دوره جامع و حرفه‌ای ArcGIS Pro برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری: مسیر شما به سوی شهرسازی هوشمند 

دوره جامع و حرفه‌ای ArcGIS Pro برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری: مسیر شما به سوی شهرسازی هوشمند 

چکیده ArcGIS Pro برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری

این دوره جامع و کاربردی، دانشجویان و متخصصان را با مفاهیم، اصول و کاربردهای سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) در حوزه وسیع برنامه‌ریزی و مطالعات شهری آشنا می‌کند. با تمرکز ویژه بر نرم‌افزار پیشرو ArcGIS Pro و اکوسیستم ArcGIS توسعه‌یافته توسط Esri، این دوره به شرکت‌کنندگان مهارت‌های لازم برای جمع‌آوری، مدیریت، تحلیل، و نمایش داده‌های مکانی حیاتی برای فرآیند برنامه‌ریزی را می‌آموزد. از تاریخچه GIS و مؤلفه‌های آن گرفته تا تحلیل‌های مکانی پیچیده، مدل‌سازی سه‌بعدی شهری، و پایش پروژه‌های توسعه، هر جنبه‌ای از کاربرد GIS در شهرسازی با رویکردی تئوری و عملی پوشش داده می‌شود. این دوره نه تنها دانش فنی کار با نرم‌افزارهای قدرتمند GIS را تقویت می‌کند، بلکه تفکر مکانی و توانایی حل مسائل پیچیده شهری با استفاده از داده‌های هوشمند را نیز توسعه می‌دهد. در پایان این دوره، شرکت‌کنندگان قادر خواهند بود تا پروژه‌های برنامه‌ریزی شهری را با استفاده از تحلیل‌های مکانی پیشرفته هدایت کرده، نتایج را به‌طور مؤثر به اشتراک بگذارند و به تصمیم‌گیری‌های مبتنی بر شواهد در محیط شهری کمک کنند.

اطلاعات تماس مدرس:دکتر سعید جوی زاده 

• شماره تماس: 09120438874
• وب‌سایت: www.gisland.org
• پست الکترونیک: saeedjavizadeh@gmail.com

مقدمه ArcGIS Pro برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری

در دنیای امروز که به سرعت در حال شهری شدن است، شهرها با چالش‌های پیچیده‌ای نظیر تغییرات جمعیتی، جریان‌های ترافیکی، دسترسی به مسکن و توسعه اقتصادی مواجه هستند. برای مقابله با این مسائل و یافتن راه‌حل‌های پایدار، برنامه‌ریزان شهری به طور فزاینده‌ای از هوش مکانی بهره می‌برند – نقشه‌های هوشمند، مدل‌های سه‌بعدی و تحلیل داده‌ها. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) که در طول چهار دهه گذشته تکامل یافته، اکنون به یک ابزار ضروری در بخش‌های دولتی و خصوصی تبدیل شده است.

GIS به عنوان یک سیستم کامپیوتری یکپارچه، قابلیت ذخیره، مدیریت، تحلیل، ویرایش، خروجی گرفتن و بصری‌سازی داده‌های جغرافیایی را فراهم می‌آورد. این سیستم‌ها، که اغلب شامل پایگاه‌های داده مکانی پیچیده هستند، نه تنها به عنوان ابزارهای نرم‌افزاری شناخته می‌شوند، بلکه شامل کاربران انسانی، کارکنان پشتیبانی، روال‌ها و گردش کارها، و دانش مرتبط با مفاهیم و روش‌ها نیز می‌شوند. توانایی GIS در ارتباط دادن اطلاعات به وسیله مکان به عنوان متغیر اصلی، آن را از سایر سیستم‌های اطلاعاتی متمایز کرده و آن را برای طیف وسیعی از کاربردها در بخش‌های دولتی و خصوصی ارزشمند می‌سازد.

در حوزه برنامه‌ریزی شهری، GIS به برنامه‌ریزان ابزاری بسیار مؤثر برای درک، مدل‌سازی و مدیریت محیط‌های شهری ارائه می‌دهد. این فناوری در تقریباً هر زمینه‌ای از یک نهاد دولتی شهری یا شهرستانی قابل اعمال است تا برنامه‌ریزی، تحلیل یا سیاست‌گذاری را انجام دهد. از طراحی طرح‌های جامع شهری و تحلیل کاربری اراضی و سوابق تا برنامه‌ریزی حمل‌ونقل, مدیریت منابع طبیعی, و ارزیابی تأثیرات زیست‌محیطی, GIS امکانات بی‌نظیری را فراهم می‌کند.

با پیشرفت‌های اخیر در فناوری GIS، به‌ویژه ظهور پلتفرم‌هایی مانند ArcGIS Pro, ArcGIS Online, ArcGIS Urban و CityEngine, برنامه‌ریزان اکنون می‌توانند شهرهای خود را به صورت سه‌بعدی مدل‌سازی کرده و تأثیر تصمیمات برنامه‌ریزی را ارزیابی کنند. این ابزارها امکان سناریوسازی، افزایش مشارکت شهروندان از طریق تجسم‌های قابل فهم، کاهش ریسک با دوقلوهای دیجیتالی و تسریع فرآیندهای سیاست‌گذاری را فراهم می‌آورند.

این دوره آموزشی به شرکت‌کنندگان کمک می‌کند تا مهارت‌های حیاتی GIS را که به سرعت در حوزه شهری ضروری می‌شوند، کسب کرده و فرصت‌های شغلی و کسب‌وکار خود را گسترش دهند. با رویکردی عملی و متمرکز بر پروژه‌های واقعی، این دوره شرکت‌کنندگان را برای تبدیل شدن به متخصصان GIS در حوزه شهری آماده می‌کند.

مخاطبین هدف ArcGIS Pro برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری

این دوره به طور خاص برای طیف وسیعی از متخصصان و دانشجویان در حوزه‌های شهری و برنامه‌ریزی طراحی شده است. محتوای دوره به گونه‌ای تنظیم شده که هم برای مبتدیان کامل و هم برای کسانی که تجربه اولیه GIS دارند، مفید باشد و آن‌ها را به سمت تکنیک‌های پیشرفته‌تر سوق دهد. مخاطبین اصلی این دوره شامل:

• برنامه‌ریزان شهری، طراحان و معماران: برای استفاده از ابزارهای GIS در برنامه‌ریزی پروژه، طرح‌ریزی منطقه‌بندی و تحلیل سایت با بینش‌های قدرتمند مبتنی بر داده. این دوره به آن‌ها کمک می‌کند تا مدل‌های سه‌بعدی شهر را بسازند و تأثیر طرح‌های پیشنهادی را در بافت مقررات منطقه‌بندی و کاربری اراضی، همچنین معیارهای سفارشی مانند جمعیت و مصرف انرژی ارزیابی کنند.
• متخصصان حمل‌ونقل و تحرک شهری: برای تسلط بر GIS به منظور بهینه‌سازی و نوآوری راه‌حل‌های حمل‌ونقل شهری، تحلیل داده‌های ترافیکی، بهینه‌سازی مسیرها و طراحی سیستم‌های حمل‌ونقل پایدار.
• متخصصان املاک و مستغلات و مشاوران: برای تحلیل روندهای بازار و فرصت‌های توسعه با استفاده از GIS، که آن‌ها را برای مشتریان ضروری می‌سازد.
• کارکنان بخش دولتی و سیاست‌گذاران: برای استفاده از قدرت GIS در هدایت برنامه‌ریزی شهری هوشمندتر، توسعه زیرساخت‌ها و تصمیم‌گیری‌های مبتنی بر داده‌های مکانی دقیق.
• متخصصان در حال تغییر شغل: افرادی که از حوزه‌هایی مانند معماری یا طراحی به بخش شهری روی می‌آورند، این دوره مهارت‌های GIS مورد نیاز را برای شروع مؤثر و موفقیت در نقش جدید خود فراهم می‌کند.
• محققان و دانشگاهیان: برای استفاده از GIS در مطالعات شهری، علوم اجتماعی یا تحقیقات زیست‌محیطی برای کشف الگوها و روابط کلیدی. این دوره به آن‌ها در توسعه سواد مکانی و تفکر جغرافیایی کمک می‌کند.
• دانشجویان و فارغ‌التحصیلان رشته‌های مرتبط: دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد در رشته‌های برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ای، مطالعات شهری، جغرافیا، معماری، مهندسی عمران و سایر رشته‌های مرتبط که به دنبال کسب مهارت‌های عملی GIS و افزایش قابلیت استخدام خود هستند.

این دوره برای هر کسی که مایل است درک خود را از «علم کجا» (The Science of Where™) عمیق‌تر کرده و آن را در چالش‌های واقعی شهری به کار گیرد، بسیار مناسب است. دانش پایه از مهارت‌های کامپیوتری (مانند سیستم عامل ویندوز و اکسل) مفید است، اما الزامی نیست.

چشم‌انداز دوره آموزشی ArcGIS Pro برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری

چشم‌انداز این دوره آموزشی، توانمندسازی نسل بعدی برنامه‌ریزان شهری و متخصصان شهری با استفاده از هوش مکانی و ابزارهای پیشرفته GIS است. ما به دنبال ایجاد یک جامعه از متخصصان هستیم که نه تنها در استفاده از نرم‌افزارهای GIS مهارت دارند، بلکه می‌توانند تفکر مکانی و تحلیلی خود را برای حل پیچیده‌ترین مسائل شهری به کار گیرند. این دوره به شرکت‌کنندگان دیدگاهی جامع ارائه می‌دهد که چگونه GIS می‌تواند به عنوان یک ابزار محوری در چرخه حیات توسعه شهری، از درک شرایط موجود و تعیین اهداف جامعه تا طراحی سناریوهای آینده و ارزیابی تأثیرات، مورد استفاده قرار گیرد.

هدف نهایی ما این است که با ارائه آموزش عملی و متمرکز بر کاربردهای واقعی, شرکت‌کنندگان را قادر سازیم تا در حرفه خود تأثیرگذار باشند، فرصت‌های شغلی خود را بهبود بخشند و به ساخت شهرهای پایدارتر، هوشمندتر و عادلانه‌تر کمک کنند. ما معتقدیم که اطلاعات جغرافیایی و قابلیت‌های تحلیل آن، کلید درک و شکل‌دهی به آینده محیط‌های ساخته‌شده ماست، و این دوره شما را در این مسیر پیشرو خواهد ساخت.

اهداف کلی و فرعی ArcGIS Pro برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری

این دوره آموزشی مجموعه‌ای از اهداف کلی و فرعی را دنبال می‌کند تا اطمینان حاصل شود که شرکت‌کنندگان در پایان دوره به دانش و مهارت‌های جامع GIS در حوزه برنامه‌ریزی و مطالعات شهری دست می‌یابند.

اهداف کلی ArcGIS Pro برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری

1. درک عمیق مفاهیم و اصول بنیادین GIS و کاربردهای آن در برنامه‌ریزی شهری: شرکت‌کنندگان اصول اولیه GIS، مؤلفه‌ها، عملکردها و کاربردهای آن در طیف وسیعی از رشته‌ها را درک خواهند کرد.
2. تسلط عملی بر نرم‌افزارهای پیشرو GIS، به‌ویژه ArcGIS Pro: شرکت‌کنندگان مهارت‌های ضروری کار با ArcGIS Pro را کسب کرده و قادر به مدیریت داده‌ها، ساخت نقشه‌ها و انجام تحلیل‌های مکانی پایه خواهند بود.
3. توسعه مهارت‌های تحلیل مکانی و حل مسئله برای چالش‌های شهری: شرکت‌کنندگان تفکر مکانی و کمی خود را برای مطالعه مؤثر مسائل در مطالعات و برنامه‌ریزی شهری توسعه خواهند داد.
4. توانایی ارتباط مؤثر نتایج تحلیل‌های مکانی: شرکت‌کنندگان مهارت‌های ارتباطی خود را برای ارائه منسجم و متفکرانه تحلیل‌ها در قالب‌های نوشتاری، گرافیکی و کلامی تقویت خواهند کرد.

اهداف فرعی ArcGIS Pro برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری

1. آشنایی با انواع داده‌های مکانی: کشف انواع مختلف داده‌های مکانی (برداری و رستری)، ساختارها و محدودیت‌های آن‌ها.
2. مهارت در جمع‌آوری و مدیریت داده: کسب مهارت در دانلود، وارد کردن، دستکاری و خروجی گرفتن داده‌ها در فرمت‌های مختلف.
3. فهم سیستم‌های مختصات و پروجکشن‌ها: توضیح مفهوم سیستم‌های مختصات و پروجکشن‌های نقشه و نحوه تأثیر آن‌ها بر نمایش داده‌ها.
4. کاربرد اصول کارتوگرافی: آموزش اصول پایه کارتوگرافی برای ایجاد نقشه‌های مؤثر و آموزنده، شامل عناصر مانند مقیاس، لجند و سمبولوژی.
5. انجام تحلیل‌های مکانی پایه و پیشرفته: آشنایی با مفاهیم تحلیل مکانی پایه و مجموعه‌ای از ابزارهای ژئوپردازشی (مانند بافر، کلیپ، ادغام، الحاق، تقاطع، ادغام و انحلال).
6. مدل‌سازی و شبیه‌سازی شهری: درک نحوه استفاده از ArcGIS Urban و CityEngine برای مدل‌سازی سه‌بعدی شهر، ارزیابی تأثیرات توسعه و سناریوسازی.
7. بهره‌گیری از هوش مکانی برای سیاست‌گذاری: درک چگونگی استفاده از هوش مکانی برای هدایت برنامه‌ریزی شهری هوشمندتر، توسعه زیرساخت‌ها و تصمیم‌گیری‌های مبتنی بر داده‌های مکانی دقیق.
8. آشنایی با GIS آنلاین و برنامه‌های تحت وب: معرفی ArcGIS Online و برنامه‌های مبتنی بر وب (مانند StoryMaps، Dashboards) برای اشتراک‌گذاری اطلاعات جغرافیایی و مشارکت جامعه.
9. درک مسائل اخلاقی GIS: آگاهی از مسائل مرتبط با کیفیت و در دسترس بودن داده‌ها، محدودیت‌ها و پیامدهای اجتماعی استفاده از GIS، از جمله حفظ حریم خصوصی داده‌ها، سوگیری و سوءاستفاده‌های احتمالی.
10. پروژه‌های عملی و کاربردی: کسب تجربه عملی در به کارگیری ابزارهای GIS برای پاسخ به سؤالات خاص یا حل مشکلات دنیای واقعی با استفاده از داده‌های مکانی.

