فصل اول : مقدمه

نقشه های ذهنی

نقشه های ذهنی یا شناختی ابزارهای روانشناختی هستند که همه ما هر روز از آنها استفاده می کنیم. همانطور که از نام آن پیداست، نقشه های ذهنی نقشه هایی از محیط ما هستند که در مغز ما ذخیره می شوند. ما به نقشه های ذهنی خود تکیه می کنیم تا از مکانی به مکان دیگر برسیم، فعالیت های روزانه خود را برنامه ریزی کنیم، یا رویدادهایی را که از دوستان، خانواده یا اخبار می شنویم، درک و مکان یابی کنیم. نقشه های ذهنی همچنین میزان و میزان دانش جغرافیایی و آگاهی فضایی ما را نشان می دهد. برای نشان دادن این نکته، وانمود کنید که دوستی برای اولین بار از خارج از شهر به دیدن شما می آید. با استفاده از یک ورق کاغذ خالی، پنج تا ده دقیقه وقت بگذارید تا نقشه ای را از خاطره شهر خود بکشید که به دوست شما کمک می کند تا به اطراف بروید.

چه چیزی را برای ترسیم روی نقشه انتخاب کردید؟ آیا خانه یا محل کار شما روی نقشه است؟ خیابان‌ها، رستوران‌ها، مراکز خرید، موزه‌ها یا سایر نقاط دیدنی چطور؟ چگونه اشیاء را روی نقشه خود ترسیم کردید؟ آیا از نمادها، خطوط و اشکال استفاده کردید؟ آیا مکان ها دارای برچسب هستند؟ چرا انتخاب کردید که مکان‌ها و ویژگی‌های خاصی را در نقشه خود قرار دهید اما مکان‌ها و ویژگی‌های خاصی را در نقشه خود وارد نکنید؟ هنگام تهیه نقشه با چه محدودیت هایی مواجه شدید؟

این تمرین ساده به چند دلیل آموزنده است. اول، آنچه را که در مورد محل زندگی خود می دانید را نشان می دهد. نقشه ساده شما تقریبی تقریبی از دانش جغرافیایی محلی و نقشه ذهنی شما است. دوم، نحوه ارتباط شما با محیط محلی خود را برجسته می کند. مواردی که انتخاب می‌کنید در نقشه خود گنجانده و حذف شوند، بینش‌هایی درباره مکان‌هایی که فکر می‌کنید مهم هستند و نحوه حرکت در مکان یا محل زندگی‌تان ارائه می‌کند. ثالثاً، اگر بخواهیم نقشه ذهنی شما را با نقشه دیگری از همان مکان مقایسه کنیم، شباهت‌های خاصی ظاهر می‌شود که نشان می‌دهد ما به‌عنوان انسان چگونه تمایل به تفکر فضایی و سازماندهی اطلاعات جغرافیایی در ذهن خود داریم. چهارم، این تمرین چیزی در مورد توانایی های هنری، خلاقانه و نقشه کشی شما نشان می دهد. از این نظر، نه تنها نقشه های ذهنی منحصر به فرد هستند،

برای تقویت این نکات، سری نقشه های ذهنی لس آنجلس ارائه شده در شکل 1.1 “نقشه ذهنی لس آنجلس A” را در نظر بگیرید.

لحظه ای به هر نقشه نگاه کنید و نقشه ها را با سوالات زیر در ذهن خود مقایسه کنید:

• چه شباهت هایی در هر نقشه وجود دارد؟
• برخی از تفاوت ها چیست؟
• کدام مکان ها یا ویژگی ها روی نقشه نشان داده شده است؟
• با توجه به آنچه در مورد لس آنجلس می دانید، چه چیزی در نقشه ها گنجانده شده یا حذف شده است؟
• در هر نقشه چه فرضیاتی وجود دارد؟
• نقشه در چه مقیاسی ترسیم شده است؟

هر نقشه احتمالاً نمایش ناقصی از نقشه ذهنی فرد است، اما ما می‌توانیم شباهت‌ها و تفاوت‌هایی را ببینیم که بینش‌هایی را در مورد نحوه ارتباط مردم با لس‌آنجلس، نقشه‌ها و به طور کلی‌تر با جهان فراهم می‌کند. اول، همه نقشه ها به گونه ای جهت گیری شده اند که شمال بالا باشد. اگرچه تنها یکی از نقشه ها حاوی یک فلش شمال است که به صراحت به بینندگان جهت جغرافیایی نقشه را اطلاع می دهد، اما ما عادت کرده ایم که اکثر نقشه ها شمال را در بالای صفحه داشته باشند. دوم، همه به جز نقشه اول، برخی از ویژگی‌ها و مکان‌های برجسته در منطقه لس آنجلس را شناسایی می‌کنند. برای مثال، فرودگاه بین‌المللی لس‌آنجلس (LAX) در دو مورد از این نقشه‌ها ظاهر می‌شود، مانند کوه‌های سانتا مونیکا. نحوه نمایش یا نمایش فرودگاه بر روی نقشه، به عنوان مثال، به عنوان متن، مخفف یا نماد، همچنین نشان دهنده تجربه ما از استفاده و درک نقشه ها است. سوم، دو تا از نقشه ها بخشی از شبکه آزادراه لس آنجلس را به تصویر می کشند و یکی نیز رودخانه لس آنجلس و نهر بالونا را برجسته می کند. در شهری که «ماشین پادشاه است»، چگونه هر نقشه‌ای می‌تواند آزادراه‌ها را حذف کند؟

آنچه را که در نقشه خود گنجانده و حذف می کنید، به دلخواه یا ناخواسته، گویای دانش جغرافیایی و آگاهی فضایی شما است – یا عدم وجود آنها. شناخت و شناسایی چیزهایی که نمی دانیم بخش مهمی از یادگیری است. تنها زمانی که ناشناخته را شناسایی می کنیم، قادر به پرسیدن سؤالات، جمع آوری اطلاعات برای پاسخ به آن سؤالات، توسعه دانش از طریق پاسخ ها و درک دنیایی که در آن زندگی می کنیم، می شویم.

پرسیدن سوالات جغرافیایی

پر کردن شکاف‌های موجود در نقشه‌های ذهنی و به‌طور کلی‌تر، شکاف‌های موجود در دانش جغرافیایی‌مان، ما را ملزم می‌کند تا در مورد دنیایی که در آن زندگی می‌کنیم و نحوه ارتباطمان با آن سؤالاتی بپرسیم. چنین سوالاتی می توانند با تمرکز محلی ساده باشند (به عنوان مثال، “نزدیکترین بیمارستان کدام راه است؟”) یا پیچیده تر با یک دیدگاه جهانی تر (مثلا، “شهرنشینی چگونه بر نقاط مهم تنوع زیستی در سراسر جهان تاثیر می گذارد؟”). موضوعی که چنین سؤالاتی را متحد می کند، جغرافیا است. به عنوان مثال، سوال “کجا؟” بخشی ضروری از سوالات “نزدیکترین بیمارستان کجاست؟” و «نقاط داغ تنوع زیستی در رابطه با شهرها کجا هستند؟» توانایی بیان واضح سوالات و تقسیم آنها به قطعات قابل مدیریت، مهارت های بسیار ارزشمندی در هنگام استفاده و به کارگیری یک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) است.

اگرچه ممکن است چیزی به عنوان سؤال “احمقانه” وجود نداشته باشد، برخی از سؤالات در واقع بهتر از سؤالات دیگر هستند. یادگیری نحوه پرسیدن سوال صحیح نیاز به تمرین دارد و اغلب دشوارتر از یافتن خود پاسخ است. با این حال، وقتی سؤال درستی می‌پرسیم، مشکلات راحت‌تر حل می‌شوند و درک ما از جهان بهبود می‌یابد. پنج نوع کلی از سؤالات جغرافیایی وجود دارد که می توانیم بپرسیم و GIS می تواند در پاسخ به آنها به ما کمک کند. هر نوع سؤال در اینجا فهرست شده است و همچنین با چند مثال دنبال می شود (Nyerges 1991). Nyerges، T. 1991. “استفاده از نقشه تحلیلی.” نقشه کشی و سیستم های اطلاعات جغرافیایی (که قبلاً The American Cartographer ) 18: 11-22.

سوالات در مورد موقعیت جغرافیایی :

• کجاست؟
• چرا اینجا یا آنجاست؟
• چقدر از آن اینجا یا آنجا است؟

سوالات در مورد توزیع جغرافیایی :

• آیا به صورت محلی توزیع می شود یا جهانی؟
• آیا از نظر فضایی خوشه ای است یا پراکنده؟
• مرزها کجاست؟

سوالات مربوط به ارتباط جغرافیایی :

• چه چیز دیگری در نزدیکی آن است؟
• چه چیز دیگری با آن اتفاق می افتد؟
• چه چیزی در حضور آن غایب است؟

سوالات در مورد تعامل جغرافیایی :

• آیا به چیز دیگری مرتبط است؟
• ماهیت این انجمن چیست؟
• چه میزان تعامل بین مکان ها رخ می دهد؟

سوال در مورد تغییرات جغرافیایی :

• همیشه اینجا بوده؟
• چگونه در طول زمان و مکان تغییر کرده است؟
• چه چیزی باعث انتشار یا انقباض آن می شود؟

این سوالات و سوالات جغرافیایی مرتبط اغلب توسط افرادی از حوزه‌های مختلف تخصص، صنایع و حرفه‌ها پرسیده می‌شود. به عنوان مثال، برنامه ریزان شهری، مهندسان ترافیک و جمعیت شناسان ممکن است علاقه مند به درک الگوهای رفت و آمد بین شهرها و حومه ها باشند (تعامل جغرافیایی). زیست شناسان و گیاه شناسان ممکن است کنجکاو باشند که چرا یک گونه جانوری یا گیاهی در یک مکان شکوفا می شود و نه (موقعیت/توزیع جغرافیایی). اپیدمیولوژیست ها و مقامات بهداشت عمومی مطمئناً علاقه مند هستند که شیوع بیماری در کجا رخ می دهد و چگونه، چرا، و کجا گسترش می یابد (تغییر جغرافیایی / تعامل / مکان).

یک GIS می تواند در پاسخ به تمام این سوالات و بسیاری دیگر کمک کند. علاوه بر این، یک GIS اغلب هنگام جستجو برای پاسخ به سؤالات جغرافیایی، راه‌های تحقیق بیشتری را باز می‌کند. در اینجا یکی از بزرگترین نقاط قوت GIS است. در حالی که یک GIS می تواند برای پاسخ به سؤالات خاص یا برای حل مسائل خاص استفاده شود، اغلب سؤالات جالب تری را کشف می کند و مشکلات بیشتری را برای حل در آینده ارائه می دهد.

محل

یکی از مفاهیمی که جغرافیا را از سایر زمینه ها متمایز می کند مکان است که در یک GIS مرکزی است. مکان به سادگی یک موقعیت در سطح زمین است. علاوه بر این، تقریباً به هر چیزی می توان یک موقعیت جغرافیایی اختصاص داد. هنگامی که مکان چیزی را می‌دانیم، می‌توانیم آن را به عنوان مثال با یک GIS روی نقشه قرار دهیم.

به طور کلی، ما تمایل داریم مکان ها را به صورت اسمی یا مطلق تعریف و توصیف کنیم. در مورد اولی، مکان ها به سادگی با نام تعریف و توصیف می شوند. به عنوان مثال، نام شهرهایی مانند نیویورک، توکیو یا لندن به مکان های اسمی اشاره دارد. توپونیمی، یا مطالعه نام مکان ها و تاریخچه و معانی مربوط به آنها، به چنین مکان های اسمی مربوط می شود (Monmonier 1996، 2006). Monmonier, M. 1996. چگونه با نقشه ها دروغ بگوییم . شیکاگو: انتشارات دانشگاه شیکاگو. ^، ———. 2006. از Squaw Tit تا Whorehouse Meadow: How Maps Name, Claim, and Inflame . شیکاگو: انتشارات دانشگاه شیکاگو.اگرچه ما تمایل داریم که مفهوم مکان را با نقاط خاصی در سطح زمین مرتبط کنیم، اما مکان‌ها می‌توانند به ویژگی‌های جغرافیایی (مانند کوه‌های راکی) یا مناطق بزرگ (مانند سیبری) نیز اشاره کنند. هیئت نام‌های جغرافیایی ایالات متحده ( http://geonames.usgs.gov ) استانداردهای نام‌گذاری جغرافیایی را حفظ می‌کند و این نام‌ها را از طریق سیستم‌های اطلاعات نام‌های جغرافیایی (GNIS؛ http://geonames.usgs.gov/pls/gnispublic ) پیگیری می‌کند. ). پایگاه داده GNIS همچنین اطلاعاتی در مورد اینکه این ویژگی در کدام ایالت و شهرستان قرار دارد و همچنین مختصات جغرافیایی آن را ارائه می دهد.

مکان‌های اسمی متضاد مکان‌های مطلقی هستند که از نوعی سیستم مرجع برای تعیین موقعیت‌ها در سطح زمین استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، تعریف یک مکان روی سطح زمین با استفاده از طول و عرض جغرافیایی، نمونه ای از موقعیت مطلق است. کدهای پستی و آدرس های خیابان نمونه های دیگری از موقعیت مکانی مطلق هستند که معمولاً از نوعی منطق محلی پیروی می کنند. اگرچه هیچ استاندارد جهانی در مورد آدرس‌های خیابان وجود ندارد، اما می‌توانیم مختصات جغرافیایی (یعنی طول و عرض جغرافیایی) آدرس‌های خیابان خاص، کد پستی، نام مکان‌ها و سایر داده‌های جغرافیایی را از طریق فرآیندی به نام geocoding تعیین کنیم. چندین geocoder آنلاین رایگان وجود دارد (به عنوان مثال، http://worldkit.org/geocoder) که طول و عرض جغرافیایی را برای مکان ها و آدرس های مختلف در سراسر جهان برمی گرداند.

با ظهور سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) (همچنین به http://www.gps.gov مراجعه کنید )، تعیین موقعیت تقریباً هر جسمی در سطح زمین یک تمرین نسبتاً ساده و ساده است. فناوری GPS شامل مجموعه ای از بیست و چهار ماهواره است که به دور زمین می چرخند و به طور مداوم سیگنال های زمانی را ارسال می کنند ( شکل 1.4 “صورت فلکی ماهواره های سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS)” را ببینید.). برای تعیین موقعیت، واحدهای GPS مبتنی بر زمین (به عنوان مثال، دستگاه‌های دستی، سیستم‌های ناوبری خودرو، تلفن‌های همراه) سیگنال‌های حداقل سه مورد از این ماهواره‌ها را دریافت می‌کنند و از این اطلاعات برای مثلث‌بندی یک مکان استفاده می‌کنند. همه واحدهای GPS از سیستم مختصات جغرافیایی (GCS) برای گزارش موقعیت استفاده می کنند. در ابتدا توسط وزارت دفاع ایالات متحده برای مقاصد نظامی توسعه داده شد، اکنون طیف گسترده ای از کاربردهای تجاری و علمی از GPS وجود دارد.

مکان را می توان به صورت نسبی نیز تعریف کرد. مکان نسبی به تعریف و توصیف مکان ها در رابطه با مکان های شناخته شده دیگر اشاره دارد. به عنوان مثال، قاهره، مصر، شمال ژوهانسبورگ، آفریقای جنوبی است. نیوزلند در جنوب شرقی استرالیا است. و کابل، افغانستان، در شمال غربی لاهور، پاکستان است. بر خلاف مکان‌های اسمی یا مطلق که نقاط منفرد را تعریف می‌کنند، مکان‌های نسبی اطلاعات بیشتری را ارائه می‌دهند و یک مکان را در ارتباط با مکان دیگر قرار می‌دهند.

جهت

مانند مکان، مفهوم جهت در جغرافیا و GIS مرکزی است. جهت اشاره به موقعیت چیزی نسبت به چیز دیگر معمولا در امتداد یک خط است. به منظور تعیین جهت، یک نقطه مرجع یا معیاری که جهت اندازه گیری می شود باید ایجاد شود. یکی از رایج ترین معیارهایی که برای تعیین جهت استفاده می شود خودمان هستیم. جهت خود محوری به زمانی اشاره دارد که ما از خود به عنوان یک معیار جهت دار استفاده می کنیم. توصیف چیزی به‌عنوان «سمت چپ»، «پشت سرم» یا «کنار من» نمونه‌هایی از جهت خود محوری هستند.

همانطور که از نام آن پیداست، جهت نقطه عطف از یک نشانه مشخص یا ویژگی جغرافیایی به عنوان معیار برای تعیین جهت استفاده می کند. چنین مکان‌های دیدنی ممکن است تقاطع شلوغ یک شهر، یک نقطه دیدنی برجسته مانند کولوسئوم در رم یا برخی ویژگی‌های دیگر مانند رشته کوه یا رودخانه باشد. نکته مهمی که باید در مورد جهت نقطه عطف به خاطر داشته باشید، به خصوص هنگام ارائه مسیرها، این است که نقطه عطف باید نسبتاً شناخته شده باشد.

در جغرافیا و GIS، سه معیار استاندارد دیگر وجود دارد که برای تعریف جهت شمال واقعی، شمال مغناطیسی و شمال شبکه استفاده می شود. شمال واقعی بر اساس نقطه ای است که محور چرخش زمین سطح زمین را قطع می کند. از این نظر، قطب شمال و جنوب به عنوان معیارهای جغرافیایی برای تعیین جهت عمل می کنند. شمال (و جنوب) مغناطیسی به نقطه ای از سطح زمین اشاره دارد که میدان های مغناطیسی زمین در آنجا همگرا می شوند. این نیز نقطه ای است که قطب نماهای مغناطیسی به آن اشاره می کنند. توجه داشته باشید که شمال مغناطیسی در جایی در شمال کانادا قرار دارد و از نظر جغرافیایی با شمال واقعی یا قطب شمال منطبق نیست. گرید شمال صرفاً به جهتی به سمت شمال اشاره دارد که خطوط شبکه ای از عرض و طول جغرافیایی روی نقشه به نام گرتیکول به آن اشاره می کنند.

فاصله

تکمیل مفاهیم مکان و جهت، فاصله است. فاصله به درجه یا میزان جدایی بین مکان ها اشاره دارد و می تواند به صورت اسمی یا مطلق با واحدهای مختلف اندازه گیری شود. می‌توانیم فواصل بین مکان‌ها را اسماً «بزرگ» یا «کوچک» توصیف کنیم، یا می‌توانیم دو یا چند مکان را به‌عنوان «نزدیک» یا «دور از هم» توصیف کنیم. فاصله مطلق با استفاده از یک متریک استاندارد اندازه گیری یا محاسبه می شود. فرمول فاصله بین دو نقطه روی یک سطح مسطح (یعنی صاف) به شرح زیر است:

با این حال، محاسبه فاصله بین دو مکان روی سطح زمین کمی بیشتر درگیر است زیرا ما با یک جسم سه بعدی روبرو هستیم. حرکت از زمین سه بعدی به نقشه های دو بعدی روی کاغذ، صفحه نمایش کامپیوتر و دستگاه های تلفن همراه موضوعی پیش پا افتاده نیست و در فصل 2 “آناتومی نقشه” با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار گرفته است .

ما همچنین از واحدهای مختلفی برای اندازه گیری فاصله استفاده می کنیم. به عنوان مثال، فاصله بین لندن و سنگاپور را می توان بر حسب مایل، کیلومتر، زمان پرواز با یک جامبو جت، یا روز در یک کشتی باری اندازه گیری کرد. این که چنین فاصله‌هایی لندن و سنگاپور را از یکدیگر «نزدیک» یا «دور» می‌سازد یا نه، یک موضوع نظر، تجربه و صبر است. از این رو استفاده از معیارهای فاصله مطلق، مانند آنچه که از فرمول فاصله بدست می آید، یک روش استاندارد برای اندازه گیری فاصله یا نزدیکی مکان ها از یکدیگر ارائه می دهد.

فضا

در جایی که فاصله کمیت قابل اندازه گیری را بر حسب فاصله مکان ها از هم نشان می دهد، فضا مفهومی انتزاعی تری است که بیشتر به جای اندازه گیری توصیف می شود. به عنوان مثال، فضا را می توان به عنوان “خالی”، “عمومی” یا “خصوصی” توصیف کرد.

در محدوده یک GIS، ما به فضا علاقه مندیم، و به طور خاص، ما علاقه مندیم که چه چیزی فضاهای خاص را پر می کند و چگونه و چرا اشیا در فضا توزیع می شوند. از این نظر، فضا یک اصطلاح تا حدودی مبهم و کلی است که برای نشان دادن منطقه جغرافیایی عمومی مورد علاقه استفاده می شود.

یکی از فضاهایی که ارتباط خاصی با GIS دارد، فضای توپولوژیکی است. به بیان ساده، فضای توپولوژیکی به ماهیت روابط و اتصال مکان ها در یک فضای معین مربوط می شود. آنچه در فضای توپولوژیکی مهم است این است که (1) چگونگی ارتباط یا عدم ارتباط مکان ها با یکدیگر و (2) قوانین حاکم بر چنین روابط جغرافیایی.

نقشه های حمل و نقل مانند نقشه های مترو برخی از بهترین تصاویر فضاهای توپولوژیکی را ارائه می دهند ( شکل 1.6 “نقشه مترو از لندن” و شکل 1.7 “نقشه مترو از مسکو” را ببینید). هنگام استفاده از چنین نقشه هایی، ما در درجه اول به نحوه %