الاسس النظريه فى نظم المعلومات الجغرافيه ( الجزء الاو)

[eslam mamdouh]

بسم الله الرحمن الرحيم

بدايه احب ان اتوجه بكل الشكر لكل من شارك فى تلك المسابقه المميزه , لما قدموه للجميع من استفاده , وبذلك تتحقق الاهميه الحقيقيه لتلك المسابقه

واحب ان اوتجه بكل الشكر للاقائمين على تلك المسابقه ...وبالتوفيق للجميع ان شاء الله



اليوم احب ان اقدم لحضراتكم موضوع اخر اتمنى من الله ان يكون على قدر مناسب من الافاده فى نظم المعلومات الجغرافيه


ينقسم الموضوع الى 3 اجزاء اساسيه
اولا بعض النواحى النظريه فى نظم المعلومات الجغرافيه

ثانيا التعامل خمع برمجيات نظم المعلومات الجغرفيه

ثالثا تطبيقات نظم المعلومات الجغرافيه فى النواحى المختلفه



اولا بعض النواحى النظريه فى نظم المعلومات الجغرافيه

ويدخل فى ذلك عده عناصر اساسيه
1- مدخل عام لنظم المعلومات الجغرافيه.

2- جمع البيانات من الخرائط المصدريه .

2-عمليه ربط المعلومات المكانيه مع الموقع الجغرافى

3- نظم المعلومات الجغرافيه وعلم الطوبولوجى

4- علاقات التحليل المكانى فى نظم المعلومات الجغرافيه

5- عمليه انشاء وبناء نظام معلومات جغرافيه

6- بناء قواعد البيانات فى نظم المعلومات الجغرافيه.

7- انواع البيانات فى نظم المعلومات الجغرافيه

8- ربط البيانات المكانيه مع المعلومات الوصفيه

9- تمثيل البيانات المكانيه فى نظم المعلومات الجغرافيه.

11- مميزات نظم المعلومات الجغرافيه




نستعرض مع حضراتكم الجزء الاول

بعنوان الاسس النظريه فى نظم المعلومات الجغرافيه

1- مدخل لنظم المعلومات الجغرافيه :

ظهر علم نظم المعلومات الجغرافيه فى بدايه العصر الحديث المسمى بعصر المعلومات,ومع بدايه التطور التقنى فى انظمه الحاسب الالى اصبحت على الانسنان رغبه ملحه فى حسن الاستفاده من المعلومات المكانيه المحيطه به وعمل قواعد بيانات ضخمه تمكنه من الاستفاده من كافه الموارد الطبيعيه والبشريه التى يحتاجها .وظهرت الحاجه الى وجود انظمه متطوره قادره على تحليل كميات كبيره من المعلومات المكانيه وربطها مع جداول وصفيه تابعه لها . ومن ذلك ظهرت برامج نظم المعلومات الجغرافيه.


ويجب الاشاره ان نظم المعلومات الجغرافيه كانت لها بدايه ظهور منذ عصر الدوله الاسلاميه حيث ظهرت الحاجه لمعرفه حدود الدوله الاسلاميه وعدد السكان القاطنين فى كل قطر والحاجه لمعرفه عدد الجنود للتحسب لوقت الحرب ومنذ ذلك الحين ونظم المعلومات الجغرافيه فى تطور مستمر حتى وصلت لاستخدام الصور الجويه ومالرئيات الفضائيه فى العصر الحديث .

من المقدمه السابقه يمكن تعريف نظم المعلومات الجغرافيه على ما يلى:

 هو نظم يتم انشاء من خلال علوم مختلفه فهو مجموعه من النظم المرتبه داخل جهاز الحاسب الالى وبرمجياته يتم العمل عليه من خلال الكوادر البشريه الواعيه المدربه التى تتمكن من العمل على البرامج التى يمكن من خلالها جمع وتخزين وتصنيف ونمذجه البيانات المكانيه فى قواعد بيانات ضخمه تسمى قواعد بيانات نظم المعلومات الجغرافيه.

 نظم المعلومات الجغرافيه هو عباره عن معلومات تهتم بالخرائط بمختلفق انواعها بهدف الوصل لوسائل دعم القرار المناسبه التى تهم المتحصيين وصناع القرار .
 هو حلقه الصول بين المعلومات الخاصه بالمرجعيه الارضيه والبيانات والجداول الوصفيه التابعه لها .



