Geographical Information System

Geographical Information System

أنواع نظم المعلومات RDBMS ) DBMS( او برامج نظم المعلومات Information System نظم المعلومات المكانية Spatial Information System نظم المعلومات الجغرافية Geographical Information System )GIS( نظم المعلومات غير الجغرافية Non-Geographical Information System نظم المعلومات غير المكانية Non-Spatial Information System نظم المعلومات اإلدارية Management Information System (MIS) نظم المعلومات المحاسبية Accounting Information System ( AIS)

تاريخ نظم المعلومات الجغرافية يرج ع ظهور مص طلح نظ م المعلومات الجغرافي ة إل ى وجود مشروع نفذت ه إدارة الموارد بالحكوم ة الكندي ة والذى حم ل اس م نظام المعلومات الجغراف ى الكندي ) . Canada Geographic Information System ( CGIS وبدأ تنفي ذ هذا المشروع عام 1963 بهدف تطوي ر نظام معلومات رقم ى لمعالج ة خرائ ط الموارد الطبيعي ة ف ى كندا ، وق د تزام ن م ع م ا فعل ه هوارد فيش ر بجامعة هارفرد Harvard University األمريكي ة عام 1964 حي ث أس س معمل ه الذى أطل ق علي ه اس م معم ل هارفرد لرس وم الكم بيوتر والتحلي ل المكانى Harvard Laboratory for . Computer and Spatial Analysis

وعندم ا انض م روج ر توميلنس ن Roger Tomlinson إل ى المشروع الكندى ف ى نهاية الستينيات أحدث طفرة غير مسبوقه فى معالجة البيانات الجغرافية فى ص ورتها الرقمي ة ، وق د س اعد التطور الذى أحدث ه مس اعدة ملموس ة لدى متخذى القرار فى إدارة الموارد الطبيعية الكندية . وم ع نهاي ة عق د الس بعينيات م ن القرن الماض ى قام جاك دانجرموند Jack Dangermond بتأسيس شركته الخاصة التى حملت اسم معهد أبحاث النظم البيئي ة ) ، Environmental Systems Research Institute ( ESRI وه ى الشرك ة االكثر اهمية فى تاريخ نظم المعلومات الجغرافية حتى األن .

وبدأ الشيوع العالم ى ف ى اس تخدام هذه التقني ة ف ى عِ ق د التس عينيات ، كم ا ظهرت عدة تقنيات داعم ة ومكمل ة لنظ م المعلومات الجغرافي ة مث ل نظام تحدي د لمواق ع األرضي ة ) Global Positioning System ( GPS واالس تشعار ع ن بع د عال ى الدق ة المساحية High . Resolution Remote Sensing وبتطور أجهزة الحاس ب خالل األلفي ة الثالث ة بداْ اس تخدام الوس ائط المتعددة وشبك ة اإلنترنت . وم ع نهايات القرن العشري ن أص بح م ن الممك ن عرض بيانات GIS ع بر اإلنترن ت بفض ل االلتزام بمعايي ر وص يغ نق ل جديدة ت م االتفاق عليه ا وانتشار العدي دم ن البرمجيات مفتوحة المصدر Open Source عل ى شبك ة اإلنرن ت ومنه ا ، MapWindow و ، QGIS و ، SAGA GIS و . uDig

التعريف بنظم المعلومات الجغرافية س ميث Smith عام 1978 بأنه ا نظام قاعدة المعلومات الذى يحتوى عل ى معلومات مكانية مرتبة باإلضافة الحتوائة على مجموعة من العمليات التى تقوم باإلجابة على االستفسارات عن ظاهرة مكانية من قاعدة المعلومات . و عرفه ا كوي ن Cowen عام 1988 قال أنه ا نظام دع م القرار بواس طة دم ج المعلومات المكانية لخدمة حل القضايا البيئية . وعرفته ا مؤس سة Esri عام 1990 أنه ا مجم ع متناس ق يض م مكونات الحاس ب اآللى والبرامج وقواعد البيانات واألفراد المدربين . ويقوم هذا النظام بجمع بحصر دقي ق للمعلومات المكاني ة و غي ر المكاني ة وتخزينه ا وتحديثه ا و ماللجته ا وتحليلها . ماجواير Maguire عام 1992 هل من األفضل تعريف نظم المعلومات الجغرافية من منظور تقنى ضيق أم من خالل منظور مؤسسى وتنظيمى شامل ؟

م ن األفض ل أ ن نعرف نظ م المعلومات وف ق المنظور المؤس سى التنظيم ى أ و باألحرى المنظور التط بيقى لنظ م المعلومات الجغرافي ة . وعل ى هذا االس اس يمك ن تعري ف نظ م المعلومات الجغرافية بأنها تستخدم فى إنجاز كثير من المهام منها -: رسم الخرائط بدقة عالية ( قواعد بيانات جغرافية أو مكانية ) ، وحفظها ، ومعالجتها وتحديثها بشكل منتظم بيسر وسهولة . إعداد قواعد بيانات رقمية (جغرافية أو مكانية ) يسهل استخدامها وتحديثها . إمكانية الحصول على نسخ من قواعد البيانات المكانية والرقمية . اس قاط قواع د ال بيانات المكاني ة ( الخرائ ط ) بحي ث يمك ن الحص ول عل ى قياس ات بوحدات القياس الطولية بيسر ودقة عالية . إجراء عمليات حسابية بسهولة ويسر ، بغرض تدعيم قواعد البيانات الرقمية . س هولة عمليات البح ث و اإلس تعالم Query ع ن المعلومات رقمي ا ومكاني ا بدق ة وف ى زم ن قياسى . إمكاني ة المس اعدة ف ى تحدي د المواق ع األنس ب ، والمس ارات االنس ب ، ف ى ضوء معلومات قواعد البيانات والمعايير المختارة من قِبل المستخدم . User دقة اتخاذ القرار حيث يُعتمد فى إتخاذ القرار على قواعد بيانات مكانية ورقمية معا . القدرة على االتصال بشبكة المعلومات المحلية والعالمية لتبادل المعلومات وعرضها .

مكونات نظم المعلومات الجغرافية يتكون نظام للمعلومات الجغرافي ة م ن خم س مكونات اس اسية ه ى المعلومات الجغرافية والبرمجيات والعتاد واألفراد و اإلجراءات أو منهجية إعداد قاعدة البيانات . وفيما يلي عرض مختصر لكل مكون ودورة -: -1 المعلومات الجغرافية Geographical Information عندما نقول أن لدينا خريطة توزيع السكان بدولة ميانمار ، السؤال األول المتوقع أن يتبادر إلى الذهن اين تقع دولة ميانمار ؟ السؤال الثانى كيف يتوز ع السكان فى هذه الدولة ؟ هكذا تكون ال بيانات الجغرافي ة دائم ا تحم ل ضمن ا معلوم ة خاص ة بمكان ومعلوم ة تصف هذا المكان على نحو ما . لذا يمك ن القول أ ن ال بيانات الجغرافي ة ذات شقي ن األول مكان ى تعرف بال بيانات المكانية Spatial Information والثانى وصفى Descriptive Information أو رقمى .

-2 البرامج Software هناك الكثي ر م ن برام ج الت ى تحم ل مس مى نظ م المعلومات ، وإذا كان بينه ا تشاب ه فيكون فى إدارة قواعد البيانات ، أما االختالف فيكون فى الهدف أو طرق التحليل . البرامج مفتوحة المصدر ( )Open source و البرامج المجانية . ، MapWindow GIS ، Map Server GIS ، OpenLayers ، Openmap البرامج التجارية (غير المجانية) Mapinfo GIS ، ESRI GIS ، ERDAS GIS ، Global Mapper GIS ، Surfer GIS ، . ، GeoMedia GIS -3 العتاد Hardware الش ك أ ن المكونات المادي ة ( العتاد ) اص بحت معروف ة للجمي ع ، لك ن اس تخدام برام ج نظ م المعلومات الجغرافي ة تحتاج عل ى نح و خاص لبع ض المكونات المادي ة م ن الحاس ب اآلل ى الخاص ة مث ل الماس ح الضوئ ى ، Scanner ولوح ة الترقي م ، Digitizing Table وطابعة الخرائط .Plotter

-4 األفراد Users يع د هذا المكون أه م مكونات نظام المعلومات الجغراف ى حي ث أ ن األفراد ه م المس ؤولين ع ن كفاء ة النظام أ و عدم كفاءت ه ، لذا يجب تأهي ل وتدري ب الفرد المتخصص ف ي نظ م المعلومات الجغرافي ة . ويمك ن تصنيف هؤالء األفراد إلى : -1 المتخص صون بنظ م المعلومات فني ا ( تكنولوجي ا ) : Specialists Information Systems م ن يقومون بتطوي ر وادارة وصيانة النظام المعلوماتى ، ونظرا لدورهم الفنى الهام يعتبرهم البعض جز ٌء ال يتجزأ من النظام . -2 مدخل بيانات Data Entry مكانية ووصفية ملم بعلوم مثل الخرائط واالحصاء واالستشعار عن بعد -3 محلل و النظام : System analysts يعت بر محل ل النظام خ بيرا ف ي تعري ف المشكل ة وإعداد الوثائ ق الت ي تحدد أسلوب استخدام الحاسب في الحل . -4 المبرمجون Programmers : يستخدم المبرمجون الوثائق التي تم إعدادها بواسطة محللي النظام إلعداد البرامج التي تقوم بتحويل البيانات إلى المعلومات التي يحتاجها المستخدمون النهائيون . -5 مديرو قواع د ال بيانات :Database Administrators يعم ل مدي ر قواع د ال بيانات م ع المس تخدمين النهائيي ن ومحللي النظم إلنشاء قواعد البيانات التي تحوي البيانات الالزمة إلنتاج المعلومات المطلوبة . -6 المس تخدمون النهائيون : End Users وه م األفراد المس تخدمون للنظام أوالمعلومات الت ى ينتجه ا النظام . (متخذى القرار )

اإلجراءات Procedures أو منهجية Methodology إعداد قاعدة البيانات جاء ترتيبها الخامس بين مكونات نظم المعلومات الجغرافية ، لكنها هى أول ما يجب التفكير فيه عند البدء فى إعداد قاعدة بيانات جغرافية ، حيث يُعنى به ا تحدي د الهدف م ن إعداد قاعدة ال بيانات ، فتحدي د الهدف يعن ى تحدي د البيانات التى يجب القيام بجمعها سواء المكانية أم الوصفية ، كما يُعنى بها تحدي د اس اليب التحلي ل الت ى س وف نحتاج إل ى اس تخدامها ، وم ا إذا كان ت هذة االس اليب س وف تعتم د ال بيانات المكاني ة ف ى هيئ ة الــ Raster أ م . Vector آ ى ان المنهجي ة تمث ل األس اس الذى يت م عل ى أس اسه بناء قاعدة البيانات .

بناء نظام معلومات جغرافي -1 جمع البيانات ( )Data Collection -2 اإلدخال ( )Data Input -3 لمعالجة ( )Data Manipulation -4 تكامل البيانات ( )Data integration -5 توحيد المقاييس واإلسقاطات ( Data Projection and scaling )completeness قب ل البدء ف ى بناء النظام يج ب أ ن يكون لدى المس تخدم معلومات وافي ة كافية عن المراجع الجيوديسية العالمية القديمة والحديثة والعالقة بينهما ، المراج ع الجيوديس ية المحلي ة و الخرائ ط الطبوغرافي ة ، و مس اقط الخرائ ط وبخاص ة مس قط UTM ونظرا ألهمي ة هذه المعلومات س وف نتوق ف عنده ا للتأكيد عليها -:

المراجع الجيوديسية العالمية المرجع الجيوديسى م ن الدارج بي ن الدارس ين أ ن الشك ل ال بيضاوى ثنائ ى األبعاد الذى يعرف هندس يا باس م القط ع الناقص Ellipse ه و اقرب االشكال الهندس ية الممثل ة لألرض ، لك ن الص حيح أ ن مجس م هذا الشك ل ال بيضاوىالذى يعرف باس م االلبسويد Ellipsoid (الشكل األهليجى ) هو أقرب االشكال الهندسية المعروفة لشكل االرض ، لكن هنا يكون الس ؤال ماه ي أبعاد هذا المجس م الذي يكون أقرب لشك ل وحج م األرض الفعلى ؟ من المعروف أن المعادالت التى يُعتمد عليها فى حسابات مساحة القطع الناقص وبالتال ى مجس مة (االلبس ويد ) تحتاج معرف ة قيم ة نص ف المحور االك بر و نص ف المحور االصغر لهذا المجسم ( االلبسويد ) .

األلبسويد : Ellipsoid الشكل الرياضى لألرض أو الشكل النظرى لألرض

المجسم ف بر A طول نص المحور الصغر B Helmert 1906 Clarcke1866 NAD 72 طول نص المحور األك ( كم ) 63780.200 63780.274 63781.53 63568.18 63562.51 63567.51 WGS72 WGS84 63781.530 63781.370 63567.50 63567.52 ف الدول المستخدمه مصر أمريكا الشمالية الواليات المتحدة االمريكية عالمى عالمى

مسقط الخريطة Projection Map مسقط : الصيغة الرياضية لشبكة خطوط الطول ودوائر العرض

كيف يتم التوفيق بين ال Ellipsoid الحديث و القديم اى بين Helmert 1906 و WGS 84 علماء المس احة بدراس ة هذه المشكل ة ووجدوا ح ل له ا ، هذا الح ل مبن ى عل ى فكرة أن ه إذا أمكنن ا تحدي د العالق ة بي ن مجس مين Ellipsoids أرضيي ن مختلفي ن فأننا نستطيع تحوي ل اإلحداثيات المقاسة عل ي أحدهما إل ي القيم المناظرة لها علي المجسم اآلخر . فبالدراس ة وج د العلماء أ ن العالق ة بي ن أ ي مجس مين تتمث ل ف ي 7 عناص ر أ و 7 متغيرات هى -: أوال : ه ل مركزي المجس مين منطبقي ن أ م أحدهم ا يبتع د ع ن مرك ز اآلخ ر؟ وم ا قيمة هذا االبتعاد أو هذا الفرق بين المركزين؟ ولقياس الفرق يجب تجزئته إلي 3 مركبات ف ي اتجاهات المحاور الثالث ة : محور س ، محور ص (المحوري ن األفقى وااٍل س ى ) ، محور ع (محور األرتفاع ) أو ، . X, Y, and Z axis فإذا كان هناك فرق أو ابتعاد بين مركزي االهليجين فيجب تحديد القيم الثالثة (للمحاور الثالث ة) الت ي تص ف هذا الفرق ، وهذه ه ي م ا نطل ق علي ه معامالت االبتعاد أ و

ثاني ا : ه ل محاور المجس مين متوازي ة أ م أ ن محاور أحدهم ا مائل ة ع ن محاور المجس م الثان ي؟ وم ا قيم ة هذا المي ل بي ن المحاور الثالث ة لك ل مجس م X, Y, Z axis ع ن المحاور الثالث ة للمجس م اآلخ ر؟ لذلك يجب معرفة قيمة 3 زوايا لميل محاور المجسم األول عن الثاني . وهذه هي ما نطلق عليها معامالت الدوران . Rotation Parameters Rx, Ry, and Rz ثالثا : هل حجم المجسم األول يساوي %100 من حجم المجسم الثاني أم أن أحدهما أصغر أو أكبر م ن اآلخ ر قليال؟ . فإذا حس بت مس افة بي ن نقطتي ن معلومتي ن باس تخدام المجس م األول (أ ي باس تخدام قي م ) B and A ث م حس بت نف س المس افة بي ن نف س النقطتي ن باس تخدام معامالت المجسم الثاني ( )B and A فهل ستكون المسافتين متساويتين بكل دقة أم يوجد معامل اختالف ولو بسيط بينهما؟ . هذا المعامل هو ما نسميه معامل القياس أو .Scale Factor فيكون بذلك لدينا 7 عناصر يجب معرفة قيمهم لكي نصف العالقة بين أي مجسمين ( 3 ابتعاد و 3 دوران و معام ل قياس مس افات) . فإذا عرفن ا قي م هذه العناص ر الس بعة نس تطيع تحوي ل إحداثيات (خط الطول و دائرة العرض و األرتفاع) مقاسين علي مجسم إلي القيم المناظرة لهم علي المجسم االخر .

وق د اكتس ب المجس م WGS84 شهرت ه عندم ا طورت تقني ة GPS فاعتم د هذا المجسم في قياس أي إحداثيات بواسطة هذه التقنية الجديدة . GPS وعليه يمكن تعريف االلبسويد Ellipsoid بأنة الشكل النظرى لألرض Theoretical Shape أ و الشك ل الرياض ى لالرض Mathematical Shape حي ث يمك ن حس اب أبعادة لكن يصعب تمثيلة فى هيئة مجسم .

الداتم Datum ه و مرج ع جيوديس ي محل ى أ و ه و عبارة ع ن اعتماد مجس م عالم ى لألرض Ellipsoid مع ضبطه - بصورة معينة - ليناسب انشاء الخرائط في منطقة أو دولة معينة ( . محلية وليست عالمية ) . الهدف من ذلك أن المجسم Ellipsoid هو النماذج األقرب لتمثيل سطح االرض عل ي المس توي العالم ي ، لك ن مازال ت توج د بع ض الفروق بي ن شك ل االرض الحقيقي ة و المجس م Ellipsoid أل ن - وكم ا ه و معروف - س طح االرض الحقيق ي ه و شك ل غي ر منتظ م وال يمك ن التع بير عن ه بمعادالت رياضي ة ويكون االلبس ويد هو أقرب األشكال الهندسية المنتظة أو الرياضية له .

عندما تبدأ أي دوله في تطوير الخرائط تعتمد أحسن أو أحدث مجسم Ellipsoid عالم ي ف ي هذا الوق ت . لك ن وحت ي يمك ن الوص ول الدق طرق تمثي ل االرض ف ي هذه المنطق ة - أ و الدول ه - فأنن ا نقوم بعم ل بع ض االفتراضات الرياضي ة . كمثال : نفترض أ ن قيم ة الفرق بي ن س طح االرض الحقيق ي وهذا االلبس ويد ص فر عن د نقط ة محددة نطل ق عليه ا نقط ة االص ل Origin Point أ ي أنن ا به ذ الفرض قمن ا بتحري ك أ و ازاح ة هذا االلبس ويد ف ي المس توي الرأس ي Vertical بهذا االسلوب نكون قد غيرنا - قليال - في وضع و شكل هذا المجسم Ellipsoid العالم ي ليناس ب هذه المنطق ة أحس ن تمثي ل ، وهن ا نطل ق عل ي هذا الشك ل الجدي د اس م - Datum : البع ض يس مى هذا بالمرج ع الرأسى Vertical Datum تميزا ل ه ع ن المراج ع الجيوديس ية العالمي ة الت ى س بق الحدي ث عنه ا و الت ى يسموها أحيانا المراجع االفقية - Horizontal Datum أي أن االلبسويد Ellipsoid يكون عالمي ، بينما الداتم Datum يكون محلى أو خاص بمنطقة أو دولة معينة اعتمادا على مجسم Ellipsoid عالمى . على سبيل المثال - :

- في مصر تم اعتماد المرجع الجيوديسى العالمى ، Helmert 1906 ثم بعد ذلك تم افتراض أن قيمة حيود الجيوئيد (الفرق بين الشكل الحقيقي لالرض وشكل هذا المجس م )Ellipsoid ص فر عن د نقط ة االص ل المس ماه نقط ة الزهراء أعل ي جب ل المقط م بالقاهرة ،- Vertical Datum - وبالتال ي حص لنا عل ي المرج ع الجيوديس ي الوطن ى المص ري المعروف - ف ي برام ج الحاس ب - باسم Old ، Egyptian Datum 1907 الذى يعرف اختصارا باسم . OED1907 - ف ي المملك ة العربي ة الس عودية ت م اعتماد البسويد International Ellipsoid 1924 وت م اعتبار نقط ة عي ن العب د (بالقرب م ن مدين ة الخفج ي بالمنطق ة الشرقية) هي نقطة االصل ، ومن ثم أصبح لدينا المرجع الجيوديسي السعودي المسمي عين العبد . 1970

الجيوئيد Geoid يعرف بأن ه : خ ط تس اوى الجاذبي ة األرضي ة أ و مس توى تس اوى جه د الجاذبي ه األرضيه . يمث ل الشك ل الحقيق ي لس طح لالرض (الس طح الطبوغراف ي لالرض) وه و س طح غي ر منتظ م وهن ا تكون المشكل ة فه و الس طح غي ر منتظ م و شدي د التعرج ولي س ل ه معادالت حس ابية أ و قواني ن رياضي ة لوص ف س طحه وحس اب مس احته ، وبالتال ي اس قاطه عل ي الخرائ ط حتي تعبر عن تضاريس األرض بدقة .

الحيود يعرف باسم Orthometric Height االرتفاع االرثومترى يرمز له عامة بالرمز ، H اى ارتفاع النقطة عن سطح الجيوئيد .Geoid م ن المعروف أ ن االرتفاعات المطلوب ة ف ى معظ م التط بيقات الهندس ية ، ه ى االرتفاع ع ن متوسط مستوى سطح البحر ) Mean Sea Level ( MLS ويعرف اصطالحا باسم المنسوب أو االرتفاع االرثومترى . Orthometric Height وكى نكون اكثر دقة نقول أن المرجع االساسى لهذا المنس وب ه و الجيوئي د Geoid لكون ه س طح متس اوى الجه د يقترب جدا م ن متوس ط س طح البح ر م ع كون ه س طح متعرج غي ر منتظ م لي س ل ه معادالت حس ابية ، وبالتال ى ال يمك ن اس تخدامه ف ى حس اب اإلحداثيات واس قاط الخرائ ط ، كم ا أن ه يبتع د ع ن االلبس يود بمس افات تص ل نح و 120 مت ر ، وهذا الفرق يس مى حيود الجيوئي د أ و ارتفاع الجيوئي د Geoid Height أ و Geoid Undulation أو الحيود الجيوديسى . يتم تحديد متوسط سطح البحر MLS فى كل دولة فى نقطة محددة ، وترجع أهمية تحديد هذا النقط ة إل ى أنه ا تمث ل منس وب ص فر الذى ينس ب إلي ه منس وب آي ة نقط ة داخ ل الحدود السياسية للدولة . بالنسبة لمصر تم تحديد هذة النقطة بمحطة خاصة بهذا األمر بميناء االسكندرية ، وتم تحديد هذا المتوسط وفق قياسات تمت لفترة بين عامى . 1907 -1898 وبعد تحديد هذا المتوسط تم على أساسه تحديد منسوب عدد من النقاط التى تعرف باسم روبير ) . Bench Mark ( BM

الخرائط الطبوغرافية المصرية الخرائط المليونية 1000000 / 1 الخريطة الواحده من هذه الخرائط تغطي مساحه من سطح االرض قدرها 4 درجات م ن خطوط العرض و 6 درجات م ن خطوط الطول . و ق د أعدت بناءاعل ي التقس يم الدول ي لهذا المقياس و بالمواص فات العالمي ه المقرره النتاج هذا النوع من الخرائط . و قد بدأ العمل في هذه الخرائط في عام 1931 و نظام االحداثيات المس تخدم فيه ا ه و إس قاط ميركيتور المس تعرض والذي يحقق زوايا و اإلتجاهات صحيحه . عدد هذه الخرائ ط 7 تغط ي مس احة الجمهوري ه و أجزاء م ن الدول المجاوره وهي ( القاهره - أالس كندريه - الداخل ه - أس وان - وادي حلف ا - مك ه – العوينات ) و أبعاد الخريط ه المطبوع ه بهذا المقياس 59 س م ف ي إتجاه شرق - غرب 44.4 سم في ءاتجاه شمال - جنوب بخالف الهوامش الجانبية .

-3 عرض ال بيانات : Data Display ويشم ل عرض ال بيانات المكاني ة والوص فية ، وعرض ال بيانات الوص فية بياني ا عل ى شك ل أعمدة ، منحنيات ، دوائ ر نس بية ، وتع د الخرائ ط م ن أدوات العرض المفيدة جدا ف ي حف ظ وايص ال المعلومات الجغرافية . ويدم ج عرض الخرائ ط م ع التقاري ر أ و األشكال ذات األبعاد الثالثي ة والص ور الجوي ة ، أ و ص ور األقمار الصناعية أو أي شكل يتوافق مع المضمون العلمي للموضوع . -4 اس تكشاف ال بيانات : Data Exploration يت م م ن خلله ا فح ص ال بيانات المكاني ة والوص فية ، وعم ل االس تفسارات الالزم ة قب ل التحلي ل ، ويت م ف ي أثنائه ا ايض ا عرض ال بيانات بشك ل متفاع ل يرب ط بي ن الخرائ ط و الرس وم والجداول ، وامكاني ة تحدي د العالقات بين الظواهر واالستفسار عنها . ومن االستفسارات والتساؤالت المهمة ، والبسيطة : كيف ، How أين ، Where من .Who ومن أمثلة مجموعة التساؤالت التحليلية Analytical أين توج د أفض ل المواق ع ؟ ، م ا ه ي النوعي ة الس ائدة م ن ؟ و ماذا ل و؟ . وم ن أمثل ة مجموع ة التس اؤالت المتعلق ة بالتقارب ك م يوج د م ن ؟ ف ي محي ط 100 ك م؟ م ا ه و عدد الزبائ ن على مسافة 10 كم من ؟ ماهي نسبة محصول القمح في 500 متر ؟

-5 تحوي ل ال بيانات : Transform Data وه ي تشم ل تص حيح األخطاء الناتج ة ع ن ترقي م ال بيانات ، وتغيي ر مس قط الخريط ة Projection Map وتحوي ل شفافات ال بيانات المكاني ة م ن نوع إل ي اخ ر . والتحوي ل م ن النموذج االتجاه ي Vector إل ي النموذج النقطي Raster والعكس . -6 تحلي ل ال بيانات : Data Analysis وه ي تع د م ن أه م وظائ ف نظ م المعلومات الجغرافي ة كونه ا المرحل ة الت ي س وف يت م اتخاذ القرار بناءا ً عل ى نتائجه ا . وتعتم د عملي ة تحلي ل ال بيانات عل ى النموذج ( المص فوفة Raster أ و االتجاه ي ) Vector فلك ل منهم ا عمليات تناس ب تركيب ه . وتوج د س ت عمليات أس اسية يشاع اس تخدامها لتحلي ل المعلومات المص فوفة ، Raster وخم س عمليات يشاع

التحليل المكاني لنموذج المصفوفة Raster يعتمد هذا النموذج على تحديد الظاهرات بواسطة شبكة من المربعات المتناهية في الصغر تسمى Pixels لك ل منه ا قيم ة رقمي ة لوني ة ، ويت م تميي ز كل منها ع ن طريق تميي ز مواق ع المربعات الت ي تحتله ا بالنس بة ألرقام الس طور واألعمدة المكون ة لشبك ة المربعات . و تحتاج هذة التقني ة ف ى تحليله ا إل ى ال بيانات المتص لة وه ى الت ى يمك ن أ ن تأخ ذ أ ى قيم ة ( أرقام صحيحة وكسور ) مثل المناسيب ودرجات الحرارة . ويناسب هذا النظام العمليات االتية -: تحلي ل الس طوح : Surface Analysis يس تخدم ف ي اشتقاق خص ائص الس طح ع ن طري ق تصميم ما يلي -: نموذج االرتفاع الرقمي لسطح األرض ) Digital Elevation Model (DEM خريطة اإلنحدارات . Map of Slope خريطة اتجاه االنحدار Map of Aspect الخريطة الكنتورية Map Contour خريطة الجريان السطحي Watershed Map - خريطة مدى الرؤية Viewshed Map

تحلي ل المس افات : Distance Analysis ويس تخدم هذا التحلي ل ف ي انتاج خرائ ط المس افات الت ي يحدد عليه ا البع د بي ن النق ط )المربعات( الت ي تتوز ع عليه ا الظاهرات ، وإنتاج خرائ ط المس افات الت ي تحدد أق ل تكلف ة بي ن ك ل نقط ة )مرب ع ( ومرك ز معي ن ، كم ا يس تخدم هذا التحلي ل أيض ا ف ي رس م النطاقات المحيط ة بعناصر الخريطة Buffer Zone وهو ما يعرف بنطاق الحرم الذي يحدد على أساس شرط معين . إعادة التص نيف و التجمي ع : Reclassify & Aggregation يس تخدم ف ى إعادة تص نيف عناص ر الخريط ة ، فيتم إنتاج خريطة الفئات من خريطة التوزيع ، ويعني بالتجميع تبسيط مستوى التفاصيل على الخريطة ، وهو تحويل خريطة الكثافة الموزعة على مستوى وحدات صغيرة إلي مستوى وحدات أكبر . التحليل الثالثى االبعاد : 3D Analysis هو إنتاج خرائط ثالثية األبعاد على أساس نموذج االرتفاع الرقمي الذي يوضح توزيع نقط المناسيب ، وتحويله إلي نموذج يربط بين مناسيب سطح األرض ويسمى نموذج شبكة المثلثات غير المنتظمة ) . Triangulated Irregular Network(TIN

التحليل المكاني للنموذج االتجاهي Vector يعتم د هذا النظام عل ى تحدي د الظاهرات بواس طة إحداثياته ا االفقي ة و الرأس ية . ويس تخدم هذا النموذج ف ي تحلي ل شبكات الطرق والمياه والكهرباء والص رف الصحي واالتصاالت وما إليها ، وكذلك كفاءة الخدمات التي ترتبط بكل نوع من هذه الشبكات . و تحتاج هذة التقني ة ف ى تحليله ا إل ى ال بيانات غي ر المثص لة ( الوثاب ة ) مث ل عدد الفص ول ف ى المدرس ة ، وعدد الس يارات ف ى الشوار ع وغيره ا . ويناس ب هذا النموذج العمليات التالية -:

تحديد المسار األنسب The Best Route وفيه يتم حساب المسار األنسب الذي يؤدي إلي مواقع معينة ، أو من موقع معين إلي موقع اخر معين خلل شبكة الطرق ، وقد يكون المسار األنسب هو المسار األقرب The Shortest Route أو المسار األسر ع . The Quickest Route سهولة الوصول Accessibility وفي ه يت م حس اب اقرب تس هيلت مقدم ة أل ي موق ع داخ ل الشبك ة ، كأ ن يحدد اقرب الخدمات المتاحة لموقع ما على الشبكة . تحديد مناطق الخدمات The Service Area وفيه يتم حساب النطاق الدي تغطيه خدمة معينة حول أي نقطة على الشبكة تحليل االتجاه Directions Analysis وفي ه يت م إنتاج تقري ر ع ن المس ارات الت ي يمك ن تتبعه ا عن د التحرك م ن موق ع إل ي موق ع عل ى الشبك ة ، ويتناول التقري ر أس ماء الشوار ع الت ي س وف يس لكها المس تخدم وأبعاده ا وزم ن الرحل ة والمسافة اإلجمالية لها . إنتاج الحرم Buffer Generation وفي ه يت م وض ع شروط معين ة للتحلي ل ، كأ ن يحدد المس ار األنس ب بشرط أ ن يبع د ع ن الس احل بمسافة معينة .

الفرق بين تقنتى الفيكتور Vector و الراستر Raster الفيكتور Vector دقة مكانية عاليه تحليل سريع وسرعة عرض الملفات صغيرة الحجم يتطلب تكنولوجيا عالية ونظم غالية الثمن يستخدم فى التطبيقات ذات الظروف الثابتة مثل التخطيط راستر Raster انخفاض فى الدقة المكانية تحليل بطىء وعرض بطىء ملفات ذات حجم كبير يتطلب تكنولوجيا منخفظة ونظم ليست مرتفعة السعر يستخدم فى التطبيقات الخاصة بالتغيرات المستمرة

-7 النمذج ة :Modelling النموذج ه و تمثي ل بس يط للظاهرة أ و النظام يوض ح المراح ل المختلف ة لتطور الظاهرة وعالقته ا بالمتغيرات المكاني ة وغي ر المكاني ة الت ي تؤث ر فيه ا وتتأث ر به ا ، وإعادة تص نيف تل ك العالقات ونتائجه ا . وتستخدم نظ م المعلومات الج غ ا رفي ة ف ي بناء ثلث ة أنواع م ن النماذج هي : النموذج الواقعي )الحقيقي( Real Model النموذج الدائري Cyclical Model النموذج الرياضي Mathematical Model : Information يعتم د نوع المعلومات الت ي تخرجه ا نظ م -8 إخراج المعلومات Output المعلومات الجغرافي ة عل ى المس تخدم والهدف م ن بناء النظام ، وقدرة ال برنامج المس تخدم ف ي اإلخراج ، ومعظم مخرجات نظم المعلومات الجغرافية تكون من : الخرائط Maps الجداول Tables التقارير Reports األشكال البيانية Graphs النماذج Models

نظم المعلومات الجغرافية أداة أم تقنية أم علم ؟ كثيرا ما تحدث نقاشات بين دارسى ومستخدمى نظم المعلومات حول هل نحن نستخدم أدة أم تقنية أم هو علم قائم بذاته ؟ سوف نحاول هنا أن نطرح أجابة عن هذا السؤال أنطالقا من وجهة الكاتب -: تع د نظ م المعلومات الجغرافي ة الحاالت الثالث ة مع ا ، والفرق يأت ى م ن اس تخدام الشخص User لهذة التقنية ، فإذا ما اُستخدمت لرسم الخرائط الرقمية فهو هنا يتعامل مع نظم المعلومات الجغرافية كأداة Tool وهو بذلك يبخس تلك التقنية وال برنامج Software المس تخدم حق ة ، حي ث أ ن ال برنامج بم ا لدي ة م ن إمكانات هائل ة تس اعد عل ى إجراء حس ابات و تحلي ل ال بيانات عل ى عدة مس تويات واستخراج خرائط جديدة مبنية على تلك الحسابات أو التحليل ، فإذا ما استخدم المس تخدم User ال برنامج عل ى هذا النح و يكون متعامال م ع نظ م المعلومات الجغرافي ة كتقني ة . Technique أم ا إذا م ا طور المس تخدم User نفس ه وبدأ يقوم بإجراء عمليات برمج ة بغرض تحقي ق هدف م ا يكون المس تخدم ف ى هذة الحال ة يتعامل مع نظم المعلومات الجغرافية كعلم .Science

مكونات نظم المعلومات الجغرافية األفراد Users يع د هذا المكون أه م مكونات نظام المعلومات الجغراف ى حي ث أ ن األفراد ه م المس ؤولين ع ن كفاء ة النظام أ و عدم كفاءت ه ، لذا يج ب تأهي ل وتدري ب الفرد المتخص ص ف ي نظ م المعلومات الجغرافي ة . ويمكن تصنيف هؤالء األفراد إلى : 2-5-4-1 المتخص صون بنظ م المعلومات فني ا ( تكنولوجي ا ) : Specialists Information Systems م ن جزء ال يقومون بتطوي ر وادارة وص يانة النظام المعلومات ى ، ونظرا لدوره م الفن ى الهام يعت برهم البع ض ٌ يتجزأ من النظام 2-5-4-2 محللو النظام : System analysts يعتبر محلل النظام خبيرا في تعريف المشكلة وإعداد الوثائق التي تحدد أسلوب استخدام الحاسب في الحل . 2-5-4-3 الم برمجون Programmers : يس تخدم الم برمجون الوثائ ق الت ي ت م إعداده ا بواس طة محلل ي النظام إلعداد البرامج التي تقوم بتحويل البيانات إلى المعلومات التي يحتاجها المستخدمون النهائيون . 2-5-4-4 مديرو قواعد البيانات :Database Administrators يعمل مدير قواعد البيانات مع المستخدمين النهائيين ومحللي النظم إلنشاء قواعد البيانات التي تحوي البيانات الالزمة إلنتاج المعلومات المطلوبة . 2-5-4-5 المس تخدمون النهائيون : End Users وه م األفراد المس تخدمون للنظام أ و المعلومات الت ى ينتجها النظام .

لذا قد يتساءل سائل ما هى نقاط اإلختالف و اإلتفاق بين كال النظامين ؟ -2-6-1 نقاط اإلختالف س وف نبدأ بعرض نقاط اإلختالف ربم ا تس هل علين ا إس تيعاب نقاط اإلتفاق . فق د س بق واشرن ا إل ى أ ن نظ م المعلومات الكارتوجرافي ة تعن ى رس م الخرائ ط بمس اعدة الكم بيوتر ) ، Computer Aided Cartography( CAC أ ى مجرد الرس م وبالتال ى الحف ظ وس هولة اإلسترجاع للتعديل بحذف أو إضافة معلومات بغرض التصحيح أو التحديث . وبالتالى فهى نظم ليس لديها إمكانية المساعدة فى تحليل البيانات ، وذلك ألنها غير مجهزة أ و مهيأ ة أل ن تقي م عالق ة تفاعلي ة بي ن المعلوم ة الجغرافي ة بشقيه ا المكان ى و الرقم ى ، أ و بمعن ى أخ ر عدم قدرته ا عل ى أ ن تقي م عالقات تفاعلي ة اوتوماتيكي ة بي ن المعلوم ة المكاني ة بإحداثياته ا وقواع د بياناته ا ، والسبب األساسى ف ى عدم قدرتها على إنجاز هذه المهم ة ه ى إفتقاده ا عملي ة اإلس ناد الجغراف ى أ و اإلحدائ ى Georeferencing أي ربط أي عنصر من عناصر الخريطة بإحداثياته الحقيقية على سطح األرض .

ف ى حي ن أ ن نظ م المعلومات الجغرافي ة مهيأ ة أ ن تنج ز هذه المهم ة بإعتبار أ ن اإلسناد الجغرافى أو اإلحداثى من أولى األمور التى يجب أن يطمئن مستخدم نظ م المعلومات الجغرافي ة إل ى ص حتها ، ك ى يضم ن أ ن رس مه للخرائ ط( المعلومات المكاني ة ) داخ ل النظام يت م عل ى أس اس جغراف ى ( إحداثى ) صحيح ، وأن قواعد البيانات ( المعلومات الرقمية ) هى األخرى يتم إعدادها وفق أساس جغرافى ( إحداثى ) صحيح وبالتالى يمكن أن تكون هناك عالقة تفاعلية بين المعلومة الجغرافية بشقيها المكانى و الرقمى والتى يتم فى ضوئها عملية التحليل الجغرافى لذا وكم ا س وف يتض ح لن ا فيم ا بع د ، أ ن عمليت ى اإلس ناد الجغراف ى ، Georeferencing و تصحيح الخريطة Rectification من أولى اإلجراءاءت التى يج ب أ ن تت م قب ل الشروع ف ى إعداد قواع د ال بيانات المكاني ة والرقمي ة ، وأ ن يطمئن المستخدم أتمامها بشكل صحيح .

-2-6-2 نقاط اإلتفاق عل م الخرائ ط Cartography ه و عل م وف ن ف ى آ ن واح د ، ه و ف ي ح د ذات ه لغ ة للتع بير ع ن العالقات المكاني ة تس تخدم فيه ا الرموز الكمي ة والنوعي ة واأللوان والنص وص بديال ع ن أبجديات اللغات المعروف ة ، كم ا تس تخدم فيه ا معلومات مجسم األرض و نظم اإلحداثيات الفلكية والمساقط بمثابة البالغة فى اللغة ، وبالتال ي ال مجال إل ى غ ض النظ ر هذا العل م وع ن أص وله وقواعده ونظريات ه ، وإس تبداله بالكلي ة بنظ م المعلومات الجغرافي ة ، فدارس هذا العل م بمبادئ ة وأصولة يسهل عليه إستيعاب نظم المعلومات الجغرافية والتعامل معها .