کاربرد GIS در مطالعات آب
کاربرد GIS در مطالعات آب
در این نوشته تعاریفی از دانش اطلاعات جغرافیایی (GIS) و مهمترین کاربردهای آن را مورد بحث قرار دادیم. مهمترین کاربردهای GIS در مطالعات منابع طبیعی در ارتباط با امکانات پیشرفته انسانی انجام می شود. شیوه ارتباط فناوری های انسانی و توانمندیهای تمدن بشری امروزی در سطح سیاره زمین در سطح مکانی تنها از طریق فناوری های GIS انجام می شود. تحلیل بخش های مختلف سیاره زمین در بخش های لیتوسفر، اتمسفر، هیدروسفر، و بیوسفر را در ارتباط با پیشرفت های بشری تنها در بستر فناوری های علوم اطلاعات جغرافیایی می توان بررسی کرد. در ادامه مهمترین کاربرد های این دانش در علوم آب و مدیریت منابع اب در بخش های این نوشته آمده است.
تعاریف و کاربردها:
سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بستری برای ذخیره ، نگهداری ، مدیریت و تجزیه و تحلیل طلاعات جغرافیایی می باشد و جهت کار همزمان با داده هایی که وابستگی مکانی (جغرافیایی) و توصیفی دارند، طراحی شده است.
امروزه در اختیار داشتن داده های بهنگام و استخراج اطلاعات مورد نیاز از این داده‌ها از اهمیت وافری برخوردار است (نظام محله و همکاران، 1394). در این رابطه سیستم های اطلاعات جغرافیایی به عنوان ابزاری مهم در مدیریت داده های زمینی 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 نا پیدای ما بین پدیده های مختلف را فراهم می نمایند.
کاربردهای داده های زمینی
داده های زمینی، در بسیاری از کاربردها مورد نیاز می باشند لذا سیستم های اطلاعات جغرافیایی پاسخگوی نیازهای طیف وسیعی از کاربران می باشند. کاربران در حوضه های کشاورزی، معادن، شهرسازی و شهرداری، منابع طبیعی، هیدرولوژی، حقوق املاک و مالکیت، مرزهای سیاسی، برنامه ریزی شهری و منطقه ای، مکانیابی در حوزه های کارخانه ها، بیمارستان ها، داروخانه ها، مراکز سوخت رسانی، استراحتگاه های بین راهی، ترافیک، حمل و نقل و لجستیک، کسب و کار و مدیریت کارآفرینی، مدیریت و مکانیابی رستوران، و سایر زمینه های تحقیقاتی کاربرد دارد. برای مطالعه کاربرد اطلاعات جغرافیایی در مطالعات آب و دسترسی به لایه های مکانی و فایل ها به بخش فوری آموز اطلاعات GIS منابع و تاسیسات آبی استان و شهر تهران مراجعه کنید. منابع آب و مدیریت اب نیازمند مهارت های متعددی در GIS است.
از جمله کاربردهای این سیستم‌های GIS می‌توان به موارد زیر اشاره نمود، برخی از مهمترین کاربردهای در ادامه آمده است:
- مدیریت منابع طبیعی و محیط زیست
- تحلیل های زیست محیطی و ارزیابی آلودگی
- مدیریت حیات وحش (مشاهده لایه های زیست محیطی ایران در گوگل ارث)
- مدیریت حوادث غیر مترقبه
- مدیریت مخاطرات طبیعی (مشاهده لایه های مخاطرات طبیعی، برای اطلاعات بیشتر مقاله تخصص ها و مهارت های مورد نیاز برای تحلیل اثرات مخاطرات طبیعی بر زیرساخت ها را مطالعه فرمایید)
- مدیریت تاسیسات و تجهیزات و امکانات شهری ( در این مورد می توانید مقاله کاربردهای نقشه های شهری: راهنما، برنامه ها، قابلیت ها را مطالعه فرمایید)
- مطالعات اتمسفری و جوی
- مطالعات دریا و اقیانوس نگاری
از دیدگاه فنی این سیستم ها با دو جنبه مختلف از داده ها سروکار دارند، مکان و توصیفات مربوط به هر عارضه مکانی. در نتیجه، در اختیار داشتن داده های جغرافیایی رقومی به عنوان پایه ای برای ورود به سیستم اطلاعات جغرافیایی دارای اهمیت بسزایی می باشد.
قابلیت های GIS
برای بهره گیری صحیح از قابلیتهای یک GIS، در درجه اول نیاز به درک صحیح از این دانش و سپس ساختار اطلاعات در آن می باشد. جهت پیاده سازی یک سیستم GIS ، توجه به ماهیت و ساختار اطلاعات جغرافیایی متشکله آن است. این ویژگی رکن اساسی هر سیستمGIS را تشکیل داده و توانمندیها و پتانسیلهای آن را تعیین میکند.
از قابلیتهای یک پایگاه اطلاعاتی یا بانک دیتا، مدیریت اطلاعات و قابلیت دستیابی به داده های مختلف آن بر حسب نیاز است. در طراحی پایگاه اطلاعات سیستم GIS بر اساس تحلیل نیازهای انجام شده، ساختار داده ها به گونه ای باید طراحی گردد که ارتباط های منطقی بین داده ها حفظ شده و براساس آن بتوان سیستم مدیریت داده های موجود را پیاده سازی نمود.
با توجه به استفاده از منابع متفاوت اطلاعاتی در تکمیل داده های بانک اطلاعاتی باید الگوریتم مدیریت داده ها با قابلیت بازیابی و دسترسی به رکوردها و لایه های اطلاعاتی سایر منابع داده بر حسب موقعیت جغرافیایی و در شرایط مورد نیاز کاربر ، طراحی و در محیط نرم افزاری بستر GIS انتخاب و پیاده سازی گردد. در پژوهشی Harvey لزوم بکار گیری تحلیل سیستمی در جغرافیا را مطرح می سازد و آن را روشی نیرومند برای پاسخ به سؤالات پیچیدة طبیعت سیاره زمین می داند.
در بیشتر مطالعات، جی آی اس را ابزاری توانمند در جمع آوری، ذخیره سازی، استخراج، تبدیل و نمایش داده های مکانی تعریف می کنند (نظام محله و همکاران، 1394). همانطور که این شکل نشان می دهد، دادة مکانی ماهیت های متفاوتی را دارند که طیف وسیعی از داده های مستخرج از تصاویر ماهواره ای تا داده های پستی، حمل ونقل و غیره را شامل می شوند. وجه مشترک همه این دیتابیس ها و بانک های اطلاعاتی، زمین مرجع بودن آنها است. به بیانی دیگر داده های مکانی دارای مختصات است که در قالب یک سیستم تصویر تعریف شده است.
سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) در مطالعات منابع آب نقش بسیار مهمی ایفا میکند و ابزار قدرتمندی برای تحلیل، مدلسازی و مدیریت منابع آب ارائه می‌دهد. برخی از مهمترین کاربردهای GIS در این حوزه عبارت‌اند از:
1. مدیریت منابع آب
GIS به مدیران کمک میکند تا داده‌های مکانی و غیرمکانی مرتبط با منابع آب مانند رودخانه‌ها، چشمه‌ها، دریاچه‌ها و سفره‌های آب زیرزمینی را مدیریت کنند. این داده‌ها برای تصمیم‌گیری در مورد تخصیص منابع آب و بهره‌برداری پایدار استفاده می‌شوند.
2. مدلسازی و تحلیل حوضه‌های آبریز
GIS برای شناسایی و تحلیل حوضه‌های آبریز بسیار مفید است. با استفاده از داده‌های توپوگرافی (مانند مدل‌های رقومی ارتفاع)، می‌توان مسیرهای جریان آب، خطوط تقسیم آب و مناطق تجمع رواناب را تعیین کرد.
3. پیش‌بینی و مدیریت سیلاب
GIS در مدلسازی سیلاب‌ها برای پیش‌بینی مناطق در معرض خطر و برنامه‌ریزی برای کاهش خسارات سیل کاربرد دارد. با ترکیب داده‌های بارش، توپوگرافی و کاربری زمین، می‌توان مناطق مستعد سیلاب را شناسایی و نقشه‌های خطر سیل تهیه کرد.
4. پایش و کنترل کیفیت آب
GIS به تحلیل داده‌های کیفی آب مانند غلظت آلاینده‌ها در رودخانه‌ها و منابع آب زیرزمینی کمک میکند. این اطلاعات برای شناسایی منابع آلودگی و اتخاذ تدابیر مدیریتی ضروری هستند.
5. برنامه‌ریزی زیرساخت‌های آبی
از GIS می‌توان برای مکانیابی بهینه زیرساخت‌های آبی مانند سدها، کانال‌ها، تصفیه‌خانه‌ها و خطوط انتقال آب استفاده کرد. این کار باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری در مدیریت منابع آب می‌شود.
6. مدیریت خشکسالی
GIS ابزار مهمی برای پایش خشکسالی و ارزیابی تأثیرات آن بر منابع آب است. با ترکیب داده‌های بارش، تبخیر و تعرق و ذخایر آب می‌توان نقشه‌های خشکسالی را تهیه و مناطق بحرانی را شناسایی کرد.
7. مدیریت بهره‌برداری از آب زیرزمینی
GIS در پایش و مدیریت منابع آب زیرزمینی نقش کلیدی دارد. با تحلیل داده‌های مربوط به سطح آب زیرزمینی، نرخ برداشت و میزان تغذیه، می‌توان از بهره‌برداری بی‌رویه جلوگیری کرد.
8. تحلیل تغییرات اقلیمی و تأثیر آن بر منابع آب
GIS می‌تواند داده‌های مربوط به تغییرات اقلیمی (مانند دما و بارش) را تحلیل کرده و تأثیر آن بر منابع آب سطحی و زیرزمینی را ارزیابی کند. این تحلیل‌ها برای برنامه‌ریزی بلندمدت و کاهش اثرات منفی تغییرات اقلیمی بسیار مهم هستند.
نتیجه گیری
این نوشته مهمترین کاربردهای فناوری علوم اطلاعات جغرافیایی را در زمینه های مختلف علوم زمین، علوم هوا و اقلیم، علوم هیدرولوژی و منابع آبی، علوم زیستی و محیط زیست کاربرد دارد. هرکدام از این زمینه ها شامل زیربخش هایی هستند که هرکدام باتوجه به منابع داده مکانی و اهداف اقتصادی و مطالعاتی از این سامانه های جغرافیایی استفاده می کنند. استفاده از GIS در مطالعات منابع آب، امکان تحلیل جامع و دقیق‌تر مسائل مرتبط با مدیریت و حفاظت از این منابع حیاتی را فراهم میکند و به تصمیم‌گیری‌های بهینه و پایدار کمک می‌نماید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.