-۱ هدف ازGI S
دانشجویان از سرتا سردنیا از ITS برای شرکت دردوره های آموزشی بازدید میکنند آنها اغلب ۶ ماه برای این دوره وقت می گذارند اماٌدر بسیاری از آنها در این دوره به بیش از ۱۸ ماه به طول می

انجامد . برخی از آنها موقعیتی بعنوان دانشجوی PH.D را کسب می کنند که معمولاً بعد از به پایان رساندن موفق دوره آموزشی منظم M SC می باشد . اگر ما بخواهیم تعریف وتوصیفی از آنچه باعث همه علاقه ی همه ی این افراد انجام دهیم ، ممکن است بگوئیم که آنها مشغول مطالعات محیطشان هستند با این امید که محیطشان را بهتر شناسند. مقصود از محیط فضای جغرافیایی منطقه مورد مطالعشان وحوادثی که شامل آنجا می شود می با شد .

بعنوان مثال :
* طراحی ممکن است علاقمند به جستجو درباره ی رشد حاشیه شهرشان می باشد ورشد جمعیتی که تعدادی از شهرکهای حومه شاهد آن هستند را بسنجند . اوممکن است که علاقمند به فهم این مطلب باشد که چرا این شهرک شامل این موقعیت است اماٌ شهرکهای دیگررا شامل نمی شود .
*زیست شناسی ممکن است علاقمند به اثر فعالیت های slash- and- burn روی جمعیت گونه هایی از دوزیستان در جنگل های یک رشته کوه باشند تا درک بهتری از تهدیدهای دراز مدت روی این جمعیت داشته باشند .

* یک پژوهشگر وقایع طبیعی با بررسی الگوهای ریزش باران و ویژگی های زمین علاقمند به شناسایی مناطق با ریسک بالای سالانه ی بادهای موسمی سیل آسا است .
* یک مهندس زمین شناس با بررسی ویژگی های حالات صخره ها علاقمند به شناسایی بهترین معادن برای کشف آینده است وکدام ویژگی از قبیل عمق ، کیفیت کا نی های آن در میان دیگران بیشتر به چشم می آید .

*یک مهندس اطلاعات جغرافیایی که توسط مخابرات به کار گرفته می شود ، ممکن است خواهان تعیین مهمترین مسیرها برای ایستگاه های بخش شرکت می باشند .
ودیگر عوامل از قبیل قیمت زمین ها وحرکت موجی زمین وغیره بحساب می آورد .
* مدیریت جنگل ممکن است تمایل داشته باشد تا با وجود تعدادی ازمحدودیت های عملی وکاربردی مانند نیازمندی به نگهداری وحفاظت از این درختان فراوان ، مقدار استفاده از اطلاعات چوب ، ماسه ودرختان موجود را بهینه سازمی کنند .

* مهندسی آب شناسی ممکن است بخواهد تعدادی از ویژگی های کیفی آب مسیرهای متفاوت در یک دریاچه آب شیرین را مطالعه کند تا فهم و درکش از بسترهای نیزارهای Typha بالا ببرد و چرا این موضوع از آنچه در ۱۰ سال پیش اتفاق افتاده متفاوت شده است .

تمام متخصصان بالا با اطلاعات مربوط به فضا ، بخصوص اطلاعات موجود در محیط کارمی کنند. اطلاعات موجود مشخص میکند که اشیاء کجا هستند یا کجا بوده اند ویا خواهند بود .این متخصصان با سوالاتی در رابطه با فضای جغرافیایی سروکار دارند که ما ممکن است بطور خصوصی به عنوان اطلاعات محلی مربوط به سطح زمین توصیف ومشخص کنیم .

اطلاعات منطقه ای یک طبیعت غیر جغرافیایی مربوط ومورد توجه ما در این کتاب نیست . یک راننده اتومبیل باید بداند که کلید چراغ جلوی اتومبیل کجاست . یک جراح باید بداند که آپاندیس کجاست تا آنرا خارج کند .NASA باید یداند که سفینه ی خودش را کجا قرار دهد . تمام اینها مستلزم اطلاعات محیطی می باشد .

اماٌ استفاده از سطح زمین به عنوان منبعی برای این اهداف عقیده وفکر خوبی نمی باشند .GIS مخففسیستم اطلاعات جغرافیایی می باشد .G I S سیستمی کامپیوتری است که به نگهداری اطلاعات درباره فضای جغرافیایی کمک می کند . این یک هدف ابتدایی وسطحی است .ما تعریف جامع تری در بخش ۲-۱-۱ ارائه خواهیم داد . اما ابتدا اجازه دهید اطلاعات واضح تری درباره نقاط کشف ونوآوری توصیف وبیان کنیم .
۱-۱-۱ : برخی اطلاعات اساسی
دنیای اطراف ما همواره در حال تغییر است وتمام این تغییرات به جهت بهتر شدن نیست . برخی از تغییرات به نظر می رسد که دلایل طبیعی دارند ( فوران آتشفشان ، برخورد شهاب سنگ ) در حالی که همه آنها به وسیله انسان بوجود می آید ( به عنوان مثال تغییرات حاصل از استفاده از زمین ، یا استخراج وآبادسازی دریا به عنوان تفریح و سرگرمی مورد علاقه مردم هلند ) همچنین تعدادی از تغییرات جهان که دلیل آن نا مشخص است . برخی اثرات گلخانه ای وگرمای جهان ، حوادث El Ninoیا La Nino یا درمقیاس های کوچکتر رانش زمین و فرسایش خاک از انواع آن هستند . برای داشتن اطلاعات پیشین در موردE l Nino به شکل ۱-۱ نگاهی بیندازید . این شکل اطلاعاتی در رابطه با یک منطقه مطالعاتی ( اقیانوس استوایی آرام ) ارائه ومطرح می کند . ما مطالعه وبررسی El Nino را به عنوان یک مثال از کاربر G I S در این بخش مورد استفاده قرار خواهیم دا د.
بطو رمختصرمیتوانیم بگوئیم که تغییرات موجود در جغرافیای زمین می تواند دلایل طبیعی یا انسان ساخته یا ترکیبی از هر دو باشد .اگر ایم تغییرات ترکیبی از هردو باشد ، به طور کامل قابل درک وفهم نیست .

ما انسان ها ، افرادی کنجکاو هستیم ما می خواهیم بفهمیم که در دنیای ما چه چیز رخ خواهد داد وچرا ما به دنبال تغییر جغرافیایی حوادث هستیم .
دربسیاری از موارد ،ما می خواهیم فهم و درکمان را افزایش دهیم تا جایی که هیچ موضوع نا بهنگام وجود نداشته باشد و ما بتوانیم هنگامی که احساس کردیم که باید عملی انجام شود . بتوانیم آن را انجام دهیم .بعنوان مثال ، اگر ما علت El Nino را بهتر بشناسیم وبتوانیم آن را پیش بینی کنیم که در سال ۲۰۰۴ اتفاق خواهد افتاد،ما میتوانیم طرح عملی برای کاهش ضررهای قابل انتظار در صنعت ماهیگیری ، کم کردن خطرهای زمین لغزه ها که دلایل آن بارانهای سنگین است یا ایجاد منابع آبی در مناطقی که انتظار خشکسالی وبی بارانی وجود دارد ،طراحی کنیم .

مشکل اساسی که ما در بسیاری از کاربردهای G I S با آن روبرو هستیم فهم حادثه و پدیده است که (a بعد جغرافیایی دارد ومانند آن (b بعد زمانی آن می باشد. ما با مشکلات مکانی – زمانی مواجه هستیم . این به این معناست که موضوع مطالعه ما د رموقعیت های مختلف دارای ویژگی های متفاوت ( بعد جغرافیایی ) ودرلحظات مختلف هم دارای ویژگی مختلف ( بعد زمانی ) می باشد. پدیده ی El Nino مثال خوبی از این رویداد است چرا که (a دمای سطح دریا در بین موقعیت های مختلف متفاوت است (b دماهای سطح د ریا از روزی تا روز دیگر تغییر می کند .

