سیستم اطلاعات جغرافیایی | معنی، هدف، توابع، قابلیت‌ها، زیرسیستم‌ها و نرم‌افزار

مدت کوتاهی پس از شروع استفاده از GIS، با یکی از ناامیدکننده‌ترین جنبه‌های صنعت، قابلیت همکاری مواجه خواهید شد. به عنوان مثال، شما داده هایی از یک سازمان دارید که برای ادغام در پایگاه داده خود به شما داده شده است. متأسفانه، داده‌ها در قالبی متفاوت از بسته نرم‌افزاری GIS مورد استفاده شما هستند و دوبرابر زمانی که انتظار داشتید وارد کردن داده‌ها را به سیستم خود وارد کنید، طول می‌کشد.

بدتر از این، داده ها به سطح جزئیات و سازماندهی که در بسته نرم افزاری دیگر وجود داشت وارد نمی شوند. ایجاد امکان انتقال کارآمد اطلاعات در شرایطی مانند این یکی از اهداف فرمت های تبادل داده های تعاملی است. قابلیت همکاری نرم افزار به بسیاری از مسائل مشابه با تبادل داده مربوط می شود، با این تفاوت که ارتباط مستقیم بین دو یا چند قطعه نرم افزار رخ می دهد.

هدف نهایی اجزای نرم افزار ترکیب کردن استفاده از قطعات مختلف نرم افزار در یک بسته نرم افزاری است. اگر این هدف محقق می شد، می توانید به عنوان مثال، یک ابزار نقشه برداری از یک شرکت و یک ابزار نمودارسازی از شرکت دیگر بخرید و آنها را با هم ترکیب کنید تا دو نوع اطلاعات را در گرافیک نهایی که تولید می کنید بگنجانید. اجزای نرم افزار GIS شما را قادر به انجام این کار می کند.

اجزای نرم افزار GIS چیست؟

اجزای نرم افزار را می توان با استفاده از یک قیاس به لوله کشی توضیح داد. مهم نیست که چه مارک لوله ای دارید، می توانید به فروشگاه سخت افزار بروید، یک لوله دیگر با همان قطر بخرید و آن را به لوله ای که از قبل دارید پیچ ​​کنید. لوله های شرکت های مختلف در کنار هم قرار می گیرند زیرا هر شرکتی توافق کرده است که رزوه ها را به صورت استاندارد طراحی کند.

با استفاده از این قیاس، می‌توانید نرم‌افزار GIS خود را با “پیچ کردن” یک جزء نمایشگر داده‌های مکانی و یک جزء تجزیه و تحلیل داده‌های مکانی بسازید. متأسفانه، بر خلاف صنعت لوله کشی، همه اجزای نرم افزار با هم کار نمی کنند.

سه استاندارد کامپوننت رقیب محبوب، که مشخصات نامیده می شوند، CORBA، COM و JavaBeans هستند. هر استاندارد دارای نقاط قوت و ضعف است. به عنوان مثال، COM فقط با سیستم عامل های مایکروسافت کار می کند. اجزای نرم افزار GIS با استفاده از هر سه مشخصات جزء طراحی شده اند.

نمونه هایی از اجزای نرم افزار GIS:

• Autodesk ~ MapGuide
• BBN Technologies ~ OpenMap
• جغرافیای مرمر آبی ~ GeoObjects
• ESRI ~ Map Objects
• MapInfo Corporation ~ MapX
• ObjectFX ~ SpatialX

OpenMap: یک نرم افزار رایگان GIS

OpenMap یک جزء نرم افزار JavaBeans رایگان برای مشاهده داده های مکانی است. JavaBeans یک ویژگی جزء برای نرم افزار نوشته شده به زبان جاوا است. بر خلاف سایر مؤلفه‌های نرم‌افزار GIS که هم قابلیت‌های مشاهده و هم تجزیه و تحلیل داده‌ها را ارائه می‌دهند، OpenMap اساساً برای مشاهده داده‌ها است و عملکرد بسیار کمی در تحلیل ارائه می‌دهد. OpenMap از مشاهده انواع مختلف و مشخصات داده ها از جمله:

شکل فایل‌های ESRI
DCW (نمودار دیجیتال جهان)
VPF ( فرمت محصول برداری
) VMAP (نقشه برداری)
CADRG (گرافیک رستری دیجیتالی با قوس فشرده)
CIB (پایه تصویر کنترل‌شده)
RPF (فرمت محصول شطرنجی)

