نویسنده: دکتر سعید جوی زاده | مشاوره و آموزش تخصصی GIS: ۰۹۱۲۰۴۳۸۸۷۴
تبدیل اکسل به نقشه در GIS یکی از نخستین مهارت‌هایی است که هر کاربر سیستم اطلاعات جغرافیایی به آن نیاز پیدا می‌کند. نقاط برداشت‌شده با GPS، مختصات چاه‌ها و ایستگاه‌های باران‌سنجی، نشانی مشتریان، محل نمونه‌برداری خاک یا موقعیت تصادفات، معمولاً در قالب یک فایل اکسل به دست ما می‌رسند. تا زمانی که این جدول روی نقشه نیاید، نه می‌توان الگوی مکانی آن را دید و نه تحلیلی روی آن انجام داد. در این آموزش، مراحل کار را از آماده‌سازی فایل تا ساخت لایه دائمی در دو نرم‌افزار ArcGIS Pro و QGIS مرور می‌کنیم و خطاهای رایج را توضیح می‌دهیم. برای رفع اشکال فایل خود می‌توانید با ۰۹۱۲۰۴۳۸۸۷۴ تماس بگیرید.
پیش‌نیاز: مختصات شما از چه نوعی است؟
مهم‌ترین پرسش پیش از هر کاری این است که اعداد ستون‌های مختصات در چه سیستمی ثبت شده‌اند. اگر این را ندانید، نقاط یا اصلاً نمایش داده نمی‌شوند یا در جایی دور از محل واقعی، مثلاً در اقیانوس، ظاهر می‌شوند. در ایران معمولاً با یکی از این سه حالت روبه‌رو هستید.
درجه اعشاری (جغرافیایی)
اعدادی مانند طول ۵۱٫۳۸۹ و عرض ۳۵٫۶۸۹. در ایران طول جغرافیایی تقریباً میان ۴۴ تا ۶۴ و عرض جغرافیایی میان ۲۵ تا ۴۰ درجه است. سیستم مختصات این داده‌ها معمولاً WGS 1984 با کد EPSG:4326 است؛ همان سیستمی که گوشی‌های همراه و گوگل مپ به کار می‌برند.
درجه، دقیقه، ثانیه
مقادیری مانند ۳۵ درجه و ۴۱ دقیقه و ۲۰ ثانیه. این قالب را نمی‌توان مستقیماً به نقشه تبدیل کرد و باید ابتدا به درجه اعشاری برگردانده شود. فرمول آن ساده است: درجه به‌اضافه دقیقه تقسیم بر ۶۰ به‌اضافه ثانیه تقسیم بر ۳۶۰۰. این محاسبه را می‌توان در خود اکسل با یک فرمول برای همه سطرها انجام داد.
مختصات متری UTM
اعدادی بزرگ مانند X برابر ۵۳۵۰۰۰ و Y برابر ۳۹۵۰۰۰۰. مقدار X شش‌رقمی و مقدار Y در ایران هفت‌رقمی است. برای این داده‌ها باید شماره زون را بدانید. ایران در زون‌های ۳۸ تا ۴۱ شمالی قرار دارد؛ برای نمونه تهران در زون ۳۹، شیراز در زون ۳۹ و مشهد در زون ۴۰ واقع است. اگر زون را اشتباه انتخاب کنید، نقاط چند صد کیلومتر جابه‌جا می‌شوند.
گام اول: آماده‌سازی فایل اکسل
بیشتر خطاهای این فرایند به خود فایل اکسل برمی‌گردد، نه به نرم‌افزار GIS. چند دقیقه مرتب‌سازی جدول، از ساعت‌ها خطایابی جلوگیری می‌کند. فهرست زیر را پیش از هر تبدیل کنترل کنید.
- سطر اول فقط شامل عنوان ستون‌ها باشد و هیچ سطر خالی یا عنوان ادغام‌شده‌ای بالای آن نباشد.
- نام ستون‌ها کوتاه، انگلیسی، بدون فاصله و بدون نویسه خاص باشد و با عدد شروع نشود؛ مثلاً X، Y، Name، Code.
- ستون‌های مختصات از نوع عددی (Number) باشند، نه متنی. اعدادی که در سمت چپ خانه قرار گرفته‌اند یا مثلث سبز کوچک دارند، متن هستند.
- ممیز اعشار نقطه باشد، نه ممیز فارسی یا ویرگول.
- اعداد با ارقام انگلیسی نوشته شده باشند؛ ارقام فارسی به‌عنوان متن خوانده می‌شوند.
- خانه‌های ادغام‌شده (Merge)، سطرهای جمع کل، رنگ‌آمیزی‌ها و فرمول‌ها را حذف کنید و مقادیر را به‌صورت Value نگه دارید.
- هر سطر فقط یک نقطه و هر نقطه یک شناسه یکتا داشته باشد.
- فایل را ببندید؛ فایل باز در اکسل هنگام خواندن در GIS قفل است.
توصیه می‌کنیم فایل را افزون بر قالب xlsx، با قالب CSV UTF-8 نیز ذخیره کنید. قالب CSV ساده‌تر است، در همه نرم‌افزارها خوانده می‌شود و متن‌های فارسی در آن با کدگذاری UTF-8 درست نمایش داده می‌شوند.
گام دوم: تبدیل اکسل به لایه نقطه‌ای در ArcGIS Pro
در ArcGIS Pro برای این کار ابزار XY Table To Point در نظر گرفته شده است. مراحل را به ترتیب انجام دهید.
- از زبانه Map روی Add Data کلیک کنید و فایل اکسل را باز کنید؛ سپس کاربرگ (Sheet) مورد نظر را که با علامت دلار در پایان نامش مشخص است انتخاب کنید. جدول در بخش Standalone Tables پنل Contents اضافه می‌شود.
- جدول را باز کنید و مطمئن شوید ستون‌های مختصات عددی خوانده شده‌اند؛ اعداد باید راست‌چین باشند.
- روی نام جدول راست‌کلیک کنید و از مسیر Create Points From Table گزینه XY Table To Point را بزنید.
- در X Field ستون طول جغرافیایی یا Easting و در Y Field ستون عرض جغرافیایی یا Northing را انتخاب کنید. جابه‌جا وارد کردن این دو، رایج‌ترین اشتباه است.
- در بخش Coordinate System سیستم مختصات اصلی داده را انتخاب کنید: GCS WGS 1984 برای درجه اعشاری یا زون مناسب WGS 1984 UTM برای مختصات متری.
- مسیر خروجی را درون ژئودیتابیس پروژه تعیین کنید و Run را بزنید.
خروجی این ابزار یک فیچرکلاس دائمی است. پس از ساخته شدن، با یک نقشه پایه کنترل کنید که نقاط در محل درست قرار گرفته‌اند. اگر می‌خواهید روی نقاط تحلیل فاصله یا مساحت انجام دهید و داده شما درجه‌ای است، با ابزار Project آن را به زون UTM مناسب منتقل کنید. مستندات این ابزار در راهنمای رسمی ArcGIS Pro آمده است.
گام سوم: همین کار در QGIS
در QGIS کار با فایل CSV ساده‌تر و مطمئن‌تر است. از منوی Layer مسیر Add Layer و سپس Add Delimited Text Layer را باز کنید. فایل را انتخاب کنید، کدگذاری را UTF-8 بگذارید و در بخش Geometry Definition گزینه Point coordinates را فعال کنید. ستون X و Y را مشخص و در Geometry CRS سیستم مختصات اصلی داده را انتخاب کنید. پیش‌نمایش پایین پنجره نشان می‌دهد جدول درست خوانده شده است یا نه.
لایه‌ای که به این شکل اضافه می‌شود هنوز به فایل متنی وابسته است. برای ساخت لایه مستقل، روی آن راست‌کلیک کنید و از Export گزینه Save Features As را بزنید و قالب GeoPackage یا Shapefile را انتخاب کنید. اگر فایل شما xlsx است، می‌توانید آن را مستقیماً به پنجره QGIS بکشید و سپس از جعبه‌ابزار پردازش، الگوریتم Create points layer from table را اجرا کنید. آموزش‌های بیشتر این نرم‌افزار را در راهنمای کاربردی QGIS ببینید.
اگر به جای مختصات، نشانی داریم چه کنیم؟
گاهی جدول شما ستون مختصات ندارد و فقط نشانی پستی یا نام مکان در آن آمده است. تبدیل نشانی به مختصات «ژئوکدینگ» نام دارد. دقت این فرایند برای نشانی‌های فارسی به کیفیت سرویس مورد استفاده و یکدست بودن نگارش نشانی‌ها بستگی دارد و همیشه باید نتیجه را روی نقشه کنترل کرد. برای تعداد کم، برداشتن مختصات از روی نقشه‌های آنلاین و وارد کردن دستی آن در اکسل مطمئن‌ترین راه است. برای حجم بالا، استفاده از سرویس‌های ژئوکدینگ و سپس بازبینی نمونه‌ای پیشنهاد می‌شود.
