نظام المعلومات الجغرافية geographic information system GIS هو أى نظام معلومات يستخدم لجمع وتخزين وتحليل وعرض البيانات الجغرافية المسندة مكانياً .
وهي
أنظمة لجمع وادخال ومعالجة وتحليل وعرض وإخراج المعلومات المكانية و
الوصفية لأهداف محددة، و تساعد على التخطيط واتخاذ القرار فيما يتعلق
بالزراعة و تخطيط المدن و التوسع في السكن، بالإضافة إلى قراءة البنية
التحتية لأي مدينة عن طريق إنشاء ما يسمى بالطبقات LAYERS ، يمكننا هذا
النظام من إدخال المعلومات الجغرافية (خرائط, صور جوية, مرئيات فضائية)
والوصفية (أسماء، جداول), معالجتها (تنقيحها من الخطأ), تخزينها,
استرجاعها, استفسارها, تحليلها تحليل مكاني وإحصائي, وعرضها على شاشة
الحاسوب أو على ورق في شكل خرائط, تقارير, ورسومات بيانية أو من خلال
الموقع الالكتروني.
تساعد نظم المعلومات الجغرافية في الإجابة عن
كثير من التساؤلات التي تخص التحديد (ما هو النمط الزراعي، ما أنواع
المحاصيل المناسب زراعتها في الوحدة الزراعية) ،القياسات (ما مساحة
واحداثيات الوحدة 25، ما هو قطر انبوب الري الذي يروي), والموقع (أين تقع
الوحدة الزراعية الفلانية), والشرط (ماهى أنابيب الري التي قطرها 300مم في
منطقة ما), والتغير (درجة ملوحة التربة من عام 1965 إلى العام 2006),
والتوزيع النمطي (ماهى العلاقة بين توزيع السكان ومناطق تواجد المياه)
والسيناريوهات المتعلقة بالهيدرولوجيا (ماذا يحصل إذا زاد تغير تدفق مياه
الري في الأنبوب).
نظم المعلومات الجغرافية ( GIS)
الملخص:
تعتبر التقنيات
الرقمية الحديثة من اهم التقنيات المستخدمة في المجالات المعلوماتية ، فقد
احدثت الثورة العلمية في مجال تطبيق التقنيات الرقمية قفزات واسعة في مجال
ادارة قواعد البيانات و الموقع الجغرافي الذي يعتبر الاساس و الحقيقة التي
تميز المعلومة التي تخص مجال معين عن سواه و لتحقيق اقصى درجات المرونة و
السهولة في التطبيق .
ان اكثر من 80% من المعلومات المتداولة في مجال
العمل اليومي هي معلومات ذات بعد مكاني و عليه يجب متابعة التطورات
المتلاحقة في مجال التقنيات الرقمية المعاصرة و ما صاحب هذه التطورات من
انتشار واسع للانترنيت و الذي احدث تغيرات جذرية في طرق جمع و تخزين و
ادارة و صيانة و نشر استخدام المعلومات الجغرافية .
ان الركائز
الاساسية للتقنيات الحديثة المستخدمة في مجال التخطيط المكاني و المدعمة
لتقنيات الانترنيت هي تمثل عن قاعدة بيانات متجانسة عن المعلومات عن
المعلومات الجغرافية و التي تتضمن البيانات الخطية( Vector ) خرائط قديمة و
البيانات المتسامته (Raster ) من صور فضائية و المعلومات الوصفية
(Attributes ) فضلا" عن البرامجيات المستخدمة من R2V الى image procure و
Erdas و لايمكن ان ننسى امر منظومة التوقيع العالمي (GPS) في تحديث
المعلومات ، وهنالك ايضا" قواعد بيانات تطبيقات الانترنيت .
ان هنالك
انواع مختلفة من المعلومات المستخدمة في التقنيات العصرية المعاصرة و هي
تمثل بالصور الفضائية المصححة و الخرائط و الحدود الادارية و تقسيمات
الاراضي و المعالم الطوبوغرافية و شبكة الطرق و الخطوط الكنتورية و نقاط
التـحكم المسـاحية Ground Control Point(GCP) فضلا" عن بيانات استعمالات
الارض و التطور العمراني و معلومات البنية التحتية و بيانات مواقع المؤسسات
التشغيلية الحكومية .
ان التخطيط المكاني الناجح ينبغي ان يركز على
التقنيات الحديثة و الاستفادة العظمى منها و التي تشكل اداة فعالة في اعطاء
الصورة الكاملة للموقع . و توفر هذه التقانة الحديثة الفرصة لاتخاذ القرار
السليم لتوزيع الخدمات بالشكل المناسب و مواكبة التطور في جميع نواحي
الحياه و بالتالي تعطي القرار الصحيح للمخطط في اتخاذه راي و تقليل الفجوة
الزمنية للقرار. و بذلك يتم تحقيق رفع مستوى الخدمات للسكان .