سرفصل کامل و جامع دوره با تمام جزئیات

این سرفصل با دقت طراحی شده است تا یک مسیر یادگیری ساختاریافته و جامع را ارائه دهد، با تأکید بر هم مفاهیم نظری و هم کاربردهای عملی GIS در برنامه‌ریزی و مطالعات شهری. هر هفته به یک مجموعه از موضوعات می‌پردازد و شامل توضیحات تفصیلی، ابزارها، و کاربردهای مرتبط با ArcGIS Pro و سایر ابزارهای Esri است.

نرم‌افزار مورد نیاز: این دوره عمدتاً از ArcGIS Pro (ترجیحاً نسخه 3.3.1 یا بالاتر) استفاده خواهد کرد. دانش‌پژوهان می‌توانند مجوز نرم‌افزار را از طریق دانشگاه یا برنامه استفاده خانگی Esri دریافت کنند. دسترسی به ArcGIS Online نیز برای انجام تمرینات و پروژه‌های مبتنی بر ابر ضروری است. برای کاربران مک، استفاده از Boot Camp یا راه‌حل‌های مجازی‌سازی مانند UFApps توصیه می‌شود.

همچنین، برای درک کامل اکوسیستم GIS در برنامه‌ریزی شهری، به ArcGIS Urban و ArcGIS CityEngine به عنوان ابزارهای پیشرفته پرداخته خواهد شد.

هفته 1: مقدمه‌ای بر سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و کاربردهای آن در محیط شهری

• معرفی دوره و اهداف آن: آشنایی با طرح درس، انتظارات و رویکرد کلی دوره. بررسی چگونگی تأثیر GIS بر حرفه برنامه‌ریزی شهری.
• GIS چیست؟ تعریف جامع سیستم اطلاعات جغرافیایی به عنوان یک سیستم کامپیوتری یکپارچه برای ذخیره، مدیریت، تحلیل، ویرایش، خروجی گرفتن و بصری‌سازی داده‌های جغرافیایی.
• تاریخچه GIS: سیر تکامل GIS از اولین سیستم عملیاتی (CGIS) در کانادا در دهه 1960 تا ظهور نرم‌افزارهای تجاری و رایج شدن آن در اوایل دهه 2000.
• مؤلفه‌های اصلی GIS: بررسی پنج مؤلفه حیاتی GIS: سخت‌افزار، نرم‌افزار، داده، افراد و گردش کارها. توضیح نقش هر یک از این مؤلفه‌ها در عملکرد کلی سیستم و توانایی آن در حل مسائل مکانی.
• انواع GIS: معرفی انواع GIS شامل بسته‌های دسکتاپ تجاری (مانند ArcGIS)، نرم‌افزارهای دسکتاپ متن‌باز (مانند QGIS)، GIS آنلاین (مانند ArcGIS Online) و برنامه‌های کاربردی موبایل.
• GIS در برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ای: بررسی طیف وسیعی از کاربردهای GIS در محیط شهری و شهرستانی، از برنامه‌ریزی و تحلیل تا سیاست‌گذاری.
  • مثال‌ها: تحلیل منطقه‌بندی، ارزیابی طرح‌های توسعه, برنامه‌ریزی حمل‌ونقل, مدیریت منابع طبیعی, پیشگیری از جرم از طریق طراحی محیطی, و پایش سلامت عمومی.
• شروع کار با ArcGIS Desktop: آشنایی با محیط ArcGIS Desktop و نرم‌افزار ArcView. معرفی منابع مهمی مانند آزمایشگاه GIS دانشگاه UCSD و منابع مجازی ESRI.
• تمرین عملی: شروع کار با ESRI’s ArcGIS Desktop. خواندن فصل 1 کتاب درسی Maantay و Ziegler و انجام تمرین کتبی 1.

هفته 2: داده‌های GIS – مفاهیم و تمرین

• بازدید از آزمایشگاه GIS (در صورت امکان)/معرفی امکانات نرم‌افزاری: بررسی و آشنایی با امکانات آزمایشگاه GIS و نحوه دسترسی به نرم‌افزارهای GIS در دانشگاه یا از راه دور. نحوه فعال‌سازی مجوز ArcGIS Pro و دسترسی به حساب ArcGIS Online دانشگاه.
• انواع داده‌های مکانی: تشریح داده‌های “مکانی” به عنوان هسته GIS، که ترکیبی از ویژگی‌های مکانی با داده‌های توصیفی (اطلاعات جدولی) هستند.
  • داده‌های برداری (Vector Data): نقاط، خطوط و پلی‌گون‌ها (چندضلعی‌ها). توضیح ماهیت 0 بعدی (نقطه)، 1 بعدی (خط) و 2 بعدی (پلی‌گون).
  • داده‌های رستری (Raster Data): سلول‌های شبکه‌ای منظم. مثال‌ها شامل تصاویر ماهواره‌ای، تصاویر طبقه‌بندی شده و نقشه‌های اسکن شده.
• فرمت‌های داده‌های برداری: معرفی فرمت‌های رایج داده‌های برداری مانند Shapefile (فرمت Esri، شامل چندین فایل)، GeoPackage (متن‌باز و قابلیت بسته‌بندی داده‌های پروژه)، AutoCAD و ESRI File Geodatabase.
• پایگاه‌های داده مکانی (Geodatabase): مفهوم ژئودیتابیس به عنوان “کانتینری” برای نگهداری مجموعه‌داده‌ها، که ویژگی‌های مکانی را با ویژگی‌های توصیفی مرتبط می‌کند.
  • انواع ژئودیتابیس: فایل ژئودیتابیس (File Geodatabase)، ژئودیتابیس شخصی (Personal Geodatabase) و ژئودیتابیس سازمانی (Enterprise Geodatabase). توضیح تفاوت‌ها در ظرفیت ذخیره‌سازی، پشتیبانی از ویرایش چندکاربره و سازگاری با پلتفرم‌های مختلف.
• جمع‌آوری داده‌ها (Data Acquisition):
  • جمع‌آوری داده‌های اولیه (Primary Data Capture): اندازه‌گیری مستقیم پدیده‌ها در میدان، مانند سنجش از دور (Remote Sensing) و سیستم موقعیت‌یاب جهانی (GPS). استفاده از دستگاه‌های GPS با دقت بالا و کاربردهای موبایل GIS برای ویرایش داده‌ها در زمان واقعی.
  • جمع‌آوری داده‌های ثانویه (Secondary Data Capture): استخراج اطلاعات از منابع موجود غیر GIS، مانند نقشه‌های کاغذی از طریق دیجیتال‌سازی (Digitization). توضیح دیجیتال‌سازی “heads-up” (ردیابی بر روی تصاویر هوایی) و “heads-down” (استفاده از تبلت دیجیتال‌سازی).
  • انتقال داده (Data Transfer): کپی کردن داده‌های GIS موجود از منابع خارجی مانند سازمان‌های دولتی و شرکت‌های خصوصی.
• تمرین عملی: بازدید از آزمایشگاه GIS. کار با ArcGIS Desktop، آشنایی با انواع داده‌ها و ایجاد نمادینه‌سازی نقشه (Map Symbology). خواندن فصل 2 کتاب درسی و انجام تمرین کتبی 2.

هفته 3: طراحی نقشه و اصول کارتوگرافی

• مفاهیم اساسی نقشه و عناصر نقشه: بررسی انواع نقشه و عناصر اساسی آن‌ها مانند عنوان، مقیاس، لجند، جهت نما و ارجاع مکانی.
• تنظیمات سمبولوژی (Symbology): آموزش چگونگی استفاده از سمبولوژی برای نمایش مؤثر داده‌های مکانی. اهمیت انتخاب رنگ‌ها، الگوها و اندازه‌های مناسب برای بهبود خوانایی و جذابیت بصری نقشه.
• ایجاد طرح‌بندی نقشه (Map Layout): چگونگی ایجاد و خروجی گرفتن طرح‌بندی نقشه. افزودن متن و عناصر گرافیکی به طرح‌بندی نقشه برای افزایش اطلاعات و زیبایی بصری.
• انواع نقشه‌ها: معرفی انواع نقشه‌های موضوعی (Thematic Maps)، نقشه‌های توپوگرافی (Topographic Maps) و نقشه‌های کاداستر (Cadastral Maps).
• نقشه‌های پایه (Base Maps): استفاده از OpenStreetMap و تصاویر ماهواره‌ای به عنوان نقشه‌های پایه.
• ارتباط مؤثر از طریق نقشه‌ها: تأکید بر اهمیت طراحی نقشه‌های جذاب، خوانا و کاربردی که به برنامه‌ریزان کمک می‌کند تا نتایج تحلیل‌های خود را به تصمیم‌گیرندگان و عموم مردم به وضوح منتقل کنند.
• بازبینی ماژول‌های آنلاین (ESRI Virtual Campus): بازبینی ماژول‌های 1 و 2 از ESRI Virtual Campus.
• تمرین عملی: خواندن فصل 3 کتاب درسی و انجام تمرین کتبی 3.

هفته 4: روابط مکانی و یکپارچه‌سازی داده‌ها

• داده‌های جدولی/توصیفی (Tabular/Attribute Data): درک داده‌های جدولی در یک مجموعه داده مکانی. نحوه کار با داده‌های جدولی، ویرایش، فیلتر کردن و ایجاد فیلدهای جدید.
• اتصال و مرتبط ساختن مجموعه‌داده‌های مکانی (Join and Relate): آموزش تکنیک‌های اتصال (Join) و مرتبط ساختن (Relate) جداول بر اساس فیلدهای مشترک برای دسترسی به اطلاعات توصیفی بیشتر درباره ویژگی‌های مکانی.
• سیستم‌های مختصات و پروجکشن‌ها: مفهوم سیستم مختصات (Coordinate System)، پروجکشن‌ها (Projection) و دیتوم (Datum). نحوه افزودن ارجاع مکانی و تمایز بین ابزارهای “Define” و “Project”. اهمیت انتخاب پروجکشن مناسب برای تحلیل دقیق داده‌ها.
• GIS در یک شهر (Enterprise GIS): بررسی چگونگی استفاده از GIS در مقیاس سازمانی در یک شهر.
• ارجاع داده‌ها به مکان‌های واقعی: کار با ماژول 3 ESRI Virtual Campus.
• تمرین عملی: خواندن فصل 4 کتاب درسی و انجام تمرین کتبی 4 (فقط بخش 2). توصیف داده‌های پروژه نهایی.

هفته 5: انتخاب‌های مکانی و پرس‌وجوهای فضایی

• ابزارهای انتخاب (Selection Tools): آموزش ابزارهای انتخاب برای جداسازی ویژگی‌های مورد نظر در لایه‌ها.
• انتخاب بر اساس ویژگی‌ها (Select by Attributes): انجام پرس‌وجوهای جدولی (Attribute Queries) برای انتخاب ویژگی‌ها بر اساس مقادیر توصیفی آن‌ها. استفاده از عملگرهای ریاضی و منطقی (مانند =, >, <, and, or, not) برای ساخت پرس‌وجوها.
• انتخاب بر اساس مکان (Select by Location): انجام پرس‌وجوهای مکانی (Spatial Queries) برای انتخاب ویژگی‌ها بر اساس رابطه مکانی آن‌ها با سایر ویژگی‌ها (مانند تقاطع، حاوی، هم‌جواری).
• ایجاد لایه‌های جدید از انتخاب‌ها: توانایی خروجی گرفتن از ویژگی‌های انتخاب شده به عنوان لایه‌های مستقل جدید.
• پیشگیری از جرم از طریق طراحی محیطی (CPTED)/جرم در محیط دانشگاه: بررسی کاربردهای GIS در تحلیل جرم و طراحی محیطی برای افزایش ایمنی. فعالیت میدانی مرتبط (در صورت امکان).
• سازماندهی داده‌های جغرافیایی: کار با ماژول 4 ESRI Virtual Campus.
• تمرین عملی: خواندن فصل 6 کتاب درسی و انجام تکلیف پروژه نهایی (طرح کلی و بررسی اجمالی جرم).

هفته 6: ابزارهای ژئوپردازشی I

• معرفی ژئوپردازش (Geoprocessing): تعریف ژئوپردازش به عنوان مجموعه‌ای از ابزارها و عملیات برای دستکاری و تحلیل داده‌های مکانی.
• جریان کار ژئوپردازش (Workflow of Geoprocessing): درک مراحل انجام عملیات ژئوپردازشی.
• ابزارهای اساسی ژئوپردازش:
  • Dissolve (ادغام): ادغام ویژگی‌های مجاور بر اساس یک ویژگی مشترک.
  • Clip (برش): برش یک لایه ورودی با استفاده از مرزهای یک لایه دیگر.
  • Merge (ترکیب): ترکیب چندین لایه با نوع هندسه مشابه در یک لایه جدید.
  • Append (الحاق): اضافه کردن ویژگی‌ها از یک یا چند لایه ورودی به یک لایه موجود.
• SANDAG Initiatives (طرح‌های SANDAG): بررسی پروژه‌های مرتبط با GIS در SANDAG (انجمن دولت‌های شهرستان سن دیگو).
• بازبینی ماژول‌های آنلاین: بازبینی ماژول‌های 3 و 4 از ESRI Virtual Campus.
• ایجاد و ویرایش داده‌ها: کار با ماژول 5 ESRI Virtual Campus.
• تمرین عملی: مطالعه فصل مرتبط با موضوع پروژه نهایی از یک مقاله GIS و آمادگی برای آزمون میان‌ترم.

