مبانی  سیستم های اطلاعات جغرافیایی  GIS

«سیستم اطلاعات جغرافیایی» مجموعه‌ای از ابزارهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری و فرآیندهای الگوریتمی است که برای جمع‌آوری، ورود، ذخیره‌سازی، مدل‌سازی ریاضی و نقشه‌برداری و ارائه تصویری اطلاعات مکانی در نظر گرفته شده است.

«داده‌های مکانی» به اطلاعاتی گفته می‌شود که موقعیت جغرافیایی و ویژگی‌های اجرام طبیعی یا ساخته دست بشر و همچنین مرزهای آن‌ها را بر روی زمین شناسایی می‌کند و می‌توان از طریق بررسی‌ها به دست آورد.

داده های جغرافیایی از چهار جزء یکپارچه تشکیل شده است: مکان،

ویژگی ها و ویژگی ها، روابط مکانی، زمان.

GIS: جغرافیا، کارتوگرافی، سنجش از دور، توپوگرافی و فتوگرامتری، علوم کامپیوتر، ریاضیات و آمار.

2. حوزه های استفاده از GIS.

GIS شامل قابلیت های سیستم های مدیریت پایگاه داده (DBMS)، ویرایشگرهای گرافیکی شطرنجی و برداری و ابزارهای تحلیلی است و در نقشه کشی، زمین شناسی، هواشناسی، آمایش سرزمین، بوم شناسی، مدیریت شهری، حمل و نقل، اقتصاد، دفاع و بسیاری از زمینه های دیگر استفاده می شود.

3. طبقه بندی GIS.

بر اساس عملکرد: – GIS با هدف عمومی کامل.

GIS تخصصی، متمرکز بر حل یک مشکل خاص در هر زمینه موضوعی معین.

اطلاعات و سیستم مرجع برای استفاده خانگی و اطلاعاتی و مرجع. عملکرد GIS نیز با اصل معماری ساخت آنها تعیین می شود:

سیستم های بسته گزینه های افزونه ندارند، آنها فقط قادر به انجام مجموعه ای از عملکردها هستند که در زمان خرید به طور منحصر به فرد تعریف شده اند. – سیستم های باز با سهولت سفارشی سازی، قابلیت های گسترش متمایز می شوند، زیرا می توانند توسط خود کاربر با استفاده از یک ابزار خاص (زبان های برنامه نویسی داخلی) تکمیل شوند.

GIS از نظر پوشش فضایی (منطقه ای) به جهانی (سیاره ای)، ملی، منطقه ای، محلی (از جمله شهری) تقسیم می شود.

با توجه به جهت گیری مسئله محور – مدیریت عمومی جغرافیایی، زیست محیطی و طبیعت، منطقه ای (منابع آب، مدیریت جنگل، زمین شناسی، گردشگری و غیره).

سازماندهی داده های جغرافیایی از طریق GIS بردار شطرنجی بردار شطرنجی.

4. ساختار GIS.

غیر موضعی (صفت): وصفی.

داده ها (داده های مکانی):

موقعیت (جغرافیایی): محل یک جسم در سطح زمین.

سخت افزار (کامپیوتر، شبکه، دستگاه ذخیره سازی، اسکنر، پلاتر و غیره).

نرم افزار (نرم افزار).

فن آوری ها (روش ها، فرآیندها و غیره).

GIS (DoubleGIS Barnaul)

ارائه یک تعریف روشن و مختصر از این پدیده بسیار دشوار است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)این فرصتی است برای دیدن دنیای اطراف خود به شیوه ای جدید. اگر از تعمیم ها و تصاویر فاصله بگیریم، 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 تجسم کامل نقشه ها و مزایای تجزیه و تحلیل جغرافیایی (مکانی) ترکیب می کند. این قابلیت‌ها GIS را از سایر سیستم‌های اطلاعاتی متمایز می‌کند و برای کاربرد آن در طیف وسیعی از وظایف مرتبط با درک و کشف عوامل و علل کلیدی و همچنین تحلیل و پیش‌بینی رویدادها و پدیده‌های جهان پیرامون، منحصربه‌فرد است. نتایج احتمالی همراه با برنامه ریزی تصمیمات استراتژیک و نتایج فعلی اقدامات انجام شده. نقشه برداری و تحلیل جغرافیایی کاملاً جدید نیست. با اينكه، فناوری GIS رویکردی جدید، مدرن‌تر، کارآمدتر، راحت‌تر و سریع‌تر برای تحلیل مشکلات پیش روی بشریت به طور کلی و یک سازمان یا گروه خاص از مردم به طور خاص ارائه می‌کند. فرآیند تحلیل و پیش‌بینی را خودکار می‌کند. قبل از استفاده از GIS، تنها تعداد کمی از آنها هنر تعمیم و تجزیه و تحلیل کامل اطلاعات جغرافیایی را برای اتخاذ تصمیمات بهینه آگاهانه بر اساس رویکردها و ابزارهای مدرن 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 مورد مطالعه قرار می گیرد. این تکنیک تقریباً در تمام زمینه های فعالیت های انسانی مورد استفاده قرار می گیرد – خواه تجزیه و تحلیل مشکلات جهانی مانند افزایش جمعیت، آلودگی منطقه، کاهش زمین های جنگلی، بلایای طبیعی و راه حل برای مشکلات خاص، مانند مسیریابی بین بهترین نقاط جستجو، انتخاب مکان بهینه برای یک دفتر جدید، جستجوی خانه ها در آدرس آن، خط لوله گذاری روی زمین، عملکردهای مختلف شهرداری. از نظر پوشش منطقه ای، GIS جهانی (GIS)، GIS شبه قاره ای، GIS ملی وجود دارد که اغلب دارای وضعیت GIS ایالتی، منطقه ای (GIS منطقه ای)، GIS زیرمنطقه ای و GIS محلی یا محلی (GIS محلی) هستند.

GIS در حوزه موضوعی مدل سازی اطلاعات متفاوت است، به عنوان مثال، GIS شهری، یا GIS شهری، MGIS (Urban GIS)، Environmental GIS (Environmental GIS) و غیره؛ در این میان، نامی خاص، به ویژه گسترده، به سیستم اطلاعات زمین داده شد. جهت گیری مشکل GIS با وظایف (علمی و کاربردی) حل شده در آن تعیین می شود، از جمله فهرست منابع (از جمله کاداستر)، تجزیه و تحلیل، ارزیابی، نظارت، مدیریت و برنامه ریزی، پشتیبانی تصمیم. 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 (Multiscale GIS) مبتنی بر نمایش چند مقیاسی یا چند مقیاسی از اشیاء مکانی است که یک بازتولید گرافیکی یا نقشه‌برداری از داده‌ها را در هر سطح انتخابی از سری مقیاس بر اساس یک مجموعه داده واحد با بالاترین وضوح مکانی ارائه می‌کند. (Spatio-Temporal GIS) روی داده های مکانی-زمانی کار می کند. اجرای پروژه های اطلاعات جغرافیایی (پروژه GIS)، ایجاد GIS به معنای وسیع کلمه، شامل مراحل زیر است: امکان سنجی شامل مطالعه نیازهای کاربر (نیازهای کاربر) و کارکرد نرم افزار GIS مورد استفاده، امکان سنجی، نسبت. ارزیابی هزینه سود؛ طراحی GIS، که شامل فاز آزمایشی پروژه، توسعه GIS است. آزمایش آن در یک بخش کوچک میدانی، یا منطقه آزمایشی، نمونه اولیه، یا ساختن یک نمونه اولیه، یا نمونه اولیه. پیاده سازی GIS; بهره برداری و استفاده جنبه های علمی، فنی، فنی و عملی طراحی، ساخت و استفاده از GIS توسط ژئوانفورماتیک بررسی می شود.

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 کامپیوتر الکترونیکی (ECM) در دهه 50.
• ظهور دیجیتالیزرها، پلاترها، نمایشگرهای گرافیکی و سایر لوازم جانبی در دهه 60.
• ایجاد الگوریتم ها و رویه های نرم افزاری برای نمایش گرافیکی اطلاعات روی نمایشگرها و با استفاده از پلاتر.
• شکل گیری روش های رسمی تحلیل فضایی.
• ایجاد ابزارهای نرم افزاری برای مدیریت پایگاه داده.

