دانلود مقاله ایجاد نقشه هوایی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر ری در نرم افزارGIS

چرا GIS ؟

نخستین پرسشی که ممکن است برای هر فرد در مواجهه با GIS مطرح شود این سوال است که چرا از GIS استفاده می کنیم؟

در پاسخ باید GIS مجموعه ای است از امکانات و قابلیت های ویرایشی و بروزرسانی سریع داده ها که روش های سنتی فقد آن هستند.

اگر محاسبه مسیر دو شهر را بر روی نقشه خطی، یک کارکرد ساده GIS بنامیم، باید اعتراف کنیم که انجام محاسبات سریع، هم زمان و پیچیده پارامترهای مختلف، مدل سازی و نمایش الگوهای مکانی (محاسبه تراکم نسبی جمعیت دو شهر ، مقایسه میزان فضای سبز شهری، تعداد بیمارستان ها و مدارس، ویژگی های محیطی مانند درجه حرارت، ارتفاع و شیب و پیش بینی وضعیت زیست محیطی شهرها) بر پایه نقشه های مزبور دشوار است و روش های سنتی موجود به دلیل حج زیاد داده ها و نیازمندی ها، قادر به تأمین همه اهداف نیستند.

لازم به یادآوری است که افزایش توانمندی بشر، از یک سو بر تعداد گزینه ها و راهکارها افزوده و از سوی دیگر نیازمندی ها را فزونی بخشیده و بهره گیری از ابزار و شیوه های نوین و کارآمد را اجتناب ناپذیر ساخته است.

GIS بر خلاف روش های سنتی، داده های جمع آوری شده را به شکل رقومی ذخیره می سازد و با استفاده از روش های متنوع، داده های حاصل از منافع متفاوت (نقشه های موجود، داده های مربوط به عملیات پیمایش زمینی، داده های فتوگرامتری، سنجش از دور و ...) را ترکیب می نماید.

سرعت پردازش داده ها در محیط GIS به دلیل استفاده از قابلیت های رایانه افزایش می یابد و تحلیل های بی شماری که نمی توان آن را با روش های دیگر انجام داد، ممکن می شود.

مهم ترین قابلیت GIS را باید امکان انجام تحلیل های پیچیده داده های مکانی و غیر مکانی دانست .

داده های مکانی مانند موقعیت زمینی یک مجتمع مسکونی با داده های توصیفی آن (شامل تعداد خانوار ها و مشاغل آنها، ابعاد هر کدام از واحدهای مسکونی، تعداد اتاق هر واحد، زمان ساخت و ...

) در محیط GIS ترکیب و بطور همزمان تحلیل و نمایش می یابد.

GIS کاربر را قادر به نمایش و تحلیل نقشه و داده های جدولی بطور همزمان می کند و از طریق یکی از آنها، دیگری را بازیابی می نمایند (شکل 1-1).

همچنین می تواند به کمک توابع تحلیلی خود اطلاعات بی شماری را از داده های موجود استخراج کند و به مدل سازی و پیش بینی بپردازد.

انعطاف پذیری را باید مشخصه دیگر GIS برشمرد.

امکان تبدیل سریع نقشه ها، تبدیل و انتقال داده ها به قالب های مختلف، تهیه گزارش به اشکال متعدد در ردیف آن دسته از قابلیت های GIS قرار می گیرند که در گذشته به عنوان مسائلی لاینحل مطرح بودند.

شکل 1-1- یک سیستم GIS قابلیت ذخیره سازی، پیوند، تحلیل و نمایش همزمان نقشه و جدول داده ها را داراست.

در این شکل نقشه کشور ایران با داده های جمعیت برآورد شده در سال 2000 میلادی و امید به زندگی آن مرتبط شده است.

جدول علاوه بر جمعیت، مساحت و محیط کشور را نیز نشان می دهد.

این سیستم، امکان بازیابی و نمایش نقشه هر کشوری را با استفاده از داده های جدولی مانند نام یا کد کشور مربوطه و همچنین امکان بازیابی داده های جدولی آن کشور را از طریق نقشه مربوطه دارد.

GIS چیست؟

جی آی اس (GIS) یک سیستم الکترونیک برای کسب اطلاعات جغرافیایی است.

جی آی اس سیستمی است که با بهره‌گیری از آن، کلیه اطلاعات جمع‌آوری شده به صورت لایه لایه تهیه شده و پس از تفیک و کنترل داده‌ها کلیه اطلاعات توصیفی و مکانی مورد نیاز وارد سیستم می‌شود.

بدین وسیله علاوه بر دسترسی صحیح و سریع به داده‌های موردنیاز در یک حجم وسیع، امکان ارائه و به تصویرکشیدن اطلاعات مکانی و موضوعی در قالب نقشه، جدول و نمودار، ویرایش و بهنگام نمودن داده‌ها ونیز امکان استفاده از داده‌های موجود در جهت اهداف مختلف و براساس نیازهای گوناگون کاربران فراهم می‌گردد.

همچنین زمینه‌ای برای شناساندن و معرفی قابلیت‌ها و پتانسیل‌های متعدد و در عین حال، تشخیص خلأ‌های مطالعاتی مناطق مختلف جغرافیایی ایجاد خواهد شد.

جی‌آی‌اس یک سیستم اطلاعاتی است که پردازش آن بر روی اطلاعات مکان مرجع یا اطلاعات جغرافیایی است و به کسب اطلاعات در رابطه با پدیده‌هایی می‌پردازد که به‌نحوی با موقعیت مکانی در ارتباط‌اند.

به‌کارگیری این ابزار با امکان استفاده در شبکه‌های اطلاع‌رسانی جهانی، یکی از زمینه‌های مناسب و مساعد در جهت معرفی توان‌ها و استعدادهای کشور در سطح جهانی است.گسترش روزافزون شبکه کاربران این سیستم‌ها از جمله نکات اساسی است که می تواند به قابلیت‌ها و توانایی‌های این سیستم بیفزاید.

در حال حاضر از این سیستم‌ها بسته به نیازهای هر منطقه یا کشور در بخش‌های مختلف (مانند مطالعات زیست‌محیطی، برنامه‌ریزی شهری و شهرداری، خدمات ایمنی شهری، مدیریت حمل و نقل و ترافیک شهری، تهیه نقشه‌های پایه، مدیریت کاربری اراضی، خدمات بانکی، خدمات پستی، مطالعات جمعیتی و مدیریت تأسیسات شهری مثل برق، آب،گاز، و..) استفاده می‌شود و با گذشت زمان و توسعه سیستم‌ها، کاربرد جی‌آی‌اس به کلیه بخش‌های مرتبط با زمین گسترش یافته است.

تاریخچه ایجاد GIS اولین نمونه از یک جی‌آی‌اس ملّی، جی‌آی‌اس کانادا است که از اواخر1960 به این طرف ‌به صورت پیوسته مورد استفاده قرار گرفته است.

در دهه‌های 1970 و1980 میلادی پیشرفت‌های قال ملاحظه‌ای در فناوری جی‌آی‌اس به وجود آمد، به طوری که عبارت «سیستم اطلاعات جغرافیایی» در مورد مجموعه ابزارهایی برای تحلیل و نمایش نقشه‌ها و ادغام فنون و شیوه‌های آماری و نقشه‌ای و کاربرد فراگیرتر آن، بویژه برای تحلیل تأثیرات وخط مشی‌های دولتی به کارگرفته شد.

در حالی‌که سابقه فناوری جی‌آی‌اس درکشورهای غربی ازجمله کانادا وآمریکا به بیش از40 سال می‌رسد، فناوری جی‌آی‌اس در اغلب کشورهای جهان سوم بسیار جوان است.

در ایران، اولین مرکزی که به طور رسمی استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی را در کشور آغاز کرد سازمان نقشه‌برداری کشور بود که در سال 1369 براساس مصوبه مجلس شورای اسلامی، عهده‌دار طرح به کارگیری این سیستم شد.

فعالیت‌های اجرایی پروژه ایجاد سیستم اطلاعات جغرافیایی در وزارت صنایع و معادن، از فروردین 1371 آغاز گردید و هم‌اکنون از این سیستم به طور گسترده در ارتباط با فعالیت‌های آن استفاده می‌گردد.

از دیگر مؤسساتی که در زمینه این سیستم فعالیت می‌کنند می‌توان شهرداری تهران، وزارت مسکن و شهرسازی، وزارت جهاد کشاورزی، مؤسسه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، و سازمان جنگل‌ها و مراتع را نام برد.