 نظم المعلومات الجغرافيه نظم تكامليه تجمع بين البرامج والاجهزه والكوادر البشريه المدربه بهدف تعديل وتحديث وعرض نظام مكانى وبيانى وصفى متكامل .

يتطلب العمل على نظم المعلومات الجغرافيه الاجابه على 3 اسئله هامه؟

1- ما هى الظاهره الجغرافيه موضع الدراسه؟
2- اين تقع هذه الظاهره الجغرافيه؟
3- ماهى العلاقه التى تربط تلك الظاهره الجغرافيه بالظواهر المحيطه بها؟

كيف يمكن الوصل الى نظام معلومات جغرافى متميز:

وهو النظام الجغرافى الذى يفى باحتاجات المستخدم والاجابه على الاستفسارات والاسئله الغامضه,ولكى يتكون هذا النظام يجب وجود الاتى :

معرفه احتياجات المستخدم: بمعنى التفكير فى وضع نظام يلبى كافه احتياجات المستخدم ويفى بالغرض المنشأ لاجله ,والذى يحقق للمستخدم افضل قدر ممكن من ايصال المعلومات.

وضع تخطيط محكم للنظام: وهى بدايه المرحله الفعليه فى وضع النظام ووضع خطه لانشاء قواعد البيانات وجمع البيانات المكانيه والوصفيه.

اختبار قدره النظام وفاعليته: وهو وضع نظام محاكاه افراضى لاختبار مدى قدره النظام على التفاعل مع المستخدم ومقدار تلبيته للغرض .

اجراء التعديلات المطلوبع على النظام: وذلك بهدف القضاء على اى عطل او قصور او خلل فى اجزاء النظام المختلفه وتعديلها .

تقديم النظام وصيانته بشكل مستمر: بعد التاكد من قوه وفاعليه النظام يتم عرضه على المستخدم ومع جود قدره فعاله على متابعه النظام وصيانته فى حاله حدوث اى خلل اوعطل.

اتمنى من الله الافاده للجميع فى المنتدى
ويتبع فى انواع البيانات فى نظم المعلومات الجغرافيه\



المصادر

عبدالله محمد القرنى محاضرات كليه هندسه جامعه الملك سعود

محمد عبد الجواد على نظم المعلومات الجغرافيه الاسكندريه منشأه المعارف

محاضرات الفرقه الثالثه شعبه الخرائط والمساحه كليد الاداب جامعه اسكندريه

2- جمع البيانات من الخرائط المصدريه :





تعتبر مرحله جمع البيانات والمعلومات فى نظم المعلومات الجغرافيه من اهم المراحل ولكنها تتطلب العديد من الوقت والجهد والتلكفه ,وتتم عمليه الجمع من خلال عدد من الوسائل:

 الخرائط المصدريه
 المساحه التصويريه الرقميه وانظمه المسح الرقمى
 انظمه الاستشعار عن بعد
 الانظمه العالميه لتحديد المواقع
 محطات الرفع الشامله

ونحن الان بصدد الحديث عن الخرائط المصدريه وكيفيه جمع البيانات منها وترقيمها.

جمع البيانات من الخرائط المصدريه:

من اهم واقدم مصادر جمع المعلومات
فى نظم المعلومات الجغرافيه حيث يتم الحصول على الخرائط المصدريه الورقيه المطلوبه واجراء عمليه الترقيم لها وتحويلها الى رقميه ثم يتم ادخالها الى الحاسب الالى لتكون من مراحل العمل على برمجيات نظم المعلومات الجغرافيه .

