جي‌آي‌اس چیست

[Arpak 8511]

چكيده

پيچيدگي، تنوع وحجم انبوه اطلاعاتجغرافيايي ازيك سو و توانايي‌هاي رايانه درعرصه اطلاعات ازسوي ديگر، فلسفه وجوديسيستم‌‌هاي اطلاعات جغرافيايي(جي‌آي‌اس) را تبيين مي‌كند.

ازآنجاكه بخش عمدهاطلاعات علوم زمين موجود در پايگاه‌هاي مركز اطلاعات و مدارك علمي ايران، شاملاطلاعات مكاني وتشريحي است، مناسب ورود به سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي مي‌باشد ومي‌توان اين اطلاعات را آماده استفاده در اين سيستم‌ها نمود. پژوهش حاضر با اينديدگاه و با هدف بررسي كاربرد جي‌آي‌اس در ساماندهي مدارك علوم زمين موجود در مركزانجام شده است. در راستاي رسيدن به اين هدف، پس ازگردآوري كليه اطلاعات توصيفي ومكاني مورد نياز مرتبط با علوم زمين از پايگاه‌هاي مركز،كار تفكيك،كنترل، دسته‌بنديوكدگذاري آن‌ها براي ورود به سيستم اطلاعات جغرافيايي انجام شد. به منظور ايجادپايگاهي از اطلاعات فوق، با مجموعه داده‌ها، لايه‌هاي اطلاعاتي مربوطه تشكيل شد وبه منظور نمايش، تشريح و انجام تحليل‌هاي لازم بر روي داده‌ها، مورد استفاده واقعگرديد.

بدين وسيله علاوه بر دسترسي صحيح و سريع به داده‌هاي مورد نياز در يكحجم وسيع، امكان ارائه و به تصويركشيدن اطلاعات مكاني و موضوعي در قالب نقشه، جدولو نمودار، ويرايش و بهنگام نمودن داده‌ها ونيز امكان استفاده از داده‌هاي موجود درجهت اهداف مختلف و براساس نيازهاي گوناگون كاربران فراهم مي‌گردد. همچنين زمينه‌ايبراي شناساندن و معرفي قابليت‌ها و پتانسيل‌هاي متعدد و در عين حال، تشخيص خلأ‌هايمطالعاتي مناطق مختلف جغرافيايي ايجاد خواهد شد. نهايتاً به‌منظور تعميم كاربرد اينسيستم در ارتباط با ديگر اطلاعات موجود در پايگاه‌هاي مركز (كه به نحوي با موقعيتمكاني در ارتباط‌اند)، مدلي از فرايند انجام اين طرح ارائه شدهاست.

[Arpak 8511]

مقدمه

(جي‌آي‌اس) يكسيستم اطلاعاتي است كه پردازش آن بر روي اطلاعات مكان مرجع يا اطلاعات جغرافيايياست و به كسب اطلاعات در رابطه با پديده‌هايي مي‌پردازد كه به‌نحوي با موقعيت مكانيدر ارتباط‌اند. به‌كارگيري اين ابزار با امكان استفاده در شبكه‌هاي اطلاع‌رسانيجهاني، يكي از زمينه‌هاي مناسب و مساعد در جهت معرفي توان‌ها و استعدادهاي كشور درسطح جهاني است.گسترش روزافزون شبكه كاربران اين سيستم‌ها از جمله نكات اساسي است كهمي تواند به قابليت‌ها و توانايي‌هاي اين سيستم بيفزايد.

در حال حاضر از اينسيستم‌ها بسته به نيازهاي هر منطقه يا كشور در بخش‌هاي مختلف (مانند مطالعاتزيست‌محيطي، برنامه‌ريزي شهري و شهرداري، خدمات ايمني شهري، مديريت حمل و نقل وترافيك شهري، تهيه نقشه‌هاي پايه، مديريت كاربري اراضي، خدمات بانكي، خدمات پستي،مطالعات جمعيتي و مديريت تأسيسات شهري مثل برق، آب،گاز، و..) استفاده مي‌شود و باگذشت زمان و توسعه سيستم‌ها، كاربرد جي‌آي‌اس به كليه بخش‌هاي مرتبط با زمين گسترشيافته است.

مطالعه حاضر نيز با در نظرگرفتن مسائل فوق درصدد است ضمن معرفيبخشي از توان‌ها و مزاياي اين سيستم در دسترسي سريع به اطلاعات، تحليل اطلاعات بهطور يكجا و با هم، بهنگام‌سازي، دقت و سرعت بالاي عمل، و ....، كاربرد و نحوهاستفاده از آن را در ارتباط با مجموعه اطلاعات علوم زمين موجود در پايگاه‌هاياطلاعاتي مركز اطلاعات و مدارك علمي ايران مورد بررسي قرار دهد و ارزيابي نمايد.