۱-۱-۲ ← یک تعریف ابتدایی از G I S
نگاه نزدیکتری به مثال El Nino داشته باشیم . بسیاری از متخصصان به خصوص هواشناسان و اقیانوس شناسان مطالعه نزدیکی از این حادثه داشته اند . آنها برای بالا بردن فهم ودرکشان انواع دستاورد ها مانند نقشه های شکل ۱-۱ آماده وتدارک دیده اند . برای انجام چنین عملی ،آنها نیاز به بدست آوردن اطلاعاتی در باره حادثه بوده اند که به طور واضح شامل اندازه هایی درباره درجه حرارت آب دریا و سرعت باد در بسیاری از مکان هاست سپس آنها اطلاعات پردازش وبرای تجزیه آماده می کنند واجازه تفسیررا می دهند . تفسیر اگر پردازش اطلاعات از یک راه ساده به سمت تفسیر آن باشد مفید خواهد بود .

ما کار با اطلاعات جغرافیایی را به سه دسته تقسیم می کنیم :
* اطلاعات ورودی ، مرحله ابتدایی که درآن اطلاعات درباره مطالعه ی حادثه ورویداد جمع آوری وآماده وارد شدن به سیستم می باشد .
* تجزیه اطلاعات ، دومین مرحله می باشد که اطلاعات جمع آوری شده به دقت مرور می شود وبعنوان مثال ،اقدام برای کشف شکل کلی آن صورت می گیرد .

*ارائه اطلاعات ، آخرین مرحله است که نتایج تجزیه ها در مسیر آماده ومناسب ارائه می شود .
ما سه مرحله را عدد گذاری کردیم ودرنتیجه آن بسیاری از حوادث که در جای آن بودند را نشان دادیم اماٌ چنین نظمی نمای کلی از یک موقعیت ایده آل است وبسیاری از مواردی که ما می بینیم که اولین اقدام برای تجزیه ی اطلاعات بیان می کند که به اطلاعات بیشتر نیاز است . آن ممکن است این باشد که وجود اطلاعات منجر به مطرح شدن سوالاتی می شود که در این صورت ما به تجزیه بیشتری نیاز داریم . که برای تجزیه ها نیاز به اطلاعات بیشتر است . این نشان می دهدکه این سه مرحله ممکن است در ط.ل یک دفعه قبل از خوشحالی از کار دوباره تکرار شود . ما درپایین با موضوع پروژه ی El Nino بیشتر به این سه مرحله می پردازیم .

اطلاعات ورودی
در مورد موضوع El Nino اطلاعات بدست آمده از ما به این معناست که طرح درجه حرارت های آب دریا واندازه سرعت باد را جمع آوری کرده اند .این اطلاعات به وسیله ی شناورهای متصل به طناب که مجهز به تجهیزات اندازه گیری هستند در اقیانوس بدست آمده اند . هر شناور برخی از موارد را اندازه گیری می کند . مانند سرعت ومسیر باد ، درجه حرارت و میزان رطوبت هوا ، درجه حرارت آب دریا در سطح ودر اعماق مختلف تا ۵۰۰ متر می باشد . نقطه اصلی بحث و گفتگوی ماروی درجه حرارت سطح دریا (SST)وسرعت باد (W S )می باشد .

شکل ۲-۱ ←نمای کلی ازیک
نوع اطلسی شناور برای ضبط
ثبت درجه حرارت های آب دریا
El Nino است.

یک نمونه شناور د رشکل ۲-۱ : نشان داده شده است که جایگاه نسورهای مختلف روی شناور را نشان می
دهد .
شکل ۳-۱ : ترتیب موقعیت های شناورها
– ی درجه حرارت سطح دریا واندازه
گیرنده ی سرعت باددر اقیانوس آرام

برای ضبط اهداف اهداف ، تعداد ۷۰ شناور د رمکانهای راهبردی و حساس با زاویه ۱۰ درجه استوایی بین جزایر گالا پاکوس ونیو جوئینا مستقر شده است .در شکل ۳-۱ نقشه که موقعیت ها این شناور ها را نشان می دهد فراهم شده است . شناور ها محکم شده وحرکت نمی کنند . عیب های اتفاقی وپراکنده در نتیجه ارتفاع دریا ها وبدی آب و هوا یا گیر کردن وپیچ خوردن در

تورهای ماهیگیری بلند می با شد . همانطور که تصویر ۳-۱ نشان می دهد ، نوع شناور وجود دارد ، اماٌ ما در مورد تفاوتشان صحبت نمی کنیم تمام اطلاعاتی که یک شناوراز طریق دماسنج ها ودیگر سسنورهای که به آن مجهز شده است بدست می آورد ،نسبت به موقعیت جغرافیایی شناور ، روزانه به وسیله ی ماهواره های ارتباطی منتقل می شود . این اطلاعات در سیستم کامپیوتر ذخیره وحفظ می شوند . ما از این جایی که اطلاعات بدست آمده شکل دیجیتال قرار گرفته اس

ت به همین خاطر به شکلی درمی آید که توسط کامپیوتر قابل خواندن با شد .
در کتاب درسی درباره قواعد کلی مفاهیم دورافتاده از را ههای زیادی برای بدست آوردن اطلاعات جغرافیایی گفتگو شده است . در میان مدلهای موجود ما اطلاعات موجود را در نظر می گیریم ومی توانیم با آنها کار را شروع کنیم .
تجزیه اطلاعات :

در حالی که اطلاعات در سیستم کامپیوتر شروع وجمع آوری می شود می توانیم تجزیه آن را شروع کنیم . د راینجا اجازه بدهید نگاهی به فرایند هایی که احتمالاً در محصولات پایانی نقشه های شکل ۱-۱ وجود دارد بیاندازیم .مشاهده می کنیم که محصولاتنقشه ها متعلق به مرحله ای از حضور اطلاعات است که د رپائین در مورد آن بحث می کنیم

.
در اینجا ما نشان می دهیم که چطور اطلاعات جمع آوری شده در شناورها قبل از تهیه ی نقشه آماده می شوند . نگاهی نزدیک تر به شکل ۱-۱ این را نشان می دهد که اطلاعات موجود بر اساس میانگین ماهانه از SST وW S ( به مدت ۲ ماه ) است نه از یک اندازه گیری ویک اطلاعات خاص .علاوه بر این ، در شکل پائین مقایسه ای با شرایط وموقعیت یکسان فراهم می آورد که احتمالاً به این معناست که یک مقایسه با میانگین ماه دسامبر برای یک دوره چند ساله آماده شده است .

فرایند بعدی که در اطلاعات ابتدایی انجام می شود این است که آنها از ۷۰ نقطه اندازه گیری استنباط شده اند ،( هر کدام برای یک شناور ) تا تمام منطقه را تحت پوشش قرار دهد .برای موقعیت هایی در محیط مطالعاتی که هیچ اطلاعاتی د ردسترس نبود مقداری دستکاری ودخالت از شناورهای موجود می تواند جایگزین آن شود .

این نقش کلی G I S است . استنباط ارزش یک ویژگی از موقعیتی که ما اندازه گیری نکرده ایم .
به نظر می رسد که مراحلی که در ادامه آمده است ، برای دو شکل بالا می تواند جایگذین شود .ما تنها به محاسبه وتضمین SST توجه می کنیم .تجزیه WS بطور مشابه انجام می شود .
۱- هر شناور ، استفاده روزانه ی محاسبات SST در ماه ،میانگین SST برای آن ماه محاسبه می گردد. این یک محاسبه ساده است .

۲- برای هر شناور میانگین ماهانه SST با موقعیت جغرافیایی تؤام می گردد تا فهرست مرجعی جغرافیایی از میانگین ها همانطور که در جدول ۱-۱ نشان داده شده بدست آید .
۳- از این فهرست مرجعی جغرافیایی از طریق یک روش دستکاری فضایی ،SST های محاسبه می شوند این مرحله اغلب در هنگام نیاز به کارمی رود تا دسته مناسبی از موقعیت هایی که با SST های محاسبه وتخمین زده شده که نقشه های شکل ۱-۱ نشا ن می دهد بدست آورد .

۴- ما وانمود می کنیم که قبلاً در مراحل بالا اطلاعا تی درباره میانگین SST برای ماه دسامبر برای یک دوره چند ساله بدست آوردیم .این ممکن است بطور فضایی افزایش یابد تا یک موقعیت عادی با یک وضعیت خوب را بدست آورد .

اجازه بدهید ما ابتدا روشن کنیم که مقصود از لیست یا فهرست مرجعی جغرافیایی چیست . اطلاعات بطور مرجعی می باشند اگر با کمی موقعیت خاص سازماندهی شوند .این با ارتباط واستفاده از طول وعرض جغرافیایی انجام شود . یا با وسایلی که در فصل ۴ درباره آنها صحبت می کنیم در لیست ها میانگین درجه حرارت سطح دریا را با موقعیت ها مرتبط کردیم در نتیجه آنها را بصورت مرجع جغرافیایی درآوردیم .