هفته 7: آزمون میان‌ترم و ابزارهای ژئوپردازشی II و تحلیل فضایی

• آزمون میان‌ترم: ارزیابی دانش و مهارت‌های کسب شده در نیمه اول دوره.
• ابزارهای پیشرفته ژئوپردازش:
  • Intersect (تقاطع): ایجاد یک لایه جدید از تقاطع هندسه‌های دو یا چند لایه ورودی.
  • Union (اتحاد): ترکیب ویژگی‌های چندین لایه پلی‌گونی و حفظ همه ویژگی‌ها و توصیفات آن‌ها.
  • Buffer (بافر): ایجاد نواحی با فاصله مشخص در اطراف ویژگی‌های ورودی.
• مقدمه‌ای بر تحلیل فضایی: تعریف تحلیل فضایی به عنوان فرآیند بررسی الگوها و روابط مکانی در داده‌های جغرافیایی. اهمیت تحلیل فضایی در فهم پدیده‌های شهری و تصمیم‌گیری‌های مبتنی بر مکان.
• شروع کار با تحلیل GIS: کار با ماژول 6 ESRI Virtual Campus.
• تمرین عملی: خواندن فصل 5 کتاب درسی و انجام تمرین کتبی 5.

هفته 8: ایجاد، ویرایش و ژئوکدینگ داده‌ها

• ایجاد و ویرایش ویژگی‌های جغرافیایی و توصیفات: آموزش نحوه دیجیتال‌سازی (Digitizing) ویژگی‌های جدید (نقاط، خطوط، پلی‌گون‌ها) و ویرایش ویژگی‌های موجود. وارد کردن داده‌های توصیفی به این ویژگی‌ها.
• ایجاد Shapefile یا Feature Class جدید: فرآیند ایجاد فرمت‌های داده‌ای جدید در ArcGIS Pro.
• ژئوکدینگ (Geocoding): تبدیل توضیحات غیرمکانی مکان‌ها، مانند آدرس‌های خیابان، به داده‌های مکانی که می‌توانند به عنوان ویژگی‌ها بر روی نقشه نمایش داده شوند. استفاده از آدرس‌یاب (Address Locator) و داده‌های مرجع برای انجام ژئوکدینگ.
• GIS برای برنامه‌ریزی در یک منطقه مرزی: بررسی کاربردهای خاص GIS در مناطق مرزی.
• بازبینی ماژول‌های آنلاین: بازبینی ماژول‌های 5 و 6 از ESRI Virtual Campus.
• کار با ابزارهای ژئوپردازش و مدل‌سازی: کار با ماژول 7 ESRI Virtual Campus.
• تمرین عملی: خواندن فصل 7 و مقالات مرتبط با ژئوکدینگ و انجام تکلیف ژئوکدینگ.

هفته 9: مقدمه‌ای بر داده‌های رستری و تحلیل رستری

• مبانی GIS رستری: درک داده‌های رستری به عنوان سلول‌های شبکه‌ای منظم و فرمت‌های آن‌ها (DRG, Esri GRID, GeoTIFF, JPEG).
• تنظیمات محیطی برای تحلیل رستری: چگونگی پیکربندی تنظیمات نرم‌افزار برای بهینه‌سازی عملیات تحلیل رستری.
• نقشه‌برداری چگالی (Heat Map): ایجاد نقشه‌های چگالی برای نمایش توزیع و تراکم پدیده‌ها در فضای شهری.
• تحلیل سطح (Surface Analysis):
  • Contour (هم‌تراز): ایجاد خطوط هم‌تراز از مدل‌های ارتفاعی دیجیتال.
  • Slope (شیب): محاسبه شیب سطح زمین.
• نقش GIS در مدیریت اضطراری: بررسی کاربرد GIS در پاسخگویی به بلایا و مدیریت اضطراری. نقش GIS در ارزیابی تأثیر بلایا و تخصیص منابع.
• ژئوکدینگ (Geocoding): تکرار و تعمیق مفاهیم ژئوکدینگ.
• طراحی نقشه‌ها با ArcGIS: کار با ماژول 8 ESRI Virtual Campus.
• تمرین عملی: خواندن فصل 9 (تا صفحه 224) کتاب درسی و انجام تمرین کتبی 9.

 

هفته 10: تعیین مناسبت (Suitability) – بخش اول

• مقدمه‌ای بر داده‌های زمین (Terrain) و مدل ارتفاعی دیجیتال (DEM): درک اهمیت داده‌های زمین در تحلیل‌های مکانی و نقش مدل‌های ارتفاعی دیجیتال (DEM) و TIN.
• درک تحلیل مناسبت (Suitability Analysis): مفهوم تحلیل مناسبت به عنوان روشی برای یافتن مکان‌های بهینه برای پروژه‌های ساختمانی یا سایر ابتکارات مشابه.
• Suitability Modeler در ArcGIS Pro: آشنایی با ابزار Suitability Modeler در ArcGIS Pro که امکان تجسم و ارزیابی تعاملی مدل مناسبت را فراهم می‌کند.
• محاسبه آمار سلولی، همسایگی و منطقه‌ای (Cell, Neighborhood, and Zonal Statistics): استفاده از این ابزارها برای تحلیل داده‌های رستری در یک مدل مناسبت.
• فناوری‌ها و کاربردهای مرتبط با GIS: بررسی سایر فناوری‌ها و کاربردهای مرتبط با GIS.
• بازبینی ماژول‌های آنلاین: بازبینی ماژول‌های 7 و 8 از ESRI Virtual Campus.
• تمرین عملی: کار در کلاس بر روی پروژه نهایی.

هفته 11: تعیین مناسبت (Suitability) – بخش دوم و تحلیل‌های پیشرفته

• تبدیل داده‌ها (Vector به Raster): آموزش چگونگی تبدیل داده‌های برداری به فرمت رستری برای انجام تحلیل‌های رستری.
• باز طبقه‌بندی داده‌ها (Reclassifying Data): تغییر مقادیر پیکسل‌های رستری بر اساس معیارهای خاص.
• استفاده از Raster Calculator: انجام عملیات ریاضی و منطقی بر روی داده‌های رستری.
• فرآیند تحلیل مناسبت (Suitability Analysis Process): اجرای کامل یک تحلیل مناسبت با استفاده از چندین معیار.
• تحلیل چندمعیاره (Multi-criteria Decision Analysis – MCDA): کاربرد روش‌های MCDA در GIS برای تصمیم‌گیری‌های پیچیده برنامه‌ریزی شهری.
• شبکه‌های ردیابی (Trace Networks): استفاده از شبکه‌های ردیابی برای ارزیابی مدل‌های اتصال مانند راه‌آهن و درک حرکت کالاها در شبکه.
• تحلیل پیوند (Link Analysis): توسعه شبکه‌ای از اشیاء متصل و تعیین الگوهای موجود، از جمله یافتن کوتاه‌ترین مسیر بین گره‌ها و قوی‌ترین اتصالات.
• بازسازی پروژه (Project Recovery): روش خودکار ذخیره پروژه برای جلوگیری از از دست رفتن کار.
• تمرین عملی: خواندن فصل 10 و کار در کلاس بر روی پروژه نهایی.

هفته 12: کاربردهای پیشرفته GIS در برنامه‌ریزی شهری

• ArcGIS Urban: برنامه‌ریزی و طراحی شهری مشارکتی و داده‌محور:
  • معرفی ArcGIS Urban به عنوان یک برنامه تجاری برنامه‌ریزی شهری برای پشتیبانی از برنامه‌ریزان، معماران و ذینفعان در مدیریت پروژه‌های توسعه شهری، تجسم رشد آینده و ارزیابی تأثیر تصمیمات برنامه‌ریزی.
  • مدل‌سازی شهر به صورت سه‌بعدی: قابلیت مدل‌سازی شهرها به صورت سه‌بعدی و مطالعه طرح‌ها و پروژه‌ها در بافت مقررات منطقه‌بندی و کاربری اراضی، همچنین معیارهای سفارشی مانند جمعیت و مصرف انرژی.
  • سناریوسازی توسعه شهری: ایجاد سناریوهای مختلف برای شبیه‌سازی تغییرات پیشنهادی و ارزیابی تأثیرات بالقوه آن‌ها.
  • مشارکت شهروندان: تشویق مشارکت شهروندان با تجسم‌های قابل فهم و دریافت بازخورد آنلاین در طول فرآیند برنامه‌ریزی.
  • دوقلوهای دیجیتالی (Digital Twins): استفاده از فناوری دوقلوهای دیجیتالی برای برنامه‌ریزی و ارزیابی پروژه‌های شهری.
  • ادغام با ArcGIS Online و CityEngine: قابلیت‌های ArcGIS Urban برای ادغام یکپارچه با ArcGIS Online و CityEngine.
• CityEngine: مدل‌سازی رویه‌ای محیط‌های سه‌بعدی شهری:
  • معرفی CityEngine به عنوان نرم‌افزار مدل‌سازی سه‌بعدی تخصصی در تولید محیط‌های شهری سه‌بعدی.
  • مدل‌سازی رویه‌ای (Procedural Modeling): استفاده از رویکرد مدل‌سازی رویه‌ای و زبان گرامر شکل CGA برای تولید مدل‌های سه‌بعدی پیچیده از طریق مجموعه‌ای از قوانین تعریف شده.
  • کاربردها در برنامه‌ریزی شهری و طراحی: استفاده از CityEngine برای طرح‌های جامع شهری، مدل‌سازی مناطق موجود و طرح‌های آینده.
  • استفاده در صنایع دیگر: کاربرد CityEngine در توسعه بازی، صنعت فیلم و امور نظامی.
• ArcGIS Network Analyst: ابزاری قدرتمند برای برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، تحلیل مناطق خدماتی مبتنی بر شبکه (مانند پیاده‌روها به ایستگاه‌های حمل‌ونقل)، تحلیل نزدیک‌ترین تأسیسات (برای برنامه‌ریزی اضطراری) و تحلیل کوتاه‌ترین مسیر.
• مدل‌سازی جمعیت در ArcGIS Urban: چگونگی ایجاد مجموعه داده‌های تخمینی جمعیت در سطح قطعه زمین برای استفاده در مدل‌های شهری.
• ArcGIS Pro برای برنامه‌ریزی در مناطق مرزی: کاربرد GIS در مناطق مرزی.
• مطالعات موردی و بحث: بحث در مورد مثال‌های واقعی و مطالعات موردی از کاربرد GIS در برنامه‌ریزی شهری.

هفته 13: کار بر روی پروژه نهایی و روندهای نوظهور

• کار در کلاس بر روی پروژه نهایی: اختصاص زمان برای کار گروهی یا انفرادی بر روی پروژه‌های نهایی. راهنمایی و پشتیبانی از سوی مدرس.
• فناوری‌ها و کاربردهای مرتبط با GIS:
  • ArcGIS Online: معرفی ArcGIS Online به عنوان یک برنامه تحت وب برای اشتراک‌گذاری و جستجوی اطلاعات جغرافیایی، و همچنین محتوای منتشر شده توسط Esri. قابلیت ایجاد گروه‌ها و کنترل دسترسی به آیتم‌های عمومی یا درون گروه‌ها.
    • برنامه‌های کاربردی خاص (Apps): معرفی برنامه‌هایی مانند ArcGIS Field Maps (جمع‌آوری داده‌ها در زمان واقعی روی دستگاه‌های موبایل), ArcGIS Data Pipelines, Dashboards, Experience Builder, StoryMaps, QuickCapture, Solutions, Survey123 و دیگران.
    • StoryMaps: آموزش ایجاد StoryMaps برای مستندسازی و نمایش یافته‌های پروژه به شیوه‌ای جذاب و تعاملی.
  • Open Source GIS (GIS متن‌باز): معرفی نرم‌افزارهای GIS متن‌باز مانند QGIS, GRASS GIS و MapInfo. مقایسه با نرم‌افزارهای تجاری و مزایای استفاده از آن‌ها.
  • GIS مشارکتی (Participatory GIS – PGIS/PPGIS): مفهوم GIS مشارکتی به عنوان رویکردی مشارکتی به برنامه‌ریزی مکانی و مدیریت اطلاعات و ارتباطات مکانی.
• انالیز داده و داده کاوی مکانی (Spatial Data Mining): کاربرد روش‌های داده‌کاوی بر داده‌های مکانی برای جستجوی الگوهای پنهان در پایگاه‌های داده بزرگ.
• روندهای نوظهور: معرفی روندهای جدید مانند ادغام GIS با موتورهای بازی (Unity, Unreal Engine) و دیگر پلتفرم‌ها (AutoCAD, Microsoft 365, Excel, PowerBI, Sharepoint, Teams, Adobe Creative Cloud).
• تمرین عملی: کار در کلاس بر روی پروژه نهایی.

روز امتحان/ارائه نهایی: 

• ارائه نهایی پروژه‌ها: هر دانشجو یا تیم پروژه نهایی خود را در یک ارائه شفاهی جامع به کلاس ارائه خواهد داد. این ارائه شامل بیان مسئله، روش‌شناسی، تحلیل‌های انجام شده، نتایج و توصیه‌های سیاستی خواهد بود.
• ارائه گزارش پروژه نهایی: ارائه یک گزارش کتبی حرفه‌ای برای پروژه نهایی، شامل سمبولوژی مناسب، تحلیل، عناصر نقشه و مؤلفه‌های نوشتاری. تأکید بر کیفیت داده‌ها، محدودیت‌ها و پیامدهای اجتماعی استفاده از GIS.
• بازبینی نهایی تمرینات و جمع‌بندی دوره: مرور کلی مفاهیم و ابزارهای کلیدی آموخته شده در طول دوره و جمع‌بندی نهایی.