دوره ابتکار دولت (اوایل دهه 1970 – اوایل دهه 1980)

حمایت دولت از GIS منجر به توسعه کارهای آزمایشی در زمینه GIS بر اساس استفاده از پایگاه های داده شبکه خیابانی شده است:

• سیستم ناوبری خودکار
• سیستم جمع آوری زباله و زباله.
• تردد وسایل نقلیه در مواقع اضطراری و غیره

دوره توسعه تجاری (اوایل دهه 1980 تا کنون)

بازار گسترده برای انواع ابزارهای نرم افزاری، توسعه GIS دسکتاپ، گسترش حوزه کاربرد آنها از طریق ادغام با پایگاه های داده غیرمکانی، ظهور برنامه های کاربردی شبکه، افزایش تعداد قابل توجهی از کاربران غیرحرفه ای، سیستم هایی که پشتیبانی از مجموعه داده‌های جداگانه در رایانه‌های مختلف راه را برای سیستم‌های پشتیبانی کننده از پایگاه‌های جغرافیایی شرکتی و توزیع شده باز می‌کند.

دوره کاربری (اواخر دهه 1980 تا کنون)

افزایش رقابت بین تولیدکنندگان تجاری خدمات فناوری اطلاعات جغرافیایی به نفع کاربران GIS، در دسترس بودن ابزارهای نرم افزاری و «باز بودن» امکان استفاده و حتی اصلاح برنامه ها، پیدایش «باشگاه های» کاربر، کنفرانس تلفنی، جدا از هم جغرافیایی، اما مرتبط با یکدیگر را فراهم می کند. یک موضوع واحد از گروه های کاربری، نیاز روزافزون به داده های جغرافیایی، آغاز شکل گیری یک زیرساخت جهانی اطلاعات جغرافیایی.

gis چگونه کار می کند

GIS اطلاعات مربوط به دنیای واقعی را به عنوان مجموعه ای از لایه های موضوعی که بر اساس موقعیت جغرافیایی گروه بندی شده اند ذخیره می کند. این رویکرد ساده و در عین حال بسیار انعطاف پذیر ارزش خود را در انواع وظایف دنیای واقعی ثابت کرده است: ردیابی حرکت وسایل نقلیه و مواد، نمایش موقعیت های واقعی زندگی و فعالیت های برنامه ریزی شده با جزئیات، و مدل سازی گردش جوی جهانی. هر گونه اطلاعات جغرافیایی حاوی اطلاعات مربوط به موقعیت مکانی، اعم از ارجاع به مختصات جغرافیایی یا سایر مختصات، یا پیوند به یک آدرس، کد پستی، حوزه انتخابیه یا منطقه سرشماری، شناسایی یک زمین یا منطقه جنگلی، نام خیابان و غیره. هنگام استفاده از چنین پیوندهایی، فرآیندی به نام geocoding برای تعیین خودکار مکان یا مکان‌های یک شی (ها) استفاده می‌شود. با کمک،

مدل های برداری و شطرنجی

GIS می تواند با دو نوع مختلف داده کار کند – برداری و شطرنجی. در یک مدل برداری، اطلاعات مربوط به نقاط، خطوط و چند ضلعی ها به صورت مجموعه ای از مختصات X، Y رمزگذاری و ذخیره می شود…. محل یک نقطه (شیء نقطه ای)، مانند یک گمانه، با یک جفت مختصات (X، Y) توصیف می شود. ویژگی های خطی مانند جاده ها، رودخانه ها یا خطوط لوله به عنوان مجموعه مختصات X، Y ذخیره می شوند. ویژگی های چند ضلعی، مانند حوضه های آبریز رودخانه، قطعه زمین، یا مناطق خدماتی، به عنوان یک مجموعه بسته از مختصات ذخیره می شوند. مدل برداری به ویژه برای توصیف اجسام گسسته مفید است و برای توصیف خواص دائماً در حال تغییر، مانند نوع خاک یا در دسترس بودن اشیا، کمتر مناسب است. مدل شطرنجی برای کار با خواص پیوسته بهینه است. تصویر شطرنجی مجموعه‌ای از مقادیر برای اجزای اصلی (سلول‌ها)، شبیه به 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

تمامی اطلاعات کارتوگرافی در GIS به صورت لایه ای سازماندهی شده است. لایه ها اولین سطح انتزاع در GIS هستند. با کار با GIS، ما مجبوریم داده های موجود خود را به لایه ها تقسیم کنیم. هر لایه از اشیایی از نوع خاصی تشکیل شده است که با ویژگی های مشترک متحد می شوند. 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 اشیایی هستند که می‌توان آنها را به یک نقطه خلاصه کرد، مانند یک چاه یا یک شهر. برای وضوح درک، یک شهر را نیز می توان به عنوان یک نقطه نشان داد.

خطی

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

چند ضلعی یا مساحت

اشیاء از این نوع در یک چند ضلعی خاص، به عنوان مثال، ناحیه مجوز ارائه می شوند.

اشیاء منطقه ای می توانند چندین اشکال داشته باشند. اگر می خواهید یک چند ضلعی را با یک سوراخ نشان دهید این امر ضروری است. شکل نمونه ای از یک چند ضلعی منتظم و یک چند ضلعی با دو شکل را نشان می دهد.

نقطه پایانی چند ضلعی باید همیشه با نقطه اول مطابقت داشته باشد. درست است یا نه، در سیستم های اطلاعات جغرافیایی چنین است. بنابراین، یک چند ضلعی نمی تواند کمتر از چهار نقطه داشته باشد. اگر چندضلعی مساحت صفر داشته باشد، یعنی منحط شود، باید آن را دور انداخت. چند ضلعی ها نیز نباید دارای خود تقاطع باشند. چنین کاستی هایی بعداً می تواند منجر به خطاهای محاسباتی جدی شود و بنابراین باید از آنها اجتناب شود.

تصاویر

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

مدل مش

اینها نقشه ساختار و نقشه پارامتر هستند. در ابتدا، این مدل ها بر اساس یک شبکه مستطیل شکل با مقادیر Z (پارامتر) مشخص شده در نقاط شبکه بودند.

در حال حاضر ساختار چنین مدل هایی اغلب پیچیده تر است، اما به طور سنتی به آنها شبکه یا شبکه می گویند. خطاها در شبکه های مدرن می توانند ناحیه پالایش یا مبتنی بر اسپلاین باشند. معنای مدل شبکه یکسان است: نمایش پیوسته یک پارامتر در یک منطقه ثابت.

توری اسپلاین با توری معمولی تفاوت دارد زیرا سطح آن کاملا صاف است که برای اکثر مدل ها طبیعی تر است. مش گسل دارای بخش های اضافی برای شبیه سازی یک شکستگی یکنواخت است. در یک مدل شبکه سنتی، فاصله فازی است. به مدل گرید، نقشه کانتور نیز می گویند.

لایه های خاص

این پنج نوع لایه استاندارد برای هر GIS حرفه ای هستند، اما جدای از آنها، ممکن است به دلیل گستردگی سیستم، انواع دیگری از داده ها وجود داشته باشد. به عنوان مثال، اینها می توانند نقص (برای مدل سازی مش های دارای نقص)، نقشه های شطرنجی (برای نمایش تصاویر شطرنجی بسیار بزرگ)، مدل های سه بعدی (برای مدل های مخزن سه بعدی) باشند.

جدول داده های GIS

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

هر شیء روی نقشه دارای یک ردیف مربوطه در جدول داده است. با استفاده از جدول داده، می توانید اشیا را پیدا کرده و مرتب کنید، آنها را بر اساس ویژگی ها روی نقشه انتخاب 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، بر اساس شرایط انتخاب کنید، گروه بندی کنید، فیلتر کنید، محاسبه کنید. جدول ویژگی 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 ابزارهای پیشرفته GIS انجام دهید. بدون جداول مشخصه، سیستم های اطلاعات جغرافیایی معنایی ندارند و نقشه های موجود در آنها نقشه نیستند، بلکه فقط تصاویر هستند، مانند تصاویر در CorelDraw یا Paint.