در مرحله سوم ا زبالا ، ما به دستکاری یا دخالت فضایی ( سه بعدی ) اشاره کردیم برای فهم این مفهوم ابتدا مشاهده کردیم که این درجه حرارت سطح دریا ویژگی است که در هر کجای اقیانوش اتفاق می افتد و تنها در شناور ها نیست . شناورها تنها نمومه محدودی از ویژگی درجه حرارت سطح در یا را تهیه فراهم می آورند .دستکاری یا (دخالت سه بعدی ) یا فضایی تکنیکی است که به ما این امکان را می دهد که ارزش هر یک از ویژگی ها (SST) وهمچنین در مکانهایی که ما آن را را اندازه گیری
های اطراف شناورها انجام می دهند .
تئوری دستکاری یا دخالت فضایی گسترده است اما اینجا جای بحث درباره آن نیست .اگر چه که این یک مثال کلی است از دستکاری ودخالت اطلاعاتی که یک GIS می تواند روی اطلاعات مورد استفاده انجام دهد .
ارائه اطلاعات
بعد از دستکاری وکنترل های اطلاعاتی که در بالا مطرح شد ، اطلاعات آماری ما آماده برای تهیه نقشه های شکل ۱-۱ است . مرحله ی ارائه اطلاعات مربوط به کنار هم قرار دادن همه آنها به شکلی است که نتیجه تجزیه اطلاعات در بهترین را به هم مربوط می کند . هنگامی که ما می خواهیم بهترین ارائه را داشته باشیم مسائل زیادی به وجود می آید . ما باید در نظر بگیریم چه پیامی را میخواهیم به آن طرف ارسال کنیم ،مخاطب کیست ؟ ابزارهای ارائه چیست ؟ چه قوانین زیبا شناسی وهنری بکار می رود ، وچه تکنیکهایی برای ارائه وجود دارد .این ممکن است کمی انتزاعی به نظر برسد .اجازه بدهید آن را با پدیده El Nino روشن تر کنیم .

با استفاده از شکل ۱-۱ ،اطلاعات زیررا تهیه کردیم ،
* پیغامی که می خواهیم به آن سمت بفرستیم این است که پدیده ها واتفاقات El Nino وLa Nino چه هستند .

* مخاطبان ابن ارائه اطلاعات بدون شک وقطعاً کسانی اند که این کتاب را می خوانند یعنی دانشجویان I T C که می خواهند درک بهتری از GIS بدست بیاورند .
*ابزار ووسیله این کار متاب است ، بنابراین در سایز A4 در صورت امکان در اینترنت ارائه می شود .تایپ کتاب محدودیتها وموانعی مانند حداکثر سایز نوع نوشته واندازه نوشته را بوجود می آورد .
* قوانین هنری وزیبا شناسی موارد زیادی را می طلبد و مد نظر دارد . نقشه ها باید به صورتی چاپ شوند که شمال در سمت بالا وغرب در سمت چپ ومرجع جغرافیایی واضح با استفاده مستقیم از نشانه ها ومانند آن است .

مادر واقع کمی از قوانین زیبا شنا سی سر پیچی کردیم برا ی مثال ، با بکار بردن یک معیار متفاوت ، یعنی در عرض جغرافیایی آن را با طول جغرافیایی مقایسه کردیم .
* تکنیکهایی که ما استفاده کردیم شامل ، رنگ طرح ، استفاده
تعریف GIS
GIS چیست ؟ به طور خلاصه ما میتوانیم یک سیستم اطلاعاتی جغرافیایی را بعنوان سیستمی کامپیوتری تعریف کنیم که مراحل ورود اطلاعات ، تجزیه اطلاعات وارائه اطلاعات را بخصوص در مواردی که مربوط به اطلاعا ت مرجعی است مربوط می کنید این بدین معناست که یک استفاده کننده GIS انتظار خواهد داشت که از طریق سیستم برای ورود اطلاعات ، تجزیه آن د رراههای

متفاوت وارائه نقشه ها ودیگر چیزها از اطلاعات حمایت کند . بسیاری از انواع کار آمدی با ید به این صورت باشد که : حمایت برای انواع متفاوتی از سیستمهای هم پایه وانتقال اطلاعات بین آنها راههای بسیار متفاوتی از کامپیوتری کردن با استفاده از اطلاعات مرجع شده ویقیناً مقدار فراوانی از آزادی انتخاب وارائه پارامترهایی مانند رنگ طرح ، گروه نشانه ها ووسایل وغیره می باشد.

ما بعداً تفاوت بین یک GIS ویک GIS کاربردی را بیان می کنیم . اکنون ارائه مثالی برای این مورد کافی است .ما یکی از کاربردهای GISرا بیان کردیم تعیین درجه حرارت آب دریا در پدیده El Nino در دوماه دسامبر متوالی دسته نرمافزار مشابهی که ما برای این تجزیه استفاده می کنیم درآینده می تواند برای قطعات جنگی در شمال تایلند مورد استفاده قرارگیرد. این می تواند به معنای کاربرد دیگری از GISباشد اماٌ با GIS مشابه از این رو GIS کاربردی قائل نیستند .
۳-۱-۱ ← اطلاعات فضایی ( سه بعدی ) واطلاعات جغرافیایی
تفاوت ظریف دیگری بین دو واژه اطلاعات ( data ) واطلاعات ( information) می باشد .بیشتر موارد ما این دو واژه را بجای یکدیگر بکار می بریم .
بدون اینکه از مبهم بودن آن با خبرباشیم .گاهی اوقات نیاز است که درباره مجزا بودن آنها دقیق تر باشیم .
منظور از data ، مطالبی است که توسط کامپیوتر ارائه می شود .به طور خاص تر ، منظوراز اطلاعات فضایی ( سه بعدی ) این است که اطلاعات ارزش موضوعی دارند .گاهی ممکن است کسی در ادبیات واژه دقیقتری مثل اطلاعات فضایی جغرافیایی یافت کند که این به معنای این است که اطلاعات فضایی ( سه بعدی ) مرجع جغرافیایی شده است .( به معنای دقیق کلمه ، اطلاعات

فضایی که مرجع جغرافیایی نیستند می توانند اطلاعات جایگاهی یا موضوعی بدون ارتباط با سطح زمین داشته باشند ) مثال های آن مولکولهای شیمیایی هستند که موقعیت اتمها در مولکولها در ارتباط با یکدیگر تعریف می شود وصنعت مهندسی طراحی ، در جایی که قسمت های یک موتور ماشین در ارتباط با هم تعریف می شوند . در این کتاب ،ما از اطلاعات فضایی مترادف وهم معنا با اطلاعات مرجع جغرافیایی استفاده خواهیم کرد .

مقصود از Information اطلاعاتی که توسط انسان بدست آمده باشد ،است .انسانها با استفاده ا زاطلاعات کارمی کنند وعملی را انجام می دهند .

درک انسان به علاوه ی عملیات ذهنی منجربه اطلاعا ت .فهم ودانش می شود ، نمیتوانیم از کامپیوتر انتظار فهم و درک دانش را داشته باشیم .اطلاعات جغرافیایی نوع خاصی از طلاعات است که شامل دخالت ودستکاری اطلاعات فضایی می شود .
۴-۱-۱ کاربردهای GIS

استفاده متفاوتی از GISاستفاده های وجود دارد که از لیست متخصصان در صفحه ۱۹ در رابطه با اطلاعات جغرافیایی این کاربرد واضح است .دراین کتاب ما مثالهایی از انواع متفاوت از کاربرد GIS تهیه وفراهم کردیم به امید آن که در انتها تعداد روشنی از موضوعا ت علمی که در آن ITC فعال باشد .
تفاوت عمده بین کاربردهای GIS این است که آیا اتفاع جغرافیایی یک اتفاق انسان ساز است یا طبیعی را مطالعه می کند . مسلماً ایجاد سیستم اطلاعات مربوط به ثبت مزروعی زمین با استفاده GIS برای اهداف طراحی شهری از موارد انسان ساز است . قطعه زمین ها ، خیابانها ، پیاده رو ودر مقیاس بزرگتر ، زیر گذر ها ومسیری حمل ونقل همگی انسان ساز است .این موارد اغلب یا بعضی اوقا ت روشن وواضح هستند .برای مثال ما می دانیم که یک زمین که تمام شد زمین دیگری آغاز می گردد.

