بررسی کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس)
در ساماندهی مدارک علوم زمین موجود در مرکز اطلاعات و
مدارک علمی ایران
مهری صدیقی
چکیده
پیچیدگی، تنوع وحجم انبوه اطلاعات جغرافیایی ازیک سو
و تواناییهای رایانه درعرصة اطلاعات ازسوی دیگر، فلسفة وجودی سیستمهای اطلاعات
جغرافیایی(جی آی اس) را تبیین میکند.
ازآنجاکه بخش عمدة اطلاعات علوم زمین موجود در پایگاه
های مرکز اطلاعات و مدارک علمی ایران، شامل اطلاعات مکانی وتشریحی است، مناسب ورود
به سیستمهای اطلاعات جغرافیایی میباشد و میتوان این اطلاعات را آمادة استفاده در
این سیستمها نمود. پژوهش حاضر با این دیدگاه و با هدف بررسی کاربرد جی آی اس در
ساماندهی مدارک علوم زمین موجود در مرکز انجام شده است. در راستای رسیدن به این
هدف، پس ازگردآوری کلیه اطلاعات توصیفی و مکانی مورد نیاز مرتبط با علوم زمین از
پایگاه های مرکز،کار تفکیک،کنترل، دستهبندی وکدگذاری آنها برای ورود به سیستم
اطلاعات جغرافیایی انجام شد. به منظور ایجاد پایگاهی از اطلاعات فوق، با مجموعة
داده ها، لایه های اطلاعاتی مربوطه تشکیل شد و به منظور نمایش، تشریح و انجام
تحلیلهای لازم بر روی داده ها، مورد استفاده واقع گردید.
بدین وسیله علاوه بر دسترسی صحیح و سریع به داده های
مورد نیاز در یک حجم وسیع، امکان ارائه و به تصویرکشیدن اطلاعات مکانی و موضوعی در
قالب نقشه، جدول و نمودار، ویرایش و بهنگام نمودن داده ها ونیز امکان استفاده از
داده های موجود در جهت اهداف مختلف و براساس نیازهای گوناگون کاربران فراهم
میگردد. همچنین زمینهای برای شناساندن و معرفی قابلیتها و پتانسیلهای متعدد و در
عین حال، تشخیص خلأهای مطالعاتی مناطق مختلف جغرافیایی ایجاد خواهد شد. نهایتاً
بهمنظور تعمیم کاربرد این سیستم در ارتباط با دیگر اطلاعات موجود در پایگاه های
مرکز (که به نحوی با موقعیت مکانی در
ارتباطاند)، مدلی از فرایند انجام این طرح ارائه شده است.
کلیدواژه ها: سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس) /
پایگاه های اطلاعاتی/ اطلاعات توصیفی / اطلاعات مکانی
مقدمه
(جی آی اس) یک سیستم اطلاعاتی است
که پردازش آن بر روی اطلاعات مکان مرجع یا اطلاعات جغرافیایی است و به کسب اطلاعات
در رابطه با پدیده هایی میپردازد که بهنحوی با موقعیت مکانی در ارتباطاند.
بهکارگیری این ابزار با امکان استفاده در شبکه های اطلاعرسانی جهانی، یکی از زمینه
های مناسب و مساعد در جهت معرفی توانها و استعدادهای کشور در سطح جهانی است.گسترش
روزافزون شبکة کاربران این سیستمها از جمله نکات اساسی است که می تواند به
قابلیتها و تواناییهای این سیستم بیفزاید.
در حال حاضر از این سیستمها بسته به نیازهای هر منطقه
یا کشور در بخشهای مختلف (مانند مطالعات زیستمحیطی، برنامهریزی شهری و شهرداری،
خدمات ایمنی شهری، مدیریت حمل و نقل و ترافیک شهری، تهیة نقشه های پایه، مدیریت
کاربری اراضی، خدمات بانکی، خدمات پستی، مطالعات جمعیتی و مدیریت تأسیسات شهری مثل
برق، آب،گاز، و..) استفاده میشود و با گذشت زمان و
توسعة سیستمها، کاربرد جی آی اس به کلیة بخشهای مرتبط با زمین گسترش یافته است.
مطالعة حاضر نیز با در نظرگرفتن مسائل فوق درصدد است
ضمن معرفی بخشی از توانها و مزایای این سیستم در دسترسی سریع به اطلاعات، تحلیل
اطلاعات به طور یکجا و با هم، بهنگامسازی، دقت و سرعت بالای عمل، و ....، کاربرد و
نحوة استفاده از آن را در ارتباط با مجموعه اطلاعات علوم زمین موجود در پایگاه های
اطلاعاتی مرکز اطلاعات و مدارک علمی ایران مورد بررسی قرار دهد و ارزیابی نماید.
تاریخچة ایجاد جی آی اس (مروری بر مطالعات انجام شده)
ولین نمونه از یک جی آی اس ملّی، جی آی اس 2 کانادا است که از اواخر1960 به این طرف به صورت پیوسته
مورد استفاده قرار گرفته است. در ده ههای 1970 و1980
میلادی پیشرفتهای قابل ملاحظهای در فناوری جی آی اس به وجود آمد، به طوری که عبارت
«سیستم اطلاعات جغرافیایی» در مورد
مجموعه ابزارهایی برای تحلیل و نمایش نقشه ها و ادغام فنون و شیوه های آماری و
نقشهای و کاربرد فراگیرتر آن، بویژه برای تحلیل تأثیرات وخط مشیهای دولتی به
کارگرفته شد. در حالیکه سابقة فناوری جی آی اس درکشورهای غربی ازجمله کانادا
وآمریکا به بیش از40 سال میرسد، فناوری جی آی اس در اغلب کشورهای جهان سوم بسیار
جوان میباشد. از ویژگیهای جی آی اس در کشورهای غربی هماهنگی بین فناوری و آموزش
وکاربرد آن است، درحالی که درکشورهای جهان سوم، ورود فناوری قبل از آموزش و
مهارتاندوزی مربوط به آن صورت میگیرد.
