نویسنده: دکتر سعید جوی زاده | مشاوره و آموزش تخصصی GIS: ۰۹۱۲۰۴۳۸۸۷۴
برنامه آموزش GIS در ۳۰ روز برای کسانی نوشته شده که می‌خواهند یادگیری سیستم اطلاعات جغرافیایی را از صفر آغاز کنند، اما نمی‌دانند هر روز دقیقاً چه کاری انجام دهند. بی‌برنامگی بزرگ‌ترین دلیل نیمه‌کاره ماندن یادگیری است؛ فرد چند فیلم پراکنده می‌بیند، با چند اصطلاح آشنا می‌شود و پس از دو هفته نمی‌داند کجای مسیر ایستاده است. در این راهنما مسیری روزبه‌روز پیشنهاد می‌کنیم که با روزی حدود نود دقیقه تا دو ساعت تمرین، در پایان یک ماه شما را به کاربری مستقل در سطح مقدماتی تبدیل می‌کند؛ یعنی کسی که می‌تواند داده بگیرد، آماده کند، تحلیل ساده انجام دهد و نقشه استاندارد تحویل دهد. برای دریافت نسخه شخصی‌سازی‌شده این برنامه با ۰۹۱۲۰۴۳۸۸۷۴ تماس بگیرید.
پیش از شروع: چه چیزهایی لازم دارید؟
به یک رایانه با حافظه مناسب، اتصال اینترنت برای دریافت داده و یکی از دو نرم‌افزار اصلی نیاز دارید. QGIS رایگان و متن‌باز است و روی سیستم‌های معمولی نیز به‌خوبی اجرا می‌شود. ArcGIS Pro نرم‌افزار تجاری رایج در سازمان‌های ایران است و به سخت‌افزار قوی‌تری نیاز دارد. این برنامه به هیچ‌کدام وابسته نیست، چون بر مفاهیم و مهارت‌ها تمرکز دارد؛ نام ابزارها در دو نرم‌افزار کمی تفاوت می‌کند، اما منطق کار یکسان است.
سه قاعده را از روز اول رعایت کنید. نخست، یک پوشه منظم برای دوره بسازید و برای هر هفته زیرپوشه جداگانه داشته باشید. دوم، یک دفترچه یادگیری داشته باشید و هر روز در چند خط بنویسید چه یاد گرفتید و چه پرسشی برایتان مانده است. سوم، محدوده‌ای را که می‌شناسید، مانند شهر یا شهرستان خودتان، به‌عنوان منطقه تمرین انتخاب کنید و همه تمرین‌ها را روی آن انجام دهید. کار با مکانی آشنا، هم انگیزه را بالا می‌برد و هم تشخیص خطا را ساده می‌کند.
هفته اول: مفاهیم پایه و آشنایی با محیط
هدف هفته اول، ساختن چارچوب ذهنی درست است. عجله نکنید؛ هر چه این هفته را دقیق‌تر بگذرانید، هفته‌های بعد روان‌تر خواهد بود.
- روز ۱: GIS چیست و چه کاربردهایی دارد؟ اجزای آن، یعنی داده، نرم‌افزار، سخت‌افزار، روش و نیروی انسانی را بشناسید. نرم‌افزار را نصب کنید.
- روز ۲: با محیط نرم‌افزار آشنا شوید: پنل لایه‌ها، نقشه، جعبه‌ابزار و مرورگر فایل. یک نقشه پایه اضافه کنید و ابزارهای بزرگ‌نمایی و جابه‌جایی را تمرین کنید.
- روز ۳: مدل داده برداری را یاد بگیرید: نقطه، خط و پلیگون. چند لایه نمونه را باز کنید و جدول توصیفی آن‌ها را ببینید.
- روز ۴: مدل داده رستری را بشناسید: سلول، توان تفکیک و باند. یک مدل رقومی ارتفاع و یک تصویر ماهواره‌ای را باز کنید و تفاوت آن‌ها با داده برداری را یادداشت کنید.
- روز ۵: قالب‌های رایج داده، مانند Shapefile، Geodatabase، GeoPackage، GeoTIFF و KML را بشناسید و بدانید هر شیپ‌فایل از چند فایل هم‌نام تشکیل شده است.
- روز ۶: سیستم مختصات، بخش اول: تفاوت سیستم جغرافیایی و سیستم تصویر، مفهوم مبنا (Datum) و زون‌های UTM ایران.
- روز ۷: سیستم مختصات، بخش دوم: سیستم مختصات چند لایه را بررسی کنید و یک لایه را از جغرافیایی به UTM تبدیل کنید. مرور هفته و نوشتن خلاصه.
در پایان هفته اول باید بتوانید بدون راهنما چند لایه را باز کنید، نوع و سیستم مختصات هر کدام را بگویید و توضیح دهید چرا برای محاسبه مساحت به سیستم متری نیاز است.
هفته دوم: ورود، ویرایش و مدیریت داده
در این هفته یاد می‌گیرید داده را خودتان بسازید و سامان دهید. این مهارت‌ها در کار واقعی بیشترین کاربرد را دارند.
- روز ۸: دریافت داده رایگان: لایه‌های راه و ساختمان را از OpenStreetMap و یک DEM را از پایگاه‌های داده جهانی دریافت و به محدوده خود برش دهید.
- روز ۹: ساخت لایه جدید و تعریف فیلدها. انواع فیلد، یعنی متنی، عدد صحیح، اعشاری و تاریخ را بشناسید.
- روز ۱۰: رقومی‌سازی: از روی تصویر ماهواره‌ای، چند ساختمان، یک خیابان و یک پارک را رسم کنید. با ابزار Snapping کار کنید.
- روز ۱۱: ویرایش عوارض: جابه‌جایی رئوس، تقسیم و ادغام پلیگون‌ها و اصلاح خطاهای رایج رقومی‌سازی.
- روز ۱۲: زمین‌مرجع کردن: یک نقشه اسکن‌شده یا تصویر بدون مختصات را با نقاط کنترل زمین‌مرجع کنید و خطای باقی‌مانده را بررسی کنید.
- روز ۱۳: تبدیل جدول اکسل دارای مختصات به لایه نقطه‌ای و اتصال یک جدول آماری به لایه پلیگونی با Join.
- روز ۱۴: کار با جدول توصیفی: انتخاب بر اساس ویژگی، انتخاب بر اساس موقعیت، محاسبه مساحت و استفاده از Field Calculator. مرور هفته.
در پایان هفته دوم، یک پایگاه داده کوچک از محدوده خود دارید که خودتان ساخته‌اید.
هفته سوم: تحلیل‌های مکانی
اکنون به بخش جذاب کار می‌رسیم: پاسخ دادن به پرسش‌های مکانی. در هر روز، افزون بر اجرای ابزار، یک پرسش واقعی برای آن تعریف کنید.
- روز ۱۵: تحلیل حریم (Buffer): چه ساختمان‌هایی در فاصله ۳۰۰ متری یک پارک قرار دارند؟
- روز ۱۶: ابزارهای هم‌پوشانی: Clip، Intersect، Union و Erase. تفاوت خروجی هر کدام را با رسم شکل در دفترچه خود ثبت کنید.
- روز ۱۷: Dissolve و Merge و اتصال مکانی (Spatial Join): در هر محله چند مدرسه وجود دارد؟
- روز ۱۸: تحلیل‌های رستری پایه: از DEM نقشه شیب، جهت شیب و سایه‌روشن بسازید.
- روز ۱۹: طبقه‌بندی مجدد (Reclassify) و جبر نقشه با Raster Calculator. مناطق با شیب کمتر از یک مقدار مشخص را جدا کنید.
- روز ۲۰: فاصله و تراکم: نقشه فاصله از راه‌ها و نقشه تراکم نقاط را تهیه کنید. با مفهوم درون‌یابی آشنا شوید.
- روز ۲۱: ترکیب تحلیل‌ها: یک مکان‌یابی ساده با سه معیار انجام دهید؛ مثلاً زمین‌های کم‌شیب، نزدیک به راه و دور از رودخانه. مرور هفته.
تمرین روز بیست‌ویکم مهم‌ترین تمرین این هفته است، چون نشان می‌دهد ابزارها چگونه کنار هم یک مسئله را حل می‌کنند. اگر بتوانید منطق آن را برای فرد دیگری توضیح دهید، تحلیل مکانی را درک کرده‌اید. نمونه‌ای کامل‌تر از این رویکرد را در مقاله مکان‌یابی دفن پسماند با GIS ببینید.
هفته چهارم: نقشه‌سازی، خودکارسازی و پروژه نهایی
هفته پایانی به ارائه نتیجه و انجام یک پروژه کامل اختصاص دارد.