نقاط روی خطوط و چند ضلعی ها نیز جداول ویژگی های خاص خود را دارند. بنابراین، برای مثال، پروفیل‌های لرزه‌ای را می‌توان با داده‌ها در افق‌های انتخاب‌شده بارگذاری کرد و برای ترسیم خطوط استفاده کرد. جدول داده ها از مفهوم آیتم های انتخاب شده پشتیبانی می کند، چنین ردیف هایی در جدول با رنگ متفاوتی مشخص شده اند. اشیاء انتخاب شده نیز به روشی کمی متفاوت بر روی نقشه نمایش داده می شوند. انتخاب شی اغلب در تجزیه و تحلیل داده ها استفاده می شود. شما می توانید اشیا را هم در جدول و هم در نقشه و همچنین با توجه به شرایط مشخص شده انتخاب کنید.

ساختن لایه ها

شکل گیری صحیح ساختار لایه موضوع بسیار مهمی است. سودمندی هر پایگاه داده، از جمله GIS، به شدت به ساختار صحیح داده بستگی دارد. همچنین می توانید موارد زیر را انجام دهید: سودمندی یک 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 باشد یا به درستی مرتب شده باشد، 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 بارگذاری کنید، درست است که همه لرزه‌نگارها را در یک لایه واحد ترکیب کنید، نه اینکه آنها را بر اساس مناطق یا مناطق گروه‌بندی کنید و چندین لایه ایجاد کنید. بهتر است به این قانون پایبند باشید: یک نوع داده – یک جدول (یا یک لایه). از طرف دیگر، اشیاء ناهمگون به بهترین وجه در لایه های جداگانه قرار می گیرند. حتی اگر با یک موضوع مشترک متحد شوند. پس بهتر است جاده ها و راه آهن ها را به دو لایه تقسیم کنیم و سپس آنها را در «مسیرهای ترافیکی» دسته بندی کنیم.

مختصات

همه می دانند که زمین گرد است و نقشه صاف است و سطح توپ را نمی توان بدون اعوجاج به هواپیما تبدیل کرد. به همین دلیل در نقشه کشی از پروجکشن ها استفاده می شود. بخش 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. برجستگی ها یا مساحت مساوی یا متجانس هستند، یعنی میدان اجسام یا زوایا را حفظ می کنند. گاهی اوقات فرافکنی می تواند هر دو را مخدوش کند و به طور کلی اعوجاج را کاهش دهد. برای کشور ما تغییر سیستم استاندارد، سیستم مختصات «سال 42» است. سیستم “سال 42” کره جهان را به 60 منطقه، هر منطقه 6 درجه تقسیم می کند. به عنوان مثال، منطقه 12 تیومن، در منطقه 13 و 14 واقع شده است. سال 42 پیش بینی مساحت مساوی 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 با سیستم مختصاتی که داده ها در آن ذخیره شده و در نقشه نمایش داده می شوند اشتباه گرفته نشود. برای کاهش سردرگمی با تخمین‌ها، Isoline تنها از دو نوع داده اصلی پشتیبانی می‌کند:

• مختصات مستطیلی (هر مختصات دلخواه که هیچ تغییری برای آن اعمال نشده است).
• مختصات جغرافیایی (درجات، دقیقه ها، ثانیه ها، که وقتی روی نقشه نمایش داده می شوند، در هر طرح ریزی مجدد محاسبه می شوند).

در اینجا گزینه هایی برای نمایش یک نمودار در سیستم های مختصات مختلف و پیش بینی ها وجود دارد.

طرح ریزی “پلی کانیک” است. مختصات واقعی درجه هستند، مختصات نمایش داده شده درجه هستند.

راه اندازی نصب نشده است. مختصات واقعی “polychonic” هستند، مختصات نمایش داده شده مستطیل شکل هستند.

راه اندازی نصب نشده است. مختصات واقعی درجه هستند، مختصات نمایش داده شده مستطیل هستند.

طرح ریزی “پلی کانیک” است. مختصات واقعی “polychonic” هستند، مختصات نمایش داده شده مستطیل شکل هستند.

همانطور که از شکل ها می بینید، دو قسمت بالایی کاملا برای ما مناسب هستند، اما سومی و چهارمی مناسب نیستند. تصویر سوم در واقع کاملاً صحیح است، اما طرح ریزی مشخص نشده است، و بنابراین ما تصویر را “همانطور که هست”، در درجه می بینیم. در شکل چهارم، ما سعی کردیم چند ضلعی را در یک طرح “پلی کانیک” نمایش دهیم که داده های آن درجه نیست و سیستم ما را درک نمی کند. از این، می‌توان نتیجه‌گیری زیر را گرفت: تنظیم طرح برای مختصات مستطیلی غیرممکن است، زیرا در این حالت فرمول‌های تبدیل برای بار دوم به آنها اعمال می‌شود 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 خط مستقیم نیست و ممکن است مناطق اجسام متفاوت باشد، حتی اگر برآمدگی ها یکسان باشند.

مختصات مستطیلی

“Polyconic”، بدون بهبود عملکرد.

سیستم مختصات molvide.

Polyconic”، با تنظیم نمایشگر.

بنابراین اگر به طول خط دقیق، مساحت دقیق و عملکرد دقیق نیاز دارید، باید از تجهیزات تخصصی سیستم استفاده کنید.

وظایفی که باید توسط GIS حل شوند

GIS با هدف عمومی، در میان چیزهای دیگر، معمولاً پنج فرآیند (وظایف) را با داده ها انجام می دهد: ورودی، دستکاری، کنترل، پرس و جو و تجزیه و تحلیل، تجسم.

ورودی

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 خودکار کرد، که به ویژه در هنگام تکمیل پروژه های بزرگ اهمیت دارد، یا با حجم کمی از کار، می توان داده ها را با استفاده از دیجیتایزر وارد کرد. بسیاری از داده ها قبلاً به قالب هایی ترجمه شده اند که مستقیماً توسط بسته های GIS درک می شوند.

ظرافت

اغلب، برای انجام یک پروژه خاص، داده‌های موجود باید بر اساس نیازهای سیستم شما اصلاح شوند. به عنوان مثال، اطلاعات جغرافیایی می تواند در مقیاس های مختلف باشد (خطوط مرکز خیابان در مقیاس 1:100000، مرزهای منطقه سرشماری در مقیاس 1:50000، و املاک مسکونی در مقیاس 1:10000 هستند). برای پردازش و تجسم مشترک، ارائه تمام داده ها در یک مقیاس راحت تر است. تکنیک های GIS راه های مختلفی را برای دستکاری داده های مکانی و کشف داده های مورد نیاز برای یک کار خاص ارائه می دهند.

کنترل

در پروژه های کوچکتر، اطلاعات جغرافیایی را می توان به صورت فایل های معمولی ذخیره کرد. اما با افزایش حجم اطلاعات و افزایش تعداد کاربران برای ذخیره، ساختار و مدیریت داده ها، استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) و سپس کار با مجموعه داده های یکپارچه (پایگاه های داده) کارآمدتر است. تجهیزات کامپیوتر. ) در GIS، استفاده از ساختار رابطه ای که در آن داده ها به صورت جدولی ذخیره می شوند، راحت تر است. در این حالت از فیلدهای مشترک برای پیوستن به 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.

سوال و تحلیل

اگر GIS و اطلاعات جغرافیایی داشته باشید، می توانید پاسخ سوالات ساده (مالک این زمین توسط کیست؟ فاصله این اشیاء از یکدیگر چیست؟ این منطقه صنعتی در کجا قرار دارد؟) و سوالات پیچیده تر. سوالاتی که نیاز دارد را بیابید. تجزیه و تحلیل اضافی (مکان های ساخت خانه جدید کجا هستند؟ نوع خاک اصلی زیر جنگل های صنوبر چیست؟ ساخت جاده جدید چگونه بر ترافیک تأثیر می گذارد؟) سؤالات را می توان با یک ماوس ساده روی یک شی خاص پاسخ داد. هم با کلیک و هم با کمک ابزارهای تحلیلی پیشرفته قابل تنظیم است. با کمک GIS، می توانید الگوهایی را برای جستجو شناسایی و تنظیم کنید، سناریوهایی مانند “چه می شود اگر…” را پخش کنید. GIS مدرن دارای ابزارهای تحلیل قدرتمند بسیاری است که دو مورد از مهمترین آنها عبارتند از: تحلیل مجاورت و تحلیل همپوشانی. برای تجزیه و تحلیل نزدیکی اشیا نسبت به یکدیگر، GIS از فرآیندی به نام بافر استفاده می کند. پاسخ به سؤالاتی از این قبیل کمک می کند: چند خانه در 100 متری این حجم آبی وجود دارد؟ چند مشتری در 1 کیلومتری این فروشگاه زندگی می کنند؟ نسبت نفت تولید شده از چاه های واقع در 10 کیلومتری ساختمان مدیریت این اداره 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 عملکردی است، اما در بسیاری از عملیات های تحلیلی، داده های لایه های مختلف به صورت فیزیکی ترکیب می شوند. پوشش، یا تجمیع فضایی، امکان ادغام داده‌های خاک، شیب، پوشش گیاهی و مالکیت را با، برای مثال، نرخ‌های مالیات زمین فراهم می‌کند. GIS از فرآیندی به نام بافر استفاده می کند. پاسخ به سؤالاتی از این قبیل کمک می کند: چند خانه در 100 متری این حجم آبی وجود دارد؟ چند مشتری در 1 کیلومتری این فروشگاه زندگی می کنند؟ نسبت نفت تولید شده از چاه های واقع در 10 کیلومتری ساختمان مدیریت این اداره 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 عملکردی است، اما در بسیاری از عملیات های تحلیلی، داده های لایه های مختلف به صورت فیزیکی ترکیب می شوند. پوشش، یا تجمیع فضایی، امکان ادغام داده‌های خاک، شیب، پوشش گیاهی و مالکیت را با، برای مثال، نرخ‌های مالیات زمین فراهم می‌کند. GIS از فرآیندی به نام بافر استفاده می کند. پاسخ به سؤالاتی از این قبیل کمک می کند: چند خانه در 100 متری این حجم آبی وجود دارد؟ چند مشتری در 1 کیلومتری این فروشگاه زندگی می کنند؟ نسبت نفت تولید شده از چاه های واقع در 10 کیلومتری ساختمان مدیریت این اداره 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 عملکردی است، اما در بسیاری از عملیات های تحلیلی، داده های لایه های مختلف به صورت فیزیکی ترکیب می شوند. پوشش، یا تجمیع فضایی، امکان ادغام داده‌های خاک، شیب، پوشش گیاهی و مالکیت را با، برای مثال، نرخ‌های مالیات زمین فراهم می‌کند. چند خانه در 100 متری این حجم آبی وجود دارد؟ چند مشتری در 1 کیلومتری این فروشگاه زندگی می کنند؟ نسبت نفت تولید شده از چاه های واقع در 10 کیلومتری ساختمان مدیریت این اداره 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 عملکردی است، اما در بسیاری از عملیات های تحلیلی، داده های لایه های مختلف به صورت فیزیکی ترکیب می شوند. پوشش، یا تجمیع فضایی، امکان ادغام داده‌های خاک، شیب، پوشش گیاهی و مالکیت را با، برای مثال، نرخ‌های مالیات زمین فراهم می‌کند. چند خانه در 100 متری این حجم آبی وجود دارد؟ چند مشتری در 1 کیلومتری این فروشگاه زندگی می کنند؟ نسبت نفت تولید شده از چاه های واقع در 10 کیلومتری ساختمان مدیریت این اداره 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 عملکردی است، اما در بسیاری از عملیات های تحلیلی، داده های لایه های مختلف به صورت فیزیکی ترکیب می شوند. پوشش، یا تجمیع فضایی، امکان ادغام داده‌های خاک، شیب، پوشش گیاهی و مالکیت را با، برای مثال، نرخ‌های مالیات زمین فراهم می‌کند.

تجسم

برای بسیاری از انواع عملیات فضایی، نتیجه نهایی ارائه داده ها در قالب یک نقشه یا نمودار است. نقشه ها روشی بسیار کارآمد و آموزنده برای ذخیره، ارائه و انتقال اطلاعات جغرافیایی (مرجع جغرافیایی) هستند. پیش از این، نقشه ها برای قرن ها ساخته می شد. GIS ابزارهای جدید شگفت انگیزی را ارائه می دهد که هنر و مبانی علمی کارتوگرافی را گسترش و توسعه می دهد. با کمک آن، تجسم 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 GIS

GIS ارتباط نزدیکی با بسیاری از انواع دیگر سیستم های اطلاعاتی دارد. تفاوت اصلی آن در توانایی آن در دستکاری و تجزیه و تحلیل داده های مکانی است. اگرچه هیچ طبقه بندی پذیرفته شده جهانی برای سیستم های اطلاعاتی وجود ندارد، توضیحات زیر به تمایز GIS از سیستم های نقشه برداری رومیزی، سیستم های CAD، سنجش از دور، سیستم های مدیریت پایگاه داده (DBMS یا DBMS) و موقعیت یابی جهانی فناوری (GPS) کمک می کند.

سیستم های نقشه برداری دسکتاپ از نمایش های نقشه برداری برای سازماندهی تعاملات 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 قابلیت های مدیریت داده، تجزیه و تحلیل فضایی و سفارشی سازی محدودی هستند. بسته‌های مرتبط روی رایانه‌های رومیزی کار می‌کنند – رایانه شخصی، مکینتاش و ایستگاه‌های کاری یونیکس پایین‌تر.

سیستم CAD

قابلیت طرح ریزی نقشه ها و پلان های ساختمان ها و زیرساخت های سیستم های CAD . برای ترکیب در یک ساختار واحد، آنها 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 ارائه داده های نقشه برداری توسعه یافته اند، اما، به عنوان یک قاعده، ابزارهای موجود در آنها به شما اجازه نمی دهد تا به طور موثر پایگاه های داده فضایی بزرگ را مدیریت و تجزیه و تحلیل کنید.

سنجش از راه دور و GPS

فناوری سنجش از دور یک گرایش هنری و علمی برای اندازه گیری سطح زمین با استفاده از حسگرهایی مانند دوربین های مختلف در هواپیما، گیرنده های سیستم موقعیت یاب جهانی یا سایر تجهیزات است. این حسگرها داده ها را در قالب تصاویر جمع آوری می کنند و قابلیت های تخصصی برای پردازش، تجزیه و تحلیل و تجسم تصاویر گرفته شده را ارائه می دهند. به دلیل عدم وجود ابزارهای مدیریت و تجزیه و تحلیل داده به اندازه کافی قدرتمند، سیستم های مرتبط را به سختی می توان به GIS واقعی نسبت داد.

مکانیزم 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 ابزار تحلیل و تجسم مانند GIS ندارند.

آنچه GIS می تواند برای شما انجام دهد

سوالات فضایی بپرسید و تجزیه و تحلیل کنید

توانایی GIS برای جستجو در پایگاه داده ها و انجام پرس و جوهای فضایی، میلیون ها دلار برای بسیاری از شرکت ها صرفه جویی کرده است. GIS به کاهش زمان صرف شده برای پاسخگویی به سوالات مشتریان کمک می کند. شناسایی مناطق مناسب برای فعالیت های ضروری؛ شناسایی روابط بین پارامترهای مختلف (به عنوان مثال، خاک، آب و هوا و عملکرد محصول). مکان های شبکه برق را شناسایی کنید. مشاوران املاک از GIS برای یافتن تمام خانه ها در یک منطقه معین که دارای سقف تخته سنگی، سه اتاق و آشپزخانه 10 متری هستند، استفاده می کنند و سپس توضیحات دقیق تری از آن ساختمان ها ارائه می دهند. درخواست را می توان با معرفی پارامترهای اضافی، به عنوان مثال، پارامتر هزینه، اصلاح کرد. شما می توانید لیستی از تمام خانه های واقع در یک بزرگراه خاص، پارک جنگلی یا در فاصله معینی از محل کار دریافت کنید.