در ایران، اولین مرکزی که به طور رسمی استفاده از
سیستم اطلاعات جغرافیایی را در کشور آغاز کرد سازمان نقشهبرداری کشور بود که در
سال 1369 براساس مصوبة مجلس شورای اسلامی، عهدهدار طرح به کارگیری این سیستم شد.
این سازمان در حال حاضر مشغول تهیة نقشه های توپوگرافی 25000:1 از عکسهای هوایی با
مقیاس 40000:1 میباشد و این فرصتی است برای تبدیل این نقشه ها به ساختارهای که
نیازهای رقومی و تأسیس پایگاه توپوگرافی
ملی کاربران را در زمینة جی آی اس برآورده میکند.
در همین راستا «شورای ملی کاربران سیستمهای اطلاعات
جغرافیایی» به منظور 4 سیاستگذاری،
برنامهریزی و هماهنگسازی فعالیتها در زمینة جی آی اس، تحلیل نیازمندیها و همچنین
بهرهبرداری شایسته از کلیة ظرفیتهای علمی، فنی و نیروی انسانی در راستای ایجاد و
به کارگیری جی آی اس و با توجه به وظایف سازمان نقشهبرداری کشور در خصوص تدوین و
ایجاد سیستمهای اطلاعات جغرافیایی ملی، در دی ماه 1372 تأسیس گردیده است.
فعالیتهای اجرایی پروژة ایجاد سیستم اطلاعات
جغرافیایی در وزارت صنایع و معادن، از فروردین 1371 آغاز گردید و هماکنون از این
سیستم به طور گسترده در ارتباط با فعالیتهای آن استفاده میگردد.
از دیگر مؤسساتی که در زمینة این سیستم فعالیت میکنند
میتوان شهرداری تهران، وزارت مسکن و شهرسازی، وزارت جهاد کشاورزی، مؤسسة بینالمللی
زلزلهشناسی و مهندسی زلزله، و سازمان جنگلها و مراتع را نام برد. در دانشگاه های
کشور تاکنون از این سیستم، چنان که باید، به عنوان یک فناوری با قابلیت بسیار بالا
برای در اختیار قراردادن طراحی پروژه ها و کاربرد آن در رشته های مختلف استفاده
نگردیده است.
در زیر به نتایج برخی از مطالعات انجام شده در این
زمینه اشاره میگردد:
«پرهیزکار» (1376 (در پایاننامة
دکتری خود با عنوان «ارائة الگوی مناسب مکانگزینی مراکز خدمات شهری با تحقیق در
مدلها و جی آی اس شهری» مشخص نموده است که جی آی اس،
توانمندیها و قابلیتهای فوقالعادهای در جمعآوری، ذخیره، بازیابی، به روزکردن،
کنترل، ادغام، تحلیل، مدلسازی و نمایش داده های جغرافیایی به صور گوناگون دارد و
میتواند متغیرهای کمی و کیفی متعدد و با ابعاد گسترده را در تصمیمگیریها و مدیریت
شهری دخالت دهد.
«علی گلی» (1378 (در تحقیقی دیگر
با عنوان «طراحی سیستم اطلاعات منطقهای با
به کارگیری سیستم اطلاعات جغرافیایی در محیط شبکة اطلاعرسانی جهانی»، بدین نتیجه
رسیده است که بهرهگیری از داده های فناوریهای جدید مانند سنجش از دور، سیستم
اطلاعات جغرافیایی و سیستم موقعیتیابی جهانی در سیستم اطلاعات منطقهای، بستر و
زمینة مناسبتری را در جهت شناسایی مشکلات و توانهای مناطق فراهم میآورد.
«بهبودی» (1380 (در پایاننامة
خودکه با طرح مسئلة «کاربرد جی آی اس در تحلیل شهرهای باستانی» تدوین شده است، به بررسی مبانی نظری سیستمهای اطلاعات
جغرافیایی و جنبه های کاربردی این فناوری در باستانشناسی میپردازد و نهایتاً با در
نظرگرفتن توانایی و قابلیتهای جی آی اس که در محیط 6» ،
آرک ویو» 5 نرمافزارهای «آرک اینفو» و «آیدیریسی مهیا بوده است،
ویژگیهای طبیعی و جزئیات 7 دبلیو» ساختمانی محوطة باستانی بسطام را
مورد تجزیه و تحلیل قرار میدهد و سپس به صورت سه بعدی به معرض نمایش در میآورد.
«رنجبران» (1380 (در پایاننامة خود
با هدف «ارائه یک ساختار مناسب برای
پشتیبانی در تصمیمگیری و برنامهریزی شهر» ضمن مقایسة سیستمهای اطلاعاتی به صورت
ریشهای، تواناییهای جی آی اس را به عنوان سیستم فضایی پشتیبان تصمیمگیری مشخص
نموده است.