انتظار می‌رود در پایان دوره آموزشی…

در پایان این دوره جامع و حرفه‌ای ArcGIS برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری، شرکت‌کنندگان قادر خواهند بود:

1. به مفاهیم بنیادین و پیشرفته GIS مسلط شوند و ارتباط آن‌ها با برنامه‌ریزی شهری را درک کنند. آن‌ها نه تنها قادر به توضیح ماهیت و مؤلفه‌های سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی خواهند بود، بلکه می‌توانند تفاوت‌ها و هم‌افزایی بین داده‌های برداری و رستری را نیز درک کنند.
2. به طور حرفه‌ای از نرم‌افزار ArcGIS Pro و ابزارهای مرتبط آن استفاده کنند. این شامل توانایی ناوبری در رابط کاربری، مدیریت داده‌های GIS (دانلود، ذخیره، وارد کردن و خروجی گرفتن)، و تسلط بر عملیات‌های پایه و پیشرفته ژئوپردازش مانند بافر، کلیپ، ادغام، الحاق، تقاطع، و انحلال می‌شود.
3. داده‌های مکانی را برای تحلیل و حل مسائل واقعی شهری به کار گیرند. آن‌ها مهارت‌هایی در تحلیل‌های فضایی مانند ژئوکدینگ، تحلیل مناسبت، و تحلیل شبکه کسب خواهند کرد.
4. نقشه‌های مؤثر و حرفه‌ای با رعایت اصول کارتوگرافی تولید کنند. این مهارت شامل انتخاب سمبولوژی مناسب، ایجاد طرح‌بندی‌های نقشه جامع، و نمایش بصری داده‌ها برای ارتباط شفاف یافته‌های خود است.
5. مدل‌های سه‌بعدی شهری را با استفاده از ArcGIS Urban و CityEngine ایجاد و ارزیابی کنند. آن‌ها قادر خواهند بود سناریوهای توسعه را مدل‌سازی کرده و تأثیرات پروژه‌های پیشنهادی را بر اساس مقررات منطقه‌بندی و معیارهای شهری ارزیابی کنند.
6. به مسائل مربوط به کیفیت داده‌ها و پیامدهای اجتماعی GIS آگاه باشند. این شامل درک چالش‌های مربوط به حریم خصوصی داده‌ها، سوگیری در تحلیل‌ها و مسئولیت‌پذیری در استفاده از فناوری GIS است.
7. پروژه‌های تحلیل مکانی را از ابتدا تا انتها برنامه‌ریزی، اجرا و تکمیل کنند. آن‌ها قادر خواهند بود سؤالات تحقیقاتی خود را تعریف کرده، داده‌های مکانی مناسب را از منابع مختلف جمع‌آوری کنند و یافته‌های خود را به صورت گزارش‌های حرفه‌ای، نقشه‌های تحلیلی و ارائه‌های تعاملی به مخاطبان مختلف، از جمله ذینفعان غیرفنی، ارائه دهند.
8. مهارت‌های حل مسئله، تفکر انتقادی و ارتباط تیمی خود را در زمینه GIS و برنامه‌ریزی شهری تقویت کنند.
9. پروژه‌های نهایی خود را به عنوان یک بخش ارزشمند از رزومه و پورتفولیوی خود استفاده کنند تا شایستگی‌های خود را در بازار کار رقابتی شهری به نمایش بگذارند.

این دوره یک پایه قوی برای هر کسی که به دنبال پیشرفت در حرفه‌های مرتبط با برنامه‌ریزی شهری، تحلیل مکانی و شهرسازی هوشمند است، فراهم می‌آورد.

مدرس دوره آموزشی

دکتر سعید جوی‌زاده، کوچ پژوهشی و متخصص برجسته در زمینه سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) با بیش از 25 سال سابقه عملی و آکادمیک در حوزه‌های برنامه‌ریزی و مطالعات شهری.

دکتر جوی‌زاده دارای تجربه‌ای غنی در تدریس، پژوهش و مشاوره GIS و کاربردهای آن در حل مسائل پیچیده شهری است. ایشان در طول فعالیت حرفه‌ای خود، به دانشجویان و متخصصان در دانشگاه‌های برتر و سازمان‌های مختلف کمک کرده‌اند تا مهارت‌های حیاتی GIS را کسب کنند و آن‌ها را در پروژه‌های واقعی به کار گیرند. تجربه ایشان شامل موارد زیر است:

• سابقه تدریس و پژوهش: دکتر جوی‌زاده GIS، طراحی شهری و برنامه‌ریزی را در دانشگاه‌های معتبر تدریس کرده و تئوری را با کاربرد عملی ترکیب می‌کند. ایشان در پروژه‌های تحقیقاتی با مؤسسات مشهور همکاری داشته‌اند.
• مشاوره و رهبری پروژه: با بیش از 10 سال تجربه گسترده GIS در پروژه‌های شهری، ایشان به بیش از 50 پروژه مشاوره بین‌المللی در زمینه طراحی و برنامه‌ریزی شهری کمک کرده و تخصص عمیقی در جمع‌آوری داده‌های مکانی، تجسم و تکنیک‌های تحلیل مکانی توسعه داده است.
• طراحی و ارائه دوره‌های آموزشی: دکتر جوی‌زاده مسئول توسعه و ارائه دوره‌های GIS تأثیرگذار برای سازمان‌ها بوده است. بیش از 150 برنامه‌ریز شهری از آموزش‌های تخصصی GIS ایشان بهره‌مند شده‌اند.
• تجربه عملی در برنامه‌ریزی شهری: ایشان در مراحل مختلف برنامه‌ریزی شهری، از بررسی پیشنهادات تقسیم اراضی و طرح سایت تا مدیریت داده‌های GIS و آموزش کارکنان، تجربه عملی دارد.
• تخصص در نرم‌افزارهای Esri: ایشان در استفاده از نرم‌افزارهای Esri مانند ArcGIS Desktop (شامل ArcMap و ArcCatalog)، ArcGIS Pro، و ArcGIS Online تسلط کامل دارد.
• نویسندگی: دکتر جوی‌زاده یکی از نویسندگان کتاب “GIS for Economic Development” است که توسط انتشارات Esri Press منتشر شده است.

اطلاعات تماس مدرس:

• شماره تماس: 09120438874
• وب‌سایت: www.gisland.org
• پست الکترونیک: saeedjavizadeh@gmail.com

مدت زمان دوره و ساختار آن:

این دوره جامع و فشرده، در طول 13 هفته ارائه می‌شود که هر هفته شامل ترکیبی از درس‌های نظری جامع، ویدئوهای نمایشی عملی، تمرین‌های دستی (hands-on exercises) و تکالیف هفتگی است. زمان‌بندی دقیق و انعطاف‌پذیر به گونه‌ای طراحی شده است که شرکت‌کنندگان بتوانند با توجه به برنامه شخصی خود، محتوا را دنبال کنند.

• مدت زمان: 13 هفته.
• ساعات تعهد هفتگی: تقریباً 4 تا 9 ساعت در هفته، شامل تماشای درس‌ها، انجام تمرینات و کار بر روی تکالیف و پروژه نهایی.
• فرمت دوره: ترکیبی از درس‌های ضبط شده، جلسات زنده (live sessions) برای پرسش و پاسخ و پشتیبانی, و تمرینات عملی. تمامی جلسات زنده ضبط شده و ظرف 24 ساعت در دسترس قرار می‌گیرند تا انعطاف‌پذیری لازم برای شرکت‌کنندگان در مناطق زمانی مختلف فراهم شود.
• پشتیبانی و مربیگری: دسترسی به جلسات هفتگی پرسش و پاسخ با مدرس، بازخورد شخصی‌سازی شده بر روی پروژه‌ها و تکالیف، و در طرح‌های Premium، جلسات مربیگری 1:1 با دکتر سعید جوی‌زاده ارائه می‌شود.
• منابع دوره: دسترسی انحصاری به “QGIS for Urban Practitioners” (یک راهنمای جامع برای متخصصان شهری)، کتاب‌های توصیه شده از انتشارات Esri، و دسترسی به کتابخانه‌ای از بیش از 150 پورتال داده GIS جهانی.
• پروژه‌های عملی: دوره شامل پروژه‌های عملی مبتنی بر مطالعات موردی واقعی شهری است که به شرکت‌کنندگان امکان می‌دهد مهارت‌های خود را مستقیماً به کار گیرند.

منابع و مراجع مهم

برای اطمینان از کیفیت و به‌روز بودن محتوای دوره، از منابع معتبر و گسترده‌ای استفاده شده است:

• کتاب‌های درسی و منابع اصلی:
  • Maantay, Juliana and John Ziegler, GIS for the Urban Environment, ESRI Press.
  • Gorr, Wilpen L., and Kristen S. Kurland, GIS Tutorial for ArcGIS Pro 3.1 (5th Edition), Esri Press, 2023.
  • Getting to Know ArcGIS Pro (published by Esri).
  • Fang, Yiping, Vivek Shandas, and Eugenio Arriaga, Spatial Thinking in Planning Practice: An Introduction to GIS (open access).
  • Essentials of Geographic Information Systems (open source book).
  • مقالات و مطالب تکمیلی ارائه شده در کلاس.
• مستندات رسمی Esri: شامل مستندات ArcGIS Pro, ArcGIS Online, ArcGIS Urban و CityEngine که جزئیات فنی و کاربردی نرم‌افزارها را پوشش می‌دهند.
• دوره‌های آنلاین و منابع آموزشی Esri: دسترسی به دوره‌های آموزشی رایگان Esri و ESRI Virtual Campus که طیف وسیعی از موضوعات و مهارت‌های GIS را پوشش می‌دهند.
• سرفصل‌های دانشگاهی: بهره‌گیری از سرفصل‌های دروس GIS از دانشگاه‌های معتبر مانند UCSD، University of Florida، Portland State University، San Jose State University و University of Utah برای اطمینان از پوشش جامع و استاندارد موضوعات.
• نشریات و مقالات علمی: استفاده از مقالات پژوهشی منتشر شده در نشریات معتبر و منابع مربوط به کاربرد GIS در مطالعات شهری.
• انجمن‌ها و کامیونیتی‌های GIS: استفاده از منابع و بحث‌های موجود در انجمن‌های آنلاین مانند Esri Community و GIS StackExchange برای پاسخ به سؤالات و به‌روزرسانی اطلاعات.
• منابع متن‌باز: راهنمای QGIS و مستندات مربوط به سایر نرم‌افزارهای متن‌باز GIS.

پایان‌بندی

این دوره “جامع و حرفه‌ای سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) پیشرفته برای برنامه‌ریزی و مطالعات شهری” فراتر از یک آموزش صرف نرم‌افزار است. این دوره، ابزاری برای تحول دیدگاه شما نسبت به محیط شهری و راهی برای تبدیل شدن به یک متخصص تأثیرگذار در حوزه شهرسازی مدرن است. با تمرکز بر ArcGIS Pro و اکوسیستم پیشرفته Esri، و با راهنمایی‌های دکتر سعید جوی‌زاده که بیش از ربع قرن تجربه عملی و آکادمیک در این زمینه دارد، شما نه تنها مهارت‌های فنی مورد نیاز را کسب خواهید کرد، بلکه تفکر استراتژیک و تحلیلی لازم برای مقابله با چالش‌های پیچیده شهرها را نیز توسعه خواهید داد.

ما شما را به سفری هیجان‌انگیز در دنیای هوش مکانی دعوت می‌کنیم، جایی که داده‌ها به بینش تبدیل می‌شوند و نقشه‌ها داستان‌های آینده شهرها را روایت می‌کنند. با شرکت در این دوره، شما خود را برای فرصت‌های شغلی جدید آماده می‌کنید، قابلیت‌های حرفه‌ای خود را گسترش می‌دهید و به یک عنصر کلیدی در تیم‌های برنامه‌ریزی شهری آینده تبدیل می‌شوید.

همین امروز ثبت‌نام کنید و مسیر خود را به سوی شهرسازی هوشمند آغاز کنید!

سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) در برنامه‌ریزی شهری: از تحلیل داده تا طراحی آینده شهرها

چکیده

سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) به عنوان ابزاری قدرتمند و تحول‌آفرین در حوزه برنامه‌ریزی شهری، نقشی محوری در درک، تحلیل و مدیریت پیچیدگی‌های محیط‌های شهری ایفا می‌کنند [۱]. این فناوری، که بیش از چهار دهه از عمر آن می‌گذرد، به طور فزاینده‌ای در هر دو بخش عمومی و خصوصی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به سازمان‌های دولتی شهر و شهرستان امکان می‌دهد تقریباً در هر زمینه‌ای، از برنامه‌ریزی و تحلیل تا سیاست‌گذاری، از قابلیت‌های آن بهره‌برداری کنند [۱]. این فصل به بررسی مفاهیم اساسی، اصول، و واقعیت‌های کاربرد GIS می‌پردازد و مهارت‌های ضروری برای کار با نرم‌افزارهای GIS، عمدتاً ArcGIS Pro را آموزش می‌دهد [۲۸, ۶۷]. ما به جزئیات جمع‌آوری، مدیریت، تحلیل و نمایش داده‌های مکانی خواهیم پرداخت و نقش حیاتی این ابزار را در برنامه‌ریزی جامع، طراحی شهری، و مدیریت اضطراری برجسته خواهیم کرد. همچنین، این فصل به بررسی دقیق نرم‌افزارهای کلیدی مانند ArcGIS Pro، ArcGIS Urban، CityEngine، و QGIS، و همچنین کاربردهای نوظهور آنها در ایجاد شهرهای هوشمند، تاب‌آور و عادلانه می‌پردازد.

مقدمه

شهرها، به عنوان مراکز پویای فعالیت‌های انسانی، همواره با چالش‌های پیچیده‌ای از جمله رشد جمعیت، جریان ترافیک، دسترسی به مسکن، توسعه اقتصادی، و تغییرات اقلیمی مواجه بوده‌اند [۲۶۵, ۲۷۰]. در مواجهه با این پیچیدگی‌ها، برنامه‌ریزان شهری به ابزارهای هوشمند و نوآورانه برای اتخاذ تصمیمات آگاهانه نیاز دارند. در این میان، سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) به عنوان یک فناوری کلیدی، توانایی بی‌نظیری در ارائه درک مکانی و پشتیبانی از فرآیندهای برنامه‌ریزی شهری فراهم آورده‌اند [۱].

GIS یک سیستم مبتنی بر کامپیوتر است که داده‌های ارجاع‌شده جغرافیایی را ذخیره می‌کند و آنها را با ویژگی‌های غیرگرافیکی (داده‌های جدولی) پیوند می‌دهد [۲۰۵]. این قابلیت امکان طیف وسیعی از پردازش اطلاعات، شامل دستکاری، تحلیل، و مدل‌سازی را فراهم می‌آورد و همچنین نمایش و تولید نقشه را ممکن می‌سازد [۲۰۵]. در واقع، GIS یک پایگاه داده پیچیده با یک عنصر مکانی است که می‌تواند به چهار حوزه اصلی تقسیم شود: جمع‌آوری داده، مدیریت، تحلیل، و نمایش [۱]. هدف این فصل، معرفی این اصول اساسی از طریق بررسی جامع منابع موجود، از جمله سرفصل‌های درسی دانشگاهی و مقالات تخصصی، برای ارائه یک درک عمیق از کاربردها و پتانسیل‌های GIS در محیط شهری و فرآیند برنامه‌ریزی است. این حوزه میان‌رشته‌ای، برنامه‌ریزان را با ابزاری بسیار مؤثر برای برنامه‌ریزی، تحلیل و سیاست‌گذاری مجهز می‌کند [۱].

