بهره برداری مناسب از منابع و امکانات ، نیازمند مدیریتی توانمند و علمی است تا بر اساس اطلاعات دقیق ، به روز و قابل اعتماد ، تصمیمات مناسب اتخاذ شود . تولید اطلاعات به ابزار ، فناوری ، دانش ، سیستم و نیروی انسانی متخصص و کارآمد نیاز دارد که بر اساس آنها از داده های موجود اطلاعات مورد نظر تولید شود و سپس این اطلاعات به عنوان یک مولفه مهم در امر تصمیم گیری مورد استفاده قرار گیرند . سامانه های اطلاعات مکانی یا سیستم های اطلاعات جغرافیایی ، یکی از کارآمدترین و رو به رشدترین سیستم های اطلاعاتی برای تحقق این امر می باشند .

GIS سیستمی برای ثبت ، ذخیره سازی ، کنترل ، تلفیق ، به کارگیری ، تحلیل و نمایش داده هایی است که به لحاظ مکانی زمین مرجع هستند . واژه (جغرافیا) نباید این ذهنیت را ایجاد کند که سیستم اطلاعاتی مورد بحث به داده های توپوگرافی ، نقشه و نقشه برداری محدود می شود . علاوه بر تهیه نقشه های پایه ، این سیستم اطلاعاتی امروزه در بخش های مختلف برای برنامه ریزی شهری ، مدیریت ترافیک ، مدیریت کاربری اراضی و مطالعات زیست محیطی نیز به کار می رود . همچنین GIS برای خدمات بانکی ، خدمات پستی ، مطالعات جمعیت شناختی ، و مدیریت تاسیسات شهری از جمله در آب و برق مورد استفاده قرار می گیرد . اگر در نظر بگیریم که از یکسو GIS امکانات سیستمی ، بانک اطلاعاتی و رایانه ای را با فناوری های کسب اطلاعات ماهواره ای و سنجش از راه دور و شبکه های اطلاع رسانی جهانی تلفیق کرده است ، و ازسوی دیگر همه فعالیت های بشری و پدیده های طبیعی دارای ابعاد زمانی و مکانی هستند که می توانید روی لایه های مختلف یک نقشه دیجیتال همپوشانی داده شوند ، آنگاه قابلیت و مزایای این سیستم در دسترسی سریع به اطلاعات ، جمع بندی انواع مختلف سریع به اطلاعات ، جمع بندی انواع مختلف داده ها ، تحلیل اطلاعات به طور یکجا و با هم ، بهنگام سازی ، دقت و سرعت عمل یا بالای آن مشخص می شود . نوشته حاضر با توجه به قابلیت های یاد شده ، در صدد است با معرفی سه مقاله و یک پروژه ضمن تبیین جایگاه GIS و نشان دادن آینده رو به گسترش آن ، ضرورت و اهمیت کاربرد این سیستم را در صنعت آب و برق نشان دهد و با نگاهی به فعالیت هایی که در این زمینه در وزارت نیرو و در دانشگاهها ، مرکز تحقیقات سازمان نقشه برداری و سایر مراکز علمی صورت گرفته است ، دانش پژوهان و متخصصان را علاقمند سازد که در برنامه ریزی برای پژوهشها و فعالیت های آینده خود ، به این عرصه نسبتاً بکر نیز وارد شوند .

? تاریخچه ایجاد جی آی اس

اولین نمونه از یک جی آی اس ملی ، جی آی اس کانادا است که از اواخر ???? به این طرف به صورت پیوسته مورد استفاده قرار گرفته است . دردهه های ???? و ???? میلادی پیشرفت های قابل ملاحظه ای 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 نقشه ای و کاربرد فراگیرتر آن ، به ویژه برای تحلیل تاثیرات و خط مشی های دولتی به کار گرفته شد . در حالی که سابقه فناوری جی آی اس در کشورهای غربی از جمله کانادا و آمریکا به بیش از ?? سال می رسد ، فناوری جی آی اس در اغلب کشورهای جهان سوم بسیار جوان است . از ویژگیهای جی آی اس در کشورهای غربی هماهنگی بین فناوری و آموزش و کاربرد آن است ، در حالی که در بسیاری از کشورهای جهان سوم ، ورود فناوری قبل از آموزش و مهارت اندوزی مربوط به آن صورتمی گیرد .

در ایران ، اولین مرکزی که به طور رسمی استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی را در کشور آغاز کرده است. سازمان نقشه برداری کشور می باشد که در سال ???? بر اساس مصوبه مجلس شورای اسلامی ، عهده دار طرح به کار گیری این سیستم شد . این سازمان در حال حاضر مشغول تهیه نقشه های رقومی پوششی کشور (به مقیاس ?:?????) و نقشه شهرهای کشور (به مقیاس ?:????) است و با غنی تر کردن بانک عظیم اطلاعات عکس های هوایی و انواع نقشه های دیجیتال و نیز با تاسیس پایگاه توپوگرافی ملی (NTDB) نیازهای کاربران را در زمینه جی آی اس به تدریج برآورده می سازد .در همین راستا (شورای ملی کاربران GIS) به منظور سیاست گذاری ، برنامه ریزی و هماهنگ سازی فعالیت ها در زمینه جی آی اس تحلیل نیازمندی ها و همچنین بهره برداری شایسته از کلیه ظرفیت های علمی ، فنی ، و نیروی انسانی در راستای ایجاد و به کارگیری جی آی اس ، تحلیل نیازمندی ها و همچنین بهره برداری شایسته از کلیه ظرفیت های علمی ، فنی و نیروی انسانی در راستای ایجاد و به کار گیری جی آی اس و کار آمد در دی ماه ???? تاسیس شده است .

فعالیت های اجرایی پروژه ایجاد سیستم اطلاعات جغرافیایی در وزارت صنایع و معادن ، از فروردین ???? آغاز شد و هم اکنون از این سیستم به طور گسترده در ارتباط با فعالیت های آن استفاده می شود . از دیگر موسساتی که در زمینه این سیستم فعالیت می کنند می توان شهرداری تهران ، وزارت مسکن و شهرسازی ، وزارت جهاد کشاورزی ، موسسه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ، و سازمان جنگل ها و مراتع را نام برد . وزارت نیرو از سال ???? به اقداماتی در زمینه به کارگیری GIS دست زده است ، هر چند هنوز راه زیادی در این مسیر باید پیموده شود . تشکیل شورای سیاست گذاری GIS و RS وزارت نیرو ، گام مثبتی است که در این زمینه برداشته شده است. به نظر می رسد در دانشگاه های کشور تا کنون از این سیستم آن گونه که باید ، به عنوان یک فناوری با قابلیت بسیار بالا برای در اختیار قرار دادن طراحی پروژه ها و کاربرد آن در رشته های مختلف استفاده به عمل نیامده است .

? تعریف GIS

با توجه به گستردگی اطلاعات مورد استفاده سیستم اطلاعات جغرافیایی و تنوع کاربردهای این سیستم در رشته های مختلف ، تعریف های متفاوتی ارائه شده است درادامه ، نمونه هایی از این تعریف ها ذکر می شود :

? سیستم اطلاعات جغرافیایی مجموعه ای از ابزار قدرتمند برای ذخیره و بازیابی اطلاعات در آینده ، تبدیل و نمایش داده های فضایی از جهان واقعی است (بورو ????)

? GIS سیستمی است برای ثبت ، ذخیره سازی ، کنترل ، تلفیق ، بکارگیری ، تحلیل و نمایش داده ها که به لحاظ مکانی زمین مرجع هستند ( اداره محیط زیست ایالات متحده ????)

? سیستم اطلاعات جغرافیایی یک سیستم سخت افزاری و نرم افزاری رایانه ای است که به منظور دسترسی ، نگهداری و استفاده ار داده های کارتو گرافی طراحی شده است (تاملین ، ????).

? سیستم های اطلاعات جغرافیایی ، سیستمهای خودکار برای دریافت ، ذخیره سازی ، بازیابی ، تحلیل و نمایش داده های مکانی هستند (کلارک ، ????)

همچنان که در تعریف اخیر دیده می شود ، خودکار بودن سیستم مورد توجه قرار گرفته است و این یکی از مزیت های پر اهمیت GIS است . ابزارهای دقیقی که برای دریافت اطلاعات به صورت خودکار تهیه شده اند ، به GIS امکان می دهد نه تنها در مورد پدیده های جوی و طبیعی ، بلکه حتی برای پدیده هایی نظیر ترافیک نیز کاملا به روز باشد و با سرعت عمل کند .

? GIS به چه پرسش هایی پاسخ می دهد؟

برای آنکه با کار سیستم اطلاعات مکانی و تفاوت آن با دیگر سیستم های اطلاعاتی موجود آشنا شویم ، بهتر است با یک مثال ، تعریف های ارائه شده را تشریح کنیم .

GIS به دنبال پاسخگویی به پرسش هایی درباره موقعیت ، الگوها ، گرایش ها ، شرایط و سناریوها است . فرض کنیم مدیران یک منطقه اسکی ، از سیستم اطلاعات جغرافیایی برای افزایش کیفیت اسکی در آن منطقه استفاده کنند . در این صورت GIS باید پاسخگوی چنین پرسش هایی باشد :

? موقعیت :

تسهیلاتی نظیر رستوران و فروشگاه در کجا قرار دارند ؟ شاید اسکی بازان بتوانند با استفاده از صفحه تماس (Touch Screen) به این اطلاعات دسترسی پیدا کنند .همچنین GIS می تواند شیب های تند و پرتگاه های خطرناک را نشان دهد .

? الگو :

آیا معمولا حوادث در نقاط معینی در پیست اسکی و یا زمان معینی از روز روی می دهند ؟ اگر حوادث گذشته (بعد زمان) در GIS مکان یابی و وارد بانک اطلاعات شده باشند ، GIS می تواند با محاسبه آماری ، اطلاعات را مشخص کند . پس سیستم اطلاعات جغرافیایی می تواند به این سوال پاسخ دهد که الگوهای جغرافیایی موجود چیست ؟

? گرایش :

با ثبت منظم عمق برف ، دمای سطح ، حجم برفاب و شدت برف ،می توان ریزش بهمن در نواحی متفاوت را پیش بینی کرد . یعنی با GIS می توان حدس زد در مدت زمان معین ، تغییرات در کجا رخ می دهند ؟

? شرایط :

اگر اطلاعات خوبی درباره پوشش برف ، خطر بهمن و شدت باد جمع آوری شود ، می شود تعیین کرد که کدام پیست ها بسته و کدامیک باز هستند . به این طریق این پرسش را می توان پاسخ داد که شرایط خاص در کجا برقرار است ؟

? سناریو :

اگر قرار باشد جاده ورود به منطقه اسکی عریض تر شود ، مسلما این کار اثراتی بر محیط و فرضا بر زمین های کشاورزی اطراف خواهد داشت . با GIS می توان این موارد را بررسی کرد و به این پرسش پرداخت که چنانچه سازمانی اقدام خاصی انجام دهد ، چه پیامدهای مکانی روی خواهد دارد ؟

در پاسخ گویی به این سوالات ، GIS گاه در نقش یک MIS به صورت کلی و گاه در نقش یک DSS ظاهر می شود . فرضاً GIS می تواند به عنوان سیستم پشتیبان تصمیم خانه یابی به کار گرفته شود . برای یافتن یک خانه مناسب ابتدا از مشترکین در مورد اینکه کدام مجموعه از عوامل (هزینه های بیمه ، نزدیکی به مدرسه ، راه آهن و جاده های اصلی ، نواحی شهری و …)مهم هستند پرسشمی شود . سپس به این عوامل با توجه به بازتاب اهمیتشان ارزش و امتیاز تخصصی داده می شود .

لایه های داده ها با یکدیگر همپوشانی دارند ، اما با استفاده از ارزش گذاری تلفیق می شوند و لایه با لرزش بالاتر ، تاثیر بیشتری بر نتیجه خواهد داشت .

? قابلیت GIS در جذب داده های مکانی

GIS از دو دسته داده استفاده می کند :

داده های مکانی و داده های توصیفی . آنچه GIS را به سایر سیستم های اطلاعاتی شبیه می کند ، داده های توصیفی است . این داده ها کاراکترهای آشنایی هستند که از کتابخانه ها ، پرسش نامه ها ، مصاحبه ها و نظایر آن به دست می آیند و مانند همه بانکهای اطلاعاتی دیگر ، محتوای فیلدها و رکوردها را تکمیل می کنند . اما آنچه GIS را ازسیستم های اطلاعاتی دیگر متمایز می سازد و به آن قدرت و ویژگی خاص می بخشد ، داده های مکانی است . داده های مکانی ممکن است اولیه (نظیر ثبت روزانه هواشناسی در منطقه اسکی) یا ثانویه (مانند نقشه های توپوگرافی محلی) باشند ولی در هر حال در قالب سه بعد زمانی ، موضوعی و مکانی می گنجد . مثلا یک حادثه سقوط بهمن ، در زمان ومکان مشخصی صورت می گیرد و موضوع آن نیز مشخص است .

از آنجا که GISبا نقطه ، خط و ناحیه کار می کند ، دریافت اطلاعات ، رقومی کردن آن و ریختن آن در قالب نقشه ،با سادگی بیشتری صورت می گیرد . گذشته از آن ، این سیستم امکان می دهد GIS (سیستم تعیین موقعیت جهانی یا(Global Positioning System) در خدمت GIS قرار گیرد . نه تنها عکس برداری هوایی (اولین شیوه سنجش از راه دور) و تصاویر ماهواره ای منابع از داده های مکانی به شمار می روند که می توانند به صورت خودکار اطلاعات را به GIS منتقل کنند ، بلکه حتی برای حادثه سقوط بهمن و یا هر واقعه دیگری لازم است محل عارضه یا موقعیت ناظر به صورت دقیق مشخص شود . این کار از طریق گیرنده های GIS کوچکی که موقعیت هر مکان را به کمک ماهواره تعیین می کند ، صورت می گیرد .

? کاربرد متنوع GIS

علاوه بر آنچه تا کنون ذکر شد ، GIS کاربردهای بیشمار و روزافزونی دارد . در این مقاله سه پژوهش مختلف در زمینه GIS مورد توجه قرار می گیرد تا ضمن آشنایی بیشتر با کاربردهای آن ، اهمیت استفاده از GIS در عرصه صنعت آب و برق نیز نشان داده شود .

الف) پروفسور کلارک رئیس بخش زمین شناسی و جغرافیای کاج هانتر در نیویورک ، در پژوهشی که در سال ???? به همراه دو تن از همکاران خود انجام داده است ، نحوه به کار گیری GIS در اپیدمولوژی را نشان می دهد و علم اطلاعات جغرافیایی را با پزشکی پیوند می زند . او معتقد است افزایش کارایی رایانه ها و کاهش قیمت آنها موجب شده است GIS به طور روز افزون به خدمت رشته های دیگر درآید ، بر آنها تاثیر بگذارد و از آنها تاثیر بگیرد .