بهبود یکپارچگی در سازمان

بسیاری از سازمان‌هایی که از GIS استفاده می‌کنند دریافته‌اند که یکی از مزیت‌های اصلی آن در فرصت‌های جدید برای بهبود سازمان خود و مدیریت منابع آن با ترکیب داده‌های موجود جغرافیایی و اشتراک‌گذاری آن‌ها توسط بخش‌های مختلف و امکان اصلاح هماهنگ است. امکان استفاده مشترک و بانک اطلاعاتی که به طور مداوم در حال رشد و تثبیت توسط بخش های مختلف ساختاری است، افزایش کارایی کار هر دو بخش و کل سازمان را ممکن می سازد. بنابراین، شرکتی که در زمینه ارتباطات مهندسی فعالیت می‌کند، می‌تواند به وضوح کارهای تعمیر یا نگهداری را برنامه‌ریزی کند، با به دست آوردن اطلاعات کامل و نمایش مناطق مربوطه بر روی صفحه رایانه (یا روی نسخه‌های کاغذی)، به عنوان مثال، یک سیستم آبرسانی،

تصمیمات بهتری بگیرند

GIS مانند سایر فناوری های اطلاعاتی این ضرب المثل معروف را تأیید می کند که اطلاعات بهتر به شما کمک می کند تصمیمات بهتری بگیرید. با این حال، GIS ابزاری برای تصمیم گیری نیست، بلکه ابزاری است که به تسریع و افزایش کارایی فرآیند تصمیم گیری، ارائه پاسخ به سوالات و وظایف برای تجزیه و تحلیل داده های مکانی کمک می کند، نتایج تجزیه و تحلیل را به صورت تصویری ارائه می کند. و به راحتی قابل درک است. به عنوان مثال، GIS به حل وظایفی مانند ارائه اطلاعات مختلف به درخواست مقامات برنامه‌ریزی، حل تعارضات منطقه‌ای، انتخاب مکان‌های بهینه (از دیدگاه‌های مختلف و با توجه به معیارهای مختلف) مکان‌ها برای قرار دادن اشیا، انجام و غیره کمک می‌کند. تفاسیر برون متنی اطلاعات لازم برای تصمیم گیری، می توان به صورت مختصر نقشه کشی با نمودار و نمودار ارائه کرد. در دسترس بودن اطلاعات در دسترس برای درک و تعمیم به تصمیم گیرندگان اجازه می دهد تا تلاش های خود را بر یافتن راه حل ها بدون صرف زمان قابل توجهی برای جمع آوری و تفکر بر روی داده های ناهمگن در دسترس متمرکز کنند. می توانید به سرعت چندین راه حل را در نظر بگیرید و مؤثرترین و کارآمدترین را انتخاب کنید.

ساختن نقشه

نقشه های 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. به عنوان منبعی برای به دست آوردن داده های اولیه، می توانید از دیجیتالی کردن نقشه های کاغذی سنتی نیز استفاده کنید. پایگاه داده های نقشه برداری مبتنی بر GIS ممکن است پیوسته باشند (بدون تقسیم به برگه ها و مناطق جداگانه) و ممکن است با مقیاس خاصی مرتبط نباشند. بر اساس چنین پایگاهی می توان برای هر منطقه، در هر مقیاس، با وزن مورد نیاز، با انتخاب و نمایش آن با علامت های لازم، نقشه هایی (به صورت الکترونیکی یا به صورت چاپی) ایجاد کرد. در هر زمان، پایگاه داده را می توان با داده های جدید (به عنوان مثال، از پایگاه های داده دیگر) پر کرد و داده های موجود را می توان در صورت نیاز تصحیح کرد. در سازمان های بزرگ،

GIS در روسیه

رایج ترین سیستم های خارجی در روسیه عبارتند از: محصول نرم افزاری ArcGIS شرکت ESRI ، خانواده محصول Geomedia Corporation Intergraph و MapInfo شرکت حرفه ای Pitney Bowes MapInfo .

از توسعه داخلی، برنامه GIS Map 2008 این شرکت به طور گسترده CJSC KB “Panorama” گسترش یافته است.

سایر نرم افزارهای توسعه داخلی و خارجی نیز مورد استفاده قرار می گیرند: GIS Integro ، MGE Corporation Intergraph (از Microstation به عنوان هسته گرافیکی خود استفاده می کند)، IndoorGIS ، Star-Epic ، DoubleGIS، Maple ، GeographGIS ، 4geo و غیره.

56. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS).

مفهوم سیستم اطلاعات جغرافیایی

سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) سیستم‌های خودکاری هستند که کارکردهای اصلی آنها جمع‌آوری، ذخیره‌سازی، یکپارچه‌سازی، تجزیه و تحلیل و تجسم گرافیکی داده‌های مکانی-زمانی در قالب نقشه یا نمودار و همچنین اطلاعات مسئول مرتبط در مورد اشیاء ارائه شده در یک GIS. . ،

GIS در دهه 1960-1970 معرفی شد. در محل اتصال فناوری های پردازش اطلاعات در سیستم های مدیریت پایگاه داده و تجسم داده های گرافیکی در سیستم های طراحی به کمک رایانه (CAD)، تولید خودکار کارت، مدیریت شبکه. استفاده فشرده از GIS در اواسط دهه 90 آغاز شد. قرن بیستم در این زمان، رایانه های شخصی قدرتمند و نسبتاً ارزان ظاهر می شوند و نرم افزارها قابل دسترس تر و قابل درک تر می شوند.

منابع داده برای ساخت GIS عبارتند از:

مواد کارتوگرافی (نقشه های توپوگرافی و جغرافیایی عمومی، نقشه های تقسیم اداری-سرزمینی، نقشه های کاداستر و …). از آنجایی که داده های بازیابی شده از نقشه ها دارای ارجاع جغرافیایی هستند، به عنوان لایه پایه GIS استفاده می شود.

داده‌های سنجش از دور (ERS)، عمدتاً مواد به‌دست‌آمده از فضاپیماها و ماهواره‌ها. در سنجش از دور، تصاویر از حامل های تجهیزات نقشه برداری که در مدارهای مختلف قرار دارند به دست می آید و به زمین ارسال می شود. تصاویر به دست آمده در سطح متفاوتی از دید و جزئیات متفاوت هستند و اشیاء محیط طبیعی را در چندین محدوده طیف (محدوده مرئی و مادون قرمز نزدیک، مادون قرمز حرارتی و محدوده رادیویی) نمایش می دهند. با توجه به این، طیف گسترده ای از مشکلات زیست محیطی با استفاده از داده های سنجش از دور مورد بررسی قرار می گیرد. روش‌های سنجش از دور همچنین شامل بررسی‌های هوایی و زمینی و سایر روش‌های غیر تماسی مانند بررسی‌های هیدروآکوستیک برجستگی کف اقیانوس است. محتوای چنین نظرسنجی هایی اطلاعات کمی و کیفی را در مورد اشیاء مختلف محیط طبیعی ارائه می دهد.

نتایج اندازه گیری های ژئودتیک روی زمین، انجام شده توسط سطوح، تئودولیت ها، ایستگاه های کل الکترونیکی، گیرنده های GPS و غیره. – داده های خدمات آماری دولتی برای بخش های مختلف اقتصاد ملی، و همچنین داده های ایستگاه های اندازه گیری ثابت مشاهده (داده های هیدرولوژیکی و هواشناسی، اطلاعات در مورد آلودگی محیط زیست و غیره).

داده های ادبی (نشریات مرجع، کتاب ها، تک نگاری ها و مقالات حاوی اطلاعات مختلف در مورد انواع خاصی از اشیاء جغرافیایی). در GIS، تنها یک نوع داده به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد، اغلب ترکیبی از داده های مختلف در هر زمینه خاص است.

طبقه بندی سیستم های اطلاعات جغرافیایی.

سیستم های GIS برای حل مشکلات علمی و عملی طراحی زیرساخت، برنامه ریزی شهری و منطقه ای، استفاده منطقی از منابع طبیعی، نظارت بر شرایط محیطی و همچنین انجام اقدامات عملیاتی در شرایط اضطراری و غیره توسعه یافته و مورد استفاده قرار می گیرند. ایجاد انواع GIS که بر اساس معیارهای زیر قابل طبقه بندی است:

بر اساس عملکرد: – GIS با هدف عمومی کامل.

GIS تخصصی، متمرکز بر حل یک مشکل خاص در هر زمینه موضوعی معین.

اطلاعات و سیستم مرجع برای استفاده خانگی و اطلاعاتی و مرجع. عملکرد GIS نیز با اصل معماری ساخت آنها تعیین می شود:

سیستم های بسته گزینه های افزونه ندارند، آنها فقط قادر به انجام مجموعه ای از عملکردها هستند که در زمان خرید به طور منحصر به فرد تعریف شده اند. – سیستم های باز با سهولت سفارشی سازی، قابلیت های گسترش متمایز می شوند، زیرا می توانند توسط خود کاربر با استفاده از یک ابزار خاص (زبان های برنامه نویسی داخلی) تکمیل شوند.

GIS از نظر پوشش فضایی (منطقه ای) به جهانی (سیاره ای)، ملی، منطقه ای، محلی (از جمله شهری) تقسیم می شود.

با توجه به جهت گیری مسئله محور – مدیریت عمومی جغرافیایی، زیست محیطی و طبیعت، منطقه ای (منابع آب، مدیریت جنگل، زمین شناسی، گردشگری و غیره).

سازماندهی داده های جغرافیایی از طریق GIS بردار شطرنجی بردار شطرنجی.

اجزای اصلی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی

اجزای اصلی GIS عبارتند از: فنی (سخت افزاری) و نرم افزاری، پشتیبانی اطلاعات.

ابزار فنی مجموعه ای از سخت افزارهای مورد استفاده در عملیات GIS است. اینها شامل ایستگاه کاری (کامپیوتر شخصی)، دستگاه های ورودی-خروجی اطلاعات، دستگاه های پردازش و ذخیره سازی داده ها، امکانات مخابراتی است.

ایستگاه های کاری برای کنترل کار GIS و انجام فرآیندهای پردازش داده ها بر اساس عملیات محاسباتی و منطقی استفاده می شود. GIS مدرن قادر است حجم زیادی از اطلاعات را به سرعت پردازش کند و نتایج را تجسم کند.

ورود داده ها با استفاده از ابزارها و روش های فنی مختلف انجام می شود: مستقیماً از صفحه کلید، با استفاده از یک دیجیتایزر یا اسکنر، از طریق یک سیستم کامپیوتری خارجی. داده های مکانی را می توان از ابزارهای بررسی الکترونیکی، با استفاده از دیجیتایزرها یا اسکنرها یا با استفاده از ابزارهای فتوگرامتری به دست آورد.

دستگاه هایی برای پردازش و ذخیره داده ها در واحد سیستم کامپیوتری یکپارچه شده اند، از جمله یک پردازنده مرکزی، حافظه با دسترسی تصادفی، دستگاه های ذخیره سازی (هارد دیسک، رسانه های مغناطیسی و نوری قابل حمل، کارت های حافظه، درایوهای فلش و غیره). دستگاه های خروجی داده – یک مانیتور، یک پلاتر، یک پلاتر، یک چاپگر، که با کمک آنها یک نمایش بصری از نتایج پردازش داده های مکانی-زمانی ارائه می شود.

نرم افزار – نرم افزار (SW) برای اجرای عملکرد GIS. به نرم افزار پایه و کاربردی تقسیم می شود.

ابزارهای نرم افزاری پایه عبارتند از: سیستم عامل (OS)، محیط نرم افزار، نرم افزار شبکه، سیستم مدیریت پایگاه داده و همچنین ماژول های کنترلی برای ورودی و خروجی داده ها، سیستم های تجسم داده ها و ماژول های انجام تحلیل فضایی.

نرم افزار کاربردی شامل ابزارهای نرم افزاری است که برای حل مسائل خاص در یک حوزه موضوعی خاص طراحی شده اند. آنها به عنوان ماژول های جداگانه (برنامه های کاربردی) و ابزارهای کمکی (لوازم جانبی) پیاده سازی می شوند.

پشتیبانی اطلاعات – مجموعه ای از آرایه های اطلاعاتی، کدگذاری اطلاعات و سیستم های طبقه بندی. ویژگی ذخیره سازی داده های مکانی در GIS، تقسیم آنها به لایه ها است. سازماندهی چندلایه یک نقشه الکترونیکی، با مکانیزم مدیریت لایه انعطاف پذیر، به شما امکان می دهد اطلاعات بسیار بیشتری را نسبت به نقشه های سنتی ترکیب و نمایش دهید.

(اینجا همه چیز عادی است. نقطه به نقطه.)

مهندسان کاداستر، طراحان، زمین شناسان و سایر متخصصان اغلب با نیاز به استفاده از داده های نقشه در کار خود مواجه هستند. پیشرفت های مدرن امکان به دست آوردن تصاویری از زمین را از یک ماهواره تا کوچکترین جزئیات و نرم افزار مخصوص ایجاد شده – برای استفاده از این اطلاعات برای مقاصد تحلیلی و نمایش آن در قالب مورد نظر، ممکن می سازد.

بیایید در مورد ساختارهایی صحبت کنیم که به ما امکان تعمیم و مطالعه مطالب جغرافیایی را برای اجرای مناسب ترین و بهینه ترین اقدامات در هر مورد خاص می دهد.

تعریف GIS (GIS): مخفف آن چگونه است و چیست؟

سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) فناوری های کامپیوتری پیشرفته ای هستند که برای نقشه برداری و ارزیابی اشیاء واقعی و همچنین رویدادهای جهان استفاده می شوند. این تجسم و ملاحظات فضایی را با روش های استاندارد پایگاه داده ترکیب می کند: وارد کردن اطلاعات و تولید نتایج آماری.

این ویژگی های مشخص شده است که به این برنامه ها اجازه می دهد تا به طور گسترده برای حل تعدادی از مشکلات استفاده شوند:

تجزیه و تحلیل پدیده ها و پدیده های فیزیکی در کره زمین.

شناخت و تعیین علل اصلی آنها.

بررسی موضوع افزایش جمعیت

برنامه ریزی راه حل های امیدوارکننده در برنامه ریزی شهری.

ارزیابی نتایج فعالیت های تجاری فعلی.

مشکلات زیست محیطی – آلودگی مناطق، کاهش وسعت جنگل ها.

علاوه بر اهداف جهانی، با کمک چنین حمایتی، می توان شرایط خاصی را تنظیم کرد، به عنوان مثال:

یافتن مسیر بهینه بین نقاط

انتخاب مکان مناسب برای شرکت

یافتن ساختمان مورد نظر در آدرس.

توابع شهرداری

تحلیل جغرافیایی فقط یک روند نوظهور نیست. اما فناوری هایی که ما در نظر می گیریم با نیازهای زمانه ما مطابقت دارد. این موثرترین، کارآمدترین و راحت‌ترین فرآیندی است که جمع‌آوری و پردازش مواد مربوطه را خودکار می‌کند.

امروزه سیستم های اطلاعات جغرافیایی یک حوزه فعالیت پرسود است که میلیون ها نفر را در کشورهای مختلف استخدام می کند … تنها در روسیه، بیش از 200 شرکت مختلف در حال توسعه و پیاده سازی چنین فناوری هایی در همه زمینه های تجاری هستند.

عناصر تشکیل دهنده زیادی وجود دارد.

دستگاه اینها انواع مختلفی از پلتفرم های کامپیوتری هستند، از ماشین های فردی گرفته تا سرورهای متمرکز جهانی.

نرم افزار. تمام تجهیزات لازم برای دریافت، پردازش و تجسم مطالب در اینجا موجود است. مواد لازم برای:

معرفی و دستکاری اطلاعات؛

مدیریت پایگاه داده (DBMS)؛

نمایش سوالات محلی؛

دسترسی (رابط).

چه دستکاری هایی در برنامه ها امکان پذیر است

Utilities چندین فرآیند را اجرا می کنند:

ورودی محتوا را به فرمت دیجیتال مورد نیاز تبدیل می کند. در حین دیجیتال سازی، نقشه های کاغذی به عنوان اساس در نظر گرفته می شوند که بر روی اسکنر پردازش می شوند. این برای اقلام بزرگ مناسب است. برای کارهای کوچکتر می توانید اطلاعات را از طریق دیجیتایزر وارد کنید.

حیله گری فن آوری ها راه های مختلفی برای اصلاح مواد و تعیین بخش های خاص مورد نیاز برای انجام یک کار فوری دارند. به عنوان مثال، آنها به شما این امکان را می دهند که مقیاس ها را از عناصر مختلف به یک مقدار واحد برای پردازش کلی بیشتر بیاورید.

کنترل. با حجم قابل توجهی از اطلاعات و تعداد کاربران زیاد، منطقی است که از سیستم های مدیریت پایگاه داده برای جمع آوری و ساختار محتوا استفاده شود. متداول ترین مدل رابطه ای زمانی است که اطلاعات در جداول ذخیره می شود.

پرس و جو و تحلیل این برنامه به شما امکان می دهد تا به بسیاری از سوالات ابتدایی و دقیق تر، از هویت صاحب سایت گرفته تا نوع خاک ترجیحی زیر شی مرکب، پاسخ دهید. همچنین امکان ایجاد قالب هایی برای جستجوی انواع درخواست های خاص وجود دارد. تجزیه و تحلیل از ابزارهایی مانند ارزیابی مجاورت و اکتشاف همپوشانی استفاده می کند.

تجسم. این نتیجه مطلوب اکثر اقدامات فضایی است. کارت ها مجهز به اسناد پیوست شده، تصاویر حجمی، مقادیر جدولی و نمودارها، گزارش های چندرسانه ای و عکاسی هستند.

نوع GIS

طبقه بندی سیستم های اطلاعات جغرافیایی بر اساس اصل پوشش منطقه است:

جهانی (ملی و شبه قاره ای) – فرصتی برای ارزیابی وضعیت در مقیاس جهانی فراهم می کند. به لطف این امکان پیش بینی و پیشگیری از بلایای طبیعی و انسان ساز، برآورد اندازه فاجعه، برنامه ریزی برای رفع عواقب و سازماندهی کمک های بشردوستانه وجود دارد. آنها از سال 1997 در سراسر جهان استفاده می شوند.

منطقه ای (محلی، زیر منطقه ای، محلی) – در سطح شهرداری عمل کنید. چنین فناوری هایی چندین حوزه کلیدی را منعکس می کنند: سرمایه گذاری، دارایی، ناوبری، امنیت عمومی و موارد دیگر. آنها به تصمیم گیری در توسعه یک منطقه خاص کمک می کنند که به جذب سرمایه به آن و توسعه اقتصاد آن کمک می کند.

GIS اطلاعات واقعی در مورد اشیاء را به عنوان مجموعه ای از لایه های موضوعی که بر اساس اصل موقعیت جغرافیایی گروه بندی شده اند ذخیره می کند. این رویکرد حل و فصل انواع وظایف را برای بازسازی و سازماندهی منطقه تضمین می کند.

برای یافتن محل شی از مختصات نقطه، نشانی آن، نمایه، شماره قطعه زمین و … استفاده می شود. این اطلاعات پس از فرآیند کدگذاری جغرافیایی بر روی نقشه ها اعمال می شود.

فناوری ها می توانند با مدل های شطرنجی و برداری کار کنند.

محتوای فرم بردار V به صورت مجموعه ای از مختصات کدگذاری و ذخیره می شود. برای عناصر ثابت با خواص پایدار مناسب تر است: رودخانه ها، خطوط لوله، محل های دفن زباله.

طرح شطرنجی شامل بلوک هایی از اطلاعات در مورد اجزای جداگانه است. این برای مقابله با ویژگی های متغیر مانند نوع خاک و در دسترس بودن سایت سازگار است.

نوآوری های مرتبط

GIS در ارتباط با سایر برنامه ها کار می کند. بیایید ارتباطات و تفاوت های اصلی را با فناوری های اطلاعات مشابه در نظر بگیریم.

DBMS. آنها برای ذخیره، ذخیره و هماهنگی مواد مختلف خدمت می کنند ، بنابراین اغلب در پشتیبانی نرم افزاری برای سیستم های جغرافیایی گنجانده می شوند. برخلاف دومی، آنها ابزاری برای تخمین و تصویر فضایی داده ها ندارند.

ابزار نقشه برداری دسکتاپ نقشه ها به عنوان اطلاعات استفاده می شوند، اما قابلیت های محدودی برای مدیریت و تجزیه و تحلیل خود دارند.

سنجش از راه دور و GPS. در اینجا، اطلاعات با استفاده از حسگرهای ویژه جمع‌آوری می‌شود: دوربین‌های داخل هواپیما، حسگرهای موقعیت‌یابی جهانی و موارد دیگر. در این صورت با اجرای پردازش و مطالعه مطالب به صورت نقشه جمع آوری می شود. اما به دلیل کمبود ابزارهای خاص نمی توان آنها را به عنوان سیستم اطلاعات جغرافیایی در نظر گرفت.

CAD. اینها برنامه هایی برای تهیه نقشه های مختلف، پلان های طبقه و طرح های معماری هستند. آنها از مجموعه ای از عناصر با پارامترهای ثابت استفاده می کنند. بسیاری از آنها توانایی وارد کردن مقادیر از GIS را دارند.

در میان چنین ابزارهایی، شایان ذکر است محصولات شرکت ZWSOFT:

یک GIS قدرتمند و اقتصادی برای واردات، صادرات و مدیریت داده های مکانی. هنگام انتخاب نسخه ای برای استفاده با ZWCAD/AutoCAD، برنامه در داخل پلت فرم CAD اجرا می شود و به کاربران اجازه می دهد به نقشه های پلت فرم و داده های مکانی بین فایل های GIS، سرور GIS یا ذخیره داده های GIS، بارگذاری نقشه های بردار و شطرنجی و لایه های زیرین دسترسی داشته باشند. برای اشتراک گذاری و مدیریت داده های صفت و داده های جدول.

– آنالوگ ژئونیکس. به شما امکان می دهد کار طراحی و بررسی را خودکار کنید. در عین حال، نقشه هایی ایجاد می شود که مطابق با استانداردها و استانداردهای طراحی فعلی است. این شامل شش ماژول است که برای حل مسائل مختلف مهندسی از جمله زمین شناسی استفاده می شود.

– آنالوگ اکتشاف زمین شناسی. تجزیه و تحلیل و تفسیر نتایج مطالعات آزمایشگاهی و میدانی، انجام پردازش آماری با توجه به پارامترهای مشخص شده، محاسبه شاخص های تنظیمی و محاسباتی مختلف، تهیه گزارش مطابق با استانداردهای کشورهای CIS.

– ابزار مفید برای مهندسان کاداستر با مجموعه کاملی از ابزارهایی که آماده سازی اسناد را خودکار می کند. به روز رسانی مداوم به شما این امکان را می دهد که همیشه اطلاعات به روز در مورد کارهای اداری مطابق با الزامات افسران بازرسی ارائه دهید.

– یک سیستم طراحی به کمک کامپیوتر برای معماران، مهندسان، طراحان. یک هسته جدید مبتنی بر فناوری های ترکیبی، ترکیب یک رابط بصری، پشتیبانی از یونیکد، توانایی ساخت مدل های سه بعدی بر اساس کلاس های آنها است. دارای قابلیت داخلی برای درج نقشه های شطرنجی با استفاده از فایل های مرجع جغرافیایی (ثبت جغرافیایی).

نمونه های GIS برای مبتدیان

برنامه های زیادی برای چنین تحلیل های جغرافیایی ایجاد شده اند. بیایید نگاهی به برخی از آنها بیندازیم.

اطلاعات نقشه

عملکرد اصلی این است:

استفاده از یک طرح تبادل قابل فهم و راحت برای انتقال داده ها به ساختارهای دیگر.

ویندوزهای فعال را می توان در فرمت های مختلف ذخیره کرد: bmp، tif، jpg و wmf.

پشتیبانی از تعداد قابل توجهی از پیش بینی های جغرافیایی و سیستم های مختصات.

می توانید محتوا را از طریق دیجیتایزر وارد کنید.

با استفاده از ابزار، می توانید نقشه های موضوعی ایجاد کنید و مناظر سه بعدی ایجاد کنید.

نمودار داده

ابزاری برای تجسم فضایی، شبیه سازی موقعیت ها، ساخت شاخص های مصنوعی. بهینه برای یادگیری مبانی نقشه برداری کامپیوتری در موسسات آموزشی.

این برنامه به شما اجازه می دهد:

ایجاد نقشه های برداری

تعداد نامحدودی پایگاه داده موضوعی را برای هر عنصر متصل کنید.

کپی داده ها به یک فایل دیگر از طریق کلیپ بورد.

ویژگی های اشیا و مکان آنها را به صورت دستی تغییر دهید.

ابزاری ساده برای تسلط بر سطح پایه. به طور عمده مشکلات گویا را حل می کند. به شما امکان می دهد نقشه های دیجیتالی را بر اساس یک تصویر معمولی و هر فرمت گرافیکی ایجاد کنید.

کاربرد GIS

امکانات استفاده از فناوری ژئوتکنیک بسیار زیاد است. مناطقی که این سیستم ها بیشتر در آنها اعمال می شوند عبارتند از:

مدیریت زمین. برای علامت گذاری مرزهای قطعه زمین، محاسبه مساحت عناصر، تدوین کاداستر به ابزارهای برقی نیاز است.

مدیریت قرار دادن اشیا در اینجا، استفاده از آنها برای ساخت یک طرح معماری، هماهنگ کردن شبکه ای از نقاط صنعتی، خرده فروشی و سایر نقاط خاص مرتبط است.

توسعه منطقه بررسی های مهندسی مکان های خاص، حل مشکلات بهینه سازی زیرساخت ها و جذب سرمایه گذار در حال حاضر بدون مطالعه دقیق با کمک چنین سازه هایی غیر ممکن است.

حفاظت از طبیعت برنامه ها امکان نظارت بر محیط زیست، برنامه ریزی استفاده از منابع را فراهم می کنند.

پیش بینی اضطراری ردیابی تغییرات در حالت های مختلف زمین شناسی امکان تخمین احتمال وقوع بلایا، توسعه اقداماتی برای جلوگیری از آنها و کاهش آسیب های ناشی از آنها را فراهم می کند.

خلاصه کوتاه

ما رمزگشایی از مفهوم GIS ارائه کردیم، به طور مفصل بررسی کردیم که سیستم های اطلاعات جغرافیایی چیست و کجا استفاده می شود. در پایان، ما می گوییم که این یک منطقه بسیار امیدوار کننده است که به طور فعال در حال توسعه است. بدون استفاده از چنین فناوری هایی، تصور کار متخصصان در بسیاری از زمینه ها در حال حاضر غیرممکن است.

معرفی سیستم های اطلاعاتی در زمینه های مختلف فعالیت های انسانی جایگاه خود را در زمینه ژئودزی و سایر حوزه های زمینی مرتبط، مرتبط و تحقیقاتی پیدا می کند. پس از یک دوره موازی با ظهور و توسعه ژئودزی ماهواره ای، سیستم های اطلاعاتی فرصت های فنی، مدیریتی، زمین شناسی، هواشناسی، نقشه برداری، حمل و نقل، متنوعی را برای به دست آوردن اطلاعات مکانی لازم با درجه ای از دقت فراهم کردند.

هر سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، در اصطلاح مدرن، پروژه ای است که اساساً بر اساس داده های علمی و عملی برای به دست آوردن نوعی نتیجه نهایی در یک موضوع مشخص است.

GIS شکل جدیدی از اکتشاف جغرافیایی است که با جمع‌آوری و پردازش داده‌های مورد نیاز ژئودزی، ریاضیات کاربردی و برنامه‌های کامپیوتری داخلی سروکار دارد.

عبارت «سیستم اطلاعات جغرافیایی» دارای سه اصطلاح اساسی است که ماهیت آن را آشکار می کند.

تمام اشیاء اکتشاف و تحقیق در داخل، نزدیک و روی سطح زمین با کلمه “زنده” همراه هستند.

روش های پردازش و تبدیل اطلاعات دریافتی به محصول گرافیکی دیجیتال لازم با جزء “اطلاعات” عبارت همراه است.

“سیستم” جزء اتصال دهنده ای در نظر گرفته می شود که به کل تصویر تحقیق یکپارچگی می بخشد و همه عناصر و پارامترهای آن را در یک فرم فضایی واحد پیوند می دهد.

سیستم های اطلاعات جغرافیایی را می توان به عنوان ابزار نرم افزاری در نظر گرفت که به شما امکان می دهد با اطلاعات مرتبط فضایی، نه با یک تصویر جغرافیایی، بلکه با یک تصویر ساده، اما ثبت شده، کار کنید. فرآیند ثبت (پیوند) مستلزم اقدامات خاصی برای جهت دهی تصاویر به روشی خاص در یک سیستم مختصات خاص است. این قابلیت است که برخلاف سایر برنامه ها به عنوان ویژگی اصلی GIS محسوب می شود.

همچنین دارای ابزارهای ویژه ای است که اجازه می دهد یک نقشه ساده به یک مدل واقعی از یک سطح موجود تبدیل شود. بنابراین در یک لحظه ایده این شد که نقشه را با اطلاعات ترکیب کنیم، یعنی نقشه به خودی خود نیست، بلکه دارای ویژگی های خاص (ویژگی های توصیفی) است که غیر مکانی هستند. همبستگی اطلاعات مکانی با اطلاعات غیر مکانی، پیوند به یک سیستم واحد و ایجاد ابزارهای تحلیل منجر به پیدایش ساختارهای GIS شد. ترکیب اطلاعات موقعیتی و غیر موقعیتی را می توان دانش اصلی ساخت GIS در نظر گرفت.

ساختار سیستم اطلاعات جغرافیایی

ساختار اطلاعات جغرافیایی از چهار جزء تشکیل شده است:

• بخش اول شامل جمع آوری داده ها و مطالب از انواع منابع اولیه اطلاعات است. منابع اولیه موقعیتی (شبکه) و غیر موقعیتی (توصیفی، در جداول ویژگی) هستند.
• بخش دوم شامل انتخاب داده های لازم و ذخیره آن در رسانه های کامپیوتری است.
• بخش سوم فنی است که به سازماندهی، توصیف، مقایسه، برجسته کردن و مهمتر از همه تجزیه و تحلیل داده ها به طرق مختلف می پردازد.
• بخش چهارم نتیجه ای است، با نتیجه گیری از نتایج نهایی در فرم های مورد نیاز در شرایط مرجع.

فرصت های GIS

در فرآیند کار با سیستم های اطلاعات جغرافیایی، می توان نتیجه گرفت که آنها به شما امکان می دهند به سرعت به بسیاری از سؤالات پاسخ دهید و در زمینه های مختلف فعالیت انسانی تصمیمات بهینه بگیرید، یعنی:

• در مناطق خاصی از مکان چیست؟
• مورد خاص در کجا قرار دارد؟
• ارزیابی پویایی تغییر در زمان، مکان، کمیت و غیره؛
• چه ساختارهای فضایی وجود دارد؟
• امکان مدل‌سازی با مشخصات طراحی خاص (مثلاً کارتوگرام جرم زمین)

کارکردهای اصلی برنامه های GIS به شرح زیر است:

• ثبت تصاویر جغرافیایی;
• ایجاد (بردارسازی) تصاویر جغرافیایی جدید؛
• ایجاد پایگاه های اطلاعاتی و پردازش آماری آنها.
• تجزیه و تحلیل و پردازش داده های مکانی (ژئوآنالیز)؛
• تجزیه و تحلیل داده های غیر مکانی (منتسب)؛
• تجسم و نقشه برداری؛
• ذخیره سازی داده ها

انواع شکل گیری اطلاعات جغرافیایی

لازم است امکانات طبقه بندی GIS بر اساس معیارهای مختلف برجسته شود:

• منطقه ای (جهانی، ملی، منطقه ای، منطقه ای، محلی)
• بر اساس موضوع (زمین شناسی، کشاورزی، جنگلداری، هواشناسی، شهری و غیره)
• بر اساس ویژگی های عملکردی (چند مقیاسی، فضا-زمان)

امکانات توسعه ساختارهای ژئو اطلاعاتی

در حال حاضر، موارد زیر جهت‌های امیدوارکننده‌ای برای توسعه توالی‌های اطلاعات جغرافیایی در نظر گرفته می‌شوند:

• داده های سنجش از راه دور زمین (هر چیزی که از فضا از تصاویر چند طیفی دسته های مختلف به دست می آوریم، داده های رادیویی از ماهواره های زمین مصنوعی)؛
• موقعیت یابی جهانی با کاربردهای GIS در بخش ارتباطات (فناوری GPS)؛
• ذخیره سازی اطلاعات در شبکه با استفاده از اینترنت و سیستم های اطلاعات جغرافیایی (فناوری “ابر”، موتورهای جستجو، سایر پورتال ها).
• تلویزیون GIS;
• GIS2 (GIS خودآموز)