ملحق - نظم المعلومات الجغرافية (GIS)
ماهو نظام المعلومات الجغرافى؟
نظام المعلومات الجغرافى هو نظام كمبيوتر يستخدم فى تخزين وتحليل بيانات ومعلومات ذات جانب جغرافى. والنظام الفعلى يتكون من أجهزة (كمبيوتر وطرفيات مثل ماسح وطابعة)، وبرمجيات، وبيانات تكون قد تم تخزينها فى الكمبيوتر والأشخاص/ المستخدمين الذين سيستخدموا البرامج لتحليل البيانات.
والجانب الجغرافى لنظام المعلومات الجغرافى يعنى أن كل إدخال للبيانات يكون مصحوباً باحداثيات فى الأبعاد الثلاثة ويشير إلى موقع على سطح الأرض. والمنطقة التى تمثلها البيانات قد تكون نقطة أو خط أو مساحة.
وتنظم البيانات فى طبقات نوعية (موضوعية)، فمثلاً طبقة عن "كمية المحصول المنتج" يمكن أن تكون طبقة وفيها تحدد المناطق (المضلعات) وتمثل حقلاً له قيمة مصاحبة له، وهى التى تمثل كمية المحصول المنتج بهذا الحقل فى سنة معينة.
المصدر: National Coastal Data Development Centre (NCDDC), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), USA
إن البيانات فى إحدى طبقات نظام المعلومات الجغرافى قد تكون فى إحدى صورتين: متجه أو شكلى. والبيانات المتجهة هى الأكثر شيوعاً لبيانات نظم المعلومات الجغرافية. وكما ذكرنامن قبل.، فان المظاهر فى النظام المتجه قد تكون نقط، خطوط، أو مضلعات. كل من هذه المظاهر قد يكون مصحوباً بقيمة أو أكثر فى طبقة موضوعية. والبيانات المتجهة تكون دقيقة جداً من الناحية المكانية. وعلى الجانب الآخر فان البيانات الشكلية تنظم الفراغ إلى شبكة كل مربع فيها يعامل كمضلع متجه وكذلك يكون له قيمة أو أكثر مصاحبة له. وتنشأ البيانات الشكلية عادة من مرئيات الاستشعار عن بعد حيث أن جهاز الاستشعار يسجل البيانات فى خلايا من وحدات الصورة Pixels.
وفى الشكل السابق فان طبقة "المستهلكين" تحتوى على نقط، وطبقة "الشوارع" تحتوى على خطوط، وطبقة "القطع" تحتوى على مضلعات، وكلها طبقات متجهة. وعلى الجانب الآخر فان طبقات "الارتفاع" و "إستخدام الأراضى" عباره عن طبقات شكلية وتنشأ من معالجة مرئيات الاستشعار عن بعد.
المصدر: Wikimedia Commons
وفى الشكل المرافق مثال آخر للنقط والخطوط والمضلعات على خريطة نظم معلومات جغرافى. ففى هذه الخريطة تظهر الآبار كمظاهر نقط، والأنهار على هيئة مظاهر خطية (مكونة من تتابع من الخطوط المستقيمة مكوناً ما قد يسمى أحياناً الخط المتعدد) والبحيرة ممثلة على هيئة مضلع، حيث أنها تغطى منطقة فى بعدين. ويعرف المضلع بانه المساحة المحصورة داخل سلسلة مغلفة من الخطوط (بمعنى أنه لا توجد بداية أو نهاية لهذه السلسلة من الخطوط).
إستخدامات نظم المعلومات الجغرافية
على الأقل، يمكن لنظام المعلومات الجغرافى أن يستخدم كخريطة متقدمة جداً، قادرة على توفير أنواع كثيرة من عناصر المعلومات. وفى الحقيقة فان تخزين البيانات فى صورة رقمية يجعل من الممكن إعداد عدة خرائط موضوعية بناء على الاحتياجات. والأكثر أهمية هو أن الطبيعة الرقمية للبيانات تتيح التناول السريع وتنفيذ العديد من عمليات التحليل.
وعند تجميع أكثر من طبقة فى نظام معلومات جغرافى، فان كل نقطة مميزة فى الفراغ تمثل بفعالية عدة صفات أو خصائص. مثال ذلك يمكن تمثيل مسرح بواسطة نقطة يكون لها زوج من الاحداثيات، والمعلومات الإضافية المصاحبة لهذه النقطة يمكن أن تكون إسم المسرح، عنوانه، سعته من الجمهور، وتاريخ بناؤه.
ونظراً لأن كل المظاهر يتم تجميعها فى نظام إحداثى مشترك، فانه من الممكن إجراء العديد من العمليات الفراغية التى تجمع موقع هذه المظاهر مع الصفات المصاحبة.
وإذا أخذنا مثالاً للارتفاع فهو واحد من الصفات الأكثر شيوعاً لمصاحبة النقط والخطوط فى نظام المعلومات الجغرافى. واستخدام الارتفاع يسمح بعرض الخرائط فى ثلاثة ابعاد. ولكن كيف يمكن حساب إرتفاع أى نقطة فى الخريطة؟. إن البيانات المطلوبة لهذه العملية هو قياسات إرتفاع النقط. وكلما توفرت قياسات نقط أكثر، كلما زادت دقة وتفاصيل خريطة الارتفاعات التى ستنتج فى النهاية. وبيانات الارتفاع من قياسات الاستشعار عن بعد شائعة جداً حيث أنه توفر شبكة كثيفة جداً من قيم الارتفاعات (أنظر مرة أخرى طبقة "الارتفاع" بالشكل على اليسار).
المصدر: Wikimedia Commons
وفى الخطوة التالية ترسم خطوط الكنتور بتوصيل كل النقط ذات الارتفاع الواحد بخط غير متقطع، وبذلك نحصل على خطوط كنتور. ونستطيع أن نضع افتراضاً بان الإرتفاع يزداد (أو يقل) على مسافة ثابته بين خطى كنتور متتاليين، فاننا نستطيع حساب إرتفاع أى نقطة على الخريطة.
سؤال: هل من الممكن أن يتقاطع خطى كنتور؟
سؤال: ما هى المعلومات التى توفرها لنا كثافة خطوط الكنتور؟
ونظراً لأن كل المظاهر تكون مراجع لنفس نظام الاحداثيات، فانه من السهل حساب العلاقات المكانية بين كل مظهرين أو أكثر. فمثلاً يمكننا التعرف على المنطقة التى تقع فى نطاق معين لإحدى المظاهر المختارة. هذه الخاصية يمكن أن تجمع مع معلومات أخرى من الطبقات الموجودة وتكون قائمة من المعايير التى تسمح باختيار المناطق التى تستكمل هذه المعايير.