التقنيات ذات العلاقة بنظام المعلومات الجغرافية

إن أنظمة المعلومات الجغرافية لها علاقة قريبة مع العديد من أنظمة المعلومات الأخرى ، إلا أن قدرتها على معالجة و تحليل البيانات الجغرافية هي التي تميزها بقوة عن غيرها من الأنظمة ، و مع أنه لا يوجد قواعد واضحة لتصنيف أنظمة المعلومات إلا إن المناقشة التالية تساعد في التفريق بين نظام المعلومات الجغرافية وكل من التقنيات التالية تساعد في التفريق بين نظام المعلومات الجغرافية وكل من التقنيات الحاسوبية الاخرى مثل ، التصميم بمساعدة الحاسب والاستشعار عن بعد ، وادارة قواعد البيانات ، وانظمة المواقع العالمية
خرائط سطح المكتب
يستخدم نظام خرائط سطح المكتب مجاز الخريطة لتنظيم البيانات و تفاعل المستخدم ، التركيز في هذا النظام هي تكوين الخرائط و التحليل المكاني و قدرات التعامل مع طلبات العملاء . تعمل خرائط سطح المكتب على الحاسبات المكتبية من الحاسب الشخصي و الماكنتوش و محطات عمل يونكس الصغيرة
CAD أنظمـة
نشأت أنظمة كاد بدأت لتكوين تصميمات و خرائط للمباني و البنى التحتية . يتطلب هذا العمل تجميع عناصر ثابتة الخصائص لتكوين الهيكل الكلي . تحتاج هذه الأنظمة القليل من القواعد لتحديد كيفية تجميع العناصر ، و بخصائص تحليلية محدودة للغاية . تم تطوير أنظمة كاد لدعم الخرائط و لكنها بطبيعة الحال لها قدرات محدودة لإدارة و تحليل قواعد بيانات جغرافية كبيرة
الإستشعار عن بعد و أنظمة تحديد المكان العالمية
إن نظام الإستشعار عن بعد هو فن و علم صناعة القياسات الأرضية بإستخدام مجسات من ألآلات التصويرية المحمولة على الطائرات أو مستقبلات أنظمة تحديد المكان جي آي إس و الأجهزة الأخرى . تجمع هذه المجسات البيانات على شكل صورة و تقدم قدرات خاصة لمعالجة و تحليل و تصور تلك الصورة . و لعدم تمكن الأنظمة السابقة من إدارة قوية للبيانات الجغرافية و العمليات التحليلية ، لا يمكن حقيقة تعريفها على أنها من أنظمة المعلومات الجغرافية
أنظمة إدارة قواعد البيانات دي بي إم إس
تتخصص أنظمة إدارة قواعد البيانات في تخزين و إدارة جميع أنواع البيانات بما فيها البيانات الجغرافية . و عليه فإن أنظمة المعلومات الجغرافية تعتمد عليها في قراءة و تخزين البيانات و لذلك فإنه ليس لديها الأدوات التحليلية و التصورية الشائعة في أنظمة المعلومات الجغرافية

The GIS View of the World

GIS provide powerful tools for addressing geographical and environmental issues. Consider the schematic diagram below. Imagine that the GIS allows us to arrange information about a given region or city as a set of maps with each map displaying information about one characteristic of the region. In the case below, a set of maps that will be helpful for urban transportation planning have been gathered. Each of these separate thematic maps is referred to as a layer, coverage, or level. And each layer has been carefully overlaid on the others so that every location is precisely matched to its corresponding locations on all the other maps. The bottom layer of this diagram is the most important, for it represents the grid of a locational reference system (such as latitude and longitude) to which all the maps have been precisely registered.
http://www.imageswebhost.com/store20/fdacfa19c6.gif
Once these maps have been registered carefully within a common locational reference system, information displayed on the different layers can be compared and analyzed in combination. Transit routes can be compared to the location of shopping malls, population density to centers of employment. In addition. single locations or areas can be separated from surrounding locations, as in the diagram below, by simply cutting all the layers of the desired location from the larger map. Whether for one location or the entire region, GIS offers a means of searching for spatial patterns and processes.
http://www.imageswebhost.com/store20/a5ca3a71c5.gif
Not all analyses will require using all of the map layers simultaneously. In some cases, a researcher will use information selectively to consider relationships between specific layers. Furthermore, information from two or more layers might be combined and then transformed into a new layer for use in subsequent analyses. This process of combining and transforming information from different layers is sometimes called map "algebra" insofar as it involves adding and subtracting information. If, for example, we wanted to consider the effects of widening a road, we could begin with the road layer, widen a road to its new width to produce a new map, and overlay this new map on layers representing land use.

Other Definitions

Many people offer definitions of GIS. In the range of definitions presented below, different emphases are placed on various aspects of GIS. Some miss the true power of GIS, its ability to integrate information and to help in making decisions, but all include the essential features of spatial references and data analysis.
A definition quoted in William Huxhold's Introduction to Urban Geographic Information Systems. (New York: Oxford University Press, 1991), page 27, from some GIS/LIS '88 proceedings:
". . . The purpose of a traditional GIS is first and foremost spatial analysis. Therefore, capabilities may have limited data capture and cartographic output. Capabilities of analyses typically support decision making for specific projects and/or limited geographic areas. The map data-base characteristics (accuracy, continuity, completeness, etc) are typically appropriate for small-scale map output. Vector and raster data interfaces may be available. However, topology is usually the sole underlying data structure for spatial analyses."
C. Dana Tomlin's definition, from Geographic Information Systems and Cartographic Modeling (Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall,1990), page xi:
"A geographic information system is a facility for preparing, presenting, and interpreting facts that pertain to the surface of the earth. This is a broad definition . . . a considerably narrower definition, however, is more often employed. In common parlance, a geographic information system or GIS is a configuration of computer hardware and software specifically designed for the acquisition, maintenance, and use of cartographic data."
From Jeffrey Star and John Estes, in Geographic Information Systems: An Introduction (Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1990), page 2-3:
"A geographic information system (GIS) is an information system that is designed to work with data referenced by spatial or geographic coordinates. In other words, a GIS is both a database system with specific capabilities for spatially-reference data, as well [as] a set of operations for working with data . . . In a sense, a GIS may be thought of as a higher-order map."
And from Understanding GIS: The ARC/INFO Method (Redlands, CA: Environmental System Research Institute, 1990), page 1.2:
A GIS is "an organized collection of computer hardware, software, geographic data, and personnel designed to efficiently capture, store, update, manipulate, analyze, and display all forms of geographically referenced information."

الدراسات الزلزالية بأعتماد نظم المعلومات الجغرافية

تعتبر نظم المعلومات الجغرافية إحدى نظم المعلومات حديثة العهد، وقد لاقت رواجاً في العديد من مجالات العلوم المختلفة مثل تخطيط المدن وإدارة الشبكات والتطبيقات الأخرى التي تعتمد على الطبلوجيا Topology (علم الخصائص والعلاقات المكانية) والتحليل المكاني Spatial Analysis.
بدأ التفكير جدياً في استخدام نظم المعلومات الجغرافية في إدارة الكوارث وتأمين السلامة العامة منذ منتصف تسعينات الماضي نتيجةً لتوفر التجهيزات الحاسوبية وتزايد كفاءتها بالإضافة إلى انتشار الاستخدام المدني للصور الفضائية.
بيان عملي لإدارة كارثة زلزالية افتراضية في مدينة حمص 1999
إن الغاية من عرض بعض التطبيقات في هذا المجال هي بيان أهمية استخدام نظم المعلومات الجغرافية في الدراسات الزلزالية والوصول إلى النتائج التالية..
- توجد ضرورة لاستخدام نظم المعلومات الجغرافية في إجراء الدراسات الزلزالية لمنطقةٍ ما.
- إن نظم المعلومات الجغرافية ترفع من كفاءة إدارة الكارثة الزلزالية ولذلك فإن اعتمادها وتطبيقها أمرهام في التخفيف من الضرر الزلزالي وبالتالي الحفاظ على الأرواح.
- إن استخدام نظم المعلومات الجغرافية يتطلب طيفاً كبيراً من البيانات والمخططات ولكن ما ينتج عنها على مقدار كبير من الأهمية يبرر صرف المال والجهد في الإعداد والتحضير.
- إن التدرب على إدارة الكارثة الزلزالية هو أمر ضروري ولكنه غير كافٍ لمواجهة الكارثة الحقيقية، يجب أن تكون جهات الدفاع المدني مستعدة للتعامل مع حالات انعدام المعلومات ومصاعب رصد الموارد. إن نظم المعلومات الجغرافية قادرة على محاكاة الكارثة الحقيقية وبالتالي بناء تصور أولي لحجم الكارثة، وهذا بدوره يساعد في رصد الموارد وتحريكها.
- إن النمذجة الزلزالية للمدن باعتماد نظم المعلومات الجغرافية لها دور فاعل في كشف مواطن الخلل التي لا يمكن كشفها بالطرق التقليدية (توضع منشآت الدفاع المدني، مناطق ذات احتمال خطر مرتفع...) وبالتالي يمكن تلافي مواطن الخلل هذه قبل فوات الأوان.
فبراير 9, 2005 في GIS رابط دائم
http://www.typepad.com/t/trackback/1806043
» تخطيط و إدارة الكارثة باستخدام GISتعد نظم المعلومات الجغرافية أداةً فاعلةً في إدارة الكوارث و قد استخدمت في العديد من أنحاء العالم في عمليات الإنقاذ و إطفاء الحرائق الضخمة ... [قراءة المزيد]
تمت المتابعة بتاريخ فبراير 9, 2005 05:02 م من قبل عندما تهتز الأرض
» نمذجة المدن باستخدام GIS من أجل توقع الضرر الزلزاليبالرغم من جميع الأبحاث لا يزال موضوع توقع الزلازل أمر بعيد المنال حالياً، في الحقيقة تسعى جميع الكودات العالمية المستخدمة في تصميم المنشآ... [قراءة المزيد]
تمت المتابعة بتاريخ فبراير 9, 2005 05:11 م من قبل عندما تهتز الأرض
» رسم بؤر الزلازل باستخدام GISعمق بؤرة الزلزال هو العمق الذي يمتد من سطح الأرض حتى موقع تولد الزلزال حيث يوصف الزلزال عادةً بالموقع الجغرافي لمركزه السطحي و عمق بؤرته و ... [قراءة المزيد]
تمت المتابعة بتاريخ فبراير 9, 2005 05:13 م من قبل عندما تهتز الأرض
» الدراسة الراجعة للزلازل باستخدام GISتساهم الدراسة الراجعة لتاريخ الزلازل التي أصابت منطقة ما في تحديد زلزالية هذه المنطقة وبالتالي تساعد في تحديد ورسم خرائط التمنطق [قراءة المزيد]
تمت المتابعة بتاريخ فبراير 9, 2005 05:18 م من قبل عندما تهتز الأرض
» زلزال بم، إيران 2003لقد بينت الخبرات المتراكمة من زلزال بومرداس الجزائر 2003 وزلزال إزميت تركيا 1999 أن الصور الفضائية يمكن أن تشكل مساهمة معتبرة في تقييم الضرر ا... [قراءة المزيد]
تمت المتابعة بتاريخ فبراير 9, 2005 05:27 م من قبل عندما تهتز الأرض
» زلزال سومطرة، أندونيسيا 2004يعتبر زلزال شمال سومطرة الذي بلغت شدته 9 ريختر والذي وقع قبالة الشواطئ الغربية لشمال سومطرة على بعد 255 كم من باندا آتشيه وعلى عمق 30 كم يوم ال... [قراءة المزيد]

تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية في دراسات المياه

تعتبر الماء عنصرأساسى في الحياة وأن حوالي 85% من دم الإنسان يتكون من ماء وما يدل على ذلك قوله تعالى (وجعلنا من الماء كل شئ حي) كما ذكرت الماء في آيات أخر في القران وكذلك العوامل التي تدخل في الدورة الهيدرولجية كالسحب, الأمطار, البرق, الرعد, والرياح. ولأهمية المياه فقد قامت هئية الينوسكو عام 1975 بطرح أول برنامج لدراسة المياه على مستوى العالم وكان هدفه ترشيد المياه و إداراتها من الناحية النوعية والكمية.
وبمقارنة المياه السطحية والجوفية نجد أن المياه الجوفية تمثل 80% من المياه الصالحة للشرب لذلك جاء الاهتمام بها لاسيما وأنها أقل تعرضا للتلوث كما هو الحال بالنسبة للمياه السطحية. وتلوث الماء له أثار اقتصادية واجتماعية, ففي دراسة أجريت بواسطة مؤسسة حماية البيئية الأمريكية أثبتت أن تكلفة تنظيف منطقة مياه جوفية ملوثة وصلت إلى 8,84 مليون دولار بالإضافة إلى ذلك قد تؤثر المياه الملوثة على صحة الإنسان وقيمة العقارات. وهناك حاجة ماسة لمزيد من البحوث حول المياه في دولة الإمارات العربية المتحدة لوجود حلول للطلب المتزايد للمياه نتيجة لزيادة السكان ومشاريع التنمية. فمثلا نجد أن كمية المياه المستهلكة في إقليم العين قد زادت من 39 إلى 49 مليون جالون مابين عامي 1995 و 1999.

نظم المعلومات الجغرافية
عبارة عن أدوات لجمع وإدخال,ومعالجة,وتحليل, وعرض, و إخراج المعلومات الجغرافية والوصفية لأهداف محددة. وهذا التعريف يتضمن مقدرة النظم على إدخال المعلومات الجغرافية (خرائط, صور جوية, مرئيات فضائية) والوصفية (أسماء, جدول), ومعالجة هذه المعلومات (تنقيحها من الأخطاء), وتخزينها,واسترجاعها, واستفسارها, وتحليلها (تحليل مكاني واحصائى), وعرضها على شاشة الحاسوب أو طباعتها على ورق في شكل خرائط, تقارير (جداول), ورسومات بيانية.

لقد شهدت السنوات الماضية اتجاها عاما إلى الاستفادة القصوى من نظم المعلومات الجغرافية في مجال دراسة المياه والتحليل الهيدرولجى وهذا واضح جليا من المقالات التي نشرت في المجلات العلمية, والكتب التي ألفت, والمؤتمرات العلمية التي عقدت وخاصة مؤتمر HydroGIS والذي بدأ في عام 1991 ثم بعد ذلك أصبح يعقد كل ثلاثة سنوات.

الفائدة الكبرى من تطبيق نظم المعلومات الجغرافية في مجال المياه تكمن في أنها تمكن العاملين في حقل المياه (الهيدرولجى, الهيدرولك, التجارة, القانون) من ربط المعلومات الجغرافية كالأحواض المائية بالمعلومات البيانية كالأمطار, منسوب ارتفاع المياه, واستخدام هذه المعلومات مع بعضها البعض لإجراء تحليلات للاستفادة منها في بناء السدود والخزانات, كما تساعد أيضا في دراسة حالة المياه الجوفية, الضخ الجائر, تدخل مياه البحر, وتأثير التجمعات السكانية على المياه. وتوجد برامج كثيرة تعمل بالتكامل مع نظم المعلومات الجغرافية, منها على سبيل المثال:
,CRWR-PreProcessor .WaterWay ,MIKE 11 GIS
كما يمكن استخدام نظم المعلومات الجغرافية لإنتاج خرائط ملونة توضح درجة التلوث ومقارنة ذلك بالمواصفات المعتمدة من منظمة الصحة العالمية فمثلا إذا كانت قراءة الكلورايد في محطة قياس نوعية المياه قد تعدت 250 ميلغرام في اللتر فيمكن إعطاء هذه المحطة لونا أحمر لكي يدل على خطورة الموقف كما يمكن التعرف على أسباب هذه الخطورة بالنظر إلى مصادر التلوث حول المحطة (مصانع, نفايات, مبيدات زراعية, الخ).

و تطبيق نظم المعلومات الجغرافية في مجال دراسة المياه أخذ بعدا استراتيجيا خاصة وأن الماء في دولة الإمارات العربية المتحدة تعتبر من أكثر العناصر البيئية التي تحتاج إلى إدارة وترشيد. فعلى سبيل المثال نجد أن شركة أبوظبى الوطنية للحفر قد قامت باستخدام مزيج من الخرائط الورقية ,والتصوير الجوى, والاستشعار من بعد, والنظام العالمي لتحديد المواقع (GPS) و نظم المعلومات الجغرافية لدراسة أحوال المياه بامارة أبوظبى. وفى هذه الدراسة سجلت كل الفحوصات الفيزيائية للماء ( درجة الحرارة, الرائحة و الطعم, اللون, الخ) و الفحوصات الكيماوية ( الرقم الهيدروجينى, الأوكسجين الذائب, الأوكسجين المستهلك حيويا, الأوكسجين المستهلك كيماويا, الخ) على قاعدة بيانات تدار بواسطة برنامج أروكل (Oracle) وتم وضع كل المعلومات الجغرافية (مواقع الآبار, الطرق, استخدام الأراضي, الجو لجيا) على برنامج (ArcInfo). وقد أجريت تحليلات في غاية الأهمية (تحديد الآبار الجوفية الصالحة للشرب, كمية المخزون الاستراتيجي), كما أنتجت خرائط وموزيك من القمر الصناعي الأمريكي لاندسات والقمر الصناعي الفرنسي اسبوت.
كما قامت شركة إمارة أبوظبى لتوزيع الماء والكهرباء بتمويل مشروع لإقامة نظم معلومات جغرافية, والأهداف من هذا المشروع يمكن تلخيصها فيما يلي:
الاستفادة من نظم المعلومات الجغرافية في تحديد مسار خطوط الشبكة لتسهيل عملية الامتدادات والصيانة.
تحديد مواقع الخزانات ومقارنة ذلك بطبوغرافية الأرض وإمكانية وضع خزانات جديدة في مواقع بحيث تعمل على النظام الانسيابي بدلا من الضخ مما يوفر الطاقة والوقود.
تحديد مناطق الكثافة السكانية ومقارنة ذلك باستهلاك الماء والكهرباء والدخل وتوزيع الشبكة مما يساعد في تحديد أماكن الضغط العالي ووضع الاحتياطيات لذلك ومعالجتها.

وهناك مجهودات جبارة من هيئة إمارة الشارقة لتوزيع الماء والكهرباء بتمويل مشاريع لإقامة نظم معلومات جغرافية واستخدام تكنولوجيا الاستشعار من بعد. فقد اعتمدت الهيئة (يوليو 2001) برنامجا لاستخدام تكنولوجيا الاستشعار من بعد لدراسة المياه الجوفية بالمنطقة بالتعاون مع جامعة بوسطن بالولايات المتحدة الأمريكية. وسوف يقود هذا البرنامج الخبير المعروف في مجال الاستشعار من بعد (بروفسور فاروق الباز).

ونسبة للطلب المتزايد لكوادر مواطنة مؤهلة في مجال نظم المعلومات الجغرافية والمياه فقد اعتمدت جامعة الإمارات العربية المتحدة برنامج بكالوريوس وماجستير في مجال نظم المعلومات الجغرافية وبرنامج ماجستير في المياه , كما قام مركز زايد للبحوث بالتعاقد مع الخبير العالمي في مجال المياه (بروفسور تونى ألن-جامعة لندن) لإجراء بحوث وتأهيل كوادر مواطنة في مجال المياه. وواضح جليا من الحقائق السابقة الاهتمام المتزايد من الدولة بالمياه والتشجيع على البحوث وخاصة التي تدرس المياه من عدة زاويا (هندسية, اقتصادية, بيئية, إدارية, اجتماعية, قانونية, الخ).




د. محمد يعقوب محمد سعيد
http://faculty.uaeu.ac.ae/myagoub/قسم الجغرافية, كلية العلوم الإنسانية والاجتماعية

. GIS as an Integrating Technology

>>>>In the context of these innovations, geographic information systems have served an important role as an integrating technology. Rather than being completely new, GIS have evolved by linking a number of discrete technologies into a whole that is greater than the sum of its parts. GIS have emerged as very powerful technologies because they allow geographers to integrate their data and methods in ways that support traditional forms of geographical analysis, such as map overlay analysis as well as new types of analysis and modeling that are beyond the capability of manual methods. With GIS it is possible to map, model, query, and analyze large quantities of data all held together within a single database.
The importance of GIS as an integrating technology is also evident in its pedigree. The development of GIS has relied on innovations made in many different disciplines: Geography, Cartography, Photogrammetry, Remote Sensing, Surveying, Geodesy, Civil Engineering, Statistics, Computer Science, Operations Research, Artificial Intelligence, Demography, and many other branches of the social sciences, natural sciences, and engineering have all contributed. Indeed, some of the most interesting applications of GIS technology discussed below draw upon this interdisciplinary character and heritage. In the context of these innovations, geographic information systems have served an important role as an integrating technology. Rather than being completely new, GIS have evolved by linking a number of discrete technologies into a whole that is greater than the sum of its parts. GIS have emerged as very powerful technologies because they allow geographers to integrate their data and methods in ways that support traditional forms of geographical analysis, such as map overlay analysis as well as new types of analysis and modeling that are beyond the capability of manual methods. With GIS it is possible to map, model, query, and analyze large quantities of data all held together within a single database.
The importance of GIS as an integrating technology is also evident in its pedigree. The development of GIS has relied on innovations made in many different disciplines: Geography, Cartography, Photogrammetry, Remote Sensing, Surveying, Geodesy, Civil Engineering, Statistics, Computer Science, Operations Research, Artificial Intelligence, Demography, and many other branches of the social sciences, natural sciences, and engineering have all contributed. Indeed, some of the most interesting applications of GIS technology discussed below draw upon this interdisciplinary character and heritage.

The Course of Technological Innovation

These advances in the application of information technologies in geography began several decades ago and will continue to expand their effects into the foreseeable future. Scholars who have studied the spread of technological innovations in society sometimes divide the process into four phases:
Initiation: An innovation first becomes available.
Contagion: Far-ranging experimentation follows to see how the innovation can be adapted to meet a wide variety of research and commercial needs. Some, but not necessarily all of these experiments will work.
Coordination: The most promising applications of the innovation gradually gain acceptance and are developed collaboratively. The coordination of experimentation helps to distribute the potentially high costs of further development and implementation.
Integration: A innovation is accepted and integrated into routine research tasks. In geography, many innovations in the application of information technologies began in the late 1950s, 1960s and early 1970s. Methods of sophisticated mathematical and statistical modeling were developed and the first remote sensing data became available. Researchers began also to envision the development of geographic information systems. The mid-1970s to early 1990s was a period of contagion. The first commercially available software for GIS became available in the late 1970s and spurred many experiments, as did the development of the first microcomputers in the early 1980s. This was an exciting time in which the development of powerful software coupled with the availability of inexpensive computers permitted many researchers to test new ideas and applications for the first time. In the early 1990s, or perhaps just a bit earlier, many innovations entered the coordination phase even as other experimentation continued at a fast pace. The strengths and weaknesses of many information technologies were by then apparent, and researchers began to work together to cultivate the most promising applications on a large scale. Arguably, the complete integration of information technologies in geography has yet to be achieved except perhaps in a few relatively specialized research areas. Complete integration across the discipline may, in fact, be many years away.