سیستم اطلاعات مکانی (GIS)

در یک نگرش ساده، GIS یک سیستم اطلاعات مکانی است که به منظور نمایش رقـومی پدیـده هـاي جغرافیـایی موجود بر سطح زمین و تحلیل حوادثی که اتفاق می افتد به کارگرفته می شود. در این سیستم می توان داده هـاي غیـرمکانی (اطلاعات توصیفی عوارض) را به گونه اي منطقی به داده هاي مکانی ارتباط داد و همه اطلاعات قیاسی سنتی را به صورت داده هاي رقومی تبدیل و سازماندهی نمود. بنابراین، هر عارضه قرار گرفته بر روي زمین باید زمین- مرجع گردد که کلید اساسی در جهت مرتبط نمودن پایگاه داده ها به عارضه هاي گرافیکی است. واژه پایگاه داده ها عبارت از جمع آوري اطلاعـات راجـع بـه عوارض و همبستگی هاي فی مابین در یک فرم کامپیوتري است. در اصل واژه زمین- مرجع نیز به مفهـوم نمـایش فضـایی یـک موقعیت جغرافیایی معین توسط یک لایه و یا نقشه اي است که نسبت به یک سیستم مختصات مشـخص ارجـاع داده شـده است. بسیاري از برنامه هاي کامپیوتري مانند نرم افزار اکسل، اغلب نرم افزارهاي آماري و یا برنامه هاي طراحی مانند اتوکد قادر به نگهداري داده هاي جغرافیایی و مکانی هستند. اما این توانایی ها دلیلی بر وجود GIS واقعی نخواهد بود، چرا که هر سیستم اطلاعات جغرافیایی توان مرتبط ساختن داده هاي گرافیکی با اطلاعات توصیفی  روي نقشه را داراست. به عنوان مثال، خطوط آبی که در روي یک نقشه توپوگرافی سنتی طراحی شده و نشان دهنده یک رودخانه می باشد، منهاي موقعیت خود تقریبا هیچ اطلاعات دیگري را به شما ارائه نمی دهد. اما در محیط GIS به منظور یافتن اطلاعات هندسی (نظیر عرض و طول رودخانه) و یا مشخصات ذاتی آن (مانند کیقیت و کمیت آب جاري شده) شما می توانید پایگاه داده هاي خود را همزمـان پـرس و جـو نمائید. به علاوه با بهره گیري از اطلاعات مندرج در پایگاه داده ها خواهید توانست مشخصات کلیه سطوح کاربري اراضی شهري را بر اساس کدهاي مشخص خواسته شده - مثلا تراکم جمعیت و یا میزان درآمد- مدلسازي کنید. بنابراین، GIS فقط حامل نقشه ها و یا تصاویر نیست، بلکه در برگیرنده پایگاه هاي اطلاعاتی اسـت کـه بـه عنـوان مغـز سیستم عمل نموده و آن را از سایر نرم افزارهاي گرافیکی و طراحی کننده نقشه ها متمایز می نماید. این فنآوري به کاربران امکان می دهد تا اطلاعات توصیفی را با پدیده هاي موجود در روي نقشه ها مرتبط ساخته و همبستگی هاي موجود را آشکار سازند. براساس اطلاعات حاصله امکان اعمال انواع تحلیل ها با داشتن اهداف مشخصی مهیا می گردد. این توانـایی متخصصـان را قـادر می سازد تا قابلیت هاي هر مکان خاص جغرافیایی را بر اساس فرضیه هاي معین شناسایی نموده و در فرآیند مکان گزینی هدفمند جهت کاربري ویژه بهترین تصمیم را اتخاذ نمایند. با این دیدگاه، هر سیستم GIS به عنوان یک مرجع اطلاعاتی به منظور تحلیل داده هاي مکانی و بر اساس یک سیستم مختصات جغرافیایی طراحی می گردد. در فنآوري GISعملیات اعمال شده بر روي پایگاه اطلاعاتی نظیر پرسشگري و عملیات آماري را می توان با تحلیلهاي جغرافیایی سنتی درهم آمیخت و امکان آشکارسازي موجودیت ها، ارتباطات و روندها در پدیده هاي زمینی را فراهم نمود. این توانایی GIS را از سایر سیستمهاي اطلاعاتی متمایز ساخته و کاربردهاي متعددي را متصور می سازد، چرا که مدلهاي موجود در محیط GIS ارجاعات جغرافیایی و روابط توپولوژیک دارند.

 در یک نگرش جامع، GIS ابزاري است به منظور ایجاد و تحلیل نقشه ها و هر پدیده اي مستقر بر روي کره زمـین. از منابع انسانی و چشماندازهاي شهري گرفته تا مشاهدات میدانی در علوم زمین که اهمیت خاصی براي زمینشناسان دارند، قابلیت ورود به محیط این فنآوري را دارند. از طریق GIS امکان تلفیق قويترین پایگاه هاي اطلاعاتی با مدرنترین مدلها (نقشه ها) در یک قالب منسجم و سازمان یافته ممکن می گردد. این توانایی منحصر به فرد، GISرا از بقیه سیستم ها متمایز ساخته، بنابراین، هر فرد و یا سازمانی می تواند از مزایاي GIS در جهت تصـمیم گیـري هـاي بهینه بهره مند گردد. از طریق فنآوري GIS امکان تلفیق پایگاه هاي اطلاعاتی از منابع مختلف میسر گشته و عملیاتی نظیر پرس و جو و تحلیل- هاي آماري زمین - مرجع ممکن می گردد. نتایج حاصله را می توان به طرق مختلـف مصـور و بـه صـورت منحصـر بـه فـردي آشکارسازي نموده و یا بر مبناي مکان هاي جغرافیایی به صورت نقشه هاي متنوع نمایش داد. این توانایی GIS آن را به یکی از با ارزشترین سیستم هاي مدیریتی مبدل ساخته است. با توجه به طیف وسیعی از مسائل محیطی (بحران آفرین) در سرتاسر کره زمین نظیر: افزایش بی رویه جمعیت، ظهور انواع آلودگی هاي محیطی، تخریب جنگل ها و مراتع، کم آبی و وقوع حـوادث غیرمترقبـه در سرتاسر جهان، GIS به عنوان یک ابزار کاربردي می تواند مطرح گردد. بر این اساس می توان از GIS بر اساس نیاز در فرآیند تصمیم گیري استفاده کرد. با استناد بر این امتیازات است که امروزه GIS تبدیل به صنعتی چند میلیارد دلاري گشـته و هـزاران متخصـص و کـاربر در بخـشهـاي خصوصی، دولتی، آموزشی و علمی در سرتاسر جهان را به خود مشغول ساخته است.

چرا از GIS استفاده می شود؟

•  با استفاده از GIS نگهداري و بازیابی حجم بزرگی از داده ها به صورت موثرتر و سریع تر ممکن می گردد.
•  با استفاده از GIS داده ها به فرمی در می آیند که از نظر فیزیکی فشرده تر از نقشه هاي کاغذي می باشد.
• با استفاده از GIS براي هر آنالیز، داده هاي مکانی گوناگون و اطلالاعات توصیفی مربوط به هر یک از آن ها خیلی سریع با هم تلفیق می شوند و اطلالاعات جدید تولید می شود .
• با استفاده از GIS پیش بینی ها و بررسی حالات مختلف با انجام پالایش بر روي تحلیل ها امکان پذیر است.
• با استفاده از GIS داده هاي مکانی و غیرمکانی در یک سیستم تلفیق می شود که این در سیستم هاي مشابه CAD و یا به روش هاي دستی قابل انجام نیست.
• روش هاي مختلف می توانند ترکیب و تلفیق شوند و یا به صورت اتوماتیک دربیایند که ممکن است برخی از آن ها به تنهایی امکانات آنالیز بسیار کمی داشته باشند.

GIS چه کاربردهایی دارد؟

امروزه این سیستم ها داراي کاربردهاي بسیار وسیعی در زمینه هاي مختلف از جمله مدیریت انواع شبکه (آب، برق، گاز، راه)، مدیریت خدمات شهري، مدیریت منابع طبیعی و حیات وحش، جنگلداري، کشاورزي، مدیریت بحران، بازاریابی، اقتصاد، طرح هاي توسعه شهري و منطقه اي و..... می باشند و بدین منظور طراحی می گردند

نمونه هایی از این کاربرد ها عبارتند از:

• مدیریت و برنامه ریزي کاربري زمین
• آنالیز فرسایش خاك
• پراکندگی آب زیر زمینی
• مدیریت بلالایاي طبیعی
• آنالیز زلزله، آنالیز ریسک آتشسوزي، آنالیز و پهنه بندي مناطق سیل خیز
• کاربردهاي شهري
• تعیین بهترین مسیر از مرکز امداد رسانی به محل حادثه
• برآورد هزینه جهت اجراي یک مسیر
• وضعیت ترافیک بعد از طرح

مولفه هاي GIS

يك سيستم GIS شامل يك بسته كامپيوتري (شامل سخت افزار و نرم افزار) از برنامه هاي رايانه اي با يك واسطه كاربر مي باشد كه دست يابي به عمليات و اهداف ويژه اي را فراهم مي سازد. مؤلفه هاي چنين سيستمي به ترتيب عبارتند از:

• سخت افزارها

• نرم افزارها
• روش های تحلیلی

فرآیند برنامه ریزی GIS