۱. مبانی سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS)

۱.۱ تعریف و مؤلفه‌های اصلی GIS

GIS (Geographic Information System) به عنوان یک ابزار قدرتمند برای نقشه‌برداری کامپیوتری و تحلیل مکانی شناخته می‌شود [۲۰۵]. این سیستم قابلیت‌هایی برای جمع‌آوری، ذخیره، پرس و جو، تحلیل، نمایش و خروجی گرفتن از اطلاعات جغرافیایی فراهم می‌کند [۲۰۵]. در هسته خود، GIS یک پایگاه داده پیچیده است که با یک عنصر مکانی همراه است [۱]. این عنصر مکانی، که در واقع مختصات جغرافیایی است، داده‌ها را به مکان‌های واقعی روی زمین پیوند می‌دهد، که این امر به نوبه خود، قابلیت‌های تحلیل و نمایش را به شدت افزایش می‌دهد [۳۵۵, ۱۴۲]. یک GIS به طور کلی به چهار حوزه اصلی تقسیم می‌شود: جمع‌آوری داده‌ها، مدیریت داده‌ها، تحلیل داده‌ها و نمایش داده‌ها [۱]. این تقسیم‌بندی نشان‌دهنده چرخه کاری یک سیستم GIS است که از ورود اطلاعات شروع شده و به ارائه نتایج و تصمیم‌گیری ختم می‌شود.

۱.۲ تاریخچه و تکامل GIS

تاریخچه GIS به حدود چهار دهه قبل بازمی‌گردد و استفاده از آن در بخش‌های عمومی و خصوصی همچنان در حال رشد است [۱]. اولین GIS عملیاتی واقعی در جهان در سال ۱۹۶۳ در اوتاوا، انتاریو، کانادا، توسط دپارتمان فدرال جنگلداری و توسعه روستایی توسعه یافت [۱۴۶]. این سیستم که توسط راجر تاملیسون توسعه داده شد، سیستم اطلاعات جغرافیایی کانادا (CGIS) نام داشت و برای ذخیره، تحلیل و دستکاری داده‌های جمع‌آوری شده برای فهرست اراضی کانادا استفاده می‌شد [۱۴۶]. این تلاش به منظور تعیین قابلیت زمین برای کانادای روستایی با نقشه‌برداری اطلاعات مربوط به خاک‌ها، کشاورزی، تفریح، حیات وحش، جنگلداری و کاربری اراضی در مقیاس ۱:۵۰,۰۰۰ انجام شد [۱۴۶]. یک عامل طبقه‌بندی رتبه‌بندی نیز برای امکان تحلیل اضافه شد [۱۴۶].

در سال ۱۹۶۴، هوارد تی. فیشر آزمایشگاه گرافیک کامپیوتری و تحلیل مکانی را در دانشکده طراحی دانشگاه هاروارد (LCGSA 1965–1991) تأسیس کرد [۱۴۷]. در این آزمایشگاه، تعدادی از مفاهیم نظری مهم در مدیریت داده‌های مکانی توسعه یافت و تا دهه ۱۹۷۰، کدهای نرم‌افزاری و سیستم‌های اساسی مانند SYMAP، GRID و ODYSSEY را به دانشگاه‌ها، مراکز تحقیقاتی و شرکت‌ها در سراسر جهان توزیع کرد [۱۴۷]. این برنامه‌ها اولین نمونه‌های نرم‌افزار GIS عمومی بودند که برای یک نصب خاص توسعه نیافته بودند و تأثیر زیادی بر نرم‌افزارهای تجاری آینده، مانند Esri ARC/INFO، که در سال ۱۹۸۳ منتشر شد، داشتند [۱۴۷]. در اواخر دهه ۱۹۷۰، دو سیستم GIS عمومی (MOSS و GRASS GIS) در حال توسعه بودند و در اوایل دهه ۱۹۸۰، M&S Computing (بعداً Intergraph) به همراه Bentley Systems Incorporated برای پلتفرم CAD، Environmental Systems Research Institute (ESRI)، CARIS (Computer Aided Resource Information System) و ERDAS (Earth Resource Data Analysis System) به عنوان فروشندگان تجاری نرم‌افزار GIS ظاهر شدند [۱۴۸]. این شرکت‌ها با موفقیت بسیاری از ویژگی‌های CGIS را در خود جای دادند و رویکرد نسل اول جداسازی اطلاعات مکانی و ویژگی‌ها را با رویکرد نسل دوم سازماندهی داده‌های ویژگی در ساختارهای پایگاه داده ترکیب کردند [۱۴۸].

۱.۳ جنبه‌های کیفیت داده‌های جغرافیایی

کیفیت داده در GIS از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا نتایج تحلیل‌ها به شدت به دقت و صحت داده‌های ورودی بستگی دارد [۱۵۱]. مفاهیم کلیدی مرتبط با کیفیت داده عبارتند از:

• دقت (Accuracy): درجه شباهت بین یک اندازه‌گیری نمایش‌داده‌شده و مقدار واقعی آن. برعکس، خطا مقدار تفاوت بین آنهاست [۱۵۱]. در داده‌های GIS، دقت در نمایش مکان (دقت موقعیتی)، ویژگی (دقت ویژگی) و زمان (دقت زمانی) اهمیت دارد [۱۵۱]. به عنوان مثال، اگر سرشماری ایالات متحده در سال ۲۰۲۰ جمعیت هیوستون را ۲,۳۰۴,۵۸۰ نفر اعلام کند، در حالی که جمعیت واقعی ۲,۳۱۰,۶۷۴ نفر باشد، این یک خطا و در نتیجه فقدان دقت ویژگی است [۱۵۱].
• صحت (Precision): درجه پالایش در یک مقدار نمایش‌داده‌شده [۱۵۱]. در یک ویژگی کمی، این تعداد ارقام معنی‌دار در مقدار اندازه‌گیری‌شده است [۱۵۱]. یک مقدار غیردقیق مبهم یا نامشخص است، شامل طیفی از مقادیر ممکن [۱۵۱]. به عنوان مثال، اگر کسی بگوید جمعیت هیوستون در ۱ آوریل ۲۰۲۰ “حدود ۲.۳ میلیون” بوده است، این جمله غیردقیق است، اما احتمالاً دقیق است زیرا مقدار صحیح (و بسیاری از مقادیر نادرست) را شامل می‌شود [۱۵۱].
• عدم قطعیت (Uncertainty): اذعان عمومی به وجود خطا و عدم دقت در داده‌های جغرافیایی [۱۵۱]. این به معنای درجه‌ای از شک عمومی است، با توجه به اینکه دقیقاً مشخص نیست چه مقدار خطا در یک مجموعه داده وجود دارد، اگرچه ممکن است تلاشی برای تخمین (مانند بازه اطمینان) انجام شود [۱۵۱]. این اصطلاح گاهی اوقات به عنوان یک اصطلاح جمعی برای تمام یا بیشتر جنبه‌های کیفیت داده استفاده می‌شود [۱۵۱].
• ابهام یا فازی بودن (Vagueness or fuzziness): درجه‌ای که یک جنبه (مکان، ویژگی یا زمان) از یک پدیده ذاتاً غیردقیق است، به جای اینکه عدم دقت در یک مقدار اندازه‌گیری‌شده باشد [۱۵۱]. به عنوان مثال، گستره مکانی منطقه شهری هیوستون مبهم است، زیرا مکان‌هایی در حومه شهر وجود دارند که کمتر به مرکز شهر (اندازه‌گیری‌شده با فعالیت‌هایی مانند رفت‌وآمد) متصل هستند تا مکان‌های نزدیکتر [۱۵۱].
• کامل بودن (Completeness): درجه‌ای که یک مجموعه داده تمام ویژگی‌های واقعی را که ادعا می‌کند شامل می‌شود، نمایش می‌دهد [۱۵۱]. به عنوان مثال، اگر یک لایه از “جاده‌های هیوستون” برخی از خیابان‌های واقعی را نداشته باشد، ناقص است [۱۵۱].
• تازگی (Currency): جدیدترین نقطه زمانی که یک مجموعه داده ادعا می‌کند نمایانگر دقیقی از واقعیت است [۱۵۱]. این نگرانی برای اکثر برنامه‌های GIS است که سعی در نمایش جهان “در حال حاضر” دارند، در این صورت داده‌های قدیمی‌تر کیفیت پایین‌تری دارند [۱۵۱].
• سازگاری (Consistency): درجه‌ای که نمایش‌های بسیاری از پدیده‌ها در یک مجموعه داده به درستی با یکدیگر مطابقت دارند [۱۵۱]. سازگاری در روابط توپولوژیکی بین اشیاء مکانی، جنبه‌ای به ویژه مهم از سازگاری است [۱۵۱]. به عنوان مثال، اگر تمام خطوط در یک شبکه خیابانی به طور تصادفی ۱۰ متر به شرق منتقل شوند، آنها نادرست خواهند بود اما همچنان سازگار خواهند ماند، زیرا همچنان به درستی در هر تقاطع متصل می‌شوند و ابزارهای تحلیل شبکه مانند کوتاه‌ترین مسیر همچنان نتایج صحیح را ارائه می‌دهند [۱۵۱].
• انتشار عدم قطعیت (Propagation of uncertainty): درجه‌ای که کیفیت نتایج روش‌های تحلیل مکانی و سایر ابزارهای پردازش از کیفیت داده‌های ورودی نشأت می‌گیرد [۱۵۱]. به عنوان مثال، درون‌یابی (interpolation) یک عملیات رایج است که در GIS به روش‌های مختلفی استفاده می‌شود؛ از آنجا که تخمین‌هایی از مقادیر بین اندازه‌گیری‌های شناخته شده را تولید می‌کند، نتایج همیشه دقیق‌تر خواهند بود، اما کمتر قطعیت دارند (زیرا هر تخمین دارای مقدار نامعلومی از خطا است) [۱۵۱].

۲. نرم‌افزارهای GIS در برنامه‌ریزی شهری

در برنامه‌ریزی شهری مدرن، مجموعه‌ای از نرم‌افزارهای GIS در دسترس برنامه‌ریزان هستند که هر یک قابلیت‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. انتخاب نرم‌افزار اغلب به نیازهای خاص پروژه، بودجه، و ترجیحات سازمانی بستگی دارد [۱۱۶].

۲.۱ مجموعه نرم‌افزاری ESRI ArcGIS

ESRI (Environmental Systems Research Institute) به عنوان یک شرکت پیشرو در زمینه GIS، مجموعه‌ای جامع از نرم‌افزارها را توسعه داده است که به طور گسترده‌ای در برنامه‌ریزی شهری مورد استفاده قرار می‌گیرند [۱۴۸, ۱۰۷]. پیش از سوئیت ArcGIS، ESRI تمرکز خود را بر روی برنامه ایستگاه کاری Arc/INFO و چندین محصول مبتنی بر رابط کاربری گرافیکی مانند برنامه دسکتاپ ArcView GIS 3.x قرار داده بود [۸]. در ژانویه ۱۹۹۷، ESRI تصمیم گرفت پلتفرم نرم‌افزاری GIS خود را بازسازی کند و یک معماری نرم‌افزاری یکپارچه ایجاد کند [۸].

