تعریف GIS (سیستم اطلاعات مکانی)
اول بریم یک تعریف علمی کامل از GIS (Geographic information system) یا همان جی آی اس (سیستم اطلاعات مکانی)؛ سیستمی است که با بهره‌گیری از آن، کلیه اطلاعات جمع‌آوری شده به صورت لایه لایه تهیه شده و پس از تفیک و کنترل داده‌ها کلیه اطلاعات توصیفی و مکانی مورد نیاز وارد سیستم میشود.
بدین وسیله علاوه بر دسترسی صحیح و سریع به داده‌های موردنیاز در یک حجم وسیع، امکان ارائه و به تصویرکشیدن اطلاعات مکانی و موضوعی در قالب نقشه، جدول و نمودار، ویرایش و بهنگام نمودن داده‌ها ونیز امکان استفاده از داده‌های موجود در جهت اهداف مختلف و براساس نیازهای گوناگون کاربران فراهم می‌گردد. همچنین زمینه‌ای برای شناساندن و معرفی قابلیت‌ها و پتانسیل‌های متعدد و در عین حال، تشخیص خلأ‌های مطالعاتی مناطق مختلف جغرافیایی ایجاد خواهد شد.
تاریخچه GIS
سال 1854
تاریخچه GIS از سال 1854 آغاز میشود. در آن زمان، مردم معتقد بودند که این بیماری از طریق هوا در حال انتشار است. اما دکتر جان اسنو (John Snow) یک پزشک انگلیسی بود که این مسئله او را قانع نمی کرد.
بنابراین، او تصمیم گرفت نقشه مناطق شیوع، جاده ها و مرزهای ملک و پمپ های آب را ترسیم کند. و هنگامی که این کار را کرد، به کشف حیرت انگیزی دست یافت. الگویی پدید آمد. این الگو ثابت کرد که این بیماری در حقیقت از طریق هوا منتقل نشده است بلکه از طریق آب و حتی به طور خاص تر توسط یک پمپ آب آلوده در حال انتقال است. نقشه وبا جان اسنو یک رویداد مهم بود که ارتباط موضوعی خاص را با اطلاعات مکانی (نقشه) بیان میداشت.
این نه تنها آغاز تجزیه و تحلیل مکانی بود ، بلکه زمینه جدیدی را برای مطالعه مشخص کرد: اپیدمیولوژی (Epidemiology) یا همان همه گیر شناسی، مطالعه شیوع بیماری. کارهای دکتر جان اسنو در انگلستان نشان داد که GIS ابزاری برای حل مشکلات است. آنچه دکتر کشف کرده بود نشان میداد چطور میتوان با استفاده از اطلاعات مکانی راه حالی برای یک موضوع خاص پیدا کرد.
سال 1854 - 1960
طی حدود صد سال، توسعه محدودی در سیستم های اطلاعات جغرافیایی GIS وجود داشت. نقشه برداری مبتنی بر کاغذ بود و هیچ نقشه برداری رایانه ای وجود نداشت. خیلی هم عجیب نیست چون هنوز کامپیوترها اختراع نشده بودند.در دهه 1950 ، نقشه ها در مسیریابی وسایل نقلیه، برنامه ریزی توسعه و مکان یابی نقاط مورد علاقه شروع به استفاده میکردند.
سال 1960 - 1975
در بازه زمانی 1960 تا 1975 سه پیشرفت عمده در فناوری منجر به تولد GIS مدرن شد. این موارد عبارتند از:
- توانایی خروجی گرافیک نقشه با استفاده از چاپگرهای خطی
- پیشرفت در ذخیره سازی داده ها
- قدرت پردازش رایانه های اصلی
اکنون ما توانایی ضبط مختصات را به عنوان ورودی داده و انجام محاسبات روی این مختصات را داشتیم. راجر تاملینسون ، که به عنوان “پدر GIS” شناخته می شود، در زمان همکاری خود با دولت کانادا در دهه 1960 ، مسئول ایجاد سیستم اطلاعات جغرافیایی کانادا (CGIS) بود. CGIS از آن جهت منحصر به فرد بود که رویکرد لایه بندی را برای مدیریت نقشه به کار می گرفت.دفتر سرشماری ایالات متحده همچنین پذیرفتن اصول اصلی GIS بود. اداره شروع به دیجیتالی کردن مرزهای سرشماری، جاده ها و مناطق شهری کرد. Ordnance Survey GB شروع به تهیه نقشه توپوگرافی خود کرد. آنها از رایانه ها برای ساده سازی روند بروزرسانی نسخه های بعدی نقشه استفاده کردند و در سال 1971 ، نقشه برداری دیجیتال به سیستم تولید نقشه در مقیاس بزرگ معرفی شد. کار پیشگامانه راجر تاملینسون برای آغاز ، برنامه ریزی و توسعه سیستم اطلاعات جغرافیایی کانادا منجر به ایجاد اولین سیستم اطلاعات جغرافیایی رایانه ای در جهان در سال 1963 شد. دولت کانادا تاملینسون را مأمور ایجاد یک موجودی قابل کنترل از منابع طبیعی خود کرده بود. وی تصور كرد كه از رایانه برای ادغام داده های منابع طبیعی از همه استانها استفاده می شود. تاملینسون طرحی را برای محاسبات خودکار برای ذخیره و پردازش مقدار زیادی داده ایجاد کرد که به کانادا امکان می دهد برنامه ملی مدیریت کاربری خود را آغاز کند. او همچنین نام خود را به GIS گذاشت.
هوارد فیشر در سال 1964 در دانشگاه نورث وسترن، یکی از اولین برنامه های نرم افزار نقشه برداری رایانه معروف به SYMAP را ایجاد کرد. در سال 1965، او آزمایشگاه هاروارد برای گرافیک رایانه ای را تأسیس کرد. در حالی که برخی از اولین نرم افزارهای ساخت نقشه رایانه ای در آزمایشگاه ایجاد و تصفیه شدند، همچنین به یک مرکز تحقیقاتی برای تجزیه و تحلیل فضایی و تجسم تبدیل شدند. بسیاری از مفاهیم اولیه GIS و کاربردهای آن در آزمایشگاه توسط مجموعه ای با استعداد از جغرافی دانان، برنامه ریزان، دانشمندان علوم رایانه و دیگران از بسیاری از زمینه ها شکل گرفته است.
سال 1975 - 1990
حوزه سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS یا همان سیستم اطلاعات مکانی) در دهه 1960 با ظهور رایانه ها و مفاهیم اولیه جغرافیای کمی و محاسباتی آغاز به کار کرد. کارهای اولیه GIS شامل تحقیقات مهم جامعه آکادمیک بود. بعداً، مرکز ملّی اطلاعات و تجزیه و تحلیل جغرافیایی، به رهبری مایکل گودچیلد ، تحقیق در مورد موضوعات اصلی علوم اطلاعات جغرافیایی مانند تجزیه و تحلیل فضایی و تجسم را رسمی کرد. این تلاش ها به انقلابی کمی در دنیای علوم جغرافیایی دامن زد و زمینه را برای GIS فراهم کرد.
در سال 1969، جک دانگرموند – یکی از اعضای آزمایشگاه هاروارد – و همسرش موسسه تحقیقات سیستم های زیست محیطی، شرکت (Esri) را تأسیس کردند. این شرکت مشاوره برای کمک به برنامه ریزان کاربری اراضی و مدیران منابع زمین برای تصمیم گیری آگاهانه از نقشه برداری رایانه ای و تحلیل مکانی استفاده کرد. کارهای اولیه این شرکت ارزش GIS را برای حل مشکلات نشان داد. Esri در ادامه بسیاری از روشهای نقشه برداری GIS و تجزیه و تحلیل مکانی را که اکنون استفاده می شود، توسعه داد. این نتایج علاقه بیشتری به ابزارهای نرم افزاری و جریان کاری شرکت که اکنون برای GIS استاندارد هستند، ایجاد می کند.
در این دوره شاهد ایجاد تولید نرم افزار GIS توسط شرکت ESRI بودیم. جک دانگرماند، بنیانگذار Esri Inc، علوم محیطی، معماری منظر و طراحی شهری را مطالعه کرده است. به گفته خودش: “من ایده استفاده از نقشه برداری رایانه ای در حرفه خود را داشتم”. بنابراین، در سال 1967 به هاروارد رفت و در آنجا در آزمایشگاه گرافیک رایانه کار کرد. در اواسط دهه 1970، آزمایشگاه اولین GIS برداری را با نام ODYSSEY GIS توسعه داد.
در اواخر دهه 1970، پیشرفت در حافظه رایانه و بهبود قابلیت های گرافیکی رایانه منجر به ایجاد نرم افزار GIS تجاری شد. Esri یکی از فروشندگان Esri بود که هم اکنون بزرگترین شرکت نرم افزاری GIS در جهان است، که به عنوان یک متخصص برجسته در GIS شناخته می شود، که نقشی اساسی در تاریخ GIS داشته است.
با قدرتمندتر شدن رایانش، Esri ابزار نرم افزاری خود را بهبود بخشید. کار بر روی پروژه هایی که مشکلات دنیای واقعی را حل می کند، شرکت را به سمت نوآوری و توسعه ابزارها و رویکردهای قوی GIS که می تواند به طور گسترده استفاده شود، سوق داد. کارهای Esri به عنوان روشی جدید برای انجام تجزیه و تحلیل فضایی و برنامه ریزی، از جامعه دانشگاهی به رسمیت شناخته شد. Esri که نیاز به تجزیه و تحلیل تعداد بیشتری از پروژه ها به طور موثرتر دارد، ARC / INFO – اولین محصول تجاری GIS را توسعه داد. این فناوری در سال 1981 منتشر شد و تکامل Esri را به یک شرکت نرم افزاری آغاز کرد.
سال 1990 - 2010
پذیرش GIS در جریان اصلی بین سالهای 1990-2010 آغاز شد. این امر با تعدادی پیشرفت فناوری اطلاعات تسهیل شد: رایانه ها ارزان تر، سریعتر و قدرتمندتر میشدند. تعداد فزاینده ای از گزینه های نرم افزار GIS وجود داشت و داده های نقشه برداری دیجیتالی به راحتی در دسترس بود. این پیشرفت ها، همراه با پرتاب ماهواره های جدید رصد زمین و ادغام فناوری سنجش از دور با GIS، برنامه های کاربردی بیشتری را در حال توسعه یافت. GIS به کلاسها، کسب و کارها و دولتها در سراسر جهان راه یافت.
سال 2010 - 2018
به دلیل افزایش پذیرش GIS در بیست سال گذشته، GIS منبع باز (Open Source) یعنی رایگان متولد شد. داده های GIS همه جا بیشتر شده است، به عنوان مثال: تصاویر ماهواره ای Landsat اکنون برای همه قابل دسترسی است. GIS اکنون آنلاین، در فضای ابری و در تلفن همراه شما است.
امروزه
GIS به مردم امکان می دهد لایه های نقشه دیجیتالی خود را برای کمک به حل مشکلات دنیای واقعی ایجاد کنند. GIS همچنین به ابزاری برای به اشتراک گذاری داده ها و همکاری تبدیل شده است، و باعث ایجاد دیدی میشود که اکنون به سرعت به واقعیت تبدیل می شود – یک پایگاه داده GIS مداوم، همپوشان و قابل همکاری با جهان، تقریباً درباره همه موضوعات میباشد. امروز، صدها هزار سازمان هر روز کارهای خود را به اشتراک می گذارند و میلیاردها نقشه برای ایجاد داستان ها و آشکار کردن الگوها، روندها و روابط در مورد همه چیز ایجاد می کنند. امروزه، هر کسی متوجه می شویم یا نه، از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تحلیل مکانی استفاده می شود. آیا به آن امکان جستجوی مبتنی بر مکان در Google توجه کرده اید؟ آیا از برنامه ای در تلفن خود استفاده می کنید تا شما را از مکان A به مکان B برساند؟ آیا تحویل بسته یا تاکسی را که رزرو کرده اید پیگیری می کنید؟ همه این مثال ها از اطلاعات مکانی برای گرفتن بهترین پاسخ یا به روزترین اطلاعات استفاده می کنند.
مثالهای دیگر عبارتند از:
- مکان های احتمالی فروشگاه – براساس مکان مشتری ، توان مصرفی مشتری ، تجزیه و تحلیل زمان – مسیر ، مکان رقیب.
- تجزیه و تحلیل جرم پیش بینی – با استفاده از GIS و تجزیه و تحلیل فضایی منجر به 19 درصد کاهش در وقفه ها شد.
- ردیابی ناوگان در زمان واقعی – کاهش هزینه های تحویل ۱۰ درصدی.
- شلوغ ترین بندر اروپا – ۳۷۰ کشتی در روز – به زیرساخت های هلند کمک می کند تا رتبه ۱ را در جهان کسب کنند.
- کیفیت هوا – آگاهی بهتر از سیاست زیست محیطی و بهداشتی برای اروپاییان.
ریشه در علم جغرافیا، GIS مدرن انواع مختلفی از داده را ادغام میکند. این مکان موقعیت مکانی را تجزیه و تحلیل میکند و لایه های اطلاعات را با استفاده از نقشه ها و صحنه های سه بعدی بصورت تجسم سازمان میدهد. با این قابلیت منحصر به فرد، GIS بینش عمیق تری در مورد داده ها، مانند الگوها، روابط و موقعیت ها به شما می دهد(به کاربران در تصمیم گیری دقیق تر)
صدها هزار سازمان در هر زمینه تقریباً از GIS برای تهیه نقشه هایی استفاده میکنند که ارتباط برقرار میکنند، تجزیه و تحلیل میکنند، اطلاعات را به اشتراک میگذارند و مشکلات پیچیده ای را در سراسر جهان حل میکنند. این در حال تغییر روش کار در جهان است.
پیش بینی شده است که بازار سیستم اطلاعات جغرافیایی تا سال 2024 به 9 میلیارد دلار آمریکا برسد(گزارش توسط Global Market Insights 2024).
