یک سیستم اطلاعات مکانی (GIS)، اصولاً پنج فعالیت اصلی زیر را شامل میشود:
قبل از آنکه اطلاعات مکانی بتوانند وارد محیط GIS شده و مورد استفاده قرار گیرند، می بایست این اطلاعات به فرمت و ساختار رقومی قابل قبول سیستم GIS، تعدیل شوند.
منابع تولید کننده اطلاعات مورد نیاز یک سیستم GIS :
· تصاویر ماهواره ای و تکنیکهای سنجش از دور
· عکس های هوایی و تکنیکهای فتوگرامتری
· نقشه برداری کلاسیک
· سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS)
· اسناد، مدارک و نقشه های موجود
استفاده از انواع داده و اطلاعات مورد نیاز یک پروژه خاص GIS ، نیازمند تبدیل و دستکاری آن اطلاعات به منظور قابل استفاده نمودن آنهادر سیستم می باشد. به عنوان مثال، اطلاعات مکانی در استانداردهای مختلف وجود دارند و به منظور استفاده از آنها درGIS می بایست اطلاعات فوق قبل از یکپارچه سازی در محیط نرم افزار GIS، به یک استاندارد واحد، تبدیل شوند.
برای پروژه های کوچک GIS، امکان ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات مکانی در قالب فایلها و اطلاعات ساده وجود دارد. ولیکن هنگامیکه حجم اطلاعات زیاد باشد و همچنین تعداد کاربران سیستم از یک تعداد محدود فراتر می‌رود، بهترین روش برای مدیریت اطلاعات، استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده (Database Management System) می باشد. DBMS به منظور ذخیره سازی، سازماندهی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی در GIS مورد استفاده قرار می گیرد.
مدلهای پایگاه داده مختلفی از قبیل؛ سسله مراتبی، شبکه ای، رابطه ای، شئ‌گرا و …، وجود دارد که از این میان، مدلهای داده رابطه ای (Relational) و شئ گرا (Object Oriented) به صورت وسیع در نرم افزارهای GIS مورد استفادع قرار می گیرند.
سیستم های اطلاعات مکانی این قابلیت را در اختیار کاربر قرار می دهند تا براساس اطلاعات مکانی و توصیفی ذخیره سازی شده در سیستم، اقدام به انجام پرسش و پاسخهای مورد نظر خود نماید. انواع این پرسش و پاسخهای، به شرح زیر می باشد:
این پرسشها براساس اطلاعات مکانی و عوارض موجود در پایگاه داده GIS صورت می پذیرد. به عنوان نمونه، می توان به جست و جوی پست های برق واقع در محدوه یک استان یا رودخانه های واقع در یک حوزه آبریز اشاره نمود.
این پرسشها بر اساس اطلاعات توصیفی ذخیره شده در پایگاه داده برای هرعارضه، صورت می پذیرد. به عنوان نمونه، می‌توان به یافتن یک رودخانه و یا یک حوزه آبریز، با نام مشخص، اشاره نمود.
این پرسش براساس معرفی یک شرط به عنوان معیار پرسش، صورت می پذیرد. به عنوان نمونه می توان به جستجوی حوزه های آبریز که حجم بارندگی در آنها در طول سال بیش از یک مقدار مشخص می‌باشد، اشاره نمود.
این پرسشها بر اساس پارامترها و اطلاعات متغییر که با یک پریود زمانی در سیستم ذخیره می شوند، انجام میشود. به عنوان نمونه، می توان به انجام پرسش به منظور بررسی روند تغییرات میزان بارش یک حوزه آبریز در طی چندین سال گذشته، اشاره نمود.
این پرسشها به صورت ترکیبی از پرسشهای مکانی، توصیفی و شرطی، انجام می شوند.
عموماً سیستمهای اطلاعات مکانی، اداری ابزارهای متنوع جهت تجزیه و تحلیل اطلاعات می باشند. نمونه ای از این ابزارها همپوشانی است.
ترکیب لایه های اطلاعاتی مختلف درGIS، تحت عنوان Overlay شناخته می شود. در حالت بسیار ساده، این مفهوم به امکان نمایش چندلایه اطلاعاتی بر روی همدیگر اشاره می کند ولیکن در مفهوم وسیعتر، این مفهوم به ترکیب چند لایه اطلاعاتی بر اساس معیارهای تعریف شده توسط کاربر و تولید یک لایه اطلاعاتی جدید، اشاره دارد. به عنوان نمونه می توان اطلاعات مربوط به نوع خاک، نوع پوشش گیاهی، شیب زمین و … را به منظور بررسی امکان وقوع سیل در یک منطقه، با یکدیگر ترکیب کرده و مناطق دارای پتانسیل در این خصوص را تحت یک لایه اطلاعاتی جداگانه، مشخص نمود.
چون بعضی از دوستان در قسمت نظرات سوالاتی در رابطه با نحوه یادگیری GIS و جنبه های مختلف اون پرسیدند بهتر دیدم این بار عمومی جواب بدم شاید واسه همه مفید باشه.
ببینید دو صورت میشه به GIS نگاه کرد. حالت اول یه جورایی مهندسیه. یعنی آدم نرم افزارها و ابزارها رو یاد میگیره (بماند که خود GIS اصلا ابزاره و نه یه علم) . تو حالت دوم فرد سراغ کاربردهای مختلف GIS در زمینه های مختلف مثل جغرافیا ، برنامه ریزی شهری، زمین شناسی، یا حتی علوم تربیتی و غیره میره . معمولا بچه های جغرافیا رو که من دیدم بیشتر حالت دوم هستند یعنی نرم افزارهای پایه رو بلدند ولی بیشتر روی کاربردهای جی آی اس متمرکزند. توی بقیه رشته ها اگه بحث GIS مطرح میشه منظور کاربرد GIS توی اون رشته هست.
برای حالت اول یا یادگیری نرم افزارها طبعا اولین و مهمترین قدم تسلط بر ArcGIS هست. کتاب خوبه (تی تی دژ یا سنجری یا هر چیز دیگه.) کلاس هم خوبه یعنی آدم راه می افته ولی اون چیزی که آدم رو مسلط می کنه کار کردن خود فرده. جنبه های زیادی از این نرم افزار هست که نه توی کتاب هست و نه معمولا توی کلاس گفته میشه. چون خودم تدریس کردم می گم. اصلا فرصت طرح اونا در کلاس نمیرسه. تسلط بر ArcGIS هم یعنی یه کار مداوم و در طول زمان و در عین حال یعنی تسلط بر جنبه های مختلف رشته GIS به صورت عملی و واقع گرایانه. پس انتظار نداشته باشید یک ساله توی ArcGIS حرفه ای بشید. کار معقولی هم نیست که یک سال تمام وقت فقط روی اون وقت گذاشت بلکه برای کسی که پیوسته کار می کنه تقریبا سه سالی زمان لازم داره. نکته دیکه این که اگه میگم “تسلط” به این معنا نیست که فرد کلیه جوانب ArcGIS رو بلد باشه بلکه جنبه های اساسی. به طور مثال ArcIMS رو خود من زیاد بلد نیستم. لزومی هم به یادگیری اون (در هنگام آشنایی با ArcGIS) نیست.
بعد از کار با نرم افزار قدم بعدی برنامه نویسی هست. در حال حاضر مهمترین فایده برنامه نویسی برای عموم افراد سفارشی سازی محیط نرم افزار و انجام کارهای تکراری بوسیله برنامه است (که البته برای فردی که سیستم های GIS تولید می کنه چیزی فراتر از این حرفاست). در حال حاضر منبع فارسی کتاب آموزش برنامه نویسیArcObjectsهست که یکی از دوستان از روی کتاب ArcObjects: Task-oriented ترجمه کرده و برای محیط VBA هست. کتاب خیلی خوبیه از روی اینترنت نسخه انگلیسیش رو می تونید پیدا کنید. تنها مسئله اش اینه که برای محیط برنامه نویسی VBA هست که دیگه در ArcGIS 10 به بعد استفاده نمیشه، اما هنوز هم میشه از این کتاب استفاده کرد (مثلا برای محیط برنامه نویسی VB.NET با اندکی تغییر در کدهای کتاب). بعد از یادگیری ArcObjects و اصول اون، برای این که یه برنامه نویس حرفه ای بشین و بتونید سیستم های GIS رو برای محیط Desktop و شبکه های محلی بنویسید باید برین سراغArcEngine. اصولا زیاد فرقی با ArcObjects نداره فقط نیاز به دانش خوبی در مورد یکی از زبان های برنامه نویسی داره، مهمترینشون .Net (حالا VB.Net یا #C)
بعد از اون فرآیند یادگیری چند شاخه میشه. یکی WebGIS هست یعنی سیستم های اطلاعات مکانی تحت وب و اینترنت. افرادی که توی این رده کار می کنن معمولا دو دسته اند کسانی که با نرم افزارهای تجاری کار کرده اند و اونا رو خوب بلدند به طور عمده ArcIMS و ArcGIS Server و کسانی مثل من که بیشتر دنبال نرم افزارهای Open Source یا همون متن باز بوده اند. توی این دسته نرم افزارهایی مثل MapServer و MapGuide جای میگیرند. البته من به مرور اطلاعاتی رو درباره این نرم افزارها و WebGIS روی سایت میذارم. در کنار این نرم افزارهای اصلی آشنایی با اصول وب و برنامه نویسی اون مثل HTML، JavaScript و …. هم لازمه.
دوم، پایگاه داده های مکانی یا Spatial Database هست. (Geodatabase محصول ESRI هم در حقیقت یه نوع پایگاه داده مکانیه). توی این عرصه نرم افزارهای متفاوتی هستند: Geodatabase (البته به شکل پیشرفته اون و نه در حدی که در هنگام آموزش ArcGIS فرد یاد میگیرهOracle Spatial (در این حوزه نقش خدا رو داره)، PostGIS و … توی ایران افراد معمولا یکی از این سه پایگاه داده رو خوب کار می کنند. SQL Server از ورژن ۲۰۰۸ قابلیتهای مکانی خوبی به اون اضافه شده که اگه مسئله کرک و دیگر مسائل اون حل بشه میشه از اون هم در عمل استفاده کرد.
سوم، برخی مباحث پیشرفته GIS مثل LBS (سیستم های موقعیت-مبنا در شبکه موبایل)، برنامه نویسی GIS برای سیستم های موبایل و غیره. در این مورد هم اگه عمری باشه مطالبی روی وبلاگ خواهم گذاشت.
در مورد سه دسته بالا نیاز نیست یه فرد حرفه ای همه اون ها رو بلد باشه بلکه معمولا یک یا دو قسمت رو خیلی خوب بلده. ترتیبی هم توی یادگیری اون ها وجود نداره. ولی معمولا از WebGIS شروع می کنن و در ضمن اون یه پایگاه داده رو هم در حد مورد نیاز یاد میگیرن.
می مونه حال دوم برخورد با GIS یعنی براساس کاربردهای اون. حوزه خیلی وسیعی هست و شاید سخت بشه یه تقسیم بندی منسجم ارائه داد. هر کس بنا به رشته اصلیش ی علاقه اش یه استفاده ای از GIS می کنه. بعضی کتاب های فارسی هم دراین زمینه من دیدم. مثلا یک کتاب برای GIS در زمین شناسی بود یه کتاب دیگه برای کارهای آماری (در حقیقت آمارهای مکان-مبنا) با استفاده از GIS بود. تعداد زیادی هم کتاب انگلیسی در این زمینه هست که روی اینترنت برای دانلود هست. من فقط به بعضی از این کتاب ها رو براساس نیازم مراجعه کردم که اگه فرصتی پیش بیاید مجموعه کتاب های PDF که در این زمینه دارم رو معرفی می کنم.
بعد از گفتن همه این حرفا، یک نکته می مونه و اونم بعضی موارد مرتبط با GIS هست. معمولا فرد در همون مراحل اولیه که ArcGIS یاد میگیره مثل سیستم های مختصات، سیستم GPS (مخصوصا برای کسانی که میخوان در زمینه تلفیق GIS و GPS کار کنن)و … این رو فقط برای تاکید گفتم
در پایان، این رو هم بگم که این نظر شخصی منه نسبت GIS . در سنجش از دور یا RS یا دورکاوی یا هر چیز دیگه ای که شما اسمشو بذارید چون حرفه ای نیستم ترجیح می دم نظر ندم. البته به مرور بعضی از نرم افزارهای این رشته رو که بیشتر به درد GIS می خوره توی سایت معرفی خواهم کرد ولی در کل یه دنیای دیگه هست.
خوش باشید