G. I. S. Geographical Information System

1. G. I. S.Geographical Information System

2. GISچيست؟ • GIS سيستمي است كه باعث سرعت بخشيدن به پردازش داده ها و اطلاعات جغرافيايي شده و به كمك آن مي توان آناليز، تغيير، ضبط و مشاهدة اطلاعات را انجام داد. • GIS مجموعه اي از نرم افزارها و سخت افزارها، داده ها، متخصصين و مدلها جهت اخذ، ذخيره سازي، بازيابي، پردازش و نمايش داده هاي مرجع شده مكاني جهت تصميم گيري براي حل يك مشكل ميباشد. • استفاده از اين سيستم روز به روز در حال گسترش بوده و لازم است كه اين فناوري دركشور ما نيز در همة زمينه هاي مرتبط بخصوص منابع طبيعي و جنگل رشد مناسب داشته باشد.

3. What is GIS ? • روشي براي مشاهده، جابجايي ، تجزيه و تحليل و نمايش داده هاي مكاني و فضايي • A method to visualize, manipulate, analyze, and display spatial data • اتصال داده هاي پايه به نقشه ها • linking a database to the map

4. سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS) يك سيستم كامپيوتر مبنا مي باشد كه به عنوان يك مجموعه متشكل از سخت افزار، نرم افزار، اطلاعات جغرافيايي، نيروي انساني و مدلهاي پردازش داده، به منظور توليد، ذخيره سازي، نمايش، بازاريابي، پردازش، بهنگام رساني و... اطلاعات جغرافيايي مربوط به عوارض و پديده هاي مختلف، مورد استفاده قرارمي گيرد. • به عبارت ديگر، GIS يك سيستم حامي تصميم گيري است كه به صورت وسيع در زمينه بهينهسازي فعاليتها و فرآيندهاي مختلف، مورد استفاده قرار مي گيرد.

5. ويژگيهاي يك سيستم اطلاعات جغرافيايي: • GISبه سادگي يك سيستم كامپيوتري صرفاً براي توليد نقشه نيست گرچه قادر به توليد انواع نقشه ها در مقياس هاي مختلف و در سيستم هاي تصوير متفاوت و با رنگهاي متنوع مي باشد. • GIS يك ابزار تحليلي اطلاعات فضائي است. مهمترين ويژگي اين سيستم اينست كه امكان شناسائي روابط فضائي ميان عوارض مختلف روي نقشه را فراهم مي سازد. • GISصرفاً وسيله اي براي ذخيره و نگهداري نقشه نيست (ثبت اسناد نقشه اي)، بلكه ابزاري است كه براي اهداف خاصي، اطلاعات را نيز ذخيره مي سازد. • GISاطلاعات مكان دار فضائي را با اطلاعات جغرافيائي يك پديده خاص روي نقشه مرتبط مي سازد. اطلاعات به شكل عوارض جغرافيائي در كامپيوتر ذخيره مي شود.مثلاً شبكه راهها بايك سري خطوط روي نقشه مشخص مي گردد كه به تنهائي اطلاعات چنداني راجع به جاده ارائه نمي كند. براي دستيابي به اطلاعات مربوط به جاده ها مانند عرض جاده، نوع جاده، طول جاده، سال احداث و غيره بايستي به پايگاه اطلاعاتي مربوطه مراجعه نمود و سپس با تلفيقي از اين دو نوع اطلاعات، نقشه جديدي با اطلاعات بيشتر توليد نمود. • به عبارت ساده، يك GIS صرفاً نقشه با عكس ها را نگهداري نمي كند، بلكه يك پايگاه اطلاعاتي با توجه به كليه اصول و معيارهاي فني و علمي آن ايجاد مي نمايد. مفهوم پايگاه اطلاعاتي در يك GIS بسيار مهم است و آن را از يك سيستم ساده يا كامپيوتري نقشه كشي متفاوت مي سازد. در GIS سيستم مديريت اطلاعات نيز به صورت جزء پيوسته آن در آمده است.

6. توانايي هاي سيستم جغرافيايي چيست؟ هرسيستم جغرافيايي به سوالات پاية زير بايد جواب بدهد • پديدهAدر كجا قرار دارد؟ • پديدهAدر رابطه با مكانBدر كجا قرار دارد؟ • چند پديده از نوعA در فاصلهD ازمكانBقرار دارد؟ • بزرگي مكانAوBچقدر است؟ • پديدهA چه مشخصاتي دارد (اطلاعات توصيفي)؟ • چه پديده هايي با مشخصات توصيفي معين در نزديكي پديدهA قرار دارند؟

7. قابليت هايGIS • سيستم اطلاعات جغرافيايي ابزاري نيرومند و قدرتمند براي كار با داده هاي مكاني و توصيفي با حجم بسيار بالا مي باشد. • به دليل قابل اجراء بودن و استفاده از رايانه، عمليات هاي مورد هدف، داراي دقت، سرعت بالاتر و از هزينه كمتري برخوردار هستند. • امكان ورود داده ها از منابع مختلف، تصحيح، مديريت و به روز رساني داده ها از توانايي هاي اين سيستم مي باشد. • امكان نگهداري و بازيابي حجم عظيمي از داده ها با سرعت زياد و هزينه كم با استفاده از قابليت هاي كامپيوتري درGIS وجود دارد. • متخصصين و برنامه ريزان امكان دستيابي به اطلاعات در وسعت زياد و تلفيق آنها با يكديگر در حداقل زمان را دارا ميباشند. • امكان انجام آناليزهاي پيچيده با مجموعه داده هاي مكاني (spatial) و غير مكاني (non-spatial) بصورت توام، مهمترين قابليت سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي مي باشد كه آنرا از ديگر سيستم هاي گرافيكي كامپيوتري مجزا مي كند.

8. برخی کاربردهای GIS 1- تهیه نقشه های کاربری اراضی و ارزیابی مالیات 2- مدیریت شبکه های انتقال آب و فاضلاب 3- کاربرد در مدیریت انتظامی و پلیس 4- تحلیل برنامه های مقابله با بلایای طبیعی و مدیریت بحران 5- حمل و نقل و ترافیک 6- مکان یابی محل های مناسب احداث آنتن های تلفن همراه 7- مکان یابی مسیرهای خطوط انتقال نفت و گاز و خطوط انتقال نیرو 8- مدل سازی خطوط انتقال برق برای حداقل سازی افت نیرو در شبکه 9- کاربرد در حوزه های متنوع ارزیابی و مدیریت محیط زیست 10- کاربرد موثر در هواشناسی و کشاورزی 11- مکان یابی مراکز تجاری با حداکثر سود و ملاحظات قانونی و زیست محیطی 12- کاربرد در مهندسی منابع طبیعی 13- کاربرد در زمین شناسی و ژئومورفولوژی 14- کاربرد در مدیریت و برنامه ریزی کلان شهری 15- کاربرد در مهندسی و طراحی و علوم محیط زیست 16- کاربردهای نظامی و صنعتی

9. معايب: بالا بودن سرمايه گذاري اوليه هزينه بالاي نگهداري سيستم مشكلاتي در حفاظت داده ها محاسن: فشرده بودن اطلاعات به لحاظ حجم هزينه پايين در واحد كار يا سطح قابليت تكرار امكانات خوبي براي تغيير و دستكاري داده ها امكان تركيب اطلاعات توصيفي و مكاني امكان تجزيه و تحليل فرضيه ها و مدل هاي مختلف امكان ارائه اطلاعات توصيفي امكان انجام پردازش هاي دقيق و پيچيده مورد نياز طرح هاي چند منظوره محاسن و معايب GIS

10. در فرايند برنامه‌ريزيGIS اجرا جمع آوري داده‌ها دنياي واقعي منبع داده‌ها كاربران ورودي داده‌ها آناليز مديريت داده‌ها اطلاعات براي تصميم‌گيري پردازش داده‌ها

11. Streets كاربر Air Photos نرم افزار بناها Procedures سخت افزار GISمؤلفه هاي GIS

12. وظايف اصلي يك سيستم اطلاعات جغرافيايي يك سيستم اطلاعات جغرافيايي ( GIS)، اصولاً پنج فعاليت اصلی زير را شامل مي‌شود‌: • ·     ورود اطلاعات • ·     دستكاری و ويرايش اطلاعات • ·     مديريت اطلاعات • ·     پرسش و پاسخ و تجربه و تحليل اطلاعات • ·     نمايش اطلاعات

13. زير سيستم هاي GIS خروجي اطلاعات ورودي داده ها پردازش اطلاعات بانك اطلاعات جغرافيايي

14. سيستمهاي اسكنر سنجنده ها سيستم عددي كننده نقشه مشاهدات زميني نوشته ها و اسامي ورودي داده ها ذخيره كامپيوتري نقشه هاي موجود ايستگاه فعال كاري سيستم فرعي ورودي

15. تفسيروتبديل اطلاعات (تغييرشكل و تبديل فيزيكي) آناليزاطلاعات و تبديل فيزيكي نگهداري و برپايي سيستم توپولوژي انطباق اطلاعات غيرفضايي در فضا سيستم فرعي پردازش

16. سيستم خروجي اطلاعات (نمايش وارائه گزارش) ضبظ مغناطيسي (نوار وديسكت) صفحه نمايش كامپيوتر رسّــام چاپگر نقشه ها جدول نمودارها سيستم فرعي خروجي

17. منابع توليد كننده اطلاعات مورد نياز يك سيستم GIS : • تصاوير ماهواره اي و تكنيكهاي سنجش از دور • عكسهاي هوايي و تكنيكهاي فتوگرامتري • نقشه برداري كلاسيك • سيستم تعيين موقعيت جهاني (GPS) • اسناد، مدارك ونقشه هاي موجود

18. ورود يا ثبت داده ها • رقومي كردن دستي (ديجيتايز) • جاروب (اسكن) كردن • ثبت توسط صفحه كليد • وارد كردن فايل هاي رقومي موجود • از طريق GPS

19. GIS Components - Hardware Input – scanner, digitizer, GPS CPU, hard drive LAN Printer, plotter

20. دستكاري اطلاعات • استفاده از انواع داده و اطلاعات مورد نياز يك پروژه خاص GIS ، نيازمند تبديل و دستكاري آن اطلاعات به منظور قابل استفاده نمودن آنهادر سيستم مي باشد. • به عنوان مثال، اطلاعات جغرافيايي در استانداردهاي مختلف وجود دارند و به منظور استفاده از آنها درGIS مي بايست اطلاعات فوق قبل از يكپارچه سازي در محيط نرم افزار GIS، به يك استاندارد واحد، تبديل شوند.

21. مديريت اطلاعات • براي پروژه هاي كوچك GIS، امكان ذخيره سازي و مديريت اطلاعات جغرافيايي در قالب فايلها و اطلاعات ساده وجود دارد. وليكن هنگاميكه حجم اطلاعات زياد باشد و همچنين تعداد كاربران سيستم از يك تعداد محدود فراتر مي‌رود، بهترين روش براي مديريت اطلاعات، استفاده از سيستم مديريت پايگاه داده (Database ManagementSystem) مي باشد. • DBMS به منظور ذخيره سازي، سازماندهي و مديريت اطلاعات جغرافيايي در GIS مورد استفاده  قرار مي گيرد. • مدلهاي پايگاه داده مختلفي از قبيل؛ سسله مراتبي، شبكه اي، رابطه اي، شئ‌گرا و ...، وجود دارد كه از اين ميان، مدلهاي داده رابطه اي (Relational) و شئ گرا (ObjectOriented) به صورت وسیع در نرم افزارهای GIS مورد استفاده قرار می گیرند.

22. انواع داده • داده هاي جدولي: آماربرداري ها، مشاهدات صحرايي، اطلاعات تاريخي، داده هاي هواشناسي، و غيره • داده هاي گرافيكي: نقشه هاي آنالوگ مانند نقشه هاي توپوگرافي و نقشه هاي مرز سياسي، نقشه هاي موضوعي • داده هاي تصويري: داده هاي سنجش از دوري شامل اطلاعات ماهواره ها، عكس هاي هوايي و داده هاي راداري

23. داده هايي كه در يك محيط GIS وارد شوند: • داده هاي مكاني (spatial data): داده هاي مكاني موقعيت جغرافيايي عوارض را نشان ميدهند. به سه دسته نقطه اي (POINT)، خط (LINE يا SEGMENT) و سطح (POLYGON) تقسيم يندي ميشنوند. • داده هاي غير مكاني(non spatial data) يا توصيفي (attribte): كه مشخصات توصيفي داده هاي مكاني را بيان مينمايند.

24. انواع داده‌هاي توصيفي • توصيفيفضايي(طول،شكل، مساحت) • زماني(سن و زمان جمع‌آوري داده‌ها) • موضوعي (ويژگي عوارض )

25. انواع داده ها در GIS : • داده های مکانی • داده های توصيفي

26. ساختار و نمايش داده های مکانی در GIS : • جهت نمايش داده هاي مكاني درGISاز دو ساختاربرداريو رستري • يا شطرنجي استفاده ميشود . • در ساختار برداري هر پديده اي كه در جهان طبيعي وجود داردبا مقياسي • كوچكتر و به وسيله نقطه ، خط و پليگون نمايش داده ميشود. • در ساختار رستري ، شكل پديده ها و عوارض بصورت صفحات شطرنجي • در آمده و موقعيت عوارض بوسيله موقعيت سطر و ستوني كه در آن • قرار ميگيرد، مشخص مي گردد

27. ساختار و نمايش داده ها در GIS : • رستري • برداري • جهان واقعي

28. y 1 1 20 50 1 2 24 45 1 3 52 55 2 1 0 45 46 40 ... x 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 2 2 2 0 1 ... مدل كردن جهان واقعي در دو فرمت برداري و رستري برداري رستري

29. نمونه هايي ازلايه هاي موضوعي جنگل • نقطه اي: روستاها، محل چشمه ها، گاوسراها، محل دپوي چوب، كمپ هاي سيار، ساختمان هاي نگهباني، ايستگاههاي هواشناسي، معادن، مناطق ارتفاعي • خطي: مرز پارسلها، مرز سري، مرز حوزه، خطوط انتقال برق، مخابرات، جاده هاي اصلي، جاده هاي جنگلي، مسيرهاي چوب كشي، گسل هاي زمين شناسي، رودخانه ها ، نهرها و مسيرهاي زهكشي، منحني ميزان هاي ارتفاعي • پليگوني: واحدهاي اصلي پوشش گياهي، تيپ هاي جنگلي، جوامع گياهي، محدوده هاي حفاظتي، سطوح قابل بهره برداري، واحدهاي زمين شناسي، خاكشناسي، مناطق لغزشي، سطوح جنگلكاري، سطوح بهره برداري شده، درياچه ها و آبگيرها…...

30. ورود اطلاعات به پايگاه دادهو بهره گیری از نرم افزار ArcGisجهت اتصال به پایگاه داده

31. توابع تحليلي GISتجزيه و تحليل عموماً سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي ، داراي ابزارهاي متنوع جهت تجزيه و تحليل اطلاعات مي باشند. به طور خلاصه اين ابزار شامل موارد زير مي گردد: • نگهداري و تجزيه و تحليل داده هاي فضايي • نگهداري و تجزيه و تحليل داده هاي توصيفي • آناليز داده هاي فضايي و توصيفي با يكديگر • فرمت هاي خروجي

32. آناليزهای فضايی • Overlay function creates new “layers” to solve spatial problems

33. تجزيه وتحليل همپوشاني اطلاعات (Overlay) • تركيب لايه هاي اطلاعاتي مختلف درGIS، تحت عنوان Overlay شناخته مي شود. در حالت بسيار ساده، اين مفهوم به امكان نمايش چندلايه اطلاعاتي بر روي همديگر اشاره مي كند وليكن در مفهوم  وسيعتر،‌ اين  مفهوم به تركيب چند لايه اطلاعاتي بر اساس معيارهاي تعريف شده توسط كاربر و توليد يك لايه اطلاعاتي جديد، اشاره دارد. • به عنوان نمونه مي توان اطلاعات مربوط به نوع خاك، ‌نوع پوشش گياهي، شيب زمين و ... را به منظور بررسي امكان وقوع سيل در يك منطقه، با يكديگر تركيب كرده و مناطق داراي پتانسيل در اين خصوص را تحت يك لايه اطلاعاتي جداگانه، مشخص نمود.

34. منطقه حائل (Buffering) در اين آناليز، با تعريف يك منطقه حائل در اطراف عوارض نقطه اي، خطي و سطحي، ‌به تجزيه و تحليل اطلاعات مي پردازيم. به عنوان نمونه، مي توان به كاربردهاي زير اشاره نمود: · يافتن مناطق شهري و يا تأسيساتي كه در فاصله 1 كيلومتري از يك رودخانه، قرار دارند. · يافتن تعداد مصرف كنندگاني كه در فاصله 500 متري از يك مخزن آب قرار دارند. ايجاد منطقه حائل چندگانه، در اطراف رودخانه‌ه

35. حريم بندی • Creation of an area of interest around an object • proximity analysis and environmental impact assessment. MapInfo

36. overlayهمپوشاني

37. مهمترین تحليل هاي GIS • تحلیلهای آماری • همپوشانی لایه ها • جستجو • تولید نقشه های حریم • آنالیزهای شبکه • مدل رقومی زمین • قابلیت دید • دید پرسپکتیو و ناوبری منطقه • پرواز مجازی و ایجاد انیمیشن • تهیه نقشه های متنوع • ...

38. خروجي داده ها نمايش و گزارش واسطه هاي مغناطيسي وسايل نمايش ديداري چاپگر پلاتر نقشه ها جداول اشكال

39. ترکيب روشهای مختلف نمايش

40. مراحل اجراي يك پروژه GIS • تعيين هدف • انتخاب سيستم • تعيين لايه ها و اطلاعات مورد نياز • ورود داده ها • تصحيح داده ها • انجام آناليزهاي مكاني و توصيفي مورد نياز • ارائه نتايج

41. پنج لاية داده ها Five Data Layers “Alike” Features Rivers رودخانه ها Capitals شهر هاي مركزي Roads جادهها States ايالات Lakes درياچه ها

42. تهیه نقشه