سامانه اطلاعات جغرافیایی (مکانی) یا GIS یک سیستم اطلاعاتی معمولاً کامپیوتری است که تولید، پردازش، تحلیل، و مدیریت اطلاعات جغرافیایی و مکانی را بر عهده دارد در واقع GIS یک سیستم کامپیوتری برای مدیریت و تحلیل و بررسی اطلاعات جغرافیایی و مکانی است و قابلیت جمع آوری و ذخیره سازی، تحلیل و پردازش و نمایش اطلاعات جغرافیایی و مکانی را دارد. مدیریت بحران کرونا با سامانه اطلاعات جغرافیایی  می تواند یکی از کاربردهای نوظهور GIS باشد که در یک مقاله پژوهشی مطرح شده است.

سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)

معادل های مربوط به GIS

برای GIS معادل های مختلفی وجود دارد که در زیر به طور خلاصه تعریف می شوند. هنگام مطالعه موارد ذیل توجه داشته باشید که در گذشته به جای لغت Geospatial، کلمه Geography به‌کار می‌رفت.

علم اطلاعات مکانی (Geospatial Information Science, GIScience)

مفهوم GIScience اولین‌بار توسط Goodchild در سال 1990 ارائه شد. Goodchild عنوان علم GIS یا بعبارتی GIScience را که شامل جمع‌آوری داده و اندازه‌گیری، آمار زمین‌مرجع، تئوری داده مکانی، ساختار داده مکانی، الگوریتم‌ها و فرآیندها و نمایش و ابزارهای تحلیلی می شد، به‌منظور اندیشیدن درباره منحصربه‌فرد بودن داده‌های مکانی، مشخصات مکان‌مبنای آن و وابستگی مکانی داده‌ها پیشنهاد کرد.

سرویس اطلاعات مکانی (Geospatial Information Service, GIService)

ویس اطلاعات مکانی، GIService، نوعی سرویس‌ است که با اطلاعات مکانی سروکار دارد، مانند طراحی و توسعه GISystem، بازیابی اطلاعات مکانی، تحلیل و … . مثلاً سایت MapQuest سرویسهای مختلفی را ارائه میکند که یکی از آنها سرویسی است که در آن پیشنهاداتی را برای مسیریابی و یافتن بهترین مسیر رانندگی بین دونقطه ارائه می‌دهد.

سامانه اطلاعات مکانی (Geospatial Information System, GISystem)

قدیمی‌‌ترین و پرکاربردترین معادل GIS همان Geospatial Information System، یا سامانه اطلاعات مکانی است که به‌اختصار GISystem نیز گفته‌می‌شود. تعریفی که توسط موسسات حرفه‌ای در این زمینه ارائه ‌شده عبارت است از:

سامانه اطلاعات مکانی (GISystem)، سامانه‌ای رایانه مبنا است متشکل از سخت‌افزار، نرم‌افزار و داده و هم‌چنین افرادی که برای اخذ، ذخیره‌سازی ، بهنگام‌سازی، پردازش، ، ویرایش و نمایش انواع اطلاعات مکانی و مکان‌مرجع درنظرگرفته‌شده‌اند. این سامانه انجام پردازش‌های بسیار سخت و زمان‌گیر را برای کاربران تسهیل می‌کند.

سامانه اطلاعات مکانی (GIS)

دقیق‌ترین تعریف مربوط به مؤسسه تحقیقات سیستم‌های محیطی در ردلند کالیفرنیا است که یکی از فروشندگان اصلی این سیستم‌ها در جهان است:

سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی مجموعه‌ای از سخت‌افزار، نرم‌افزار، داده‌های جغرافیایی و منابع انسانی است که به منظور کسب، ذخیره، به‌روزرسانی، به‌کارگیری، تحلیل و نمایش کلیه اشکال اطلاعات مرجع جغرافیایی طراحی می‌شود.

حل مسائل مرتبط با مکان، نیازمند رویکرد مکان‌مبنا است و با اتصال داده‌های توصیفی و آماری به اطلاعات مکانی در محیط GISystem، این‌که چه‌چیزی متعلق به چه‌مکانی‌است پدیدار می‌شود. از این‌رو بستر لازم و کافی برای تفکر مکان‌مبنا و تحلیل مکانی به‌صورت عملی دراختیار کاربران قرار می‌گیرد.

