ندى الورد
05-14-2012, 10:17 AM
تصنف برمجيات GIS في عدة أصناف وذلك تبعاً لطبيعة البيانات التي تستطيع التعامل معها، ومستوى الوظائف التي تقدمها، والبيئة التي تعمل فيها،.
ESRI
ArcIMS وArcSDE
ArcInfo
ArcView
ArcExplorer
ArcPad
MapObjects
Autodesk
GIS Design Server
Autodesk Map
Autodesk World
MapGuide Viewer
OnSite
-
MapInfo
SpatialWare وMapXtreme
-MapInfo Professional
Pro Viewer
miAware
MapX
Intergraph
GeoMedia Professional
GeoMedia
تعريفات
GIS
نظام معلومات جغرافية مجموعة منظمة من الحواسيب والعتاد والبرمجيات والبيانات الجغرافية والموظفين، مصممة لالتقاط وتخزين وتحديث ومعالجة وتحليل وعرض البيانات ذات الأساس الجغرافي.
GPS
نظام تحديد المواقع العالمي
نظام مؤلف من أقمار اصطناعية وأجهزة استقبال، يستخدم لتحديد المواقع على الأرض.
CAD
التصميم بالحاسوب
نظام مؤتمت لتصميم ورسم وعرض المعلومات ذات الأساس المتجهي (vector).
Base Map
خريطة الأساس
خريطة تتضمن المعالم الجغرافية (الطرق، مثلاً) المستخدمة لتمثيل المواقع.
أضاف نظام تحديد المواقع العالمي GPS إمكانية جديدة لتجميع البيانات المتجهة وهو نظام يعتمد على الأقمار الاصطناعية للحصول على إحداثيات النقطة الذي يقف المستخدم عندها بدقة قد تصل إلى أجزاء المتر، مع إمكانية تجميع البيانات الوصفية أو السمات مباشرة، وتخزينها في جداول سابقة التعريف، تنقل هذه الخرائط والجداول فيما بعد إلى الحاسوب، ويمكن تصديرها إلى معظم الهيئات الشائعة في نظام المعلومات الجغرافية.
معالجة البيانات المكانية
توفر برمجيات نظام المعلومات الجغرافية عدة وظائف تقليدية لمعالجة وتحليل البيانات المكانية، وهي استرجاع المعلومات، والقياس المكاني، والتراكب، والتوليد المكاني، وإنشاء الحريم (أو الحاجز) والممرات، وتحليل الشبكة، وإسقاط الخريطة، وتحليل نموذج التضاريس الرقمي. وسنلقي في هذه الدراسة نظرة سريعة على كل وظيفة من هذه الوظائف التي توضح أيضاً الأسباب التي جعلت من نظام المعلومات الجغرافية يزداد أهمية، يوم بعد يوم، في مساعدة صانعي القرار على اتخاذ قراراتهم بسرعة وحكمة:
استرجاع المعلومات (information retrieval): يستطيع المستخدم الحصول على المعلومات الخاصة بمعلم من معالم الخريطة من نظام إدارة قواعد البيانات الذي يحتفظ بتلك المعلومات، وذلك بالنقر على ذلك المعلم. وما يزيد من أهمية نظام المعلومات الجغرافية قدرته على إنشاء تقارير مخصّصة بالمعلومات التي يسترجعها المستخدم.
إنتاج الخرائط الموضوعية (thematic mapping): يستطيع نظام المعلومات الجغرافية إنتاج خرائط موضوعية للمعالم الجغرافية، ويعني ذلك إظهار السمات أو البيانات الو صفية في أسلوب رسومي، ويؤدي تغيير مظهر المعالم إلى جعل المعلومات أكثر وضوحاً، بتغيير لون المعلم أو نمط الخط المرسوم به أو ترميزه برمز خاص، أو حتى كتابة إحدى قيم البيانات الو صفية لكل معلم من المعالم على الخريطة. يمكن مثلاً استخدام دوائر أكبر لترميز المدن ذات عدد السكان الأكبر، أو استخدام خطوط عريضة لترميز الطرق ذات الكثافة المرورية العالية، أو استخدام اللون الأزرق لترميز أنابيب المياه التي مر على تركيبها أكثر من 20 عاماً.
القياس المكاني (spatial measurement): يسهّل نظام المعلومات الجغرافية أداء القياسات المكانية، وقد تكون هذه القياسات بسيطة مثل قياس مسافة بين نقطتين وقياس مساحة مضلع أو طول خط، ويمكن أن تكون معقدة مثل قياس مساحة المنطقة المشتركة بين عدة مضلعات موجودة في عدة خرائط.
التراكب (overlay): وهو إجراء هام في تحليل نظام المعلومات الجغرافية، ويتطلب تركيب طبقتين أو أكثر لإنتاج طبقة جديدة على الخريطة.
مثال على التراكب: ينمو نوع من القمح المعدّل وراثياً أفضل ما ينمو في البيئة الجافة في فصول النمو الطويلة والتربة القلوية. فإذا توفرت بيانات كافية عن طول فصل النمو ونظام الرطوبة وقلوية التربة في منطقة زراعية مترامية الأطراف فما هو أفضل مكان لزراعة ذلكم النوع من القمح.
الجواب: يمكن معرفة أفضل مكان لزراعة ذلك النوع من القمح بتركيب عدة طبقات (خرائط) لتلك المنطقة تُظهر أولاها المخزون المائي وتبين الأخرى طول فصل النمو، بينما تتضمن الثالثة معلومات عن درجة حموضة التربة (pH). ويستطيع نظام المعلومات الجغرافية اختبار تلك الطبقات معاً لإنشاء طبقة جديدة تمثل أجزاء محددة من المنطقة الزراعية تفي بكافة شروط التربة المناسبة لنمو ذلك النوع من القمح.
التوليد المكاني (spatial interpolation): يمكن استخدام نظام المعلومات الجغرافي لدراسة خصائص التضاريس أو الشروط البيئية من عدد محدود من القياسات الحقلية. على سبيل المثال يمكن إنشاء خريطة الهطول المطري انطلاقاً من عدد محدود من القياسات المطرية المأخوذة في مواقع مختلفة على الخريطة، كما يمكن إنشاء خريطة التضاريس انطلاقاً من عدد محدود من قياسات الارتفاع في الخريطة. ومن البدهي أن تتوقف دقة البيانات المولّدة على عدد القياسات المأخوذة.
إنشاء الحرم والممرات (buffer and corridors): يستعمل الحاجز - أو الحرم و الحريم كما يطلق عليه في المصادر العربية، والكلمة الصحيحة الحريم - عندما تعتمد عملية التحليل ومعرفة المنطقة التي سيشملها حدث ما على قياس مسافة محددة انطلاقاً من نقطة أو خط أو مضلع. وهكذا يستطيع نظام المعلومات الجغرافية إنشاء دائرة تمثل منطقة التخريب الناجم عن انفجار مصنع كيميائي بمعرفة نصف قطر التخريب ورسم دائرة بحيث يكون ذلكم المصنع في مركزها.
تحليل الشبكة (network analysis): يستطيع نظام المعلومات الجغرافية معالجة مشاكل الشبكة المعقدة، مثل تحليل شبكة الطرق، لمعرفة زمن الرحلة بين النقطة أ والنقطة ب على الخريطة عند سلوك طريق ما، أو تحديد الطرق التي يمكن أن تقود إلى النقطة ب انطلاقاً من النقطة أ. ويمكن استخدام تحليل الشبكة في أمور أكثر تعقيداً، مثل تقديم النصيحة إلى شركة النقليات بشأن الطريق الذي يجب أن تسلكه شاحنات الشركة عندما تنقل البضائع إلى عدة أمكنة، وتوقيت انطلاقها واستراحتها الخ. ومن الأمور التي يمكن استخدام تحليل الشبكة فيها إصلاح أعطال شبكة الهاتف والكهرباء والمياه.
إسقاط الخريطة (map projection): يعتبر إسقاط الخريطة مكوناً أساسياً في فن صناعة الخرائط. والإسقاط نموذج هندسي يقوم بتحويل مواقع المعالم على سطح الأرض الكروية ثلاثية الأبعاد إلى ما يقابلها من مواقع على سطح الخريطة ثنائية الأبعاد. وبما أنه من المستحيل إسقاط الشكل الكروي بدقة على مستو، فقد تصدت بعض أنواع الإسقاط للمحافظة على الشكل، بينما اشتهرت أنواع أخرى من الإسقاط بالمحافظة على المساحة أو المسافة أو الاتجاه. وتستخدم أنواع مختلفة من الإسقاط لأنواع الخرائط المختلفة لأن كل نوع من أنواع الإسقاط مناسب لاستخدام محدد.
تحليل نموذج التضاريس الرقمي (digital terrain analysis): يستطيع نظام المعلومات الجغرافية بناء نماذج ثلاثية الأبعاد للموقع الجغرافي عندما يمكن تمثيل طبوغرافية هذا الموقع بنموذج بيانات (إحداثيات) س وَ ع وَ ص، يعرف باسم نموذج التضاريس أو الارتفاع الرقمي (Digital Terrain or Elevation Model)، ويشار إليه اختصاراً بالأحرف DTM أو DEM.
تمثل بيانات س وَ ع مواقع على المستوي الأفقي، بينما تمثل ص ارتفاعات هذه المواقع. وكما يبدو في الشكل فإن هذه البيانات يمكن تمثيلها على شكل مصفوفة DEM (خلايا الشبكة) أو على شكل شبكة مثلثة غير منتظمة (Triangulated Irregular Network: TIN).
ESRI
ArcIMS وArcSDE
ArcInfo
ArcView
ArcExplorer
ArcPad
MapObjects
Autodesk
GIS Design Server
Autodesk Map
Autodesk World
MapGuide Viewer
OnSite
-
MapInfo
SpatialWare وMapXtreme
-MapInfo Professional
Pro Viewer
miAware
MapX
Intergraph
GeoMedia Professional
GeoMedia
تعريفات
GIS
نظام معلومات جغرافية مجموعة منظمة من الحواسيب والعتاد والبرمجيات والبيانات الجغرافية والموظفين، مصممة لالتقاط وتخزين وتحديث ومعالجة وتحليل وعرض البيانات ذات الأساس الجغرافي.
GPS
نظام تحديد المواقع العالمي
نظام مؤلف من أقمار اصطناعية وأجهزة استقبال، يستخدم لتحديد المواقع على الأرض.
CAD
التصميم بالحاسوب
نظام مؤتمت لتصميم ورسم وعرض المعلومات ذات الأساس المتجهي (vector).
Base Map
خريطة الأساس
خريطة تتضمن المعالم الجغرافية (الطرق، مثلاً) المستخدمة لتمثيل المواقع.
أضاف نظام تحديد المواقع العالمي GPS إمكانية جديدة لتجميع البيانات المتجهة وهو نظام يعتمد على الأقمار الاصطناعية للحصول على إحداثيات النقطة الذي يقف المستخدم عندها بدقة قد تصل إلى أجزاء المتر، مع إمكانية تجميع البيانات الوصفية أو السمات مباشرة، وتخزينها في جداول سابقة التعريف، تنقل هذه الخرائط والجداول فيما بعد إلى الحاسوب، ويمكن تصديرها إلى معظم الهيئات الشائعة في نظام المعلومات الجغرافية.
معالجة البيانات المكانية
توفر برمجيات نظام المعلومات الجغرافية عدة وظائف تقليدية لمعالجة وتحليل البيانات المكانية، وهي استرجاع المعلومات، والقياس المكاني، والتراكب، والتوليد المكاني، وإنشاء الحريم (أو الحاجز) والممرات، وتحليل الشبكة، وإسقاط الخريطة، وتحليل نموذج التضاريس الرقمي. وسنلقي في هذه الدراسة نظرة سريعة على كل وظيفة من هذه الوظائف التي توضح أيضاً الأسباب التي جعلت من نظام المعلومات الجغرافية يزداد أهمية، يوم بعد يوم، في مساعدة صانعي القرار على اتخاذ قراراتهم بسرعة وحكمة:
استرجاع المعلومات (information retrieval): يستطيع المستخدم الحصول على المعلومات الخاصة بمعلم من معالم الخريطة من نظام إدارة قواعد البيانات الذي يحتفظ بتلك المعلومات، وذلك بالنقر على ذلك المعلم. وما يزيد من أهمية نظام المعلومات الجغرافية قدرته على إنشاء تقارير مخصّصة بالمعلومات التي يسترجعها المستخدم.
إنتاج الخرائط الموضوعية (thematic mapping): يستطيع نظام المعلومات الجغرافية إنتاج خرائط موضوعية للمعالم الجغرافية، ويعني ذلك إظهار السمات أو البيانات الو صفية في أسلوب رسومي، ويؤدي تغيير مظهر المعالم إلى جعل المعلومات أكثر وضوحاً، بتغيير لون المعلم أو نمط الخط المرسوم به أو ترميزه برمز خاص، أو حتى كتابة إحدى قيم البيانات الو صفية لكل معلم من المعالم على الخريطة. يمكن مثلاً استخدام دوائر أكبر لترميز المدن ذات عدد السكان الأكبر، أو استخدام خطوط عريضة لترميز الطرق ذات الكثافة المرورية العالية، أو استخدام اللون الأزرق لترميز أنابيب المياه التي مر على تركيبها أكثر من 20 عاماً.
القياس المكاني (spatial measurement): يسهّل نظام المعلومات الجغرافية أداء القياسات المكانية، وقد تكون هذه القياسات بسيطة مثل قياس مسافة بين نقطتين وقياس مساحة مضلع أو طول خط، ويمكن أن تكون معقدة مثل قياس مساحة المنطقة المشتركة بين عدة مضلعات موجودة في عدة خرائط.
التراكب (overlay): وهو إجراء هام في تحليل نظام المعلومات الجغرافية، ويتطلب تركيب طبقتين أو أكثر لإنتاج طبقة جديدة على الخريطة.
مثال على التراكب: ينمو نوع من القمح المعدّل وراثياً أفضل ما ينمو في البيئة الجافة في فصول النمو الطويلة والتربة القلوية. فإذا توفرت بيانات كافية عن طول فصل النمو ونظام الرطوبة وقلوية التربة في منطقة زراعية مترامية الأطراف فما هو أفضل مكان لزراعة ذلكم النوع من القمح.
الجواب: يمكن معرفة أفضل مكان لزراعة ذلك النوع من القمح بتركيب عدة طبقات (خرائط) لتلك المنطقة تُظهر أولاها المخزون المائي وتبين الأخرى طول فصل النمو، بينما تتضمن الثالثة معلومات عن درجة حموضة التربة (pH). ويستطيع نظام المعلومات الجغرافية اختبار تلك الطبقات معاً لإنشاء طبقة جديدة تمثل أجزاء محددة من المنطقة الزراعية تفي بكافة شروط التربة المناسبة لنمو ذلك النوع من القمح.
التوليد المكاني (spatial interpolation): يمكن استخدام نظام المعلومات الجغرافي لدراسة خصائص التضاريس أو الشروط البيئية من عدد محدود من القياسات الحقلية. على سبيل المثال يمكن إنشاء خريطة الهطول المطري انطلاقاً من عدد محدود من القياسات المطرية المأخوذة في مواقع مختلفة على الخريطة، كما يمكن إنشاء خريطة التضاريس انطلاقاً من عدد محدود من قياسات الارتفاع في الخريطة. ومن البدهي أن تتوقف دقة البيانات المولّدة على عدد القياسات المأخوذة.
إنشاء الحرم والممرات (buffer and corridors): يستعمل الحاجز - أو الحرم و الحريم كما يطلق عليه في المصادر العربية، والكلمة الصحيحة الحريم - عندما تعتمد عملية التحليل ومعرفة المنطقة التي سيشملها حدث ما على قياس مسافة محددة انطلاقاً من نقطة أو خط أو مضلع. وهكذا يستطيع نظام المعلومات الجغرافية إنشاء دائرة تمثل منطقة التخريب الناجم عن انفجار مصنع كيميائي بمعرفة نصف قطر التخريب ورسم دائرة بحيث يكون ذلكم المصنع في مركزها.
تحليل الشبكة (network analysis): يستطيع نظام المعلومات الجغرافية معالجة مشاكل الشبكة المعقدة، مثل تحليل شبكة الطرق، لمعرفة زمن الرحلة بين النقطة أ والنقطة ب على الخريطة عند سلوك طريق ما، أو تحديد الطرق التي يمكن أن تقود إلى النقطة ب انطلاقاً من النقطة أ. ويمكن استخدام تحليل الشبكة في أمور أكثر تعقيداً، مثل تقديم النصيحة إلى شركة النقليات بشأن الطريق الذي يجب أن تسلكه شاحنات الشركة عندما تنقل البضائع إلى عدة أمكنة، وتوقيت انطلاقها واستراحتها الخ. ومن الأمور التي يمكن استخدام تحليل الشبكة فيها إصلاح أعطال شبكة الهاتف والكهرباء والمياه.
إسقاط الخريطة (map projection): يعتبر إسقاط الخريطة مكوناً أساسياً في فن صناعة الخرائط. والإسقاط نموذج هندسي يقوم بتحويل مواقع المعالم على سطح الأرض الكروية ثلاثية الأبعاد إلى ما يقابلها من مواقع على سطح الخريطة ثنائية الأبعاد. وبما أنه من المستحيل إسقاط الشكل الكروي بدقة على مستو، فقد تصدت بعض أنواع الإسقاط للمحافظة على الشكل، بينما اشتهرت أنواع أخرى من الإسقاط بالمحافظة على المساحة أو المسافة أو الاتجاه. وتستخدم أنواع مختلفة من الإسقاط لأنواع الخرائط المختلفة لأن كل نوع من أنواع الإسقاط مناسب لاستخدام محدد.
تحليل نموذج التضاريس الرقمي (digital terrain analysis): يستطيع نظام المعلومات الجغرافية بناء نماذج ثلاثية الأبعاد للموقع الجغرافي عندما يمكن تمثيل طبوغرافية هذا الموقع بنموذج بيانات (إحداثيات) س وَ ع وَ ص، يعرف باسم نموذج التضاريس أو الارتفاع الرقمي (Digital Terrain or Elevation Model)، ويشار إليه اختصاراً بالأحرف DTM أو DEM.
تمثل بيانات س وَ ع مواقع على المستوي الأفقي، بينما تمثل ص ارتفاعات هذه المواقع. وكما يبدو في الشكل فإن هذه البيانات يمكن تمثيلها على شكل مصفوفة DEM (خلايا الشبكة) أو على شكل شبكة مثلثة غير منتظمة (Triangulated Irregular Network: TIN).