خرید فالوور اینستاگرام خرید لایک اینستاگرام
خانه / جی ای اس GIS / اصول و مبانی پایه ای GIS

اصول و مبانی پایه ای GIS

فصل اول

مقدمه

با نظري عميق درباره شهرهاي كشورمان درمي يابيم كه شهر و شهرنشيني در ايران گذشته اي پر فراز و نشيب داشته كه متاثر از عوامل اقتصادي ـ سياسي ـ اجتماعي ـ مذهبي ـ طبيعي درونزا و برون زا دچار تحول و تغيرات زيادي گشته و هر بار كالبدي نو يافته است . به بياني شهرها نمودي از انديشه هاي انساني مي باشند كه كالبد فيزيكي داشته وبه نوعي در وراي آنها برنامه ريزي و تفكر ساخت شهرها نهفته است .

ليكن مفاهيم و مباني برنامه ريزي شهري در ايران قدمت چنداني نداشته و در اواخر دوره پهلوي و بيشتر در دوره حاضر مطرح شده است . اين بدان معني نمي باشد كه قبل از اين دوران شهرها بصورت خودكار و بدون طرح و انديشه قبلي ساخته شده اند . شواهد تاريخي بسياري وجود دارد كه نشان مي دهد بسياري از شهرهاي كهن ايران زمين داراي طرح و نقشه بوده و اصول و نظام شهر سازي بطور مدبرانه در آنها رعايت شده است . منظور از برنامه ريزي شهري در واقع علم و رشته اي از برنامه ريزي شهري است كه قدمتي كوتاه و كمتر از چند دهه دارد و از خصوصيات بارز آن تقليد از تجربيات كشورهاي اروپايي و اجراي اصول و متدهاي غربي بدون تطبيق آن با شرايط اقليمي ، فرهنگي و اقتصادي جامعه است .

نفوذ بيگانگان در ايران قدمتي چند صد ساله دارد ( بالاخص از دوره صفويه به بعد ) و از اين رهگذر شهرهاي ايران دستخوش تحولاتي شگرف و اغلب نامناسب گشته اند . انديشه هاي غربي بوضوح بر كالبد شهرهاي و جايگزيني عناصر فضايي – كالبدي و حتي در فضاهاي داخلي مساكن نيز نمايان است . مدرنيزاسيون كاذب رضاخاني ، تغيير غير منطقي بافت هاي قديمي ، تخريب برج و باروها و دروازه ها و مهمتر از آن افكار و انديشه هاي مبتني بر فرهنگ جامعه ايراني ، ( مجتهد زاده صص ۱۰۰-۷۷) فروپاشي تدريجي نظام سنتي ـ كشاورزي و جايگزيني نظام شهري سنتي ، اصلاحات ارضي ، تاثيرات جنگ تحميلي (همو ص ۱۸) بالا رفتن قيمت نفت و سرا زيرشدن دلارهاي نفتي در دوره پهلوي و تمايل شديد به شهر و شهرنشيني (هوشيار ص ۲) ، روستايي بودن بعنوان يك ضد ارزش ومهاجرت سرسام آور از روستاها به شهرها و … همگي دست به دست هم داده و شهرهاي كشور را سريع و بدون برنامه گسترش دادند .

از طرف ديگر گسترش سريع شهرها باعث پيدايش مسائل و معضلاتي در تعيين محل استقرار عناصر كالبدي ـ فضايي شهرها شد . توسعه شهري در دهه هاي قبل چنان بوده كه منجر به ايجاد عدم تعادل در چگونگي استفاده از اراضي شهري شده و روستاها را به شهر و شهرهاي كوچك را به شهرهاي بزرگ تبديل كرده است ، در حاليكه اغلب اين تبديلات و تغييرات بدون برنامه ريزي صورت گرفته و متناسب با نيازهاي جامعه نبوده است . بهبود اين وضعيت مسئوليت برنامه ريزان شهري را سنگين تر نموده و آنان را ملزم به پاسخ دادن ( پاسخي انديشمندانه ) به ناسازگاريها نموده است (شهرنگار، ش ۱۱، ص ۸).

بعلاوه با گذشت ۳ دهه از تهيه طرح هاي توسعه شهري در ايران به منظور رشد موزون و هماهنگ و صرف هزينه هاي فراوان اگر چه تاثيرات مثبتي داشته اند ليكن به دلايل مختلفي به تمامي اهداف خود دست نيافتند . اكنون بعد از ۳ دهه از تجربه تهيه طرح هاي شهري در ايران شهرداري ها و نهادهاي مختلف شهرسازي تجربيات زيادي كسب كرده اند . اما هنوز مشكلات شهرسازي هنوز به قوت خود باقي است امري كه به شهادت مفاد منشور آتن شهرهاي اروپايي در اوايل قرن بيستم با آن روبرو بودند ما اكنون با آن مواجه هستيم (مهندسين مشاور صص ۱۲-۱۱).

با افزايش جمعيت و توسعه و گسترش شهرنشيني انسان از طبيعت دور شده و تراكم بيش از حد جمعيت ، منجر به ايجاد ناهماهنگي هايي در چگونگي استفاده از شهري شده است . اين مسئله دسترسي شهروندان به تسهيلات و خدمات عمومي (منجمله كاربري هاي آموزشي ) را مشكل ساخته است (شهرداري ها ـ ش ۴۴ ـ ص ۱۵ ) و نياز به برنامه ريزي جهت مكانيابي عناصر كالبدي ـ فضايي شهرها را مضاعف نموده است .

ساختار شهري امروزه با گذشته تفاوت بسيار دارد . در حال حاضر به دليل انبوه اطلاعات (مكاني ـ آماري و…) در زمينه هاي مختلف و وسيع بودن حوزه هاي مطالعاتي بالاخص راجع به شهر و مسائل شهري نياز به استفاده از كامپيوتر و تجزيه و تحليل هاي كامپيوتري را ضروري ساخته است بگونه اي كه امكان تجزيه و تحليل ساختارهاي پيچيدة جوامع شهري فعلي را بصورت سنتي (دستي و غير كامپيوتري) تقريبا غير ممكن و يا بسيار مشكل ساخته است . از طرفي ديگر توسعه سريع تكنولوژي سخت افزار و نرم افزار و ارزاني نسبي آن دسترسي عموم را به آن ميسر ساخته است . در اين راستا تكنيك سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي (Geographic information system) با توانمنديها و قابليت هاي منحصر به فرد مي تواند ياور و عصاي دست برنامه ريزان و مديران شهري در زمينه هاي مختلف منجمله مكانيابي باشد (شهرنگار ـ ش ۴ ـ ص ۱۶).

توانايي و كاربردهاي فراوان اين سيستم در ذخيره ، پردازش و تحليل حجم وسيعي از اطلاعات مكاني و توصيفي مختلف به حدي است كه به جرات مي توان گفت شهرسازي نوين بدون اين تكنيك مفهومي ندارد . اگرچه سابقه استفاده از اين تكنيك در جهان كمتر از ۵ دهه مي باشد (اوايل دهه ۱۹۶۰) و در ايران از اوايل دهه ۱۳۷۰ در جوامع علمي و اجرايي كشور مطرح شد ليكن بنا به دلايل گفته شده بشدت مورد توجه كارشناسان و اساتيد علوم مختلف قرار گرفته است (شهرنگار، ش ۱۱، ص ۷). اين تكنولوژي براي عده اي روش آسانتري را براي توليد نقشه معرفي نموده و براي برخي ديگر امكان انطباق نقشه هاي مختلف بر روي يكديگر را فراهم ساخته و براي سايرين روش جديدي در تركيب اطلاعات گرفته شده منابع مختلف (نقشه ها و اطلاعات آماري و توصيفي) به منظور تحليل روابط فضايي ميان اطلاعات مرتبط با مكان بر روي كره زمين ارائه مي كند . بدين ترتيب GIS يك ابزار همه فن حريف است يعني هم روش استفاده از نقشه و هم روش تحليل اطلاعات مرتبط با عوارض را بهبود مي بخشد(هاكسهلد، صص۷-۶).

۱-۱- تعريف و تحديد موضوع (موضوعي ، زماني و مكاني )

عنوان اين رساله ، مكان يابي هنرستان هاي فني و حرفه اي با استفاده از سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي با محوريت شهر تبريز مي باشد . سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي ، تكنيكي جديد و فوق العاده مؤثر در تحليل مكاني و مدلسازي اطلاعات و داده هاست . اين روش با در اختيار داشتن بانك هاي اطلاعاتي قوي و قابل ويرايش و توابع تحليلي فراوان نقش خود را بعنوان يك سيستم هدايت كننده و قدرتمند در مديريت شهري و برنامه ريزي توسعه كالبدي ـ فيزيكي پديده هاي شهري بخوبي نشان داده است .

در اين رساله سعي شده است كه هنرستان هاي فني و حرفه اي شهر تبريز از نظر وضعيت فعلي بررسي شود سپس با انجام تحليل هاي مختلف سعي در بر آورد كمبود و يا مازاد خدمات آموزشي در اين مقطع شده است. بعلاوه وضعيت هنرستان ها از نظر مكاني ، تناسب و همجواري با ساير كاربريها مطابق با معيارهاي مكانيابي بررسي شده و نقاط ضعف و قوت آن معلوم گردد و در نهايت نقشة پيشنهادي جديدي كه حاصل مدل مكان گزيني در محيط GIS است ارائه گردد .

جهت اين كار از اطلاعات سرشماري عمومي نفوس و مسكن سال ۱۳۷۵ شهر تبريز به تفكيك بلوك هاي آمار و تطبيق آن با محلات پيشنهادي استفاده شده است .

بعلاوه جهت انطباق جمعيت و نقشه منطقه ، شهرك هاي تازه بنياد (كه البته فاقد هنرستان نيز مي باشند) در نظر گرفته نشده و سعي گرديده نقشه شهر نيز با وضعيت سال ۷۵ چندان تفاوتي نداشته باشد . البته جهت بررسي وضعيت تخلفات در كاربريهاواثرات تخلفات ساختماني در مكان يابي، نمونه گيري به تفكيك مناطق شهرداري تبريز صورت گرفته كه دامنه زماني آن سال هاي ۸۱-۸۰-۷۹ مي باشد و بطور كلي ده درصد كل تخلفات را در بر مي گيرد .

۲-۱- بيان مساله

شايد مهمترين ويژگي جمعيت كشور ايران جوان بودن آن مي باشد. ايران با جمعيتي حدود ۷۰ ميليون نفر و حدود ۲۵ ميليون نفر دانش آموز كشوري پر جمعيت و جوان است. جامعه اي با چنين هرم سني جواني،برنامه ريزي هاي دقيق اجتماعي ـ اقتصادي ـ فرهنگي و كالبدي را طلب مي كند .

يكي از مسائل مهم و در عين حال بغرنج در اين زمينه مكانيابي صحيح كاربري هاي عمومي (بالاخص آموزشي ) مي باشد ، چرا كه با گسترش بي رويه و كنترل نشده شهر ها ، مهاجرت بي رويه روستائيان به شهرها ، رشد سريع جمعيت ، رواج حاشيه نشيني و … تناسب و انسجام منطقي شهر هاي كشور را به هم ريخته و حساسيت امر مكانيابي را مضاعف نموده است. بالاخص در سالهاي اخير موضوع توسعه پايدار در نواحي شهري يكي مهمترين مباحث مطرح در ميان صاحبنظران شهرسازي مي باشد . در اين رابطه اهم مسائلي كه بايد توسط برنامه ريزان و سياستگذاران شهري مورد توجه و تعمق قرار گيرد عبارتند از :

– استفاده بهينه و درست از منابع و امكانات بگونه اي كه نيازهاي نسل آتي را به مخاطره نيندازد .

– چگونگي استفاده و نگهداري از زمين .

– جهت دهي توسعه و گسترش شهرها بطوريكه پيوند آنها با طبيعت از هم نگسلد .

– تعديل نابرابريها در استفاده از زمين و تامين عدالت اجتماعي.

– توسعه حمل و نقل و شريانهاي شهري بدون كاهش ايمني افراد .

– مبارزه با مفاسد و سوداگري زمين و حفظ ارزش ها و هويت محلي و … .

راه حل منطقي جهت رسيدن به اهداف فوق تنها در سايه عنايت و توجه خاص به برنامه ريزي شهري مي باشد كه هسته اصلي آنرا برنامه ريزي كاربري اراضي شهري تشكيل مي دهد كه سعي در ساماندهي فضايي ـ مكاني فعاليت ها و عملكردهاي شهر از يك سو در تناسب و هماهنگي با يكديگر و از سوي ديگر در ارتباط منطقي با سيستم هاي شهري دارد (پور محمدي ص ۱).

در اين راستا تخصيص فضا و تعيين مكان مناسب و جايابي بهينه عناصر كالبدي شهر يكي از مهمترين وظايف برنامه ريزان شهري مي باشد . يكي از اهداف مهم برنامه ريزي كاربري اراضي شهري ، تامين مناسب خدمات عمومي از جمله دسترسي به خدمات آموزشي است . بعلاوه مطالعه فضاهاي اختصاص يافته به خدمات آموزشي در كشورهاي مختلف تفاوت هاي عمده اي را نشان مي دهد (پور محمدي ص ۵۴).

در هر صورت مكانيابي بهينه خدمات عمومي در شهرها بالاخص فضاهاي آموزشي باعث كاهش هزينه هاي سفر، تناسب و انسجام فضاها ، زيبايي شهر و … مي گردد . بعلاوه از نظر ايمني و آسايش شرايط رواني مناسبي را براي خانواده ها فراهم مي آورد . از سوي ديگر با افزايش سرسام آور اطلاعات امروزه قبل از هر چيز مساله ساماندهي اطلاعات را مطرح مي سازد .

در صورت عدم ساماندهي اطلاعات، برنامه ريز در انبوه اطلاعات متنوع غرق شده و در همان ابتدا متوقف شده و استفادة جزيره اي نادرست از اين حجم اطلاعات سمت و سويي ناصحيح در برنامه ريزي خواهند گزيد . اين مشكل در برنامه ريزي شهري حادتر است زيرا عناصر اطلاعاتي دخيل در موضوع علاوه بر اينكه داراي تنوع و حجم زيادي مي باشند داراي روابط پيچيده ديناميك با همديگر هستند . بنابراين ناديده گرفتن هر عنصر اطلاعاتي ساير عناصر را نيز تحت تاثير قرار داده و در نتيجه ممكن است كل مجموعه اطلاعات بدون استفاده و خالي از فايده باقي بماند و يا نتايج حاصله نادرست بدست آيند . در چنين شرايطي كليد حل مساله ، استفاده از تكنيك سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي است كه بوسيله رايانه امكانات فوق العاده اي را براي گرد آوري، ذخيره سازي ، پردازش ، تجزيه و تحليل و در پايان خروجيها ي مناسب بصورت نقشه ، جدول ، چارت و آمار فراهم مي سازد . ويژگي مهم اين تكنيك در برنامه ريزي شهري فراهم آوردن امكان تحليل هم زمان داده هاي توصيفي و فضايي است (ثنايي نژاد، سبكبار، ۱۳۷۸).

يكي از كاربردهاي سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي در شهر ، برنامه ريزي براي كاربري ارضي و مكانيابي فعاليت هاي مختلف مي باشد .

۳-۱- اهميت تحقيق

همانطور كه گفته شد با افزايش سريع جمعيت و همجوم يك طرفه مردم از مناطق روستايي به مناطق شهري و نبود نظام مدون و دقيق شهرسازي در بيشتر شهرها، مراكز پراكنده جمعيتي بصورت غير قابل كنترل و برنامه ريزي نشده در پيرامون اين شهر ها در حال ايجاد است (مجله نقشه برداري ش ۴ ص ۳۳). اين رشد سريع و روبه توسعه مشكلات عمده اجتماعي ، اقتصادي و فضايي پديد آورده است، مانند افزايش فقر در شهرها ، دسترسي ناكافي به مسكن و خدمات اصلي شهري ، زاغه نشيني و مسكن غير قانوني ، سيستم حمل و نقل نارسا و … (زاهدي ، ص ۳). از چهار دهة گذشته دولت ها در كشورهاي در حال توسعه براي تمركز زدايي شهر نشيني و تسهيل توسعه مكاني متعادل تر برنامه ها و سياست هاي بسياري در زمينه توزيع جمعيت اتخاذ كرده اند (همو، ص ۱۰). يكي از مشكلات شهر نشيني نابودي منابع فرهنگي و فضاهاي باز است كه هر دو در مديريت محيط زيست شهري اهميت فراوان دارند .

در تخريب منابع فرهنگي ، رشد بي رويه شهر ها ، ضعف اجرايي زير بنايي ، كوتاهي در تعمير و نگهداري ساختمانها و تاسيسات زير بنايي و عدم جايابي مناسب عناصر شهري و … دخالت دارند(رضويان، ص ۳۲).

از طرفي ديگر يكي از اهداف مهم برنامه ريزي كاربري اراضي شهري تامين مناسب خدمات عمومي از جمله دسترسي به خدمات آموزشي است. توزيع فضايي اين فعاليت ها به لحاظ تاثير مستقيم آن در آسايش خانوارها از حساسيت زيادي برخوردار است و به طور عموم شهرهاي ايران به دليل رشد خودرو و بدون برنامه از اين نظر دچار مساله و مشكل اند. لذا اهتمام عموم شهرسازان براي برطرف كردن اين نقيصه از ضروريات امروز شهرسازي كشور مي باشد (شهرنگار، ش ۴ ،ص ۱۶). به تعبيري گروه شهر سازي (برنامه ريزي شهري) دانشگاه MIT آمريكا نسل جديد شهر ساز ( در اين دانشگاه) داراي خصوصيتي منحصر به فرد است و آن آگاهي خوب از فناوري اطلاعات است. اين شهرسازان آماده اند تا نيازهاي شهرسازي آينده را با بكارگيري اطلاعات حجيم و در عين حال غني ارضاء نمايند . اين گروه به سيستم هايي كه امكان درك بهتري از فرآيند برنامه ريزي شهري و منطقه اي را فراهم مي سازند آشنايند(شهرنگار، ش ۱۲ ، ص ۴).

سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي با قابليت اساسي در مدل سازي براي تحليل مناسب ارضي و مكانيابي با ارزش گذاري و تعيين آنها در برنامه ريزي شهري، كاربرد و اهميت فراواني يافته و مورد توجه شهرسازان قرار گرفته اند. يك روش مهم شناخت و مكانيابي كاربريها و تحليل سازگاري و ناسازگاري آنها ، تحليل مناسبت مكاني آنها است كه G IS اين قابليت را دارا مي باشد . اين عملكرد در G IS يكي از مباحث مهم در اين سيستم هاست و از آن جهت كه اين سيستم ها قابليت هاي اساسي در مدل سازي براي تحليل مناسبت ارضي و مكانيابي با ارزش گذاري و تعيين آنها از طريق ايجاد و ويرايش بانك اطلاعاتي آنها در برنامه ريزي شهري كاربرد پيدا كرده اند(شهرنگار، ش ۱۱، صص ۹-۷).

از جهتي دسترسي عادلانه به زمين و استفاده بهينه از آن يكي از مؤلفه هاي اساسي در توسعه پايداري و عدالت اجتماعي است (همو، ص ۱۳). بعلاوه تحقيقات مربوط به ساخت شهر در سال هاي اخير اهميت برنامه ريزي كاربري ارضي را بخوبي نمايان ساخته به گونه اي كه بدون اين نظام برنامه ريزي نمي توان به الگوي بهينه زيست در شهرها دست يافت (زياري، صص ۱۵-۱۳).

كاربري اراضي در مقياس شهر به عواملي چون محدوديت زمين ، شكل و موقعيت زمين ، انواع فعاليت ها ، تراكم ، تمركز ، نحوه توزيع اراضي ميان كاربريها و مقايسه كاربريها وابسته است (همو ، ص ۹).

هر يك از موارد ذكر شده را مي توان به صورت لايه هاي نقشه ، آمار و اطلاعات در بانك اطلاعاتي به GIS معرفي كرد . و با تجزيه و تحليل عوامل مكاني و اطلاعات ويرايش شده در بانك اطلاعاتي مرتبط با پديده هاي مكاني در اين سيستم، اهداف مورد نظر برآورده شده و نتايج (خروجي ها ) بصورت نقشه ، آمار ، نمودار و … در اختيار برنامه ريزان و مجريان طرح هاي عمراني و… قرار داد . بعبارتي توانايي ادغام اطلاعات موجود در منابع متعدد و در سطح متفاوت مسئوليت ها در يك سازمان از ويژگي هاي منحصر به فرد سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي است (هاكسهلد ، ص ۱۰۴).

لايه كردن اطلاعات (بصورت نقشه ) در مورد جنبه هاي مختلف فيزيكي زمين عملكردي است كه توسط GIS براحتي انجام مي پذيرد .

اگر چه اين فرآيند را مي توان با اطلاعات ترسيم دستي نيز انجام داد ليكن مزيت G IS در اين مي باشد كه كاربر مي تواند رابطه متقابل بين طيف وسيعي از داده ها را با روش هاي كمّي بررسي كند و امكان مي دهد كه سناريوهاي چي مي شد اگر …؟ توسط برنامه ريزان زمين گسترش يابد (بحريني، كريمي ص ۴۴۸). بعلاوه G IS با قابليت جمع آوري اطلاعات و تجزيه و تحليل آن و همچنين مدلسازي ( بر اساس اطلاعات و مؤلفه ها ) در كاربري زمين و مكانيابي بهينه عناصر كالبدي ـ فيزيكي شهرها كاربرد مي يابد . بنابراين آينده نگري و پيش بيني در اين تكنيك ميسر مي باشد .

با كمك اين تكنيك در برنامه ريزي كاربري اراضي مي توان محل تسهيلات و تجهيزات شهري يا كاربري هاي ديگر را به گونه اي انتخاب كرد كه با حداقل هزينه حداكثر استفاده از منابع موجود بعمل آورد (پور محمدي، ص ۷۱ ).

بطور خلاصه مي توان گفت كه GIS يك ابزار قدرتمند براي كار با داده هاي مكاني است در GIS داده ها بصورت رقومي نگهداري مي شوند لذا از نظر فيزيكي حجم كمتري را نسبت به روش سنتي (مانند نقشه هاي كاغذي ) اشغال مي كند . با كمك كامپيوتر مقادير بسيار عظيمي را مي توان با سرعت زياد و هزينه نسبتا كم نگهداري كرد . كار با داده هاي مكاني و توصيفي مربوط به آنها و تركيب انواع مختلف داده ها در يك آناليز، با سرعت زياد با روش هاي دستي سازگار نمي باشد . انجام پردازش هاي تكراري با در نظر گرفتن شرايط براي دستيابي به شرايط بهينه تنها توسط كامپيوتر امكان پذير است و همچنين امكان آناليز هاي پيچيده با مجموعه داده هاي مختلف مكاني (spatial) و غير مكاني (non spatial) بصورت تؤامان مهمترين قابليت GIS است كه نمي توان آن را با روش هاي ديگر انجام داد. بعلاوه تغيبرات جديد پرداختي قابل انتقال در سيستم مي باشد (ارنوف، مقدمه ).

بنابراين با توجه به توسعه روز افزون جامعه شهري متاثر از رشد بي رويه جمعيت و مهاجرت كه منجر به ساخت و سازهاي بدون برنامه ريزي و گسترش مهار نشدني آن تغيرات زيادي را در ساخت فضاهايي شهرها سبب گرديده است . لزوم هدايت آگاهانه و ساماندهي اساسي و طراحي فضاي زيست مناسب را صد چندان نموده است .

از سويي ديگر تغييرات بنيادي ـ فرهنگي ـ اجتماعي و اقتصادي متاثر از انقلاب اسلامي دگرگونيهاي وسيعي را در ساختار فضايي مجتمع هاي زيستي طلب مي نمايد ، شكي نيست كه چنين تحولاتي نمي تواند بدون برنامه ريزي هدايت مؤثر شهرسازان پيش رود . شهرسازان براي تهيه و تنظيم برنامه ها به منظور ساختن شهرها به عنوان محيطي مطمئن و جذاب براي زندگي ساكنان ، بطور مداوم و پيوسته نيازمند كسب اطلاعات جغرافيايي هستند و معمولا اطلاعات در دست برنامه ريزان ناقص و جمع آوري و تجزيه و تحليل آنها پر هزينه و زمان بر است .

سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي با قابليت كاهش هزينه ها ، بروز كردن اطلاعات و افزايش سرعت پردازش اطلاعات مي تواند در حل اين معضلات نقش مؤثري را ايفا كند .

۴-۱- اهداف تحقيق

يكي از ويژگي هاي مهم در هر تحقيق علمي بيان واضح و شفاف اهداف تحقيق مي باشد ، چرا كه عدم وضوح هدف تحقيق همواره خواننده را دچار شك و ابهام خواهد كرد . بنابراين هدف پژوهش علمي كشف واقعيت ها و برقرار كردن رابطه ميان آنها و تبيين شرايط و رويدادهاست كه به يك رشته تعميم هاي منطقي منجر مي شود تا در صورت امكان بتوان بر اساس آن به پيش بيني رويدادها پرداخت (حافظ نيا، ).

در اين پژوهش وضعيت موجود هنرستان هاي فني و حرفه اي شهر تبريز بر اساس آخرين آمار و اطلاعات در دسترس، وارد محيط G IS گرديده و سعي شده با در نظر گرفتن معيارهاي مكانيابي منجمله بعد فاصله ، دسترسي ، ارتباط با ساير كاربريها و … شرايط موجود مورد ارزيابي و تجزيه و تحليل قرار گرفته سپس با ارائه يك مدل مناسب مكان گزيني ، كمبود ها و مكان هاي مناسب جهت ساخت هنرستانهاي فني و حرفه اي تعيبن مي گردند .

اهم اهداف اين پژوهش عبارتند از :

۱- شناساندن اهميت و قابليت سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي (G IS) در مكان گزيني عناصر كالبدي ـ فيزيكي شهرها بالاخص مراكز آموزشي.

۲- بررسي شرايط موجود هنرستان هاي فني و حرفه اي شهر تبريز در محيطG IS .

۳- تجزيه و تحليل مكاني هنرستان هاي فني و حرفه اي و تطبيق آنها با معيارهاي مكان گزيني در GIS و ارائه الگوي مناسب و مطمئن جهت مكانيابي آنها .