عمليه ترقيم الخرائط الورقيه:

 الترقيم اليدوى من خلال طاوله الترقيم.
 اجهزه المسح الضوئى النمطى
 اجهزه المسح الضوئى شبه الاوتوماتيكيه
 اجهزه المسح الضوئى الالكترونيه


الترقيم اليدوى من خلال طاوله الترقيم:

المرقم هو جهاز الكترونى مجهز بنظام خاص لادخال بيانات الموضع الجغرافى على اختلاف انواعها (نقطه – خط – مساحه).يوجد العديد من اجهزه الترقيم اليدوى تختلف بها حجم الطاوله تختلف بها حجم طاوله الترقيم من صغيره حوالى 30×30 وكبيره الحجم تصل الى 120×120 سنتيمتر واكبر ويتم تزويدها بمؤشر يتحرك على الطاوله على شكل خطيين متقاطعيين )رمز +) للتمكن من تحديد نقطه الموضع المطلوب بالشكل المناسب ,وفى بعض الانواع يكون المرقم مزود بعدسه مكبره للتمكن من رؤيه النقط بوضوح ويحتوى المرقم على لوحه مفاتيح ادخال للارقام والحروف والرموز والمعلومات الوصفيه .كما تستخدم لوحه المفاتيح فى اسولب ادخال المعلومات الى لوحه الترقيم , فيمكن ادخال المعلومات على اساس نقط متصله للظواهر الخطيه والمساحيه ونقط منفصلع للظواهر النقطيه اى تبعا لنمط الظاهره الجغرافيه.




فكره عمل المرقمات:


يتم تزويد الطاوله بشبكه الكترومغناطيسيه ترتبط بالموشر والمقبض ولوحه مفاتيح الكترونيه ,ومن خلال حركه الشخص على الخريطه الورقيه من خلال الموشر يقوم المرقم بتحديد موقع النقط على المحوريين (س,ص) شبيه بذلك وضع نظام احداثيات لكل نقطه من تلك النقط يميزها عن غيرها.

خطوات عمليه الترقيم اليدوى

 تثبت الخريطه جيدا على لوح المرقم مع توجيها فى الاتجاه الصحيح بحيث يكون اتجاه الشمال فى اعلى اللوح ويمكن استخدام الشريط اللاصق لتثبيت الخريطه
 يتم تحيد تقاطعات شبكه الخريطه (مناطق التقاء خطوط الطول مع دوائر العرض )وذلك باستخدام المقبض والمؤشر من خلال الحركه عليها وذلم فى غايه الاهميه لايجاد الاحداثيات الحقيقيه للخريطه عند ادخالها الى الحاسب الالى ,ولذلك كلما زاد عدد النقط معلومه الاحداثيات الحقيقيه المدخله بشكل منتظم



على المرقم زاد ذلك من سهوله عمليه ارجاع الخريطه لاحداثياتها الاصليه عند ادخالها على الحاسب الالى .

 يتم العمل على رصد جميع المعلومات التى تحويها الخريطه باشكالها الجغرافيه المختلفه نقط وخطوط ومضلعات ويتم ادخال المعلومات الوصفيه والرموز الداله على كل نقطه من النقط المدخله. ويتم ذلك كله فى اطار خطه عمليه موضوعه مسبقا حتى يتم ترقيم جميع النقط بافضل اسلوب واقل زمن .

عمليه اعاده صياغه عينات الترقيم

عند ادخال النقط المحفوظه الى جهاز المرقم من خلال بعض الادوات الموجوده به يمكن يمكن تحويل تلك النقط المحفوظه من مجرد نقط الى الظواهر الجغرافيه التى كانت تمثلها الخريطه ويسمى ذلك باسم عمليه اعاده صياغه عينات الترقيم .


اساليب عمليه تمثيل وتنظيم العينات فى الترقيم اليدوى:

1- اسلوب النقطه: ومن الاساليب المستخدمه للدلاله على الظواهر الخطيه والنقطيه والمساحيه ويجب عند ادخال البيانات الى المرقم وضع ترميز معينن للتفرقه بين الظواهر الخطيه والمساحيه والتى فى الغالب يكون لها نفس الامتداد




2- اسلوب النقط المستمره او المتدفقه: وفيه يتم تسجيل النقط بشكل آلى على امتداد الظاهره دون تدخل العامل البشرى وهو الاكثر ملائمه للظواهر ذات الامتداد الطولى او الاتساعى (الانهار – الطرق – المساحات بمختلف انواعها) ويلاحظ انه يتم ذلك تبعا لمخطط يحدده المستخدم اما على اساس الفتره الزمنيه او الاتجاه والمسافه فى حاله انتهاء الزمن او انقضاء المسافه فان المرقم يتوقف عن التسجيل بشكل آلى .



عمليه الترقيم من خلال الماسح الضوئى:



 وهو جهاز يتم ربطه مع برامج الحاسب الالى وهو يستخدم لنقل الصور والروسم والخرائط الى الحاسب الالى من خلال نمط المسح الضوئى الليزرى ,هو بذلك يتميز بانه اكثر سرعه من نمط الادخال السابق وفى نفس الوقت فانه يحيد وجود العامل البشرى بشكل شبه تام كما انها اقل تكلفه ,ويسهل ادخالها بشكل مباشر للتعامل معها من خلال برامج نظم المعلومات الجغرافيه ,ولكن من عيوب تلك الطريقه انها تحتاج الى عمليات معالجه يدويه مبدئيه تسبق عمليه ترقيم الصوره ,وذلك لاظهار كافه جوانب الصوره بشكل اوضح يضمن المتابعه فى العمليات على تظم المعلومات الجغرافيه.



المصادر

رمضان محمد سعدى نظم المعلومات الجغرافيه والتنميه
عبد الله محمد القرنى محاضرات كليه الهندسه جامعه الملك سعود
سعيد فهد السالمى بناء قواعد بيانات نظم المعلومات الجغرافيه


عمليه ربط المعلومات المكانيه مع الموقع الجغرافى


لكى يصل نظام المعلومات الجغرافى لدرجه عاليه من النجاح لابد من تميزه بدقه عاليه فى الربط بين المعلومات والموقع الجغرافى الصحيح وذلك يكون متمثل فى عده نواحى , من اهمها اختيار المرجعيه الارضيه المناسبه Geo-reference واختيار نظام احداثى مناسب Coordinate system واختيار نظام اسقاط مناسب Projection وذلك بهدف ربط الظواهر الجغرافيه بمختلف انواعها وامتدادها بالشكل الحقيقى لها على الارض وذلك من اهم عوامل النجاح لنظم المعلومات الجغرافيه كعلم مكان.

اذا تكلمنا عن المرجعيه الارضيه بشكل سريع فيمكن القول انها مثل العنوان للمنزل فيمكن من خلال العنوان تحديد موقع الهدف وتمييزه عن موقع اى شى اخر كان نقول مثلا ان عنوان رابطه خريجى شعبه المساحه والخرائط (الاسكندريه - الابراهيميه- شارع طيبه --------) فمن خلال ذلك العنوان يمكن تحديد موقع شى معين يميزه العنوان المذكور عن كافه الاماكن الاخرى المحيطه به.



واما بالحديث عن نظم الاحداثيات فاننا قد تحدثنا عنها مسبقا فى موضوع

مساقط الخرائط وربط المعلومات الجغرافيه:

http://kartoweb.itc.nl/geometrics/Bi...0principle.gif

للمساقط دور بالغ الاهميع فى نظم المعلومات الجغرافيه ويعرف المسقط بانه الوسيله المناسبه لنقل شكل من على سطح الارض القطه الناقص ثلاثى الابعاد الى ورقه مستويه السطح مع تجنب اكبر قدر ممكن من التشوهات الناتجه عن النقل , فالتشوها قد تحدث فى (الشكل – المسافه – المساحه – الاتجاه ) وتختلف المساقط فى ما تحققه من دقه وصحه ويمكن تقسيمها تبعا لذلك الى:

- مساقط الاتجاه الصحيح
- مساقط تحقق المسافه الصحيحه
- مساقط تحقق الشكل الصحيح
- مساقط تحقق المساحه الحقيقيه

ومن الممكن لمسقط ان يحقق شرطين من الصحه على النحو الاكثر ولا يوجد مسقط يتجنب كل التشوهات فى النظم الخرائطيه .

ملحوظه
تقسم المساقط تبعا لعوامل اخرى مثل :

 منبع الضوء (من المركز - على المحيط - بعيدا عن الارض)
 مكان لوحه الاسقاط ( قطبى - استوائى - على اى نقطه من محيط الارض)

 شكل لوحه الاسقاط (مستويه - مخروط - اسطوانى)




اختيار المسقط المناسب على اساس موقع النقطه:

لكل مكان على سطح الارض مسقط مناسب جدا فى عمليه تمثيله بشكل مثالى فمثلا المناطق الاستوائيه تمثل بالمساقط الاسطوانيه حيث يمثل الاستواء فى المساقط الاسطوانيه بشكل مناسب لطوله الاصلى ,واما فى مناطق العروض العليا فان انسب انواع المساقط للاستخدام هو المسقط المخروطى بمختلف انواعه حيث يقل امتداد دوائر العرض بالاتجاه نحو العروض العليا بما يحققه المسقط الاسطوانى .



تحديد المسقط المناسب على اساس غرض الخريطه:

عند انشاء الخريطه لغرض معين فانه يمكن تجنب التشوهات التى تحدث لهذا الغرض ففى حاله عمل خريطه توزيعات مثلا فلابد من خرائط تحقق المساحه الصحيحه واما اذا اردنا عمل خريطه للملاحه مثلا فانه يمكن الاعتماد على خرائط تحقق الاتجاه الصحيح وهكذا فان الغرض من انشاء الخريطه يكون العامل الاول فى تحديد نوع المسقط المستخدم فى ذلك.

حيد المسقط المناسب تبعا للمساحه والشكل:
فى حاله تحديد مسقط مناسب لرسم منطقه صغيره بمقياس رسم كبير فان اختيار المسقط لا يؤثر على ذلك لانه كلما زاد اتساع المنطقه فى الخريطه مع صغر مقياس الرسم المستخدم ظهرت اثر طبيعه الارض بشكل اكبر على الخريطه المرسومه . وكلما كانت مساحه الارض التى تغطيها الخريطه اصغر فى ضوء مقياس الرسم الاكبر قل ذلك من اثر نواحى الاسقاط على الخريطه.




العلاقه بين نظم المعلومات الجغرافيه وعلم الطوبولوجى


بسم الله الرحمن الرحيم


تكمن اهميه المعرفه الطوبولوجيه فى نظم المعلومات الجغرافيه المحافظه على العلاقات المكانيه للظواهر والتحامها وتماسك المعالم التى تمثلها وذلك بعد تحويلها لمعلومات رقميه داخل الحاسب الالى وذلك من خلال استبعاد الازدواجيه فى اساليب تعريف المعالم المكانيه المختلفه .ولذلك يتم حذف المعلومات الزائده قليله الاهميه لكى يتم انتاج قاعده بيانات جغرافيه متصله يسهل التعامل معها . ومن خلال الدمج بين المبادئ الرياضيه لعلم الطوبولوجى و المبادئ الاساسيه فى نظم المعلومات الجغرافيه ظهرت قدره تحليليه كبيره فى نظم التحليل المكانى الخاصه بنظم المعلومات الجغرافيه . بل يمكن القول ان اكثر ما يميز برامج نظم المعلومات الجغرافيه عن اى برامج رسم اخرى القدره الهائله على تحليل البيانات المكانيه بمختلف انواعها والتى اكتسبتها من خلال العلاقات الرياضيه لعلم الطوبولوجى.


ماهو علم الطوبولوجى


يمكن تعريف علم الطوبولوجى على انه علم رياضى حسابى يهدف لمعالجه علاقات الجوار التى تربط علاقات الجوار للاشكال الهندسيه حتى لا يحدث اى تاثير تشوه فى الشكل مما يؤدى الى عدم الوضوح.
كما ان لذلك العلم اهميه كبرى فى انظمه الاستعلامات بانواعها المختلفه والوضع الشرطى للتصميمات المختلفه.

مثل عمل طريق معين بمسافه لا تبعد عن البحرباكثر من 300 متر لا تزيد درجه انحداره الافتراضيه عن 6% مثلا.
ويعرف اى معلم جغرافى على سطح الارض على اساسيين ,اولهما الشكل الذى يتخذه فى الطبيعه (طريق او مدرسه او دوله) ومن خلالها يتم تحديد خواصها مثل الطول او المحيط او المساحه الخاصه بذلك الشكل الجغرافى المحدد .



والجانب الاخرى من تحديد اى ظاهره هو العلاقه الطوبولوجيه لتلك الظاهره التى تحدد العلاقات المكانيه المترابطه بين هذا المعلم والمعالم الاخرى المحيطه به.


ومن ذلك نرى ان العلاقات الطبوغرافيه مهمه جدا فى انظمه التحليل المكانى ولذلك فان قواعد بيانات نظم المعلومات الجغرافيه يجب ان تحتوى على نظام رياضى طوبوغرافى جيد يمكن من خلاله عمل كافه التحليلات المكانيه الممكنه تتحدد فاعليه ذلك النظام فى ضوء مقدار الدقه المعلوماتيه التى يتعامل معها فكلما كانت ادق زاد ذلك من قوه وجوده النظام ,مما يؤمن المصداقيه الكافيه للخرائط المنتجه من خلال برمجيات نظم المعلومات الجغرافيه بكافه مستوياتها .




مكونات تحديد العلاقات المكانيه المشتركه بين نظم المعلومات الجغرافيه والطوبولوجى:


 العقد Nodes : بدايه او نهايه الظواهر الخطيه

 السلاسل Chains : لتعيين شبكات الامتداد الخطى وتستخدم احيانا للظواهر المساحيه.

 المضلعات polygon : هى حلقات السلاسل المغلقه لتمثيل الظواهر المساحيه.





العلاقات الطوبولوجيه فى نظم المعلومات الجغرافيه
[B][I][SIZE="4"] علاقات الارتباط الاتصالى Connectivity : وهى التى تحدد نطاقات ارتباط السلاسل بالعقد.
 العلاقات الاتجاهيهDirection : هى التى تحدد اتجاه نقطه نحو نقطه اخرى فى اتجاهات خطيه (اتجاهات العقد على السلاسل)
 علاقات التجاور Adjacency: علاقات التجاور بين المضلعات مثل يمين او على يسار المضلع الاخر او لاتجاه السلاسل المغلقه
 علاقه احتواء Nested : تحدد العلاقات المكانيه مثل النقاط الواقعه داخل مضلع او الاتجاه الخطى داخل مضلع وهكذا.


علاقات التحليل المكانى فى نظم المعلومات الجغرافيه

ويقصد بها علاقات الربط بين الظواهر الجغرافيه المكانيه على الخرائط المكانيه مثل ان نقول علاقع تكامل بين الظاهرتيت او علاقه انتماء او علاقه تقاطع...........ونستعرض العلاقات الاتيه بشى من التفصيل.

 :الحرم المكانى للظاهرهBuffering

ويقصد بحرم الظاهره دائره النفوذ الجغرافى المكانى لتلك الظاهره وهى تمثل اما بدائره للظواهر النقطيه او مساحه معينه للظواهر الخطيه او المساحيه. وحيانا تكون دائره النفوذ الجغرافى تستخدم للدلاله على مكان امتداد الخدمه التى تخدمها الظاهره , مثل ان نقول ان مدرسه معينه تخدم نطاق تعليمى بدائره يبلغ نصف قطرها 4كم من تلك المدرسه.

ومن امثله ذلك ايضا ان نقول لكل طريق عام حرمه فمن خلال ذلك الحرم يتم تحديد نفوذ الطريق للملكيه العامه التى لا يجب ان تتجاوزه الملكيات الخاصه من المبانى والمنازل.



 علاقه التجاورAdjacency:

وهى علاقه فى غايه الاهميه لتحديد العلاقات النسبيه للمعالم الموجوده فى مكان محدد , وهو من اهم الوسائل المساعده لاتخاذ القرارات فى المشاريع الكبرى, كان نقول ان المكان(س) مثلا تربطه علاقه تجاور مع الموقع (أ). ويرتبط بمفهوم علاقات التجاور كذلك مفهوم عقد الربط كان نقول مثلا ان بين المنطقتين (ب) و(ج) ثلاث عقد ربط او اربعه مثلا مشتركه بين كلا النقطتين , او ان النقطه (ب) و(ا) تربطهما مع بعضهما نقطه ربط اساسيه مشتركه كما هو مبين فى الشكل

 علاقه الوصول (Short way):
هى فى الغالب علاقه خاصه بالظواهر الخطيه (شبكات الخطوط المتصله بالوجه الخاص) فهى تعنى تحديد اقصر مسافه للوصول الى هدف معين مع المرور على اقل عدد من العقد المشتركه بمعنى ان تكون المسافه المقصوده هى المسافه المباشره مثل الشكل الاتى: