی به طور کامل آنها را در جستجوی کمال رایانه ای بی پایان. امروزه دانشمندان دیگر نمی توانند کار خود را بدون کامپیوتر و پایگاه های اطلاعاتی دیجیتال تصور کنند. در علوم زمین، فناوری اطلاعات باعث پیدایش ژئوانفورماتیک و سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS)و واژه «جغرافيايي» در اين مورد به معناي «فضايي» و «سرزميني» و نيز پيچيدگي رويكردهاي جغرافيايي است.

GIS یک مجموعه سخت افزاری-نرم افزاری و در عین حال انسان- ماشین است که جمع آوری، پردازش، نمایش و توزیع داده ها را فراهم می کند. سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی با سایر سیستم‌های اطلاعاتی تفاوت دارند زیرا همه داده‌های آن‌ها لزوماً از نظر مکانی هماهنگ هستند، یعنی به قلمرو، به فضای جغرافیایی گره خورده‌اند. از GIS برای حل انواع مسائل علمی و عملی استفاده می شود. GIS به تجزیه و تحلیل و مدل سازی هر موقعیت جغرافیایی، پیش بینی و مدیریت فرآیندهای رخ داده در محیط کمک می کند. از سیستم اطلاعات جغرافیایی برای مطالعه تمامی آن دسته از اشیاء و پدیده های طبیعی، اجتماعی و طبیعی-اجتماعی که توسط علوم زمین و علوم اجتماعی-اقتصادی مرتبط و همچنین نقشه برداری و سنجش از دور مورد مطالعه قرار می گیرند، استفاده می شود. در عین حال GIS مجموعه ای از تجهیزات سخت افزاری و محصولات نرم افزاری (پوسته های GIS) است و مهمترین عنصر این مجموعه سیستم های نقشه برداری خودکار است.

ساختار یک GIS معمولاً به عنوان یک سیستم از لایه های اطلاعاتی نشان داده می شود. به طور متعارف، این لایه ها را می توان به شکل یک "کیک لایه" یا هر چیز دیگری در نظر گرفت که در هر قفسه آن یک نقشه یا اطلاعات دیجیتالی در مورد یک موضوع خاص ذخیره می شود.

در فرآیند تجزیه و تحلیل، این لایه ها "از قفسه ها برداشته می شوند"، به طور جداگانه مورد بررسی قرار می گیرند یا در ترکیب های مختلف ترکیب می شوند، تجزیه و تحلیل و با یکدیگر مقایسه می شوند. برای یک نقطه یا منطقه معین، می توانید داده های همه لایه ها را به طور همزمان بدست آورید، اما نکته اصلی این است که امکان به دست آوردن لایه های مشتق شده وجود دارد. یکی از مهمترین ویژگی های GIS دقیقاً این است که بر اساس اطلاعات موجود، قادر به تولید اطلاعات مشتق شده جدید هستند.

منابع GISیکی از رایج ترین انواع GIS در علوم زمین است. آنها برای موجودی، ارزیابی، حفاظت و استفاده منطقی از منابع در نظر گرفته شده اند تا نتایج عملیات خود را پیش بینی کنند. اغلب برای شکل گیری آنها از نقشه های موضوعی موجود استفاده می شود که دیجیتالی شده و در قالب لایه های اطلاعاتی جداگانه وارد پایگاه های داده می شود. علاوه بر مواد نقشه برداری، GIS شامل داده هایی از مشاهدات طولانی مدت، اطلاعات آماری و غیره است. یک مثال "GIS -" است که توسط کشورهای حوزه دریای سیاه ایجاد شده است. این حوضه با حیات دریایی متنوع، منابع فراوان ماهی، سواحل شنی گرم و مناظر ساحلی زیبای منحصربه‌فردی که گردشگران را به خود جذب می‌کند، در دهه‌های اخیر تخریب فاجعه‌بار زیست‌محیطی را تجربه کرده است. این امر منابع ماهی را به شدت کاهش می دهد، پتانسیل تفریحی را کاهش می دهد و منجر به تخریب تالاب های ارزشمند ساحلی می شود. برای متمرکز کردن اتخاذ تدابیر فوری برای نجات دریای سیاه، کشورهای منطقه "برنامه نجات دریای سیاه" را تدوین کرده اند. بخش مهمی از این برنامه ایجاد یک منبع و محیط زیست "GIS - دریای سیاه" بود. این GIS دو عملکرد را انجام می دهد - مدل سازی و اطلاع رسانی در مورد اجزای کلی و فردی محیط خود. اطلاعات برای انجام تحقیقات علمی در حوزه آبی و بخش مجاور حوضه دریای سیاه و تصمیم گیری در مورد حفاظت و حفاظت از این منطقه آبی منحصر به فرد ضروری است. "GIS - دریای سیاه" شامل حدود 2000 نقشه است. آنها در هفت بلوک موضوعی ارائه شده اند: جغرافیا، زیست شناسی، هواشناسی، اقیانوس شناسی فیزیکی، اقیانوس شناسی شیمیایی، زیست شناسی و منابع شیلات.

نقشه برداری اطلاعات جغرافیایی

تعامل ژئوانفورماتیک و کارتوگرافی مبنای شکل گیری یک جهت جدید - ژئو اطلاعات، یعنی مدل سازی خودکار و نقشه برداری از اشیاء و پدیده ها بر اساس GIS شد.

با معرفی GIS، نقشه کشی سنتی تغییرات اساسی را تجربه کرده است. فقط می توان آن را با تغییراتی که همراه با گذار از نقشه های دست نویس به چاپ چاپی بود مقایسه کرد. نقشه‌نگاران دوره‌های گذشته در وحشیانه‌ترین رویاهای خود نمی‌توانستند پیش‌بینی کنند که به جای حکاکی بر روی یک سنگ لیتوگرافی، می‌توان نقشه‌ای را با حرکت مکان‌نما بر روی صفحه کامپیوتر ترسیم کرد. و این روزها نقشه برداری اطلاعات جغرافیایی تقریباً به طور کامل جایگزین روش های سنتی تدوین و انتشار نقشه ها شده است.

نقشه برداری مبتنی بر نرم افزار ما را مجبور می کند تا نگاهی تازه به بسیاری از مشکلات سنتی بیندازیم. انتخاب مبنای ریاضی و چیدمان نقشه ها اساساً تغییر کرده است؛ نقشه های رایانه ای را می توان به سرعت از یک طرح به دیگری منتقل کرد، آزادانه مقیاس بندی کرد، "برش" ورق ها را تغییر داد، ابزارهای بصری جدیدی را معرفی کرد (به عنوان مثال، چشمک زدن یا حرکت علائم روی نقشه)، از فیلترهای ریاضی برای تعمیم و هموارسازی توابع و غیره استفاده کنید. عملیات‌های پر زحمت قبلی محاسبه طول و مساحت، تبدیل نقشه‌ها یا ترکیب آنها به روش‌های معمول تبدیل شده‌اند. کارتومتری الکترونیکی پدیدار شد. ایجاد و استفاده از نقشه ها به یک فرآیند تبدیل شده است؛ در طول پردازش کامپیوتری، تصاویر به طور مداوم تغییر می کنند و از شکلی به شکل دیگر می روند.

فناوری‌های GIS مسیر جدیدی را ایجاد کرده‌اند - نقشه‌برداری عملیاتی، یعنی ایجاد و استفاده از نقشه‌ها در زمان واقعی یا تقریباً واقعی. فرصتی برای اطلاع رسانی سریع یا بهتر بگوییم سریع به کاربران و تأثیرگذاری بر پیشرفت فرآیند وجود دارد. به عبارت دیگر، با نگاشت بلادرنگ، اطلاعات دریافتی بلافاصله پردازش شده و نقشه هایی برای ارزیابی، نظارت، مدیریت و کنترل فرآیندها و پدیده هایی که با همان سرعت تغییر می کنند، تهیه می شود.