۴- نحوه ايجاد و ويرايش بانك اطلاعاتي براي لايه هاي مختلف نقشه ها جهت انجام عمليات overlay در سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي.

۵- هم مقياس كردن نقشه ها ، و آماده كردن آنها براي انتقال به محيط G IS .

۶- ارائه روش مناسب جهت نشان دادن موقعيت نسبي شهر نسبت به عوامل توپوگرافيك و تعبين اهميت وضعيت توپوگرافي در توسعه شهر و تاثير آن در امر مكان گزيني خدمات عمومي از طريق تهيه مدل رقومي ارتفاع ( DEM ) درمحيط GIS.

۷- مشخص كردن نواحي داراي كمبود هنرستان و يا نواحي داراي مازاد .

۵-۱- فرضيات تحقيق

فرضيه عبارت است از حدس و گمان انديشمندانه درباره ماهيت ، چگونگي و روابط بين پديده ها، اشياء و متغيرها كه محقق را در تشخيص نزديكترين و متحمل ترين راه براي كشف مجهول كمك نمايد (هوشيار ، ص ۸).

معادل لاتين فرضيه (Hypothesis) از ريشه يوناني به معناي فرض و حدس گرفته شده است و بطور كلي فرضيه پرسشي است جهت يافته كه انسان در برابر يك امر واقع كه از قبل برگزيده شده مطرح مي سازد . خواه به منظور بررسي اين امر كه آيا قوانين شناخته شده در مورد آن قابل اعمال هستند يا خير خواه جهت دستيابي به قوانيني تازه ، روابطي نو و يا پيشنهاد تجربه هاي جديد (ساروخاني ، ص ۱۰۰).

اهميت فرضيه در تحقيقات مختلف متفاوت است در برخي تحقيقات نظري اهميت كمتري دارد ، در تحقيقات اجتماعي توصيفي در مواردي نقش فرضيه كمتر است . اما در تحقيقات انساني نقش فرضيه انكار ناپذير است و فرضيه را بايد به حق موتور تحقيق دانست و تمامي فرآيند تحقيق براي اثبات يا رد فرضيه صورت مي گيرد (همو، ص ۱۰۲).

بنابراين در تحقيقات علمي ، فرض عبارتست از يك بيانيه ظّني و حدسي ، يا يك پيشنهاد آزمايشي و احتمالي در باره چگونگي روابط بين چند متغيير ، و يا به عبارتي فرضيه ، يك تصور ، گمان ، يا حدس آگاهانه در باره نتايج احتمالي تحقيق است (زماني ، ص ۱۳) و يكي از مراحل حساس تحقيق را تشكيل مي دهد چراكه فرضيه نقش راهنما را دارد و به فعاليت هاي تحقيقاتي جهت مي دهد. فرضيه به محقق امكان انتخاب روش هايي را براي رسيدن به مقصد مي دهد كه بيش از همه نزديكتر به مقصد هستند و سهل الوصولترين راهها را براي رسيدن به هدف تحقيق برگزيند (خوب آيند ، ص ۸).

بر اين اساس فرضيه هايي كه در اين تحقيق سعي در اثبات آن هست عبارتند از :

۱- مكانيابي هنرستان هاي فني و حرفه اي منطقه مورد مطالعه با الگوي مكانيابي مناسب است.

۲- مكانيابي هنرستان هاي فني و حرفه اي با ميزان جمعيت و ناحيه مورد مطالعه تناسب دارد.

۳- سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي در ارائه يك مدل مكانيابي و تشخيص سريع نواحي ديگر كه داراي كمبود هنرستان هاي فني و حرفه اي هستند موفق است .

۶-۱- روش تجزيه و تحليل اطلاعات

توابع تحليلي لازم جهت تجزيه و تحليل اطلاعات در محيط سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي وجود دارد . اين توابع شامل تحليل هاي همجواري يا همسايگي (Neighborhood ) ، همپوشاني (overlay) ايجاد حاشيه يا ضربه گير (Buffer) ، تحليل هاي آماري و … مي باشند .

۱-۶-۱- تكنيك كار

۱- گرد آوري آمار و اطلاعات مكاني و توصيفي.

۲- تهيه لايه هاي اطلاعاتي براي پارامترهاي مؤثر در مكانيابي هنرستان هاي فني و حرفه‌اي.

۳- آماده كردن بانك اطلاعاتي هر لايه ( نقشه ).

۴- بررسي وضعيت موجود هنرستان هاي فني و حرفه اي.

۵- تجزيه و تحليل اطلاعات در محيط GIS.

۶- مدلسازي در محيط GIS جهت تعيين مكان هاي مناسب براي ايجاد هنرستان هاي جديد.

۲-۶-۱- طراحي پروژه

براي انجام اين پروژه ابتدا نقشه هاي مورد نظر جهت تحليل در محيط G IS تعين شدند . سپس در محيط Autocad نقشه هاي مورد نظر تهيه و ويرايش شدند . در مرحله بعدي نقشه هاي مورد نظر در محيط نرم افزار Arcinfo به منظور تعريف Topology وارد شده و سپس داده هاي توصيفي وارد پايگاه اطلاعاتي شده و به عوارض نسبت داده شده اند . بدين ترتيب پايگاه داده هاي سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي آماده مي‌گردد.

در مرحله نهايي داده هاي مكاني و توصيفي در محيط نرم افزار Arcview3.1 تجزيه و تحليل شده و خروجي اطلاعات از اين نرم افزار صورت گرفته است .

با استفاده از اين ساختار امكان طبقه بندي ، تجزيه و تحليل ، ذخيره و بازيابي و مديريت اطلاعات فراهم آمده است .

۷-۱- مشكلات تحقيق

در انجام اين تحقيق مشكلات زيادي وجود داشت كه سرعت انجام كار را كاهش مي داد .

بطور كلي اهم مشكلاتي كه نگارنده با آن مواجه بوده است عبارتند از :

۱- نبود يك نقشه مبنايي دقيق جهت انجام كار و عدم همكاري سازمان هاي مربوطه جهت تهيه نقشه براي انجام پروژه، تهيه نقشه پايه (Bace map) به سختي صورت پذيرفت.

۲- نبود امكانات سخت افزاري لازم در دانشكدة علوم انساني و اجتماعي.

۳- نبود معيارهاي مدرن و مشخص جهت مكانيابي هنرستان هاي فني و حرفه اي.

۴- عدم همكاري سازمان آموزش و پرورش استان جهت تهيه آمار و اطلاعات لازم و تأخيرات بي جا و بي مورد مسئولين مربوطه جهت ارائه آمار و اطلاعات.

۵- بزرگ بودن حوزة تحقيق (كل شهر تبريز).

۶- عدم همكاري سازمان مديريت و برنامه ريزي جهت تهيه نقشه بلوك هاي آماري سرشماري نفوس مسكن سال ۱۳۷۵٫

فصل دوم

مقدمه

به منظور آشنايي و درك بهتر مفاهيم در سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي ابتدا چند تعريف از GIS لازم و ضروري به نظر مي رسد .

۲-۱- جنگ تعاريف

قبل از هر چيز بايد به اين نكته توجه شود كه تعاريف مختلفي در رشته هاي گوناگون براي سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي مي توان يافت نظير جغرافيا ، برنامه ريزي شهري ، مهندسي ، پردازش اطلاعات ، معماري ، علوم محيط زيست و… . بعلاوه GIS شامل مجموعه اي از ابزار است كه متخصصين هر يك از رشته ها با توجه به نيازشان در بهبود روشهاي كاريشان مورد بهره برداري قرار مي دهند (هاكسهلد، صص ۵۰-۴۹).

پاره اي از تعاريف GIS عبارتند از :

۱- سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي شامل مجموعه اي از ابزار است كه سخت افزار و نرم افزار ، مديريت پايگاه اطلاعاتي داده هاي مرتبط با زمين، ساختار منطقي توپولوژي بصورت نقطه ، خط و چند ضلعي و قابليت تحليل فضايي را شامل مي شود (هاكسهلد، ص ۸)

۲- GIS يك سيستم اطلاعاتي است كه داده هاي فضايي را تجزيه و تحليل ، مديريت و بهره وري ، بهره برداري علمي و پيش بيني هاي مختلف را به نمايش در مي آورد (مديري ، خواجه ص ۶۸).

۳- سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي يك پايگاه اطلاعات كامپيوتري تخصص ويژه است كه حاوي مختصات جغرافيايي و شناسه مكاني اطلاعات مربوطه بوده كه جهت دريافت ، ذخيره سازي ، ساخت و پرداخت اطلاعات و ارائه نتايج آنها بصورت متفاوت نقشه ، گراف و چارت طراحي شده است . بعبارت ديگر مجموعه اي سازمان يافته از سخت افزار و نرم افزار ها ، اطلاعات جغرافيايي و افراد متخصص كه به منظور كسب ، ذخيره و بهنگام سازي ، پردازش ، تحليل و ارائه كليه اشكال اطلاعات جغرافيايي طراحي و ايجاد گرديده است (مجموعه مقالات هشتمين كنگره جغرافيدانان ايران ـ ج اول ص ۳۸۸).

۴- سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي سيستم هاي كامپيوتري هستند كه جهت ذخيره و بكارگيري اطلاعات جغرافيايي از آنها استفاده مي شود . بطور كلي GIS براي جمع آوري ، ذخيره و تجزيه و تحليل داده هايي استفاده مي شود كه موقعيت جغرافيايي آنها يك مشخصه اصلي و مهم محسوب مي شود (ارنوف ، ص ۲و۱).

۵- مجموعه اي سازمان يافته از سخت افزار و نرم افزار كامپيوتري ، اطلاعات جغرافيايي و نيروي متخصص كه بمنظور كسب ، ذخيره سازي ، بهنگام كردن ، پردازش ، تحليل و ارائه كليه اشكال اطلاعات جغرافيايي طراحي و ايجاد شده است (نقشه برداري، سال ۵ ش ۳ ص ۹).

۶- سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي ابزاري مؤثر براي جمع آوري ، ضبط ، بازيابي (در صورت تمايل ) ، انتقال و نمايش داده هاي مكاني دنياي حقيقي براي گروهي از اهداف خاص مي باشد (طاهركيا، صص ۱۷-۱۶).

۷- سامانه هاي اطلاعات جغرافيايي يك سامانة رايانه‌اي متشكل از سخت افزار ، نرم افزار ، داده و كاربرد هاست كه قادر مي باشد داده هاي مكاندار را بطور رقومي كسب ، نگه داري، بازيابي ، مدل سازي و تجزيه و تحليل نموده و بطور متني و گرافيكي ارائه نمايد (مخدوم و ديگران، ص ۲۷).

با توجه به تعاريف نقل شده مي توان دريافت كرد كه مؤلفه هايي چون ، سخت افزار ، نرم افزار ، ذخيره وپردازش مشترك مي باشند . بايد اين نكته را در نظر داشت كه ديدگاه هر استفاده كننده اي از اين سيستم متفاوت از سايرين مي باشد و اين مسأله ارائه تعريفي مشترك از GIS را مشكل مي سازد ، با اين وصف همه كاربران اين سيستم از نقشه و اطلاعات توصيفي جهت ثبت در بانك هاي اطلاعاتي استفاده مي كنند و مكان و توصيف آن جزو لاينفك اين تعاريف مي باشد .

۲-۲- تاريخچه GIS

تاريخچه GIS اگر چه جالب است ولي عمري كوتاه دارد . اصطلاح GIS در اواسط ۱۹۶۰ پا به عرصه وجود گذاشت . GIS محصول قوه فكري جغرافيايي نيست ، ولي تحقيق و توسعه آن از سال ۱۹۶۰ م. با تلاش گروه كوچكي از پيشگامان حرفه اي چند رشته علمي شروع شد. اينان ناگزير شدند كه مفاهيم و تكنيك هاي خود، رشته هاي مربوطه و نيز ابتكارات و ابداعات خود را در يك مجموعه تركيبي از ابزار براي جابجايي داده هاي مكاني دخالت دهند . بهر حال پنج زمينه كلي بعنوان كليدي براي توسعه سيستم اطلاعات جغرافيايي برجسته تر از همه مي باشند .

۱- معماري چشم انداز ۲- علوم كامپيوتري ۳- جغرافيا ۴- سنجش از دور ۵- كارتو گرافي.

جغرافيدانان در توسعه GIS سهيم بودند ولي اين سهم با توجه به ماهيت ذاتي جغرافيا، به آن درجه كه انتظارش مي رفت نمي رسد. عليرغم ديد كوته بينانه گروهي از جغرافيدانان در گذشته نسبت به عدم جايگاه كامپيوتري در جغرافيا امروزه بخش وسيعي از تحقيقات GIS و بيشتر كارهاي مربوط به آن در گروههاي جغرافيايي دانشگاههاي سراسر جهان انجام مي گيرد . بيشتر آناليزهاي داده هاي جغرافيايي كه در محيط GIS استفاده شده ريشه در تحقيقات جغرافيايي دارد (اندازه گيري پيشرفته كارتومري ، روش هاي آماري ، ارزيابي هماهنگي مناطق و تكنيك مقايسه توزيع هاي مختلف نقشه اي ) (خواجه، مديري صص ۲۳۷-۳۲۶).