تاريخچه ايجاد جي‌آي‌اس (مروري بر مطالعات انجام شده)اولين نمونه از يك جي‌آي‌اس ملّي، جي‌آي‌اس كانادا[2] است كه از اواخر1960 به اين طرف ‌به صورت پيوسته مورد استفاده قرار گرفته است. در دهه‌هاي 1970 و1980 ميلادي پيشرفت‌هاي قابل ملاحظه‌اي در فناوري جي‌آي‌اس به وجود آمد، به طوري كه عبارت «سيستم اطلاعات جغرافيايي» در مورد مجموعه ابزارهايي براي تحليل و نمايش نقشه‌ها و ادغام فنون و شيوه‌هاي آماري و نقشه‌اي و كاربرد فراگيرتر آن، بويژه براي تحليل تأثيرات وخط مشي‌هاي دولتي به كارگرفته شد. در حالي‌كه سابقه فناوري جي‌آي‌اس دركشورهاي غربي ازجمله كانادا وآمريكا به بيش از40 سال مي‌رسد، فناوري جي‌آي‌اس در اغلب كشورهاي جهان سوم بسيار جوان مي‌باشد. از ويژگي‌هاي جي‌آي‌اس در كشورهاي غربي هماهنگي بين فناوري و آموزش وكاربرد آن است، درحالي كه دركشورهاي جهان سوم، ورود فناوري قبل از آموزش و مهارت‌اندوزي مربوط به آن صورت مي‌گيرد.

در ايران، اولين مركزي كه به طور رسمي استفاده از سيستم اطلاعات جغرافيايي را در كشور آغاز كرد سازمان نقشه‌برداري كشور بود كه در سال 1369 براساس مصوبه مجلس شوراي اسلامي، عهده‌دار طرح به كارگيري اين سيستم شد. اين سازمان در حال حاضر مشغول تهيه نقشه‌هاي توپوگرافي 1:25000 از عكس‌هاي هوايي با مقياس 1:40000 مي‌باشد و اين فرصتي است براي تبديل اين نقشه‌ها به ساختارهاي رقومي و تأسيس پايگاه توپوگرافي ملي[3] كه نيازهاي كاربران را در زمينه جي‌آي‌اس برآورده مي‌كند.

در همين راستا «شوراي ملي كاربران سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي»[4] به منظور سياست‌گذاري، برنامه‌ريزي و هماهنگ‌سازي فعاليت‌ها در زمينه جي‌آي‌اس، تحليل نيازمندي‌ها و همچنين بهره‌برداري شايسته از كليه ظرفيت‌هاي علمي، فني و نيروي انساني در راستاي ايجاد و به كار‌گيري جي‌آي‌اس و با توجه به وظايف سازمان نقشه‌برداري كشور در خصوص تدوين و ايجاد سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي ملي، در دي ماه 1372 تأسيس گرديده است.

فعاليت‌هاي اجرايي پروژه ايجاد سيستم اطلاعات جغرافيايي در وزارت صنايع و معادن، از فروردين 1371 آغاز گرديد و هم‌اكنون از اين سيستم به طور گسترده در ارتباط با فعاليت‌هاي آن استفاده مي‌گردد.

از ديگر مؤسساتي كه در زمينه اين سيستم فعاليت مي‌كنند مي‌توان شهرداري تهران، وزارت مسكن و شهرسازي، وزارت جهاد كشاورزي، مؤسسه بين‌المللي زلزله‌شناسي و مهندسي زلزله، و سازمان جنگل‌ها و مراتع را نام برد. در دانشگاه‌هاي كشور تاكنون از اين سيستم، چنان كه بايد، به عنوان يك فناوري با قابليت بسيار بالا براي در اختيار قراردادن طراحي پروژه‌ها و كاربرد آن در رشته‌هاي مختلف استفاده نگرديده است.

در زير به نتايج برخي از مطالعات انجام شده در اين زمينه اشاره مي‌گردد:

«پرهيزكار» (1376) در پايان‌نامه دكتري خود با عنوان «ارائه الگوي مناسب مكان‌گزيني مراكز خدمات شهري با تحقيق در مدل‌ها و جي‌آي‌اس شهري» مشخص نموده است كه جي‌آي‌اس، توانمندي‌ها و قابليت‌هاي فوق‌العاده‌اي در جمع‌آوري، ذخيره، بازيابي، به روزكردن، كنترل، ادغام، تحليل، مدلسازي و نمايش داده‌هاي جغرافيايي به صور گوناگون دارد و مي‌تواند متغيرهاي كمي و كيفي متعدد و با ابعاد گسترده را در تصميم‌گيري‌ها و مديريت شهري دخالت دهد.