حالت دیگر، داشتن نام یا کد تقسیمات کشوری است؛ مثلاً جدول جمعیت شهرستان‌ها. در این حالت نیازی به ساخت نقطه نیست. کافی است جدول اکسل را با ابزار Join بر اساس فیلد مشترک، مانند کد شهرستان، به لایه پلیگونی تقسیمات وصل کنید تا آمار شما روی نقشه بنشیند. شرط موفقیت Join آن است که مقادیر فیلد مشترک در هر دو جدول دقیقاً یکسان و از یک نوع باشند.
خطاهای رایج و راه‌حل آن‌ها
نقاط نمایش داده نمی‌شوند یا در جای اشتباه می‌افتند
در بیشتر موارد سیستم مختصات اشتباه انتخاب شده است. اگر مختصات متری را با سیستم جغرافیایی معرفی کنید یا زون UTM را نادرست بدهید، نقاط از محدوده خارج می‌شوند. حالت دیگر، جابه‌جایی ستون X و Y است که نقاط را به نیم‌کره دیگری می‌برد. محدوده عددی ستون‌ها را با توضیحات ابتدای مقاله مقایسه کنید.
ستون مختصات در فهرست فیلدها دیده نمی‌شود
نرم‌افزار آن ستون را متنی تشخیص داده است. به اکسل برگردید، نوع ستون را عددی کنید، ارقام فارسی و فاصله‌های اضافه را حذف کنید و ممیز را به نقطه تغییر دهید. وجود حتی یک خانه متنی، مانند خط تیره یا عبارت «ندارد»، می‌تواند کل ستون را متنی کند.
متن‌های فارسی به‌هم‌ریخته‌اند
مشکل از کدگذاری است. فایل را با قالب CSV UTF-8 ذخیره کنید و هنگام بارگذاری همین کدگذاری را برگزینید. در شیپ‌فایل نیز کدگذاری باید روی UTF-8 تنظیم شود؛ استفاده از ژئودیتابیس یا GeoPackage این مشکل را از اساس برطرف می‌کند.
تعداد نقاط کمتر از تعداد سطرهاست
سطرهایی که مختصات خالی یا نامعتبر دارند نادیده گرفته می‌شوند. جدول را بر اساس ستون مختصات مرتب کنید تا مقادیر خالی یا خارج از محدوده را پیدا کنید. نقاط تکراری نیز روی هم می‌افتند و یک نقطه دیده می‌شوند.
نقاط چند ده یا چند صد متر جابه‌جایی دارند
جابه‌جایی اندک معمولاً به تفاوت مبنای ژئودتیک (Datum) یا دقت دستگاه برداشت برمی‌گردد. اگر داده قدیمی است، بپرسید با چه مبنایی برداشت شده است.
پس از تبدیل چه کنیم؟ چند تحلیل ساده و کاربردی
اکنون که نقاط روی نقشه هستند، کارهای فراوانی می‌توان انجام داد. با نمادگذاری مدرج، اندازه یا رنگ هر نقطه را به یک ستون عددی مانند میزان فروش یا عمق چاه وابسته کنید. با نقشه حرارتی (Heat Map) تمرکز نقاط را ببینید. با ابزار Buffer حریم هر نقطه را بسازید و با Spatial Join مشخص کنید هر نقطه در کدام شهرستان یا منطقه قرار می‌گیرد و در هر محدوده چند نقطه وجود دارد.
اگر نقاط شما مقدار یک متغیر پیوسته مانند بارش، دما یا شوری آب را نشان می‌دهند، با روش‌های درون‌یابی مانند IDW یا کریجینگ می‌توانید از آن‌ها نقشه سطحی پیوسته بسازید. و اگر نقاط به ترتیب، رئوس یک مسیر یا مرز یک قطعه زمین هستند، ابزار Points To Line آن‌ها را به خط و سپس ابزارهای ساخت پلیگون آن‌ها را به محدوده تبدیل می‌کند؛ روشی که در تهیه نقشه از مختصات گوشه‌های ملک کاربرد زیادی دارد.