تعاریف جی آی اس
از ابتدای شکلگیری سیستمهای اطلاعات جغرافیایی، با
توجه به گستردگی اطلاعات و تنوع کاربردهای آن در رشته های مختلف، تعاریف متفاوتی
از این سیستمها ارائه شده است که به نمونه هایی از آنها اشاره میگردد:
سیستم اطلاعات جغرافیایی،
مجموعهای از ابزار قدرتمند برای ذخیره و بازیابی اطلاعات در آینده، تبدیل و نمایش
داده های فضایی از جهان واقعی است (بارو، 1986)
سیستم اطلاعات جغرافیایی یک سیستم سختافزاری و
نرمافزاری رایانهای است که به منظور دسترسی، نگهداری و استفاده از داده های
کارتوگرافی طراحی گردیده است (تاملین،1990 .(
سیستم اطلاعات جغرافیایی، سیستمی
است براساس رایانه برای جمعآوری، ذخیرهسازی، کنترل، بازیابی، به روزکردن، ادغام،
پردازش، تحلیل، مدلسازی و نمایش داده های جغرافیایی به صور گوناگون (پرهیزکار، 1376 .(
سیستم اطلاعات جغرافیایی یک سیستم
پایگاه داده ها دارای مشخصات فضایی (y|x (است و مجموعهای
از روشها برای پاسخگویی به سؤالات در آن قابل اجرا میباشد (علیمحمدی، 1376 .(
سیستم اطلاعات جغرافیایی، یک
سیستم مدیریت پایگاه اطلاعات برای واردکردن، ذخیره، بازیافت، تحلیل و نمایش
اطلاعات فضایی (بعد مکانی) می باشد (بنیاد ملی علوم).
عناصراصلی تشکیل دهندة سیستمهای اطلاعات جغرافیایی
جی آی اس بر روی هرمی با چهار طبقة زیربنایی ساخته
شده است:
سختافزار: با توجه به مرحلهای که مطالعات در آن قرار
دارد، کاربران میتوانند از سختافزارهای موجود در دستهبندی زیر استفاده نمایند:
سختافزارهای
مرتبط با ورود اطلاعات (صفحه کلید، رقومیکننده، اسکنر، و ...)،
سخت افزارهای مرتبط
با مدیریت اطلاعات (سختافزارهای جانبی رایانه ها
مانند ماوس، ...)،
سختافزارهای مرتبط
با خروج نتایج (چاپگرها، رسامها، و ...).
نرم افزار: برای راه اندازی جی آی
اس برنامه رایانهای لازم است. از معروفترین آنها میتوان به «آرک
اینفو»، «آرک ویو»، «اسپانز 9» ،« مپ اینفو 8 « اشاره نمود که دارای توابع
عملیاتی متعدد در جهت تجزیه و تحلیل مسائل و محاسبات آماری هستند و عمدتاً توسط
شرکتهای بزرگ رایانهای تولید میگردند. هر یک از این نرمافزارها برای مطالعات خاصی
برنامهریزی شده و دارای محدودیتها و محاسن خاص خود میباشند. در این پژوهش از دو
نمونه از نرمافزارهای رایج این سیستم (یعنی«آرک اینفو» و «آرک
ویو» استفاده شده است.
اطلاعات: بدون اطلاعات نه هدفی
وجود دارد و نه پیشنهادی. تمرکز توجه روی اطلاعات است. در واقع اکثر فعالیتها برای
اطلاعات انجام میشود، زیرا اطلاعات قلب جی آی اس را تشکیل میدهد. کیفیت اطلاعات
یکی از مهمترین موضوعات قابل توجه و اساسی میباشد. کیفیت اطلاعات در ارتباط مستقیم
با دقت، صراحت، مبانی علمی، ترکیب اطلاعات، و تحلیل و مدلسازی است.
سازمان و نیروی انسانی: مهمترین
بخش تشکیلدهندة جی آی اس میباشد، زیرا سازمان و نیروی انسانی است که عملیات جی آی
اس را کنترل میکند. سختافزارها و نرمافزارهای بسیار
قوی جی آی اس بدون پشتیباتی کادر متبحر، به کارآیی مناسب نخواهند رسید. برای اجرای
موفق سیستم، سازماندهی نیروهای متخصص و کارآمد که در جهت اجرا، بهینه نمودن و
نهایتاً راهبری سیستمها نقشهای گوناگونی را ایفا مینمایند، الزامی است.
فرآیند تحلیل اطلاعات در سیستم اطلاعات جغرافیایی
جی آی اس یک سیستم رایانهای است که چهار قابلیت اساسی
را در رابطه با داده های زمین مرجع فراهم میآورد.
1 .ورودی داده ها،
2 .مدیریت داده ها،
3 .پردازش و تحلیل داده ها،
4 .خروجی داده ها.
شکل زیر نحوة ارتباط این اجزا را در کل سیستم نشان
میدهد.
کاربردها و تواناییهای سیستمهای اطلاعات جغرافیایی
بطور اجمال قابلیتهای جی آی اس نسبت به سیستمهای
اطلاعاتی مشابه و روشهای دستی را میتوان به شرح زیر بیان داشت:
قابلیت جمعآوری، ذخیره، بازیابی و
تجزیه و تحلیل اطلاعات با حجم زیاد؛
قابلیت برقراری ارتباط بین
اطلاعات جغرافیایی (نقشه) و اطلاعات غیرجغرافیایی(جداول اطلاعاتی) و ایجاد امکانات
تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی با استفاده از اطلاعات غیرجغرافیایی و بالعکس؛
توانایی انجام طیف وسیعی از تحلیلها
مانند: روی هم قراردادن لایه ها،
پیداکردن اشیای مختلف با استفاده از خاصیت نزدیکی آنها به یک شیء خاص، شبیهسازی،
محاسبة تعداد دفعات وقوع یک حادثه در فاصلة مشخص از نقطه یا نقاط معین، و ...؛
داشتن دقت، کارآیی، سرعت عمل زیاد
و سهولت در بهنگامسازی داده ها؛
توانایی انجام محاسبات آماری
مانند محاسبة مساحت و محیط پدیده های مشخص شده؛
قابلیت ردیابی و بررسی تغییرات
مکانهای جغرافیایی در طول زمان؛
قابلیت استفاده برای مکانیابی
پروژه های مختلف.
روش و مدل پژوهش
این پژوهش از نوع توصیفی ـ تحلیلی است و بطور خلاصه
شامل مراحل زیر میگردد:
1 .جمعآوری اطلاعات و داده های مناسب
و مورد نیاز، شامل اطلاعات توصیفی و اطلاعات مکانی؛
2 .پیشپردازش اطلاعات؛
3 .مدیریت داده ها و تجزیه و تحلیل
آنها؛
4 .تولید خروجیها.
گردآوری اطلاعات
داده هایی که باید در یک جی آی اس وارد شوند دو نوع
هستند:
1 .داده های توصیفی که بیانگر
ویژگیها و خصوصیات عوارض هستند،
2 .داده های مکانی که نشاندهنده
موقعیت و شکل عوارض میباشند
1 .داده های توصیفی
در این پژوهش، با توجه به نوع مدارک مورد بررسی،
اطلاعات مورد نیاز جهت ورود به سیستم عبارتاند از:
شمارة مدرک نویسنده (نام و نام خانوادگی) موضوع تحقیق مختصات جغرافیایی سال انجام تحقیق دانشگاه یا
سازمان انجامدهندة تحقیق کد مدرک.
به منظور دسترسی به اطلاعات فوق، ابتدا با جستجو در
پایگاه های اطلاعاتی مرکز، کلیة اطلاعات مربوط به علوم زمین (به ترتیب در پایگاه های
اطلاعاتی پایاننامه های فارسی و لاتین، مقالات سمینارها، مقالات مجلات، گزارش،
طرحهای پژوهشی، اطلاعات سازمان مدیریت، اطلاعات خزر و اطلاعات جدید) مورد بازنگری
قرارگرفت.
پس از تفکیک،کنترل و دستهبندی مجموعه اطلاعات موجود،
مجموعاً تعداد 739 مدرک (شامل464 پایاننامة فارسی، 33 پایاننامة لاتین، 170 مقالة
سمینار، 55 مقالة مجله، 9 طرح پژوهشی، 3 گزارش و 5 مدرک
خزر)، برای استخراج اطلاعات و ورود به سیستم، مناسب تشخیص داده شد.
دیگر مدارک علوم زمین موجود، به دلایل زیر امکان
استفاده و نمایش در سیستم را نداشتند:
1 .نبود اطلاعات مکاندار در برخی از
مدارک، 2 .عدم دسترسی به اصل بخش قابل توجهی
از مدارک نظیر طرحهای تحقیقاتی، گزارشها، اطلاعات خزر، سازمان مدیریت، و...، 3 .نبود
اطلاعات دقیق جغرافیایی (مکانی) در برخی متون، 4 .تکراری
بودن برخی از مدارک.
2 .داده های مکانی
داده های مکانی به اطلاعاتی گفته میشود که دربارة
مکان، شکل، و روابط میان عوارض جغرافیایی در سطحی از زمین و بر روی نقشه هستند و
معمولاً به صورت مختصات ذخیره میگردند. کیفیت این داده ها تأثیر بسزایی در تجزیه و
تحلیل داده های به کار رفته در تشکیل بانک اطلاعاتی خواهد داشت.
در این پژوهش، اطلاعات مکانی لازم برای ورود به سیستم
عبارتاند از:
الف. مختصات (طول و عرض جغرافیایی) مناطق مورد مطالعه (ثبتشده در مدارک)، که توسط صفحه کلید
به سیستم منتقل گردیدند؛
ب. نقشه های جغرافیایی پیوست شده به برخی از مدارک،
که اسکن شدند و توسط یک کد شناسایی10 کاراکتری که به هر یک از مدارک تخصیص داده
شده و با مسیردهی لازم به داده های توصیفی مربوط به خود، متصل گردیدند؛
ج. لایه های اطلاعاتی شامل نقشه های استانها،
شهرستانها، شهرها، دریاچه ها، مراکز استانها و نقشة زمینشناسی ایران، که همگی
دارای مقیاس 250000:1 ،و به شکل استاندارد موجود میباشند و میتوانند برای اهداف
مختلف، مورد استفادة کاربران قرار گیرند. با هماهنگیهای به عملآمده، لایه های
اطلاعاتی فوق از طریق وزارت صنایع و معادن (که تجارب متعددی در امر جی آی اس دارد،
تهیه گردیده و برای انجام عملیات لازم به سیستم وارد گردیدند.
ایجاد پایگاه اطلاعات توصیفی
در این پژوهش، به منظور ایجاد پایگاهی از داده های
توصیفی، کلیة داده های موجود (اعم از پایان نامه های فارسی و لاتین، مقالات
سمینارها، مقالات مجلات، گزارشها و ...)، که در مرحلة قبل گزینش و 10 تفکیک شده بودند، به کمک نرمافزار «اکسس » به 11 محیط این
نرمافزار وارد شد و به فرمت«دیبیاف » و در قالب 3 گروه جداول و فرمها
13 ، گزارشها 12 14 سازماندهی گردیدند.
همانگونه که اشاره شد، برای مرتبط ساختن این داده ها
با نقشه های اسکنشدة آنها، هر یک از داده ها در فایل مربوطه مسیردهی شد و با نقشة
مربوط به خود مرتبط گردید. بدین ترتیب در این پایگاه اطلاعاتی، کاربران میتوانند
ضمن مشاهدة اطلاعات توصیفی مدارک، با کلیککردن بر روی شناسة (کد) مورد نظر خود، نقشهای از منطقة مورد مطالعه را نیز دریافت
نمایند.
خلاصة اقدامات انجامشده به کمک نرمافزارهای موجود
همانگونه که قبلاً ذکر شد در نخستین مرحله با استفاده
از نرمافزار «آرک اینفو» 7 لایة اطلاعاتی شامل انواع مدارک مورد مطالعه (یعنی
پایاننامه های فارسی، پایاننامه های لاتین، مقالات سمینارها، مقالات مجلات، طرحهای
پژوهشی، و اطلاعات خزر) ایجاد گردید. مختصات جغرافیایی مدارک فوق نیز توسط همین
نرمافزار وارد سیستم گردید.
مرحلة بعد ورود جداول اطلاعاتی مربوط به لایه های فوق
(که قبلاً با استفاده از نرمافزار «اکسس» تهیه
شده بود)، به محیط «آرک اینفو» میباشد. نظر به این که اطلاعات توصیفی مربوط به این
پژوهش به زبان فارسی میباشند و در نرمافزار «آرک اینفو (نگارش 2/3 «(برای اطلاعات متنی و اتصال آنها به محیط گرافیک به
زبان فارسی، تدبیری اتخاذ نشده است، به ناچار این قسمت از اطلاعات با استفاده از
نرمافزار 15» فاکس پرو » ابتدا
به زبان فارسی تبدیل گردید و سپس به محیط «آرک اینفو» وارد شد.
با توجه به نوع داده های مورد بررسی، پایگاه فوق شامل
7 فیلد میباشدکه عبارتاند از: شماره مدرک، نویسنده (نام و
نامخانوادگی)، موضوع تحقیق، مختصات جغرافیایی، سال انجام تحقیق، دانشگاه یا سازمان
انجامدهندة تحقیق، کد مدرک.
به استثنای فیلد «مختصات جغرافیایی» که ورود اطلاعات
آن به صورت دستی انجام میگیرد، امکان انجام عملیات بر روی همة فیلدهای فوق وجود
دارد. در حال حاضر با نرمافزارهای موجود، واردکردن مختصات جغرافیایی به صورت
مکانیزه ممکن نیست، ولی با برنامهنویسی این امر میسرخواهدگردید.
لایه های اطلاعاتی پس از انجام سازماندهیهای لازم، به
محیط «آرک ویو» منتقل گردیدند. در این مرحله لایه های فوق برای تجزیه و تحلیل از
طریق اجرای عملیات و توابع تحلیلی جی آی اس و نیز برای استخراج جهت کاربردهای
مختلف، آماده میباشند.
توابع تحلیلی برروی اطلاعات
اصولاً آنچه یک جی آی اس را از دیگر سیستمهای
اطلاعاتی متمایز میسازد، وجود توابع تحلیل مکانی در این سیستم است. با به کاربردن
توابع و اعمال مختلف و منطقی دیگر (مدیریت داده ها، انتخاب مدلهای مناسب، و...)،
پایگاه اطلاعاتی آماده جوابگویی به پرسشها و نیازهای استفادهکنندگان میگردد.
اصولاً بعضی توابع تحلیلی (نظیر ویرایشها، تبدیلات هندسی، فرمت، و...) برای ایجاد
پایگاه داده ها لازم است و داده ها را آماده برای تجزیه و تحلیلهای کاربردی بعدی
میسازد. توابع تحلیلی از لحاظ نوع عملیات خاص بر روی انواع مختلف داده ها در سه
بخش مورد بررسی قرار میگیرند: 1 .توابع تحلیلی داده های مکانی، 2 .توابع
تحلیلی داده های توصیفی، 3 .توابع تحلیلی داده های مکانی و
توصیفی،
نظر به اینکه خروجی داده ها در یک جی آی اس جدای از
نمایش و ذخیرة اطلاعات است و نیاز به آمادهسازیهای خاص خود دارد، به این سه بخش،
یک نوع دیگر از توابع به نام «توابع آمادهسازی داده ها برای اخذ خروجیهای مختلف»
را اضافه مینمایند. در این پژوهش به تناسب نوع داده های مورد بررسی، از برخی از
توابع تحلیلی استفاده شده است که در زیر شرح داده میشوند.
1 .توابع تحلیلی برروی داده های
مکانی
این توابع معمولاً برای انتقال داده های مکانی،
ویرایش آنها و توانایی تبدیل ساختار داده ها به ساختار مورد استفاده در سیستم به
کار میروند. این توابع اصولاً با داده های مکانی ارتباط دارند و ممکن است در بعضی
موارد به داده های توصیفی و غیرمکانی نیز رجوع داشته باشند. در جی آی اسهای مختلف
راه های فراهم کردن این توابع متفاوت است، ولی در تمام آنها توانایی تبدیل ساختار
داده های اصلی به ساختار داده های مورد استفاده در سیستم و ویرایش آن فایلها و
امکان ایجاد ارتباط (فرمتهای ورودی و خروجی) با سایر جی آی اسها وجود دارد.
2 .توابع تحلیلی بر روی داده های
توصیفی
این گروه از توابع به منظور ویرایش و بررسی و تجزیه و
تحلیل داده های توصیفی و غیرمکانی مورد استفاده قرار میگیرند. بسیاری از تجزیه و
تحلیلها را میتوان به کمک این توابع با سرعت بالایی انجام داد. برخی از این دسته توابع عبارتاند از:
21 .توابع ویرایش داده های توصیفی:
این توابع امکان میدهند که مشخصات توصیفی را بازیابی و بررسی کنیم و تغییر دهیم.
اضافه کردن آیتمها و رکوردهای جداول یا اضافه کردن جداول تشریحی جدید یا اتصال
فایلها به وسیلة فرامین مختلف، در سیستمهای نرمافزاری قابل اجرا خواهند بود. اتصال
فایلها از قابلیتهای مهم این توابع است.
22 .توابع پرسشی در مورد اطلاعات
توصیفی: این توابع، اطلاعات موجود در
پایگاه داده های توصیفی را به وسیلة فرد استفاده کننده براساس شرایط انتخاب شده،
بازیابی میکنند. جستجوهای انتخابی را میتوان در یک تا چند لایه از اطلاعات انجام
داد و نتایج، به صورت گزارشی از جداول باشدکه این جداول را میتوان ذخیره کرد و
بعداً مورد استفاده قرار داد. دو نوع کلی جستجو به وسیلة جی آی
اس صورت میگیرد که عبارتاند از جستجوی مکانی و جستجوی غیرمکانی. جستجوهای
غیرمکانی، سؤالاتی در مورد توصیفهای عوارض به شمار میآیند. مثلاً این سؤال که «تعداد پایاننامه های مرتبط با موضوع پترولوژی چقدراست؟» یک
جستجوی غیرمکانی است؛ زیرا نه سؤال و نه جواب، مستلزم تحلیل مؤلفة مکانی داده ها
نیستند. این جستجو به تنهایی به وسیلة نرمافزار پایگاه داده ها انجام میگیرد. در
مقابل، این سؤال که «نحوة توزیع مکانی پایاننامه های پترولوژی در سطح کشور چگونه
است؟»، چون نیازمند اطلاعاتی دربارة مکان است یک جستجوی مکانی به شمار میآید
شیوة تعیین جستجو در جی آی اس ممکن است کاملاً تعاملی
باشد. کاربران میتوانند بر روی صفحة رایانه، نقشه را بررسی کنند یا به وسیلة
یادآورها و سازنده های جستجو، در پایگاه های داده ها به تفحص بپردازند. کاربر
میتواند عارضهای را بر روی صفحة رایانه انتخاب کند و جواب «مشخصات این عارضه چیست؟» را به دست آورد. جستجوهای منفرد با هم تلفیق میشوند و
عوارضی را در پایگاه داده ها نشان میدهند که با دو یا چند معیار مکانی و غیرمکانی
در مطابقتاند. مثلاً برای پاسخگویی به این سؤال
که «نحوة توزیع منطقة تحقیق پایاننامه های پترولوژی مربوط به دانشگاه تهران چگونه
است؟» «اغلب از عملگرهای بولی برای تلفیق جستجوهایی با این ماهیت استفاده میشود. این عملگرها از عملیات AND،
NOT ،OR،XOR استفاده
میکنند که برای تلفیق مجموعه داده های متفاوت در همپوشی نیز به کار میروند (شکل
شماره 2 .(از عملگرهای بولی باید با دقٌت
استفاده کرد، زیرا این سؤال که «نحوة توزیع منطقة تحقیق پایاننامه های پترولوژی AND مربوط
به دانشگاه تهران چگونه است؟» جوابی متفاوت از این سؤال که «نحوة توزیع منطقة
تحقیق پایان نامه های پترولوژی OR مربوط به دانشگاه تهران چگونه
است؟» خواهد داشت. بدیهی است دومین جستجو، مناطق
بیشتری را معرفی خواهد کرد.
3 .توابع تحلیلی برروی داده های
مکانی وتوصیفی
قدرت یک جی آی اس در ادغام توابع تحلیلی توصیفی با
توابع تحلیلی مکانی است، یعنی این که مثلاً با استفاده از توابع تحلیلی توصیفی و
استفاده از توابع تحلیلی مکانی، بتوانیم منطقهای را در محیط گرافیکی که دارای
مشخصات مورد نظر است مشخص کنیم. این قابلیت، سیستمهای جی آی اس را از سیستمهای که
فقط برای کار بر روی داده های 17 خودکار تهیة نقشه مکانی اختصاص یافتهاند، متمایز
میسازد. این توابع به زیر گروه هایی به شرح زیر تقسیم میگردند:
31 .بازیابی، طبقهبندی و اندازهگیری:
با این توابع، داده های توصیفی و مکانی بازیابی میشوند، اما فقط داده های توصیفی
طبقهبندی میشوند یا ایجاد میگردند. تغییری در موقعیت عناصر فضایی پیش نمیآید و هیچ
عنصر فضایی جدیدی ایجاد نخواهد شد:
توابع بازیابی: عملیات بازیابی بر
روی داده های توصیفی و مکانی، شامل همان توابع پرسشی در داده های توصیفی میشود که
در صفحات قبل مورد بحث قرار گرفت، به انضمام آنکه اطلاعات گرافیکی نیز به همراه
انتخابهایمان بر روی صفحة نمایشگر ظاهر خواهند شد. ایجاد نقشه های منطقه و خروجی
گرفتن از داده ها جزو اعمال این توابع محسوب می شوند .
توابع طبقهبندی: طبقهبندی یکی از
سادهترین توابع به کارگرفته شده در پایگاه داده ها است. این عمل را میتوان در روی
یک لایة منفرد از داده ها صورت داد، که در این حالت فرآیند طبقهبندی شامل پیداکردن
مشخصات توصیفی لایة داده ها و نسبتدادن عوارض به هر مشخصه است. طبقهبندی را میتوان
در حالت پیچیدهتر، در روی چند لایهای که بر روی هم قرار داده شدهاند، انجام داد.
مثلاً در این پژوهش میتوان مجموعة مدارک موجود را به
تفکیک برحسب موضوع، محل یا سال تحقیق، طبقهبندی نمود و نمایش داد. شکل شماره 3
نحوة توزیع منطقة تحقیق پایاننامه های فارسی علوم زمین را برحسب موضوع نشان میدهد.
توابع اندازهگیری: هر جی آی اس
توابعی برای اندازهگیری فراهم میکند. اندازهگیریها شامل فاصلة بین نقاط، طول خطوط،
محیط و مساحت پلیگونها میباشد. 32 .عملیات قراردادن لایه ها بر روی
یکدیگر: این عملیات برای ادغام وترکیب
اطلاعات لایه های مختلف و بهوجودآوردن لایه ها و اطلاعات جدید، امری ضروری است.
عملیات انطباق لایه های اطلاعاتی به دو صورت منطقی یا حسابی به کارگرفته میشود.
عملیات حسابی (عملیاتهایی نظیر جمع، ضرب، تفریق و تقسیم مقادیر) در یک لایه از داده
ها هستند و عملیات منطقی شامل انطباق یافتن آن مناطقی است که در آنها، مجموعهای
مشخص از شرایط مورد نیاز کاربران یا عوارض دیگر وجود داشته باشد. ضرورت استفاده از
انطباق لایه های اطلاعاتی، در مورد انتخابها و پرسشهایی از مناطق یا لایه های
مختلف صورت میگیرد که وجوه مشترک خاصی را دارا میباشند. در این صورت سیستم ابتدا
باید در جداول عوارض لایه ها، جستجو را انجام دهد، سپس نقاط خواسته شده را از چند
لایه انتخاب کند و با روی هم انداختن آنها، آنها را به نمایش بگذارد. وجه مشترک
اصولاً میتواند مکان قرارگرفتن لایه ها باشد. با داشتن لایه های منطبق شده بر
یکدیگر، پایگاه اطلاعاتی تا حد زیادی تکمیل شده است و اطلاعات بسیار زیادی از لایه
های انتخاب شده را میتوان استخراج کرد.
همانگونه که در صفحات پیشین اشاره شد، با توجه به نوع
داده ها و لایه های اطلاعاتی در این پژوهش، از برخی از توابع فوق استفاده نشده
است. در صورت لزوم و به تناسب نیازهای موجود، میتوان با اضافه نمودن لایه های
اطلاعاتی دیگر و به کمک توابع فوق، تجزیه و تحلیلهای بسیاری را در ارتباط با مدارک
انجام داد. مثلاً با اضافه نمودن انواع نقشه های زمینشناسی به مجموعة فوق، میتوان
تحلیلهای مفیدی از (قبیل بررسی مطالعات انجام شده در مناطق حادثهخیز (زلزله، سیل و
...) یا تحقیقات در مناطق معدنی و دارای پتانسیل اقتصادی، و نظایر آنها) را به
انجام رساند.
محصولات خروجی
یک سیستم اطلاعات جغرافیایی باید شامل نرمافزار لازم
برای نمایش نقشه ها، نمودارها و جداول مختلف به صورتهای گوناگون باشد. فنون نقشه
نگاشتی باید این زمینه را فراهم کنند تا بتوان انواع نقشه هایی را که مبین توزیع
فضایی پدیده های مختلف هستند، به سادگی تولید کرد. انتخاب نوع نمایش این خروجیها
به عوامل مختلفی وابسته است که عبارتاند از: طبیعت خود داده ها، توان تفکیک و
مقیاس مورد نیاز، محدودیتهای سختافزاری و نرمافزاری و همچنین تعداد متقاضیان
محصولات خروجی. علاوه بر این ما باید قادر باشیم محصولات غیرگرافیکی را نیز در
خروجی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی تولید کنیم. چنین
خروجیهایی برای انتقال اطلاعات بین سیستمهای مختلف پردازشگر و همچنین برای نگهداری
اطلاعات به مدت طولانی به کار میروند. در حالت کلی، خروجیها به دو دسته تقسیم
میشوند:
1 .خروجیهای کاغذی از قبیل نقشه های
موضوعی، نمودارها، جداول و گزارشهای آماری که از طریق چاپگر یا پلاتر تهیه میشوند،
2 .خروجیهای غیرکاغذی که در آن،
اطلاعات تولیدشده بر روی صفحة نمایش دیده میشود. این نوع خروجی برای استفاده از
آخرین پردازشها و تحلیلها مورد استفاده قرار میگیرد
در تحقیق حاضر، پس از انجام تحلیلهای لازم بر روی داده
ها، از نقشه های ایجاد شده در محیط «آرک ویو»، خروجی تهیه شد که در این مرحله جدول
راهنما، عنوان نقشه، علامت شمال جغرافیایی و همچنین مقیاس برای نقشه ها تعریف
گردید و در مرحله آخر از آنها چاپ گرفته شد.
1 .نقشه های موضوعی
در نقشه های موضوعی ساختار یک توزیع داده که ویژگی
داده ها را به عنوان تشکیلدهندة روابط درونی بین قسمتهای مختلف آنها نشان میدهد،
ترسیم میشود. نقشه های موضوعی را میتوان برای توصیف محدودة وسیعی از پدیده های
مختلف مورد استفاده قرار داد. از جمله نقشه های موضوعی، میتوان به نقشه هایی که
پراکندگی نوع خاصی از داده ها را نشان میدهند، اشاره نمود.
در این پژوهش، توزیع پراکندگی جغرافیایی انواع مدارک
مرتبط با علوم زمین برحسب پارامترهای مختلف را میتوان به صورت همزمان در کلیة
استانهای کشور یا به تفکیک در هر یک از استانها نمایش داد. مثلاً شکل شماره 4
توزیع پراکندگی پایاننامه های فارسی علوم زمین برحسب موضوع را در استان خراسان
نشان میدهد. در شکل شماره 5 نحوة پراکندگی مدارک (پایاننامه های فارسی) برحسب سال
انجام تحقیق در استان اصفهان نشان داده شده است. در شکل
شماره 6 نحوة پراکندگی مطالعات انجام شده دربارة برخی آیتمهای مهم زمینشناسی
(استخراج شده از مدارک) نظیر زلزله، و وجود عناصر فلزی همچون مس و طلا نشان داده شده
است. شکل شماره 7 نشان دهندة موقعیت مکانی مطالعات زمینشناسی با توجه به نوع
سنگهای منطقه در استان سمنان میباشد.
نتایج
بعد از انجام مراحل مختلف جمعآوری داده ها، ورود
اطلاعات به سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدیریت سیستم و در نهایت تولید خروجیها، این
نتایج حاصل گردید:
1 .با توجه به قابلیتهای سیستمهای
اطلاعات جغرافیایی برای ذخیره، نمایش و تحلیل اطلاعات مکانی و توصیفی، میتوان بانک
اطلاعاتی جامع و کاملی از داده های علوم زمین ایجاد نمود. این پایگاه های اطلاعاتی
قادر هستند مقدار نامحدودی اطلاعات مکانی (اعم از نقشه ها و تصاویر) و اطلاعات
توصیفی (شامل شرح مشخصات کتابشناختی مدارک) را در
خود جای دهند و کاربران میتوانند در هر زمان، داده های مورد نظرشان را از پایگاه
اطلاعاتی انتخاب، حذف، اضافه و ویرایش نمایند و مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند، و
در نهایت خروجیهای دلخواه را تهیه و ارائه نمایند.
2 .در این سیستم، انواع داده های
موجود در پایگاه های مختلف مرکز (در حوزة علوم زمین)، به صورت همزمان قابل نمایش،
بررسی و تحلیل میباشند. بدین ترتیب امکان مقایسة این داده
ها با یکدیگر از ابعاد مختلف (موضوع، سال تحقیق، محل تحقیق، و ....) وجود خواهد داشت.
3 .به سهولت میتوان پراکندگی
جغرافیایی انواع داده ها را بررسی نمود و موقعیتها و مناطق جغرافیایی را که از
نقطهنظر زمینشناسی و شاخه های مرتبط با آن کمتر مورد بررسی و مطالعه قرارگرفتهاند،
شناسایی و برای انجام تحقیقات لازم، به کاربران معرفی نمود.
4 .با به کاربردن توابع تجزیه و
تحلیل این سیستم و اعمال مختلف و منطقی دیگر (مدیریت داده ها، انتخاب مدلهای
مناسب، و ...)، پایگاه اطلاعاتی آمادة جوابگویی به پرسشها و نیازهای
استفادهکنندگان قرار میگردد و به تناسب نیازهای موجود، میتوان تجزیه و تحلیلهای
بسیاری را در ارتباط با مدارک جام داد. مثلاً با اضافهنمودن انواع نقشه های
زمینشناسی به مجموعة فوق، میتوان تحلیلهای مفیدی از قبیل بررسی مطالعات انجام شده
در مناطق حادثهخیز (زلزله، سیل، و ...) یا تحقیقات در مناطق معدنی و دارای پتانسیل
اقتصادی و نظایر آن را به انجام رساند.
5 .الگوی مورد استفاده در این پژوهش
که در آن فرآیند انجام کار نشان داده شده است، میتواند به عنوان مدلی برای دیگر
اطلاعات مکاندار موجود در پایگاه های مرکز اطلاعات و مدارک علمی ایران به کار رود.
زمینه های گسترش و تقویت موضوع پژوهش
انجام کامل فرآیند کاربرد جی آی
اس در ارتباط با ساماندهی اطلاعات مکاندار موجود در پایگاه های مرکز اطلاعات، با
استفاده از الگوی پیشنهادی برای بررسی قابلیت و میزان کارآیی این الگو؛
اضافهکردن فیلد «مختصات
جغرافیایی» به مجموعه فیلدهای هر یک از پایگاه های مرکز و الزام به تکمیل آن با
توجه به اطلاعات مندرج در مدارک مربوطه؛
برقراری ارتباط بین پایگاه های
اطلاعاتی مرکز و سیستم اطلاعات جغرافیایی از طریق ایجاد یک فیلد مشترک؛
ماشینیکردن فرآیند ورود اطلاعات
رقومی (نظیر مختصات جغرافیایی ثبت شده در
پایگاه های اطلاعات) به سیستم اطلاعات جغرافیایی، با برنامهنویسی مناسب؛پ
برقراری یک دورة آموزش مقدماتی و
عملی جی آی اس در مرکز برای آشنایی با قابلیتهای این سیستم و به کارگیری آن درحوزه
های مورد نیاز.
پیشنهادهای اجرایی در خصوص پژوهشهای مرتبط با جی آی
اس
درخاتمه به برخی زمینه های عملی که در پژوهشهای مرتبط
با جی آی اس مؤثر خواهند بود اشاره میکنیم:
تدوین استانداردهای قابل قبول
برای تولید اطلاعات و نقشه، تخصیص بودجة لازم برای تشکیل جی
آی اس در سازمانها و ارگانها، تقویت تخصص رایانه و فناوری
سختافزار، اقدام به تهیه و توسعة
نرمافزارهای فارسی به منظور کاهش هزینه ها و راحتی کاربران، اشاعة
فرهنگ استفادة صحیح و کارآمد از نرمافزارهای موجود و رعایت حق تألیف، که این امر
خود به توسعة نرمافزارهای فارسی کمک مینماید، ایجاد
یا تقویت رشتة جی آی اس در دانشگاه ها و استفاده از متخصصان با تجربه در این
زمینه، انتشار مجلات و خبرنامه در زمینة جی
آی اس، برقراری سمینار و کنفرانس برای
آشنایی هر چه بیشتر با گرایشهای مختلف، آموزش
بموقع نیروی متخصص قبل از خرید و راهاندازی فناوری جی آی اس.