ساده بگم جی آی اسم!!!

GIsچیست :

سیستم اطلاعات مکانی (GIS (Geographic Information System علم وفن آوری دریافت ومدیریت بهینه اطلاعات مکان مرجع بوده و مبتنی بر یک سیستم کامپیوتری برای مشاهده نقشه ها و آنالیز پروژه های مرتبط با داده های توصیفی و داده های مکانی می باشد.
طیف کاربران و علوم وابسته به GIS :
1- شهرداریها و امور برنامه ریزی شهری
۲- کشاورزی و برنامه ریزی کاربری اراضی، هواشناسی حاصل از ماهواره ها، اندازه گیری های زمینی و اطلاعات مربوط به محصولات و …
۳- محیط زیست و منابع طبیعی
۴- نقشه کشی
۵- زمین شناسی ومطالعات زیست محیطی
۶- مهندسی معدن
۷- تعلیم وتربیت
۸- تجارت وصنعت
۹- مدیریت خدمات رفاهی
۱۰- صنعت حمل ونقل وکشتیرانی
۱۱- برنامه ریزی نظامی
۱۲- راه آهن
۱۳- سرویسهای اضطراری (آتش نشانی ، پلیس و. ..)
۱۴- مدیریت ترافیک و سانحه
۱۵- شناسایی نقاط کور شبکه مخابراتی
۱۶- بررسی پراکندگی نیروی انسانی
۱۷- کمک در امر بازاریابی وفروش
۱۸- عمران وشهرسازی
۱۹- طراحی بهینه شبکه های توزیع آب
۲۰- مدیریت بحران
استفاده از GIS به عنوان یکی از کاربردی ترین دانش ها
جهت انجام عملیاتهای مختلف بر روی داده هایی که مشخصه مکانی (فضایی) آنها یک مشخصه اصلی محسوب می گردد، از ابزاری تحت عنوان GIS بهره گرفته می شود . بدلیل رابطه موجود بین مشخصه مکانی نقاط وسطح زمین وخاک ، این سیستمها با عناوینی همچون LIS (سیستم اطلاعات زمین) و SIS (سیستم اطلاعات خاک) نیز بیان می گردند که از میان عنوان GIS در محافل علمی متداول ترین میباشد
GIS درمیان محققین دارای تعاریف متنوعی می باشد. اما کاملترین تعریفی که مناسب GIS باشد را می توان براساس مؤلفه های تشکیل دهنده آن بیان داشت. این تعریف در برگیرنده مؤلفه هایی همچون :
۱- ورود داده ها: شامل جمع آوری و دسته بندی
۲- مدیریت داده ها: شامل ذخیره سازی وبازیافت
۳- دستکاری داده ها : شامل تجزیه، تحلیل و تلفیق
۴- خروج داده ها: شامل ارائه نتایج به صورت جدول ، نمودار و نقشه میباشد
بنابراین می توان GIS را بصورت یک نرم افزار وسیستم رایانه ای که قادر به جمع آوری کنترل ، ترکیب وتجزیه وتحلیل اطلاعات مربوط به سطح زمین می باشد تعریف نمود .
بطور اجمال قابلیتهای GIS نسبت به سیستمهای اطلاعاتی مشابه و روشهای دستی را می توان بشرح زیر بیان داشت :
• برای حجم زیاد داده های جغرافیایی مناسب بوده و عملیات را سریعتر وبا هزینه کمتر انجام میدهند.
• دارای دقت فوق العاده بیشتری نسبت به روشهای دستی می باشد .
• دربهنگام سازی داده ها بسیار آسان عمل میکند .
• امکان دستکاری و تلفیق داده ها را با سرعت زیاد فراهم می کند .
• برای مکان یابی پروژه های مختلف قابل استفاده است .
ریشه GIS
ریشه GIS از علم جغرافیا مشتق می گردد. در سال ۱۹۶۰ میلادی دولت کانادا برای مشخص نمودن وضعیت منابع طبیعی موجود در این کشور اقدام به برداشت حجم زیادی از اطلاعات نموده و آنهارا در قالب یک سیستم اطلاعات جغرافیایی مورد تجزیه و تحلیل قرار داد . بدین ترتیب اولین سیستم GIS تحت عنوان C-GIS بوجود آمد. در ابتدا این سیستم ها توسط کاربران موجود مورد استقبال قرار نگرفتند ولیکن از اواخر دهه ۶۰ میلادی به بعد بدلیل ورود کامپیوترهای پیشرفته با قابلیتهای بالا ، این سیستمها در رشته های مختلف علمی کاربردهای متنوعی پیدا نموده و مورد استقبال کاربران و شرکتهای مختلف قرار گرفتند.
عملکرد سیستم GIS
عملکرد کلی این سیستم ها بدین صورت است که در ابتدا اطلاعات مکانی وتوصیفی مربوط به عوارض جغرافیایی از طریق روشهای مختلف جمع آوری شده وبصورت لایه های مختلف اطلاعاتی در سیستم مرکزی ذخیره می گردد. سپس عملیاتهای مختلفی (نظیر توپولوژی ، هم پوشانی و …) بر روی این لایه ها انجام شده و یا پردازش و تحلیلهای منطقی و ریاضی ، نتایج مورد نظر بدست می آیند. درنهایت نتایج به شکل نمودار، جدول ونقشه در اختیار کاربران قرار می گیرد . در شکل (۱-۳) ساختار کلی عملکرد GIS آورده شده است .
بخشهای مختلف GIS
همانند هر سیستم اطلاعاتی دیگر، GID نیز از بخشهای مجزا ومرتبط به هم بهره می گیرد. اجرای موفق هر مطالعه و تحقیق مستلزم استفاده منطقی از اجزاء این سیستم می باشد. بطور خلاصه مؤلفه های تشکیل دهنده GID را می توان به شرح زیرعنوان نمود:
۱- داده ها و اطلاعات
۲- سخت افزار
۳- نرم افزار
۴- کاربران و پرسنل اجرایی
به جرأت می توان گفت که پایه اصلی GIS را داده ها و اطلاعات تشکیل می دهند ، حجم بالایی از عملیات کاری در این سیستم ها به جمع آوری و ورود داده ها اختصاص می یابد .
داده های جغرافیایی به دو دسته مکانی ( فضایی) و غیرمکانی ( توصیفی) تقسیم بندی می گردند. داده های مکانی بیانگر مشخصه مختصاتی عوارض و پدیده ها می باشند ( مختصات هندسی یک جاده، رودخانه ، ایستگاه پمپاژ و …) داده های توصیفی بیانگر ارزشها و چیستی عوارض می باشند (غلظت نمک درآب یک دریاچه ، جنس سازندهای یک منطقه ، مساحت یک آبگیرو …) .
ساختار و نمایش داده ها
جهت نمایش داده های مکانی در سیستمهای GIS از دو ساختار برداری و شطرنجی یا رستری بهره گرفته میشود . در این حالت تمامی عوارض با شکلهای هندسی نظیر نقطه ، خط و چند ضلعی مشخص میگردند.
درساختار برداری، هرپدیده ای که درجهان واقعی وجود دارد ، با مقیاسی کوچکترنمایش داده میشود. (همانند تصویرپلان)
در ساختار شطرنجی، شکل پدیده ها و عوارض بصورت صفحات شطرنجی در آمده است و موقعیت عوارض بوسیله موقعیت سطر وستونی که درآن قرار میگیرد ، مشخص می گردد. در این حالت فقط یک تصویر کلی از پدیده ها مشخص می گردد. درشکل (۳-۲) تفاوت نمایش جهان واقعی در ساختار برداری وشطرنجی مشخص گردیده است .
هریک از ساختارهای برداری وشطرنجی دارای محاسن ومعایبی می باشند . درجدول (۳-۱) به تعدادی از محاسن معایب این ساختارها اشاره شده است .
منابع جمع آوری داده های جغرافیایی:
داده های جغرافیایی را می توان با استفاده از روشهای زیرجمع آوری نمود :
• مشاهدات زمینی
• عکسهای هوایی
• تصویرماهواره ای
• سیستم تعیین موقعیت جهانی
مشاهدات زمینی : در این روش داده های جغرافیای توسط آژانسها و سازمانهای مختلف جمع آوری شده وسپس داده های مکانی توسط کارتو گرافیستها به نقشه تبدیل میگردد . درنهایت داده های توصیفی ومکانی بصورت لایه هایی در سیستم GIS ذخیره می گردند .
عکسهای هوایی : با استفاده از عکسهای هوایی می توان براحتی وبدون کار گسترده میدانی ، به داده های نسبتاً جامعی نسبت به بازه مطالعاتی دست یافت .
تصاویرماهواره ای: تصاویرماهواره ای حاصل پیشرفت تکنولوژیکی درعلم سنجش از دور میباشند . سنجش از دور یعنی اندازه گیری و ثبت خصوصیات فیزیکی و شیمیایی جو و سطح زمین از فاصله دور و تحلیل اطلاعات ثبت شده به منظور استخراج اطلاعات مفید ومورد نیاز . ساختار مختلف فعالیت دارند، جمع آوری می شود. در جدول (۳-۲) مختصات تعدادی از ماهواره ای در دست بهره برداری آورده شده است .
سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS) : سیستم تعیین موقعیت جهانی با هدف تخمین دقیق موقعیت جغرافیایی عوارض سطح زمین بوجود آمده است . این سیستم متشکل از ۲۴ ماهواره مستقردر مدارهای بسیار بالا است . این ماهواره ها بعنوان نقاط مرجع عمل می کنند . استفاده از GPS برای تهیه اطلاعات مورد نیاز GIS گسترش روزافزونی داشته است که مهمترین دلایل آن را می توان ؛ راحتی استفاده ، دقت بالا وامکان ضبط داده ها به شکل رقومی عنوان کرد.
سخت افزارهای مورد نیاز GIS
درسیستم های GIS ، از سخت افزارهای متنوعی استفاده می گردد . با توجه به اینکه مطالعات در چه مرحله ای قرار داشته باشد ، کاربران می توانند از سخت افزارهای موجود در دسته بندی زیر استفاده نمایند .
• سخت افزارهای مرتبط با ورود اطلاعات (صفحه کلید، رقومی کننده ، اسکنر و …)
• سخت افزارهای مرتبط با مدیریت اطلاعات ( سخت افزارهای جانبی رایانه ها مثل ماوس …)
• سخت افزارهای مرتبط با خروج نتایج ( چاپگرها ، رسام ها و …)
نرم افزارهای GIS
بسته های نرم افزاری که در سیستم های GIS کار می کنند ، نقش برجسته ای در اجرای موفقیت آمیز این سیستم ها دارند . سخت افزارها ونرم افزارهای بسیار قوی GIS بدون پشتیبانی کادر متبحر به کارایی مناسب نخواهد رسید .
اجزاء تشکیل دهنده GIS
GIS نیز همانند سیستم های اطلاعاتی دیگر از اجزاء فرعی تشکیل یافته است که هریک وظیفه خاصی را برعهده دارند . سیستم های GIS از اجزاء زیر تشکیل می گردند .
۱- سیستم فرعی ورودی
۲- سیستم فرعی ذخیره
۳- سیستم فرعی پردازش
۴- سیستم فرعی خروجی
سیستم های فرعی دریافت ورودی داده ها
دراین سیستم ، مختصات مکانی عوارض یا اطلاعات توصیفی جمع آوری شده ، توسط سخت افزارهای ورودی به سیستم مرکزی معرفی می گردند. عملیاتهای مختلفی همچون آماده سازی ، ورود، کنترل وپیش پردازش وهمچنین حذف اشتباهات دراین زیرسیستم صورت میگیرد .
سیستم فرعی پردازش داده ها
مهمترین بخش GIS ، قسمت پردازش و تجزیه وتحلیل داده ها می باشد . دراین زیرسیستم عملیات اصلی صورت میگیرد . اولین عملیات به منظور از بین بردن اشتباهات موجود در داده های سازمان یافته و دومین عملیات به بازنگری و به روز در آوردن اطلاعات و تطبیق آنها می پردازد . دراین بخش عملیاتهای ریاضی که به منظور آنالیز عمومی نقشه ها وایجاد شبیه سازی انجام می شوند ، نیز وجود دارد .
سیستم فرعی خروجی نتایج
ارائه نتایج حاصل از تجزیه وتحلیل داده ها درفرم مورد نیاز کاربران (نمودار، نقشه و جدول ) در این زیر سیستم صورت می گیرد. نتایج نهایی می تواند به شکلهای ویدئویی ، نوار مغناطیسی و … ارائه گردند
کاربردهای GIS
GIS از حدود یک دهه قبل درمسائل مرتبط با مهندسی آب بطور چشمگیری مورد استفاده قرار گرفته است . کلیه فرآیندهایی که در چرخه هیدرولوژیکی نقش مؤثری دارند ، ازنظرمکانی وزمانی متغییر می باشند . بعبارت دیگر این فرآیندها دارای حالت غیردائمی و توضیعی می باشند .
دلیل کابرد مؤثر GIS درمسائل هیدرولوژیکی ، وجوه مشترک بین این دو می باشد . درهیدرولوژی مهندسی یا شناخت مکانیسم فرآیندهایی همچون ؛ تبخیر وتعرق ، بارش ، نفوذ، جریان آب سطحی و جریان بین لایه ای و همچنین فرسایش ورسوب ، مدلهای هیدرولوژیکی و هیدولیکی شکل می گیرند که می توانند تغییرات مکانی و زمانی این فرآیندها را شبیه سازی نموده و از نتایج حاصله جهت برنامه ریزی استفاده نمود .
مدلهای هیدولیکی وهیدرولوژیکی به دسته بندیهای مختلفی تقسیم می گردند که درساده ترین دسته بندیها، مدلها به دو دسته فیزیکی و ریاضی تقسیم بندی می شوند . ملهای فیزیکی بدلیل محدودیتهای موجود در آنها، قادربه شبیه سازی تغییرات تمامی پارامترهای یک حوضه فیزیکی نمیباشند . به همین خاطر امروزه استفاده از مدلهای ریاضی بدلیل سرعت بالا وتحلیل حالتهای مختلف مورد توجه قرار گرفته است .
GIS با استفاده از داده های جغرافیایی وعملیاتی مختلفی که در درون آن نهفته است ، قادراست که با مدلهای ریاضی ارتباط پیدا کرده و به نحوی بستر مناسب اطلاعاتی مورد نیاز مدلهای ریاضی را فراهم سازد . البته بایستی متذکر شد که حالت عکس این موضوع نیز می تواند صادق باشد . در هرصورت GIS با ایجاد ارتباط با مدلهای ریاضی ، مطالعات را بصورت دقیق تر، سریعتر و با کیفیت بسیار مطلوب تر از روشهای معمول به سرانجام می رساند.
مدلهای مختلفی بدین ترتیب در مطالعات مهندسی منابع اب با سیستم های GIS ارتباط برقرار کرده اند که در زیر به چند نمونه از آنها اشاره می گردد .
• HEC-1 : جهت تحلیل بارش – رواناب
• HEC-2 : جهت پهنه بندی سیلاب
• PSAC : جهت تحلیل فرسایش پذیری
• AGNSP : جهت تحلیل آلودگی منابع اب (غیرنقطه ای کشاورزی)
• SLAMM : جهت تحلیل آلودگی منابع آب (غیرنقطه ای شهری)
همانطورکه دراین مقاله اشاره گردید کاربرد سیستم GIS درعلوم مختلفی درحال حاضر قرار می گیرد.
امروزه وجود اطلاعات به روز ، به منظور شناخت عوامل طبیعی وانسانی با هدف بهره گیری از آن در برنامه ریزی توسعه پایدار ، امری بدیهی است . به همین دلیل استفاده از اطلاعات در بعد سیستم GIS میتواند در موارد زیر مؤثرباشد:
۱- پاسخگویی به نیاز کاربران در کلیه زمینه ها .
۲- ساماندهی وافزایش بهره وری ازمنابع موجود .
۳- بهینه سازی سرمایه گذاری ها و برنامه ریزی ها .
۴- ابزاری مفید در جهت تصمیم گیری مدیران .
۵- سرعت و دقت کار .
۶- تعیین قابلیت های توسعه درمناطق ومکانهای مختلف .
منابع ومأخذ:
[۱] اصول کیفیت آب ، دکتر نظام الدین دانشور، ۱۳۸۴- اول
[۲] تحلیلی بر فناوری سیستمهای اطلاعات جغرافیایی ، دکتر علی اکبر رسولی ، ۱۳۸۴-اول
[۳] ماشینهای مخصوص ، دکتر محمدرضا فیضی ومهندس کامران خفافی، ۱۳۸۴- دوم
[۴] کاربرد جغرافیا در روش تحقیق شهر و روستا ، دکتر یدالله فرید، ۱۳۸۴- اول
[۵] اصول ماشینهای الکتریکی ، دکتر جواد فیض، ۱۳۸۲ – چهارم

مدل برداری:
مزایا
۱- ساختارداده آن از مدل رستری جمع وجورتراست
۲- توپولوژی را بصورت کد گداری در خود دارد و درنتیجه عملیاتی را که نیاز به اطلاعات توپولوژی دارند ، مانند آنالیز شبکه مؤثرتر اجرا می کند

مدل برداری :
معایب
۱- ساختار داده مدل برداری از مدل رستری به مراتب پیجیده تر است .
۲- اجری عملیات همپوشانی مشکل می باشد
۳- نمایش وارائه تغییرپذیری فضایی بطورمژثرصورت نمی گیرد

مدل رستری:
مزایا
۱- ساختارداده ساده ای دارد
۲- عملیات همپوشانی به آسانی وبه شکل مؤثراجرا می شود
۳- تغییرپذیری فضایی به طورمؤثری درفرمت رستری نشان داده میشود

مدل رستری :
معایب
۱- ساختارداده رستری دارای فشردگی کمتری است اغلب تکنیکهای فشرده سازی برای غلبه بر این مسأله بکار گرفته می شوند
۲- نمایش ارتباطهای توپولوژی در این مدل مشکل است

ساده بگم جی آی اسم!!!

مطالب مشابه :

مدل رقومی ارتفاع ( DEM ) – بخش دوم

دانلود پروژه های درس مدل سازی رقومی زمین

پرسش و پاسخ های جی آی اسی 1

ArcGIS فارسی

ساده بگم جی آی اسم!!!

Vector processing in a GIS

آموزش طراحي صفحات وب-فصل سومADO

چطور Arc GIS Desktop 10 را روی ویندوز 8 نصب کنیم؟

دوره آموزشی برنامه نویسی GIS در .NET

دانلود عکسهای ماهواره ای باکیفیت بالا ازBING MAP در ARCGIS 10