GIS Geographic Information نظام المعلومات الجغرافية

  G IS Geographic Information  نظام 
المعلومات الجغرافية  

  تتجلى أهمية نظام المعلومات الجغرافية G IS في مدى

 الخدمة المعلوماتية التي يقدمها هذا النظام في العديد من

 المجالات المهمة وخاصة الخدمة البحرية وإنتاج المخططات الجغرافية وغيرها من الخدمات  التي اهتمت 

به وكالة الفضاء العالمية NASA وتبنت تطويره المستمر وقد له رصدت مبالغ

 طائلة ووضفت في خدمته أقمار صناعية وتقنيات متطورة ومواقع الكترونية ونخبة 

من خيرة الخبراء والباحثين العالميين لقد تكون هذا النظام على أساس فكرة أتمتة

 الخرائط الجغرافية لكنها اتسعت وانتشرت خدماته عموديا  ليضم نخبة من الأنظمة 

ألمتقدمه معه ويعزز بالوسائل الحديثة وأفقيا  ليشمل مجالات لا حدود لها وأصبح

 يتفرد في تفاصيل وإحداثيات مهمة جدا تترقي بمستوى الأداء العام والخاص  .
 

  1-  أساسيات والمفاهيم لنظام المعلومات الجغرافية  

 G IS

         إن التطور الكوني الانفجاري لهندسة المعلومات ونظم الاتصالات قد فرض

  نمط جديد في أسلوب الحياة المعاصرة ووسائل إنتاج المعلومات الأساسية 

والمساعدة ، و امتد هذا التطور ليجعل من الأرض وفضائها وبحارها ومحيطاتها حيزا متكامل 

ومتصل  يسهل فيه نقل المعلومات وتداولها ، وهذا ما جعل تقنية رسم الخرائط وجمع 
المعلومات عنها من مصادر لا حصر لها ممكنا  وبزمن قياسي  ، بعد أن كانت محددة 

المعالم كثيرة التعقيد تتميز بالاحتكار والحرفية وهدر الوقت وندرة المعلومات ، فلو 

تصورنا مدى الخدمة التي تقدمها الأقمار الصناعية عن الأرض ومكامنها ، والبحار 

وأعماقها ، والمحيطات وأسرارها ،  من معلومات دقيقة وموثقة ،لكان واضحا أن تسخير التقنيات الحديثة ووسائل الاتصالات أمرا لابد منه للتخطيط للمشاريع ودراسة 

الأسرار الكامنة فوق وتحت سطح هذا الكوكب الذي تكتنفه أسرار وطلاسم لا حدود لها  ، حيث جاء نظام المعلومات الجغرافي الذي يخدم عمليات المسح والتخطيط ورسم 

الخرائط الالكترونية وإنتاج معلوماتها ، وهو ويقدم خدمة ممتازة للملاحة البحرية حيث الحاجة إلى  معلومات دقيقة ومفصلة عن جميع ما يتعلق بالخطوط الملاحية والأنهار

 والمسطحات المائية والأعماق والغوا رق وتحسين مقتربات الأرصفة ومراقبة عمليات الحفر  وخدمات البحث والإنقاذ والمسح البحري والجرف القاري والهيدروغرافيا 

ومراقبة حركة الطيران ثم امتد ليشمل تسريع خدمة الشبكة العالمية للمعلومات وغيرها هذا في المجال العام أما المجال الخاص الذي تهتم به وكالة الفضاء العالمية والوكالات 

الأخرى التي تدخل تحت بند الصراع ألمعلوماتي العالمي  فهذا ما لم يتم الإعلان عنه 
لكن المؤكد أن هذا النظام قد تطور بشكل يفوق التصور .
 

        إن السعي لتوفير هذه الخدمة يعتبر من المهام الرئيسية التي يجب العمل على إنجازها بأسرع وقت ممكن وذلك بتوفير الأجهزة والمعدات اللازمة وتدريب الكادر المتخصص ،كما إنها تدخل كمشهد رئيسي في تكامل بنى التطور الافتراضية . 

1- الخلفية والتعريف :

          يمكن تعريف نظام المعلومات الجغرافي بأنه تقنيات معلوماتية متزايدة النمو تهدف إلى دمج الميزات التخطيطية للبيانات الجغرافية المجدولة من خلال الاستغلال 

الامثل لتطور تقنية المعلومات وشبكات الحاسبات والانترنت والأجهزة اللاسلكية المحمولة وألاقمار الصناعية وأجهزة تحديد الموقع وإمكانيات البرامج التشغيلية 

لإيجاد الوسائل والمعالجات التي تبسط المشاكل المعقدة في مجال إنتاج الخرائط الالكترونية وولوج عالم الخرائط (والهايدروغرافيا) وتحوله إلى العالم الرقمي .
 

     إن العمل في هذا النظام بدأ العمل في سنة 1960 عندما  صممت  تقنيات برمجة الخرائط التي  تستخدم الرموز المبسطة التي يمكن خزنها على جهاز الحاسوب، الأمر 

الذي  يتيح المجال واسعا لإجراء تعديلات مستقبلية عند الضرورة ، وهذا العمل قد لاقى  ترحيبا واسعا في المحافل العلمية العالمية ووكالة الفضاء (NASA) ، إذ كان 

يشير إلى  بداية مرحلة جديدة تبشر بالانتقال من عصر فن رسم الخرائط اليدوي الذي كانت  له  محدداته و سلبياته  التي يعتبر اقلها هو الهدر الدائم في الوقت ، وارتفاع 

الكلفة ، وعدم دقة المعلومات وأسلوب معالجة الأخطاء التي تطرأ على العمل اليدوي ،  وعدم إمكانية إعداد نسخة طبق الأصل عند الطلب في الوقت الآني ومحدودية مصادر المعلومات وغيرها.

     لقد  أصبحت هذه التقنية تضيف إلى هذا الفن ألخرائطي الكثير من الميزات والمعالجات في زمن قياسي جدا باستخدام الحاسوب وتضمين  لتمثيل ميزات الأرض، ومن خلال ذلك انبثق مفهوم تغطية ميزات المخططات المختلفة التي تدمج على شكل طبقات قمة فوق قمة  لاستيعاب الأنماط وأسباب الظواهر المكانية.

     وبعيدا عن تلك البدايات البسيطة فأن أنظمة المعلومات الجغرافية يمكن النظر إليها كمكافئ تقني خرائطي ليس فقط لإنتاج الخرائط الو رقية التي يتم إنتاجها آليا بسرعة وكفاءة ،

 حيث خزن البيانات بصيغه رقمية سهلة وإمكانيات الوصول التي يمكن معها تحليل وعرض وتبسيط المخططات المعقدة  ، وقد تطورت هذه الأنظمة لتشمل مجالات البيئات الحساسة والخطرة والسريعة التغيير والمواقع المثالية الحاسمة والخرائط الالكترونية التشغيلية والبيئات الهيدروغرافية البحرية والساحلية.

            يعمل G IS على مستويات متعددة ، ويعتبر المستوى الأكثر رواجا هو فن رسم الخرائط المؤتمت (الرقمي)  الذي يمثل القوة الحقيقية في تطور أنظمة المعلومات وتشابكها من مصادر مختلفة في العالم ، ويترشح عن ذلك استعمال الطرق المكانية والإحصائية لتحليل خواص المعلومات الجغرافية حيث تكون النتيجة النهائية لإمكانيات التحليل الإحصائي والجغرافي وإمكانيات الاشتقاق والإضافة والحذف.

      من خلال ذلك يمكن القول بأن G IS هو نظام حاسوب قادر على تجميع وخزن ومعالجة وعرض واسترجاع المعلومات الخرائطيه وإبراز الميزات طبقا للمواقع وحسب الحاجة ونوع المكان وطرق الاتصال المتاحة مع المواقع المخصصة والأقمار الصناعية التي تجوب الفضاء.

     بمعنى آخر هو أداة تعتمد على الحاسوب ومصادر المعلومات المختلفة التي يمكن الارتباط بها لغرض التخطيط والتحليل لكل المعالم والحدود والتغيرات الآنية والمتدرجة التي تحدث على الأرض و المسطحات المائية وما تحتويه ، إضافة إلى إنشاء قواعد معلومات مصممة للاستفسارات والعرض وأجراء التغيرات الافتراضية لاستنتاج المحصلات المتوقعة.

أن العام في هذا النظام هو تكامل مكوناته  من أجهزة وبرمجيات وكادر مدرب على الربط الشبكي للمعلومات والمرافق السكانية والوسائل التقنية ومصادر البيانات الأساسية والتي ترجع بالأساس إلى أعدادات وكالة الفضاء NASA  .

   لقد أثرت أنظمة المعلومات الجغرافية على البشرية بشكل مباشر وغير مباشر بطريقة يمكن إدراكها عند استخدام برامج الانترنت حيث تنشر هذه الأنظمة لتحديد ألاماكن والاتجاهات وفي معظم النشاطات التقنية والحياتية ، كما أن الصلة المباشرة مع نظام تحديد الموقع  G PS تتيح المجال واسعا  لتقصي المكان المطلوب والاستفسار عن معلوماته في أي جزء من العالم والحصول عليها من خلال الأقمار الصناعية والانترنت والوسائل الأخرى .

2- مكونات نظام  المعلومات الجغرافي . G IS

  إن فهم  إمكانيات هذا النظام تسلط الضوء على ما يجب معر فتة من  المكونات العامة والخاصة لتحديد معالمها والأنماط التي تعمل بموجبها وهي كما يلي:-

  

 - المكونات المادية  Hardware

      
   إن الأجهزة المكونة لهذا النظام تدعم العديد من النشاطات التي تتراوح مابين خزن البيانات إلى أجراء التحليل و المعالجة المركزية وعمل المحطات الفرعية التي تدير برامج أنظمة المعلومات ونقاط الارتباط والموائمة التكميلية واستعمال الأتمتة لتحويل البيانات الناتجة إلى بيانات رقمية ومسجل بيانات الموقع الذي يجمع البيانات في الحقول ألمخصصه واستعمال تقنيات الاتصال المحمولة  (النقال)  الذي يصبح أداة مهمة في جمع البيانات وتحديثها بوقت يكاد يقترب من الوقت الحقيقي ، وكذلك الاتصال بأنظمة عالمية متخصصة عن طريق الانترنت بحيث أصبحت الخودام  معدة ومجهزة لهذا الغرض.

  المكونات البرمجية   Software

       هي تشكيلة البرامج المهمة لأنظمة المعلومات الجغرافية المركزية التي تتكون من رزمة تطبيقات GIS مثل البرامج الضرورية لخلق وتحرير وتحليل البيانات الخاصة ، وهي رزم تحتوي على عدد كبير من البرامج ذات القدرة على إضافة وتوسيع قابليات النظام مثل X tools وامتداد Arc view الذي يضاعف قابليات التحرير أكثر ، وهي برامج معلومات جغرافية نظيرة لبرامج تطبيقية تستخدم لبناء تطبيقات برمجة  تجمع إغراض معينة تستعمل لتحديد قابليات وتحليل إمكانيات متباينة.

    يعتبر برنامج المرافق وهو برنامج مستقل يؤدي وظائف معينة مثل مرفق صيغة ملف يقوم بعملية التحويل من ملف في النظام إلى ملف آخر وفق الحاجة، وتعتمد أيضا برامج Web التي تساعد في خدمة الانترنت 

(Internet Browser).

    - البيانات DATA

     
  إن هذا النظام يعتمد بالأساس على توفر البيانات من مصادر مختلفة  حيث أن هناك نوعان أساسيان من البيانات المستعملة في هذا النظام هي:-

        قواعد البيانات الجغرافية Geo database:

      وهي قواعد بيانات ذات علاقة استرجاعيه ترتبط مع المواقع الأرضية و على صفتين ، ألموجهه Raster وتقترن عادة ببيانات التعريف الخاصة (بيانات الخاصية) مع معلومات أضافية يمكن أن تكمل البيانات المكانية.

          Metadata بيانات توثيق الأنظمة الجغرافية Dataset.

        البيانات الأخرى التي تختص بالخزن والاتصال والموائمة بين الأنظمة والبرمجيات المختلفة وغيرها.

   - الكادر التقني  وإنتاج المعلومات:

      يعتبر الكادر التقني المدرب بشكل جيد لإدارة وتشغيل هذا النظام من العناصر الفعالة ، إذ يفترض التمتع بقابلية التحليل المكاني والمعرفة ألجيده للتعامل مع ألأوساط والمواقع المتخصصة ، و إمكانية عالية في استعمال البرامج المعدة في هذه الأنظمة، وهناك ثلاث عوامل تستطيع أن ترتقي بمستوى و دور الكادر المخصص لإدارة 
وتشغيل هذه الأنظمة بمستوى من الكفاءة وهي:

       مستوى التعليم : 

و يقصد به التعليم الأكاديمي والتخصص حيث يجب أن يتوافق مع إعمال هذا النظام.

    استخدام الطرق المرنة في التعامل مع النظام و معرفة إمكانيات النظام واستغلال الخصائص المتوفرة بكفاءة ومرونة للحصول على أفضل النتائج المرجوة.

         القدرة على التعامل مع شبكة المعلومات ومصادر البيانات التخصصية التي يمكن أن يصل إليها  .

إن مستوى التعليم ونوعية التخصص هما القاعدتان الأساسيتان التي يجري العمل على أساسها لإعداد الكادر الذي يتحمل مسؤولية تشغيل وإدارة هذا النظام ،

 ومن ثم يأتي دور الخبرة التي يجب أن يحصل عليها من خلال التدريب والممارسة  في مجال العمل الذي يعهد إليه والمتطابق مع استخدام تطبيقات G IS ،

 وتعد المشاركة في دورات تدريبية على تشغيل هذا  النظام والاستفادة من خصائصه وخاصة فيما يتعلق بالمعرفة الكاملة في مجال استخدام الحاسوب والبرمجيات والارتباط الشبكي مع مصادر المعلومات ومواقع الانترنت وصولا إلى الاحتراف المهني في هذا المجال لاستغلال التقنيات المتاحة في مجال تبادل الأفكار والدعم ألمعلوماتي من المصادر المحلية والعالمية.

3- التقنيات والتطبيقات المساهمة  في G IS:

  نظام تحديد الموقع العالمي G PS

     يعتبر نظام تحديد الموقع العالمي G PS تقنية تعتمد على نظام أقمار صناعية متكامل  ومخصص لتحديد الموقع معرف بخط الطول والعرض والارتفاع وكذلك الوقت العالمي UTE، وهو أداة ضرورية جدا لتكامل  نظام GIS  كونها تسمح في جمع بيانات Location Wise الدقيقة جدا، 

 وتتركز أهميتها في تحديد النقطة التي تكون عندها على سطح الكرة الأرضية مهما اختلفت التضاريس والبيئات حيث يعتمد عليه الكثير من المهتمين وتستخدمه العديد من التقنيات لتتبع الأهداف المنتخبة عن بعد وكذلك في عمليات البحث والإنقاذ والتوجيه الآلي المبرمج وتقنية التعريف الآلي للسفن والملاحة الجوية عبر الأقمار الصناعية وعمل الباحثون والرحالة وعلماء الآثار والتنقيب عن الكنوز المخفية وتحديد أماكن ونوع  الغوا رق وغيرها .

ألانترنت :  

إن أحدث ما تحقق في التقدم التقني هو استخدام خدمة الانترنت مع GIS بما يخص البيانات المكانية، ونظرا لوجود الكثير من المهتمين والمتخصصين والباحثين ومراكز المعلومات التخصصية في أنحاء المعمورة حيث يتمكن المهتمين من خلال هذه الخدمة على تبادل الأفكار والمقترحات ويعتبر هذا الجانب من أهم وسائل توفير المعلومات الموجهة والفريدة حيث إن شعار المهتمين هو أن تبدأ من حيث انتهى الآخرون ، 

عندها تنمو المعلومات وتتوثق بسرعة فائقة ولا نستغرب أبدا إذا  فوجئت من احد المواقع في العالم مثلا بامتلاك معلومات مهمة ومحدثة في أهم مجالات عملنا والتي نحتفظ بها حاليا كمعلومات لدى بعض المختصين أو العاملين بشكل خرائط بالية معرضة للفقدان أو التلف و العبث، ومن المهام التي يجب إتقانها في هذا المجال ما يلي:-

Arc MS   (Internet Map Server From ES RT )

       ويعني التوثيق والبحث والنصائح والخدع المستعملة في ، وهو خادم خريطة الانترنت ويعمل على إصلاح الخرائط الالكترونية وتقديم أجوبة عن الاستفسارات المقدمة إليه .

Asp MA   :وهو موقع يخطط لتضمين وصول البيانات المكانية وقابليات التحليل والعرض في التطبيقات وخدمة المواقع ويدعم توصيلات الشبكةAsp .NET.

معايير اختيار G IS على الانترنت

  إن مصادر Geo place  هو نظره إلى تقنيات مواقع نظام المعلومات الجغرافي لإغراض فحص بارومترات اهتمت بالتخطيط لحاجة GIS على الانترنت.

برامج خادم الخرائط المجانية (Free Map Server Software)

     يقوم بإطلاق الخرائط والمخططات على الانترنت ولا تتحمل كبرامج تجارية بل يجري تدقيق عمليات الاتصال فيها عند طريق تحرير الخادم لخريطة معينة للتأكد من المصدر.

   خادم الخريطة النصفي Dem is Map Server)

   يقوم هذا الخادم بتزويد نصف خريطة من خلال محاولة وصول تفاعلي إلى محرك نصف خريطة على الانترنت التي تستخدم الاتفاقيات الخاصة Protocols)) المعرفة باسم Open G IS وتستعمل متصفح متطور حيث يتمكن المتصفحون من النظر بشكل تفاعلي إلى قواعد البيانات البعيدة من خلال اختيار الطبقات لأغراض العرض والتكبير.

مستكشف البيانات الجغرافية(GEODE) Geo-Data Explorer

    إن استعمال مستكشف البيانات يعتمد لغرض الدخول إلى مواقع بيانات (جيو مكانية) تمثل   تشكيلة واسعة من المعلومات أنتجت من قبل الأجهزة الحكومية المختصة US-GS.

الشبكة الجغرافيةGeography Network

     إن الشبكة الجغرافية تم تكوينها من قبل ERIS وتستند على تقنية Archaisms تقوم فكرتا على أساس تزويد الانترنت بإسناد منتدى بصري ودخول بيانات مكانية وتمثل تشكيلة لمصادر المعلومات العام والإغراض التجارية.

الخادم الجيوغرافي  (Geo-Serve. Org).

      يطرح الخادم الجيوغرافي خرائط تفاعلية على الانترنت وقد تم تطويره من خلال قسم التضاريس والمسح الجيولوجي الكندي الذي يقوم هذا الخادم بمسح البيانات على شكل خرائط دينامكية وقواعد بيانات مرتبطة حيث  يمكن الوصول إليها من خلال مستكشف الويب.

I Map per : هو امتداد للموقع Arc View) ) المجاني السهل الاستعمال والغرض منه السماح للمستخدمين بعرض خرائطهم وبياناتهم إلى الراغبين على الويب العالمي بشكل عروض سريعة وسهلة دون الحاجة لامتلاك خريطة.

Map Guide : يمثل تقنية صناعة مخططات لخادم الخريطة الذي يربط الانترنت مع تطبيقات الزبون بخصوص  العينة المطلوبة.

Map Server /:  خادم الخرائط بيئة تطوير خدمة Open Source  لبناء ما يمكن بناءه من تطبيقات على الانترنت بشكل مكافئ ومرتبط مع المستخدم ، وهذه البرامج هي الأكثر شعبية وخاصة أنظمتها المجانية .

-Map TV  : أداة عرض الخرائط وهو أداة عرض خرائط تجري من خلال خادم الويب وتستخدم فيها صيغة ERST لعرض البيانات.

Web Mapper : وهو مخطط الويب الذي يستخدم لتكريس  مصادر من الانترنت لإسناد عمل G IS  وإيجاد 


عينات حية وذات شيوع عالي في مجال  تخطط برامج الخادم.