• ArcGIS Pro: این نرم‌افزار به عنوان جدیدترین و پیشرفته‌ترین محصول ESRI، یک برنامه ۶۴ بیتی است که برای پاسخگویی به نیازهای تحلیل و مدل‌سازی پیشرفته طراحی شده است [۱۳, ۲۰۵]. بسیاری از دوره‌های آموزشی GIS برای برنامه‌ریزان، مانند دوره‌های ارائه‌شده در دانشگاه فلوریدا و دانشگاه پورتلند استیت، بر آموزش مهارت‌های ضروری کار با ArcGIS Pro تمرکز دارند [۲۸, ۶۷, ۹۸]. ArcGIS Pro امکانات وسیعی را برای ناوبری نقشه، مدیریت داده‌های GIS (شامل دانلود، ذخیره‌سازی و وارد کردن)، و ساخت نقشه‌های پایه فراهم می‌کند [۳۸, ۷۶]. همچنین، این نرم‌افزار قابلیت‌های پیشرفته‌ای برای تحلیل مکانی ارائه می‌دهد، از جمله:
  • لایه‌های وکسل (Voxel layers): نمایش‌های سه‌بعدی از داده‌ها در فضا و زمان هستند که در یک فایل netCDF ذخیره می‌شوند [۱۲]. از لایه‌های وکسل برای تجسم لایه‌های پیچیده مانند داده‌های جوی و اقیانوسی یا مکعب‌های فضا-زمان استفاده می‌شود [۱۲]. این لایه‌ها برای تحلیل الگوهای فضایی داده‌ها در موقعیت‌های خاص به کار می‌روند [۱۲].
  • شبکه‌های ردیابی (Trace networks): برای ارزیابی مدل‌های اتصال‌پذیری مانند راه‌آهن استفاده می‌شوند [۱۲]. لبه‌ها و اتصالات به همراه ویژگی‌های شبکه برای درک حرکت کالاها در شبکه استفاده می‌شوند [۱۲].
  • تحلیل مناسب‌سازی تعاملی با استفاده از مدل‌ساز مناسب‌سازی جدید (Suitability Modeler): راهی برای یافتن مکان بهینه برای یک پروژه ساختمانی یا ابتکار مشابه است [۱۲]. این کار با تغذیه مدل با معیارهای خاص برای یافتن مناطقی که برای پروژه مناسب خواهند بود، انجام می‌شود [۱۲].
  • لایه‌های گرافیکی (Graphics layers): ویژگی‌های هندسی را ذخیره می‌کنند و نیازی به بودن در یک کلاس ویژگی برای تجسم ندارند [۱۲]. لایه‌های گرافیکی بر روی لایه‌های دیگر در یک نقشه قرار می‌گیرند تا هدف نقشه را بهتر نشان دهند [۱۲].
  • تنظیمات قطعات زمین (Parcel adjustment) با استفاده از تنظیم حداقل مربعات: راهی برای تنظیم بافت قطعات زمین برای یافتن موقعیت بهینه برای نقاط بافت قطعات زمین است [۱۲].
  • تحلیل پیوند (Link analysis): شبکه‌ای از اشیاء متصل را توسعه می‌دهد و الگوهای موجود را تعیین می‌کند [۱۲]. تحلیل پیوند برای یافتن الگوهای مهم در یک شبکه و یافتن الگوهای جدیدی که قبلاً ناشناخته بودند، انجام می‌شود [۱۲].
  • بازیابی پروژه (Project recovery): روشی خودکار برای ذخیره یک پروژه است تا کار از دست نرود [۱۲]. ArcGIS Pro همچنین از قابلیت‌هایی مانند مدیریت داده‌های جدولی، پیوستن و ارتباط دادن مجموعه داده‌های مکانی (Join and Relate)، ابزارهای انتخاب (مانند انتخاب بر اساس ویژگی‌ها و انتخاب بر اساس مکان)، و کار با سیستم‌های مختصات و پروجکشن‌ها پشتیبانی می‌کند [۳۹, ۳۵۴, ۳۵۵].
• ArcGIS Urban: این نرم‌افزار یک برنامه تجاری برنامه‌ریزی شهری است که توسط مرکز تحقیق و توسعه Esri زوریخ توسعه یافته است [۱۱]. ArcGIS Urban برای پشتیبانی از برنامه‌ریزان شهری، معماران، و ذینفعان در مدیریت پروژه‌های توسعه شهری، تجسم رشد آینده، و ارزیابی تأثیر تصمیمات برنامه‌ریزی طراحی شده است [۱۱]. این برنامه به کاربران امکان می‌دهد شهر خود را به صورت سه‌بعدی مدل‌سازی کنند و برنامه‌ها و پروژه‌ها را در زمینه مقررات منطقه‌بندی و کاربری اراضی، و همچنین معیارهای سفارشی مانند جمعیت، مصرف انرژی و پیامدهای مالی مطالعه کنند [۱۱]. ArcGIS Urban برای آزمایش سناریوهای ساخت و ساز، کد‌های کاربری زمین و منطقه‌بندی، و همچنین تحلیل‌های فضایی تعاملی مانند تحلیل سایه و دید استفاده می‌شود [۲۰۳, ۲۶۹]. این ابزار به شهرها کمک می‌کند تا تأثیرات توسعه را ارزیابی کنند، فرآیندهای سیاست‌گذاری را تسریع بخشند، و مشارکت شهروندان را افزایش دهند [۲۶۵, ۲۷۱, ۲۷۲]. به عنوان مثال، بخش برنامه‌ریزی سان فرانسیسکو از ArcGIS Urban برای تحلیل عرضه زمین موجود و تخمین ظرفیت آن برای مسکن و مشاغل جدید استفاده کرده است [۲۶۷]. همچنین، آژانس برنامه‌ریزی و توسعه بوستون (BPDA) از یک مدل دیجیتالی دوقلو برای بررسی تأثیر محدودیت‌های توسعه بر برنامه‌های شهری استفاده می‌کند [۲۶۸, ۲۶۹].
• ArcGIS CityEngine: این نرم‌افزار برای کارهای معمول برنامه‌ریزی شهری طراحی شده و در ایجاد طرح‌های شماتیک و اطمینان از مطابقت با مقررات منطقه‌بندی بسیار مؤثر است [۲۴۶]. CityEngine از تکنیک مدل‌سازی رویه‌ای (procedural modeling) استفاده می‌کند که امکان ایجاد شبکه‌های خیابانی و ساختمان‌های متنوع را فراهم می‌آورد [۲۲]. این نرم‌افزار به برنامه‌ریزان اجازه می‌دهد تا با تغییر پارامترها و قواعد شکل‌دهی، طراحی‌های شهری را به سرعت تغییر دهند و نتایج را در قالب گزارش‌های کلیدی مانند نسبت سطح زیربنا (FAR) مشاهده کنند [۲۴۷]. CityEngine در صنایع مختلفی فراتر از برنامه‌ریزی شهری نیز کاربرد دارد، از جمله توسعه بازی‌های ویدئویی (مانند Grand Theft Auto و Assassin’s Creed) و صنعت فیلم‌سازی (مانند Zootopia و Big Hero 6) [۲۳, ۲۴]. این نرم‌افزار از فرمت‌های سه‌بعدی استاندارد صنعتی متعددی پشتیبانی می‌کند و دارای رابط برنامه‌نویسی پایتون است [۲۰, ۲۱].
• سایر محصولات ArcGIS:
  • ArcGIS Desktop: شامل محصولاتی مانند ArcMap (که توسط ArcGIS Pro جایگزین شده و تا سال ۲۰۲۶ پشتیبانی می‌شود [۱۰])، ArcCatalog، ArcEditor، ArcScene، ArcGlobe و ArcReader می‌شود [۵, ۱۶]. اینها سطوح مختلفی از قابلیت‌ها را ارائه می‌دهند [۱۳].
  • ArcGIS Online: یک پلتفرم مبتنی بر وب است که برای به اشتراک‌گذاری اطلاعات جغرافیایی و ایجاد نقشه‌های تعاملی و StoryMaps استفاده می‌شود [۳۹, ۷۶, ۲۹۲].
  • ArcGIS Community Analyst و Business Analyst: ابزارهایی هستند که برای برنامه‌ریزان برای تولید گزارش‌ها، تحلیل‌ها، و دسترسی به داده‌های سرشماری و جمعیتی مفید هستند [۱۱۵].
  • ArcGIS Network Analyst: یک افزونه قدرتمند برای ArcGIS Pro است که کاربردهای متعددی در برنامه‌ریزی حمل‌ونقل دارد، از جمله تولید مناطق خدماتی مبتنی بر شبکه (مانند “نواحی پیاده‌روی” به/از ایستگاه‌های حمل‌ونقل عمومی)، تحلیل نزدیکترین تأسیسات (مفید برای برنامه‌ریزی اضطراری)، تحلیل کوتاه‌ترین مسیر، و تولید ماتریس‌های هزینه مبدأ-مقصد [۲۸۳].

۲.۲ QGIS: نرم‌افزار GIS متن‌باز

علاوه بر محصولات ESRI، QGIS (Quantum GIS) یک نرم‌افزار GIS قدرتمند و متن‌باز است که به طور فزاینده‌ای در میان متخصصان شهری، به ویژه در دوره‌های آموزشی متمرکز بر مهارت‌های عملی، محبوبیت یافته است [۸۰, ۸۳]. دوره‌هایی مانند “GIS و تحلیل مکانی برای متخصصان شهری” بر آموزش تکنیک‌های پیشرفته QGIS متمرکز هستند [۸۲]. مزایای QGIS شامل یادگیری کارآمد از نظر زمانی، افزایش فرصت‌های شغلی و درآمد (۱۵-۱۰٪ افزایش حقوق) و ارائه طیف وسیعی از خدمات حرفه‌ای است، زیرا مهارت‌های GIS به سرعت در زمینه شهری ضروری شده‌اند [۸۱, ۸۲].

QGIS قابلیت‌های متنوعی را برای برنامه‌ریزان فراهم می‌کند، از جمله:

• دانلود، نصب و راه‌اندازی QGIS: (نسخه 3.34 LTR توصیه می‌شود) [۹۴].
• وارد کردن داده‌ها از منابع مختلف: (فایل‌ها، پایگاه‌های داده، سرورها) [۹۴].
• تبدیل و تغییر فرمت‌های فایل داده: [۹۴].
• سازماندهی لایه‌ها با استفاده از گروه‌ها، زیرگروه‌ها و گروه‌بندی موضوعی: [۹۴].
• انتخاب و اعمال پروجکشن‌های نقشه و بازپروجکشن لایه‌ها: [۹۴].
• ایجاد، تکثیر و خروجی گرفتن از لایه‌ها: [۹۴].
• ویرایش، فیلتر کردن و انتخاب داده‌ها در جداول ویژگی: [۹۴].
• ایجاد، حذف و مدیریت فیلدها: [۹۴].
• اعمال سبک‌ها برای داده‌های مکانی: (نماد تکی، طبقه‌بندی‌شده، تدریجی) [۹۴].
• ذخیره، خروجی گرفتن و استفاده مجدد از سبک‌ها: [۹۴].
• تنظیم و مدیریت نقشه‌های پایه: [۹۴].
• ایجاد تجسم‌های پیشرفته: (نقشه‌های حرارتی، نماهای سه‌بعدی، سبک‌های مبتنی بر قانون) [۹۴].
• استفاده از ابزارهای ژئوپراسسینگ: (مانند بافر، برش، تقاطع) [۹۴].
• اعمال ابزارهای هندسی: (مانند مرکز ثقل، چندضلعی به خط) [۹۴].
• انجام تحلیل مکانی: (مانند شمارش نقاط، تقاطع خطوط، انتخاب مکانی) [۹۴].
• انجام محاسبات هندسی، حسابی و آماری: [۹۴].
• استفاده از عبارات و فرمول‌ها برای تحلیل داده: [۹۴].
• خروجی گرفتن از نقشه‌ها در فرمت‌های مختلف: (اندازه کاغذ، مقیاس، رزولوشن) [۹۴].
• بسته‌بندی و به اشتراک‌گذاری مؤثر پروژه‌های QGIS: [۹۴]. QGIS با پلاگین‌های متعدد خود، قابلیت‌های گسترده‌ای برای وارد کردن داده‌ها، کدگذاری جغرافیایی، جمع‌آوری نقاط مورد علاقه (POI)، مسیریابی و تحلیل مکانی ارائه می‌دهد [۹۵].

۲.۳ سایر نرم‌افزارها و ابزارها

علاوه بر ArcGIS و QGIS، نرم‌افزارهای دیگری نیز در برنامه‌ریزی شهری و مرتبط با GIS مطرح هستند:

• AutoCAD: برای کارهای مشاوره‌ای در بخش خصوصی، مهارت در AutoCAD می‌تواند یک مزیت مهم باشد، به ویژه برای نقشه‌برداران که ممکن است نیاز به تبدیل داده‌ها بین CAD و ArcGIS داشته باشند [۱۱۶].
• MapInfo: در برخی موارد، QGIS می‌تواند برای برخی کاربردها بهتر از ArcGIS عمل کند و داده‌ها را به راحتی بین QGIS و MapInfo به اشتراک بگذارد [۱۱۶].
• ArcIMS: (خدمات نقشه اینترنتی) در گذشته مورد تأکید ESRI برای برنامه‌های مبتنی بر وب بود، اما تمرکز جدید بر روی ArcGIS Server (که اکنون ArcGIS Enterprise نامیده می‌شود) و JavaScript APIs است [۹].

۲.۴ دسترسی و الزامات سیستمی

دانشجویان و متخصصان می‌توانند از طریق منابع دانشگاهی یا برنامه‌های صدور مجوز نرم‌افزار، به نرم‌افزارهای GIS دسترسی پیدا کنند [۲۰۴, ۲۰۵]. برای مثال، دانشجویان، اساتید و کارکنان دانشگاه مریلند به دوره‌های آنلاین رایگان ESRI دسترسی دارند [۲۲۲]. برای اجرای روان QGIS یا ArcGIS Pro، سیستم کامپیوتری با حداقل ۸ گیگابایت رم و کارت گرافیک اختصاصی برای مجموعه‌داده‌های بزرگ توصیه می‌شود [۹۶].

۳. کاربردهای GIS در برنامه‌ریزی شهری

سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی در طول بیش از چهار دهه، طیف وسیعی از کاربردها را در مطالعات و برنامه‌ریزی شهری توسعه داده‌اند [۱]. قابلیت‌های GIS در جمع‌آوری، مدیریت، تحلیل و نمایش داده‌های مکانی، آن را به ابزاری ضروری برای برنامه‌ریزی، تحلیل و سیاست‌گذاری در هر نهاد دولتی شهر یا شهرستان تبدیل کرده است [۱].

۳.۱ جمع‌آوری و مدیریت داده‌ها

فرآیند جمع‌آوری داده‌ها، اولین گام در استفاده از GIS است و شامل چندین روش می‌شود:

• تصاویر سنجش از دور (Remotely sensed data): داده‌های جمع‌آوری شده توسط حسگرهای متصل به سکوهایی مانند هواپیماها و ماهواره‌ها [۱۴۹]. این حسگرها شامل دوربین‌ها، اسکنرهای دیجیتال و لیدار (LiDAR) هستند [۱۴۹]. هلیکایت‌ها (ترکیبی از کایت و بالون) نیز در اواسط دهه ۱۹۹۰ در انگلستان برای اولین بار از دوربین‌های دیجیتال هوابرد فشرده به عنوان سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی هوابرد استفاده کردند و داده‌های دقیق‌تری را با هزینه کمتر جمع‌آوری می‌کنند [۱۴۹].
• داده‌های دیجیتالی‌شده: نقشه‌های کاغذی یا فیلم PET موجود را می‌توان دیجیتالی یا اسکن کرد تا داده‌های دیجیتالی تولید شود [۱۵۰]. یک دیجیتایزر داده‌های برداری را تولید می‌کند، در حالی که اسکن یک نقشه منجر به داده‌های رستری می‌شود که می‌تواند برای تولید داده‌های برداری پردازش شود [۱۵۰].
• GPS (سیستم موقعیت‌یاب جهانی): ابزارهایی مانند دستگاه‌های GPS نیز برای جمع‌آوری داده‌های مکانی در زمینه استفاده می‌شوند [۲۲۵].
• وارد کردن داده‌ها: داده‌ها می‌توانند از فرمت‌های مختلفی مانند Shapefile، GeoPackage، صفحات گسترده (Spreadsheets) و فایل‌های متنی (Text Files) وارد شوند [۲۲۴]. صفحات گسترده و فایل‌های متنی می‌توانند حاوی مختصات طول و عرض جغرافیایی (lat/long یا x,y) باشند که آنها را به داده‌های مکانی تبدیل می‌کند [۲۲۴]. همچنین، آنها می‌توانند حاوی یک کد جغرافیایی (geocode) برای پیوند به یک واحد اداری باشند [۲۲۴]. GeoPackage یک فرمت متن‌باز است که چندین Shapefile، شبکه‌ها و غیره را ذخیره می‌کند و بسته‌بندی تمام داده‌ها برای یک پروژه را آسان می‌کند [۲۲۴].
• ایجاد داده‌های خود: برنامه‌ریزان می‌توانند با استفاده از ابزارهای رقومی‌سازی (Digitize)، ابزارهای GPS یا ایجاد لایه‌های دستی (Manual overlays) داده‌های مکانی خود را تولید کنند [۲۲۵].

مدیریت داده‌ها در GIS شامل سازماندهی و نگهداری اطلاعات مکانی است. این امر شامل کار با جداول ویژگی (attribute tables) است که اطلاعات توصیفی مرتبط با ویژگی‌های جغرافیایی را ذخیره می‌کنند [۳۸۰]. برنامه‌ریزان می‌توانند اطلاعات را در جداول ویژگی ویرایش، فیلتر و فیلدهای جدید ایجاد کنند [۸۴]. همچنین، جداول را می‌توان بر اساس یک فیلد مشترک به یکدیگر پیوند داد (Join)، که این امکان دسترسی به اطلاعات توصیفی بیشتر درباره ویژگی‌ها را فراهم می‌کند [۳۹, ۲۲۵].

۳.۲ تحلیل مکانی (Spatial Analysis)

تحلیل مکانی یکی از قدرتمندترین قابلیت‌های GIS است که به برنامه‌ریزان امکان می‌دهد الگوها، روابط و روندهای مکانی را در داده‌ها شناسایی کنند [۲۰۹]. این بخش شامل طیف وسیعی از تکنیک‌ها و ابزارها است:

• تحلیل عوارض زمین (Terrain Analysis):

  • شیب یا گرادیان (Slope or grade): تندی یا شیب یک واحد از عوارض زمین، که معمولاً به صورت زاویه بر حسب درجه یا درصد اندازه‌گیری می‌شود [۱۵۲].
  • جهت شیب (Aspect): جهت‌گیری یک واحد از عوارض زمین، که معمولاً بر حسب درجه از شمال بیان می‌شود [۱۵۲].
  • برش و پر کردن (Cut and fill): محاسبه تفاوت بین سطح قبل و بعد از یک پروژه حفاری برای تخمین هزینه‌ها [۱۵۲].
  • مدل‌سازی هیدرولوژیکی (Hydrological modeling): می‌تواند عنصر مکانی را فراهم کند که سایر مدل‌های هیدرولوژیکی فاقد آن هستند، با تحلیل متغیرهایی مانند شیب، جهت شیب و حوضه آبریز [۱۵۲]. تحلیل عوارض زمین برای هیدرولوژی اساسی است، زیرا آب همیشه به سمت پایین شیب جریان می‌یابد [۱۵۲].
  • تحلیل دید (Viewshed analysis): تأثیر عوارض زمین بر دید بین مکان‌ها را پیش‌بینی می‌کند، که به ویژه برای ارتباطات بی‌سیم مهم است [۱۵۲].
  • سایه روشن (Shaded relief): نمایش سطح به گونه‌ای که گویی یک مدل سه‌بعدی از یک جهت خاص روشن شده است، که در نقشه‌ها بسیار رایج است [۱۵۲].

• تحلیل داده‌ها (Data Analysis):

  • GIS می‌تواند برای نمایش ویژگی‌های دو و سه‌بعدی سطح زمین، زیر سطح زمین و جو از نقاط اطلاعاتی استفاده شود [۱۵۳]. برای مثال، GIS می‌تواند به سرعت نقشه‌ای با خطوط ایزوپلث (isopleth) یا کانتور تولید کند که مقادیر مختلف بارندگی را نشان می‌دهد [۱۵۳].
  • درون‌یابی (Interpolation): فرآیندی است که طی آن یک سطح، معمولاً یک مجموعه داده رستری، از طریق ورود داده‌های جمع‌آوری شده در تعدادی از نقاط نمونه ایجاد می‌شود [۱۵۴]. درون‌یابی برای پیش‌بینی رفتار ذرات، نقاط و مکان‌هایی که مستقیماً قابل اندازه‌گیری نیستند، مورد نیاز است [۱۵۴].
  • تحلیل چندمعیاره تصمیم‌گیری (Multi-criteria decision analysis): برای ارزیابی پتانسیل زمین‌گرمایی یا سایر منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌شود [۱۵۳, ۵۵].
  • کدگذاری جغرافیایی (Geocoding): فرآیند تبدیل آدرس‌های توصیفی به داده‌های مکانی (نقاط روی نقشه) است [۴۰, ۳۵۵]. این فرآیند امکان تجسم و تحلیل داده‌های آدرس‌محور را فراهم می‌کند [۴۰].
  • کدگذاری جغرافیایی معکوس (Reverse geocoding): فرآیند بازگرداندن یک شماره آدرس خیابانی تخمینی مرتبط با یک مختصات داده شده است [۱۵۵].

• ابزارهای ژئوپراسسینگ (Geoprocessing Tools):

• این ابزارها برای دستکاری و تحلیل داده‌های مکانی استفاده می‌شوند و در دوره‌های مختلف GIS آموزش داده می‌شوند [۱]. مثال‌هایی از این ابزارها شامل:
  • ادغام (Dissolve): برای ادغام ویژگی‌های مجاور بر اساس یک ویژگی مشترک [۳۵۵].
  • برش (Clip): برای استخراج ویژگی‌ها از یک لایه ورودی که در داخل مرزهای یک لایه دیگر قرار دارند [۳۵۵].
  • ادغام (Merge) و افزودن (Append): برای ترکیب دو یا چند مجموعه داده در یک مجموعه داده جدید [۳۵۵].
  • تقاطع (Intersect): برای ایجاد یک لایه جدید از قسمت‌هایی از ویژگی‌های ورودی که با یکدیگر همپوشانی دارند [۷۷, ۳۵۵].
  • اتحاد (Union): برای ترکیب ویژگی‌ها از دو یا چند لایه ورودی در یک لایه جدید، حفظ تمام ویژگی‌ها و ویژگی‌های آنها [۷۷, ۳۵۵].
  • بافر (Buffer): برای ایجاد مناطق بافر (حریم) در اطراف ویژگی‌ها [۳۵۵].

• تحلیل شبکه (Network Analysis):

• ابزارهایی مانند ArcGIS Network Analyst برای تحلیل‌های پیچیده حمل‌ونقل و برنامه‌ریزی اضطراری استفاده می‌شوند [۲۸۳, ۳۳۶]. این ابزارها امکاناتی مانند تولید مناطق خدماتی (مثلاً “walk-sheds” یا نواحی دسترسی پیاده‌روی از ایستگاه‌های حمل‌ونقل عمومی)، تحلیل نزدیکترین تأسیسات، کوتاه‌ترین مسیر، و تولید ماتریس‌های هزینه مبدأ-مقصد را فراهم می‌کنند [۲۸۳].
• تحلیل پیوند (Link Analysis): شبکه‌ای از اشیاء متصل را توسعه می‌دهد و الگوهای موجود در آن را تعیین می‌کند [۱۲]. این تحلیل برای یافتن مسیرهای کوتاه‌تر بین گره‌ها، نمایش گره‌هایی با قوی‌ترین ارتباطات، و یافتن گره‌های نزدیک به یکدیگر استفاده می‌شود [۱۲].
• مدل‌سازی مناسب‌سازی (Suitability Modeling): با استفاده از QGIS یا ArcGIS Pro، می‌توان مدل‌های مناسب‌سازی تعاملی ایجاد کرد که به برنامه‌ریزان کمک می‌کند مکان‌های بهینه برای پروژه‌های ساختمانی یا سایر ابتکارات را پیدا کنند [۱۲, ۴۰, ۱۱۱, ۲۳۴]. این فرآیند شامل تبدیل داده‌ها (بردار به رستر)، طبقه‌بندی مجدد داده‌ها و استفاده از Raster Calculator است [۴۱].

۳.۳ نمایش و نقشه‌نگاری

GIS نه تنها برای تحلیل داده‌ها، بلکه برای نمایش نتایج تحلیل‌ها به صورت بصری و قابل فهم نیز کاربرد دارد [۱۵۶]. این بخش شامل:

• طراحی نقشه (Map Design) و نمادگذاری (Symbology): ایجاد نقشه‌های جذاب، خوانا و مفید از طریق تمرین‌های نقشه‌نگاری خوب [۳۶۲]. این شامل انتخاب نمادها، رنگ‌ها، اندازه‌ها و زوایا، و همچنین اضافه کردن نمادهای خاص‌تر به فهرست شما می‌شود [۲۱۲].
• لیبل‌گذاری (Labeling): شامل لیبل‌های پویا (Dynamic labels)، تعاملی (Interactive) و حاشیه‌نویسی (Annotation) است [۲۱۳]. لیبل‌های پویا به صورت خودکار ایجاد و تنظیم می‌شوند و نرم‌افزار ArcGIS Pro بر اساس مقیاس، آنها را تنظیم می‌کند تا قابل مشاهده باشند و معمولاً همپوشانی ندارند [۲۱۳].
• لایه‌ها و مقیاس (Layers and Scale): در نمای نقشه، لایه‌ها می‌توانند روشن یا خاموش شوند تا دیداری بودن آنها کنترل شود [۲۰۶]. مقیاس نقشه، مقدار اطلاعاتی که می‌تواند بدون شلوغی نقشه نمایش داده شود را تعیین می‌کند و با بزرگ‌نمایی و کوچک‌نمایی به صورت پویا تغییر می‌کند [۲۰۷].
• نقشه‌برداری بر اساس دسته (Mapping by Category) و مقادیر منحصر به فرد (Unique Values): می‌توان رنگ‌های مختلفی را بر اساس مقادیر در جدول ویژگی اختصاص داد تا هر منطقه با رنگی متفاوت نمایش داده شود [۲۱۷].
• رنگ‌های تدریجی (Graduated Colors): برای نمایش تغییرات داده‌ها بر اساس مقادیر عددی مانند جمعیت یا تعداد زنان استفاده می‌شود، جایی که رنگ‌های روشن‌تر نشان‌دهنده مقادیر کمتر و رنگ‌های تیره‌تر نشان‌دهنده مقادیر بیشتر هستند [۲۱۸].
• طبقه‌بندی مجدد داده‌ها (Reclassifying Data): روش‌های مختلف طبقه‌بندی مانند Natural Breaks، Quantile، Equal Interval و Standard Deviations به برنامه‌ریزان امکان می‌دهد داده‌ها را به صورت‌های مختلفی گروه‌بندی و نمایش دهند تا الگوها و تفاوت‌های موجود در داده‌ها برجسته شوند [۲۱۹, ۲۲۰].
• طرح‌بندی‌ها (Layouts): برای ایجاد ارائه با کیفیت حرفه‌ای استفاده می‌شوند که می‌توانند شامل جداول و نمودارها باشند [۲۲۱].

۳.۴ کاربردهای خاص در برنامه‌ریزی شهری

GIS تقریباً در هر زمینه‌ای از برنامه‌ریزی شهری کاربرد دارد [۱].

• بهداشت عمومی (Public Health): GIS می‌تواند برای تحلیل و نمایش داده‌های مرتبط با سلامت جامعه، از جمله توزیع بیماری‌ها، دسترسی به خدمات بهداشتی، و عوامل محیطی مؤثر بر سلامت، استفاده شود [۳, ۱۴۳].
• پیشگیری از جرم از طریق طراحی محیطی (Crime Prevention through Environmental Design – CPTED): تحلیل‌های مکانی می‌توانند برای شناسایی نقاط گرم جرم و طراحی فضاهای شهری به منظور کاهش فرصت‌های وقوع جرم استفاده شوند [۴].
• مدیریت اضطراری (Emergency Management): GIS نقش مهمی در واکنش به بلایا، بهبود آگاهی موقعیتی و امکان تصمیم‌گیری سریع و مؤثر دارد [۴, ۱۵۹].
• برنامه‌ریزی منطقه‌ای مرزی (Border Region Planning): برای تحلیل چالش‌ها و فرصت‌های برنامه‌ریزی در مناطق مرزی [۴].
• پروژه‌های توسعه مسکن: GIS می‌تواند به برنامه‌ریزان کمک کند تا سناریوهای توسعه را ایجاد و آزمایش کنند و تأثیر پیکربندی‌های مختلف ارتفاع ساختمان و تراکم مسکونی را بر تعداد واحدهای مسکونی بسنجند [۴۰۴].
• زون‌بندی و کاربری اراضی: GIS به برنامه‌ریزان امکان می‌دهد تا طرح‌های زون‌بندی و کاربری اراضی را مدیریت و ارزیابی کنند، تغییرات پیشنهادی را مدل‌سازی کنند و تأثیرات آن بر جامعه را مشاهده کنند [۱۱, ۱۶۸, ۲۶۶].
• حمل‌ونقل: GIS برای شناسایی الگوهای حمل‌ونقل، تحلیل ترافیک، و برنامه‌ریزی برای بهبود زیرساخت‌های حمل‌ونقل عمومی و دوچرخه‌سواری استفاده می‌شود [۴۵, ۴۵۱].
• محیط زیست: از GIS در مدیریت محیطی، مدل‌سازی و برنامه‌ریزی محیطی استفاده می‌شود [۵۱, ۱۵۹]. این شامل ارزیابی تأثیرات محیطی توسعه و برنامه‌ریزی برای حفاظت از منابع طبیعی است [۵۵].

۴. آموزش و توسعه مهارت‌های GIS برای برنامه‌ریزان

مهارت‌های GIS به سرعت در حال تبدیل شدن به یک ضرورت برای متخصصان در زمینه شهری است [۸۱, ۸۲]. به همین دلیل، بسیاری از دانشگاه‌ها و پلتفرم‌های آموزشی، دوره‌های جامعی را برای آموزش این مهارت‌ها به دانشجویان و متخصصان برنامه‌ریزی شهری ارائه می‌دهند.

۴.۱ دوره‌های دانشگاهی

دانشگاه‌های متعددی دوره‌هایی را در زمینه GIS برای برنامه‌ریزی شهری ارائه می‌دهند که نشان‌دهنده اهمیت این مهارت‌ها در محیط دانشگاهی و حرفه‌ای است:

• دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو (UCSD): دوره USP 191: GIS for Urban and Community Planning، دانشجویان را با سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی و طیف وسیعی از کاربردها در مطالعات و برنامه‌ریزی شهری آشنا می‌کند [۱]. این دوره شامل سخنرانی‌های کلاسی، مطالعه خارج از کلاس، و یادگیری عملی با استفاده از نرم‌افزار ArcView (ESRI) و سایر سیستم‌های GIS مبتنی بر وب عمومی است [۱].
• دانشگاه فلوریدا (UF): دوره‌های URP 6270: Introduction to Planning Information Systems و URP 6223: Introduction to Urban Analytics بر آموزش مفاهیم و اصول GIS و مهارت‌های ضروری کار با ArcGIS Pro تأکید دارند [۲۸, ۶۷, ۳۲۱]. این دوره‌ها هم جنبه نظری و هم عملی دارند و دانشجویان از طریق ویدئوهای ضبط شده، دموها، تمرین‌های عملی و تکالیف خانگی، مفاهیم را یاد می‌گیرند و به کار می‌برند [۶۹].
• دانشگاه پورتلند استیت (Portland State University): دوره‌های USP 531 و USP 436/536: GIS for Planners یک مرور کلی از استفاده، کاربرد و نمایش داده‌های جغرافیایی خاص برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ای ارائه می‌دهند [۹۸, ۲۳۸]. این دوره‌ها بر تحلیل مکانی و توسعه مهارت‌های تفکر انتقادی برای ارزیابی روش‌های تحلیل مکانی و نمایش داده‌ها تأکید دارند [۹۹].
• دانشگاه واشنگتن (University of Washington): دوره URBDP 404/504: Introduction to Geographic Information Systems (GIS) شامل ۹ تکلیف آزمایشگاهی و یک گزارش سیاستی است که در آن دانشجویان داده‌های مکانی را جمع‌آوری، پردازش و تحلیل می‌کنند [۲۷۶, ۲۷۷].
• دانشگاه ایالتی سن خوزه (San José State University): دوره URBP-279: Advanced GIS for Urban Planning بر بررسی پیشرفته کاربردهای GIS در موضوعات برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ای تمرکز دارد [۲۸۲]. این دوره شامل ماژول‌هایی در زمینه علم داده‌های مکانی، تحلیل ژئومکانی، و پروژه‌های مشاوره با مشتریان واقعی است [۲۹۱, ۲۹۲, ۲۹۳, ۲۹۴].
• دانشگاه یوتا (University of Utah): دوره‌های CMP 4450/6450: GIS for Urban Ecologists و REDEV 6450: GIS in Planning مفاهیم بنیادی لازم برای درک سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی، از جمله هدف، سخت‌افزار، نرم‌افزار، پایگاه‌های داده و کاربرد آنها را معرفی می‌کنند [۱۳۱].
• دانشگاه کلرادو دنور (University of Colorado Denver): دوره URPL 6250: GIS for Urban Planning یک مقدمه سریع به GIS با تمرکز بر تحلیل‌های مکانی برای برنامه‌ریزی شهری ارائه می‌دهد [۳۶۱].

۴.۲ منابع آموزشی و مهارت‌های مورد نیاز

دوره‌های آموزشی GIS برای برنامه‌ریزان غالباً ترکیبی از یادگیری نظری و عملی هستند [۱, ۲۸, ۶۹]. متون درسی و منابع کلیدی شامل:

• کتاب‌های مورد نیاز مانند “GIS for the Urban Environment” اثر Maantay و Ziegler [۱] و “GIS Tutorial for ArcGIS Pro 3.1” اثر Gorr و Kurland [۱۰۰].
• مقالات و مطالب تکمیلی که در کلاس ارائه می‌شوند یا توسط دانشجویان تهیه می‌گردند [۱].
• منابع آنلاین مانند ESRI Virtual Campus [۳, ۴] که ماژول‌های آموزشی مختلفی را پوشش می‌دهند، از جمله “Getting Started With ArcGIS Desktop”، “Creating Map Symbology” و “Getting Started with GIS Analysis” [۳, ۴]. همچنین، دوره‌های آنلاین رایگان ArcGIS Online نیز منبع خوبی برای درک مبانی هستند [۱۱۸].
• مستندات نرم‌افزار QGIS نیز برای استفاده عملی در دسترس است [۲۳۴].

برنامه‌ریزان مشتاق باید مهارت‌های خاصی را توسعه دهند تا در بازار کار رقابتی باقی بمانند:

• باز کردن و خروجی گرفتن داده‌ها: توانایی باز کردن داده‌ها در ArcGIS Desktop و خروجی گرفتن آنها در فرمت‌هایی مانند CSV یا Excel [۱۱۶].
• پرس و جو از پایگاه داده: قابلیت پرس و جو از پایگاه‌های داده برای استخراج اطلاعات دقیق [۱۱۶].
• تبدیل داده‌ها: تبدیل داده‌ها بین فرمت‌های CAD، ArcGIS Desktop و ArcGIS Pro، و Adobe [۱۱۶].
• نقشه‌کشی و رقومی‌سازی (Drafting and Digitization): یادگیری اصول اولیه نقشه‌کشی و رقومی‌سازی می‌تواند در طرح‌ریزی طرح‌ها و مفاهیم کمک شایانی کند [۱۱۷].
• آمار: درک آمار برای نوشتن پروپوزال‌های گرنت (Grant writing) و تحلیل‌های جمعیتی و بازاریابی بسیار مهم است [۱۱۷].

۴.۳ چالش‌ها و انتقادات

با وجود مزایای فراوان، GIS و نرم‌افزارهای آن با چالش‌ها و انتقاداتی نیز روبرو هستند:

• قیمت بالا: یکی از انتقادات اصلی، قیمت بالای محصولات ESRI است [۱۴].
• فرمت‌های اختصاصی: فرمت‌های اختصاصی ESRI می‌تواند باعث دشواری در انتقال داده‌ها بین نرم‌افزارهای ESRI و سایر نرم‌افزارهای GIS شود [۱۴].
• سوء استفاده: GIS می‌تواند برای تحریف واقعیت به منظور منافع فردی و سیاسی مورد سوء استفاده قرار گیرد [۱۶۰].
• اخلاق: تولید، توزیع، استفاده و نمایش اطلاعات جغرافیایی تا حد زیادی به زمینه اجتماعی مرتبط است و پتانسیل افزایش اعتماد شهروندان به دولت را دارد [۱۶۰]. موضوعات مرتبط دیگر شامل بحث درباره حق کپی‌رایت، حریم خصوصی و سانسور است [۱۶۰].

نتیجه‌گیری

سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) به ابزاری جدایی‌ناپذیر در برنامه‌ریزی شهری مدرن تبدیل شده‌اند که به برنامه‌ریزان امکان می‌دهند تا با چالش‌های پیچیده شهری به روشی داده‌محور و مکانی برخورد کنند [۲۶۵]. از جمع‌آوری دقیق داده‌ها و مدیریت کارآمد آنها تا انجام تحلیل‌های مکانی پیشرفته و ایجاد تجسم‌های بصری قدرتمند، GIS در هر مرحله از فرآیند برنامه‌ریزی نقش حیاتی ایفا می‌کند [۱]. نرم‌افزارهایی مانند ArcGIS Pro با قابلیت‌های مدل‌سازی سه‌بعدی و تحلیلی خود، و ArcGIS Urban با توانایی‌های شبیه‌سازی سناریوهای توسعه و ارزیابی تأثیرات، به برنامه‌ریزان کمک می‌کنند تا تصمیمات آگاهانه‌تری بگیرند [۱۱, ۲۸۳]. CityEngine با مدل‌سازی رویه‌ای خود امکان طراحی سریع و تطبیق با مقررات را فراهم می‌کند، در حالی که QGIS به عنوان یک گزینه متن‌باز، دسترسی گسترده‌ای به ابزارهای تحلیل مکانی را ممکن می‌سازد [۲۲, ۸۰].

در نهایت، آموزش جامع و مستمر در زمینه GIS برای نسل جدید برنامه‌ریزان ضروری است تا بتوانند از پتانسیل کامل این فناوری برای ایجاد شهرهای پایدار، کارآمد و عادلانه بهره ببرند [۸۱, ۸۲]. با پیشرفت‌های مداوم در فناوری‌های GIS و داده‌های مکانی، نقش این سیستم‌ها در شکل‌دهی به آینده شهرها همچنان پررنگ‌تر خواهد شد، و به برنامه‌ریزان این قدرت را می‌دهد که فراتر از نقشه‌های دو‌بعدی عمل کرده و به صورت سه‌بعدی با واقعیت شهری تعامل داشته باشند [۲۶۵].

نکات کلیدی

• اهمیت GIS: سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی برای برنامه‌ریزی، تحلیل و سیاست‌گذاری در نهادهای دولتی شهر و شهرستان ضروری هستند [۱].
• اجزای اصلی GIS: شامل جمع‌آوری داده، مدیریت، تحلیل و نمایش داده‌های مکانی است [۱].
• نرم‌افزارهای پیشرو: ArcGIS Pro، ArcGIS Urban، CityEngine (از ESRI) و QGIS (متن‌باز) ابزارهای اصلی مورد استفاده در برنامه‌ریزی شهری هستند [۶۷, ۱۱, ۲۲, ۸۰].
• قابلیت‌های ArcGIS Pro: پشتیبانی از لایه‌های وکسل، شبکه‌های ردیابی، مدل‌سازی مناسب‌سازی، تحلیل پیوند و بازیابی پروژه [۱۲].
• کاربرد ArcGIS Urban: مدیریت پروژه‌های توسعه، تجسم رشد آینده، ارزیابی تأثیر تصمیمات برنامه‌ریزی، و مدل‌سازی سه‌بعدی شهری [۱۱].
• کاربرد CityEngine: طراحی شماتیک شهری، اطمینان از مطابقت با مقررات زون‌بندی، و استفاده در توسعه بازی و فیلم‌سازی [۲۴۶, ۲۳, ۲۴].
• نقش QGIS: یک جایگزین قدرتمند و متن‌باز برای تحلیل‌های شهری، با تمرکز بر مهارت‌های عملی و افزایش فرصت‌های شغلی [۸۰, ۸۱].
• انواع تحلیل مکانی: شامل تحلیل عوارض زمین (شیب، جهت شیب)، تحلیل مناسب‌سازی چندمعیاره، کدگذاری جغرافیایی، و تحلیل شبکه [۱۵۲, ۴۶, ۴۰, ۱۱۱].
• مدیریت داده: شامل کار با جداول ویژگی، پیوستن و ارتباط دادن داده‌ها، و وارد کردن از فرمت‌های مختلف (Shapefile, GeoPackage, CSV) [۳۸, ۷۶, ۲۲۴, ۲۲۵].
• نقشه‌نگاری و تجسم: شامل طراحی نقشه، نمادگذاری، لیبل‌گذاری، و ایجاد طرح‌بندی‌های حرفه‌ای [۲۱۱, ۲۱۲, ۲۱۳, ۲۲۱].
• تحلیل‌های پیشرفته: شامل تحلیل الگو و خوشه‌بندی، یادگیری عمیق و تشخیص شیء از تصاویر [۲۹۲].
• مهارت‌های مورد نیاز برای برنامه‌ریزان: علاوه بر نرم‌افزارهای GIS، مهارت‌هایی در آمار، نقشه‌کشی، رقومی‌سازی و مدیریت پایگاه داده نیز توصیه می‌شود [۱۱۶, ۱۱۷].
• انتقادات: شامل قیمت بالای نرم‌افزارهای اختصاصی و چالش‌های انتقال داده بین پلتفرم‌ها [۱۴].

سوالات تفکر برانگیز

1. با توجه به پیشرفت‌های اخیر در هوش مصنوعی و داده‌های بزرگ، چگونه انتظار دارید نقش GIS در برنامه‌ریزی شهری در دهه آینده تغییر کند؟ آیا این تغییرات منجر به کاهش یا افزایش نیاز به متخصصان GIS خواهند شد؟
2. “مدل‌سازی رویه‌ای” در CityEngine چه مزایا و معایبی برای برنامه‌ریزان شهری در مقایسه با روش‌های سنتی مدل‌سازی سه‌بعدی دارد؟ آیا این روش می‌تواند پیچیدگی‌های غیرمنتظره در طراحی شهری را به درستی منعکس کند؟
3. با توجه به انتقاداتی که درباره قیمت بالا و فرمت‌های اختصاصی نرم‌افزارهای GIS مطرح شده است، آیا نرم‌افزارهای متن‌باز مانند QGIS می‌توانند به طور کامل جایگزین راه‌حل‌های تجاری شوند، به ویژه در پروژه‌های بزرگ شهری؟ چه موانعی بر سر راه این جایگزینی وجود دارد؟
4. مفهوم “دوقلوی دیجیتال” در ArcGIS Urban چه پتانسیل‌هایی برای بهبود مشارکت شهروندان در فرآیندهای برنامه‌ریزی شهری دارد؟ آیا این فناوری می‌تواند به شفافیت بیشتر در تصمیم‌گیری‌های دولتی منجر شود؟
5. با توجه به اهمیت فزاینده تحلیل مکانی در برنامه‌ریزی شهری، چگونه می‌توان اطمینان حاصل کرد که داده‌های مکانی جمع‌آوری‌شده (هم از منابع سنتی و هم از طریق حسگرها و شبکه‌های اجتماعی) دقیق، کامل، و بدون سوگیری باشند تا تصمیمات برنامه‌ریزی به درستی اتخاذ شوند؟
6. مسئله “عدم قطعیت انتشار یافته” در تحلیل‌های GIS چه پیامدهایی برای دقت و اعتماد به نتایج تحلیل‌های مکانی در پروژه‌های برنامه‌ریزی شهری دارد؟ چگونه می‌توان این عدم قطعیت را به طور مؤثر مدیریت و به ذینفعان منتقل کرد؟

---