نقشه های کامپیوتری عملیاتی در مورد فرآیندهای نامطلوب یا خطرناک هشدار می دهند (سیگنال می دهند)، به شما امکان می دهند توسعه آنها را نظارت کنید، توصیه هایی ارائه دهید و پیشرفت موقعیت ها را پیش بینی کنید، گزینه هایی را برای تثبیت یا تغییر روند فرآیند انتخاب کنید. چنین شرایطی ایجاد می شود، به عنوان مثال، زمانی که آنها در تایگا به وجود می آیند، زمانی که لازم است به سرعت گسترش آنها نظارت شود و به سرعت اقدامات لازم برای خاموش کردن آتش انجام شود. در دوره ذوب برف و بارندگی های فاجعه بار نظارت بر نشت رودخانه ها و سیلاب ها و در مواقع اضطراری تغییر وضعیت اکولوژیکی قلمرو ضروری است. در خلال انحلال حادثه چرنوبیل، نقشه کشان شبانه روز رایانه های خود را ترک نکردند و نقشه های عملیاتی حرکت ابرهای آلودگی رادیواکتیو بر روی سرزمین های مجاور منبع فاجعه را ترسیم کردند. آنها همچنین بر توسعه رویدادهای سیاسی و عملیات نظامی در نقاط داغ کره زمین نظارت می کنند. داده‌های اولیه برای نقشه‌برداری عملیاتی، تصاویر هوایی و فضایی، مشاهدات و اندازه‌گیری‌های مستقیم، مواد آماری، نتایج بررسی‌ها، سرشماری‌ها، همه‌پرسی‌ها و غیره است. انیمیشن‌های کارتوگرافی فرصت‌های عظیم و گاهی اثرات غیرمنتظره را ارائه می‌دهند. ماژول های برنامه انیمیشن قادر به جابجایی نقشه ها یا نمودارهای سه بعدی در سراسر صفحه، تغییر سرعت نمایش، جابجایی علائم فردی، چشمک زدن و لرزش آنها، تغییر رنگ و روشنایی نقشه، "برجسته کردن" یا "سایه کردن" مناطق خاص هستند. به عنوان مثال، روی نقشه، رنگ مناطق در معرض خطر تغییر می کند: رنگ آبی "ایمن" یخچال ها به تدریج به صورتی و سپس به قرمز روشن، زرشکی تبدیل می شود که به معنای خطرناک است. ، احتمال سقوط بهمن وجود دارد! افکت‌هایی که برای نقشه‌برداری کاملاً غیرمعمول هستند، پانوراما، تغییر در پرسپکتیو، مقیاس بخش‌های تصویر (شما می‌توانید «انحلال‌ها» را تقسیم کنید و اجسام را حذف کنید)، توهم حرکت بر روی نقشه (انجام «پرواز در اطراف» قلمرو ایجاد می‌کنند. ) از جمله در سرعت های مختلف. در آینده قابل پیش بینی، چشم انداز توسعه نقشه برداری در علوم زمین، اول از همه، و تقریباً به طور کامل با نقشه برداری اطلاعات جغرافیایی مرتبط است، زمانی که نیازی به تهیه نسخه های چاپی نقشه ها نیست: در صورت درخواست، همیشه می توان تصویری از شی یا پدیده مورد مطالعه را در زمان واقعی بر روی صفحه کامپیوتر بدست آورید. برخی از نقشه کشان معتقدند که ورود فناوری الکترونیک «به معنای پایان سیصد سال نقشه کشی و انتشار محصولات کارتوگرافی چاپی است». به جای نقشه‌ها و اطلس‌ها، کاربر می‌تواند تمام داده‌های لازم را به صورت قابل‌خواندن یا بصری‌سازی شده درخواست کند و بلافاصله دریافت کند. و حتی مفهوم "اطلس" نیز پیشنهاد شده است که تجدید نظر شود.