در دانشگاه‌های کشور تاکنون از این سیستم، چنان که باید، به عنوان یک فناوری با قابلیت بسیار بالا برای در اختیار قراردادن طراحی پروژه‌ها و کاربرد آن در رشته‌های مختلف استفاده نگردیده است.

چرا از GIS استفاده می کنیم ؟

جی آی اس ورای یک نرم افزار نقشه کشی است .

نقشه ها فقط جزئی از GIS است و در حالت کلی GIS یک تکنولوژی است که به تغییرات پایه ای و بنیادین یک تشکیلات می پردازد .

GIS به مدل سازی جهان اطراف می پردازد ، بیشتر تکنولوژی های کامپیوتری برای افزایش دسترسی یک تصمیم گیرنده به اطلاعات منسجم طراحی شده اند .

GIS ورای استخراج اطلاعات می رود و به ما امکان تفسیر اطلاعات و همچنین اجازه دیدن و درک ارتباط بین الگوها و نماهایی را که در فرم چارت ها و جدول ها و گراف های سنتی غیر ممکن بود ، می دهد .

لایه های متعدد اطلاعاتی که در جی آی اس بررسی می شود علاوه بر این GIS اجازه به مدل کشیدن سناریوهای مختلف به منظور آزمایش فرضیه های گوناگون و بررسی نتایج آنها را برای دستیابی به نتایجی که با نیاز ما بیشتر همخوانی دارند ، می دهد .

برای مثال مدیر یک فروشگاه که به دنبال جایی برای تأسیس شعبه فروشگاهش است می تواند به آنالیز کامپیوتری آمارهای موجود و مناطق مناسب برای این پروژه بپردازد .

GIS این امکان را به آن مدیر می دهد تا نقشه تمام مناطق مناسب برای این امر همراه با تمام مناطق زیست محیطی حساس مثل تالاب ها و یا مناطق حفاظت شده یا هر منطقه دیگر که ممکن است در کار ساخت و ساز مشکل و مانع ایجاد کند در پیش چشم به تصویر کشد ، به عبارت دیگر این نقشه را GIS به مدیر ارائه می دهد ، سپس مدیر منطقه ای را انتخاب می کند که در عین مناسب بودن از نظر کارکرد فروشگاه کمترین آسیب را نیز به محیط زیست یا به تالاب و یا به حیوانات حفاظت شده وارد کند .

GIS می تواند به شما اطلاعات مفید و منسجمی ارائه دهد – نه فقط اینکه بیان می کند یک فرایند در زمان کنونی چگونه است حتی بلکه مبتنی بر تغییراتی که شما به آن می دهید بگوید که این فرایند ها در آینده چگونه می توانند باشند .

عناصراصلی تشکیل دهنده سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی جی‌آی‌اس بر روی هرمی با چهار طبقه زیربنایی ساخته شده است: - سخت‌افزار: با توجه به مرحله‌ای که مطالعات در آن قرار دارد، کاربران می‌توانند از سخت‌افزارهای موجود در دسته‌بندی زیر استفاده نمایند: ٭ سخت‌افزارهای مرتبط با ورود اطلاعات (صفحه کلید، رقومی‌کننده، اسکنر، و...

، ٭ سخت افزارهای مرتبط با مدیریت اطلاعات(خت‌افزارهای جانبی رایانه‌ها مانند ماوس، ) ٭ سخت‌افزارهای مرتبط با خروج نتایج (چاپگرها، رسام‌ها، و..) - نرم افزار: برای راه اندازی جی‌آی‌اس برنامه رایانه‌ای لازم است.

از معروف‌ترین آن‌ها می‌توان به «آرک اینفو»، «آرک ویو»، «اسپانز[8]»، «مپ اینفو[9]» اشاره نمود که دارای توابع عملیاتی متعدد در جهت تجزیه و تحلیل مسائل و محاسبات آماری هستند و عمدتاً توسط شرکت‌های بزرگ رایانه‌ای تولید می‌گردند.

هر یک از این نرم‌افزارها برای مطالعات خاصی برنامه‌ریزی شده و دارای محدودیت‌ها و محاسن خاص خود می‌باشند.

در این پژوهش از دو نمونه از نرم‌افزارهای رایج این سیستم (یعنی‌«آرک اینفو» و «آرک ویو» استفاده شده است.

- اطلاعات: بدون اطلاعات نه هدفی وجود دارد و نه پیشنهادی.

تمرکز توجه روی اطلاعات است.

در واقع اکثر فعالیت‌ها برای اطلاعات انجام می‌شود، زیرا اطلاعات قلب جی‌آی‌اس را تشکیل می‌دهد.

کیفیت اطلاعات یکی از مهم‌ترین موضوعات قابل توجه و اساسی می‌باشد.

کیفیت اطلاعات در ارتباط مستقیم با دقت، صراحت، مبانی علمی، ترکیب اطلاعات، و تحلیل و مدلسازی است.

- سازمان و نیروی انسانی: مهم‌ترین بخش تشکیل‌دهنده جی‌آی‌اس می‌باشد، زیرا سازمان و نیروی انسانی است که عملیات جی‌آی‌اس را کنترل می‌کند.

سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای بسیار قوی جی‌آی‌اس بدون پشتیباتی کادر متبحر، به کارآیی مناسب نخواهند رسید.

برای اجرای موفق سیستم، سازماندهی نیروهای متخصص و کارآمد که در جهت اجرا، بهینه نمودن و نهایتاً راهبری سیستم‌ها نقش‌های گوناگونی را ایفا می‌نمایند، الزامی است.

فرآیند تحلیل اطلاعات در سیستم اطلاعات جغرافیایی جی‌آی‌اس یک سیستم رایانه‌ای است که چهار قابلیت اساسی را در رابطه با داده‌های زمین مرجع فراهم می‌آورد.

1) ورودی داده‌ها، 2) مدیریت داده‌ها، 3) پردازش و تحلیل داده‌ها، 4) خروجی داده‌ها.

اهداف یک سیستم اطلاعات جغرافیایی هدف نهایی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی یا GIS، پشتیبانی جهت تصمیم گیری های پایه گذاری شده بر اساس داده های مکانی می باشد و عملکرد اساسی آن بدست آوردن اطلاعاتی است که از ترکیب لایه های متفاوت داده ها با روشهای مختلف و به دیدگاههای گوناگون بدست می آیند، هدف فوق از طریق فعالیتهایی که بر روی داده های مکانی انجام میگیرد، صورت می پذیرد، این فعالیت ها عبارتند از : جستجو: عبارت است از عملکرد جستجوی مجموعه هایی از داده های سازمان یافته از پایگاه داده های یک سیستم اطلاعات جغرافیایی.

سازماندهی : در این سیستم ها ویژگی اصلی برای سازماندهی داده های موجود، موقعیت مکانی آنها می باشد.

تجسم یا به تصویر درآوردن : تکنولوژی GIS از توانمندیهای گرافیکی رایانه ها، برای تجسم استفاده می نماید.

نمایش اطلاعات به طور معمول با استفاده از صفحه نمایش ویدیویی انجام می شود.

اما سایر دستگاههای خروجی نظیر چاپگرهای رنگی برای نمایش نسخه های چاپی استفاده می شوند.

ترکیب و تلفیق: بخش دیگری از این فعالیتها، تلفیق مجموعه داده های مکانی از منابع بسیار گوناگون جهت نمایش ، درک و تفسیر پدیده های مکانی می باشد.

(این پدیده ها هنگامی که داده های مکانی به صورت مجزا بکار گرفته می شوند، قابل رویت نیستند.

تجزیه و تحلیل : تجزیه و تحلیل، فرایند استنباط و دریافت مفهوم داده هاست و به معنی تجزیه و تحلیل داده های مکانی می باشد.

پیش بینی : هدف از مطالعه و بررسی ها بر روی داده های مکانی در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی، به طور معمول پیش بینی است.

در حقیقت یک سیستم اطلاعات جغرافیایی یا GIS، توانمندی های کاری را برای جمع آوی، ورود، پردازش، تغییر شکل، به تصویر در آوردن، ترکیب، جستجو، تجزیه و تحلیل، مدل سازی و خروجی کلیه داده های مکانی براساس اهداف مورد نظر فراهم می سازد.

داده و اطلاعات اگر در محاوره های افراد متخصص و غیر متخصص دقت نمایید متوجه می شوید که اغلب آنها مفهوم داده و اطلاعات را یکسان تلقی می کنند .

این در حالی است که داده و اطلاعات مفاهیم جداگانه ای دارند که یادگیری