ژئوماتیکسیستم اطلاعات مکانی

آشنایی مختصر با سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS

داده برداری,داده رستری,سیستم اطلاعات مکانی,توپولوژی,سیستم اطلاعات جغرافیایی, GIS

حجم زیاد اطلاعات و کاربردهای فراوان آنها در نظامهای مختلف با زمین مانند منابع طبیعی، محیط زیست، زمین شناسی، مدیریت و برنامه ریزی شهری و … از یک سو و ماهیت پویایی و متغیر آنها  ضرورت استفاده از ابزارهای کمکی الکترونیکی و روش های نوین را مطرح ساخته اند. توسعه و تکامل زیادی در رابطه با پردازش هندسی و گرافیکی داده های مرتبط با زمین و همچنین سازماندهی، مدیریت و به کارگیری اطلاعات موضوعی را به طور مجزا فراهم ساخت. تشخیص ضرورت در اختیار داشتن و به کارگیری تسهیلات فوق به طور یکپارچه در رابطه با داده های زمینی، منجر به طراحی و ایجاد سیستمهای اطلاعات جغرافیایی گردید.

GIS_wrld(1)

سیستم اطلاعات جغرافیایی قادر است داده های مربوط به موقعیت مکانی پدیده ها را به همراه اطلاعات توصیفی آنها به طور یکپارچه نگهداری و به طور همزمان جهت طراحی ، برنامه ریزی و حل مشکلات مورد استفاده قرار دهد. سیستم اطلاعات جغرافیایی بستری برای ذخیره ، نگهداری ، مدیریت و تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی است و جهت کار همزمان با داده های که وابستگی مکانی(جغرافیایی) و توصیفی دارند ، طراحی شده است.

امروزه در اختیار داشتن داده های بهنگام و استخراج اطلاعات مورد نیاز از این داده ها دارای اهمیت وافری است. در این رابطه سیستم های اطلاعات جغرافیایی به عنوان ابزاری مهم در مدیریت داده های زمین مطرح می باشند که با فراهم ساختن امکان یکپارچه سازی داده های حاصل از منابع مختلف ، امکان استخراج اطلاعات مورد نیاز و کشف ارتباطات پیچیده و ناپیدای ما بین پدیده های مختلف را فراهم می نمایند. داده های زمینی ، در بسیاری از کاربردها مورد نیاز می باشند لذا سیستم های با دو جنبه مختلف از داده ها سر و کار دارند ، مکان و توصیفات مربوطه . در نتیجه در اختیار داشتن داد های جغرافیایی رقومی به عنوان پایه ای برای ورود به سیستم اطلاعات جغرافیایی دارای اهمیت بسزایی است.

GIS چیست؟

به طور کلی به سیستم اطلاعات جغرافیایی اعم از اطلاعات توصیفی همراه با اطلاعات برداری را گویند. در واقع مجموعه ای سامان یافته از سخت افزار ، نرم افزار و نیروهای متخصص جهت جمع آوری و ذخیره ، آنالیز و بازیابی اطلاعات جغرافیایی است.

یکی از مزیت های GIS نسبت به برنامه هایی از قبیل اتوکد و(پایگاه داده) DBMS ، استفاده همزمان از داده های مکانی و توصیفی است.

downloadمؤلفه های GIS :

  • داده:

هرگونه موجودیت که از طریق آنالیز روی آنها بتوان بر یک فهم رسید.

  • نرم افزار:

به منظور استفاده بهتر از یک سیستم اطلاعات جغرافیایی ، استفاده از نرم افزارهای به روز و توانمند توصیه می شود که معروفترین آنها عبارتند از: Arc Map/info/Arc view

  • سخت افزار:

امروزه شبکه های GIS شامل تعدادی Work station X-station ، کامپیوترهای شخصی ، چاپگرها و پلاترها است که معرف مؤلفه سخت افزار یک سیستم اطلاعات جغرافیایی می باشند.

  • کاربر:

مهارت در انتخاب و استفاده از ابزارها در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی و شناخت کافی از اطلاعاتی که استفاده

می شوند ، یکی از موارد اساسی برای موفقیت در استفاده از فنّاوری GIS است که این از وظایف یک کاربر است و مهمترین بخش تشکیل دهنده GIS است.

  • اطلاعات:

قلب هر GIS پایگاه های اطلاعاتی آن است. در این پایگاه ها به پرسش هایی از قبیل چه شکلی است؟ کجاست؟ و چگونه به دیگر اشکال مرتبط می شود ، داده می شود. کیفیت اطلاعات در ارتباط مستقیم با دقت ، صراحت ، مبانی علمی ، ترکیب اطلاعات و تحلیل و مدل سازی است.

  • رویه ها:

شیوه های صحیح به کارگیری اطلاعات در جهت رسیدن به اهداف ویژه در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی از مهمترین مؤلفه های آن است.

اهمیت داده در GIS :

جمع آوری داده ها زمان و هزینه  زیادی دارد که معمولاً ۷۰ تا ۸۰ درصد هزینه ها را به خود اختصاص می دهد.

دقت و نتایج خروجی های GIS رابطه مستقیم با داده های آن داد.

dadeh

انواع داده ها:

  • داده های مکانی(موقعیت عوارض)
  • داده های توصیفی(داده های مربوط به عارضه-توصیف عوارض)

برای مثال عارضه خیابان را برای فهم بیشتر تفسیر می کنیم:

  • داده های مکانی آن شامل: مختصات آن عارضه شامل X  Y  Z  است.
  • داده های توصیفی آن شامل: عرض خیابان ، سرعت مجاز ، تعداد سواره رو ، آسفالت و … است.

جمع آوری داده های مکانی به چندین صورت امکان پذیر است. می توان به روش مستقیم زمین از نقشه برداری استفاده کرد و یا با پیشرفت فنّاوری استفاده از RS(سنجش از دور) ، به وسیله فتوگرامتری و نهایتاً از نقشه های موجود بهره گرفت.

جمع آوری داده های توصیفی هم می توان با مراجعه حضوری فرد در محل و یا از مدارک و منابع موجود استفاده کرد.

ساختار داده های مکانی:

                    ۱- داده های مکانی رستری                           ۲- داده های مکانی برداری

raster_storage

  • داده های مکانی رستری

داده های رستری بر مبنای پیکسل است. هر سلول دارای مختصات (y ، x) منحصر به فرد بوده و واقع در مرکز پیکسل است. هر سلول دارای یک value است(Digital Number).

هرگاه تغییرات مکانی زیاد باشد از مدل رستری استفاده می شود و یکی از معایب آن حجم بالای داده ها در این مدل است.

bordari

  • داده های مکانی برداری

داده های برداری بر مبنای نقطه ، خط ، پلی گون است و موقعیت عوارض دقیقتر و از حجم کمتری برخوردار است. در داده های برداری ذخیره سازی نقاط به دو صورت انجام می گیرد:

  • ذخیره سازی اسپاگتی: در این روش ثبت نقشه های رقومی بدون در نظر گرفتن قوانین همسایگی ذخیره شده و به همین دلیل نقاط غیر ضروری ذخیره شده و همین امر موجب افزایش حجم داده می شود.
  • ذخیره سازی توپولوژی: توپولوژی شاخه ای از علم ریاضی است که ارتباط مکانی اجزای تشکیل دهنده یک شکل و نه فقط مختصات آن را در نظر می گیرد. به عبارت دیگر ویژگی هایی از اشکال هندسی را مطالعه می کند که با اعمال تبدیلات هندسی(تغییر مقیاس) دچار دگرگونی نمی شود.

از این مدل برای بیان ارتباط مکانی بین عوارض گوناگون استفاده می شود که نسبت به روشهای مختصاتی مناسب تر است.

topology_vector_model

مزایای مدل توپولوژی:

  • در این روش ثبت نقشه های رقومی با در نظر گرفتن قوانین همسایگی ذخیره شده و باعث می شود نقاط تکراری ذخیره نشده و حجم داده کم می شود.
  • عملیات با سرعت بیشتری صورت می گیرد.
  • عملیات بر روی چندین لایه انجام می گیرد.
  • زمان جستجو در این روش کمتر است.

سه اِلِمان اصلی در توپولوژی:

  • مجاورت: اطلاعاتی درباره همسایگی اشکال است.
  • اتصال: اطلاعاتی درباره نوع ارتباط بین عوارض را شامل می شود(پیدا کردن بهترین مسیر)
  • شمول: اطلاعاتی درباره شکلی که در یک شکل دیگر جا گرفته است.

عوارض در توپولوژی:

در توپولوژی عوارض به چند صورت تشکیل می شوند.

عارضه نقطه از یک Node (گره) تشکیل می شود. عارضه خطی از دو Node شکل می گیرد و عارضه پلیگون از یک یا چند Node و یا Arc (کمان) تشکیل می شود و در نهایت عارضه Arc از چندین رأس تشکیل می شود.

دیدگاهتان را بنویسید