نظـام المعلومات الجغرافية
Geographic Information System
Geographic Information System
مفهوم نظم المعلومات الجغرافية:
عبارة عن نظم متكاملة تقوم بحصر وتخزين ومراجعة ومعالجة وتحليل وعرض البيانات التي تعتمد على نظم الإحداثيات المكانية أي بمواقعها الجغرافية على سطح الأرض، والمقصود من استخدام الصفة للمعلومات بكلمة (الجغرافيا) وهو المرادف تماما في هذه الحالة لكلمة "المكانية" أي المعلومات ذات الموقع المكاني على النظام الإحداثي الحقيقي على سطح الكرة الأرضية دون الضرورة التقيد بنوع المعلومات فقد تكون جغرافية أو تخطيطية أو هندسية أو جيولوجية أو إحصائية أو غيرها، وفى هذه الحالة يمكن الاستفادة من هذه التقنية فيمختلف العلوم ومختلف جوانب الحياة، وبمعنى آخر قاعدة المعلومات الجغرافية تعمل بمثابة مجمع للمعلومات والبيانات المتنوعة والمتشابكة عن الظواهر المختلفة ودراستها وتوضيح العلاقة فيما بينها واستنتاج بيانات مستحدثة.
فوائد استخدام نظم المعلومات الجغرافية:
أولاً: حفظ المعلومات آلياً:
من أهم الفوائد عموماً حفظ المعلومات آلياً وتنسيقها وترتيبها وتبويبها بحيث يسهل الحصول على المعلومات المطلوبة بطريقة آلية سريعة وسهلة.
لا يستطيع نظام المعلومات الجغرافية تحليل المعلومات في خريطة، إذا لم تكن هذه البيانات في هيئة رقمية يستطيع الحاسوب قراءتها، وهي البيانات المتجهة. لذلك تستخدم عدة طرق لتحويل الخرائط الورقية إلى خرائط رقمية. يُستخدم الترقيم (digitizing) لإنشاء نموذج حاسوبي للخريطة الورقية مؤلف من بيانات متجهة، وتنجز عملية الترقيم هذه بتتبّع معالم الخريطة بواسطة الفأرة أو القلم فوق سطح خاص لجمع إحداثياتها. كما يُستخدم المسح (scanning) أيضاً للحصول على بيانات متسامتة من الخريطة الورقية. يمكن استخدامها مباشرة، عندما يكون نظام المعلومات الجغرافية قادراً على تحليل البيانات المتسامتة، أو استخدامها كخلفية للمشروع إذا كان يعتمدعلى بيانات متجهة. يمكن أيضاً تحويل البيانات المتسامتة إلى بيانات متجهة باستخدامبرامج خاصة للتحويل بين هيئتي البيانات هذه، وتسمى هذه البرامج باسم R2V اختصاراً لعبارة Raster to Vector.
ثانياً: استخراج المعلومات آليا:
حفظ المعلومات رقمياً, أي باستخدام الحاسب الآلي خاصة إذااستخدمت التقنية الحديثة الذي يؤدي إلى تقليص المساحة وربما التكلفة والسرعة والدقة باسترجاع المعلومات.
ثالثاً: سرعة معالجة المعلومات
عند الحاجة إلى المعلومة أو الخارطة فإن الحصول على ذلك لا يستغرق سوى ثوانٍ ليقوم النظام بالبحثوعرض المعلومة أو الخارطة المطلوبة على الشاشة, وكذلك إمكانية إتاحة النظام المعلومات بأشكال متعددة سواء في حالة ورقية أو فيلمية أو تصويرية أو حتى رقميةلاستخدامها في نفس النظام في المستقبل أو في نظام آخر إذا توفرت إمكانية التحويل فيه. وتعتمد سرعة معالجة المعلومات على كفاءة الأجهزة والبرامج العالية
رابعاً: إنجاز عمليات قياس ومطابقة الأطوال والمساحات:
من فوائد نظم المعلومات الجغرافية الحصول على الأطوال والمساحات للخطوط والأشكال الموضّحة على الخارطة آلياً وذلك بتحديد أول وآخر نقطة للخط أو تحديد الشكل أو الدائرة للحصول على المساحة وطول المحيط. ومن فوائد هذه النظم أيضاً مطابقة أو إسقاط الخرائط على بعضها البعض للحصول على معلومات وخرائط جديدة مشتقة من الخرائط الأساسية.