- روز ۲۲: نمادگذاری: نمایش بر اساس دسته‌ها، مقادیر مدرج و نمادهای متناسب. انتخاب رنگ مناسب برای هر نوع داده.
- روز ۲۳: برچسب‌گذاری عوارض و تنظیم قلم، اندازه و جلوگیری از روی‌هم‌افتادن برچسب‌ها.
- روز ۲۴: طراحی لی‌اوت: عنوان، راهنما، مقیاس، جهت شمال، شبکه مختصات و منبع داده. خروجی PDF و تصویر با کیفیت چاپ بگیرید.
- روز ۲۵: آشنایی با خودکارسازی: یک مدل ساده با ModelBuilder یا مدل‌ساز گرافیکی QGIS بسازید که سه ابزار را پشت سر هم اجرا کند.
- روز ۲۶: تعریف پروژه نهایی: یک پرسش مشخص انتخاب کنید، داده‌های لازم را فهرست و روش کار را به شکل فلوچارت رسم کنید.
- روز ۲۷: گردآوری و آماده‌سازی داده‌های پروژه و کنترل سیستم مختصات و کیفیت آن‌ها.
- روز ۲۸: اجرای تحلیل‌ها و بررسی منطقی بودن نتایج.
- روز ۲۹: تهیه نقشه‌های نهایی و نوشتن گزارش یک‌صفحه‌ای شامل هدف، داده، روش، نتیجه و محدودیت‌ها.
- روز ۳۰: بازبینی، رفع ایرادها و ارائه پروژه به یک دوست، استاد یا مشاور برای دریافت بازخورد. برنامه‌ریزی برای ماه بعد.
خودارزیابی پایان هر هفته
برای آنکه مطمئن شوید واقعاً پیش رفته‌اید، در پایان هر هفته چند پرسش از خود بپرسید. پایان هفته اول: آیا می‌توانم تفاوت داده برداری و رستری را با مثال توضیح دهم و بگویم مختصات شهر من در کدام زون UTM قرار دارد؟ پایان هفته دوم: آیا می‌توانم یک لایه تازه بسازم، چند عارضه رسم کنم، برای آن فیلد تعریف کنم و جدولی از اکسل را به آن وصل کنم؟ پایان هفته سوم: آیا می‌دانم برای یک پرسش مکانی مشخص، کدام ابزار مناسب است و خروجی Intersect با Union چه تفاوتی دارد؟ و پایان هفته چهارم: آیا می‌توانم نقشه‌ای تحویل دهم که فردی ناآشنا با موضوع، بدون توضیح من آن را بفهمد؟
اگر پاسخ هر یک از این پرسش‌ها منفی بود، نگران نشوید؛ یک یا دو روز بیشتر روی همان بخش بمانید. هدف، گذراندن روزها نیست، ساختن مهارت است. بسیاری از نوآموزان برای رسیدن به پایان برنامه شتاب می‌کنند و مبحثی مانند سیستم مختصات را نیمه‌کاره رها می‌کنند؛ همین شکاف بعدها در هر پروژه خود را نشان می‌دهد. بازگشت و محکم کردن پایه، همیشه سریع‌تر از ادامه دادن با درک ناقص است. ثبت همین خودارزیابی‌ها در دفترچه یادگیری، در پایان ماه تصویر دقیقی از نقاط قوت و ضعف شما می‌دهد و برنامه ماه دوم را روشن می‌کند.
چند ایده برای پروژه نهایی
- تحلیل دسترسی ساکنان محله‌های شهر به پارک و فضای سبز.
- شناسایی مناطق مناسب برای احداث یک مرکز خدماتی با چند معیار ساده.
- تهیه نقشه شیب، جهت و طبقات ارتفاعی یک حوضه آبخیز.
- نقشه تراکم و توزیع یک نوع کاربری، مانند مدارس یا داروخانه‌ها.
- بررسی ساختمان‌های واقع در حریم رودخانه یا مسیل.
چگونه در طول سی روز انگیزه خود را حفظ کنیم؟
پیوستگی از شدت مهم‌تر است. روزی یک ساعت و نیم تمرین منظم، نتیجه‌ای بسیار بهتر از یک روز ده‌ساعته و سپس یک هفته توقف دارد. زمان ثابتی از روز را به این کار اختصاص دهید. اگر یک روز عقب افتادید، برنامه را رها نکنید؛ همان روز را فردا انجام دهید و ادامه بدهید. خروجی هر روز، حتی یک نقشه ساده، را ذخیره کنید؛ نگاه کردن به مسیری که آمده‌اید انگیزه‌بخش است.
