مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سیستم های اطلاعات جغرافیای (GIS) سیستم های کامپیوتری هستند که از آنها برای ذخیره و به کارگیری بهینه اطلاعات جغرافیایی استفاده می شود. به طور کلی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی برای جمع آوری، ذخیره و تجربه و تحلیل داده هایی به کار می رود که موقعیت جغرافیایی آنها یک مشخصه اصلی و مهم محسوب می شود. حجم داده های جغرافیایی بسیار زیاد است، بنابراین قدرت سیستم های اطلاعات جغرافیایی، یک عامل حیاتی در آنالیز این داده ها محسوی می شود. حجم داده های جغرافیایی به این علت زیاد است که امکان دارد با صداها یا هزاران نوع عارضه سر و کار داشته باشیم، در حالی صدها مشخصه تنها به یک عارضه نسبت داده شوند.
این اطلاعات ممکن است به صورت نقشه، جداولی از داده ها و یا فهرست هایی از اسامی یا آدرس ها باشند. کار کردن با این حجم زیاد داده ها با روش معمولی و غیرکامپیوتری بسیار مشکل و وقت گیر و در بعضی موارد غیرممکن است. هنگامی که همین داده ها وارد یک GIS می شوند، می توان به راحتی انواع پردازش ها و تجزیه و تحلیل ها را با صرفه جویی در هزینه و زمان، روی آنها انجام داد. البته صرف وجود یک GIS به تنهایی راه به جایی نمی برد، بلکه سازمان منسجمی از نیروی انسانی، تجهیزات و تسهیلات مورد نیاز است تا مسوولیت پیاده سازی و نگهداری GIS را به عهده گیرد. در چنین سازمانی، هدف از به کارگیری GIS باید کاملاً روشن باشد. در غیر این صورت تردید پیش می آید که هزینه گزاف پیاده سازی GIS به چه منظور انجام شده است و آیا اصولاً پیاده سازی GIS می تواند موفقیت آمیز ارزیابی شود؟

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بهره برداری مناسب از منابع و امكانات ، نیازمند مدیریتی توانمند و علمی است تا بر اساس اطلاعات دقیق ، به روز و قابل اعتماد ، تصمیمات مناسب اتخاذ شود . تولید اطلاعات به ابزار ، فناوری ، دانش ، سیستم و نیروی انسانی متخصص و كارآمد نیاز دارد كه بر اساس آنها از داده های موجود اطلاعات مورد نظر تولید شود و سپس این اطلاعات به عنوان یك مولفه مهم در امر تصمیم گیری مورد استفاده قرار گیرند . سامانه های اطلاعات مكانی یا سیستم های اطلاعات جغرافیایی ، یكی از كارآمدترین و رو به رشدترین سیستم های اطلاعاتی برای تحقق این امر می باشند .
GIS سیستمی برای ثبت ، ذخیره سازی ، كنترل ، تلفیق ، به كارگیری ، تحلیل و نمایش داده هایی است كه به لحاظ مكانی زمین مرجع هستند . واژه (جغرافیا) نباید این ذهنیت را ایجاد كند كه سیستم اطلاعاتی مورد بحث به داده های توپوگرافی ، نقشه و نقشه برداری محدود می شود . علاوه بر تهیه نقشه های پایه ، این سیستم اطلاعاتی امروزه در بخش های مختلف برای برنامه ریزی شهری ، مدیریت ترافیك ، مدیریت كاربری اراضی و مطالعات زیست محیطی نیز به كار می رود . همچنین GIS برای خدمات بانكی ، خدمات پستی ، مطالعات جمعیت شناختی ، و مدیریت تاسیسات شهری از جمله در آب و برق مورد استفاده قرار می گیرد . اگر در نظر بگیریم كه از یكسو GIS امكانات سیستمی ، بانك اطلاعاتی و رایانه ای را با فناوری های كسب اطلاعات ماهواره ای و سنجش از راه دور و شبكه های اطلاع رسانی جهانی تلفیق كرده است ، و ازسوی دیگر همه فعالیت های بشری و پدیده های طبیعی دارای ابعاد زمانی و مكانی هستند كه می توانید روی لایه های مختلف یك نقشه دیجیتال همپوشانی داده شوند ، آنگاه قابلیت و مزایای این سیستم در دسترسی سریع به اطلاعات ، جمع بندی انواع مختلف سریع به اطلاعات ، جمع بندی انواع مختلف داده ها ، تحلیل اطلاعات به طور یكجا و با هم ، بهنگام سازی ، دقت و سرعت عمل یا بالای آن مشخص می شود . نوشته حاضر با توجه به قابلیت های یاد شده ، در صدد است با معرفی سه مقاله و یك پروژه ضمن تبیین جایگاه GIS و نشان دادن آینده رو به گسترش آن ، ضرورت و اهمیت كاربرد این سیستم را در صنعت آب و برق نشان دهد و با نگاهی به فعالیت هایی كه در این زمینه در وزارت نیرو و در دانشگاهها ، مركز تحقیقات سازمان نقشه برداری و سایر مراكز علمی صورت گرفته است ، دانش پژوهان و متخصصان را علاقمند سازد كه در برنامه ریزی برای پژوهشها و فعالیت های آینده خود ، به این عرصه نسبتاً بكر نیز وارد شوند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سيستم اطلاعات جغرافيايي(Geographic Information Systems) يا GIS يک سيستم کامپيوتري براي مديريت و تجزيه و تحليل اطلاعات مکاني بوده که قابليت جمع آوري، ذخيره، تجزيه وتحليل و نمايش اطلاعات جغرافيايي (مکاني) را دارد. داده ها دراين سيستم بر اساس موقعيتشان نشان داده مي شوند
مقدمه:
براي اولين بار در اواسط دهه 1960 در ايالات متحده کار بر روي اولين سيستم اطلاعات جغرافيايي آغاز شد. در اين سيستم ها عکس هاي هوايي، اطلاعات کشاورزي، جنگلداري، خاک ، زمين شناسي و نقشه هاي مربوطه مورد استفاده قرار گرفتند. در دهه 1970 با پيشرفت علم و امکان دسترسي به فناوري هاي کامپيوتري و تکنولوژيهاي لازم براي کار با داده هاي مکاني، سيستم اطلاعات جغرافيايي يا (GIS)، براي فراهم آوردن قدرت تجزيه و تحليل حجم هاي بزرگ داده هاي جغرافيايي شکل گرفت. در دهه هاي اخير به سبب گسترش تکنولوژي هاي کامپيوتري،سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي امکان نگهداري به روز داده هاي زمين مرجع و نيز امکان ترکيب مجموعه داده هاي مختلف را به طور مؤثر فراهم ساخته اند. امروزه GIS براي تحقيق و بررسي هاي علمي، مديريت منابع و ذخاير و همچنين برنامه ريزي هاي توسعه اي به کار گرفته مي شود.
GIS چيست؟
سيستم اطلاعات جغرافيايي(Geographic Information Systems) يا GIS يک سيستم کامپيوتري براي مديريت و تجزيه و تحليل اطلاعات مکاني بوده که قابليت جمع آوري، ذخيره، تجزيه وتحليل و نمايش اطلاعات جغرافيايي (مکاني) را دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه:

سيستمهاي اطلاعات مکاني  Geospatil Information System)) که از اين پس تحت عنوان GIS ناميده مي شوند، سيستم هاي کامپيوتري هستند که جهت ذخيره و بکار گيري اطلاعات مکاني از آنها استفاده مي شود.اين تکنولو‍ژي در طي سه دهه گذشته به سرعت توسعه يافته است؛ به طوري که در حال حاضر اين سيستم ها به عنوان يک ابزار ضروري براي استفاده مؤثر از اطلاعات مکاني پذيرفته شده اند. مديران سازمان هاي دولتي و خصوصي، ﻣﺴﺌﻮﻝ تصميم گيري هاي لازم براي معرفي GIS  در سازمان مربوطه و تعيين موارد استفاده و کاربرد هاي مختلف آن مي باشند. بنابراين امروزه داشتن درک بهتري از GIS  به منظور استفاده بهينه از آن، براي مديران و تصميم گيران و کاربران اين سيستم ها ضروري مي باشد.

تا قبل از به وجود آمدن کامپيوتر ها ، داده هاي مکاني به طور سنتي با استفاده از نقشه ها و به صورت نقاط، خطوط و سطوح ترسيم شده بر روي کاغذ يا فيلم، نشان داده مي شدند. عوارض اراﺋﻪ شده در نقشه ها توسط سمبلها و رنگهايي که در لژاندر نقشه تشريح مي شدند، مشخص گرديده و گاهي نيز با نوشتار همراه بودند. بدين ترتيب نقشه و اطلاعات جانبي مربوط به آن، پايگاه داده هاي مکاني را تشکيل مي داد.نقشه هاي تماتيکمنابع طبيعي به عنوان ابزاري براي ثبت و طبقه بندي مشاهدات مورد استفاده قرار مي گرفت.آناليزها بيشتر به صورت کيفي بوده و با برريس هاي بصري برروي نقشه انجام مي شد.آناليزهاي کمي صرفا با استفاده از خط کش جهت اندازه گيري فواصل و پلانيمتر براي اندازه گيري مساحت ها انجام مي گرفت.

گر چه بازيابي حجم کوچکي از داده ها و در نظر گرفتن فقط بعضي از ارتباطات مکاني بين عوارض نسبتا ساده بود اما وقتي که حجم وسيعي از داده ها مطرح مي شد اين روشها عملي و ممکن نبودند.

در دهه1970 به دليل امکان دسترسي به کامپيوترهاي مناسب،تکنولوژي لازم براي کار با داده هاي مکاني(Spatial Data)  به وجود آمد و سيستم هاي اطلاعات مکاني براي فراهم آوردن قدرت تجزيه و تحليل حجم هاي بزرگ داده هاي مکاني توسعه يافتند.

2-1 ديد کلي از GIS:

 به طوري که يک سيستم اطلاعات مکاني براي جمع آوري ، ذخيره و تجزيه و تحليل داده هاي استفاده مي شود که موقعيت مکاني آنها يک مشخصه اصلي و مهم محسوب شود. به عبارت ديگر اين سيستم ها براي جمع آوري و تجزيه و تحليل کليه اطلاعاتي که به نحوي با موقعيت مکاني در ارتباط هستند بکار برده مي شوند.

در سيستم هاي اطلاعات مکاني براي هر پديده  مکاني دو ﻣﺴﺌﻠﻪ مدنظر مي باشد: پديده چيست؟ و در کجا قرار دارد؟ حجم داده هاي مکاني بسيار زياد مي باشد،لذا قدرت سيستم هاي اطلاعات مکاني،يک عامل حياتي در آناليز اين داده ها محسوب مي شود.حجم داده هاي مکاني به اين علت زياد مي باشد که ممکن است با صدها يا هزاران نوع عارضه سروکار داشته باشيم و صدها مشخصه به يک عارضه نسبت داده شوند.اين اطلاعات ممکن است به صورت نقشه،جداولي از داده ها و يا فهرست هايي از آدرس ها يا اسامي باشند و کار کردن با اين حجم زياد داده ها با روش هاي معمولي و غير کامپيوتري بسيار مشکل و وقت گير و در بعضي از موارد حتي غير ممکن است.هنگاميکه همين داده ها وارد يک GIS مي شوند، مي توان به راحتي انواع پردازش ها و تجزيه و تحليل ها را با صرفه جوييدر هزينه و زمان انجام داد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

معرفي نرم افزارهاي مجموعه Desktop GIS

محصولات نرم افزاري دسکتاپ جي آي اس در زمينه تدوين ، تصنيف ، تجزيه ، نقشه کشي و چاپ اطلاعات و دانسته هاي جغرافيايي به کار مي رود . نرم افزارهاي اين گروه جزء سري پيش رونده محسوب مي شوند که با Arc Reader شروع مي شوند و به سمت Arc View و Arc Editor گسترش يافته و در نهايت به Arc Info - که يکي از قوي ترين نرم افزارهاي پيشرفته کنوني است – ختم مي شود . هر يک از اين نرم افزارهاي ذکر شده به طور پيشرفته قابليت هاي بيشتري در زمينه GIS در بردارند ، که در نهايت مجموعه اي از آنها يعني همان دسکتاپ GIS مي تواند توانمندي ها و قابليت هاي بيشتري را به نمايشبگذارد .

 

1) نرم افزار Desktop GIS -مدل Arc Editor

يک سيستم Desktop GIS کامل است که براي ويرايش و مديريت داده هاي جغرافيايي به کار مي رود . Arc Editor يکي از اعضاء خانواده نرم افزاري Arc GIS است که داراي تمام قابليت هاي نرم افزاري Arc View به همراه يک ابزار اضافي براي کارهاي ويرايشي است . اين نرم افزار امکان ويرايش تک کاربري و يا فرايند ويرايش اشتراکي ويراستاران را فراهم مي  سازد.

مزايا و قابليت هاي Arc Editor   - :

توليد و ويرايش نمايه هاي GIS بوسيله ابزار شهودي ويرايش مشابه CAD ها

» ايجاد يک پايگاه داده هاي قوي و هوشمند جغرافيايي

» حفظ اتحاد و پيوستگي مکاني شامل ارتباطات توپو – لوژي بين پديده هاي جغرافيايي

» مديريت و بررسي شبکه هاي ژئوفيزيک

» افزايش بازدهي ويرايش

» قابليت جدايي از پايگاه داده ها و ويرايش در سر زمين

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نخستين فعاليتها در مورد كاربرد GIS درمطالعه پديدة سيلاب به اوايل دهة 1980 ميلادي بر مي‌گردد. كه اولين كارها در اين زمينه با آناليز DEMها (شبكه‌هاي منظم مربعي از داده‌هاي ارتفاعي) براي كاربردهاي هيدرولوژيكي شروع شد. آقايان Ocallaghin و Mark در سال 1984 و Jenson و Domingue در سال 1988 روشهايي را براي پر كردن فرو رفتگيها و پستي‌هاي DEMها به منظور تعيين جهت جريان و تجمع آن ارائه دادند كه اين امر منجر به تعيين اتوماتيك يك حوزه آبخيز و شبكة زهكشي آن شد. متأسفانه استفاده از مدل ارتفاع رقومي يا DEM براي آناليز هيدروليكي رودخانه‌ها چندان مناسب نمي‌باشد، چرا كه اين مدل در توصيف عوارض پيچيده بصورت ضعيفي عمل مي‌كند. از اين رو براي مدل كردن هيدروليكي مجاري رودخانه‌ها مدل شبكه نامنظم مثلثي يا TIN پيشنهاد شد. مدل TIN داراي يك ساختار شبكه‌اي مثلثي است كه مختصات تك‌تك رئوس مثلثهاي آن (x,y,z) مشخص بوده و به اين نحو توپوگرافي زمين را نمايش مي‌دهد. اين مدل به خاطر ساختار منحصر به فردش قادر است كه تمامي جزئيات عوارض را چه در مكانهاي با عوارض پيچيده و متراكم مانند رودخانه‌ها و چه در مكانهايي با عوارض اندك و كم تراكم مانند شيب ملايم دشتها، به خوبي نمايش دهد.

در سال 1991 آقايان Djokic و Maidement از مدل TIN براي مدل كردن زهكشي سيلاب در يك محيطي شهري استفاده نمودند. ايشان در پي تحقيقات ديگري در اين زمينه، بيان داشتند كه استفاده از مدل TIN براي تعيين پارامترهاي تخمين جريان و دبي طراحي بسيار مفيد و مؤثر مي‌باشد. با توسعه روزافزون نرم‌افزارهاي GIS و تنكيكهاي دورسنجي امكان مدل شدن پديدة سيلاب چه در محل شكيل‌گيري آن يعني حوزه آبخيز و چه در محل جريان و پخش آن يعني رودخانه و سيلابدشت آن، بصورت دقيق‌تر فراهم شده است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

امروزه با توجه به اینکه در ادارات خدمات شهری نیاز به جمع آوری و تجزیه و تحلیل حجم زیادی از اطلاعات با توجه به موقعیت جغرافیایی آن مناطق وجود دارد بنابراین استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی  GIS  در این ادارات امری اجتناب ناپذیر است و باعث سرعت بخشیدن به انجام خدمات می شود . این جزوه شامل اطلاعاتی در زمینه  GIS و آشنایی مختصری با نرم افزار Arc GIS است و در انتها توضیحاتی درباره نقشه های مورد استفاده در امور آب و فاضلاب و علایم نمادین اتصالات و شیرآلات ارائه شده است .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

كاربرد GIS در صنعت آب و فاضلاب

مقدمه

امروز عصر ترقي و پيشرفت است. چرخهاي اقتصاد جهاني بر پايه پيشرفتهاي جديد و وسيع از علوم بنيان نهاده شده است. در اين پيشرفت‎هاي عظيم بشري كه در طي ساليان متمادي به وجود آمده است قطعاً عوامل زيادي دخيل بوده‎اند. در ساية اين تكنولوژي نوين است كه كارهاي عظيم و پروژه‎هاي بزرگ جهاني شكل مي‎گيرد و جهان امروز مي‎رود تا باب‎هاي ترقي را با كليدهايي ديجيتالي بگشايد! آري به همين سادگي و شايد با زدن يك دگمه كوچك جهاني بس عظيم پيش روي آدمي روشن مي‎گردد.

علت پيشرفت امروز بشر استفاده بهينه از امكانات و منابع موجود مي‎باشد. بشر مي‎انديشد چگونه به آخرين و جديدترين اطلاعات دست يابد كه هم راحتتر بوده و هم از لحاظ وقت نيز مقرون به صرفه باشد. اين روش نوين علاوه بر راحتي بشر، در حفظ منابع و امكانات نيز بسيار مفيد مي‎باشد. چون مديريت و برنامه‎ريزي‎ها ناظر بر تمامي جوانب كار است. قطعاً آسيب زيست محيطي كمتري بر اين كره خاكي وارد مي‎گردد.

مديران و برنامه‎ريزان لايق كساني هستند كه بر علم استفاده بهينه از منابع دست يافته و برنامه‎هاي آتي را بر اساس اطلاعات گذشته و حال طرح‎ريزي نمايند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب