سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) چیست؟مفاهیم کلیدی،بنیادی و اساسی

به طور خلاصه:

داده های بدون مرجع مکانی زمینه جغرافیایی را ارائه نمی دهند. و بدون زمینه جغرافیایی، نمی توانید به طور کامل دنیایی را که امروز در آن زندگی می کنیم، درک کنید.

به همین دلیل است که ما به سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) نیاز داریم و چگونه تأثیر قابل‌توجهی در زندگی روزمره ما می‌گذارد (که حتی ممکن است متوجه آن نشوید).

نقشه برداری GIS چیست؟

نقشه برداری GIS تصاویری از اطلاعات مکانی را تولید می کند. 4 ایده اصلی سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) عبارتند از:

• ایجاد داده های جغرافیایی
• آن را در پایگاه داده مدیریت کنید.
• تجزیه و تحلیل کنید و الگوها را پیدا کنید.
• آن را روی نقشه تجسم کنید.

از آنجایی که مشاهده و تجزیه و تحلیل داده ها روی نقشه ها بر درک ما از داده ها تأثیر می گذارد، می توانیم با استفاده از GIS تصمیمات بهتری بگیریم.

به ما کمک می کند بفهمیم کجاست . تجزیه و تحلیل ساده می شود. پاسخ ها روشن می شود.

کاربردهای GIS چیست؟

هر روز، GIS میلیون ها تصمیم را در سراسر جهان مانند این 1000 برنامه GIS قدرت می دهد . این تاثیر زیادی در زندگی ما می گذارد و شما حتی ممکن است متوجه نباشید. به عنوان مثال، ما از GIS برای موارد زیر استفاده می کنیم:

• مشخص کردن مکان‌های فروشگاه جدید
• گزارش قطع برق
• تحلیل الگوهای جرم و جنایت
• مسیریابی در ناوبری خودرو
• پیش بینی و پیش بینی آب و هوا

جغرافیا را با نقشه ها تجسم کنید

فکر کنم موافق باشی:

تجسم مختصات طول و عرض جغرافیایی از یک صفحه گسترده واقعاً سخت است.

اما وقتی این موقعیت ها را روی نقشه اضافه می کنید، ناگهان صفحات گسترده زنده می شوند.

به این دلیل که نقشه ها درک اطلاعات جغرافیایی را آسان تر می کنند.

وقتی زمینه جغرافیایی دارید، نه تنها مکان آنها را در نقشه می بینید. ولی تو می توانی:

• فاصله نقاط از یکدیگر را محاسبه کنید
• بررسی کنید که آیا نقاط برای الگوها و روندها دسته بندی شده اند یا خیر
• مسیر بهینه بین شهرها را پیدا کنید

اجزای سیستم های اطلاعات جغرافیایی

3 جزء اصلی سیستم های اطلاعات جغرافیایی عبارتند از:

1. DATA: GIS داده های مکان را به عنوان لایه های موضوعی ذخیره می کند . هر مجموعه داده دارای یک جدول ویژگی است که اطلاعات مربوط به ویژگی را ذخیره می کند. دو نوع اصلی داده های GIS شطرنجی و برداری هستند :

Raster
Raster شبیه شبکه است زیرا داده ها را در ردیف ها و ستون ها ذخیره می کند. آنها می توانند گسسته یا پیوسته باشند. به عنوان مثال، ما اغلب پوشش زمین، داده های دما و تصاویر را به عنوان داده های شطرنجی نشان می دهیم.

بردارها
نقاط، خطوط و چندضلعی هایی با راس هستند. به عنوان مثال، شیرهای آتش نشانی، خطوط و مرزهای اداری اغلب بردار هستند.

2. سخت افزار: سخت افزار نرم افزار GIS را اجرا می کند. این می تواند هر چیزی از سرورهای قدرتمند، تلفن های همراه یا یک ایستگاه کاری شخصی GIS باشد. CPU اسب کاری شما است و پردازش داده نام بازی است. نمایشگرهای دوگانه، فضای ذخیره‌سازی اضافی، و کارت‌های پردازش گرافیکی واضح نیز در GIS ضروری هستند.

3. نرم افزار: ArcGIS و QGIS پیشرو در نرم افزار GIS هستند. نرم افزار GIS در تحلیل فضایی با استفاده از ریاضی در نقشه ها تخصص دارد. برای اندازه گیری، کمیت و درک دنیای ما، جغرافیا را با فناوری مدرن ترکیب می کند.

تصمیم گیری با تجزیه و تحلیل فضایی

پیش از این هرگز مسائل مبرم‌تری که نیاز به دیدگاه جغرافیایی داشته باشد نداشتیم. به عنوان مثال، تغییرات آب و هوایی ، بلایای طبیعی و جمعیت، همگی ماهیت جغرافیایی دارند. این مسائل جهانی نیاز به دانش مبتنی بر مکان دارند که فقط می تواند از یک GIS حاصل شود.

بسیاری از مردم فکر می کنند GIS فقط در مورد “ساخت نقشه” است. اما ما از قدرت GIS به دلیل بینش تحلیل فضایی استفاده می کنیم. ما از تحلیل فضایی از طریق ریاضی در نقشه ها استفاده می کنیم. تجزیه و تحلیل فضایی با نقشه های کاغذی دشوار است، بنابراین به GIS نیاز داریم. در اینجا نمونه هایی از تحلیل فضایی آورده شده است:

بافر:

ابزار بافر یک چند ضلعی در اطراف ویژگی ها در فاصله تعیین شده ایجاد می کند. با ایجاد بافرها، می توانید ویژگی های اطراف را که در بافرها هستند، بیابید.

نقطه داغ:

نقاط داغ مناطقی را برجسته می کنند که دارای مجموعه ای از نقاط هستند. در حالی که نقاط سرد دارای تراکم کمی از نقاط هستند.

شغل خود را در ژئوماتیک بسازید

این نقل قول به این معنی است که اگر 80٪ از کل داده های دولتی را در نظر بگیرید، 80٪ دارای یک زمینه جغرافیایی است. این نقل قول از رابرت ویلیامز در مقاله خود “فروش سیستم اطلاعات جغرافیایی به سیاستگذاران دولتی” نشأت گرفته است.[ 1 ]

اما اخیراً، محققان این درصد را در سال 2012 به 60 درصد کاهش داده‌اند.[ 2 ] در هر صورت، جغرافیا جزء بزرگی از داده‌ها است.

از برنامه ریزی یک خط لوله گرفته تا کشتی های ناوبری، مشکلات فضایی نیازمند متفکران فضایی است. به همین دلیل است که سیستم های اطلاعات جغرافیایی به رشته های بی شماری گسترش یافته است. مشاغل GIS در حال رونق است برای:

• نقشه نگاران نقشه ها را ایجاد می کنند. در واقع، منشأ “کارتوگراف” از نمودار به معنای “لوح یا برگ کاغذ” و نمودار “نقاشی کردن” می آید.
• مدیران پایگاه داده اطلاعات را از مجموعه های ساخت یافته در پایگاه های داده فضایی ذخیره و استخراج می کنند.
• برنامه نویسان کد می نویسند و فرآیندهای اضافی GIS را خودکار می کنند. به عنوان مثال، زبان های برنامه نویسی GIS شامل Python، SQL، C++، Visual Basic و JavaScript هستند.
• متخصصان سنجش از دور از تصاویر هوایی، ماهواره ای و نرم افزار سنجش از دور استفاده می کنند.
• تحلیلگران فضایی از ابزارهای geoprocessing برای دستکاری، استخراج، مکان یابی و تجزیه و تحلیل داده های جغرافیایی استفاده می کنند.
• LAND SURVEYORS مختصات 3 بعدی روی زمین را اندازه گیری می کند.

GIS همه با نقشه برداری وبا شروع شد

در سال 1854، بیماری وبا به شهر لندن، انگلستان رسید. هیچ کس نمی دانست این بیماری از کجا شروع شده است. بنابراین، جان اسنو، پزشک بریتانیایی، نقشه برداری از شیوع را آغاز کرد. این فقط بیماری نبود. اما او همچنین جاده ها، مرزهای املاک و خطوط آب را ترسیم کرد.

اکتشافات و پیشرفت های بزرگ همواره با همکاری بسیاری از ذهن ها همراه است. ممکن است به من اعتبار داده شود که مسیر GIS را روشن کرده ام. اما وقتی به تحولات بعدی نگاه می‌کنم، احساس می‌کنم که این اعتبار به جای خودم مدیون دیگران است.
-راجر تاملینسون

وقتی این ویژگی ها را به نقشه اضافه کرد، اتفاق جالبی افتاد. او متوجه شد که موارد وبا فقط در امتداد یک خط آب است. این پیشرفتی بود که جغرافیا را به ایمنی بهداشت عمومی مرتبط کرد. اما این تنها آغاز تحلیل فضایی نبود . همچنین شروع اپیدمیولوژی، مطالعه گسترش بیماری است.

در سال 1968، مردی به نام راجر تاملینسون شروع به جمع آوری محاسبات مدرن با نقشه ها کرد. در واقع، او برای اولین بار اصطلاح “GIS” را در مقاله خود ” یک سیستم اطلاعات جغرافیایی برای برنامه ریزی منطقه ای ” ابداع کرد . در سال 2014، راجر تاملینسون بعداً درگذشت و همیشه به عنوان “پدر GIS” در یادها باقی خواهد ماند.

کاربردها و کاربردهای GIS

سیستم های اطلاعات جغرافیایی مملو از موارد استفاده نمونه است. برای مثال، ما بیش از 1000 کاربرد و کاربرد GIS پیدا کرده‌ایم . در زیر چند نمونه آورده شده است.

محیط: تا کنون، سنگین ترین کاربران برای محیط زیست هستند. به عنوان مثال، حافظان محیط زیست از GIS برای تغییرات آب و هوا، مطالعات آب های زیرزمینی و ارزیابی اثرات استفاده می کنند.

نظامی و دفاعی: نظامیان کاربران سنگین GIS هستند. آنها از آن برای اطلاعات مکانی، مدیریت لجستیک و ماهواره های جاسوسی استفاده می کنند.

کشاورزی: ​​کشاورزان از آن برای کشاورزی دقیق، نقشه برداری خاک و بهره وری محصول استفاده می کنند.

جنگلداری: جنگلبانان چوب را مدیریت می کنند، جنگل زدایی را دنبال می کنند و توده های جنگلی را با GIS فهرست می کنند.

کسب و کار: بیشتر در جنبه تجاری، GIS برای انتخاب سایت ، پروفایل مصرف کننده و جستجوی مشتری است.

املاک و مستغلات: نمونه هایی در املاک و مستغلات شامل تجزیه و تحلیل بازار، ارزیابی خانه و منطقه بندی است.

ایمنی عمومی: GIS گسترش بیماری ، واکنش به بلایا و سلامت عمومی را نشان می دهد.

GIS چه کاری می تواند برای شما انجام دهد؟

سیستم های اطلاعات جغرافیایی بهتر به سوالات مربوط به مکان، الگوها و روند پاسخ می دهند. مثلا:

1. عوارض زمین در کجا یافت می شود؟ اگر می خواهید نزدیک ترین پمپ بنزین را پیدا کنید، GIS می تواند راه را به شما نشان دهد. GIS می تواند مکان بهینه را با اتصال حجم ترافیک، اطلاعات منطقه بندی و جمعیت شناسی پیدا کند.

2. چه الگوهای جغرافیایی وجود دارد؟ در حفاظت، ما می خواهیم زیستگاه حیوانات را با استفاده از قلاده GPS و پوشش زمین بشناسیم . با دانستن مکان های حیوانات، می توانیم انواع زمین های ترجیحی را با مکان های GPS مرتبط کنیم. در پایان، ما یک پایگاه داده عظیم با انواع گونه های جانوری داریم.

