Gis و کاربرد های آن در علوم مختلف

هر اندازه بشر در پروژه های عمرانی از تکنولوژی اطلاعاتی بعنوان یک اهرم موثر برای افزایش دقت سود ببرد , به همان اندازه دارای دید بهتر و افزایش قدرت جهت اخذ تصمیم گیری های مناسب تر گردیده و در نتیجه این امر به افزایش سرمایه و سرمایه گذاری بیشتر سازمان ها در کسب اطلاعات و منابع اطلاعاتی , کمک می کند .
بسیاری از تصمیم گیری ها در پروژه های عمرانی و زیست محیطی به نوعی به مکان و موقعیت خاص جغرافیایی مربوط می باشد . در نتیجه وجود یک سیستم اطلاعات جغرافیایی هوشمند می تواند کمک اساسی به مدیران در اخذ تصمیمات بهینه ایفا کند . موارد نگران کننده بسیاری در جهان امروز با ابعاد جغرافیایی وجود دارد که باعث شده بشر به فکر ایجاد سیستم هایی باشد که دسترسی وی را به اطلاعات آسانتر و سریعتر نماید . از جمله این موارد می توان به مواردی نظیر : افزایش تصاعدی جمعیت جهان , آلودگی های زیست محیطی , خشکسالی , نابودی جنگل ها , سیل , زلزله , تغییرات آب و هوایی و غیره اشاره کرد .

تا کنون از GIS تعاریف زیادی شده است و همه در صدد آن هستند که بیان دارند چه چیزی GIS است ؟ با این وجود , سیستم های نوین امروزی GIS در دو شکل از اطلاعات به صورت برداری و شبکه ای مشترکند . نیاز کاربران , به اطلاعات برداری / شبکه ای از لایه های تصویری از جمله ارتوفتوی دیجیتالی به طور چشمگیری افزایش یافته است . در ارتباط با کاربرد GIS بحثهای زیادی تا کنون صورت گرفته است , لیکن آنچه مورد تاکید می باشد زمینه های عملی و تحقق عینی استفاده از سیستم های اطلاعات جغرافیایی است .

GIS در مدل سازی مانورهای نظامی , مدتهاست که در ارتشهای بزرگ دنیا به کار گرفته می شود . GIS با به کارگیری تکنولوژی شبیه سازی توزیعی , محیط مصنوعی میدانهای رزم را به وجود می آورد . شبیه سازی توزیعی , امکان فعل و انفعالات همزمانی را در موقعیتهای گوناگون جغرافیایی فراهم می آورد تا با همکاری یکدیگر , استراتژی جنگی را طراحی نموده و عکس العمل سلاحهای آینده را پیش از تولید مورد آزمایش قرار دهند . این امر به پرسنل نظامی امکان می دهد که مستقیما در فرآیند تولید سلاح های جدید دخالت داشته باشند .

در برخورد با سوانح مانند زلزله , GIS توانسته است عملا به نقش موثر و تعیین کننده ای دست یابد . تقریبا هر مسئله ای که زلزله در پی داشته باشد , ارتباط پیوسته ای با اطلاعات جغرافیایی و چگونگی گسترش منابع , کنترل مواد خطرناک , ارزیابی خسارت و تلاش در بازسازی و به تعبیری مدیریت سوانح دارد . و پیامدهای زلزله پس از وقوع حادثه , ارزیابی خسارت , برخورد و رویارویی با وضعیت اضطراری و تهیه گزارشات محلی از جمله کاربردهای GIS است . اطلاعات صحیح و به موقع لازم است تا ضمن تعیین میزان کمکها , اطلاعات و خدماتی را در اختیار مردم قرار دهد .

تکنولوژی GIS , با بهره گیری از گیرنده های GPS در مواجهه با شرایط اضطراری پیش آمده از نشت نفت در دریا نقش مهم و سازنده خود را به نمایش گذاشته است . منجمله , در پی انفجاری که در سال 1383 در برخوردکشتی باری با دو یدک کش در نزدیکی سن پترزبورگ پیش آمد , پس از چهارده ساعت تلاش با بهره گیری از GIS توانستند آتش را مهار نمایند .

پیش بینی فاجعه , پس از حادثه نشت کشتی نفت کش Exxon Voldez Spill در آلاسکا در سال 1989 , مسئولین ایالت فلوریدا اقدام به تشکیل گروههای واکنش سریع نمودند تا توانائیهای آن ایالت را در پیشگیری و پاکسازی لکه های نفتی ارزیابی نمایند . یکی از توصیه های گروههای واکنش سریع , اعلام عدم کارآیی و نقایص نقشه هایی بود که برای رویارویی با فاجعه نشت نفت به کار برده می شوند زیرا تنها نقشه هایی که چنین نشت ها را نشان می داد , نقشه های « حساسیت محیط های ساحلی و حیات وحش به نشت نفت در فلوریدا » بود که در سالهای 1979 و 1980 با استفاده از نقشه های توپوگرافی تهیه شده و دارای انواع خط ساحلی , منابع حیات وحش و نواحی مقابله با لکه های نفتی بودند . با رتبه بندی حساسیت محیطی , می توان آسیب پذیری خطوط ساحلی خاصی را در برابر نشت نفت مشخص نمود . بر اساس پیشنهاد گروههای واکنش سریع بایستی نقشه ها بازنگری و به روز در آمده و اطلاعات آنها در یک GIS وارد شود تا ضمن دستیابی به نقشه های بهنگام , توانایی تحلیل در زمان کوتاه انجام پذیر باشد

ادامه مقاله را در ادامه مطلب همین پست بخوانید ....

  
 در ارتباط با این که آیا انسان می تواند برای مدت زیادی درفضا به حیات خود ادامه دهد ؟ سیستم اطلاعات جغرافیایی توانسته است دربیوسفر 2 ( چیزی که پژوهشگران آن را بزرگترین لوله آزمایش جهان می نامند) مورد توجه قرار گیرد . بیش از دو سال است که دانشمندان می خواهند این پرسشرا با بیوسفر ( سازه فولاد و شیشه به وسعت 3.15 هکتار که در دامنه کوهCatalina در ایالت آریزونا ) پاسخ گویند . این حباب عظیم طوری طراحی شده کهانواع زیادی از گیاهان و جانوران را در خود جای می دهد . تمامی آب و هوا وضایعات این آزمایشگاه بازیافت می گردد . کلیه مواد غذایی در درون این فضایبسیار بزرگ پرورش می یابد . در این حباب شش محیط طبیعی متفاوت شامل شرایطمحیطی بیابانهای مه آلود , ساوانای استوایی , اقیانوسی , جنگل های بارانی, باتلاقی و منطقه ای برای پرورش گیاهان و جانوران پیش بینی شده است . درسرتاسر حباب , دو هزار سنجنده اطلاعاتی را درباره شرایط مربوط به میزان دما, دی اکسید کربن , اکسیژن , نور , رطوبت هوا و خاک و دیگر عوامل اتمسفرجمع آوری می کنند . این اطلاعات هر پانزده دقیقه یک بار به طور شبانه روزیگرد آوری می گردد . طی یک مدت دوساله 140,160,000 اطلاعات قرائت گردیده کهبعلاوه ضمن توانایی بررسی اطلاعات در زمان واقعی , اطلاعاتی نیز در ارتباطبا رشد و شرایط هر یک بیش از 8800 گونه گیاه در بیوسفر وجود دارد . بانکاطلاعات باید توانایی تجزیه و تحلیل این اطلاعات را داشته باشد تا یک تصویرجامع کاملی از درون بیوسفر ارائه نماید . لازم است که پیوسته شرایط درونبیوسفر تحت کنترل باشد . نه تنها شرایط اقلیمی بلکه همواره سعی در جهتتشخیص است تا مشخص نماید تاثیر گونه های مختلف بر یکدیگر , چگونه است ؟ آیاگونه های گیاهی با یکدیگر رقابت می کنند ؟ آیا با از بین رفتن گونه ای, گونه دیگری جایش را می گیرد ؟ و سوالات بسیاری که پردازش حجم گستردهاطلاعات تنها با یکGIS میسر می گردد . یکGIS ابزار مفیدی جهت تحلیلتصاویر و تجزیه و تحلیل اطلاعات است . اگرچه مساحت بیوسفر برایGIS کوچکاست لیکن داده های بسیار زیادی برای هر یک از گونه های گیاهی وجود دارد کهتنهاGIS اجازه ذخیره اطلاعات و تجزیه آنها را می دهد.
GIS تواناییانواع تحلیل گونه های موجود در بیوسفر را دارد در صورتی که بتوان شرایطدرون بیوسفر را به صورت گرافیکی ارائه کرد . امکان مشاهده بسیار سریعناهنجاریهایی می رود و در نتیجه گیاه شناسان در صورت مشاهده ناهنجاری , بهبررسی دقیق آن خواهند پرداخت . باGIS توانایی ارائه داده های خاص یک گونهداریم و این اطلاعات برای درک و ارتباط دهی بمراتب آسانتر است.

درجهت استفاده بهینه از امکانات و استعداد طبیعی , آیاGIS می تواند مسئلهکمبود غذا در دنیا را حل کند ؟ به کارگیریGIS در طرحهای تحلیلی بیولوژیکتوانست تولید و بهره برداری اقتصادی از کشاورزی منطقه ای در تایلند را بهبالاترین سطح برساند . آمار جمعیت جهان بسیار نگران کننده است . سالیانه یکمیلیون کودک در اثر سوء تغذیه جان خود را از دست می دهند . نزدیک به 780میلیون نفر که اکثرا در آفریقا , آسیای جنوبی و آمریکای لاتین سکونت دارند, با کمبود غذا مواجه هستند و نیازهای غذای روزانه خود را نمی توانندبرآورده سازند و بدتر از همه این که جمعیت دنیا هر 50 سال به دو برابرافزایش می یابد . پیدا است که کشاورزی در شرایط موجود نمی تواند رو در رویاین جمعیت روز افزون قرار گیرد . و یا این که پایه اقتصادی برای توسعهپایدار گردد . این وظیفه جامعه است که با ایجاد و بهره برداری از تکنولوژیمناسب از شدت مشکلات بکاهد . در این رابطه آیا تکنولوژیGIS می تواند نقشموثری داشته باشد ؟GIS با توانایی در تحلیل همه جانبه یک ناحیه جغرافیایی, ابزار سودمندی است که می تواند تولید کشاورزی در دنیا را بهبود بخشد . درعمل , تجربه بکارگیریGIS در بخشی از کشور تایلند را می توان به عنوان مثالآورد . این ناحیه طی سالیان دراز میدان نبرد و کشمکش بوده و با کشورکامبوج هم مرز است . مهاجرین کشور همسایه فشار زیادی را به این سرزمین واردساخته اند . فقر و عدم توسعه به وضوح در آنجا دیده می شود . این ناحیه درحالی که یک سوم سطح کشور را تشکیل می دهد , تنها 15 درصد تولید ناخالص ملیرا تامین می کند . بخشهایی از این منطقه دارای خصوصیات کوهستانی است و برایکشت محصولات نواحی مرتفع چون کاساوا( Cassava ) مستعد می باشد . اماکشاورزان محلی ترجیح می دهند که به کشت برنجبپردازند , زیرا با آنکه کشتبرنج مخصوص زمینهای پست می باشد و در این مناطق نسبت به کاساوا محصول کمتریمی دهد , بهای آن 3 تا 4 برابر کاساوا و ارزش کالری آن در واحد گرم 303برابر می باشد.
با استفاده از مدل باردهیWOFOST ( مدلی که از فرایندرشد گیاهان می باشد که در سال 1986 توسطVan Keulen وWOLF ارائه گردید وفرآیند رشد در یک گیاه خاص را نسبت به مجموعه وسیعی از اطلاعات ورودی شبیهسازی می کند و در پروژه های کشاورزی به کار می رود ) و داده های مربوط بهقابلیت خاک, GIS در حل این سوال به کار گرفته شد آیا نحوه کاربری فعلیزمین و میزان تولید مناسب است یا خیر ؟ به کمکGIS و ترکیب نقشه کاربریاراضی و نقشه قابلیت خاک چهار منطقه مشخص گردید.
1. اراضی که کاربری آنها با استعداد خاک مطابقت دارد ؛
2. اراضی که به کشت محصولات نواحی مرتفع اختصاص داده شده است , در حالی کهمطالعه خاک نشان می دهد که تولید محصولات نواحی پست در آنها بالاتر است ؛
3. اراضی که به کشت محصولات پست اختصاص داده شده در صورتی که کشت محصولات نواحی مرتفع در آن ها مناسب تر می باشد ؛
4. اراضی که در آنها فعالیت کشاورزی صورت می گیرد , در حالیکه طبق نقشه های حاصلخیزی خاک غیر مستعد می باشند.
دراین پروژه یک تصویر ماهواره ای از منطقه مورد مطالعه , طبقه بندی گردید وبا استفاده از نقشه های توپوگرافی موجود نقشه های موضوعی متعدد از جملهنقشه کاربری اراضی تهیه گردیده است. GIS با استفاده از اطلاعات نقشه ها, خاک , فرم زمین , ژئومورفولوژی و فرسایش خاک , نسبت به یک محصول معین طبقهبندی می نماید . این اطلاعات محصول مناسب هر نوع خاک را معرفی می کند . دراین پروژه نیز , نقشه های ایجاد شده نواحی مستعد برای محصولات نواحی مرتفع ونواحی پست را نشان می دهد و مقایسه این نقشه , با نقشه کاربری اراضی وضعیتموجود , مشخص نموده که نحوه بهره برداری کشاورزان از اراضی این منطقه باکاربری بهینه از آن , تفاوت زیادی دارد.
GIS نشان داد که انتخاب برنجدر برابر کاساوا تصمیمی اقتصادی از جانب کشاورزان بوده است اما سطح تولیدکشاورزی در این منطقه بهینه نمی باشد . با تولید نقشه های ترکیبی و استفادهاز مدلWOFOST نشان داد که چگونه می توان تولید رایج 346 دلار در هر هکتاررا به 408 دلار در هکتار افزایش داد , این افزایش با انتخاب کاربری صحیحزمین و بنا بر استعداد خاک و قیمت محصول در سرزمین میسر می باشد.

توانایی علمGIS :
دراغلب اجزای جغرافیایی کدی وجود دارد که وابسته به یک مکان خاص می باشد. این کد می تواند یک آدرس , کد پستی , موقعیت کلی سیستم , سرشماری بلوک هایمکانی , شهر , منطقه یا کشور باشد . نرم افزارهای سیستم های اطلاعاتجغرافیایی(GIS) به کاربران امکان عملیاتی نظیر مشاهده , بهره برداری وآنالیز داده هایی را خواهد داد که وابسته به مکان , مسیرهای دستیابی ,روابطداخلی و موارد دیگر بوده و انجام آنها در نقشه های معمولی به هیچوجه وجودندارد.

GIS تکنولوژی است که در همه علوم کاربرد دارد . زمانی کهبا اطلاعات مربوط به مکان کار می کنیم, GIS باعث افزایش قدرت حل مشکلاتروزمره مهندسی می شود . با استفاده ازGIS می توان حوادث شهری را آنالیزنمود یا خریدهای مشتریان را ردیابی کرد , حمل و نقل را در بهترین مسیرهاانجام داد , بهترین مکان را برای یک سد انتخاب کرد و بسیاری موارد دیگر.

چه کسانی ازGIS استفاده می کنند ؟دولتها و بخش های وابسته به آنها ازGIS برای مدیریت کشور و مناطق محلی, استفاده از زمین ها و دیگر قسمت ها نظیر شهرداری ها استفاده می کنند. بخشهای قضایی برای آنالیز و ردیابی جرایم ازGIS کمک می گیرند . تاجران ازGIS برای پیشرفت و توسعه بخشهای تجاری خود کمک می گیرند . کمپانی های تولیدکننده ازGIS برای مدیریت آسانتر و سرویس دهی بهتر به مشتریان سود میجویند . مهندسین برای حل مسائل محیط زیستی نظیر جنگل ها و حوضه های آبریزازGIS استفاده می کنند . در هر حال کاربران با تجزیه و تحلیل داده ها واستفاده ازGIS برای تصمیم گیری بهتر و نظم دادن به اطلاعات برای سرویس دهیبا مدیریت بالا , کاهش هزینه ها و رسیدن به اهداف سود می جویند.

کاربردهایGIS در علوم مهندسی
GISقدرتیدارد که می تواند به عنوان یک جزء تکمیلی در اختیار سرویس های مختلف دولتیو خصوصی قرار گیرد . هم اکنونGISاز یک نرم افزار اختصاصی و علمی دانشگاهیبه شکل یک نرم افزار عمومی در آمده است و حتی می توان از طریق شبکه هایمحلی و یا جهانی از آن استفاده کرد.

رشته های مهندسی که در آنها از سیستم های اطلاعات جغرافیایی استفاده شده , عبارتند از:

1. آبیاری و زهکشی
2. آمار
3. آموزش
4.اطلاعات عمومی شهری
5. بانکداری
6. بهداشت و سلامتی
7. تجارت
8. توریسم
9. توسعه منطقه ای
10. تولید انرژی
11. تهیه نقشه به صورت اتوماتیک
12. جنگلداری
13. حمل و نقل
14. دولت ها , استانداری
15. رودخانه ها
16. ساختمان سازی
17. سرویس های اضطراری
18. سرویس های مالی
19. شبکه های آب و برق
20. شهرداری
21. فاضلاب , گاز
22. فرمانداری ها
23. کاربرد اراضی
24. کشاورزی
25. مخابرات
26. مدیریت زمین
27. مدیریت محیط زیست
28. معماری
29. منابع آب
30. منابع طبیعی
31. مهندسی عمران
32. هوا و فضا

منابع:
1.    آشنایی باArc View-GIS و برنامه های جنبی( Extentions ) , دکتر همایونمطیعی , دانشگاه صنعت آب و برق (شهید عباسپور ) , 1384
2.    اشاره ایبه سامانه های اطلاعات جغرافیاییGIS سامانه اطلاعات جغرافیایی برای برنامهریزی در سطح محلی , مهدی مدیری و خسرو خواجه , انتشارات سازمان جغرافیایینیروهای مسلح ,