داده های مکانی چیست؟

انواع اضافی داده های مکانی

در حالی که داده‌های مکانی مدت‌هاست برای تجزیه و تحلیل و نمایش سطح زمین استفاده می‌شود، اما به محیط بیرون محدود نمی‌شود. بسیاری از شرکت های معماری، مهندسی و ساخت و ساز (AEC) وجود دارند که از داده های CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) و BIM (مدل اطلاعات ساختمان) در فعالیت های روزمره خود استفاده می کنند. در حالی که CAD و BIM ممکن است لزوما به عنوان داده های مکانی سنتی در نظر گرفته نشوند، آنها و سایر فرمت های AEC نیز باید بسیاری از عناصر فضایی را برای درک کار خود در نظر بگیرند.

نقشه برداری نیز دیگر محدود به دنیای طبیعی نیست. نقشه برداری داخلی و راهیابی به ویژه در ساختمان ها و موسسات بزرگ مانند مراکز خرید، سالن ها، بیمارستان ها و دانشگاه ها بسیار محبوب تر می شوند. این رشته تحصیلی جدید است اما هیچ نشانه ای از توقف ندارد. این روزها همه یک گوشی هوشمند دارند و از آن برای کمک به حرکت در دنیای طبیعی استفاده می کنند، پس چرا به مردم کمک نکنیم تا در داخل خانه نیز حرکت کنند؟

سند زیر برای افراد علاقه مند به یادگیری اصول کار با داده های مکانی در نظر گرفته شده است.

معرفی

داده ها را می توان به روش های مختلفی ذخیره کرد، اگرچه اغلب در قالب جدولی نمایش داده می شوند. نرم افزارهای صفحه گسترده مانند Microsoft Excel و Google Sheets کار با این نوع داده ها را تسهیل می کنند. داده‌ها همچنین می‌توانند شامل ستون‌هایی از اطلاعات مکانی باشند که با طول و عرض جغرافیایی مطابقت دارند و امکان قرار گرفتن آن بر روی نقشه را فراهم می‌کنند. از آنجایی که همه داده‌های مکانی اطلاعات مکان را به اشتراک می‌گذارند، می‌توان آن‌ها را با هم ترسیم کرد تا بینش‌های جدیدی به دست آورد. داده های جغرافیایی در بسیاری از زمینه ها از جمله: بهداشت عمومی، کشاورزی، مدیریت زیستگاه حیات وحش، و پیش بینی خطرات طبیعی، نظارت و پاسخ، به نام چند مورد استفاده می شود.

انواع فایل

فایل های جدا شده با کاما (CSV) برخی از فایل های داده رایج تر و گسترده تر هستند. این فرمت فایل غیر اختصاصی را می توان در اکثر برنامه های ویرایش متن ایجاد و باز کرد و از کاما بین ستون های اطلاعات و شکست خط برای ردیف جدیدی از داده ها استفاده کرد. این فرمت داده می تواند کمی محدود باشد و بسیاری از فرمت های داده دیگر را به وجود آورده است. در حالی که داده‌های مکانی را می‌توان در فایل‌های CSV ذخیره کرد، جداسازی اجزای سازنده در چندین فایل به یک قرارداد رایج با نرم‌افزار مدیریت داده‌های مکانی رایج تبدیل شده است. این باعث ایجاد طیف وسیعی از انواع فایل ها شده است که هر کدام به خوبی برای دامنه خاص خود مناسب هستند.

دستگاه های مختصات

روش تبدیل سطح زمین به یک صفحه مسطح (معروف به طرح ریزی)، همراه با رابطه با مختصات دنیای واقعی (معروف به مقیاس) و نقطه مرجع (یا مبنا)، سیستم مختصات را تشکیل می دهد. به منظور نگاشت صحیح داده های مکانی، دانستن سیستم مختصات مورد استفاده مهم است. اگر شک دارید، اسناد را بررسی کنید یا با ارائه دهنده داده تأیید کنید. برای راهنمای عمیق تر در مورد سیستم های مرجع مختصات به  docs.qgis.org/3.16/en/docs/gentle_gis_introduction/coordinate_reference_systems.html مراجعه کنید .

داده های رستری و برداری

داده های مکانی می توانند شطرنجی (تصاویر فکر کنید، جایی که داده ها در یک شبکه ذخیره می شوند) یا برداری (با استفاده از مختصات x و y) باشند.

داده های برداری را می توان از داده های Raster تولید کرد و بالعکس، اگرچه اغلب داده ها در تبدیل از بین می روند.

کاوش داده ها

نگاه کردن به داده ها برای درک اطلاعاتی که در آن وجود دارد، اولین گام برای درک مطالب و حذفیات آن است. بسته به نوع داده، داده های جدولی را می توان در یک ویرایشگر متن یا برنامه صفحه گسترده مشاهده کرد، در حالی که نرم افزار تخصصی اغلب برای پیمایش و تجسم داده های مکانی مورد نیاز است. اجزای تشکیل دهنده داده های مکانی شامل مقادیر، طرح ریزی، هندسه و نمایه داده ها است و نرم افزارهای تخصصی این قطعات را در فایل هایی با پسوندهای منحصر به فرد به ترتیب dbf، prj، .shp و .shx ذخیره می کنند. بسیاری از انواع فایل های دیگر برای یادگیری وجود دارد، پسوند فایل های شکل را ببینیدبرای یک لیست کامل تر نرم افزار معروف به سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) معمولاً برای کار با داده های مکانی استفاده می شود و شامل محصولات رومیزی و مبتنی بر وب است که سطوح مختلفی از عملکرد را ارائه می دهد. نرم افزار دسکتاپ GIS شامل گزینه های دارای مجوز و منبع باز است که ArcGIS و QGIS از محبوب ترین آنها هستند. ارائه‌های GIS مبتنی بر وب در مقایسه با همتایان رومیزی خود از نظر عملکرد محدودتر هستند، اگرچه این تمایز همچنان با بهبود فناوری‌های مبتنی بر وب از بین می‌رود. Google Maps و OpenStreetMap  دو گزینه محبوب هستند که به عنوان پایه GIS مبتنی بر وب استفاده می شوند. استفاده از ماژول های زبان برنامه نویسی دارای مجوز و منبع باز برای کار با داده های مکانی، جایگزینی برای GIS است. MathWorks® Mapping Toolbox ،  Python CartoPy  و R Simple Features چند گزینه محبوب هستند. 

سازمان

از آنجایی که اغلب فایل های مختلف زیادی برای پیگیری در هنگام کار با داده های مکانی وجود دارد، ایجاد یک ساختار سازمانی مهم است. نرم افزار داده های مکانی (GIS) صرفاً به مکان داده ها پیوند می دهد و سازماندهی پروژه را مهم می کند. انتقال فایل‌ها و پوشه‌ها یا تغییر نام فایل‌ها پس از شروع پروژه باعث شکستگی لینک‌ها می‌شود، پس از قبل برنامه‌ریزی کنید! قبل از شروع یک پروژه داده های جغرافیایی جدید، یک مکان خاص را فقط برای داده ها و مکان دیگری برای فایل های پروژه تنظیم کنید. همچنین ایده خوبی است که یک قرارداد نامگذاری برای داده ها برای استفاده در یک پروژه ایجاد کنید. بسته به پروژه، ممکن است توصیه شود که مجموعه داده‌ها را تغییر نام دهید تا نام مجموعه و سال همراه با نام فایل اصلی را برای روشن نگه داشتن موارد درج کنید.

تحلیل داده ها

هنگامی که آشنایی کامل با داده ها ایجاد شد، استفاده از داده ها به تنهایی یا در ترکیب با سایر مجموعه های داده می تواند به پاسخگویی به سؤالات کمک کند. انواع سوالات پرسیده شده و تکنیک های بالقوه به کار گرفته شده به داده ها بستگی دارد. در بیشتر موارد استفاده از روش های آماری منجر به تجزیه و تحلیل داده ها می شود. تجزیه و تحلیل خوشه‌ای یکی از انواع آمار است که معمولاً با داده‌های نقطه‌ای جغرافیایی استفاده می‌شود که به اواسط قرن نوزدهم بازمی‌گردد و برای کمک به شناسایی منبع شیوع وبا استفاده می‌شود . تجزیه و تحلیل کاربری زمین، با استفاده از نقشه های تاریخی، سرشماری و داده های بهداشتی نشان داد که چگونه اقدامات خط قرمز در اوایل قرن بیستم به عنوان نابرابری امروزی باقی مانده است . و تجزیه و تحلیل داده های سنجش از دور نیز الگوهای بسیاری را در سیاره ما (و سایرین) از جمله از بین رفتن پوشش درختان جنگل های بارانی آن را روشن کرده است.