3. چه تغییراتی در یک دوره زمانی معین رخ داده است؟ زمان عنصر گمشده برای مطالعه تغییرات است. به عنوان مثال، ما تغییرات را از طریق سنجش از دور محیط درک می کنیم . همچنین، ما با یافتن تغییرات در طول زمان، بلایا را بهتر پیش‌بینی می‌کنیم.

4. مفاهیم فضایی چیست؟ اگر شرکتی بخواهد پروژه جدیدی بسازد، GIS در ذخیره سازی داده های محیطی برتر است. اکثر ارزیابی های زیست محیطی از GIS برای درک تأثیر پروژه ها در چشم انداز استفاده می کنند.

علم اطلاعات جغرافیایی (GISc) چیست؟

در حالی که سیستم های اطلاعات جغرافیایی به «چه» و «کجا» پاسخ می دهد، علم اطلاعات جغرافیایی (GIScience) به «چگونه» و توسعه آن می پردازد.

GIS در سال های آینده چگونه رشد خواهد کرد؟ این سوالی است که علم اطلاعات جغرافیایی آن را به بهترین نحو درک می کند.

علم اطلاعات جغرافیایی تمام اجزای سازنده سیستم های اطلاعات جغرافیایی را فراهم می کند. این از علوم کامپیوتر، ریاضیات، جغرافیا، آمار، نقشه‌برداری و ژئودزی استخراج می‌شود .

GIScience دانش این زمینه ها را در سیستم های اطلاعات جغرافیایی گنجانده است.

• سیستم های اطلاعات جغرافیایی چه چیزی را به کجا متصل می کند .
• علم اطلاعات جغرافیایی کشف می کند که چگونه .

خلاصه: سیستم های اطلاعات جغرافیایی چیست؟

ممکن است از خود بپرسید: آیا جغرافیدانان قرن هاست که به این سؤالات پاسخ نمی دهند؟ بله آنها دارند. اما جغرافی دانان می توانند با سیستم های اطلاعات جغرافیایی به این سوالات خیلی بهتر پاسخ دهند.

زمانی که ما برای اولین بار شروع به ثبت موجودی ها روی نقشه های کاغذی کردیم، این یک فرآیند کاملا خسته کننده بود. اما واقعا به چه چیزی نیاز داشتیم؟ ما به یک GIS برای ثبت و ذخیره مشاهدات نیاز داشتیم. همچنین، ما به یک جدول برای ذخیره ویژگی های مربوط به داده ها نیاز داشتیم.

نتیجه چیست؟ سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) به ما اجازه می دهد تا روابط، الگوها و روندها را درک کنیم. سپس، مشاهده و تجزیه و تحلیل داده ها از نظر جغرافیایی بر درک ما از دنیایی که در آن زندگی می کنیم تأثیر می گذارد.

• ژئوفنسینگ چیست؟
• سنجش از دور چیست؟ راهنمای قطعی
• تفاوت بین ژئوماتیک و GIS چیست؟

منابع:

1. ویلیامز، رابرت (1987)، فروش یک سیستم اطلاعات جغرافیایی به سیاستگذاران دولتی. مقالات کنفرانس سالانه 1987 انجمن سیستم های اطلاعات شهری و منطقه ای.

2. استفان هامان و دیرک بورگارت. چه مقدار اطلاعات از نظر جغرافیایی ارجاع داده می شود؟ شبکه ها و شناخت (ص 1171-1189). دریافت در 27 ژوئن 2012، پذیرش در 21 اکتبر 2012، انتشار آنلاین: 23 نوامبر 2012.

3. آر اف تاملینسون. سیستم اطلاعات جغرافیایی برای برنامه ریزی منطقه ای. ریاست جنگلداری و انکشاف دهات. دولت کانادا، انتشار 1969.