المقدمة:
ان
االمشكلة الاساسيه التي واجهت المخططين في التحليل المكاني هي عدم القدرة
على تحليل ومعالجة العناصر التي توجد ضمن الاطار الزماني والمكاني
المحدد.وتعتبر الخارطة الخطية اكثر الوسائط التقايدية شيوعا لتخزين وعرض
مثل هذه المعلومات المكانية حيث تسجل عناصر البيانات المكانية على هذه
الخرائط اما كنقاط اوخطوط او اشكال وعلى اساس نظام احداثيات محلي او جغرافي
وارتفاع عن منسوب سطح البحر (M.S.L.).ان اهم المشاكل التي تواجه استخدام
مثل هذا النوع من الخرائط يكمن في تحديد العلاقة المنطقية الموجودة من
العناصر الموجودة في الخارطة.كما ان تغيير اي عنصر من البيانات المكانية
لايظهر تأثيره على اي عنصر اخر مرتبط معه منطقيا وان اختلاف الزمن الذي
اخذت به البيانات المكانية يعتبر معوقا اخر .وعليه بدأ التفكير في وجود
تقنيات حديثة من خلال استخدام الامكانيات المتوفرة في الحاسبات المتطورة
ومنظومات تكنلوجيا المعلومات والبيانات المكانية(صور فضائية وصور جوية)
والبيانات الوصفية والبرامجيات واعداد كوادر متخصصة تخطيطية وجمعها لتكوين
منظومة المعلومات الجغرافيةGeographic Information System.وتعتبر تقنية نظم
المعلومات الجغرافية من اهم التقنيات الحديثة المستخدمة في المجالات
المعلوماتية والتي توفر تحليل كامل عن ادارة ةاستخدمات مواقع الارض
والخدمات العامة والبنى التحتية.....الخ سواء كانت هذه البيانات وصفية او
رقمية او بيانات رسوميه خرائطية.وفي الاونة الاخيرة بدأت هذه التقنية بأخذ
تسمية(الجيوماتكس) Geomantic الذي هو مصطلح علمي حديث يشيرالى تكامل
العلاقات مابين القياسات والتحليل والادارة لوصف الموقع وبيان خصائصه
باستخدام الحاسوب.
اولا: تقنية نظم المعلومات الجغرافية:
يعرف نظام المعلومات الجغرافي GIS
من وجهة نظر وظيفية بانه اداة فعالة في التخطيط والادارة على مختلف
المستويات وفي مختلف مجالات التخطيط ابتدأ من المستوى النظرى وحتى تنفيذ
المستوى العملي والادارة ويعرف من وجهة نظر اجرائية بانه افضل وسيلة لتحقيق
اي غاية ويساعد في تحديد المشكلة وايجاد الحلول من خلال رسم البيانات
المكانية وجمع وتخزين البيانات الوصفية وادارتها وتحليلها.
اما
من وجهة نظر بنيوية فهو يتكون من الاجهزة المادية والبرامجيات والبيانات
بنوعها المكاني والوصفي والكادر المتخصص ويمكن اضافة عنصر مهم اخر الاوهو
التخصيصات المالية والمبنى الجامع لهذه العناصر.
1.البيانات المكانية:
يمكن تقسيم البيانات المكانية الى:
أ.
البيانات الشبكية Raster Data: وهي البيانات الصوريه مثل صور الاقمار
الصناعية او صور الخرائط والمخططات وغالبا ماتكون تلك البيانات مجهزة على
شكل اشرظة مدمجة حيث تترتب تلك البيانات بنظام الحاسبة الالكترونية على شكل
خلايا وهذوه الخلايا تدعى بالبكسل فمثلا الطريق الذي يظهر بالصورة
الفضائية يمثل بعدد البكسلات المحددة وهذا العدد يعتمد على دقة تمييز
الصورة ومن الممكن ان نتحسس ذلك من خلال اجراء عمليات تكبير لعارض معين في
الصورة الى ان تصل نسبة التكبير الى نسبة عالية يلاحظ فيها التشوه بالطريق.
ويمكن الحصول على البيانات الشبكية من خلال تحويل الخرائط الورقية والصور
الورقية الى هيئة رقمية باستخدام المشاط الضوئي والتعامل معها بالحاسوب.
ب.
البيانات المتجهة Vector Data:هي البيانات التي تكون على هيئة اشكال
نقطةوخط ومساحة وغالبا مايحصل على هذا النوع من البيانات بصورة مباشرة
عندما يتم رسمها باجهزة الحاسوب واستخدام برامج معينة وبصورة عامة يمكن
الحصول على تلك البيانات بأستخدام الترقيم والذي يمثل عملية تتبع لعارض
معين موجود ضمن صورة ظاهرة على شاشة الحاسبة ورسمه وقد ترسم العوارض بواسطة
المرقم الالكتروني وقد تكون خرائط الطوبوغرافية وتقسيمات الارض والحدود
الادارية والخطوط الكنتورية وشبكة الطرق ونقاط التحكم المساحية وخرائط
استعمالات الارض والخرائط الورقية للبنى التحتية من اهم البيانات المتجهة
في تقنية المعلومات الجغرافيةوهناك ايضا تقنية جديدة لاظهار العوارض
النقطوية والخطية والمساحية الا وهي منظومة الاقمار الصناعية.
البيانات الشبكيةوالبيانات المتجهة
2. البيانات الوصفية Attributes Data :
وهي
تلك السمات او الاوصاف او الخصائص المرتبطة بأحدى المواقع المكانية والتي
عادة تخزن بجداول منفصلة tables وقد تكون تمثل بيانات أحصائية اسكانية او
سكانية او اية بيانات لاستعمالات الارض والبنى التحتية....الخ.
3.البرامجيات Software :
وهي
يتم صنعها لتنظيم عملية ادخال البيانات الى اجهزة الحاسوب مع تخزينها
وتحليلها واظهارها بشكل يؤمن الحاجة المطلوبة وتتكون برامجيات نظم
المعلومات الجغرافية من برامج البيانات المكانية( مثل برامج تحويل البيانات
المتجهة الى البيانات الشبكية وبرامج المعالجة الرقمية للصور الفضائية او
الجوية وبرامج الرسم الألي واعداد وادخال قواعد البيانات) وبرامج ادارة
قواعد البيانات الوصفية(الذاتية) والبيانات الخارجية المجدولة والمرتبطة
بالظواهر المرسومة وبرامج التحليل المكاني لانشاء المحرمات والممرات
والتوزيع الامثل لاستعمالات الارض واجراء القياسات االمكانية المختلفة
والتحليلات الاحصائية واجراء مبدأ المطابقة لاكثر من عارض لايجاد مشكلة ما
وتحليل شبكات الطرق.
4. الاجهزة المادية Hardware:
تتمثل هذه
الاجهزة بوسائل ادخال البيانات المكانية والوصفية من اجهزة ترقيم وتمشيط
كاميرات رقمية و لوحةالمفاتيح والفلاش والدسك والقرص,واجهزة الاخراج مثل
الراسم والطابعات.
5.المستخدمون Users :
ان العنصر البشري هو متمم
لاجزاء منظومة المعلومات الجغرافية وهو الذي يقوم بكل مراحل المنظومة .ان
منظومة المعلومات الجغرافية يجب ان تدار من قبل مدير المنظومة والمتخصص
برسم الخرئط والجيودسي ومعالج الصور والمساح والمهندس المدني والمبرمج
ومدخل ومخرج البيانات فضلا عن المخطط الذي يبدي رايه التخطيطي.
مبدا عمل منظومة المعلومات الجغرافية:
تعتمد
تقنية نظم المعلومات الجغرافية على اساس دمج عمليات تشغيل قواعد البيانات
من خلال اظهار نتائج الاستفسار والتحاليل الاحصائية على شكل خرائط وتقارير
رقمية مجدولة ويكون مبدأ عمل المنظومة على اساس عمل الطبقات التي توفر
ايجاد الحل التخطيطي بسهولة وبدقة.وتعطي المنظومة الدور الامثل في تحليل
البيانات من خلال برامجيات التحليل المكاني,ويعرف التحليل المكاني بأنه
مجموعة من التقنيات التي تعطي الحل الامثل والمطلوب من خلال التحليل التام
للبيانات المكانية والوصفية الداخلة.
مكونات منظومة المعلومات الجغرافية
قاعدة المعلومات الجغرافية الشاملة
خارطة البنى التحتية والفوقية والمنتجة بمنظومة المعلومات الجغرافية
لا تسمح القوانين بافتتاح صيدلية في الموقع A لأن الصيدلية C لا تبعد عنها بالمسافة المطلوبة، ولكن الموقع B مناسب لذلك. يقوم GIS باكتشاف ذلك القرار بمفرده عبر عدة خطوات(التحليل المكاني)
يستطيع GIS بناء نموذج التضاريس الرقمي من مجموعة من إحداثيات س و ع وص والاستفادة منه في مجال فروع الهندسة المدنية
تحليل شبكة الطرق باستخدام برامج التحليل المكاني من خلال قواعد البيانات المكانية والوصفي
ثانيا : تقنية منظومة المعلومات الجغرافية المحمولة
وهي
تقنية حديثة عبارة عن مجموعة متكاملة من التقنيات الرقمية الحديثة والتي
توفر دقة العمل وسهولة الوصول الى البيانات الموقعية وادخالها بالطرق
الحديثة وادراج البيانات الوصفية موقعيا مع امكانية اجراء التحليلات
التخطيطية المكانية.وتتالف هذه التقنية من:
1. الاجهزة المادية للحاسوب .
2. اجهزة استلام لمنظومة التوقيع العالمي .
3. وسيلة اتصال لاسلكية .
4. برامج خاصة تؤدي وظيفة البرامجيات في منظومة المعلومات الجغرافية ولكن باتصال دائم مع العارض المكاني .
منظومة المعلومات الجغرافية المحمولة
جهاز المنظومة المحمول Mobile GIS
الحاسوب الشخصي المحمول
الرسم الموقعي للعوارض المكانية
جهاز الاستلام لمنظومة التوقيع العالمي
اعداد قواعد البيانات المكاتية في جهاز الحاسوب المحمول
ثالثا: منظومة انترنيت المعلومات الحغرافية
وهي
تقنية خاصة بويب المعلومات الجغرافية تعتمد بشكل اساسي على اظهار الخرائط
والمخططات والجداول الرقمية مع اظهار عمليات التحليل والعلاقات بين
المتغيرات المكانية والتي تبين البيانات الجغرافية والمرتبطة بقواعد
بياناتها وتساهم بوابة الانترنيت في تغيير اساليب الوصول والتفاعل مع
بيانات الخرائط وبيانات نطم المعلومات الجغرافية التي يعتمد عليها مستخدمو
الدوائر والمؤسسات الحكومية اذ ان نسبة كبيرة من المعلومات يتم تبادلها بين
الدوائر وهذه البيانات هي بيانات جغرافية بطبيعتها لذلك فان توحيد نظام
الوصول الى هذه البيانات من خلال بوابة مركزية قد اثبتت نجاحا كبيرا من حيث
الوقت والتكاليف من خلال الحصول على البيانات من نافذة الانترنيت وتتكون
هذه التقنية من سيرفرات خاصة مثل سيرفر الخرائط و سيرفر الانترنيت ومستخدم
التقنية الذي يقوم بعملية التصفح بعد ان يتم انشاء موقع لمركز المعلومات
الجغرافية على شبكة الانترنيت والذي يحتوي على معلومات حول المركز وخدماته
وتفاصيل حول البيانات المكانية والوصفية التي يوفرها مثل الاستدلال الى
العناوين والخدمات العامة والاطلاع على الصور الفضائية او الجوية.
مراحل العمل في منظومة انترنيت المعلومات الجغرافية
ماهيةالمراحل لاعداد مخطط اساسي رقمي باستخدام التقنيات الحديثةولاغراض التحليل المكاني:
ان
التحصيرات الاساسية لاية خطة لتطوير اية منطقة تتطلب دراسة واقع حال
المنطقة من خلال جمع البيانات المختلفة وعلى شكل مسوحات متخصصة.ويتطلب وجود
التقنيات الحديثة مع اجراء هذه المسوحات وعليه فأن المراحل التي يتطلب
توفيرها هي :
1.اعداد خارطة اساسية باستخدام تقنتيات التصوير الفضائي
لسنة اعداد المخطط وباستخدام برامجيات تحويل البيانات المتجهة الى البيانات
الشبكية وبرامج المعالجة الرقمية وبرامج الرسم .
2.اعداد خارطة استعمالات الارض الرقمية والمحثة لسنة اعداد المخطط باستخدام تقنية منظومة المعلومات الجغرافية المحمولة.
3.اعداد قواعد بيانات وصفية واحصائية باستخدام برامج قواعد البيانات الوصفية.
4.اعداد بيانات سكانية محدثة باستخدام منظومة المعلومات الجغرافية المحمولة مع اجراء بعض الحسابات الاحصائية.
5. اجراء مسوحات اقتصادية واجتماعية باستخدام منظومة المعلومات الجغرافية المحمولة.
6.اعداد دراسات مستقبلية لنسب استعمالات الارض مع البيانات السكانية المستقبلية باستخدام برامج التحليل المكاني
الخاتمة:
بعد
هذا التفصيل الموجز للتقنيات الحديثة المستخدمة في مجالات التخطيط ومكانها
بين المعارف الهندسية والعلمية ومساهمتها في النهضة العمرانية يتضح من ذلك
ان ممارسة اجراء هذه التقنيات في مجالات التخطيط هو تميز وابداع عظيم لما
تمتلكه هذه التقنيات من دور في التطور العمراني والتقدم الحضاري للوطن
وتعتبر هذه التقنيات الان ركن من اركان النهضة العمرانية.ان هذه التقنيات
وبالرغم من كلفتها الغالية الا انها توفر الدقة والوقت والكلفة وتغطي جميع
مجالات الحياة اليومية التي يمارسها الانسان.