بنابر مطالب ذكر شده مي توان چنين استنباط نمود كه دهه ۱۹۸۰ زماني است كه براي اولين بار مطالعه و بررسي هاي مربوط به طراحي و ايجاد سيستم هاي اطلاعات توسط گروهها و مجامع علمي صورت گرفته است و با تشكيل اولين كنفرانس GIS توسط انجمن بين المللي جغرافيايي كانادا در ۱۹۷۰ اين تكنيك و فن آوري جديد علمي جنبه جهاني به خود گرفت . پس از آن دانشگاه‌ها و سازمانهاي مختلف اقدام به تربيت نيروهاي متخصص در اين زمينه نموده و متون آموزشي گوناگوني در رابطه با آموزش سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي ارائه كردند (صابري فر ص ۸۹).

جمع آوري داده ها مربوط به توزيع فضايي عوارضي كه در زندگي و كنش انسان مؤثر هستند از زمان هاي قديم متداول بوده است . مي‌توان چنين برداشت نمود كه از اوايل تمدن بشري تا دوران متاخر داده هاي مكاني ـ فضايي مهم بصورت نقشه توضيح و تشريح شده اند و با پيشرفت مطالعات علمي درباره زمين ، احتياج به نقشه براي موارد و پديده هاي جديد به وجود آمد ليكن در قرن بيستم تقاضا براي نقشه هاي توپوگرافي، منابع طبيعي و… افزايش بيشتري يافته است چرا كه منابع مفيدي براي بهره برداري از منابع طبيعي و مديريت آن مي باشد. اين نياز به داده هاي مكاني و تحليل آنها تنها مختص به متخصصين علوم زمين نبوده و برنامه ريزان شهري ، مهندسان عمران ، معماران فضا و چشم انداز و… نيز در جهت برآورده نمودن اهداف خود نيازمند به آن مي باشند (طاهر كيا، صص ۸ تا ۵)

در حال حاضر كه پيشرفتهاي تكنولوژي با سرعت زيادي در حال حركت مي باشد و از طرف ديگر حجم اطلاعات مكاني ـ توصيفي نسبت به گذشته بشدت افزايش يافته است بررسي كاربردهاي نقشه به عنوان ابزار اطلاعاتي مكاني پويا در مقابل نقش سنتي به عنوان ابزار ذخيره داده هاي مكاني ايستا ضرورت پيدا كرده است (خواجه، مديري، ص۳۰).

برنامه ريزي مكاني يا فضايي (يا برنامه ريزي با نقشه ) براي استفاده از سرزمين از دهه هاي ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ شتاب بيشتري گرفت اما به ۲ علت اين شتاب دچار رخوت گرديد . يكي بواسطه حجم داده (كه بسيار زياد شده بود ) و ديگر به واسطه مشكلات تحليل كمّي داده ها كه اين مورد دوم، تصميم گيري براي برنامه ريزي را تحت شعاع قرار مي داد. پيشرفت رايانه هاي رقومي علاوه بر حل مشكلات فوق خلاء هاي اطلاعاتي را نيز پر كرد (مخدوم و ديگران صص ۱۴-۱۳).

در طول دهه هاي ۱۹۶۰-۱۹۷۰ روند هاي جديدي در روشهاي كاربرد داده هايي كه به نقشه تبديل شده اند ، براي ارزيابي منابع، زمين و برنامه ريزي پديدار شد . نقشه كش ها بكارگيري فنون كامپيوتري را از دهه ۱۹۶۰ شروع كردند ولي حدود يك دهه اين روند به كندي پيش مي رفت . از سال ۱۹۷۷ استفاده از كامپيوتر براي نقشه كشي بسرعت پيشرفت نمود چرا كه مزاياي اين كار بخوبي بر همگان معلوم شده بود. مزايايي از قبيل افزايش سرعت در تهيه نقشه به همراه كاهش هزينه ها ، راحتي كار با كامپيوتر، بهنگام نمودن و ماشيني نمودن كار و … . بعلاوه عملكردهايي همچون تهيه نقشه هاي سه بعدي و يا استريوسكپي كه عملا با دست بسيار مشكل است توسط كامپيوتر قابل اجرا بود (طاهركيا صص ۱۳-۱۰).

بديهي است علاوه بر نقشه ، منابع اطلاعاتي ديگر نيز مانند آمار حاصل سرشماري ها ، منابع ميداني و… وجود دارند كه مي توان با استفاده از آنها نقشه هاي موضوعي متنوعي تهيه كرد. اما اين گروه نقشه ها به سبب كهنه شدن سريع اطلاعات پس از گذشت زمان كوتاهي ديگر نمي توانند مبناي مناسبي براي تصميم گيري باشند چرا كه يكي از ابزار هاي مهم در تصميم گيري، داشتن اطلاعات بهنگام است بنابراين لزوم بهنگام كردن نقشه مطرح شد، ضمن آنكه تجزيه و تحليل آنها جهت دستيابي به روش بهينه و انتخاب مكان بهينه كاري بس دشوار بود. بدين ترتيب جهت نگهداري ، بازيابي ، دخل و تصرف و تجزيه و تحليل اطلاعات كمي و توصيفي به اطلاعات مكاني لزوم استفاده از سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي را آشكار ساخت (مجله نقشه برداري، سال ۵،ش ۳ ص ۸ )

با پيشرفت تكنولوژي كامپيوتر، نقشه كشي و تكنيك استفاده از عكس هاي هوايي بستر مناسبي براي سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي در دهه ۱۹۶۰ بوجود آورد . سه عامل مهم در پديد آمدن اين سيستم ها در اين دهه مؤثر بودند كه عبارتند از:

۱- بهبود روش هاي نقشه كشي.

۲- گسترش سريع سيستم هاي كامپيوتري.

۳-انقلاب كمي در تجزيه و تحليل هاي جغرافيايي (ثنايي نژاد، ص ۲۸).

نقيصة مهم اين سيستم ها در آن دوران اين بود كه فقط براي هدف خاصي طراحي شده بودند. بهر حال با پيشرفت هايي كه طي نيمه دوم قرن بيستم در زمينه تكنولوژي كامپيوتري براي تحليل فضايي صورت گرفت، تحولات عظيمي منجمله در قابليت هاي ذخيره سازي ، بازيافت و نمايش اطلاعات حاصل شد. سيستم هاي اطلاعاتي امروزي نه تنها بكارگيري اطلاعات موجود بلكه بررسي عميق نتايج انواع مدل هاي شبيه سازي و سناريوهاي وضعيت هاي گذشته و آينده را نيز امكان پذير ساخته است (هاكسهلد، ص ۴).

اين تحول، روند شهر سازي معاصر را دچار دگرگوني هاي عميق نموده است . به عقيده برخي از صاحبنظران توسعه سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي ريشه در نقطه اشتراك دو حوزه كاري دارد: ۱- مديريت شهري ۲- برنامه ريزي براي استفاده متعادل از ذخاير محيطي .

هيچكدام از دگرگوني هاي تاريخي به عظمت حركت از جامعه صنعتي به جامعه مبتني بر تبادل اطلاعات نبوده است. شروع چنين عصر اطلاعاتي به سال هاي ۱۹۵۶ و ۱۹۵۷ برمي‌گردد. پيشرفت تكنولوژي ارتباطات و علوم كامپيوتر پايه اي اساسي براي پيدايش سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي خودكار بوده است (محمدي، ص ۳۴).

مهد GIS كشور كانادا مي باشد كه از اوايل دهه ۱۹۶۰ مطرح شد و از آن تاريخ به بعد روز به روز بر طرفداران آن افزوده شد و در دهه ۱۹۸۰ جنبه جهاني پيدا كرد. بسياري از شركت هاي بزرگ و كوچك هم اكنون از اين سيستم در ساختار مديريتي خود بهره مي‌برند (طاهر كيا، مقدمه ).

۳-۲- كاربردهاي GIS

تاريخ استفاده از كامپيوتر براي تهيه نقشه و تحليل مكاني نشان مي دهد كه توسعه و جمع آوري ماشيني داده ها و تحليل آنها در چند رشته مربوط به موازات هم بوده است. اين رشته ها شامل كارتوگرافي ، مهندسي عمران، جغرافيا ، برنامه ريزي شهري و روستايي ، مطالعات رياضي، نقشه برداري و فتوگرامتري، سنجش از دور، كشاورزي، منابع طبيعي ، ژئومورفولوژي، زمين شناسي و … مي‌باشد. بعلاوه كاربردهاي نظامي را نيز نمي‌توان از نظر دور داشت.

تلاش روز افزون متخصصين اين رشته ها در ابتداي كار بصورت مستقل بود، اكنون پيوند بسياري از انواع داده پردازيهاي مكاني را به يكديگر در سيستم اطلاعات جغرافيايي چند منظوره علاوه بر حل مشكلات ادراكي و فني، ممكن ساخته است (طاهركيا، ص ۱۶).

در هريك از علوم نامبرده، سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي بطور موثر و كارا ، داشته و نيازهاي كاربران مختلف را برآورده مي نمايد.

استفاده از GIS در بسياري از قلمروهاي كاربردي اهميتي خاص دارد و طيف وسيعي از علوم را دربرمي‌گيرد بعنوان مثال : جنگلداري ، كاداستر، مديريت خدمات رفاهي،طرح ريزي و مديريت حمل و نقل مهندسي راه و ساختمان ، كشاورزي ، حفاظت محيط زيست ، برنامه ريزي شهري ، مديريت منابع طبيعي، بهره برداري معادن ، كشتيراني ، برنامه‌ريزي ملي و ناحيه اي ، برنامه ريزي نظامي، امنيت و دفاع ملي، بازاريابي و .. .

اولين نمونه از GIS ، سيستم اطلاعات جغرافيايي كانادا CGIS مي‌باشد كه در زمينه كشاورزي بود.

از اين تفكيك مي‌توان براي برآورد و تخمين ميزان محصول ، فرسايش خاك، جنگلداري و مديريت حيات‌وحش ، اكتشافات معدن‌، كاداستر(LIS) ، طراحي مهندسي سيستمهاي آب و فاضلاب و شبكه كابلهاي مختلف،كاربري اراضي شهري ، مكانيايي و… استفاده نمود (ارنوف ص ۶-۲). در زمينه نظامي جهت تعيين سايت هاي موشكي، مكانيابي سايت رادار، مدل سازي مانورهاي نظامي و … مي توان از GIS بهره لازم را برد (خواجه، مديري ص ۲۳).

۴-۲- اهميت و كاربرد GIS در شهرسازي و برنامه ريزي شهري

با پيشرفت سريع فناوري كامپيوتري در هر دو زمينه سخت افزار و نرم افزار استفاده از سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي روز به روز گسترده‌تر و فراگيرتر مي‌شود. اين سيستم توانايي تصميم گيري را افزايش مي‌دهد. GIS براي كار با داده هايي كه وابستگي مكاني و جغرافيايي را دارند طراحي شده است. كاربد اين سيستم در هر رشته اي متفاوت از ساير رشته ها است.(ثنايي نژاد، ص ۱۸-۱۴).

قدرت و توان اعجاب آور اين سيستم ها در پردازش دقيق، سريع و با قابليت تكرار حجم زيادي از داده ها، نگراني محققين را براي استفاده از اين تكنيك بر طرف نموده است و از سويي ديگر موجب شده تا رؤياي هميشگي محققين در امر ابداع روشهاي جديد تجزيه و تحليل داده هاي مكاني و غير مكاني با قابليت چشمگير به حقيقت نزديك شود. امروزه با امكان دسترسي آسان و ارزان به برنامه هاي مختلف كامپيوتري، استفاده از فناوري سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي نيز همگاني، و شرايط فراهم شده حتي به كاربران مبتدي امكان ميدهد كه نقشه هاي پيچيده جغرافيايي را بر هم منطبق نموده و بهترين مكان مورد نياز را انتخاب نمايند. ويژگي با ارزشي كه اين سيستمهاي را از ديگر سيستمهاي اطلاعاتي جـدا مي‌كــند، توانايـي بكارگيــري تــوأم داده‌هـاي مكانــي ( Spatial data ) و توصيفـي

(Non spatial data) است. چراكه داده هاي توصيفي ممكن است داراي موقعيت مكاني باشند(همان چيزيكه در شهرسازي وجود دارد يعني پديده هاي شهري). به بياني ديگر هر عارضه داراي خصوصيات يا توضيحات متعلق به خود بوده و با استفاده از اين موقعيت مكاني، ويژگيها و خصوصيات هر عارضه قابل دسترسي و استخراج مي‌باشد (حسين نژاد، قديمي عروسي محله، مقدمه – ارنوف، ص ۱۵۱).

حجم داده هاي جغرافيايي در شهرسازي و برنامه ريزي شهري معمولا‏ بسيار زياد مي‌باشد چراكه ممكن است با صدها يا هزاران نوع عارضه سروكار داشته باشيم و صدها مشخصه به يك عارضه نسبت داده شوند كه ممكن است بصورت نقشه، جدول يا فهرستي از اسامي و آدرس ها باشند و كاركردن با اين حجم زياد داده ها با روشهاي معمولي و بدون كامپيوتر بسيار مشكل و وقت گير است و در برخي مواقع غير ممكن است. با كمك GIS براحتي مي توان انواع پردازشها و تجزيه و تحليلها را با صرفه جويي در هزينه و زمان انجام داد (ارنوف ص ۲-۱).

درست يكسال بعد از بكارگيري اولين GIS براي كمك به مسائل طبيعي و بازسازي و گسترش زمينهاي كشاورزي در كانادا CGIS)در سال ۱۹۶۴) ، اولين كنفرانس برنامه ها و سيستمهاي اطلاعات برنامه ريزي شهري (Urban planning Information system and programs) به تشكيل شد. كنفرانسي كه به تأسيس انجمن اطلاعات شهري و منطقه‌اي(Urban and Regional Information system Association) كاربري زمين‌هاي نيويورك در سال ۱۹۶۷ و اطلاعات مديريت زمينهاي مينزوتا ((Minnesota land Management Information در سال ۱۹۶۹ انجاميد(ثنايي نژاد، ص ۳۰).

سيستم اطلاعاتي جغرافيايي GIS قدرت بازنمايي جهان را به اشكال متفاوت براي اهداف مختلف به طريق بازيافت اطلاعات از پايگاه اطلاعاتي كامپيوتري دارد. تولد شهرسازي به عنوان حرفه اي تخصصي از نگرش به جهان به طريقي خاص و بر اساس نقشه هاي دو بعدي كه جنبة معيني از محيط را برتر مي‌شمارد صورت گرفت. از آنجا كه مرگ شهرسازي در چنين چارچوب محدودي حتمي است زندگي آينده شهرسازي فقط متكي به نقشه هاي تخصصي است كه بر اساس مطالعات و شناخت علمي تهيه و در GIS با اهداف تعريف شده ذخيره و شكل مي‌گيرد.

اهميت سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي در شهرسازي تا بدانجاست كه عدم بكارگيري آن به نوعي مرگ شهرسازي قلمداد مي شود (نوريان ، ص۱۰۱).

در اين سيستم‌ها مي توان نقشه هاي منفرد (Single map) را سريع و با هزينه كم تهيه نمود از آنجا كه آناليز مجدد (re–analyzing) در اين سيستم نسبتا ارزان و سريع مي باشد لذا مي‌توان براي طراحي‌هاي پيچيده، حالات مختلف را تجزيه و تحليل و بررسي نموده و نهايتا با مقايسه نتايج حاصل به نتيجه‌اي مطلوب رسيد. در حاليكه اين عمل بطور دستي روي نقشه هاي كاغذي عملا بسيار وقتگير و پرهزينه مي‌باشد (ارنوف، ص ۸).

از نظر برنامه ريزان شهري و روستايي، متخصصان زيست محيطي و ديگر كاربران GIS ، اين گونه سيستمها ابزاري براي تشخيص داده هاي جغرافيايي و تركيبهاي مختلف آنها ( با توجه به منابع گوناگون ، كنترل و ارزيابي شرايط زيست محيطي و مدل سازي با پيش بيني پيامدهاي تغييرات انساني در محيط زيست) مي‌باشد (خواجه ،مديري، ص ۳۲).

با اين تفاسيرهر روز مي‌توان شاهد كاربردي جديدي از G IS بود. تهيه فهرست جامعي از كاربردهاي اين تكنيك به عنوان راهنماي كامل معرفي دامنة استفاده از آن بطور اعم (در كليه رشته هاي مربوطه) و نيز به طور اخص (در زمينه شهرسازي و برنامه ريزي شهري) امري تقريبا غير ممكن است.

بطور كلي و خلاصه كاربردهايي كه GIS در نظام شهرسازي و برنامه ريزي شهري دارد بشرح زير مي‌باشد:

آدرس شركتهاي تجاري، اطلاعات جمعيت شناسي و داده‌هاي فروش املاك براي كمك به تعيين محل جديد فروشگاه ، تعيين نواحي تجاري، گزينش مكان مناسب تجارت خاص، شناسايي بهينه مسير كالا، (خواجه، مديري، ص ۳۲۳-۳۲۲)، تخصيص مجدد منابع پس از يك سرشماري ۱۰ ساله ، جايگزين كردن سطل هاي زباله با چرخ هاي دستي زباله ، ارائه خدمات (تعمير تجهيزات و تاسيسات شهري)، سياستگذاري، اطلاعات املاك ، روندهاي شهري (مثل مسكن) بازيافت اطلاعات (همانند بازنگري مجوزهاي ساختمان و …)، مكانيابي خدمات شهري (هاكسهلد ـ ۱۰۵)، تصميم گيري محل احداث سد، عمليات مميزي ماليات، تحليل و تعيين مسيرهاي وسايل حمل و نقل اورژانس، نگه داري شبكه هاي حمل و نقل شهري و زمين هاي عمومي (ثنايي نژاد ص ۱۹-۱۸)، كاهش آسيب پذيري در رابطه با خطرات زلزله، انتخابات (جهت تعيين و تحليل آراء راي دهندگان در مناطق مختلف)، بهداشت (مديريت آبهاي زيرزميني و تحليل مسايل ايمني زباله ها)، مديريت پياده رو، ترافيك، تخصيص كاربري (ثنايي نژاد ص ۲۲۳)، مديريت سيلاب هاي شهري، منطقه بندي، تجزيه و تحليل شبكه (تعيين كوتاه ترين مسير در شبكه اي از خيابان ها)، بهترين محل استقرار ايستگاه آتش نشاني ، نماهاي سه بعدي (مثلا تصوير سه بعدي توپوگرافي و تعيين و تحليل موقعيت شهرنسبت به عوارض توپوگرافيك)، تهيه پروفيل (طولي و عرضي) (مالميران، ص ۷۸)، تهيه آلبومي از نقشه هاي شيب در مناطق شهري و غيره .

بطوركلي ۸۰ تا ۹۰ درصد كل اطلاعات جمع آوري و بكارگرفته شده به موقعيت جغرافيايي مربوط مي‌شود . طبيعت جغرافياي اطلاعات پردازش شده در شهرداري و بخشداريها امروزه فرصتهاي تقريبا نامحدودي براي بهبود ارائه خدمات، مديريت و سياست گذاري فراهم نموده است. بدين علت كه اطلاعات جغرافيايي ذاتاً ارتباطي برقرار مي سازند كه از طريق آن امكان ادغام اطلاعات بصورت افقي در سازمان فراهم مي شود. همان اطلاعات جغرافيايي امكان كلي كردن اطلاعات و ايجاد اتصال بسورت عمودي در همه سطوح را فراهم مي‌كند. منظور از اطلاعات افقي مسائلي از قبيل ادغام اطلاعات مميزي و نشاني هايي است كه در فايل باز ديدار ساختمانها وجود دارد و يا ادغام آمارهاي سرشماري نفوس مسكن و آمار سرشماري سوابق جنايي مي باشد. اطلاعات عمودي مسائلي از قبيل اطلاعات جنايي، تعيين ماليات، اطلاعات تركيدگي لوله آب و ساير اطلاعات جمع آوري شده از طريق آدرسها را شامل مي شود كه مي توان آنها را به تفكيك حوزه شهري و … خلاصه نمود.

تكنولوژي GIS در حل مشكلات شهري طرق جديدي را براي بكارگيري اطلاعات وسيعي كه بهرحال بصورت كامپيوتري وجود دارد ارائه مي‌دهد.

جك رنجرموند مدير موسسه شركت ESRI معتقد است كه GIS در حقيقت ۳ هدف را دنبال مي‌كند:

۱- گسترش بهره‌وري در بكارگيري اطلاعات جغرافيايي.

۲- بهبود مديريت اطلاعات جغرافيايي.

۳- ايجاد شيوه هاي استراتژيك برتر در استفاده از اطلاعات جغرافيايي به منظور تقويت فرايند تصميم گيري (هاكسهلد، صص ۴۵،۴۶،۴۷ ).

۵-۲- مؤلفه هاي GIS

اساساًَ سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي مانند ديگر سيستمهاي اطلاعاتي داراي مؤلفه‌ها و يا به بياني ديگر زير سيستم هايي مي‌باشد كه در واقع همان قابليت هاي G IS است مي‌باشد كه شامل مراحل ورود، مديريت، تجزيه و تحليل و اخذ خروجيهاي مختلف را شامل مي‌گردد.

اين مراحل به ترتيب عبارتند از:

۱-۵-۲- ورودي داده‌ها (Data Input)

وارد كردن داده شامل كدگذاري داده‌ها و نوشتن آنها در پايگاه اطلاعاتي است. ايجاد يك پايگاه اطلاعاتي رقومي خوب مهمترين و پيچيده ترين وظيفه‌اي است كه مفيد بودن سيستم اطلاعات جغرافيايي به آن بستگي دارد (طاهر كيا، ص ۱۲۲).

اين مرحله شامل فعاليت هايي مي‌گردد كه به منظور يكنواخت نمودن داده‌هاي جمع‌آوري شده اعم از داده‌هاي گرافيكي مورد نياز (مانند نقشه، عكس‌هاي هوايي، تصاوير ماهواره اي و …) يعني فرمت و ساختاري كه قابل استفاده در G IS باشد، تبديل مي‌گردد و طي مراحل آماده سازي داده‌ها، ورودي داده‌ها، كنترل و پيش پردازش داده‌ها و حذف اشتباهات و تصحيح داده‌ها انجام مي‌پذيرد (صابر فر، ص ۹۱ ـ خواجه ، مديري ص ۴۴).

اين تغييرات يعني وارد نمودن داده‌ها ممكن است براحتي تغيير فرمت يك فايل و يا بسيار پيچيده باشد. بطور كلي اين مرحله بسيار وقت گير و پر هزينه مي‌باشد و ممكن است ماهها و يا سالها بطول بيانجامد. از طرفي ديگر قبل از وارد نمودن داده‌ها در محيط G IS كيفيت داده‌ها بايد بررسي شود و معيارها و استانداردهاي لازم بطور دقيق رعايت شود (ارنوف ص ۱۵). چرا كه ميزان دقت تصميم گيري علاوه بر وجود اطلاعات بر مبناي اطلاعاتي كه وابستگي مكاني دارند، محدود به دقت اين اطلاعات است. در صورت استفاده از نقشه ها و مجموعه داده‌ها با كيفيت پايين و عدم تصحيح خطاها (پيش پردازش) گمراهي در تفسير نتايج بسيار بالا است (ثنايي نژاد، ص ۳۴). وارد كردن داده‌ها در محيط يك G IS به صورت زير خواهد بود :

الف) وارد كردن داده‌هاي فضايي از طريق رقومي سازي.

ب) وارد كردن داده‌هاي غير فضايي و توصيف‌هاي مربوط به آن.

ج) ارتباط دادن داده‌هاي فضايي به داده‌هاي غير فضايي (طاهركيا، ص ۱۲۲).

اجزاء سخت افزاري ورودي داده‌ شامل قطعاتي چون موس ، كي برد(صفحه كليد)، اسكنر ، ديجيتايزر و … مي‌باشد.

۲-۵-۲- مديريت داده‌ها (data management)

اين مرحله شامل توابعي براي ذخيره ، نگه داري و بازيابي اطلاعات موجود در پايگاه داده ها مي‌باشد (ارنوف، ص ۱۵). به بياني واضح‌تر سازماندهي و نگهداري داده‌هاي جغرافيايي، ارتباط بين داده‌ها و اطلاعات غير فضايي مربوط به عناصر تشكيل دهنده نقشه اعم از نقطه، خط و پليگون (سطح ) در محدودة اين سيستم قرار مي‌گيرد. اين سيستم از برنامه هاي كامپيوتري DBMS و CDBMS براي ذخيره و سازماندهي داده‌هاي غير فضايي و داده‌هاي فضايي استفاده مي‌كند (خواجه، مديري ص ۴۵).

اين سيستم ها براي مديريت مشترك داده‌ها در حالتي منظم براي حصول اطمينان از صحت پايگاه داده‌ها ايجاد مي‌شود، البته روشهاي گوناگوني براي سازماندهي داده‌ ها به صورت فايل هايي كه كامپيوتر بتواند آنها را بخواند وجود دارند (صابري فر، ص۹۱). اگر عمليات مديريت داده بخوبي انجام شود كاربران توجهي به آن نمي‌كنند اما در صورت وجود ضعف عمليات، همه كس به نقص آن پي مي‌برد. چون در نتيجه آن، سيستم كند، استفاده از پيچيده و مشكل شده و براحتي از هم گسيخته مي شود (محمدي، ص۳۷).

۳۵-۲- تجزيه و تحليل و كار با داده‌ها (Data manipulation and analysis)

مهمترين قسمت سيستم اطلاعات جغرافيايي پردازش داده‌ها، تجزيه و تحليل آنها و نتيجه گيري از اطلاعات جغرافيايي را تشكيل مي‌دهد (خواجه، مديري ص ۴۵). اين مرحله معمولاًَ در مركز توجه يك كاربر سيستم است. بسياري كاربران بدليل اهميت فراوان اين قسمت آنرا به غلط كل سيستم اطلاعات جغرافيايي قلمداد مي‌كنند. اين مرحله از كار عمليات تحليلي بر روي داده‌ها انجام مي‌شود تا اطلاعات جديد خلق شود (ثنايي نژاد، ص۳۵) و شامل ۲ مرحله مي‌باشد:

الف) از بين بردن اشتباهات در داده هاي موجود سازمان يافته و همچنين بازنگري و به روز درآوري اطلاعات.

ب) تجزيه و تحليل اطلاعات و به دست آوردن نتايج و اطلاعات جديد(خواجه مديري، ص ۴۶).

نيازمنديهاي لازم جهت تجزيه و تحليل داده‌ها بايد تعريف و براي پيش بيني روش تجزيه و تحليل داده‌ها نياز به دخالت كاربران در مشخص نمودن توابع سيستم مي‌باشد (ارنوف، ص ۱۵).

در هر حال اين مرحله امكان مطالعه روندهاي دنياي واقعي را فراهم كرده و گرايش هاي اساسي را در داده‌هاي جغرافيايي روشن مي‌سازد. اين روند شرايط ايجاد مدلها و توسعه آن را فراهم مي‌سازد. بنابراين در اين مرحله درك كاربر از دنياي واقعي افزايش پيدا مي‌كند(صابري فر،ص ۹۲). به بياني روشن‌تر عمليات تجزيه و تحليل بر روي اطلاعات فضايي و غير فضايي انجام مي‌گيرد تا به كمك دانش رياضي قابليت هاي لازم به دست آيد عمليات رياضي مشتمل بر ۲ بخش مي باشد.

۱- آناليز عمومي نقشه(اطلاعات فضايي و غير فضايي) ۲- مدل‌هاي شبيه سازي و مدلهاي آماري و …

معرفي مدلها و كاربرد آنها در اتخاذ تصميمات مناسب و برنامه ريزي دقيق، بالاترين سطح مولفه‌هاي GIS را در بر ‌مي‌گيرد (صابري فر، ص ۹۳).

۴-۵-۲- خروجي داده‌ها (data output)

داده هاي خروجي در GIS هاي مختلف از لحاظ كيفيت ، دقت و سهولت استفاده ، بسيار متنوع تر از قابليت هاي اين سيستمها مي‌باشد. داده‌هاي خروجي ممكن است به اشكالي از قبيل نقشه‌‌، جدول و بصورت كاغذي (hard copy) و يا به صورت (Saft copy) ارائه گردد. بدليل اينكه توابع خروجي بر اساس نيازهاي كاربران مي‌باشد، دخالت كاربران در مشخص نمودن خروجي هاي مورد نياز بسيار حساس و مهم است (ارنوف، ص ۱۵).

محصولات خروجي بطور روز افزوني به سمت مواد قابل تطبيق با كامپيوتر پيش مي‌روند (نظير نوارها، سي دي و ديسكتها). قابليت تهيه خروجي از يك فرايند تحليلي و بعلاوه بازگرداندن آن به مجموعه داده‌ها براي تجزيه و تحليل هاي بعدي از ويژگيهاي بسيار مهم يك سيستم به شمار مي رود چراكه ناتواني در بازنويسي داده‌هاي ذخيره شده مي‌تواند نتايج جزئي يا حتي مصيبت باري را به بار آورد. بهرحال در نگهداري و حفاظت از اين نوع خروجيها (ديسكت، نوار ويديويي ، سي دي و …) بايد نهايت دقت و توجه مبذول گردد. از جهتي ديگر ايمني و ارزاني اين گروه سخت افزارها مزيتهاي خوبي جهت استفاده از آن به عنوان وسايل آرشيوي محسوب مي‌شوند، چراكه حجم بسيار وسيعي از داده‌ها را مي‌توان تنها در يك سي دي (كه داراي ابعاد و حجم اندك بعلاوه ارزان قيمت نيز مي‌باشد)جاي داد (طاهر كيا، ص ۱۵۸-۱۵۴).

نمايش كلي سيستم هاي فرعي GIS

۷-۲- سيستم هاي اطلاعاتي و GIS

در كشورهاي در حال توسعه كه همواره با كمبود اطلاعات و نوعاً كيفيت پايين اطلاعات روبرو هستند، اطلاعات و داده‌هاي زيادي بصورت عادي توليد مي‌گردد. لزوم وجود يك نظام و ساختار اطلاعاتي جهت انسجام و سازماندهي اطلاعات امري ضروري و بي‌قيد و شرط است. چراكه مبناي تصميم گيري و تدوين سياست‌ها و استراتژي‌ها بر اساس داده ها و اطلاعات موجود صورت مي‌پذيرد. اين داده ها و اطلاعات ممكن است در هر سطحي جمع آوري شود ليكن اكثر داده هايي كه در سطح پايين (مثلا در مقياس يك روستا)جمع آوري مي‌شود پس از تجميع و تراكم سازي به واحدهاي بزرگتري تبديل مي‌گردد.

مجموعه اي را ب به درستي مي‌توان سيستم ناميد كه اجزاي آن در يك سيستم تركيب و ادغام شده باشند. در اين صورت مي‌توان آنرا بطور موثر كارآمد براي تهيه اطلاعات مورد استفاده قرار داد (خواجه، مديري ـ ص۵۹).

بطور كلي وظيفه اصلي يك سيستم اطلاعاتي افزايش توانايي قدرت تصميم گيري است. اين عمليات پروسه اي از طرح و مشاهده گرفته تا جمع آوري داده، ذخيره سازي و تجزيه و تحليل آنها را شامل مي‌گردد(ثنايي نژاد ص۱۴).

در يك دسته بندي كلي، سيستم هاي اطلاعاتي را مي توان به دو گروه تقسيم نمود كه شامل سيستم هاي اطلاعات فضايي و سيستم هاي اطلاعات غير فضايي مي‌باشند.

سيستم اطلاعات فضايي خود به ۳ گروه عمده تقسيم بندي مي‌شوند و شامل سيستمهاي طراحي فضايي يا CAD، سيستمهاي اطلاعات كاربري زمين و سيستم اطلاعات جغرافيايي مي باشند.

۱-۷-۲- سيستمهاي طراحي فضايي(CAD) ( computer Aidied design)

CAD جزو اولين طراحي و ترسيم و پردازش خودكار (تغيير مقياس، چرخش مكان ، بزرگ نمايي و ويرايش و مشخصات گرافيكي مي باشد. اين سيستم امكان بكارگيري روابط توپولوژيكي را نداشته و در كل با مقادير نسبتا كوچكي از داده سروكار دارد و فاقد توانمنديهاي تحليلي است (صابري‌فر ص۹۳). البته با پيشرفت سريع تكنولوژي نرم افزار، امروزه سيستمهاي Autocad پيشرفته همانند نرم افزار Auto desk map تا حد داراي توانايي تعريف توپولوژي مي‌باشد. ليكن ۲ عامل كاربران را از تعريف توپولوژي در محيطCAD باز مي‌دارد.

۱- راحتي تعريف توپولوژي در محيط GIS (نرم افزار Arc/info).

۲- ناقص بودن توپولوژي در محيطCAD.

بدون شك نقشه هاي حاصل در محيط CAD يكي از بهترين منابع اطلاعاتي در محيط GIS مي‌باشد.سامانه هاي نقشه كشي و CAD بعضا قادر به انجام يكي از وظايف مؤلفه هاي GIS يعني كسب داده را دارند. در اين سيستمها توليد نقشه (نقشه موضوعي و نه تحليلي) نقش محوري دارد و از شيوه هاي بسيار ساده و ابتدايي ذخيره داده استفاده مي‌شود. در اكثر سيستم هاي نقشه كشي امكانات محاوره كاربر و سامانه براي تغيير و تبديل داده و ارائه نقشه با مشخصات مورد نظر بسيار ناچيز است . بعلاوه قادر به پردازش داده هاي رستري نمي‌باشند (مخدوم و درويش صفت ص ۳۰).

از طرف ديگر اين تكنولوژي توانايي تحليل فضايي را ندارد و بيشتر براي ترسيم و طراحي و الگوسازي و ذخيره اطلاعات و چاپ طراحي شده‌اند (هاكسهلد، ص۵۳).

۲-۷-۲- سيستم اطلاعات كاربري زمين

در اين حالت از سيستم اطلاعات جغرافيايي عمدتا براي نگهداري داده ها با اهداف مرتبط با كاربري زمين توليدمي‌شوند. نقشه‌ها مربوطه عمدتا بزرگ مقياس مي‌باشند (بين۱۰۰/۱ تا ۱۰۰۰/۱ ) (صابري فر ص ۹۵-۹۴).

ملك عنصر بسيار مهمي در در سيستم اطلاعات جغرافيايي محسوب مي‌شود، زيرا اغلب اطلاعات جمع آوري شده با املاك در ارتباط است و از طريق آدرس ثبت مي‌شوند مانند مميزي، پروانه ساخت، آتش نشاني ، خدمات آبرساني و… بنابراين GIS اين نوع منابع اطلاعاتي را جهت تركيب و يا تلخيص اطلاعات براي استفاده در ارائه خدمات و كاربري عامل مديريتي و سياستگذاري به كارمي‌برد. بنابراين دقت اطلاعات و به روز بودن آنها بسيار مهم و حياتي مي باشد.مختصات دقيق،تعيين صفات و كاربري از ديگر خصوصيات اين سيستم مي باشد.اگر اين فرايند به خوبي اجرا شود و با تكنولوژي GIS ادغام گردد(بدليل اينكه بانك اطلاعاتي بزرگ و مشنتركي ايجاد مي‌گردد) بي‌شك نيازهاي اطلاعاتي بسياري از سازمانها و كاربران منجمله شهرداريها را برطرف خواهد كرد (هاكسهلد، ص ۲۷۶-۲۷۵).

۳-۷-۲- سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي

مفهوم GIS، ناشي از توسعه سيستم هاي مديريت پايگاه داده ها (DBMS) با تمامي انواع داده هاي جغرافيايي از اوايل سال ۱۹۸۰ ميلادي شروع گرديد. گاهاً يك سيستم اطلاعات جغرافيايي وسيله اي براي برنامه ريزي و توسعه از طريق تصميمات اقتصادي و قانوني -اداري تعريف مي‌شود. در اين حالت بخشي از پايگاه دادههابا اطلاعات منطبق با زمين مرتبط با مفاهيم اقتصادي ، تاسيسات زير بنايي ، اطلاعات دورنمايي زمين و محيط زيست تشكيل مي‌شود تا براي جمع آوري سيستماتيك داده‌ها، بهنگام سازي و تجزيه و تحليل داده ها و براي نمايش هاي مختلف استنتاج نتايج بكار برده مي‌شود (مالميران، ص۱۵۶).

از نظر ساختاري، ساختار سيستمهاي مبتني بر كامپيوتر ، اكثرا سلسله مراتبي مي‌باشند و GIS نيز داراي يك ساختار سلسله مراتبي مي‌باشد كه از سيستم هاي فرعي متعددي در سطوح مختلف ساخته شده و هر سيستم فرعي داراي عملكردي معين است. مجموعه عملكردهاي لازم بر حسب نوع GIS متفاوت مي‌باشد (مديري، ص۲۹۷).

آنچه كه سيستم اطلاعات جغرافيايي را از ساير سيستمها مجزا و متفاوت مي‌سازد نوع برخورد با اطلاعات است كه شرح آن در زير آورده شده است:

۱- سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي قابليت تركيب اطلاعات فضايي ـ توصيفي را بصورت توأمان دارا مي‌باشند.

به بياني واضح‌تر در اين سيستم هر نقشه ( كه اجزاء تشكيل دهنده آن كه شامل ۳ عنصر اصلي نقطه، خط وسطح مي‌باشد) داراي بانك اطلاعاتي است. يعني تك تك نقاط ، خطوط و سطوح داراي رديفها و ستونهايي در بانك اطلاعاتي مي باشند كه قابليت ويرايش (حذف و اضافه و يا تغيير ) و به هنگام سازي را در خود گنجانده است.

۲- تركيب اطلاعات مكاني و همچنين بانكهاي اطلاعاتي در اين سيستم مقدور مي باشد.

۳- قابليت اين سيستم در كار با حجم انبوه اطلاعات (فضايي ـ توصيفي). امري كه امروزه ضرورت آن بر هيچ برنامه ريزي پوشيده نيست.

۴- تجزيه و تحليل اطلاعات با استفاده از توابع ساده و پيچيده و تبديل اطلاعات توصيفي و آماري به نقشه.

۸-۲- انواع داده ها در GIS

بطور كلي مي توان ۳ نوع داده را در محيط GIS تفكيك و مجزا نمود.

۱- داده هاي هندسي ۲- داده هاي توصيفي ۳- داده هاي گر افيكي

۱-۸-۲- داده هاي هندسي: موقعيت و شكل پديده ها از طريق داده هاي هندسي و در يك سامانه مختصات معين، تشريح مي‌شوند. دو نوع ساختار يا مدل داده براي ارائه داده هاي هندسي وجود دادند:

الف)ساختار برداري ب)ساختار رستري

۱-۱-۸-۲- ساختار برداري(vector)

در مدل برداري اشياء يا موقعيت ها در جهان واقعي به وسيله خطوط، نقاط و سطوحي كه مرزهاي آنها را تعيين مي كند نمايش داده مي‌شوند. تقريبا مانند زماني كه روي نقشه ترسيم شوند. موقعيت هر شيء به وسيله مكان آن روي فضاي نقشه كه آن نيز به وسيله يك سيستم مختصات سازمان يافته است، تعريف مي‌گردد ( ارنوف، ص ۱۵۴). در اين مدل موقعيت ها بوسيله يك جفت مختصات (x,y) در سامانه مورد نظر كاربر تعيين ميگردد. ضمن آنكه روابط همسايگي (Topology) را نيز مي توان بدان افزود. البته نمايش برداري ممكن است غير پيوندي نيز باشد ( اينكه مرزهاي آن بدون توجه به همسايگي كدگذاري شود) (مخدوم و ديگران، ص۳۱).

اين روش نمايش اطلاعات به نوعي مناسبترين شكل عوارض نمايشي است (مديري، ص ۲۷۸). و براي تشريح موقعيت مكاني پديده ها (نقطه‌اي ـ خطي ـ سطحي) و همچنين نقشه هاي بزرگ مقياس (۱۰۰۰۰/۱ تا ۱۰۰/۱) بسيار مناسب مي باشد (مخدوم و ديگران، ص۳۱) گرچه اين روش داراي معايبي نيز مي باشد چراكه اين نوع داده ها عمدتاً از طريق ميز رقومي‌گر (digitizer)، برداشتهاي نقشه برداري، GPS ((Global Postioning System و اسكن كردن مي باشد به همين سبب هنگام كار با ميز رقومي‌گر احتمال تعميم خطوط در حين كدگذاري و خطاي ديجيتالي وجود دارد؛ بعلاوه حجم داده‌هاي زيادي از هر عارضه در يك مدل برداري باعث مي‌شود كه هزينه هاي مربوط به ذخيره داده هاي ماهواره اي پردازش شده جهت تهيه نقشه هاي تراكم گران تمام شود ليكن اين مسائل از ارزش اين مدل نمي‌كاهد (مديري، ص ۲۷۸)

۲-۱-۸-۲- ساختار رستري(Raster) يا نقش بيتي (Bitmap)

در يك سيستم جغرافيايي كه داده‌ها در آن به صورت رستر مي‌باشد، در اصل به صورت سطوح پيوستة پوشيده شده از نقاط به عنوان داده ذخيره مي‌شوند. اين امر نيازمند فضاي ذخيره سازي بسيار زيادتري از يك پايگاه داده بصورت بردار مي‌باشد (مالميران، ص۱۵۹). اين روش جديدتر از روش برداري است. در فرم رستر يا شبكه اي تمامي نقاط، خطوط و سطوح به عنوان زير مجموعه اي از واحدهاي شبكه اي (سلولي) مي‌باشند (مديري، خواجه ص ۱۲۲). اين ساختار مدل فضا را به صورت موزائيك درآورده و برا ي هر عنصر فضايي، يك مشخصة منحصر بفرد شناسايي مي‌كند (مديري، ص۲۷۷).

كوچكترين جزء پاية هندسي در اين ساختار، سلول ( يا پيكسل) مي‌باشد كه معمولا به شكل مربع و شبيه ستون و رديفهايي در يك ماتريس همسان ارائه مي‌‌گردد (مخدوم و ديگران، ص۳۱).

در مدل مقدار تخصيص داده شده به سلول نمايانگر نوع و چگونگي اطلاعات توصيفي است كه آن سلول نشان مي‌دهد و به هر سلول فقط مي‌توان يك مقدار تخصيص داد. بنابراين توصيفات ديگر در فايلهاي ديگر ذخيره مي‌گردد (ارنوف ، ص ۱۵۶). چنانچه نقشه داراي واحدهاي شبكه اي بسيار دقيق و كوچك باشد ورودي داده ها با دقت بيشتري انجام خواهد گرفت و هرچه واحدهاي شبكه اي را بزرگتر نمود ميزان دقت كاهش مي‌يابد ساختار رستر عمدتا براي ارائه نقشه هايي در مقياس كوچكتر از ۱۰۰۰۰/۱ بكار ميرود . معمولا كسب داده‌هاي رستر با استفاده از اسكنر صورت مي‌گيرد (مديري، خواجه ص ۱۲۲). بطور كلي مدلهاي برداري و رستري داراي معايب و مزايايي مي‌باشند كه شرح آن بطور خلاصه در ذيل مي‌آيد ( هاكسهلد، ص۱۵۷).

۲-۸-۲- داده هاي توصيفي (Attributes)

دومين مشخصة داده‌هاي جغرافيايي (اولين مشخصة موقعيت جغرافيايي مي‌باشد) توصيفات آنهاست. اين توصيفات اغلب غير فضايي (non_spatial attributes) ناميده مي‌شوند كه بخودي خود حاوي اطلاعات موقعيت نمي‌باشند (ارنوف، ص۱۵۲). اين داده ها ارائه دهندة تمامي اجزاء غير هندسي نظير نام ، شماره، اندازه هاي كمي و كيفي (شوري خاك، حجم و تعداد و كيفيت درختان) نوع (نوع كاربري : تجاري ـ مسكوني و …) و خلاصه هر نوع مشخصة مرتبط با كاربرد نقشه مي‌باشد(مخدوم و ديگران، ص ۳۳). داده‌هاي توصيفي ( موضوعي يا تشريحي)كه در تجزيه و تحليل و تفسير يك نقشه قابل استفاده مي‌باشند، مي تواند در بانك اطلاعاتي پديده هاي مكاني (برداري) در سطر و ستون مربوط به هر پديده ثبت گردد (مديري، خواجه ص۱۲۳).

۳-۸-۲- داده هاي گرافيـــكي(Graphic)

داده‌هاي گرافيكي مربوط به چگونگي و نحوه نمايان سازي پديده هاي نقشه‌هاي موضوعي مختلف (داده‌هاي هندسي و توصيفي ) بر روي سخت افزار بخش خروجي GIS مي‌باشند. رنگ، تن، علايم، هاشور، نقطه چين، خط نقطه و … از جمله داده‌هاي گرافيكي مي‌باشند. تركيب داده‌هاي گرافيكي با داده ‌هاي برداري، گرافيك برداري (Vector graphic) و با داده‌هاي رستري، گرافيك رستري (Raster graphic) ناميده مي‌شود كه توانايي زيادي در راستاي تهيه يك خروجي مناسب در محيط GIS در اختيار كاربر قرار مي‌دهد (مخدوم و ديگران، ص ۳۲).

۹-۲- مدل توپولوژي و مدل رقومي ارتفاع

با توجه به اينكه در تحقيق حاضر از ۲ مدل توپولوژي و مدل رقومي ارتفاع استفاده شده تعريف و تشريح مختصري از اين ۲ مدل ضروري بنظر ميرسد.

۱-۹-۲- مدل توپولوژي (Topology model) :

ساختار توپولوژي اطلاعات تعاريف صريح و روشن از ارتباط فضايي بين نقاط ، خطوط و چند ضلعي‌ها ارائه مي‌دهد. توپولوژي يا هم بندي، روابط بين اشياء در عوارض را در يك پايگاه اطلاعاتي فضايي تعيين مي‌كند. عمليات بازيافت و بكارگيري و نمايش اطلاعات جغرافيايي و نقشه‌اي با تعريف ارتباط توپولوژيك نقاط، خطوط و سطوح بهتر انجام مي‌گيرد (هاكسهلد، صص ۵۸و۵۱، مديري،خواجه، ص ۵۸). در واقع براي اينكه پايگاه اطلاعاتي داده ‌ها هوشمند شوند ايجاد مدل توپولوژي اجتناب ناپذير است. اين مدل در بخش پردازش داده‌ها قرار مي‌گيرد و به كامپيوتر مي‌فهماند كه كدام عوارض كارتوگرافيك بايد بطور منطقي و مشخص به يكديگر متصل شوند (مديري، صص ۲۸۲-۲۸۱)

براي درك راحت اين مسئله مثال زير خالي از فايده نخواهد بود.

با ديدن يك تصوير بصري تلويحاًًََ‏ تشخيص اينكه كدام خيابان بين دو تقاطع قرار دارد ساده مي‌باشد (يعني موقعيت خيابان نسبت به اطراف از قبيل چپ، مجاور، درون ، از ، به و …) اين فرايند براي كامپيوتر بايد بطور صحيح و صريح تعريف شود. يعني اينكه سيستم بفهمد كه شكل مورد نظر چند ضلعي است يا خط، موقعيت آن نسبت به اطراف (مجاور) چگونه است. اين فرايند را بايد براي كامپيوتر دقيقاًًَ روشن ساخت. مثلاًَ اگر محدوده، يك محله است (سطح)، بايد شكل محله بعنوان يك چند ضلعي (polygon) تعريف شود تا كامپيوتر بتواند محدوده ‌هاي آن را تشخيص داده و تحليل ‌هايي(از قبيل محاسبه مساحت، محيط، طول كمان ـ كدگذاري(ID) ، هاشورزدن و …) را بر اساس آن صورت دهد. در صورتيكه شكل مورد نظر به عنوان مجموعه اي از خطوط در نظر گرفته شود مساحت شكل محاسبه نمي‌شود (در صورت تعريف توپولوژي طول خط محاسبه مي‌گردد) لذا براي محاسبه شكل چند ضلعي‌ها بايد زماني كه عمليات صورت مي‌پذيرد توسط كاربر تعريف شود (هاكسهلد، صص۹۲-۹۱). يعني در زمان اجراي دستورات Topology مثلاًَ در نرم افزار Arc/info بايد نوع پديده (نقطه اي ، خطي يا چند ضلعي) تعيين و تعريف گردد. براي درك بهتر مدل و فرايند توپولوژي تعريف مجدد از نقطه ، خط و پليگون از اهميت خاص برخوردار است.

چراكه هنگام رقومي كردن يك نقشه جهت توليد لايه و انتقال آن به محيط GIS و انجام پردازش ها و تحليلهاي مورد نياز(در ساختار برداري) ۳ عنصر مهم وجود دارد كه ميتوان جداگانه و يا بصورت توامان در محيط GIS فراخواني گردند. اين ۳ عنصر شامل نقاط ، خطوط و سطوح هستند.

۱-۱-۹-۲- نقطه (point): يك زوج از مختصات منفرد (x,y) كه موقعيت يك عارضه روي نقشه نشان مي دهد كه مرز يا شكل آن براي نمايش بعنوان سطح يا خط كوچك مي‌باشد. نظير موقعيت يك شهر در يك نقشه كوچك مقياس يا ارتفاع كوهها و آدرس، مركز ملك ، تقاطع خيابان و … . يك نقطه بر اساس مقياس و دقت مورد نياز مي‌تواند مكان عارضه چند بعدي را به نمايش بگذارد (يادگاري، ص ۸ ـ هاكسهلد، ص ۹۴)

۲-۱-۹-۲- خط يا كمان(line): يك رديف از نقاط براي نشان دادن عوارض باريك و كم پهنا مي‌باشد (يادگاري، ص ۸). خطوط، عوارض يك بعدي را نمايش مي‌دهند و داراي يك نقطه شروع و يك نقطه پايان هستند و بر اساس مقياس و دقت مورد نياز به واحدهاي كوچكتري موسوم به منحني (ARC) تقسيم مي‌شوند (هاكسهلد، ص ۹۴). عوارضي مانند جاده، رودخانه، خطوط منحني تراز، خط گسل، آبراهه ، خطوط محدودة قطعات زمين ، لوله هاي آب و فاضلاب و … خطي محسوب مي‌گردند.

۳-۱-۹-۲- سطح(Polygon): يك مجموعه از مختصات كه براي عوارض داراي سطح قابل ملاحظه بر حسب مقياس نقشه مي‌باشد (يادگاري، ص ۸). چند ضلعي ها عوارض دو بعدي را بر روي نقشه نشان مي‌دهند كه داراي مساحت باشند. محدودة چند ضلعي ها خود بوسيله خطوط ايجاد گشته اند. از عوارض سطحي مي‌توان به بلوك هاي آماري ، مناطق آماري، مناطق ناحيه بندي شده، زمين شناسي منطقه و .. اشاره كرد (هاكسهلد، ص ۹۴).

تشخيص اين سه عنصر بر روي نقشه براحتي صورت مي‌گيرد ولي برا ي نشان دادن در محيط سيستم اطلاعات جغرافيايي نياز به تعاريفي صريح به شكل توپولوژي دارد (هاكسهلد ص ۹۵).

عمليات توپولوژي را مي‌توان در نرم افزار پرطرفدار و قدرتمند Arc/info انجام داد. در اين نرم افزار لايه‌هاي نقشه تحت عنوان پوشش (coverage) ارائه مي‌شوند كه هر كدام به شكل يك زير فهرست (subdirectory) ذخيره مي‌شوند. هر پوشش مي‌تواند حداكثر شامل ۳ لايه (خط، نقطه و پليگون) باشد (ترنر، ص۱۱۸).

علاوه بر سه لايه اصلي ممكن است يك پوشش بيش از يك نوع عارضه باشد. مثلاًَ ممكن است پوششها شامل عوارض خطي وسطحي بطور توام باشد كه به چنين پوششهايي، پوشش شبكه (Network coverage) گفته مي‌شود و يا ممكن است شامل هر دو عارضه خطي و نقطه اي باشد كه در اين صورت بدان پوشش لينك (link coverage) اطلاق مي‌گردد (يادگاري، ص۱۱).

۲-۹-۲- مدل رقومي ارتفاع

داده ‌هاي ارتفاعي رقومي مجموعه اي از اندازه‌گيريهاي ارتفاعي برا ي مكانهاي توزيع شده روي سطح زمين هستند. اين داده ها براي آناليز توپولوژي (يعني سطح عوارض) يك ناحيه استفاده مي‌شود. چندين واژه در اين زمينه وجود دارند كه به داده هاي ارتفاعي رقومي و مشتقات آن اشاره مي‌كند مانند(Digital Terrain Elevation Data) يا (DTED) ، (Digital Elevation model) يا (DEM) و … (ارنوف، ص ۱۰۷).

ارتفاعات بوسيله منحني هاي ميزان و يا نقاط ارتفاعي و توجه منتظر نمايش داده مي‌شوند. فواصل منحني ميزان، تراكم نقاط مواردي هستند كه داراي استانداردهاي مراجعه عمومي است يا از طريق مناقصه معين مي‌شوند (مالميران، ص ۱۸۳). در اين مدل سطوحي را كه مرتباًَ در حال تغيير هستند (انواع خاك ، واحدهاي زمين شناختي و …) ميتوان با خطوط تراز نشان داد. اين خطوط تراز همگي، به هم پيوسته ، چند ضلعي هاي بسته و شطرنجي شكل را مي‌سازند. گروه خطوط تراز براي نمايش سطوح دائماًَ متغير مناسبند ولي براي تجزيه و تحليل يا مدل سازي عددي مناسب نيستند، بنابراين روشهاي ديگري براي معرفي و كاربرد اطلاعات درباره تغييرات پيوسته يك ويژگي (معمولاًَ ارتفاع) بر روي فضا به كارگرفته شده‌اند.

هر تبيين رقومي از تغييرات پيوسته مربوط به پستي بلندي در فضا به مـدل رقومي ارتــفاع

( Digital Elevation model ) (DEM) مشهـــور اسـت. واژه مـدل رقومـي زميــن

( Digital Terrain models) يا (DTM) نيز معمولاًَ زياد بكار مي‌رود. چون واژة زمين بيانگر خصوصيات يك چشم انداز است تا ارتفاع سطح زمين. مدل رقومي ارتفاع جهت مدل سازي (سه بعدي) پستي و بلندي‌ها (توپوگرافي) ايجاد شده است. مي‌توان آنها را براي مدل سازي تغيير پي در پي جهت هر توصيف Z بر روي سطح دو بعدي (x,y) نيز بكار مي‌رود (طاهركيا، ص ۸۸).

روشهاي مورد استفاده براي جمع آوري و ذخيره داده ‌هاي ارتفاعي مي‌توانند به ۴ روش اساسي تقسيم گردند.

روش شبكه منظم، منحني ميزانها ،پروفيلها و شبكه نامنظم مثلثي(Triangulated Irregular Net) يا (TIN) .

داده هاي ارتفاعي و رقومي از روي نقشه هاي منحني ميزان هاي موجود بوسيله آناليزهاي فتوگرامتري زوج عكس هاي هوايي يا به تازگي بوسيله آناليز اتوماتيك داده‌هاي ماهواره‌اي استريو توليد مي شوند (ارنوف، ص ۱۰۷).

در تهية مدل ارتفاعي با استفاده از نقاط ارتفاعي روشهاي مختلفي جهت ورود اطلاعات در محيط GIS وجود دارد كه تشريح اين روش ها از حوصلة اين پژوهش خارج است.

در تمامي اين روشها عامل مشترك جهت تهية نقشه هاي منحني ميزان و سپس ايجاد مدل سه بعدي وجود مختصات طول، عرض و ارتفاع (x,y,z) مي‌باشد . بعلاوه جهت ترسيم خطوط تراز از اين روش بايد عمل انترپولاسيون نقاط (همانند آنچه كه در سيستم دستي صورت مي‌پذيرد) انجام گيرد با اين تفاوت در محيط G IS انترپوله كردن نقاط بوسيله كامپيوتر (مثلاً در محيط Arcview) و بصورت خودكار انجام مي‌پذيرد.

مدل رقومي ارتفاع نداي كاربرهاي بسياري در علوم مختلف همچون ، جغرافيا ، شهرسازي، عمران، گروههاي نظامي، معماري چشم انداز و … كاربرد دارد. بطور كلي ميتوان كاربردهاي اين مدل را بطور مختصر بشرح ذيل آورد.

مشكلات خاكريزي، خاكبرداري، محاسبة حجم و ميزان كل خاكبرداري و جـــاده سازي و… .

اهداف نظامي: (سلاح هاي هدايت شونده ، آموزش خلباني ، موقعيت هاي آنتن هاي برجهاي مايكروويو.

تجزيه و تحليل ميزان ديد:در امور نظامي ، ارتباطات و مخابرات.

طراحي مسير راه و انتخاب محل سد.

محاسبة شيب و تهيه شيب و تعيين مقدار سطوح ، جهت و برش عمودي شيب (براي مطالعات ژئومورفولوژيك ، محاسبه فرسايش و …، و تهيه پروفيل .

ايجاد ديد پرسپكتيو و شبيه سازي تصوير چشم اندازها و مشخص كردن موقعيت يك پديده در ارتباط با وضعيت توپوگرافي.

۱۰-۲- پايگاه اطلاعاتي داده‌ها

همانگونه كه نيروي انساني، سرمايه مالي و ابزار كار در توليد كالا كم منابع را دارند، اطلاعات نيز منبعي براي اقتصاد عصر حاضر به شمار مي‌رود (عصر اطلاعات)، كه باعث شده بسياري از سازمانهاي بزرگ منابع هنگفتي را در جهت ذخيره سازي اطلاعات در كامپيوتر سرمايه گذاري كنند. از دهة ۱۹۶۰ ميلادي سازمانها توانسته‌اند با بكارگيري كامپيوتر اطلاعات را با كارايي (efficiency) بيشتر در درون تشكيلات خود به جريان بياندازند. بعبارتي اين روش با افزايش سرعت و تقليل افراد توانسته است كارايي اين بخش از سازمان را بالا ببرد. انگيزه مديران سازمانها از بكارگيري كامپيوتر بالا بردن كارايي و كارآمد شدن سازمان بود. بعلاوه اين اطلاعـات را مي توان در بخش هاي مختلف يك سازمان بطـور مشترك مورد بهره برداري قرار داد (هاكسهلد، ص ۱۸-۱۷).

در جهان امروزي به دليل وجود انبوه اطلاعات بياني زيباترانفجار اطلاعات (مكاني ، تصويري، گرافيكي ،آماري ، توصيفي و …) كه نياز جامعه امروزي نيز مي‌باشد، نيازمند و مديريت كارا و توانمند مي‌باشد و اين مهم جزء به كمك علوم و فنون نوين امكان پذير نمي‌باشد. از طرف ديگر عمل مؤثر و كاراي يك سازمان بستگي به اطلاعات دقيق و به هنگام دارد بنابراين جاي تعجب نخواهد بود كه استفاده از تكنولوژي كامپيوتر اولين بار توسط موسسات تجاري بكاربرده شد (ارنوف، ص ۱۳۶).

اين سيستم ها (كامپيوتري) بايد آنقدر انعطاف پذير مي‌بودند كه در روش كار و در اطلاعاتي كه درون سازمان يا خارج از آن مورد استفاده قرار مي گيرد امكان ايجاد تحول وجود داشته باشد (هاكسهلد، ص ۱۹-۱۸).

از جهتي نياز جامعه امروزي به مديريت اطلاعات و سازماندهي آن در جهت دست يابي به توسعه پايدار لزوم استفاده از تكنيك هاي جديد را اجتناب ناپذير مي‌كند. در اين زمينه تكنيك GIS يكي از قويترين و پركاربردترين فنون در امر ساماندهي و مديريت اطلاعات مي‌باشد. مهمترين خصيصة اين روش و تفاوت آن با ساير تكنيكها از اين جهت داشتن بانكهاي اطلاعاتي مي‌باشد كه در هر لحظه قابل ترميم، تصحيح و ويرايش مي‌باشند.

ايجاد پايگاه داده‌هاي اطلاعاتي در كامپيوتر سابقه اي حدود ۴ دهه (۱۹۶۰) دارد كه اولين بار دربارة مديريت مواد بكارگرفته شد. از كاربردهاي اوليه ديگر پايگاه، در زمينة خطوط هوايي جهت سيستم ذخيره جا در خط هوايي سابر(saber) در دهة ۱۹۶۰ توسط شركت IBM براي شركت آمريكن ايرلاينز(American Airlines) را مي‌توان نام برد.

به طور كلي عواملي مانند حجم زياد و بسيار بالاي داده ها و اطلاعات و تنوع و گوناگوني آنها، تغييرات زماني ـ مكاني داده‌ها و كاربردهاي متنوع و موثر پايگاه داده موجب شد تا در زمينه پايگاه داده‌ها سرمايه گذاري سنگيني صورت پذيرد.توسعة اين سيستم ها با سيستم اطلاعات و سيستم مديريت پايگاه داده‌ها (data base management) در دهة هاي ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ صورت گرفت.

پايگاه داده‌ها اجتماعي است از اطلاعات در مورد پديده‌ها و ارتباط آنها با يكديگر (ارنوف ص ۱۳۶). بانك اطلاعاتي مجموعه از اطلاعات سازمان يافته جهت سهولت و مراجعه آسان است و سيستم مديريت اطلاعات، سازماندهي يك بانك اطلاعاتي است كه داراي مجموعه‌هاي متعددي از داده ها مي‌باشد كه ذخيره سازي ، بازيافت و تجزيه و تحليل آن داده‌ها را امكان پذير و تسهيل مي‌بخشد.

بانكهاي اطلاعاتي شامل ۲ بخش مي‌باشد كه عبارتند از:

۱-داده هاي آماري و توصيفي ۲-داده‌هاي فضايي (كه موقعيت نقطه، خط و پيليگون) را مورد بررسي قرار ميدهد (خواجه، مديري‌، ص ۷۶-۷۵).

بنابراين مي‌توان مجموعه‌اي متنوع از آمار، ارقام‌، مفاهيم و .. را در پايگاه اطلاعاتي جهت پردازش، ذخيره گردند كه هدف و انگيزه از جمع آوري آنها دست يابي به حقايق و ارتباطي است كه قبلاً از يكديگر مجزا بودند. اطلاعات مورد نظر توسط كابر به نرم افزارهاي موجود (مثل Arc/info و Arcview) وارد مي‌گردند. در اين رابطه صحت يك پايگاه داده بسيار مهم و اساسي است چراكه داشتن اطلاعات با كيفيت نامعلوم مي‌تواند از نداشتن هيچگونه اطلاعات نيز بدتر باشد (ارنوف‌، ص ۱۳۸-۱۳۶).

۱۱-۲- سيستم مديريت پايگاه داده‌ها(Data Base Manegment System)

همانطور كه گفته شد سيستمهاي اطلاعات در دو دهة۱۹۷۰ و۱۹۶۰ سيستم هايي بودند كه با سيستم هاي اطلاعات قديمي از جهات مختلف متفاوت و متمايز بودند. شايد يكي از مهمترين اختلافات، بحث انعطاف پذيري اطلاعات بود (كه در سيستمهاي قديمي وجود نداشت). پردازش گران اطلاعات در دو دهة ۱۹۸۰ و۱۹۷۰ با ساخت سيستمهاي مديريت پايگاه اطلاعاتي در پاسخگويي به مشكلات سيستمهاي قديمي موفق شدند. اين نوع سيستمها توانستند اطلاعات را از برنامه ها ،كاربردها و سيستمهايي كه كاربران متعدد در يك سازمان انباشته بودند، مستقل نمايند. در اين سيستم ها امكان سهيم شدن در اطلاعات ساير بخشها و با بينش كلي نگري به سازمان در هنگام طراحي پايگاه اطلاعاتي ، امكان اتصال منطقي اطلاعات از منابع مختلف فراهم مي‌شود. البته اين نوع سيستمها پرهزينه و ساخت آنها زمان بر است (هاكسهلد، ص ۲۸-۲۴). عليرغم اين مساْله بدليل اينكه GIS توانايي ادغام اطلاعات فضايي‌ـ توصيفي را همزان دارا مي‌باشد و همچنين داراي يك بانك اطلاعاتي قوي با انعطاف پذيري بالا است (قابليت ويرايش و ارتباط با ساير بانكهاي اطلاعاتي مثل Excel،Foxpro و ..) بنوعي برتر از ساير سيستمهاي اطلاعاتي است. از خصوصيات و مزاياي اين نوع بانك هاي اطلاعاتي مي‌توان به عوامل زير اشاره كرد.

۱- ذخيره ، بازيافت و بهنگام كردن اطلاعات.

۲-ارائه سرويس خدمات يكپارچه و كامل براي اعمال محدوديت.

۳- كنترل همزمان پردازش.

۴-تهيه كاتالوگ شرح داده براي كاربر.

۵- پشتيباني منطقي، رفع عيب و ارتباط با برنامه كنترل ارتباطاتي.

۸- تامين خدمات، بهره‌وري، تسهيل در نگهداري بانك اطلاعات (خواجه، مديري ص ۷۷).

از مشكلات ايجاد اين سيستمها مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:

۱- طولاني بودن و زمان بر بودن (به دليل روند ايجاد هماهنگي در استفاده از اطلاعات در ميان بخشهاي مختلف سازمان).

۲- بالا بودن هزينه ساخت و نياز به نيروي متخصص در استفاده از اين سيستمها (هاكسهلد، ص ۲۹-۲۸).

درباره ی a.esmailzadeh

مطلب پیشنهادی

پايگاه داده ها Database در Arc GIS

پايگاه داده ها Database يك پايگاه داده عبارت است از يك مخزن با قابليت ذخيره …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *