سامانه اطلاعات جغرافیایی یا جی‌آی‌اس (به انگلیسیGeographic Information System – GIS)

یک سامانه اطلاعاتی (معمولاً رایانه‌ای) است که به تولید، پردازش، تحلیل، و مدیریت اطلاعات جغرافیایی می‌پردازد. به عبارت دیگر “GIS” یک سامانه رایانه‌ای برای مدیریت و واکاوی اطلاعات جغرافیایی بوده که توانایی گردآوری، ذخیره، واکاوی و نمایش اطلاعات جغرافیایی را دارد. هدف نهایی یک سامانه اطلاعات جغرافیایی، پشتیبانی برای تصمیم‌گیری‌های پایه‌گذاری‌شده بر پایه داده‌های جغرافیایی می‌باشد و عملکرد اساسی آن بدست آوردن اطلاعاتی است که از ترکیب لایه‌های متفاوت داده‌ها با روش‌های مختلف و با دیدگاه‌های گوناگون بدست می‌آیند GIS یک سیستم الکترونیک برای کسب اطلاعات جغرافیایی است. سیستمی است که با بهره‌گیری از آن، کلیه طلاعات جمع‌آوری شده به صورت لایه لایه تهیه شده و پس از تفیک و کنترل داده‌ها کلیه اطلاعات توصیفی و مکانی مورد نیاز وارد سیستم می‌شود. بدینوسیله علاوه بر دسترسی صحیح و سریع به داده‌های موردنیاز در یک حجم وسیع، امکان ارائه و به تصویرکشیدن اطلاعات مکانی و موضوعی در قالب نقشه، جدول و نمودار، ویرایش و به هنگام نمودن داده‌ها و نیز امکان استفاده از داده‌های 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.

تاریخچه ایجاد جی‌آی‌اس

اولین نمونه از یک جی‌آی‌اس ملّی، جی‌آی‌اس کانادا است که از اواخر۱۹۶۰ به این طرف ‌به صورت پیوسته مورد استفاده قرار گرفته است. در دهه‌های ۱۹۷۰ و۱۹۸۰ میلادی پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای در فناوری جی‌آی‌اس به وجود آمد، به طوری که عبارت «سیستم اطلاعات جغرافیایی» در مورد مجموعه ابزارهایی برای تحلیل و نمایش نقشه‌ها و ادغام فنون و شیوه‌های آماری و نقشه‌ای و کاربرد فراگیرتر آن، بویژه برای تحلیل تأثیرات وخط مشی‌های دولتی به کارگرفته شد.

در حالی‌که سابقه فناوری جی‌آی‌اس درکشورهای غربی ازجمله کانادا وآمریکا به بیش از۴۰ سال می‌رسد، فناوری جی‌آی‌اس در اغلب کشورهای جهان سوم بسیار جوان است.

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 ۱۳۶۹ براساس مصوبه مجلس شورای اسلامی، عهده‌دار طرح به کارگیری این سیستم شد.

 فعالیت‌های اجرایی پروژه ایجاد سیستم اطلاعات جغرافیایی در وزارت صنایع و معادن، از فروردین ۱۳۷۱ آغاز گردید و هم‌اکنون از این سیستم به طور گسترده در ارتباط با فعالیت‌های آن استفاده می‌گردد.

از دیگر مؤسساتی که در زمینه این سیستم فعالیت می‌کنند می‌توان شهرداری تهران، وزارت مسکن و شهرسازی، وزارت جهاد کشاورزی، مؤسسه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، و سازمان جنگل‌ها و مراتع را نام برد. در دانشگاه‌های کشور تاکنون از این سیستم، چنان که باید، به عنوان یک فناوری با قابلیت بسیار بالا برای در اختیار قراردادن طراحی پروژه‌ها و کاربرد آن در رشته‌های مختلف استفاده نگردیده است.

ویژگی های سامانه اطلاعات جغرافیایی

  • این سامانه علاوه بر اطلاعات توصیفی، امکان ورود اطلاعات پیکسلی و یا برداری را از منابع مختلفی از قبیل نقشه، تصاویر هوائی و ماهواره‌ای، GPS، تجهیزات نقشه‌برداری و غیره دارد.
  • این سامانه امکان انجام تحلیل، پردازش و پرسش ‌و پاسخ‌های مکانی مورد نیاز کاربر را دارد.
  • این سامانه امکان ارائه نتایج در قالب نقشه، گزارش، جدول و نمودار را دارد.
  • در طراحی و تولید این سامانه‌ها از مجموعه فناوری‌های مهندسی نرم‌افزار، مهندسی اطلاعات (مدل داده) و مهندسی GIS برای نیل به خصوصیات فوق استفاده می‌شود.

عناصراصلی تشکیل دهنده سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی

جی‌آی‌اس بر روی هرمی با چهار طبقه 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 رایانه‌ها مانند ماوس، …)،

– سخت‌افزارهای مرتبط با خروج نتایج (چاپگرها، رسام‌ها، و …).

  • نرم افزار: برای راه اندازی جی‌آی‌اس برنامه رایانه‌ای لازم است. از معروف‌ترین آن‌ها می‌توان به «Arc Info»، «ArcView»، «Spans»، «MapInfo» 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 جی‌آی‌اس 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 تشکیل‌دهنده جی‌آی‌اس می‌باشد، زیرا سازمان و نیروی انسانی است که عملیات جی‌آی‌اس را کنترل می‌کند. سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای بسیار قوی جی‌آی‌اس 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

جی‌آی‌اس یک سیستم رایانه‌ای است که چهار قابلیت اساسی را در رابطه با داده‌های زمین مرجع فراهم می‌آورد.

  • ورودی داده‌ها،
  • مدیریت داده‌ها،
  • پردازش و تحلیل داده‌ها،
  • خروجی داده‌ها.

کاربردها و توانایی‌های سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی

بطور اجمال قابلیت‌های جی‌آی‌اس 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 لایه‌ها، پیداکردن اشیای مختلف با استفاده از خاصیت نزدیکی آن‌ها به یک شی‌ء خاص، شبیه‌سازی، محاسبه تعداد دفعات وقوع یک حادثه در فاصله مشخص از نقطه یا نقاط معین، و …
  • داشتن دقت، کارآیی، سرعت عمل زیاد و سهولت در بهنگام‌سازی داده‌ها؛
  • توانایی انجام محاسبات آماری مانند محاسبه مساحت و محیط پدیده‌های مشخص شده؛
  • قابلیت ردیابی و بررسی تغییرات مکان‌های جغرافیایی در طول زمان؛
  • قابلیت استفاده برای مکان‌یابی پروژه‌های مختلف.

شرکت ESRI

ازری (انگلیسی: ESRI: Environmental Systems Research Instituteمؤسسه پژوهش سامانه‌های زیست‌محیطی)، شرکتی آمریکایی و تولیدکننده بین‌المللی نرم‌افزارهای سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، وب جی‌آی‌اس، و برنامه‌های پایگاه داده‌های زمین (ژئودیتابیس) است. شرکت ازری در ردلندز، کالیفرنیا مستقر است. شرکت ESRI یک شرکت بین المللی تولید کننده نرم‌افزار‌های مرتبط با داده های مکانی می باشد. در حال حاضر بیش از یک میلیون کاربر در بیش از ۳۵۰۰۰۰ شرکت و سازمان در دنیا از محصولات این شرکت استفاده می نمایند. در بین استفاده کنندگان محصولات این شرکت، اسامی سازمان های فدرال و سازمان های مسئول تهیه نقشه در بیش از ۵۰ ایالت آمریکا به چشم می خورد. دفتر مرکزی این شرکت در رد لندز کالیفرنیا آمریکا قرار دارد. این شرکت دارای ۱۰ دفتر در ایالات متحده است و دارای ۸۰ نمایندگی در خارج از ایالات متحده است. این شرکت دارای ۲۰۰۰ کارمند در آمریکا است و هنوز به صورت خصوصی توسط تاسیس کننده ی آن اداره می شود. درحال حاضر بیش از یک میلیون کاربر در بیش از۳۵۰۰۰۰ شرکت و سازمان در ۲۰۰ کشور از محصولات این شرکت استفاده می نمایند. در بین استفاده کنندگان محصولات این شرکت، اسامی سازمانهای فدرال و سازمانهای مسئول تهیه نقشه در بیش از ۵۰ ایالت آمریکا به چشم می خورد. شرکت ESRI با استفاده از محصولات خود توانسته که حدود ۴۰ درصد از بازار نرم‌افزار‌های GIS  دنیا را در اختیار بگیرد. آقای جک دنجرموند مدیر این شرکت که پسر یک مهاجر هلندی می باشد، با کمک همسر خود لورا این شرکت را در سال ۱۹۶۹ به عنوان یک شرکت مشاور کاربری زمین تأسیس کرد.ارتش امریکا در چند سال گذشته برای تقویت یکی از واحد های تازه تأسیس اش بنام واحد اطلاعات مکانی با شرکت ازری قرارداد های نسبتاً بزرگی انعقاد کرده که مبلغ این قرارداده ها سالانه در حدود ۱۶۰ میلیون دلار تخمین زده می شود.موسسه ی تحقیقات سیستم های محیطی یا ESRI توسط Jack Dangermond و همسرش Lauraدر سال ۱۹۶۹ در کالیفرنیای آمریکاو با تمرکز بر بحث  کاربری اراضی تاسیس شد. این شرکت در ابتدا یک گروه تحقیقاتی کوچکی بو د و هدفش سازماندهی و آنالیز اطلاعات جغرافیایی به منظور کمک به برنامه ریزان و تصمیم گیران در رابطه با زمین و کاربری آن و کمک به آنها در گرفتن تصمیمات دررابطه با محیط بود.

در سال ۱۹۸۲،ESRI با نرم افزارARC INFO وارد بازارتجاری شد و در سال۱۹۸۶، PC ARC INFO را عرضه کرد؛ سپس در سال۱۹۹۱این شرکت نرم افزارArcView که دارای رابط گرافیکی کاربرپسند وساده بو د را عرضه کرد. 

  • در سال۱۹۹۴،این شرکت اقدام به ایجاد وبسایت اختصاصی خود نمود. این شرکت تا سال ۱۹۹۵، ۱۰۰۰ کارمند داشت در سال ۱۹۹۶، ESRI اولین مولفه ی نرم افزاری به اسم MapObjects را ارائه داد که این نرم افزار اولین پلتفرم برای توسعه ی نرم افزارهای GIS ی شخصی سازی شده، بود.
  • در سال ۱۹۹۹این شرکت با ارائه ArcInfo 8،به مهندسی مجدد هسته ی نرم افزارهای خود اقدام نمو د. این شرکت در سال ۲۰۰۴،ArcGIS 8  رومیزی را با افزونه های چهارچو ب تو سعه و پلتفرم سرور منتشر نمود. این پلتفرم که ArcGIS Server نام دارد برای ساخت برنامه های کاربردی GIS سازمان در این نسخه ارائه شد که تمرکز روی مدیریت و پشتیبان چند کاربر دا شت و شامل قابلیت های پیشرفته GIS بود.
  • ArcGIS Server چارچوبی برای توسعه دهندگان به منظور ایجاد برنامه های کاربردی و سرویس های تحت وب فراهم می کند. در سال ۲۰۰۷ این شرکت  ArcGIS Explorerرا به منظور فراهم کردن استفاده از GIS برای هر شخص معرفی کرد.
  • در سال ۲۰۱۰ وبسایت ArcGIS Ideas به منظور ایجاد فرومی که در آن کاربران پیشنهادهای به منظور تولید و پیشرفت محصولات، معرفی محصولات مورد علاقه و بحث بین کاربران ایجاد شد.
  • این شرکت در سال ۲۰۱۲، Arc GIS Online را که سیستم نقشه سازی بر اساس ابر Cloud-Based Mapping  برای سازمان ها بود، معرفی کرد. این سیستم ابزارهای برای فهرست سازی ، بصری سازی و اشتراک اطلاعات مکانی ، پیشنهاد میدهد. در همین سال ArcGIS 10.1 که کاربران را قادر به ارائه ی منابع GIS به عنوان سرویس Web و در دسترس قرار دادن اطلاعات جغرافیایی برای کاربران بیشتر می کند، ارائه داد.
  • محصولات این شرکت (به خصوص ArcGIS Desktop رومیزی)، ۴۰.۷ درصد بازار جهان را به خود اختصاص داده است. در سال ۲۰۰۲ ،با تقریباً ۳۰ درصد بازار جهان فروشنده ی پیشتاز بازار GIS بوده است.
  • در سال ۲۰۰۶ سود شرکت تقریباً ۶۶۰ میلیون دلار بود. در مقاله Investor’s Business Daily ، در سال ۲۰۰۹ سود سالیانه ی ESRI 1.2 بیلیون دلار از ۳۰۰۰۰۰ مشتری، برآورد شد. این شرکت هرسال کنفرانس کاربران بین الملل را برگزار می کند که اولین آن در سال ۱۹۸۱ با ۱۶ کاربر بو ده است. این کنفرانس در ۱۰ سال گذشته در San Diego برگزار شده ا ست. در سال۲۰۱۲ تقریباً ۱۵۰۰۰ کاربر از ۱۳۱ کشو ر در این کنفرانس شرکت کردند.

شرکت ESRI مجموعه ی نرم افزاری ArcGIS و نرم افزار CityEngine را به عنوان دو راه حل GIS ی ارائه داده است. مجموعه ی شامل چندین محصول در حوزه های مختلف GIS است.

نرم افزار CityEngine نیز یک نرم افزار قدرتمند در حوزه ی بصری سازی است که قابلیت ارتباط با اکثر محصولات مجمو عه ی ArcGIS را دارد. در واقع شرکت ESRI با معرفی این محصول سعی در پیشرفت در زمینه ی GIS سه بعدی دارد.

 

نویسنده و تهیه کننده : نگار قدیمی