از دیگر ، گونه ای از زمین شناسان ، وخاک شناسان همانطور که موضوعات را مورد مطالعه قرار می دهند ، اغلب پدیده های طبیعی دارند آنها ممکن است که شکل گیری صخره ها ، فن سا ختمان صفحه ، پخش رویش طبیعی یا واحدهای خاک مورد نظر قرار دارند .اغلب این ماهیت ها ، مرزهای بریده شده مشخصی ندارند ودوره های تحول آنها نیز ، مثلاً تبدیل رویش یک منطقه به نوعی دیگر مشخص نیست .
البته پیدا کردن GIS که بتواند هر دو آن را بررسی کند ،نا رایج نیست ، مثلاً پیچیدگی ماهیت ها ی طبیعی وساخت بشر . مثالها در مناطقی که ما اثر فعالیت بشر روی محیط زیست را کنیم فراوان است ساخت راه ریلی یکی از آنها ست : این امر که توسط دولت صورت می پذیرد ودر آنجا رها می شود ، ارزیابی اثرات زیست محیطی نشان می دهد که معمولاًتهدیدهای زیادی روی منطقه اثز می گذارد ، مثل عبور نکردن فصلی سیل و باقی ماندن د رسرازیری های شدید مناطق تپه ای .

دومین فرق در اجرای GIS از اهداف استفاده سیستم جلوگیری می کند . نخستین استفاده از GIS یک پروژه تحقیقاتی بوده است . چنین پروژه هایی معمولاً دارای یک دوره تعریف شده پیشین ، هستند مثلاًعمبی بودن مطالعات مثل تناسب محل ومطالعات شبیه سازی در مدل کردن فرسایش خاک .ما همه اینها را پروژه بر اساس کاربرد GIS می نامیم . در مقابل ،

اینها آنهایی هستند که ما ، کاربرد GIS موسسه ای می نا میم .آنها می توانند به راههای متنوعی مشخص شوند . مدت زندگی ( دوره ) این کاربردها نا محدود است یا حداقل تعریف کنشده است هدف آنها معمولاً فراهم کردن داده های پایه برای دیگران است نه آنکه آدرس ی تحقیق را بدهند . مثال های خو ب برای این شاخه عبارتند از سیستم هشدار سریع برای کمیاب شدن غذا یا آب ،یا

سیستم هایی که الگوهای آب وهوایی را نگه می دارند . بعلاوه El Nino شایسته ترین مثال است چون SST واندازه گیری واندازه گیری W S ادامه دارند .طبقه دیگری از مثالها د رنمایندگی های دولتی مثل نقشه برداری توپوگرافی ملیٌ ، سازمانهای cadastral ودفتر سرشماری یافت شده است .

آنها این موضوع را به عنوان تغییرات جغرافیایی دیده اند ووظیفه اصلی آنها این است که به روز باشند داده ها ( بیشتر تاریخی ) را برای دیگران آماده کنند ، طوریکه به شکل چاپ شده مثل نقشه یا داده های دیجیتالی باشند .
۱٫۲ جهان واقعی ونمایش آن

هنگامیکه ما اطلاعات وداده هارا بررسی می کنیم ، تلاش براین است که بعضی بخشهای دنیای واقعی را آن طور که است ،آن طور که بوده واحتمالاًآن طورکه خواهد بود را نمایش دهیم . یک سیستم کامپیوتری می تواند به ما کمک کند تا چنین نمایش هایی را ذخیره کنیم ما خودمان را به نمایش تنها بخشی از جهان واقعی محدود کرده ایم چون امکان نمایش آن به طور کامل وجود ندارد. این سوال که کدام بخش بایستی نمایش داده شود با توجه به رابطه هدف سیستم

کامپیوتری با آنچه ما می خواهیم ،پاسخ داده شود سیستم El Nino که زودتر در این فصل راجع به آن بحث شد هدف خودش یعنی مدیریت SST وWS د رمحلهای مختلف خط استوایی اقیانوس آرام وتولید نماهای گرفته شده از بالا از آنها را به صورت ماهانه دارند .اگراین هدف کامل آن باشد ، سیستم نباید داده هایی راجع به کشتی هایی که لنگر انداخته اند وتاریخ تولید گویه ها وغیره را ذخیره کند . همه این داده ها ربطی به هدف سیستم ندارد. حقیقتی که ما از نمایش تنها بخشی ا زجهان واقعی د رخواهیم یافت این است که درمورد توقعات خود از سیستم متواضع باشیم : چون داده هایی که بایستی بتوانند درآینده برای ما تولید شوند ابتدا باید دردسترس باشند .در کل اگر

یک نمایش کامپیوتری بعضی از بخش های دنیای واقعی به گونه خوبی انجام شود به ما این اجازه را می دهد که داده ها را وارد کنیم وذخیره کنیم وبعد ا زتحلیل آنها را دراختیار دیگر سیستم ها یا در اختیار بشر قراردهیم . اکنون ما بر نمایش دنیای واقعی نگاه می کنیم .
۱٫۲٫۱٫مدل کردن
مدل کردن کلمه ایست که در بسیاری از راههای مختلف وبسیاری ا زمعانی مختلف استفاده می شود نمایشی از چند بخش دنیای واقعی می تواند مدلی از آن بخش درنظر گرفته شود .ما آن را مثل می نامیم چون نمایش خصوصیات معینی دارند که با دنیای واقعی مشترک است .این امر به ما اجازه می دهد که نمایش را مورد مطالعه قرار دهیم مثلاًمدل به جای جهان واقعی .مزیت این روش این است که ما می توانیم با این مدل بازی کنیم و جوانب مختلف آن را برای پاسخ دادن به

سوالات مختلف بسنجیم ما می توانیم داده هارا در مدل تغییر دهیم وتأ ثیرات تغییررامشاهده کنیم .
مدل ها همانند نمایش با انواع مختلفی می آیند .د رمحیط GIS آشنا ترین مدل نقشه است .نقشه یک نمایش مینیاتوری ا زبعضی بخش های دنیای واقعی است .نقشه ها ی کاغذی ، شناخته شده ترین هستند اماٌ نقشه های دیجیتالی نیز به وجود آمده اند ،همانطور که می توانیم در فصل ۶ ببینیم . راجع به نقشه ها به طور دقیق تر در زیر صحبت خواهد شد .

طبقه مهم دیگر ا زمدل ها پایه های داده ای می باشد . یک پایه داده ای مقدا رقابل توجهی از داده ها را ذخیره می کند وکارهای متنوعی را فراهم می کند تا روی داده های ذخیره شده انجام دهد .به روشنی ،ما علاقه مخصوصی به پایه های داده ای داریم که داده های فاصله ای را ذخیره می کند .
عبارت(( مدل کردن داده ها )) نام رایجی برا ی طراحی ساخت یک پایه داده ای می باشد . پروسه در بر گیرنده تعیین انواع داده هایی است که پایه داده ای آنها را ،به خوبی روابط بین آنها را ،ذخیره می کند . در مدل کردن داده مهمترین وسیله ، مدل داده ای است وما این بحث را در بخش ۱٫۲٫۳ دنبال خواهیم کرد . مدل کردن داده های فاصله ای یک نوع خاص ا زمدل کردن داده ها می باشد که ما راجع به این موضوع نیز د ربخش مذ کور صحبت خواهیم نمود .

نقشه ها وپایه های داده ای می توانند عنوان مدلهای ایستا د رنظر گرفته شود .درهر لحظه ا ززمان آنها یکی ا زامور ایالت را نمایش می دهند .معمولاً ، توسعه ها یا تغییرات جهان واقعی به آسانی د ر
این مدلها شناخته نمی شوند . مدلهای دینامیکی ذاتاً پیچیده تر از مدلهای ایستایی هستند .ومعمولاًنیازمند محاسبات بیشتری جهت نمایش مستقیم پروسه ها هستند . مدلهای ظاهری ، طبقه مهمیٌ ا زمدلهای دینامیکی هستند که اجازه شبیه سازی پروسه های جهان واقعی را می دهد .

مشاهده می کنید که سیستم El Nino را می توان نیک مدل ایستایی در نظر گرفت که می تواند داده های امور ایا لتی همچون متوسط حرارت دسامبر سا ل۱۹۹۷ را ذخیره کند . اما به طور همزمان، می تواند به عنوان یک مدل دینامیکی د رنظر گرفته شود ، چون همانطور که شکل ۶٫۶ نشان می دهد این مدل به ما اجازه می دهد تا امورمختلف ایالت را با هم مقایسه کنیم . شاید این ساده ترین مدل دینامیکی باشد : یک سری از ((عکسهای فوری ثابت)) که اجازه می دهد اطلاعاتی راجع به رفتار سیستم را نتیجه بگیریم .

۱٫۲٫۲ نقشه ها
شناخته شده ترین مدلهای جهان واقعی ،نقشه ها هستند برا ی نمایش دادن جهان واقعی استفاده می شود مفهوم و طرح آنها به یک علم ، با درجه بالای قابل بحث مبدل شده است . ثابت می شود که نقشه ها به طور فوق العاده ای برای بسیاری از منطقه ها ،کاربرد داشته ومفید بوده است .

یک عیب نقشه ها ، محدودیت دو بعدی بودن آنهاست واینکه همیشه بایستی با یک مقیاس داده شده ،نمایش داده شود .مقیاس نقشه ،تحلیل فا صله ای نمایش ترکیب گرافیکی را تعیین می کند . هر چه مقیاس کوچکتر باشد ،جزئیات کمتری از ا زنقشه قابل نمایش است . دقت پایه داده ای از طرف دیگر ، محدودیت هایی برای مقیا س نقشه ، دارای مرزهای فیزیکی هستند وطرحهایی که نیازمند دو ورق نقشه باشند مجبورمند که به صورت قسمت شده طراحی شوند .
نقشه کشی به عنوان یک علم و هنر ساخته نقشه ، دارای مرزهای فیزیکی هس

تند و طرحهایی که نیازمند دو ورق نقشه با شند مجبورند که به صورت درست وقابل درک برای ما به نمایش در می آورد

نقشه ها همچنین ، یک منبع اطلاعاتی برای دیگر نقشه ها هستند . با ورود سیستم های کامپیوتری ، نقشه کشی ها به ثورت دیجیتالی شده اند .مهم است که توجه کنید که هر وقت که ما راجع به نقشه کشی صحبت می کنیم منظورمان نقشه کشی دیجیتالی است . استفاده از کامپیوترها برای کشیدن نقشه ها ، یک بخش کامل ا ز نقشه کشی مدرن است . نقش نقشه اساساً تغییر کرده است . به طور روز افزون ، نقشه ها ،نقش خود را را به عنوان مخزن اطلاعاتی از دست می دهند . این نقش توسط پایه های داده ای گرفته شده است . چیزی که با قی مانده مشاهده نقشه هاست .

۱٫۲٫۳ پایه های داده ای
یک پایه داده ای ، مخزنی است که قابلیت ذخیره مقادیر زیادی از داده ها را دارد و کارهای مفیدی انجام می دهد :
۱- پایه داده ای می تواند توسط چند کاربر در یک زمان مورد استفاده قرار گیرد .
۲- پایه داده ای تعدادی تکنیک را برا ی ذخیره کردن اطلاعات پیشنهاد می دهد واجازه می دهد که از شایسته ترین استفاده کنید . مثلاً بهینه سازی ذخیره را حمایت می کند .
۳- پایه داده ای اجازه می دهد تا قوانینی را برای داده های ذخیره شده اعمال کنیم که به طور خودکار بعد از هر با ربه روز شدن داده ها چک می شوند. مثلاً بی عیبی داده ها را حمایت می کند .

شکل ۱٫۲ ک: یک جدول ذخیره شده از
اندازه گیریهای روزانه گویه . موارد
ذکر شده فقط اندازه گیریهای درروز
سوم دسامبر سال ۱۹۹۷ می باشند ،
اگر چه اندازه گیریهای روزهای دیگر
نیز در جدول می باشند .Humid

رطوبت هوا درست بالای دریا می
باشد وTempyo حرارت اندازه گیری
شده در عمق ۱۰ متری آب می باشد
دیگر اندازه گیریها نشان داده نشده اند.

۴- پایه داده ای استفاده ساده ا ززبان اجرایی داده را پیشنهاد می کند که همچنین اجازه می دهد تا همه منابع اقتباس داده و به روز کردن آنها انجام شود . مثلاً تسهیلات پرسشی .
۵-پا یه داده ای تلاش خواهد نمود تا هر ایراد را در زبان اجرایی داده به بهترین نحو درست کند . مثلاً بهینه سازی ایراد .

پایه های داده ای می تواند تقریباً هرمنشأ داده ای را ذخیره کنند . سیستم های پایه داده ای مدرن ، همانطور که د ربخش ۳٫۳ خواهیم دید ، داده های ذخیره شده در فرمت جدولی سازماندهی می کنند . پایه داده ای ممکن است جداول زیادی داشته باشند که هر کدام نوع معینی از داده ها را ذخیره می کنند اینکه یک جدول هزاران ردیف داده ای یا گاهی اوقات صدها هزار داده باشد موضوع نارایجی نیست .

برای پروژه El Ninoفرض می شود که گویه ها اندازه گیریهای خود را به صورت روزانه گزارش می دهند این اندازه گیریها در یک جدول بزرگ ذخیره می شود .
اندازه گریهای گویه El Nino جدولهای بیشتری ا زآن که ذکر شد دارد .شاید داده هایی نیز در دسترس باشد که مربوط به نگهداری وبرنامه های سرویس گویه باشد .ممکن است داده هایی نیز راجع به سنجش سنسور های روی گویه ها را داشته باشد ،تقریباً به طور معین یک جدول برای ذخیره محل جغرافیایی هر گویه وجود دارد .

جدول ۱٫۱ ا زجدول اندازه گیری روزانه از طریق استفاده از زبان اجرایی داده که استفاده شده بود فراتر از هدف این کتاب است اماٌ ما باید ذکر کنیم کهquery (پرسش) یک برنامه ساده ۴ خطی است .

یک طرح پایه داده ای تعیین می کند که جداولی حاضر خواهند بود وهر جدول چه منابعی دارد . یک طرح پایه داده ای کامل به عنوان شمای پایه داده ای شناخته شده است .برای تعریف شما ی پایه داده ای ما از یک زبان استفاده می کنیم که به طور رایج به عنوان مدل داده ها شناخته شده است . یک مدل داده ای با مدلهایی که قبلاً راجع به آن بحث کردیم فرق می کند . این یک مدل از هیچ نوع می باشد . اماٌ زبانی است که می تواند برای تعریف مدلها استفاده شود . استفاده این زبان ، تعریف مدلی است که آنرا مدل کردن داده ها می نامیم که منتج به شمای پایه داده ای می شود .

۱٫۲٫۴ پایه های داده ای فاصله ای
پایه های داده ای فاصله نوع خاصی از پایه داده ای هستند .آنها نمایشهای جغرافیایی در جهان واقعی را برای استفاده در یک GIS ذخیره می کنند . آنها از این جهت مخصوص هستند که از روش دیگری به غیر از جدول برای ذخیره کردن نمایشها استفاده می کنند .و علت آن این است که نمایش پدیده های جغرافیایی با استفاده از جداول کار آسانی نیست . ما در این کتا ب راجع به تکنیکهای مناسب تر بحث نخواهیم کرد

.
یک پایه داده ای فاصله ای یک چیز یکسان مثل GIS نیست اگر چه که آنها دارای خصوصیات مشترکی هستند . سک پایه داده ای لیست کردیم تمرکز می کند : تطابق ، ذخیره ،بی عیبی ؛ وجستجو کردن مخصوصاً برای داده های فاصله ای. یک GIS از طرف دیگر روی کار کردن روی داده های فاصله ای که ما به آن درک عمیق تر از فضای جغرافیایی می گوییم تمرکز می کند . این برنامه ، سیستم های مرجع فاصله ای ، و محاسبات مساحت و فاصله ،درونیابی های فاصله ای و

مدلهای ارتفاعی دیجیتالی وغیره را می شناسد . به روشنی یک GIS بایستی داده هایش را ذخیره کند وبرای این کار تسهیلات مقدماتی را فراهم کرده است . روز به روز ما کاربرد GIS را برای تحلیل های فاصله ای جدا را برای ذخیره داده ها می بینیم .

فرضی که برای طراحی یک شمای پایه داده ای فاصله ای می شود این است که پدیده ها ی فاصله ای مربوط در یک مدل از فضای اقلیدسی دو یا سه بعدی به وجود می آید. فضای اقلیدسی می تواند به طور غیر رسمی به عنوان یک مدل از فضایی تعریف شود که محل ها به صورت زوج مرتبهایی (x,y) در دوبعدی و(x,y,z) در سه بعدی نمایش داده شوند – ومفاهیم فاصله جهت نیز تعریف شده اند . در دو بعدی ما همچنین راجع به فضای اقلیدسی صحبت خواهیم کرد .

پدیده هایی که ما می خواهیم نمایش آنها را دریک پایه داده ای فاصله ای ذخیره کنیم ممکن است دارای نقطه ، خط ، سطح یا خواص تصویر با شد . تکنیکهای مختلف ذخیره برای هر کدام از آنها بوجود می آید . یک انتخاب مهم در طراحی پایه داده ای فاصله ای این است که آیا پدیده جغرافیایی به صورت نقطه یا یک خط یا یک سطح به طور بهتر نمایش داده می شود . داده های تصویری نیز به وجود می آیند اما مؤثر نیستند .

بعضی GIS ها ممکن است حتی متقاضی نمایش های نقطه ای در بعضی حالات معین وخواستار نمایش سطحی در دیگر حالات باشند .بسته به مقیاس نقشه ها ، شهرها ممکن است به صورت نقطه یا به صورت سطح به نمایش دربیایند .
برای این کار پایه داده ای بایستی نمایش های پدیده های جغرافیایی ( ترکیبات فاصله ای ) را به نحو بی ارزو بدون مقیاس ذخیره کند . یدون مقیاس یعنی اینکه همه اندازه ها با استفاده از یک سیستم مرجع فاصله ا ی به صورت واقعی باشند . از این چنین مقادیری محاسبات به سادگی قابل انجام هستند وهر مقیاس مفیدی می تواند برای مشاهده انتخاب شود . یک پایه داده ای بی ارز ، مرزهای ورق نقشه یا دیگر بخشهای فضای جغرافیایی را یه آنهایی که خودشان توسط ترکیبات فاصله ای وضع کرده اند را نشان می دهد . این حرف ممکن است غیر عملی باشد اماٌ به زودی GIS ها تولید نقشه را به عنوان هدف اولیه خود می دانند ومرزهای نقشه را به عنوان ترکیبات فاصله ای مهم در نظر می گیرند .

تمامی پدیده های جغرافیایی روابط متنوعی بین یکدیگر دارند .پدیده ها بسته به هدف پایه دادهای به لایه های داده ای thematic طبقه بندی می شوند .این امربا تعریف پایه داده ای به عناوین مختلف مثلاً یک cadastral ، توپوگرافی ، استفاده زمین ، یا پایه داده ای خاک ،تعریف می شود.
یک پایه داده ای فاصله ای شامل سؤالاتی راجع به داده هایی که روابط توپولوژیکی ودیگر روابط وخوا ص دیگری را که از میان پدیده های جغرافیایی بوجود آمده اند را در بر بگیرد .در حالت El Nino برای مثال ،ممکن است بخواهیم بفهمیم که مرکزیا کانون آبهای گرم یا تند ترین شیب درحرارت آب کجاست.

یک پایه داده ای همانند یک GIS ، یک بسته نرم افزاری است که قادربه ذخیره کردن واجرای درست
داده هاست . دراینجا سؤالاتی پیش می آید که کجا ،کدامیک وکجا هردوی آنها را می توان اسنفاده کرد.
این سیستم ها ، قدرت های مختلفی دارند وتفاوتها تا امروز باقی می مانند .
پایه های داده ای درذخیره مقادیر بالا ی داده ها خوب هستند ، آنها می توانند چند کاربررا به طور همزمان مورد بررسی قراردهند ، آنها بی عیبی داده ها وبهبود سیستم را حمایت می کنند وزبان اجرایی داده ای آنها خیلی ساده است . سیستم های GIS درهیچ کدام از موارد مذ کور خوب نیستند .

GIS ، برای کا ر روی داده های فاصله ای طراحی شده است و منابع آنالیزی آن ذاتاً جغرافیایی هستند
احتمالاً سنگر اصلی GIS این است : ترکیب نمایش پدیده های جغرافیایی به روش های متنوع . بسته های GIS امروزه دارای ابزار با انعطاف پذیری بالا جهت تولید نقشه از نوع کاغذی ودیجیتالی می باشند . GIS ها درک بهتری از فضای جغرافیایی می دهند . اغلب پایه ها ی داده ای این نوع درک را ندارند .

هر دو سیستم در حال رشد هستند .تمامی بسته های خوب GISاجازه می دهند تا داده های پایه در پایه داده ای ذخیره شوند ونیز هنگامی که برای کاردر GIS لازم باشد از آنجا اقتباس نمایند .این کار با تنظیم چند برنامه درGIS قابل حصول است . پایه های داده ای نیز به سمت GIS حرکت کرده اند وامروزه بسیاری از آنها می توانند داده های فاصله ای را به روشهای مختلف ذخیره کنند .قبلاً نیز آنها قادر به ذخیره چنین داده هایی بودند اماٌ تکنیکهای این کار کافی نبود.

به طور خلاصه ، بایستی نتیجه گرفت که پروژه های تحقیقاتی کوچک بدون استفاده از یک پایه داده ای واقعی احتمالاً قابل انجام است .GIS داری تسهیلات پایه داده ای مقدماتی روی بردش می باشد .

کاربر بایستی آگاه باشد که آنها واقعاً مقدماتی هستند . پروژه های متوسط از پایه داده های / GIS برای ذخیره داده ها واجرای درست آنها استفاده می کنند . پروژه های بزرگتر ، طولانی مدت ، و پروژه های مؤسسه ای پردازش داده های فاصله ای خود را اطراف یک پایه داده ای فاصله ای متمرکزمی کنند نه در اطراف یک GIS .آنها اغلب GIS را برای تحلیل های فاصله ای ونمود خارجی استفاده می کن ند .ما به پردازش داده ها با دقت بیشتری در فصل ۳ می پردازیم .
۳-۱ مروری بر بخش های آینده

دراین بخش ما مقدمه ای را برحوزه ای از GIS فراهم کردیم وبرای مثال از پدیده ی El Nino استفاده نمودیم .
در بخش ۲ ، ما روی انواع متفاوت ا زوقایع جغرافیایی وجضورشان در اطلاعات فضایی بحث وتمرکز خواهیم داشت وسعی می کنیم شواهد بیشتری برای این اتفاق فراهم آوریم .
بخش ۳ ، به مطالعه بیشتری درمورد دو سیستم اطلاعاتی برای اطلاعات فضایی بنام GIS وپایگاه داه ها اختصاص داده شده است . ما پیش زمینه ها وانواع کلی ا زاستفاده های این سیستم را بیان می کنیم

.
در بخش ۴و۵ روی کاربرد واستفاده واقعی از GIS تمرکز دارد .اولین نگاه مربوط به ورود اطلاعات وآمادگی آن است . چطور مطمئن شویم که اطلاعات به درستی وارد GIS شده وچطور می تواند درتجزیه مداوم بکار رود. شکلهای بسیار مهمی از تجزیه اطلاعات دربخش بعدی مطرح می شود .
فرآیند ارائه اطلاعات که به تجسم نیز معروف است عنوان بخش ۶ است .این شامل بحث د رمورد روش های نقشه نگاری است که در نقشه باشد ، کجا باشد وچه تکنیکی بکار رود هر استفاده کننده جدی GIS در ارائه فراورده ها ی GIS که معمولاًنقشه ها هستند کا رمی کند . بنابراین مهم است که روش ها ی زیرساختی آن را بفهمیم .

در پایان ودر فصل ۷ مقالات کلی ومهم از کیفیت اطلاعا ت فضایی بیان می شود همانطور که دربحث های روش های فاصله ای روشن شد . اطلاعات فضایی به روشنی به پایان نمی رسند ومعمولاً کمی خطا دارند . خطاها دلیل دستکاریهای واقعی است تا بی معنا شوند بنابراین آگاهی ا زکاربر GIS در این موضوع مهم است .

خلاصه
این فصل یک مبحث مقدماتی از اینکه GIS چیست را مطرح می کند .جزئیات فنی مانند ساخت بعضی شواهد که هدف اصلی بود حظف شده اند .
ما به اهدا ف سیستم بین المللی جغرافیایی نگاه کردیم وفضای جغرافیایی مان را بعنوان رشته اصلی در میان همه کاربرد هایGIS مشخص شده اند . ما دیدیم که اطلاعات فضایی عوامل مهمی در فهم ودرک هستند واینکه سیستم بین المللی جغرافیایی برای انجام دادن اینها درست شده اند .

یک مثال ساده ا زمطالعه تأثیر El Nino را آماده وفراهم آوردند. اگر چه ما با این جزئیات فنی بر خواهیم گشت .
استفاده از GIS معممولاً در سه مرحله اتفاق می افتد ، ورود اطلاعات ، تجزیه اطلاعات وارائه اطلاعات .
تصاویر نمونه ای از پدیده ی جهان واقعی هستند . در مناطق نزدیک به جغرافی ، ما نقشه هایی را که برای مدت طولانی استفاده شده اند مشاهده کردیم . اخیراً بانک داده ها بعنوان نمونه های دیجیتالی از پدیده ی جهان واقعی استفاده شده بود .سیستم بین المللی جغرافیایی مخصوصاً برای مشخص کردن نمونه های جغرافی دنیای واقعی به وجود آمده اند مدلهای دیجیتالی ( مانن

د آنچه در پایگاه داده ها یا GIS است ) مزیتهای زیادی روی مدلهای کاغذی ( مانند نقشه ها ) دارند . آنها بیشتر انعطاف پذیری دارندبنابراین برای اهداف آسان تر تغییرمی یابند .آنها در کل به محرکها وانگیزه ها اجازه می دهند که بوسیله سیستم کامپیوتر که بروی نرم افزارها انجام شده اند ، حرکت کنند این یک جعبه ابزار بازشده است

که ممکن است برای پیشرفت فهم و درک ما از دنیا کمک کند خواننده دقیق استفاده سه قسمتی ما از واژه ی model را متذکرخواهد شد .این ممکن است گیج کننده باشد .واژه انتظار داشتن بعنوان فعل که به معنای توصیف کردن یا نمایش دادن هم استفاده می شود ، به عنوان اسم هم استفاده می شود .”مدل جهان واقعی “نمایشی ا زتعدادی از وقایع در دنیای واقعی است

، که معمولاً انواعی از اجراء ، محاسبه ویا شبیه سازی را قادر می سازد .این نتیجه فعالیت نمونه ای است ازطرف دیگر ، یک مدل اطلاعاتی یک زبان پایگاه داده هاست که بعنوان وسیله ای درطراحی پایگاه داده ها در فعالیتی به نام “نمونه برداری اطلاعات ” استفاده می شود.

نتیجه این فعالیت یک نمونه داده ای نیست بلکه یک طرح پایگاه داده ای، یک تعریف انتزاعی از محتویات بانک داده ها درآینده است .طرح بانک داده ها می تواند بعنوان نوع خاصی ا زنمونه دنیای واقعی تلقی شود .اماٌ انتزاعی است چرا که آنها نوعی ا زچیزی در دنیای واقعی شناخته می شوند وخودش چیزی نیست . بنا براین ما ممکن است بگوئیم که طرح بانک داده ها یک نمونه رویداد مستقل از جهان واقعی است .

طرح هایی که براساس کاربردهای GIS بنا شده اند معمولاً حدف واضح وروشنی دارند بعنوان مثال ، برای افزایش فهم ودرک برخی پدیده های فضایی .این کاربردها می تواند کم دوام باشند . تحقیق با استفاده ازجمع آوری اطلاعات وتهیه نقشه های آموزنده عملی می شود ویا به مرحله عمل می رسد یک مثال ،ارزیابی سرعت تخریب زلزله است .

از طرف دیگر ،کاربردهای بنیادی GIS ،معمولاًهدف خودشان را که ادامه دادن اجرای تغییر فضایی وحفظ در دسترس بودن اطلاعات اساسی فضایی است دارند . نیازهایشان برای تجزیه وتحلیل پیشرفته معمولاً کاهش یافته وپیچیدگی این کاربردها بیشتر درادامه ی تهیه اطلاعات قابل اعتماد به دیگران قرار دارد .بنابراین آنها کاربردهای طولانی مدت هستند . یک مثال روشن ،سیستم های خود کار cadastral هستند .

پرسشها :

۱- به لیست متخصصان که درصفحه ۱۹ تهیه شد .دو مثال دیگر از متخصصانی که درITC آموزش دیده اند بنویسید ومشکل آشکا ردر فضای جغرافیایی آنها را بنویسید .
۲- در قسمت ۱-۱-۱ ، برخی مثالها از تغییرات جغرافیایی زمین داده شده .آنها به سه دسته تقسیم شدند تغییرات طبیعی ،تغییزات انسان ساز ، وترکیبی ا زهر دو ،مثالهای بیشتری برای هر دسته بنویسید.
۳- شما فکر میکنید ، چه نوع تخصصهایی شامل طرح TAOذز شکل ۱-۱ می شود ؟ فرضیه ای در مورد اینکه چطور آنها اطلاعات را برای آماده کردن آن شکل بدست می آورند ،مطرح کنید؟ شما فکر می کنید که چطور آنها نقشه های رنگی زیبا را بوجود می آورند .
۴- دلایلی را که از شکل ۱-۱ برست می آید بیان کنید که چرا سال ۱۹۹۷ یک سال Nino است وسال ۱۹۹۸ نیست . همچنین چرا سا ل۱۹۹۸ در حقیقت سال El Nino است ویک سال عادی نیست .

۵-درصفحه ۲۳ ما مشاهد کردیم که اطلاعاتی که درمورد آن صحبت شد به شکل دبجبتال درآمد تا کامپیوتر قادر به خواندن آنها وعمل بر روی آنها باشد .اگر چه بیشتر اطلاعات مفید د راین راه تغییر می کند .مثالهایی از تجربه خودتان از منابع اطلاعاتی در شکل غیر دیجیتال بیان نمایند ( شما ممکن است این سؤال را بپرسید که چطور این منابع می تواند دیجیتالی شود .اما در واقع این موضوع اصلی صحبت ما در فصل ۴ خواهد بود )
شکل ۴-۱ : فقط برای اندازه گیری شناور

۶- فرض کنید که طرح El Nino فقط با چهار شناور وارد عمل شود . نه با ۷۰ شناور در موقعیت آنها مانند شکل ۴-۱ باشد. ما میانگین SSTاش را برای ماه دسامبر ۱۹۹۷ محاصبه کردیم که در جدول پائین آمده است .سوالات زیر را پاسخ دهید .
*انتظار میانگین SSTموقعیت آن دقیقاً در بین چهار شناور است چیست؟

* درباره انتظارSSTکه موقعیت واقع شده ی نزدیکتر به شناور BO341 چه می توان گفت ؟ فرضی در مورد درجه حرارتی که می تواند در آنجا مشاهده شود بیان کنید .

۷- طبقه بندی کاربردهای GISدر قسمت ۴-۱-۱ دو تمایز مهم را نشان ومطرح می کند که مستقل از یکدیگرند .این ۴ نوع از کاربردهای GISرا نشان می دهد . آنها چه هستند ؟ مثال خوبی ازهر کدام بیان کنید .
۸- بحث کنید که چرا مع

یار (مقیاس ) در نگهداری وذخیره اطلاعات فضایی چه در GIS یا در پایگاه داده های مجزا مهم نیست . موارد استثنایی از کاربردها واستفاده اطلاعات فضایی تهیه نمایید کا در آن مقیاس د رذخیره اطلاعات فضایی مهم باشد .
۹- در جدول ۲-۱ ، تعدادی اطلاعات محاصبه شده وذخیره شده را توضیح دادیم ، جدول یک ردیف از اطلاعات برای هر روزی که یک شناورمحا سباتش را گزارش داده استفاده می کند . چند ردیف آیا جدول بعد از یک سال کامل از برنامه در خود جای می دهد .

۹- در صفحه ۳۱ ، درباره فضای E uclidan و سطح Euclidean بحث کردیم . ما به سادگی اشاره کردیم که فاصله و مسیر با فرمولهای موسوم ومعمول بدون ذکر آنها ،مشخص شده اند . یک فرمول معمول برای فاصله بین دو موقعیت ( x1 ,y1 )و(x2,y2) د رسطح Edclidean فراهم کنید .در چه شرایطی می توانیم بگوییم که اولین موقعیت در شمال موقعیت دوم است ؟ در چه شرایطی می توانیم بگوییم که در غرب آن است؟

بخش ۲
اطلاعات جغرافیایی وانواع داده های فاصله ای

در فصل گذشته ، ما پدیده های جغرافیایی را به عنوان موضوعات مطالعه در رشته GIS تعریف کردیم . GIS این مطالعه را حمایت می کند چون پدیده ها را به صورت دیجیتالی در کامپیوتر نمایش می دهد .همچنین GIS اجازه می دهد که این تصاویر به روش های مختلفی نمایش داده شوند .شکل ۱٫۲ یک طرح خلاصه را تدارک می بیند .
شکل ۱-۲ : سه روشی که ما
می توانیم به موضوعات مطالعه
در اجرای GIS نگاه کنیم .

پدیده های جغرافیایی ← نمایش کامپیوتری ← تصویرها

جهان واقعی ( محاسبه اجرا ) جهان مشابه

پدیده های جغرافیایی در جهان واقعی ایجاد می شوند ، برای مثالهای درست ، لازم است که انسان به بیرون از پنجره نگاهی بیا ندازد . در استفاده از نرم افزار GIS ما ابتدا چند تصویرکامپیوتری ازاین پدیده ها را که در حافظه کامپیوتر درعالب بیت وبایت موجود هستند را می گیریم . اینجا جایی است که ما راجع به داده های فاصله ای صحبت می کنیم . کار را ادامه می دهیم تا داده ها را با تکنیکهای که معمولاً مخصوص قلمرو واجرا می باشند ،درست بکار ببریم ،مثلاً ، در زمین شنا

کامپیوتری اضافه ای شود که دوباره در غالب بیت وبایت ذخیره شده اند . برای مثالهای درست از این تصویرها ، کافی است که به فایل های موجود در کامپیوتر مراجعه کنید .ممکن است شخص بیت یا بایت ها را ببیند اما اینها تصاویر مورد نظر آنها نباشد .بنابراین ما همچنین می توانیم از GIS جهت خلق تصویرهایی توضیحات کامپیوتری به صورت تصویر روی نمایشگر یا چاپ شده روی کاغذ یا غیره استفاده کنیم .

فهم ودرک تفاوتهای اساسی بین این ۳ تصویر قطعی است .دنیای واقعی یک قلمرو کاملاً متفاوت با دنیای کامپیوتری باشد که مادر آن دنیای واقعی را شبیه سازی می کنیم برای اطمینان ما می دانیم که شبیه سازی های کامل وبی خطا نخواهند بود .بنا براین بعضی از واقعیتها ممکن است پیدا نشود.
به خودی خود ، عبور از حصارهای بین دنیای واقعی وتصویر کامپیوتر ، یک قلمرو کارشناسی می باشند.اغلب این کار توسط مشاهده مستقیم با استفاده از سنسورها دیجیت کردن خروجی سنسورها جهت استفاده در کامپیوتر ، انجام می گیرد .این حوزه حس کردن از دور، موضوع اصول حس از راه دور در یک مدل یا مقیاس بعدی می باشد . دیگر تکنیکها برای بدست آوردن تصویرهای

 

کامپیوتری بیشتر غیر مستقیم هستند .مامی توانیم یک نتیجه تصویری از پروژه های قبلی بگیریم و آنرا دوباره دیجیت کنیم .این فصل (انواع ) پدیده های جغرافیایی را به طورعمیق مورد مطالعه قرا رمیدهد وتفاوتهای انواع تصویرهای کامپیوتری برای آنها را مد نظر دارد . هر پدیده جغرافیایی می تواند به روشهای مختلفی نمایش داده شود . انتخواب اینکه کدام نمایش بهترین است ،بستگی به فاکتورهای زیر دارد ؛

_ چه اطلاعات خام واصلی را از سنسورها وغیره در دسترس است واینکه
_ چه منبع اطلاعاتی صحیحی را ، برنامه می خواهد اجرا کرد .
در نهاینت ما میگوئیم که مطالب ذکر شده در این فصل به طور طبیعی خودشان تصویری هستند ، اگر چه بعضی ازآنها قصد دارند که یک پدیده جغرافیایی یایکتصویر کامپیوتری را ذکر کند .این امرممکن است اماٌ ٌنباید خواننده را گیج کند .این فصل تصورها را مورد بررسی قرارنمی دهد.
۱-۲ پدیده های جغرافیایی:
در فصل قبل ما راجع به اینکه چرا باید GIS را به عنوان موضوع مطالعه قرار دهیم بحث کردیم آنها بسته های نرم افزاری هستند که به ما این اجازه را می دهند تا پدیده های جغرافیایی را تحلیل کنیم وآنها را درک کنیم .اکنون زمان آن فرا رسیده تا گشتی ممتد در پدیده های جغرافیایی بزنیم ونیز ببینیم که چطور GIS می تواند برای نمایش دادن هر کدام از آنها استفاده شود

البته تعداد زیاد ی از پدیده های جغرافیایی با یک گذر از ساختمان ITC وجود دارند که به سهولت شرح داده شده اند . در راهروها، بس نمایش های بسیاری از استفاده های متفاوت GISیافت می شود .همگی آنها بر اساس یک یا تعداد بیشتری نظریه ی پدیده های جغرافیایی می باشند .
۱-۱-۲ پدیده های جغرافیایی تعریف شده :۴
ما ممکن است یک پدیده جغرافیایی را به صورت چیزی که موارد زیر را ابزاری می دارد تعریف کنیم .
_ بتوان آن را اسم گذاشت یا آن را توضیح داد .

_ بتوان آن را به صورت مرجع بیان کرد.
_ بتوا ن زمان ( دوره ) که در آن حضوردارد یا داشته را به آن نسبت داد.
آنچه که پدیده های مناسب برای استفاده یک شخص از GIS را تعیین می کند کاملاٌ وابسته به اهدافی که شخص دارد می باشد – برای مثال در مدیریت آب ،موضوعات مطالعه می توانند آبگیر رودخانه ، واحدهای agro- ecologic ، اندازه گیری واقعی تبخیر وتعرق اطلاعات مربوط به جو شناسی ، سطح آبها ی زیر زمینی ،بودجه آب واندازه گیری – مجموع مصرف آب می باشد – مشاهدا می کنید که تمامی اینها می توانند نام گذاری و توضیح داده شوند ودر مرجع جغرافیایی استفاده می شوند .ومی توان زمانی را برای آن که هر کدام چه زمانی بوجود آمده اند ، به آنها اختصاص داد .
در اداره چند منظوره ارتفاع زمین ،مو

وعا ت مطالعه متفاوت است : خانه ها ، انبارها ، خیابانها از انواع مختلف ، زمینهایی که از فرم ها استفاده می کنند ، کانالهای فاضلاب ودیگر فرم های سازه های شهری ممکن است همگی یک نقش را باز کنند .
اینها نیز می توانند نام گذاری وتوضیح داده شوند وgeoreference می شوند ومی توان یک دوره زمانی را به آنها نسبت داد .
مشاهده می کنید که ما ادعا نمی کنیم که همه پدیده های مناسب سه موضوع را تأمین می کنند

اگر چه که بسیاری از آنها این کار رامی کنند . اگر منبع جغرافیایی تأ مین نشود ویا به عبارتی از قلم بیفتد بنظر می رسد که ما چیزمفیدی را داشته ایم که در محل خود قرار نگرفته است .مثلاً یک مدرک قانونی د ریک سیستم cadastrol .به روشنی آن د ریک مکانی می باشد اماٌ محل آن د رفضا به ربط در نظر گرفته می شود.
اگر دوره زمانی از قلم بیافتد ، به نظر می رسد که ما پدیده ای مفیدی داشته ایم که تصور شده – همیشه آنجاست .مثلاً دوره زمانی نا محدود است .اگر توضیح وتعریف از قلم بیافتد ما چیز جالبی داریم که در مکان و زمان به وجود آمده که هنوز نمی توان آن را توضیح داد یا تعریف کرد اما فکر نمی کنیم که چنین چیزهایی در استفاده ی ا زGIS جالب باشد.

با بازگشت به مثال El Nino که در فصل قبل مورد بحث قرار گرفت می توان گفت که حداقل ۳ دوره ی جغرافیایی سودمند در آنجا وجود دارد . یک دمای سطح دریا می باشد ودیگری سرعت با دور مناطق مختلف می باشد هر دو پدیده هایی هستند که ما می خواهیم درک بهتری از آنها داشته باشیم و سومین پدیده ی جغرافیایی د رآن نظم نمایش رهنمای شناورها می باشد .