جی آی اس (Geographic Information System) یک سیستم الکترونیک برای کسب اطلاعات جغرافیایی است. “سامانه اطلاعات جغرافیایی” سیستمی اطلاق می گردد که به تولید، پردازش، تحلیل، و مدیریت اطلاعات جغرافیایی می‌پردازد و امکان ثبت اطلاعات هر قسمت از نقشه و اصطلاحاً لایه ها را بصورت مجزا داشته باشد و بتوان پس از ثبت آنها بصورت لایه به لایه اطلاعات را تکمیل , تفکیک و کنترل نمود. در چنین سیستمی می توانید به دلخواه لایه های کاربردی خود را بر روی هم قرار داده و بسته به نیازهای هر منطقه یا کشور در بخش های مختلف از آن استفاده نمود، از جمله این بخش ها می توان به مطالعات زیست محیطی، برنامه ریزی شهری و شهرداری، خدمات ایمنی شهری، مدیریت حمل و نقل و ترافیک شهری, تهیه نقشه های پایه، مدیریت کاربری اراضی، خدمات بانکی، خدمات پستی، مطالعات جمعیتی و مدیریت تأسیسات شهری مثل برق، آب،گاز اشاره نمود.
وجود داده‌هاي مکانی و توصیفی معتبر و قابل استفاده مهم‌ترين عامل در استقرار و پياده‌سازي يك سيستم GIS محسوب می‌شوند. داده‌هاي مكاني معرف شكل و موقعيت عوارض است و داده‌هاي توصيفي شامل خصوصيات و ويژگي‌هاي مرتبط با داده‌هاي مكاني مي‌باشد. كليه پردازش‌ها، تجزيه و تحليل‌ها و پرسش‌ها بر مبناي داده‌هاي مکانی و توصیفی موجود در سيستم و روابط مكاني و غيرمكاني حاكم بر آنها انجام مي‌شوند. هر چه داده‌هاي موجود در سيستم و روابط بين آنها به آنچه در دنياي واقعي وجود دارد نزديكتر باشند، نتايج به‌دست آمده از پرسش‌ها و تجزيه و تحليل‌ها به واقعيت نزديكتر بوده و با آنچه در دنياي واقعي مي‌گذرد، تطابق بيشتري دارد. نتايج به‌دست آمده از تجزيه و تحليل‌ها مديران و برنامه‌ريزان را در جهت تصميم‌گيري هر چه صحيح تر و بهتر حمايت مي‌نمايد.
عناصراصلی تشکیل دهنده سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی
اجزای تشکیل دهنده جی‌آی‌اس از چهار بخش زیربنایی ساخته شده است:
1-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 …).
2- نرم افزار: برای راه اندازی جی‌آی‌اس برنامه رایانه‌ای لازم است 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.
3- اطلاعات: اطلاعات قلب جی‌آی‌اس را تشکیل می‌دهد بنابراین اکثر فعالیت‌ها برای اطلاعات انجام می‌شود .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.
4- 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.
کاربردهای سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی
از سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی در تهیه نقشه‌های شهری و برون‌شهری، مطالعات محیطی، برنامه‌ریزی شهری و شهرداری، خدمات ایمنی شهری، مدیریت حمل و نقل و ترافیک شهری، تهیه نقشه‌های پایه، مدیریت کاربری اراضی، خدمات بانکی، خدمات پستی، مطالعات جمعیتی و مدیریت تأسیسات شهری مثل برق، آب، گاز. علوم زمین( انجام هم‌پوشانی‌ها در راستای تعیین پهنه‌بندی‌ها) ، برای تهیه پایگاه اطلاعات مکانی و توصیفی در صنعت برق، جغرافیا، نقشه‌کشی و نقشه‌برداری، مهندسی معدن مسائل اکتشاف معادن، تهیه نقشه و مدل از ذخایر معدنی و محاسبات آن و…منابع طبیعی، سنجش از دور، هواشناسی، محیط زیست، مخابرات، شهرسازی، کشاورزی دقیق، زمین‌شناسی و کاربردهای مشابه استفاده می‌شود.
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) واطلاعات 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.
در ادامه به عنوان مثال به استفاده از GIS در طرحهای توسعه و عمران می پردازیم:
مراحل انجام پروژه
مرحله تدوین مدل مفهومی و استاندارد پايگاه داده مکانی طرحهای توسعه و عمران شامل مراحل فرعي زير مي‌باشد:
- مطالعه و بررسي طرحهای موجود از ديدگاه GIS
- مطالعه و بررسي استانداردهاي موجود از ديدگاه GIS
- تعيين مقياس‌هاي مناسب جهت ذخيره‌سازي اطلاعات مورد نياز
- تعیین سیستم تصویر و بیضوی مبنا به تفکیک مقیاس
- دسته‌بندي عوارض و تعیین کلاس‌های اطلاعاتی
- تعيين اطلاعات مكاني و توصیفی مورد نياز به تفكيك مقياس
- تعیین مشخصات دامنه‌های اطلاعات توصیفی
- طراحي و تكميل برگه استاندارد داده مکانی
- ترسيم مدل داده‌اي
- تدوین استاندارد متادیتا
در ارزیابی محتوی نقشه‌های انواع طرحهای توسعه و عمران نمونه و انطباق آنها با استانداردهای مذکور، بررسی موارد ذیل به صورت تفصیلی مدنظر قرار گرفت:
- تنوع نقشه‌ها
- تنوع لایه‌های اطلاعاتی
- تعاریف و عناوین لایه‌ها
- نقشه‌های پایه مورد استفاده
- نحوه ذخیره‌سازی (سیستم مختصات، مقیاس، فرمت و کارتوگرافی)
با توجه به نتايج مطالعات فوق، انجام موارد ذیل مد نظر قرار گرفت:
- تعیین مقياس‌هاي مناسب جهت ذخیره سازی اطلاعات مکانی انواع طرحهای توسعه و عمران فراشهری
- تعیین سیستم تصویر و بیضوی مبنا به تفکیک مقیاس
- طراحي برگه استاندارد داده مکانی
- تکمیل برگه های استاندارد برای طرحهای توسعه و عمران فراشهری شامل كالبدي ملی، كالبدي منطقه‌اي، توسعه و عمران ناحیه‌ای و مجموعه شهري
با توجه به گروه‌بندی فوق، انجام موارد ذیل مد نظر قرار گرفت:
- دسته بندي عوارض و تعیین کلاس‌های اطلاعاتی
- تعيين اطلاعات مكاني مورد نياز به تفكيك طرح‌ها
- تعيين اطلاعات توصیفی مورد نياز به تفكيك عارضه مکانی
- تعیین مشخصات دامنه‌های اطلاعات توصیفی
- تكميل برگه استاندارد داده مکانی
- ترسيم مدل داده‌اي
بر اساس نتایج بدست آمده در این مرحله از طرح می‌توان گفت که در استاندارد پایگاه داده مکانی طرحهای توسعه و عمران فراشهری شامل 130 لایه اطلاعاتی موردنیاز می‌باشد.
“GIS” فقط یک نرم‌افزار نیست بلکه علمی است که توسط نرم‌افزارهای مختلف باعث طبقه‌بندی و جانمایی اطلاعات جغرافیایی و شهرسازی می‌شود. این علم به تازگی در علوم شهری نیز جایگاه خود را پیدا کرده‌است و مورد استفاده متخصصان علوم شهری و شهرسازان قرار می‌گیرد.