درباره تکنولوژی سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)

سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) چهارچوبی برای جمع آوری، مدیریت و تحلیل داده های مکانی است. تکنولوژی GIS بعنوان یک تکنولوژی جغرافیایی، داده هایی از منابع گوناگون مانند علوم محیطی و طبیعی و علوم انسانی و اجتماعی را باهم ترکیب می کند.

فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی شامل مجموعه ای از ابزارهای بسیار قدرتمند ترسیمی، طراحی و مدیریت بانک های اطلاعاتی بسیار بزرگ برای مدیریت ابرداده ها (big data) است. این فناوری برگرفته از دانش علوم جغرافیایی (GIScience) است که امروزه یکی از مهمترین بخش مدیریت های کلان را شامل می شود. دانش علوم جغرافیایی شامل زیرمجموعه دانش علوم مکانی است که دانش های مکانمند را پوشش میدهد و کمتر به مباحث ارتباط چندرشته ای (Multidisciplinary) و ترکیبی علوم مختلف می پردازد. دامنه وسیع دانش علوم مکانی شامل یک دید ترکیبی و اکولوژی انسانی است که تاکید بر مطالعات چندرشته ای دارد. امروزه با گسترش روند جهانی شدن و توسعه فناوری های هوش مصنوعی نیاز به GIS بیشتر احساس می شود. جهانی شدن نیازمند درک روابط بسیار گسترده پدیده ها و رخداد های جهانی و تاثیرات آنها بر هم است. با گسترش ارتباطات جهانی تاثیرات نیز به تبع این ارتباطات بیشتر می شود و بررسی این تاثیرات متقابل نیازمند بررسی داده های عظیمی است که پردازش آنها مستلزم استفاده از ابزارهای GIS است. امروزه سیستم اطلاعات جغرافیایی بخش قابل توجهی از نرم افزارها را برای دست یابی به اهداف خود مورد استفاده قرار می دهد. مهمترین اهداف این دانش پردازش ابرداده ها و اطلاعات عظیمی که هر روز برحجم آنها اضافه می شود و بطور فراوانی تجمعی و اثرمرکب بر غلظت، شدت، و اندازه آنها افزوده می شود.

مهمترین این نرم افزارهای مورد استفاده در دانش علوم جغرافیایی شامل QGIS، ArcGIS، Global mapper، ENVI، Google Earth، و ابزارهای CAD هستند.

می توان سامانه های GIS را کاملترین بانک اطلاعاتی دانست چرا که علاوه بر تمام قابلیت ها و امکانات سامانه های بانک اطلاعاتی موجود در جهان، سامانه های GIS قابلیت مکانی دارند که سایر سامانه های تحلیل پایگاه داده ای این توانایی را ندارند. این سامانه ها علاوه بر قابلیت پرسگری براساس هزاران شرط توصیفی می توانند هزاران شرط مکانی را نیز در پردازش ها لحاظ بکنند. همچنین قابلیت تحلیل تصاویر ماهواره ای و همچنین تولید نقشه ها و نمودارهای حرفه ای از دیگر قابلیت ها این فناوری است. نرم افزار های این فناوری علاوه برا پردازش های قدرتمند مکانی و آمار استنباطی می توانند تحلیل های زمین آماری، درونیابی، مدل سازی و راه اندازی پلتفرم های تحت وب را به کاربران خود بدهند.

با توسعه ارتباطات وب در سطح جهانی همچنین استفاده از وب جی ای اس (WebGIS) نیز برای معرفی و پردازش اطلاعات مکانی شرکت ها و سازمان ها و افراد نقش بسیار مهمی ایفا می کند. برای توضیح WebGIS می توانید نمونه وب جی ای اس زلزله های اطراف تهران که توسط فوری آموز راه اندازی شده است را مشاهده کنید.

امروزه علوم اطلاعات جغرافیایی بستری را فراهم کرده است که بسیاری از حوزه های فناوری و دستگاه های اجرایی کشور های توسعه یافته و در حال توسعه جهان توانسته اند از این طریق فرصت های بی شماری را در زمینه های بهبود عملکرد اجتماعی، اقتصادی، و سیاسی ایجاد نمایند. در نتیجه، توجه سازمان های بین المللی و سرمایه گذاری بطور روز افزون در حوزه فعالیت های فناوری GIS بطور شتابان در حال بیشتر شدن است. این فناوری از توانایی تلفیق فاکتورهای متنوع را با دیدگاهی ترکیبی و چندجانبه نگرانه برخوردار است که نقش آن را در روند مطالعات بین رشته ای پررنگ تر نموده است. به همین دلیل، در سال های اخیر نقش این تکنولوژی در توسعه پایدار کشورها تجربیات خوبی را به ثبت رسانده است.

نمونه ای از تلفیق چندین لایه در یک تحلیل فضایی مکانی

فناوری GIS موقعیت مکانی پدیده ها را تحلیل و با سازماندهی لایه های اطلاعاتی مختلف (اطلاعات محیطی، اقتصادی، اجتماعی، و حقوقی قانونی) را باهم براساس روش های استاندارد تلفیق می کند. این تلفیق لایه های مختلف به شناخت برهم کنش متقابل عوامل برهم کمک می کند. نرم افزارهای این فناوری می توانند نقشه های گرافیکی تهیه کنند و در تهیه برنامه ریزی های محیطی همه جانبه نقشه های سه بعدی گیرا تولید کنند. این قابلیت GIS موجب می شود که مخاطب ما درک بهتری از اطلاعات داشته باشد. محصولات تکنولوژی سامانه اطلاعات جغرافیایی باعث می شود که بیننده نقشه ها بتواند الگوهای مکانی، روابط مکانی، موقیعت ها، برهم کنش پارامتر ها در یک برنامه یا پروژه و وضعیت سایت ها را بهتر بفهمد و تصمیم گیری بهتری داشته باشد.

مهمترین کاربردها

همانطور که پیش تر اشاره کردیم از قابلیت های این سامانه در زمینه های مختلف مدیریت طرح ها، مدیریت سازمان ها، برنامه ریزی کلان اقتصادی اجتماعی و تحلیل های زیست محیطی استفاده شده است. این فناوری با قابلیت های کاملی که ذکر شد از پیشرفته ترین ابزارهای روز جهان جهت پردازش و تحلیل اطلاعات بهره می برد. به همین دلیل، کارهای بسیار متوع و حرفه ای می توان از طریق نرم افزارهای این فناوری انجام داد.

مهمترین کارهایی که می توان با تکنولوژی GIS انجام داد عبارتند از:

• شناسایی مشکلات و کشف مسایل کنونی و آینده
• نظارت و بررسی تغییرات
• مدیریت رخدادها و پاسخ به اتفاقات
• پیش بینی اتفاقات
• تعیین اولویت ها
• درک روند ها

رویهم گذاری لایه ها توانایی شناسایی روندها و کشف مسایل مختلف را به کاربران میدهد. همچنین با استفاده از تصاویر ماهواره ای پردازش طیف های مادون قرمز و قابلیت شناسایی تغییرات می توان هرگونه رخدادی را روی سطح زمین شناسایی کرد. پیش بینی و مدیریت مخاطرات و سوانح طبیعی یکی دیگر از مهمترین کارهایی است که به فراوانی بوسیله این فناوری انجام گرفته و دستاورد های ارزشمندی داشته است. تعیین اولویت ها با بکارگیری مدل های تصمیم گیری چند معیاره از طریق مدل هایی مانند فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و مدل های فازی می تواند اولویت بندی درستی از سایت ها و موقعتی های مکانی ارائه کند. همچنین در علوم مکانی و در تمام شاخته های شغلی و مدیریتی کارشناسان به دنبال پیشبینی و شناسایی روندهای معنی دار پدیده ها هستند. بانک اطلاعاتی برنامه های این فناوری می تواند اطلاعات عددی بسیار گسترده و دسته بندی شده تولید کند که تبدیل آن و استفاده از آنها می تواند در قالب هایی مانند سری های زمانی یا در مدل هایی مانند منن کندال به تعیین روند چیز های اطراف ما کمک کند.

مدل های تحلیل

از فناوری سامانه های اطلاعات جغرافیایی در زمینه های مختلفی استفاده می شود که هر کدام به منظور تحلیل حجم عظیمی از ابرداده ها از روش های یادگیری ماشین و هوش مصنوعی استفاده می کنند. در پژوهش های علمی و همچنین توسعه کسب و کارها یکی از روش های بسیار پرکاربرد استفاده از مکانیابی و پهنه بندی در تعیین بهترین مکان ها برای اهداف خاص اجتماعی و اقتصادی و محیطی است. مهمترین ساختار این روش مکانیابی همان تلفیق تمام ابعاد اجتماعی، اقتصادی، و محیطی جوامع انسانی و پروژه های مختلف است.

مهمترین عناصر متمایز کننده در این سیستم های مکانی را می توان مفاهیمی مانند نزدیکی، فاصله، و تولید نقشه دانست.  بسیاری از پژوهش ها در حوزه هایی مانند ژئومورفولوژی و مدیریت محیط و همچنین مطالعات سکونتگاه های شهری و روستایی به شدت از این فناوری و قابلیت های آن استفاده نموده که در نتیجه آن، مقالات ارزشمند زیادی در این زمینه ها به چاپ رسیده است.