«علي گلي» (1378) در تحقيقي ديگر با عنوان «طراحي سيستم اطلاعات منطقه‌اي با به كارگيري سيستم اطلاعات جغرافيايي در محيط شبكه اطلاع‌رساني جهاني»، بدين نتيجه رسيده است كه بهره‌گيري از داده‌هاي فناوري‌هاي جديد مانند سنجش از دور، سيستم اطلاعات جغرافيايي و سيستم موقعيت‌يابي جهاني در سيستم اطلاعات منطقه‌اي، بستر و زمينه مناسب‌تري را در جهت شناسايي مشكلات و توان‌هاي مناطق فراهم مي‌آورد.

«بهبودي» (1380) در پايان‌نامه خودكه با طرح مسئله «كاربرد جي‌آي‌اس در تحليل شهرهاي باستاني» تدوين شده است، به بررسي مباني نظري سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي و جنبه‌هاي كاربردي اين فناوري در باستان‌شناسي مي‌پردازد و نهايتاً با در نظرگرفتن توانايي و قابليت‌هاي جي‌آي‌اس كه در محيط نرم‌افزارهاي «آرك اينفو»[5]، «آرك ويو»[6] و «آيديريسي دبليو»[7] مهيا بوده است، ويژگي‌‌هاي طبيعي و جزئيات ساختماني محوطه باستاني بسطام را مورد تجزيه و تحليل قرار مي‌دهد و سپس به صورت سه بعدي به معرض نمايش در مي‌آورد.

«رنجبران» (1380) در پايان‌نامه خود با هدف «ارائه يك ساختار مناسب براي پشتيباني در تصميم‌گيري و برنامه‌ريزي شهر» ضمن مقايسه سيستم‌هاي اطلاعاتي به صورت ريشه‌اي، توانايي‌هاي جي‌آي‌اس را به عنوان سيستم فضايي پشتيبان تصميم‌گيري مشخص نموده است.

تعاريف جي‌آي‌اس از ابتداي شكل‌گيري سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي، با توجه به گستردگي اطلاعات و تنوع كاربردهاي آن در رشته‌هاي مختلف، تعاريف متفاوتي از اين سيستم‌ها ارائه شده است كه به نمونه‌هايي از آن‌ها اشاره مي‌گردد:

- سيستم اطلاعات جغرافيايي، مجموعه‌اي از ابزار قدرتمند براي ذخيره و بازيابي اطلاعات در آينده، تبديل و نمايش داده‌هاي فضايي از جهان واقعي است (بارو، 1986).

- سيستم اطلاعات جغرافيايي يك سيستم سخت‌افزاري و نرم‌افزاري رايانه‌اي است كه به منظور دسترسي، نگهداري و استفاده از داده‌هاي كارتوگرافي طراحي گرديده است (تاملين،1990).

- سيستم اطلاعات جغرافيايي، سيستمي است براساس رايانه براي جمع‌آوري، ذخيره‌سازي، كنترل، بازيابي، به روزكردن، ادغام، پردازش، تحليل، مدلسازي و نمايش داده‌هاي جغرافيايي به صور گوناگون (پرهيزكار، 1376).

- سيستم اطلاعات جغرافيايي يك سيستم پايگاه داده‌ها داراي مشخصات فضايي (x,y) است و مجموعه‌اي از روش‌ها براي پاسخگويي به سؤالات در آن قابل اجرا مي‌باشد (عليمحمدي، 1376).

- سيستم اطلاعات جغرافيايي، يك سيستم مديريت پايگاه اطلاعات براي واردكردن، ذخيره، بازيافت، تحليل و نمايش اطلاعات فضايي (بعد مكاني) مي باشد (بنياد ملي علوم).

عناصراصلي تشكيل دهنده سيستم‌هاي اطلاعات جغرافياييجي‌آي‌اس بر روي هرمي با چهار طبقه زيربنايي ساخته شده است:

- سخت‌افزار: با توجه به مرحله‌اي كه مطالعات در آن قرار دارد، كاربران مي‌توانند از سخت‌افزارهاي موجود در دسته‌بندي زير استفاده نمايند:

٭ سخت‌افزارهاي مرتبط با ورود اطلاعات (صفحه كليد، رقومي‌كننده، اسكنر، و ...)،

٭ سخت افزارهاي مرتبط با مديريت اطلاعات (سخت‌افزارهاي جانبي رايانه‌ها مانند ماوس، ...)،

٭ سخت‌افزارهاي مرتبط با خروج نتايج (چاپگرها، رسام‌ها، و ...).

- نرم افزار: براي راه اندازي جي‌آي‌اس برنامه رايانه‌اي لازم است. از معروف‌ترين آن‌ها مي‌توان به «آرك اينفو»، «آرك ويو»، «اسپانز[8]»، «مپ اينفو[9]» اشاره نمود كه داراي توابع عملياتي متعدد در جهت تجزيه و تحليل مسائل و محاسبات آماري هستند و عمدتاً توسط شركت‌هاي بزرگ رايانه‌اي توليد مي‌گردند. هر يك از اين نرم‌افزارها براي مطالعات خاصي برنامه‌ريزي شده و داراي محدوديت‌ها و محاسن خاص خود مي‌باشند. در اين پژوهش از دو نمونه از نرم‌افزارهاي رايج اين سيستم (يعني‌«آرك اينفو» و «آرك ويو» استفاده شده است.

- اطلاعات: بدون اطلاعات نه هدفي وجود دارد و نه پيشنهادي. تمركز توجه روي اطلاعات است. در واقع اكثر فعاليت‌ها براي اطلاعات انجام مي‌شود، زيرا اطلاعات قلب جي‌آي‌اس را تشكيل مي‌دهد. كيفيت اطلاعات يكي از مهم‌ترين موضوعات قابل توجه و اساسي مي‌باشد. كيفيت اطلاعات در ارتباط مستقيم با دقت، صراحت، مباني علمي، تركيب اطلاعات، و تحليل و مدلسازي است.

- سازمان و نيروي انساني: مهم‌ترين بخش تشكيل‌دهنده جي‌آي‌اس مي‌باشد، زيرا سازمان و نيروي انساني است كه عمليات جي‌آي‌اس را كنترل مي‌كند. سخت‌افزارها و نرم‌افزارهاي بسيار قوي جي‌آي‌اس بدون پشتيباتي كادر متبحر، به كارآيي مناسب نخواهند رسيد. براي اجراي موفق سيستم، سازماندهي نيروهاي متخصص و كارآمد كه در جهت اجرا، بهينه نمودن و نهايتاً راهبري سيستم‌ها نقش‌هاي گوناگوني را ايفا مي‌نمايند، الزامي است.

فرآيند تحليل اطلاعات در سيستم اطلاعات جغرافيايي جي‌آي‌اس يك سيستم رايانه‌اي است كه چهار قابليت اساسي را در رابطه با داده‌هاي زمين مرجع فراهم مي‌آورد.

1. ورودي داده‌ها،

2. مديريت داده‌ها،

3. پردازش و تحليل داده‌ها،

4. خروجي داده‌ها.

[Arpak 8511]

كاربردها و توانايي‌هاي سيستم‌هاي اطلاعات جغرافياييبطور اجمال قابليت‌هاي جي‌آي‌اس نسبت به سيستم‌هاي اطلاعاتي مشابه و روش‌هاي دستي را مي‌توان به شرح زير بيان داشت:

● قابليت جمع‌آوري، ذخيره، بازيابي و تجزيه و تحليل اطلاعات با حجم زياد؛

● قابليت برقراري ارتباط بين اطلاعات جغرافيايي (نقشه) و اطلاعات غيرجغرافيايي(جداول اطلاعاتي) و ايجاد امكانات تجزيه و تحليل اطلاعات جغرافيايي با استفاده از اطلاعات غيرجغرافيايي و بالعكس؛

● توانايي انجام طيف وسيعي از تحليل‌ها مانند: روي هم قراردادن لايه‌ها، پيداكردن اشياي مختلف با استفاده از خاصيت نزديكي آن‌ها به يك شي‌ء خاص، شبيه‌سازي، محاسبه تعداد دفعات وقوع يك حادثه در فاصله مشخص از نقطه يا نقاط معين، و ...؛

● داشتن دقت، كارآيي، سرعت عمل زياد و سهولت در بهنگام‌سازي داده‌ها؛

● توانايي انجام محاسبات آماري مانند محاسبه مساحت و محيط پديده‌هاي مشخص شده؛

● قابليت رديابي و بررسي تغييرات مكان‌هاي جغرافيايي در طول زمان؛

● قابليت استفاده براي مكان‌يابي پروژه‌هاي مختلف.

روش و مدل پژوهشاين پژوهش از نوع توصيفي ـ تحليلي است و بطور خلاصه شامل مراحل زير مي‌گردد:

1. جمع‌آوري اطلاعات و داده‌هاي مناسب و مورد نياز، شامل اطلاعات توصيفي و اطلاعات مكاني؛

2. پيش‌پردازش اطلاعات؛

3. مديريت داده‌ها و تجزيه و تحليل آن‌ها؛

4. توليد خروجي‌ها.