چند توصیه برای برداشت داده در آینده
اگر خودتان داده را برداشت می‌کنید، از ابتدا قالب جدول را استاندارد کنید. یک فایل الگو با ستون‌های ثابت بسازید و همه همکاران از همان استفاده کنند. سیستم مختصات و زون را در نام فایل یا یک کاربرگ جداگانه یادداشت کنید تا سال‌ها بعد نیز قابل استفاده باشد. دقت دستگاه و تاریخ برداشت را ثبت کنید. استفاده از اپلیکیشن‌های برداشت میدانی که خروجی مستقیم GIS می‌دهند، مرحله ورود دستی اعداد و خطاهای ناشی از آن را حذف می‌کند.
کنترل نهایی پیش از استفاده از لایه
پس از ساخت لایه نقطه‌ای، چند دقیقه برای کنترل آن وقت بگذارید. تعداد عوارض لایه را با تعداد سطرهای جدول مقایسه کنید. لایه را روی تصویر ماهواره‌ای قرار دهید و چند نقطه شناخته‌شده را بررسی کنید؛ برای نمونه، آیا نقطه مربوط به یک ساختمان مشخص واقعاً روی همان ساختمان افتاده است؟ نقاطی را که بیرون از محدوده مورد انتظار قرار گرفته‌اند جدا کنید؛ این موارد معمولاً از جابه‌جایی یک رقم یا جاافتادن ممیز ناشی می‌شوند و با مراجعه به جدول اصلی به‌سادگی اصلاح می‌شوند. جدول توصیفی را نیز مرور کنید تا مطمئن شوید ستون‌های عددی به‌صورت عدد و تاریخ‌ها به‌صورت تاریخ خوانده شده‌اند و متن‌های فارسی سالم‌اند. در پایان، سیستم مختصات، منبع و تاریخ برداشت را در توضیحات لایه بنویسید. همین کنترل کوتاه از انتقال خطا به مراحل بعدی تحلیل جلوگیری می‌کند؛ خطایی که اگر دیر کشف شود، ممکن است نتیجه کل پروژه را زیر سؤال ببرد و شما را به تکرار همه مراحل وادار کند.
پرسش‌های متداول
آیا می‌توان خروجی را دوباره به اکسل برگرداند؟
بله. در ArcGIS Pro ابزار Table To Excel و در QGIS گزینه Export با قالب XLSX یا CSV جدول توصیفی را به اکسل تبدیل می‌کند. پیش از آن می‌توانید مختصات X و Y را در دو فیلد جدید محاسبه کنید.
تغییر در فایل اکسل، لایه را هم به‌روز می‌کند؟
خیر. لایه ساخته‌شده مستقل از فایل اکسل است. اگر داده‌ها مرتب تغییر می‌کنند، می‌توانید فرایند را با ModelBuilder خودکار کنید تا با یک کلیک دوباره ساخته شود.
برای داده‌های چندصدهزار سطری هم این روش کار می‌کند؟
بله، اما بهتر است به جای اکسل از قالب CSV استفاده کنید و خروجی را در ژئودیتابیس یا GeoPackage ذخیره کنید، زیرا شیپ‌فایل محدودیت حجم دارد.
جمع‌بندی
تبدیل اکسل به نقشه در GIS سه مرحله دارد: شناخت نوع مختصات، مرتب‌سازی جدول و اجرای ابزار مناسب با سیستم مختصات درست. اگر این سه مورد را رعایت کنید، کار در چند دقیقه انجام می‌شود و داده شما آماده نمایش و تحلیل خواهد بود. برای یادگیری کامل این مهارت در کنار سایر مباحث پایه و ثبت‌نام در دوره‌های آموزش GIS، با شماره ۰۹۱۲۰۴۳۸۸۷۴ تماس بگیرید.
مطالب مرتبط در GISLand
- دوره آموزش کاربردی ArcGIS Pro
- آموزش کاربردی QGIS؛ راهنمای گام‌به‌گام
- GeoAI چیست؟ پیوند هوش مصنوعی و داده‌های مکانی
- نقشه راه یادگیری GIS و RS
- مشاوره GIS برای سازمان‌ها و شهرداری‌ها
- سوالات مصاحبه استخدامی GIS با پاسخ
- ۱۰ اشتباه رایج در یادگیری GIS
درباره نویسنده
این مقاله را دکتر سعید جوی زاده، مدرس و مشاور سیستم اطلاعات جغرافیایی در www.gisland.org نوشته است. برای دریافت مشاوره GIS، ثبت‌نام در دوره‌های آموزش GIS یا سفارش پروژه، همین حالا با شماره ۰۹۱۲۰۴۳۸۸۷۴ تماس بگیرید.
بدون دیدگاه