GIS را می‌توان به یک پازل شبیه دانست که با کنار هم قرار دادن اجزای آن معنی و مفهومی پیدا می‌کند. مکان بیمارستان‌ها، پمپ بنزین‌ها، سینماها و… تکه‌های این پازل اند که با کنار هم قرار دادن آن‌ها نقشه‌ای کامل و با معنی از یک منطقهٔ جغرافیایی بدست می‌آید. به زبان ساده هر گونه توضیحات مربوط به هر چیزی که در هر مکان متغیر یا ثابت جغرافیایی، در یک سامانه اطلاعاتی یا پایگاهی موجود است را gis یا استفاده از gis گویند. کافی است یک هماهنگی بین طول، عرض و ارتفاع بدست آمده از جی.پی. اس و نقشه‌ها و اطلاعات دقیق و کامل سیستم جی.آی. اس به‌وجود آوریم.

ویژگی های مهم سامانه اطلاعات مکانی GIS

• این سامانه علاوه بر اطلاعات توصیفی، امکان ورود اطلاعات پیکسلی یا برداری را از منابع مختلفی از قبیل نقشه، تصاویر هوائی و ماهواره‌ای، GPS، تجهیزات نقشه‌برداری و غیره دارد.
• این سامانه امکان انجام تحلیل، پردازش و پرسش و پاسخ‌های مکانی مورد نیاز کاربر را دارد.
• این سامانه امکان ارائه نتایج در قالب نقشه، گزارش، جدول و نمودار را دارد.
• در طراحی و تولید این سامانه‌ها از مجموعه فناوری‌های مهندسی نرم‌افزار، مهندسی اطلاعات (مدل داده) و مهندسی GIS برای نیل به خصوصیات فوق استفاده می‌شود.

سامانه اطلاعات مکانی (GIS)

کاربردهای مهم سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS

• جغرافیا
• مطالعات محیطی
• برنامه‌ریزی شهری و شهرداری
• خدمات ایمنی شهری
• مدیریت حمل و نقل و ترافیک شهری
• تهیه نقشه‌های پایه
• مدیریت کاربری اراضی
• خدمات بانکی
• منابع طبیعی
• سنجش از دور
• هواشناسی
• محیط زیست
• مخابرات
• شهرسازی
• کشاورزی دقیق
• خدمات پستی
• مطالعات جمعیتی
• مدیریت تأسیسات شهری مانند برق، آب، گاز
• نقشه برداری و نقشه کشی
• علوم زمین و زمین شناسی
• مهندسی معدن

سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)

انواع داده های جغرافیایی

اطلاعات جغرافیایی یا داده‌های جغرافیایی، به واقع، نوعی از داده‌های جغرافیایی (spatial) هستند که نقشه‌ها و تصاویر ماهواره‌ای را می‌شود از جمله نمونه‌های نوعی آن‌ها ذکر کرد. داده‌های جغرافیایی را به دو دستهٔ عمده تقسیم می‌نمایند:

داده‌های پیکسلی

رستر، شامل مجموعه‌ای از نقاط یا سلول‌ها است که عوارض زمین را در یک شبکه منظم می‌پوشاند و به کمک شماره‌های ردیف و ستون آنها، آدرس‌دهی می‌شوند. کوچکترین عنصر تشکیل‌دهنده رستر، پیکسل یا سلول نامیده می‌شود که ارزش هر یک از آنها، نمایانگر اطلاعات طیفی یا توصیفی عارضه زمینی است. داده‌های حاصل از اسکن کردن و تصاویر ماهواره‌ای دارای ساختار رستری می‌باشند.

نمونه‌ای از داده‌های رستری :

• تصاویر ماهواره‌ای
• عکس‌های هوایی
• اطلاعات ارتفاعی سطح زمین
• انواع نقشه‌های کارتوگرافی

داده های برداری

چنانچه بر روی فضای دو بعدی کار می‌کنیم، داده‌های برداری از ترکیب اشکال پایه هندسی نظیر نقطه‌ها، پاره‌خط‌ها، مثلث‌ها، و سایر چندضلعی‌ها، شکل می‌گیرد. برای فضاهای سه بعدی همین کار به وسیله استوانه‌ها، کرات، مکعب‌گونه‌ها (cuboids)، و سایر اجسام چندوجهی صورت می‌پذیرد.

در مدل برداری، اشیاء یا عوارض در جهان واقعی به وسیله عناصر هندسی نمایش داده می‌شوند. یعنی موقعیت هر شئ یا پدیده به وسیله مختصات آن و توسط نقاط (چاه، نقاط شهری و روستایی)، خطوط (جاده، رودخانه، خطوط ریلی) و سطوح (دریاچه، منطقه بندی) مشخص می‌شود. در این مدل، موقعیت هر نقطه به‌طور دقیق با یک جفت مختصات در یک سیستم مختصات معین ارائه می‌شود.

سخت افزارها و نرم افزارهای مورد نیاز سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)

سخت افزار

سخت‌افزار مورد نیاز یک GISystem، بسته به کاربرد مورد نظر کاربر، می‌تواند از سرورهای بسیار توان‌مند تا یک گوشی تلفن همراه ساده تغییر‌کند. بخش CPU، بار اصلی سامانه را به‌دوش می‌کشد. بخش تحلیل‌گر سامانه GISystem، اغلب به فضای ذخیره‌سازی مناسب و کارت پردازش گرافیک قوی نیازمند است.

نرم افزار

در بخش نرم‌افزار GISystem، گزینه‌های بسیاری وجوددارند. معروفترین نرم افزارهای مطرح GIS عبارتند از:

• ArcView
• ArcGIS
• ILWIS
• CARIS
• GRASS
• IDRISI
• LANDSERF
• SAGA GIS
• SAMT
• QGIS
• JUBP GIS

در حوزه سامانه اطلاعات جغرافیایی قویترین پایگاه داده‌ای که استفاده می‌شود postgis نام دارد که بر روی پایگاه دادهٔ postgresql نصب می‌شود و امکانات بسیار زیادی را ارائه می دهد.

ابزارهای توسعه محیط های GIS

• ArcObjects
• MapObjects
• Avenue
• MapGuide

ابزارهای تحت وب

• ArcIMS
• MO IMS
• MapGuide

مدیریت بحران کرونا با سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)

استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی در مدیریت بحران کرونا

پژوهشی با موضوع “سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) مشارکتی یا شهروند محور: ابزاری هوشمند برای مدیریت بحران ویروس کرونا” توسط دکتر محمدرضا جلوخانی نیارکی (عضو هیأت علمی دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران) انجام شده است.

در این طرح پژوهشی در خصوص یکی از بزرگترین مشکلات در زمینه کنترل بحران کرونا آمده است:

یکی از بزرگترین مشکلات در مدیریت بحران کرونا، کمبود اطلاعات و همچنین نیاز به داده‌های آنی و به‌هنگام از شرایط است. به عنوان مثال، موقعیت مکانی افراد مبتلا به این ویروس، بیمارستان‌هایی که بیماران مبتلا به کرونا به آن‌ها مراجعه کردند، مسیر سفری که بیماران به طور روزانه و هفتگی طی کرده‌اند، محل توزیع ماسک‌ها و مواد ضدعفونی کننده و غیره از جمله اطلاعات مهمی هستند که نقش مهمی را در مدیریت مؤثر و سریع بحران بیماری ناشی از ویروس کرونا ایفا می‌کنند.

در پژوهش دکتر جلوخانی در مورد نقش مشارکت داوطلبانه شهروندان در فراهم کردن اطلاعاتی نظیر موقعیت مکانی آن‌ها، مکان‌های نیازمند به مواد ضدعفونی و دارو، محل‌ها و یا افراد مشکوک به کرونا و …  آمده است:

تاکنون مطالعات گسترده‌ای در زمینه بکارگیری اطلاعات جغرافیایی مشارکتی در حوزه‌های پایش و مدیریت بحران صورت گرفته و به نقش مشارکت شهروندان در پایش شرایط بحرانی بر مبنای اطلاعات مکانی پرداخته‌اند. بنابراین ضرورت، طراحی و پیاده سازی سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) مشارکتی یا شهروند-محور به عنوان ابزاری هوشمند و مؤثر برای مدیریت بحران ویروس کرونا بیش از پیش به نظر می‌رسد و نقش مهمی را در مدیریت این بیماری ایفا می‌کند. با استفاده از سامانه مذکور، مردم جامعه به پایشگران فعال شرایط بحرانی ویروس کرونا تبدیل می‌شوند و می‌توانند با پایش و گزارش کردن بیماران مبتلا به این ویروس در مکان‌های مختلف بر روی نقشه در مدیریت بحران ناشی از کرونا نقش بسزایی داشته باشند. لذا، توسعه بستر اینترنتی مکان – مبنا با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین GIS و هوشمند جهت تسهیل مشارکت مردم در امر مدیریت بحران کرونا و نزدیک شدن به اهداف دولت الکترونیک بهداشت و درمان می‌تواند نقش مهمی را در مدیریت بحران کرونا ایفا کند.

اطلاعات مکانی شهروند-محور مرتبط با بحران کرونا بر این مفهوم استوار است که شهروندان با استفاده از حواس پنجگانه خود می‌توانند همانند سنسورهای مصنوعی یا حتی بهتر از آن‌ها اطلاعات مرتبط با بیماران، بیمارستان‌ها، خدمات بهداشتی و درمانی و غیره را با جزئیات بیشتر، به طور دقیق‌تر و با در نظر گرفتن شرایط مختلف به طور هوشمند جمع‌آوری کنند.

شهروندان می‌توانند به عنوان حسگرهای هوشمند شرایط بحرانی پیرامون خود را رصد کرده و نقش بسیار مهمی را در جمع‌آوری اطلاعات مکانی مورد نیاز مدیرت بحران کرونا فراهم کنند. در برخی موارد شهروندان می‌توانند در زمان کمتری نسبت به نیروهای دولتی اطلاعات شرایط بحرانی کرونا را در اختیار مسئولین قرار دهند. زیرا آنها در تماس با بحران مورد نظر و آشنا به محیط زندگی خود هستند، بنابراین جزئیات را بیشتر و بهتر می‌دانند. با توجه به مشارکت تعداد زیادی از شهروندان، این اطلاعات به طور دائم در حال افزایش و تغییر هستند. چنین اطلاعاتی بهتر می‌توانند شرایط لحظه‌ای بحران‌های ناشی از ویروس کرونا را نمایش دهند. همچنین تولید این اطلاعات توسط شهروندان می‌تواند روش سریع‌تر و کم هزینه‌تری را برای مدیریت بحران فراهم کند.

مدیریت بحران کرونا با سامانه اطلاعات جغرافیایی با استفاده از مشارکت شهروندان

در ادامه این مقاله در مورد نقش تکنولوژی های روزآمد در حوزه GIS در زمینه ایفای نقش مشارکتی شهروندان در کنترل بیماری کرونا عنوان شده است:

علاوه بر حواس و حسگرهای شهروندی، ظهور و افزایش روزافزون حسگرهای مصنوعی مانند تلفن‌های هوشمند مجهز به دوربین‌ها، ضبط صدا و GPS در زندگی روزمره شهروندان، می‌تواند مشارکت شهروندان را در تولید، به اشتراک‌گذاری و استفاده از اطلاعات مکانی در مدیریت بحران کرونا به طرز چشم‌گیری افزایش دهد. بنابراین مردم می‌توانند با استفاده از این تکنولوژی‌ها و دسترسی به اینترنت، اطلاعات بحران کرونا را از طریق تلفن همراه، تبلت، کامپیوتر به صورت اشکال هندسی مختلف (نقطه، خط و پلیگون)، متن، تصویر، فیلم و صدا گزارش کنند و همچنین مبتلایان می‌توانند از لحاظ بهداشتی و درمانی درخواست کمک داشته باشند. مدیران بحران نیز امکان مشاهده این اطلاعات را دارند و می‌توانند تصمیم‌های کارآمدی را اتخاذ کنند.

منابع:

• ویکی پدیا
• سایت تخصصی جی آی اس
• ایسنا