العناوين
لماذا نظم المعلومات الجغرافية
إن الهدف الرئيسي لِـ نظم المعلومات الجغرافية (بالإنجليزية: Geographic Information Systems GIS) هو جمع وتخزين وتحليل وتقديم البيانات الجغرافية. والاستفادة منها لاحقاً لتفسير مختلف الظواهر. بما في ذلك البيئة المناخية والتركيبة السكانية وشبكات النقل واستخدامات الأراضي وغير ذلك.
ما هي الأهداف الرئيسية لنظم المعلومات الجغرافية
تتمثل الأهداف الرئيسية لنظم المعلومات الجغرافية فيما يلي:
- إدارة البيانات المكانية (Spatial Data Management): يهدف نظام المعلومات الجغرافية إلى جمع البيانات الجغرافية والمكانية وتنظيمها وإدارتها لاستخدامها بكفاءة. ومن أشكال المعلومات: الخرائط وصور الأقمار الصناعية والصور الجوية وبيانات النظام العالمي لتحديد المواقع أو نظام التموضع العالمي (GPS) وغيرها. ويتم تخزينها رقمياً ومعالجتها وتحليلها بسهولة.
- التحليل المكاني: يسهل نظام المعلومات الجغرافية عمليات الإحصاءات المكانية أو التحليل المكاني. ذلك من خلال تطبيق التقنيات التحليلية الحديثة على البيانات الجغرافية المعطاة، لتحديد الأنماط وإيجاد العلاقات. وتتيح أدوات التحليل المكاني للمستخدمين أداء مهام مختلفة مثل التحليل والتجميع والنمذجة للأماكن. ثم استخراج رؤى ذات مغزى من البيانات المكانية.
- دعم القرار: يساعد نظام المعلومات الجغرافية المسؤولين على اتخاذ القرارات اعتماداً على البيانات الجغرافية وتحليلاتها. فمن خلال تمثيل البيانات الجغرافية على الخرائط وإجراء التحليل المكاني لها، يتمكن صانعي القرار من تقييم التأثيرات المحتملة وتقييم البدائل ووضع استراتيجيات لمعالجة المشاكل الجغرافية.
- إدارة الموارد: يدعم نظام المعلومات الجغرافية إدارة الموارد عن طريق توفير أدوات لحصر البيئات الطبيعية وإدارتها. ويشمل ذلك مناطق الغابات والمساحات الزراعية والموارد المائية والتخطيط الحضري. بالإضافة الى حماية البيئة وتفادي الخسائر الناتجة عن الكوارث.
- التخطيط والتنمية: يستخدم نظام المعلومات الجغرافية في التخطيط والتطوير لدعم استخدام الأراضي بالشكل الأمثل، والتصميم الحضري، وتخطيط طرق النقل وغيرها، من خلال تحليل البيانات الجغرافية والنظر في البدائل. كما يساعد مهندسي التخطيط وصانعي السياسات على اتخاذ القرارات المدروسة حول تخصيص الموارد وتصميم البنية التحتية وتطوير المجتمعات المستدامة.
- الاستجابة للطوارئ والسلامة العامة: لنظام المعلومات الجغرافية دور حاسم في الاستجابة لحالات الطوارئ وتحقيق السلامة العامة. فهو يتيح لنا الأدوات اللازمة للتأهب للكوارث وإدارة حالات الطوارئ، وتنسيق الاستجابة السريعة في حال ظهور المخاطر. ويمكّن نظام المعلومات الجغرافية المنظمات ومؤسسات الدولة من رسم خطة لمواجهة المخاطر، وتقييم أثرها، وتخطيط طرق الإجلاء، وتخصيص الموارد، أثناء الكوارث الطبيعية أو الحوادث أو حالات الطوارئ الصحية العامة.
كيف تعمل نظم المعلومات الجغرافية؟
تعمل نظم المعلومات الجغرافية عن طريق استخدام البيانات الجغرافية والأدوات التحليلية وتقنيات التقاط الصور الجوية أو الجغرافية وتخزينها وتحليلها وتقديمها كمعلومات دقيقة. وفيما يلي لمحة عامة عن كيفية عمل نظام المعلومات الجغرافية:
- الحصول على البيانات: يبدأ العمل بنظام المعلومات الجغرافية بالحصول على معلومات جغرافية من مصادر مختلفة. مثل الخرائط، وصور الأقمار الصناعية، والصور الجوية، وبيانات النظام العالمي لتحديد المواقع، وبيانات المسح، وشبكات الاستشعار.
- تمثيل البيانات رقمياً: تُدخل البيانات الجغرافية في نظام المعلومات الجغرافية وتُحوّل إلى تنسيق رقمي. ويتم ترميز الأشكال الجغرافية باستخدام النقاط والخطوط والمضلعات داخل قاعدة بيانات خاصة.
- تخزين البيانات: تخزين البيانات الجغرافية وإدارتها في قاعدة بيانات نظام المعلومات الجغرافية باستخدام برمجيات نظام المعلومات الجغرافية وبرامج رسم الخطوط الكونتورية، التي تظهر السمات جغرافية المختلفة. مثل الطرق والأنهار واستخدامات الأراضي والكثافة السكانية والارتفاع عن مستوى سطح البحر. وتربط هذه المعلومات لاحقاً بعدد سكان المنطقة أو معلومات تفصيلية عن مساحات قطع الأراضي أو الخصائص البيئية للمناطق.
- التحليل المكاني: يقوم نظام المعلومات الجغرافية بالتحليل من خلال تطبيق التقنيات التحليلية على البيانات الجغرافية لتحديد الأنماط والعلاقات والتكوينات والاتجاهات وغيرها.
- استرجاع البيانات: يتيح نظام المعلومات الجغرافية للمستخدمين استرجاع معلومات محددة من قاعدة بيانات النظام استناداً إلى معايير معينة. مثلاً يمكن للمستخدمين إجراء استفسارات لتحديد الميزات الجغرافية داخل منطقة محددة أو استخدام نظام تصفية (فلترة) البيانات بناءً على سمات محددة.
تعرف في هذا المقال على تأثير شح الموارد والمشكلات الاقتصادية
ما هي أنواع البيانات في نظم المعلومات الجغرافية؟
في نظم المعلومات الجغرافي يمكن تصنيف البيانات إلى عدة أنواع، بناءً على خصائصها ومصدرها واستخدامها. وتشمل الأنواع الرئيسية من البيانات:
- البيانات المكانية: تمثل البيانات المكانية (Spatial Data) الموقع الجغرافي والشكل الفيزيائي لسطح الأرض. مثل الطرق والأنهار والأخاديد الأرضية والمباني والحدود الإدارية والمعالم الطبيعية. وهي أساسية لنظام المعلومات الجغرافية وتشكل أساسه.
- البيانات الوصفية: تتكون البيانات الوصفية (Attribute Data) -أو بينات السمات أو المعروفة أيضًا باسم البيانات المجدولة أو غير المكانية)- من معلومات تصف ميزات المكان. وتتضمن الأسماء والمعرفات والتصنيفات والقياسات وغيرها من الخصائص. وتخزن البيانات الوصفية في جداول قواعد البيانات.
- البيانات النقطية: تمثل البيانات النقطية (Raster Data) المعلومات الجغرافية على شكل مجموعة من الخلايا أو الخانات (Pixels). وتحمل كل خلية على صفة أو خاصية معينة. وتُستخدم لتمثيل الظواهر المستمرة أو المتكررة مثل ارتفاع درجات الحرارة وكميات هطول الأمطار والغطاء الأرضي وصور الأقمار الصناعية.
- بيانات المتجهات: تمثل قاعدة بيانات المتجهات (Vector Data) المعلومات الجغرافية الممثَّلة باستخدام المبادىء الهندسية البسيطة. مثل النقاط والخطوط والمضلعات لتحديد أشكال ومواقع العلامات البارزة على سطح الأرض. وعادة ما يستفاد منها في تمثيل بيانات الطرق والأنهار والحدود والمباني.
- بيانات مصورة (فوتوغرافية): تتكون البيانات المصورة (Image Data)من صور تم التقاطها بواسطة تقنيات الاستشعار عن بعد. مثل الأقمار الصناعية أو الكاميرات الجوية أو الطائرات بدون طيار أو أجهزة الاستشعار الأرضية. وتستخدم في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك تصنيف الغطاء الأرضي، وكشف التغييرات الجيولوجية، والرصد البيئي.
تعرف في هذا المقال على هدف التنمية المستدامة 17
ما أسباب ظهور نظم المعلومات الجغرافية؟
في البداية، ظهرت الـ GPS، أو نظم المعلومات الجغرافية، لخدمة الأغراض العسكرية. إلا أن تطبيقاته توسعت منذ ذلك الحين إلى مختلف الاستخدامات المدنية والتجارية. وفيما يلي ذكر لبعض الأسباب الرئيسية لاختراع النظام العالمي لتحديد المواقع:
- الملاحة العسكرية: كان الدافع الرئيسي من اختراع نظم المعلومات الجغرافية هو توفير قدرات ملاحية دقيقة وموثوقة للأغراض العسكرية. وقد تم تطويره من قبل وزارة الدفاع الأمريكية لتلبية احتياجات الجيش، بما في ذلك تحديد الموقع الدقيق والسرعة والوقت اللازمان لتنفيذ العمليات العسكرية وتتبع تحركات القوات والتخطيط الاستراتيجي.
- تحسين دقة الملاحة: قبل ظهور الـ GPS، اعتمدت الملاحة على طرق أقل دقة. مثل الاسترشاد بالنجوم في السماء، وأنظمة الملاحة القائمة على الراديو وأنظمة الملاحة البدائية. الى أن ظهر النظام الجديد الذي وفر القدرة على تحديد المواقع باستخدام سواتل أو أقمار صناعية تدور حول الأرض.
- تحقيق الأمن القومي: كان يُنظر إلى النظام العالمي لتحديد المواقع على أنه تقنية حاسمة لتعزيز الأمن القومي، من خلال تزويد الجيش بنظام مستقل وموثوق لتحديد المواقع. خاصة في المناطق النائية أو المعادية.
- الأغراض التجارية: يستخدم النظام العالمي لتحديد المواقع لأغراض مدنية وتحارية. مثل رسم الخرائط والمسح والنقل والزراعة وإدارة الكوارث والاستجمام في الهواء الطلق وخدمات نقل البضائع والسلع.
تعرف في هذا المقال على اتفاقيات التجارة الدولية
وظائف تخصص نظم معلومات جغرافية
هناك عدد كبير جداً من الأماكن والمنظمات والشركات والمؤسسات التي تستخدم فيها موظفي نظم المعلومات الجغرافية للعمل لديها. نذكر منها:
المؤسسات الحكومية مثل إدارات تخطيط المدن ومنظمات حماية البيئة، ومؤسسات النقل، وإدارات الأشغال العامة، والدفاع المدني والأمن العام.
كذلك شركات الكهرباء والغاز وسلطات المياه والصرف الصحي وشركات الاتصالات السلكية واللاسلكية.
كذلك مؤسسات إدارة الموارد الطبيعية: مثل المناطق الحرجية والمتنزهات الوطنية ومحميات الحياة البرية والجهات المسؤولة عن عمليات الزراعة وتربية المواشي ومؤسسات البحوث الزراعية.
إضافة إلى شركات التطوير العقاري واستشارات التصميم والتخطيط الحضر، والجامعات ومؤسسات البحوث التي تحتوي أقسام علوم المعلومات الجغرافية وتقدم برامج الدراسات البيئية. كما تحتاجهم في عملها شركات الخدمات اللوجستية وسلاسل التوريد ومكاتب الهندسة الإنشائية.
تعرف على تفاصيل وظيفة المهندس المعماري