هنگام برخورد با خطا، پیش از هر چیز پیام آن را کامل بخوانید و سه مورد را بررسی کنید: سیستم مختصات لایه‌ها، مسیر و نام فایل‌ها و وجود انتخاب فعال روی لایه. بخش بزرگی از خطاهای نوآموزان به همین سه مورد برمی‌گردد. اگر پس از نیم ساعت مشکل حل نشد، آن را یادداشت کنید، سراغ تمرین بعدی بروید و پرسش را با مدرس یا مشاور در میان بگذارید. یادگیری گروهی با یک هم‌دوره نیز پایبندی به برنامه را بالا می‌برد.
پس از سی روز چه کنیم؟
این برنامه شما را به سطح مقدماتی مستقل می‌رساند، نه به تخصص. گام بعدی انتخاب یک مسیر تخصصی بر اساس رشته و هدف شغلی است: سنجش از دور و پردازش تصاویر ماهواره‌ای، تحلیل شبکه، آمار فضایی، پایگاه داده مکانی، برنامه‌نویسی پایتون یا نقشه‌های تحت وب. هم‌زمان دو یا سه پروژه دیگر انجام دهید تا نمونه‌کار شما کامل شود. مقاله نقشه راه یادگیری GIS و RS برای انتخاب مسیر ادامه مفید است.
منابع داده رایگان برای تمرین
یکی از نگرانی‌های نوآموزان نداشتن داده برای تمرین است، در حالی که منابع رایگان و معتبر فراوانی در دسترس است. از OpenStreetMap می‌توانید لایه‌های راه، ساختمان، کاربری و نقاط مهم هر شهر را دریافت کنید. مدل‌های رقومی ارتفاع جهانی با توان تفکیک حدود سی متر برای تهیه نقشه شیب و تحلیل حوضه کافی‌اند. تصاویر ماهواره‌ای لندست و سنتینل برای تمرین‌های پوشش زمین و شاخص‌های گیاهی به‌رایگان عرضه می‌شوند و مجموعه Natural Earth لایه‌های پایه جهانی مانند مرز کشورها و رودخانه‌های اصلی را در اختیار می‌گذارد. هنگام دریافت هر داده، سه چیز را یادداشت کنید: منبع، تاریخ و سیستم مختصات. این عادت از همان آغاز شما را با مفهوم فراداده آشنا می‌کند. حجم داده را نیز در نظر بگیرید و فقط محدوده مورد نیاز خود را دریافت کنید تا رایانه شما کند نشود و تمرین روزانه در زمان تعیین‌شده به پایان برسد.
پرسش‌های متداول
آیا واقعاً می‌توان در ۳۰ روز GIS یاد گرفت؟
در سی روز می‌توان مبانی و مهارت‌های پرکاربرد را در حد انجام یک پروژه ساده آموخت. تسلط حرفه‌ای به تمرین و تجربه بیشتری نیاز دارد و این برنامه نقطه شروع آن است.
اگر روزی کمتر از یک ساعت وقت داشته باشیم چه؟
برنامه را در شصت روز اجرا کنید و هر روزِ برنامه را در دو جلسه کوتاه انجام دهید. ترتیب مباحث را تغییر ندهید.
بدون مدرس هم می‌توان این برنامه را پیش برد؟
بله، اما داشتن مدرس یا مشاور برای رفع اشکال و بازبینی پروژه نهایی، سرعت و کیفیت یادگیری را به شکل محسوسی افزایش می‌دهد.
جمع‌بندی
یادگیری GIS با برنامه روشن، تمرین روزانه و یک پروژه واقعی، در مدت کوتاهی به نتیجه می‌رسد. هفته اول مفاهیم، هفته دوم داده، هفته سوم تحلیل و هفته چهارم نقشه و پروژه؛ همین ساختار ساده مسیر را برای شما هموار می‌کند. اگر می‌خواهید این مسیر را با پشتیبانی مدرس، فایل‌های تمرین و بازخورد روی پروژه طی کنید، برای ثبت‌نام در دوره 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
- سوالات مصاحبه استخدامی GIS با پاسخ
- هزینه انجام پروژه GIS چگونه محاسبه می‌شود؟
- آموزش تبدیل اکسل به نقشه در 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