وتكمن الفائدة الرئيسية في هيئة البيانات المتجهة في قدرتها على تمثيل المعالم الجغرافية تمثيلاً دقيقاً، وهذا يجعلها مفيدةً في مهامالتحليل المكاني التي تتطلب تحديد المواقع بدقة، كما في التطبيقات الهندسية والمساحية. كما أن هذا النوع من البيانات يسمح بتعريف العلاقات المكانية بينالمعالم، مثل علاقة الجوار بين عقارين وعلاقة اتصال شارع بآخر، أي إمكانية الانتقال من هذا الشارع إلى ذاك. ويعرف ذلك باسم الطوبولوجيا (topology)، وهي مهمة جداً فيتحليل الشبكة مثل إيجاد أفضل الطرق بين موقعين في شبكة طرق معقدة.
خامساً: ربط وتحليل المعلومات الجغرافية وغير الجغرافية
من أهم فوائد نظم المعلومات الجغرافية ربط المعلومات البيانية بالمعلومات الجغرافية للتخطيط واتخاذ القرارات مثل تقديرات التوزيع السكاني في المدينة حيث يتطلب معرفةعدد السكان لكل مجموعة من قطع الأراضي للدراسة والتحليل واتخاذ القرارات اللازمة للتطوير والتنمية.
سادساً: سرعة التحليل والفحص للنماذج
يمكن استخدام نظم المعلومات الجغرافية ليس فقط لدراسة وتحليل المعلومات المتوفرة فيقاعدة المعلومات الجغرافية بل أيضاً في دراسة وتحليل المعلومات الناتجة من نماذج تخطيطية وعمرانية وبيئية واستنساخ معلومات جغرافية وبيانية.
سابعاً: تحليل المعلومات في أوقات مختلفة
يرتبط التحليل الجغرافي بالوقت حيث تتطلب الدراسات التخطيطية والعمرانية والبيئية التعرّف على تغير هذه الخطط أو تأثيرها على فترات متعددة. وباستخدام نظم المعلومات الجغرافية يمكن التعرّف على المتغيرات التي حدثت مع مرور الوقت ويمكن توضيح ذلك للتعرّف على توسع المدن خلال الخمسين العام الماضية.. حيث يلاحظ سرعة واتجاه التوسع في هذه الفترة من الزمن.
ثامناً: عرض ورسم المعلومات
يمكن عرض ورسم العناصر الجغرافية والبيانية باستخدام نظم المعلومات الجغرافية بسرعة فائقة وباختيار أشكال وألوان مناسبة وتغييرها بسرعة حتى يتم الاختيار المناسب.
تاسعاً : التخطيط
يمكن لنظم المعلومات الجغرافي دراسة الواقع بشكل سليم مما يساعد في التخطيط للمستقبل وبالتالي ادارة الكوارث والعمل على تجنبها
عاشراً : القدرة على التحليل المكاني والإحصائي
قوة وأهمية نظم المعلومات الجغرافي تكمن في قدرته على التحليل المكاني والإحصائي والتحليل هو القلب النابض قوة وأهمية نظم المعلومات الجغرافية تكمن في مقدرتها على التحليل المكاني والإحصائي, والتحليل هو القلب النابض الذي بدونه لاحياة ولافائدة من المعلومات المجمعة والمنقحة. وهناك عدة مجالات يمكن تسخير نظم المعلومات الجغرافية لخدمتها وعلى سبيل المثال التحليلات التي تعتمد على عامل الزمان والمكان(تغير استعمال الأراضي), وتحديد مواقع جديدة(مصنع, مزرعة, ومدرسة), وأنسب الطرق بين نقطتين (نقل البضائع, وتوزيع الخطابات والحاويات,وما شابه ذلك), وتخطيط المدن,والشرطة والدفاع والدراسات الإستراتيجية.
ولاستخدام نظم المعلومات الجغرافية لابد من وجود خطة مدروسة, وأهداف محددة, ومنهجية بحثية. ومعظم منهجيات نظم المعلومات الجغرافية تنبع من النظريات المتوافرة في الكتب والمراجع بجميع فروعها (طبيعية, بشرية, اجتماعية, اقتصادية, هندسية, صحية, مناخية, بيئية)حسب نوعية التطبيق.
من أهم الفوائد عموماً حفظ المعلومات آلياً وتنسيقها وترتيبها وتبويبها بحيث يسهل الحصول على المعلومات المطلوبة بطريقة آلية سريعة وسهلة.
لا يستطيع نظام المعلومات الجغرافية تحليل المعلومات في خريطة، إذا لم تكن هذه البيانات في هيئة رقمية يستطيع الحاسوب قراءتها، وهي البيانات المتجهة. لذلك تستخدم عدة طرق لتحويل الخرائط الورقية إلى خرائط رقمية. يُستخدم الترقيم (digitizing) لإنشاء نموذج حاسوبي للخريطة الورقية مؤلف من بيانات متجهة، وتنجز عملية الترقيم هذه بتتبّع معالم الخريطة بواسطة الفأرة أو القلم فوق سطح خاص لجمع إحداثياتها. كما يُستخدم المسح (scanning) أيضاً للحصول على بيانات متسامتة من الخريطة الورقية. يمكن استخدامها مباشرة، عندما يكون نظام المعلومات الجغرافية قادراً على تحليل البيانات المتسامتة، أو استخدامها كخلفية للمشروع إذا كان يعتمدعلى بيانات متجهة. يمكن أيضاً تحويل البيانات المتسامتة إلى بيانات متجهة باستخدامبرامج خاصة للتحويل بين هيئتي البيانات هذه، وتسمى هذه البرامج باسم R2V اختصاراً لعبارة Raster to Vector.
ثانياً: استخراج المعلومات آليا:
حفظ المعلومات رقمياً, أي باستخدام الحاسب الآلي خاصة إذااستخدمت التقنية الحديثة الذي يؤدي إلى تقليص المساحة وربما التكلفة والسرعة والدقة باسترجاع المعلومات.
ثالثاً: سرعة معالجة المعلومات
عند الحاجة إلى المعلومة أو الخارطة فإن الحصول على ذلك لا يستغرق سوى ثوانٍ ليقوم النظام بالبحثوعرض المعلومة أو الخارطة المطلوبة على الشاشة, وكذلك إمكانية إتاحة النظام المعلومات بأشكال متعددة سواء في حالة ورقية أو فيلمية أو تصويرية أو حتى رقميةلاستخدامها في نفس النظام في المستقبل أو في نظام آخر إذا توفرت إمكانية التحويل فيه. وتعتمد سرعة معالجة المعلومات على كفاءة الأجهزة والبرامج العالية
رابعاً: إنجاز عمليات قياس ومطابقة الأطوال والمساحات:
من فوائد نظم المعلومات الجغرافية الحصول على الأطوال والمساحات للخطوط والأشكال الموضّحة على الخارطة آلياً وذلك بتحديد أول وآخر نقطة للخط أو تحديد الشكل أو الدائرة للحصول على المساحة وطول المحيط. ومن فوائد هذه النظم أيضاً مطابقة أو إسقاط الخرائط على بعضها البعض للحصول على معلومات وخرائط جديدة مشتقة من الخرائط الأساسية.
وتكمن الفائدة الرئيسية في هيئة البيانات المتجهة في قدرتها على تمثيل المعالم الجغرافية تمثيلاً دقيقاً، وهذا يجعلها مفيدةً في مهامالتحليل المكاني التي تتطلب تحديد المواقع بدقة، كما في التطبيقات الهندسية والمساحية. كما أن هذا النوع من البيانات يسمح بتعريف العلاقات المكانية بينالمعالم، مثل علاقة الجوار بين عقارين وعلاقة اتصال شارع بآخر، أي إمكانية الانتقال من هذا الشارع إلى ذاك. ويعرف ذلك باسم الطوبولوجيا (topology)، وهي مهمة جداً فيتحليل الشبكة مثل إيجاد أفضل الطرق بين موقعين في شبكة طرق معقدة.
خامساً: ربط وتحليل المعلومات الجغرافية وغير الجغرافية
من أهم فوائد نظم المعلومات الجغرافية ربط المعلومات البيانية بالمعلومات الجغرافية للتخطيط واتخاذ القرارات مثل تقديرات التوزيع السكاني في المدينة حيث يتطلب معرفةعدد السكان لكل مجموعة من قطع الأراضي للدراسة والتحليل واتخاذ القرارات اللازمة للتطوير والتنمية.
سادساً: سرعة التحليل والفحص للنماذج
يمكن استخدام نظم المعلومات الجغرافية ليس فقط لدراسة وتحليل المعلومات المتوفرة فيقاعدة المعلومات الجغرافية بل أيضاً في دراسة وتحليل المعلومات الناتجة من نماذج تخطيطية وعمرانية وبيئية واستنساخ معلومات جغرافية وبيانية.
سابعاً: تحليل المعلومات في أوقات مختلفة
يرتبط التحليل الجغرافي بالوقت حيث تتطلب الدراسات التخطيطية والعمرانية والبيئية التعرّف على تغير هذه الخطط أو تأثيرها على فترات متعددة. وباستخدام نظم المعلومات الجغرافية يمكن التعرّف على المتغيرات التي حدثت مع مرور الوقت ويمكن توضيح ذلك للتعرّف على توسع المدن خلال الخمسين العام الماضية.. حيث يلاحظ سرعة واتجاه التوسع في هذه الفترة من الزمن.
ثامناً: عرض ورسم المعلومات
يمكن عرض ورسم العناصر الجغرافية والبيانية باستخدام نظم المعلومات الجغرافية بسرعة فائقة وباختيار أشكال وألوان مناسبة وتغييرها بسرعة حتى يتم الاختيار المناسب.
تاسعاً : التخطيط
يمكن لنظم المعلومات الجغرافي دراسة الواقع بشكل سليم مما يساعد في التخطيط للمستقبل وبالتالي ادارة الكوارث والعمل على تجنبها
عاشراً : القدرة على التحليل المكاني والإحصائي
قوة وأهمية نظم المعلومات الجغرافي تكمن في قدرته على التحليل المكاني والإحصائي والتحليل هو القلب النابض قوة وأهمية نظم المعلومات الجغرافية تكمن في مقدرتها على التحليل المكاني والإحصائي, والتحليل هو القلب النابض الذي بدونه لاحياة ولافائدة من المعلومات المجمعة والمنقحة. وهناك عدة مجالات يمكن تسخير نظم المعلومات الجغرافية لخدمتها وعلى سبيل المثال التحليلات التي تعتمد على عامل الزمان والمكان(تغير استعمال الأراضي), وتحديد مواقع جديدة(مصنع, مزرعة, ومدرسة), وأنسب الطرق بين نقطتين (نقل البضائع, وتوزيع الخطابات والحاويات,وما شابه ذلك), وتخطيط المدن,والشرطة والدفاع والدراسات الإستراتيجية.
ولاستخدام نظم المعلومات الجغرافية لابد من وجود خطة مدروسة, وأهداف محددة, ومنهجية بحثية. ومعظم منهجيات نظم المعلومات الجغرافية تنبع من النظريات المتوافرة في الكتب والمراجع بجميع فروعها (طبيعية, بشرية, اجتماعية, اقتصادية, هندسية, صحية, مناخية, بيئية)حسب نوعية التطبيق.
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
