هدف از GIS
دانشجویان از سرتا سردنیا از ITS برای شرکت دردوره های آموزشی بازدید میکنند آنها اغلب 6 ماه برای این دوره وقت می گذارند اماٌدر بسیاری از آنها در این دوره به بیش از 18 ماه به طول می انجامد . برخی از آنها موقعیتی بعنوان دانشجوی PH.D را کسب می کنند که معمولاً بعد از به پایان رساندن موفق دوره آموزشی منظم M SC می باشد . اگر ما بخواهیم تعریف وتوصیفی از آنچه باعث همه علاقه ی همه ی این افراد انجام دهیم ، ممکن است بگوئیم که آنها مشغول مطالعات محیطشان هستند با این امید که محیطشان را بهتر شناسند. مقصود از محیط فضای جغرافیایی منطقه مورد مطالعشان وحوادثی که شامل آنجا می شود می با شد .
بعنوان مثال :
* طراحی ممکن است علاقمند به جستجو درباره ی رشد حاشیه شهرشان می باشد ورشد جمعیتی که تعدادی از شهرکهای حومه شاهد آن هستند را بسنجند . اوممکن است که علاقمند به فهم این مطلب باشد که چرا این شهرک شامل این موقعیت است اماٌ شهرکهای دیگررا شامل نمی شود .
*زیست شناسی ممکن است علاقمند به اثر فعالیت های slash- and- burn روی جمعیت گونه هایی از دوزیستان در جنگل های یک رشته کوه باشند تا درک بهتری از تهدیدهای دراز مدت روی این جمعیت داشته باشند .
* یک پژوهشگر وقایع طبیعی با بررسی الگوهای ریزش باران و ویژگی های زمین علاقمند به شناسایی مناطق با ریسک بالای سالانه ی بادهای موسمی سیل آسا است .
* یک مهندس زمین شناس با بررسی ویژگی های حالات صخره ها علاقمند به شناسایی بهترین معادن برای کشف آینده است وکدام ویژگی از قبیل عمق ، کیفیت کا نی های آن در میان دیگران بیشتر به چشم می آید .
*یک مهندس اطلاعات جغرافیایی که توسط مخابرات به کار گرفته می شود ، ممکن است خواهان تعیین مهمترین مسیرها برای ایستگاه های بخش شرکت می باشند .
ودیگر عوامل از قبیل قیمت زمین ها وحرکت موجی زمین وغیره بحساب می آورد .
* مدیریت جنگل ممکن است تمایل داشته باشد تا با وجود تعدادی ازمحدودیت های عملی وکاربردی مانند نیازمندی به نگهداری وحفاظت از این درختان فراوان ، مقدار استفاده از اطلاعات چوب ، ماسه ودرختان موجود را بهینه سازمی کنند .
* مهندسی آب شناسی ممکن است بخواهد تعدادی از ویژگی های کیفی آب مسیرهای متفاوت در یک دریاچه آب شیرین را مطالعه کند تا فهم و درکش از بسترهای نیزارهای Typha بالا ببرد و چرا این موضوع از آنچه در 10 سال پیش اتفاق افتاده متفاوت شده است .
تمام متخصصان بالا با اطلاعات مربوط به فضا ، بخصوص اطلاعات موجود در محیط کارمی کنند. اطلاعات موجود مشخص میکند که اشیاء کجا هستند یا کجا بوده اند ویا خواهند بود .این متخصصان با سوالاتی در رابطه با فضای جغرافیایی سروکار دارند که ما ممکن است بطور خصوصی به عنوان اطلاعات محلی مربوط به سطح زمین توصیف ومشخص کنیم .
اطلاعات منطقه ای یک طبیعت غیر جغرافیایی مربوط ومورد توجه ما در این کتاب نیست . یک راننده اتومبیل باید بداند که کلید چراغ جلوی اتومبیل کجاست . یک جراح باید بداند که آپاندیس کجاست تا آنرا خارج کند .NASA باید یداند که سفینه ی خودش را کجا قرار دهد . تمام اینها مستلزم اطلاعات محیطی می باشد .
اماٌ استفاده از سطح زمین به عنوان منبعی برای این اهداف عقیده وفکر خوبی نمی باشند .GIS مخفف سیستم اطلاعات جغرافیایی می باشد .G I S سیستمی کامپیوتری است که به نگهداری اطلاعات درباره فضای جغرافیایی کمک می کند . این یک هدف ابتدایی وسطحی است .ما تعریف جامع تری در بخش 2-1-1 ارائه خواهیم داد . اما ابتدا اجازه دهید اطلاعات واضح تری درباره نقاط کشف ونوآوری توصیف وبیان کنیم .
1-1-1 : برخی اطلاعات اساسی
دنیای اطراف ما همواره در حال تغییر است وتمام این تغییرات به جهت بهتر شدن نیست . برخی از تغییرات به نظر می رسد که دلایل طبیعی دارند ( فوران آتشفشان ، برخورد شهاب سنگ ) در حالی که همه آنها به وسیله انسان بوجود می آید ( به عنوان مثال تغییرات حاصل از استفاده از زمین ، یا استخراج وآبادسازی دریا به عنوان تفریح و سرگرمی مورد علاقه مردم هلند ) همچنین تعدادی از تغییرات جهان که دلیل آن نا مشخص است . برخی اثرات گلخانه ای وگرمای جهان ، حوادث El Ninoیا La Nino یا درمقیاس های کوچکتر رانش زمین و فرسایش خاک از انواع آن هستند . برای داشتن اطلاعات پیشین در موردE l Nino به شکل 1-1 نگاهی بیندازید . این شکل اطلاعاتی در رابطه با یک منطقه مطالعاتی ( اقیانوس استوایی آرام ) ارائه ومطرح می کند . ما مطالعه وبررسی El Nino را به عنوان یک مثال از کاربر G I S در این بخش مورد استفاده قرار خواهیم دا د.
بطو رمختصرمیتوانیم بگوئیم که تغییرات موجود در جغرافیای زمین می تواند دلایل طبیعی یا انسان ساخته یا ترکیبی از هر دو باشد .اگر ایم تغییرات ترکیبی از هردو باشد ، به طور کامل قابل درک وفهم نیست .
ما انسان ها ، افرادی کنجکاو هستیم ما می خواهیم بفهمیم که در دنیای ما چه چیز رخ خواهد داد وچرا ما به دنبال تغییر جغرافیایی حوادث هستیم .
دربسیاری از موارد ،ما می خواهیم فهم و درکمان را افزایش دهیم تا جایی که هیچ موضوع نا بهنگام وجود نداشته باشد و ما بتوانیم هنگامی که احساس کردیم که باید عملی انجام شود . بتوانیم آن را انجام دهیم .بعنوان مثال ، اگر ما علت El Nino را بهتر بشناسیم وبتوانیم آن را پیش بینی کنیم که در سال 2004 اتفاق خواهد افتاد،ما میتوانیم طرح عملی برای کاهش ضررهای قابل انتظار در صنعت ماهیگیری ، کم کردن خطرهای زمین لغزه ها که دلایل آن بارانهای سنگین است یا ایجاد منابع آبی در مناطقی که انتظار خشکسالی وبی بارانی وجود دارد ،طراحی کنیم .
مشکل اساسی که ما در بسیاری از کاربردهای G I S با آن روبرو هستیم فهم حادثه و پدیده است که (a بعد جغرافیایی دارد ومانند آن (b بعد زمانی آن می باشد. ما با مشکلات مکانی – زمانی مواجه هستیم . این به این معناست که موضوع مطالعه ما د رموقعیت های مختلف دارای ویژگی های متفاوت ( بعد جغرافیایی ) ودرلحظات مختلف هم دارای ویژگی مختلف ( بعد زمانی ) می باشد. پدیده ی El Nino مثال خوبی از این رویداد است چرا که (a دمای سطح دریا در بین موقعیت های مختلف متفاوت است (b دماهای سطح د ریا از روزی تا روز دیگر تغییر می کند .
1-1-2 ← یک تعریف ابتدایی از G I S
نگاه نزدیکتری به مثال El Nino داشته باشیم . بسیاری از متخصصان به خصوص هواشناسان و اقیانوس شناسان مطالعه نزدیکی از این حادثه داشته اند . آنها برای بالا بردن فهم ودرکشان انواع دستاورد ها مانند نقشه های شکل 1-1 آماده وتدارک دیده اند . برای انجام چنین عملی ،آنها نیاز به بدست آوردن اطلاعاتی در باره حادثه بوده اند که به طور واضح شامل اندازه هایی درباره درجه حرارت آب دریا و سرعت باد در بسیاری از مکان هاست سپس آنها اطلاعات پردازش وبرای تجزیه آماده می کنند واجازه تفسیررا می دهند . تفسیر اگر پردازش اطلاعات از یک راه ساده به سمت تفسیر آن باشد مفید خواهد بود .
ما کار با اطلاعات جغرافیایی را به سه دسته تقسیم می کنیم :
* اطلاعات ورودی ، مرحله ابتدایی که درآن اطلاعات درباره مطالعه ی حادثه ورویداد جمع آوری وآماده وارد شدن به سیستم می باشد .
* تجزیه اطلاعات ، دومین مرحله می باشد که اطلاعات جمع آوری شده به دقت مرور می شود وبعنوان مثال ،اقدام برای کشف شکل کلی آن صورت می گیرد .
*ارائه اطلاعات ، آخرین مرحله است که نتایج تجزیه ها در مسیر آماده ومناسب ارائه می شود .
ما سه مرحله را عدد گذاری کردیم ودرنتیجه آن بسیاری از حوادث که در جای آن بودند را نشان دادیم اماٌ چنین نظمی نمای کلی از یک موقعیت ایده آل است وبسیاری از مواردی که ما می بینیم که اولین اقدام برای تجزیه ی اطلاعات بیان می کند که به اطلاعات بیشتر نیاز است . آن ممکن است این باشد که وجود اطلاعات منجر به مطرح شدن سوالاتی می شود که در این صورت ما به تجزیه بیشتری نیاز داریم . که برای تجزیه ها نیاز به اطلاعات بیشتر است . این نشان می دهدکه این سه مرحله ممکن است در ط.ل یک دفعه قبل از خوشحالی از کار دوباره تکرار شود . ما درپایین با موضوع پروژه ی El Nino بیشتر به این سه مرحله می پردازیم .
اطلاعات ورودی
در مورد موضوع El Nino اطلاعات بدست آمده از ما به این معناست که طرح درجه حرارت های آب دریا واندازه سرعت باد را جمع آوری کرده اند .این اطلاعات به وسیله ی شناورهای متصل به طناب که مجهز به تجهیزات اندازه گیری هستند در اقیانوس بدست آمده اند . هر شناور برخی از موارد را اندازه گیری می کند . مانند سرعت ومسیر باد ، درجه حرارت و میزان رطوبت هوا ، درجه حرارت آب دریا در سطح ودر اعماق مختلف تا 500 متر می باشد . نقطه اصلی بحث و گفتگوی ماروی درجه حرارت سطح دریا (SST)وسرعت باد (W S )می باشد .
شکل 2-1 ←نمای کلی ازیک
نوع اطلسی شناور برای ضبط
ثبت درجه حرارت های آب دریا
El Nino است.
یک نمونه شناور د رشکل 2-1 : نشان داده شده است که جایگاه نسورهای مختلف روی شناور را نشان می
دهد .
شکل 3-1 : ترتیب موقعیت های شناورها
- ی درجه حرارت سطح دریا واندازه
گیرنده ی سرعت باددر اقیانوس آرام
برای ضبط اهداف اهداف ، تعداد 70 شناور د رمکانهای راهبردی و حساس با زاویه 10 درجه استوایی بین جزایر گالا پاکوس ونیو جوئینا مستقر شده است .در شکل 3-1 نقشه که موقعیت ها این شناور ها را نشان می دهد فراهم شده است . شناور ها محکم شده وحرکت نمی کنند . عیب های اتفاقی وپراکنده در نتیجه ارتفاع دریا ها وبدی آب و هوا یا گیر کردن وپیچ خوردن در تورهای ماهیگیری بلند می با شد . همانطور که تصویر 3-1 نشان می دهد ، نوع شناور وجود دارد ، اماٌ ما در مورد تفاوتشان صحبت نمی کنیم تمام اطلاعاتی که یک شناوراز طریق دماسنج ها ودیگر سسنورهای که به آن مجهز شده است بدست می آورد ،نسبت به موقعیت جغرافیایی شناور ، روزانه به وسیله ی ماهواره های ارتباطی منتقل می شود . این اطلاعات در سیستم کامپیوتر ذخیره وحفظ می شوند . ما از این جایی که اطلاعات بدست آمده شکل دیجیتال قرار گرفته است به همین خاطر به شکلی درمی آید که توسط کامپیوتر قابل خواندن با شد .
در کتاب درسی درباره قواعد کلی مفاهیم دورافتاده از را ههای زیادی برای بدست آوردن اطلاعات جغرافیایی گفتگو شده است . در میان مدلهای موجود ما اطلاعات موجود را در نظر می گیریم ومی توانیم با آنها کار را شروع کنیم .
تجزیه اطلاعات :
در حالی که اطلاعات در سیستم کامپیوتر شروع وجمع آوری می شود می توانیم تجزیه آن را شروع کنیم . د راینجا اجازه بدهید نگاهی به فرایند هایی که احتمالاً در محصولات پایانی نقشه های شکل 1-1 وجود دارد بیاندازیم .مشاهده می کنیم که محصولات نقشه ها متعلق به مرحله ای از حضور اطلاعات است که د رپائین در مورد آن بحث می کنیم .
در اینجا ما نشان می دهیم که چطور اطلاعات جمع آوری شده در شناورها قبل از تهیه ی نقشه آماده می شوند . نگاهی نزدیک تر به شکل 1-1 این را نشان می دهد که اطلاعات موجود بر اساس میانگین ماهانه از SST وW S ( به مدت 2 ماه ) است نه از یک اندازه گیری ویک اطلاعات خاص .علاوه بر این ، در شکل پائین مقایسه ای با شرایط وموقعیت یکسان فراهم می آورد که احتمالاً به این معناست که یک مقایسه با میانگین ماه دسامبر برای یک دوره چند ساله آماده شده است .
فرایند بعدی که در اطلاعات ابتدایی انجام می شود این است که آنها از 70 نقطه اندازه گیری استنباط شده اند ،( هر کدام برای یک شناور ) تا تمام منطقه را تحت پوشش قرار دهد .برای موقعیت هایی در محیط مطالعاتی که هیچ اطلاعاتی د ردسترس نبود مقداری دستکاری ودخالت از شناورهای موجود می تواند جایگزین آن شود .[1]
این نقش کلی G I S است . استنباط ارزش یک ویژگی از موقعیتی که ما اندازه گیری نکرده ایم .
به نظر می رسد که مراحلی که در ادامه آمده است ، برای دو شکل بالا می تواند جایگذین شود .ما تنها به محاسبه وتضمین SST توجه می کنیم .تجزیه WS بطور مشابه انجام می شود .
1- هر شناور ، استفاده روزانه ی محاسبات SST در ماه ،میانگین SST برای آن ماه محاسبه می گردد. این یک محاسبه ساده است .
2- برای هر شناور میانگین ماهانه SST با موقعیت جغرافیایی تؤام می گردد تا فهرست مرجعی جغرافیایی از میانگین ها همانطور که در جدول 1-1 نشان داده شده بدست آید .
3- از این فهرست مرجعی جغرافیایی از طریق یک روش دستکاری فضایی ،SST های محاسبه می شوند این مرحله اغلب در هنگام نیاز به کارمی رود تا دسته مناسبی از موقعیت هایی که با SST های محاسبه وتخمین زده شده که نقشه های شکل 1-1 نشا ن می دهد بدست آورد .
4- ما وانمود می کنیم که قبلاً در مراحل بالا اطلاعا تی درباره میانگین SST برای ماه دسامبر برای یک دوره چند ساله بدست آوردیم .این ممکن است بطور فضایی افزایش یابد تا یک موقعیت عادی با یک وضعیت خوب را بدست آورد .
اجازه بدهید ما ابتدا روشن کنیم که مقصود از لیست یا فهرست مرجعی جغرافیایی چیست . اطلاعات بطور مرجعی می باشند اگر با کمی موقعیت خاص سازماندهی شوند .این با ارتباط واستفاده از طول وعرض جغرافیایی انجام شود . یا با وسایلی که در فصل 4 درباره آنها صحبت می کنیم در لیست ها میانگین درجه حرارت سطح دریا را با موقعیت ها مرتبط کردیم در نتیجه آنها را بصورت مرجع جغرافیایی درآوردیم .
در مرحله سوم ا زبالا ، ما به دستکاری یا دخالت فضایی ( سه بعدی ) اشاره کردیم برای فهم این مفهوم ابتدا مشاهده کردیم که این درجه حرارت سطح دریا ویژگی است که در هر کجای اقیانوش اتفاق می افتد و تنها در شناور ها نیست . شناورها تنها نمومه محدودی از ویژگی درجه حرارت سطح در یا را تهیه فراهم می آورند .دستکاری یا (دخالت سه بعدی ) یا فضایی تکنیکی است که به ما این امکان را می دهد که ارزش هر یک از ویژگی ها (SST) وهمچنین در مکانهایی که ما آن را را اندازه گیری
های اطراف شناورها انجام می دهند .
تئوری دستکاری یا دخالت فضایی گسترده است اما اینجا جای بحث درباره آن نیست .اگر چه که این یک مثال کلی است از دستکاری ودخالت اطلاعاتی که یک GIS می تواند روی اطلاعات مورد استفاده انجام دهد .
ارائه اطلاعات
بعد از دستکاری وکنترل های اطلاعاتی که در بالا مطرح شد ، اطلاعات آماری ما آماده برای تهیه نقشه های شکل 1-1 است . مرحله ی ارائه اطلاعات مربوط به کنار هم قرار دادن همه آنها به شکلی است که نتیجه تجزیه اطلاعات در بهترین را به هم مربوط می کند . هنگامی که ما می خواهیم بهترین ارائه را داشته باشیم مسائل زیادی به وجود می آید . ما باید در نظر بگیریم چه پیامی را میخواهیم به آن طرف ارسال کنیم ،مخاطب کیست ؟ ابزارهای ارائه چیست ؟ چه قوانین زیبا شناسی وهنری بکار می رود ، وچه تکنیکهایی برای ارائه وجود دارد .این ممکن است کمی انتزاعی به نظر برسد .اجازه بدهید آن را با پدیده El Nino روشن تر کنیم .
با استفاده از شکل 1-1 ،اطلاعات زیررا تهیه کردیم ،
* پیغامی که می خواهیم به آن سمت بفرستیم این است که پدیده ها واتفاقات El Nino وLa Nino چه هستند .
* مخاطبان ابن ارائه اطلاعات بدون شک وقطعاً کسانی اند که این کتاب را می خوانند یعنی دانشجویان I T C که می خواهند درک بهتری از GIS بدست بیاورند .
*ابزار ووسیله این کار متاب است ، بنابراین در سایز A4 در صورت امکان در اینترنت ارائه می شود .تایپ کتاب محدودیتها وموانعی مانند حداکثر سایز نوع نوشته واندازه نوشته را بوجود می آورد .
* قوانین هنری وزیبا شناسی موارد زیادی را می طلبد و مد نظر دارد . نقشه ها باید به صورتی چاپ شوند که شمال در سمت بالا وغرب در سمت چپ ومرجع جغرافیایی واضح با استفاده مستقیم از نشانه ها ومانند آن است .
مادر واقع کمی از قوانین زیبا شنا سی سر پیچی کردیم برا ی مثال ، با بکار بردن یک معیار متفاوت ، یعنی در عرض جغرافیایی آن را با طول جغرافیایی مقایسه کردیم .
* تکنیکهایی که ما استفاده کردیم شامل ، رنگ طرح ، استفاده از خطوط مجزا که با میزان ارزش حرارتی شان نشان دار شده بودند وبرخی از تکنیکهای دیگر .