NIMA، آژانس ملی تصویربرداری و نقشه برداری، بسیاری از این نوع داده ها و مشخصات را توسعه داده است. برای اطلاعات بیشتر در مورد چیستی نیما و آنچه این آژانس انجام می دهد به سایت پرسش و پاسخ آنها مراجعه کنید. همچنین می توانید به مشخصات چاپ شده فرمت های NIMA که در بالا ذکر شده است دسترسی داشته باشید. یک برنامه نمونه همراه با توزیع OpenMap وجود دارد که می توانید از آن برای مشاهده داده های نمونه و همچنین داده های خود استفاده کنید. علاوه بر این، تمام کد منبع OpenMap با دانلود از وب سایت OpenMap همراه است. با استفاده از کد منبع، می‌توانید OpenMap را به هر شکلی که می‌خواهید تغییر دهید، به شرطی که بدانید چگونه در جاوا برنامه‌نویسی کنید و به BBN Corporation، توسعه‌دهندگان OpenMap، برای هر کاری که توزیع می‌کنید، اعتبار بدهید. این یک راه عالی برای اضافه کردن بینندگان فرمت داده های اضافی یا شاید برخی از قابلیت های تجزیه و تحلیل به OpenMap است.

MapObjects: یک جزء نرم افزار تجاری

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MapObjects ESRI یک کنترل X Active، زیرمجموعه ای از استاندارد مؤلفه COM، برای مشاهده، پرس و جو، و تجزیه و تحلیل داده های مکانی است. اگرچه قابلیت های تجزیه و تحلیل موجود با یک بسته GIS با ویژگی های کامل برابری نمی کند، هدف محصول ارائه عملکرد کافی به گونه ای است که کسی بتواند عملیات نقشه برداری را در انواع برنامه های غیر GIS جاسازی کند. به عبارت دیگر، اگر برای کسی یک سند پردازش کلمه ارسال می‌کنید و می‌خواهید نقشه‌هایی را اضافه کنید که می‌توانند روی آن‌ها زوم کنند و بر خلاف تصاویر استاتیک پرس و جو کنند، می‌توان از MapObjects برای انجام این کار استفاده کرد.

مشهودترین استفاده از MapObjects تا به امروز، تعبیه قابلیت های نقشه برداری در مرورگرهای وب بوده است. به عنوان مثال، شهرستان جفرسون، کلرادو یک برنامه تطبیق آدرس را توسعه داده است که در یک مرورگر وب با استفاده از MapObjects قرار دارد. شما می توانید برخی از دموهای دیگر را در اینجا پیدا کنید.

بنابراین چگونه از MapObjects استفاده می کنید؟

عملیاتی که Active این امر استفاده از این قطعات را بسیار آسان تر می کند. در قلب یادگیری نحوه استفاده از MapObjects، نمودار شیء است، این را به عنوان طرحی برای یک برنامه نویس در نظر بگیرید، که توصیف می کند چه عملیاتی در دسترس است و چگونه می توان آنها را اجرا کرد. شما می توانید نمودار شی MapObjects را در اینجا مشاهده کنید، اما با هشدار بزرگ بودن آن (300 کیلوبایت). اگر علاقه مند به یادگیری بیشتر در مورد نحوه استفاده از MapObjects هستید، پردیس مجازی ESRI را بررسی کنید که دوره های مقدماتی رایگان در مورد استفاده از MapObjects با ویژوال بیسیک ارائه می دهد. منابع دیگری نیز در زیر لیست شده است. کد منبع چیست؟ نرم افزار معمولاً به عنوان یک فایل اجرایی به کاربران تحویل داده می شود. معمولاً یک پسوند .exe در رایانه‌های Microsoft Windows داده می‌شود، یا به‌عنوان یک کتابخانه غیرقابل اجرا مشترک، معمولاً یک پسوند .dll در رایانه‌های Microsoft Windows داده می‌شود. قبل از اینکه فایل های اجرایی یا کتابخانه ها تحویل داده شوند، به شکل قابل خواندن توسط انسان وجود دارند. این فرم کد منبع نامیده می شود. زبان های کامپیوتری مختلف مانند C، C++، Fortran و جاوا، دستورات و دستورات متفاوتی دارند. میزان خوانایی کد منبع به میزان درک زبان برنامه نویسی کد منبع بستگی دارد. هنگامی که کد منبع یک کتابخانه اجرایی یا اشتراک‌گذاری شده را دارید، می‌توانید تغییراتی ایجاد کنید و فایل‌های اجرایی یا کتابخانه‌های مشترک را برای گنجاندن تغییرات خود بازسازی کنید. قبل از اینکه فایل های اجرایی یا کتابخانه ها تحویل داده شوند، به شکل قابل خواندن توسط انسان وجود دارند. این فرم کد منبع نامیده می شود. زبان های کامپیوتری مختلف مانند C، C++، Fortran و جاوا، دستورات و دستورات متفاوتی دارند. میزان خوانایی کد منبع به میزان درک زبان برنامه نویسی کد منبع بستگی دارد. هنگامی که کد منبع یک کتابخانه اجرایی یا اشتراک‌گذاری شده را دارید، می‌توانید تغییراتی ایجاد کنید و فایل‌های اجرایی یا کتابخانه‌های مشترک را برای گنجاندن تغییرات خود بازسازی کنید. قبل از اینکه فایل های اجرایی یا کتابخانه ها تحویل داده شوند، به شکل قابل خواندن توسط انسان وجود دارند. این فرم کد منبع نامیده می شود. زبان های کامپیوتری مختلف مانند C، C++، Fortran و جاوا، دستورات و دستورات متفاوتی دارند. میزان خوانایی کد منبع به میزان درک زبان برنامه نویسی کد منبع بستگی دارد. هنگامی که کد منبع یک کتابخانه اجرایی یا اشتراک‌گذاری شده را دارید، می‌توانید تغییراتی ایجاد کنید و فایل‌های اجرایی یا کتابخانه‌های مشترک را برای گنجاندن تغییرات خود بازسازی کنید. میزان خوانایی کد منبع به میزان درک زبان برنامه نویسی کد منبع بستگی دارد. هنگامی که کد منبع یک کتابخانه اجرایی یا اشتراک‌گذاری شده را دارید، می‌توانید تغییراتی ایجاد کنید و فایل‌های اجرایی یا کتابخانه‌های مشترک را برای گنجاندن تغییرات خود بازسازی کنید. میزان خوانایی کد منبع به میزان درک زبان برنامه نویسی کد منبع بستگی دارد. هنگامی که کد منبع یک کتابخانه اجرایی یا اشتراک‌گذاری شده را دارید، می‌توانید تغییراتی ایجاد کنید و فایل‌های اجرایی یا کتابخانه‌های مشترک را برای گنجاندن تغییرات خود بازسازی کنید.

مروری بر عملکردهای GIS

مسائل اصلی سیستم اطلاعات جغرافیایی را می توان در پنج جنبه خلاصه کرد: مکان، شرایط، روندها، الگوها و مدل ها.

1) مکان ها

این چیزی است که در یک مکان خاص وجود دارد.

اول، شما باید مکان خاص یک شی یا اطلاعات منطقه را تعریف کنید، روش های تعریف معمولاً مورد استفاده عبارتند از: تعیین مکان از طریق ابزارهای تعاملی مختلف، یا وارد کردن مستقیم یک مختصات. ثانیاً، پس از تعیین محل هدف یا منطقه، می توانید نتایج مورد انتظار و تمام یا بخشی از مشخصات آنها مانند مالک فعلی قطعه، آدرس، کاربری، ارزش گذاری و غیره را دریافت کنید.

2) شرایط

یعنی جایی که چیزی هست که شرایط خاصی را داشته باشد.

ابتدا، می توانید مجموعه ای از شرایط را مشخص کنید، مانند انتخاب از گزینه های از پیش تعریف شده. پر کردن عبارات منطقی؛ و به صورت تعاملی فرم ها را در پایانه ها پر کنید.

ثانیاً، پس از تعیین شرایط، می توانید لیستی از تمام اشیایی که شرایط مشخص شده را دارند، مانند نمایش تمام ویژگی هایی که شرایط مشخص شده را بر روی صفحه نمایش با روشنایی بالا نشان می دهند، مانند نوع زمینی که در آن قرار دارد، دریافت کنید. ، ارزش کمتر از 200000 دلار، چهار اتاق خواب و یک خانه چوبی است.

3) روندها

چنین مشکلاتی نیاز به یکپارچه سازی داده های موجود به منظور شناسایی پدیده های جغرافیایی رخ داده یا در حال تغییر دارند.

اول از همه، برای تعیین روند، البته، تعیین روندها تضمین نمی کند که هر بار درست است، پس از تسلط بر یک مجموعه داده خاص، تعیین روند ممکن است به شرایط فرضی، حدس و گمان های شخصی، پدیده های مشاهده ای یا گزارش های شواهد بستگی داشته باشد. .

ثانیاً، با توجه به این روند، می توانیم با تجزیه و تحلیل داده ها آن را تأیید یا نفی کنیم. سیستم های اطلاعات جغرافیایی به کاربران این امکان را می دهد که به سرعت داده های کمی و نمودارهایی که روند را نشان می دهند به دست آورند. به عنوان مثال، از طریق GIS، می توان ویژگی های این روند را شناسایی کرد: چند قطعه مرکبات به کاربری های دیگر تبدیل شده است؟ حالا چه فایده ای دارد؟ چه تعداد از این تغییرات در یک منطقه رخ داده است؟ این تغییر چند سال پیش قابل ردیابی است؟ کدام دوره زمانی این روند را بهتر منعکس می کند؟ یک سال، پنج سال یا ده سال؟ آیا نرخ تغییر افزایش یافته یا کاهش یافته است؟

4) الگوها

چنین مشکلاتی مربوط به تجزیه و تحلیل رویدادهایی است که رخ داده یا در حال وقوع است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) داده‌های موجود را ترکیب می‌کند تا بهتر توضیح دهد که چه اتفاقی در حال رخ دادن است و بفهمد کدام داده‌ها مربوط به آنچه اتفاق افتاده است.

اولاً، تعیین الگوها معمولاً مستلزم مشاهده طولانی مدت، آشنایی با داده های موجود و درک رابطه بالقوه بین داده ها است.

ثانیاً، پس از تعیین حالت، می توان گزارشی دریافت کرد که زمان و مکان وقوع رویداد را نشان می دهد و یک سری نقشه که رویداد را نشان می دهد. به عنوان مثال، تصادفات وسایل نقلیه موتوری اغلب با یک الگوی خاص مطابقت دارد، این الگو (تصادف) کجا رخ می دهد؟ آیا محل وقوع ربطی به زمان دارد؟ آیا در یک تقاطع خاص است؟ شرایط این تقاطع ها چگونه است؟

5) مدل ها

راه حل برای این نوع مشکل نیاز به ایجاد یک رابطه داده جدید برای ایجاد یک راه حل دارد.

ابتدا مدل هایی مانند معیارهای انتخاب، روش های تست و غیره ایجاد می شوند.

ثانیاً، پس از ایجاد یک یا چند مدل، که می‌تواند فهرستی را ایجاد کند که تمام ویژگی‌های خاص را برآورده کند، بر نقشه ویژگی‌های انتخاب شده تأکید کند و شرح مفصلی از ویژگی‌های انتخاب شده ارائه دهد. به عنوان مثال، برای ساخت یک کتابفروشی کودکان، شاخص های ارزیابی برای انتخاب سایت ممکن است شامل 10، 15، 20 دقیقه فضای قابل دسترس باشد. تعداد کودکان 10 ساله یا کمتر که در نزدیکی زندگی می کنند، درآمد خانواده های اطراف و رقابت بالقوه در اطراف آنها.

به منظور انجام وظایف اصلی GIS فوق، عملکردهای مختلفی برای پیاده سازی آنها مورد نیاز است. اگرچه مزایا و معایب بسته‌های نرم‌افزاری GIS تجاری متفاوت است و فناوری‌هایی که برای پیاده‌سازی این توابع استفاده می‌کنند، متفاوت است، اکثر بسته‌های نرم‌افزاری GIS تجاری عملکردهای زیر را ارائه می‌کنند: اکتساب داده، پردازش داده‌های اولیه، ذخیره‌سازی و بازیابی، جستجو و تجزیه و تحلیل، نمایش و تعامل

شکل 1-8 رابطه بین این توابع و نمایش های مختلف داده های دستکاری آنها را نشان می دهد.

همانطور که از شکل 1-8 مشاهده می شود، اکتساب داده عبارت است از به دست آوردن داده از مشاهدات در دنیای واقعی و همچنین از اسناد و نقشه های موجود. برخی از داده‌ها در حال حاضر به شکل دیجیتال هستند، اما اغلب برای تبدیل داده‌های اصلی به داده‌های ساخت‌یافته به پیش‌پردازش داده‌ها نیاز است تا بتوان آن‌ها را پرس و جو کرد و توسط سیستم تجزیه و تحلیل کرد. تجزیه و تحلیل پرس و جو برای به دست آوردن زیرمجموعه ای از داده ها یا تبدیل آن و تعامل با نتایج واقعی است. در کل فرآیند پردازش، ذخیره سازی و بازیابی داده ها و همچنین پشتیبانی عملکرد تعاملی مورد نیاز است. به عبارت دیگر، این دو تابع در کل فرآیند پردازش داده های GIS اجرا می شوند.

** شش مولفه پردازش و تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی [Ding Yuemin]**

1. عملیات فضایی مانند اتحاد نقشه، تقاطع، تفریق، محاسبه بافر، انتخاب و غیره.
2. تجزیه و تحلیل آماری فضایی برای توصیف و تجزیه و تحلیل رابطه بین داده های مکانی مانند تحلیل خودهمبستگی مکانی استفاده می شود.
3. مدل فضایی با تمرکز بر پدیده های فضایی، ساختار فضایی، روابط فضایی و تحلیل موقعیت مکانی، مانند تحلیل شبکه و تولید سیستم آب و غیره.
4. بازنمایی/تجسم فضایی، با تمرکز بر بیان اطلاعات مکانی؛
5. مدیریت پایگاه داده مکانی شامل طراحی پایگاه داده مکانی، ساختار داده های مکانی، مدیریت داده های مکانی و پرس و جو مکانی.
6. مدیریت پایگاه مدل فضایی، از جمله مدیریت مدل برای سیستم پشتیبانی تصمیم فضایی و غیره.