البيانات في نظم المعلومات الجغرافية
تزايدت عملية تدفق البيانات عن كوكب الأرض منذ إطلاق القمر الصناعي الأمريكي لاندسات (LANDSAT)
الأول في عام ١٩٧٢م، وأجيال الأقمار الصناعية التي جاءت بعد ذلك، كما أتاحت التقنيات الرقمية الحديثة
المستخدمة في عمليات المساحة الأرضية والجوية زيادة دقة البيانات ومساحاتها التخزينية في قواعد البيانات.
أهمية البيانات
تعدّ البيانات في نظم المعلومات الجغرافية المادة الأساسية لعملية التحليل والمعالجة والإخراج، والبيانات
الخام وهي: (مجموعة من الحقائق أو الأفكار أو القياسات) يتم تحويلها ومعالجتها إلى معلومات مفيدة، فمثلا دليل
الهاتف يحوي أرقاما وأسماء تمثل بيانات خام، ولكن عندما نقوم بالبحث عن اسم شخص ورقمه وهاتفه
فإنها تتحول إلی معلومات.
وفي التحليل المكاني تؤثر دقة البيانات وخلوها من الأخطاء في النتائج النهائية، كما قد تؤثر في صناعة القرار لدى المسؤولین.
وترتبط دقة البيانات في نظم المعلومات الجغرافية بدقة مصادر البيانات المختلفة التي تعتمد عليها،
بالإضافة إلى دقة عملية إدخال البيانات وترميزها ومعالجتها. وتُشَكّل البياناتُ بشكل عام القسمَ الأكثرَ
كَلّفَةَ بين عناصر نظم المعلومات الجغرافية، ولعل هذه الكُلّفة تقل بمرور الوقت وبمدى توفر البيانات
الأساسية للمشاريع وتراكمها، ويتم ذلك من خلال البناء على تلك البيانات الأساسية لاحقًا وإنتاج البيانات
الأخرى، كما تقل الكُلَّفة أيضا من خلال تبني مفهوم مشاركة البيانات المكانية بين المؤسسات المختلفة.
مصادر البيانات (Data Sources)
تنقسم مصادر البيانات في نظم المعلومات الجغرافية إلى:
١- مصادر البيانات الأولية (Primary Data Sources)
هي البيانات التي تم جمعها عن طريق المسح الميداني مثل بيانات المساحة الأرضية والجوية.
٢- مصادر البيانات الثانوية (Secondary Data Sources)
هي البيانات التي تُجْمع من الدراسات والمواد المنشورة، مثل: النشرات الورقية للتعداد السكاني.
أنواع البيانات
تنقسم البيانات في نظم المعلومات الجغرافية إلى نوعين:
١- البيانات المكانية (Spatial Data)
٢- البيانات الوصفية (Attribute Data)
أولاً: البيانات المكانية (Spatial Data)
هي البيانات التي لها علاقة بالحَيّز المكاني (سطح الأرض)، وتعرف بأنها بيانات عن المواقع والظواهر الجغرافية
المختلفة، وهي مرتبطة بمواقع الظواهر الجغرافية على الأرض من خلال إحداثيات جغرافية محددة،
وللتغلب على الكَمّ الهائل من البيانات تخزن البيانات المكانية على شكل طبقات (Layers)، وكل طبقة تمثل ظاهرة مكانية
معينة، وفي الغالب تغطي الطبقات نفس المساحة من الأرض بما عليها من ظواهر طبيعية وبشرية، فعلى سبيل المثال، شبكة الطرق في الشكل تمثل في طبقة مختلفة عن طبقة المباني، إلا أن كلا من الطبقتين تغطيان المساحة نفسها من الأرض.
وتتمثل أهمية تنظيم البيانات المكانية وتخزينها في طبقات في الآتي:
١- المرونة في معالجة كل طبقة تمثل ظاهرة جغرافية على حدة.
٢- سهولة إدارة البيانات وتنظیمها.
٣- تقليل احتمال حدوث الأخطاء، إذ يتم تركيز العمل علی طبقة محددة، وتأمين بقية الطبقات.
٤- تسهيل تحديث البيانات في الطبقات، كما يرفع دقة عمليات التحديث.
ثانيا: البيانات الوصفية (Attribute Data)
تمثل البيانات الوصفية صفات البيانات المكانية وخصائصها، وتخزن هذه البيانات في جدول يتكون من صفوف يمثل الحالات (الظواهر) وأعمدة توضح المتغيرات (خصائص الظاهرة)، وتندرج البيانات الوصفية في الأعمدة ضمن أربع صيغ موضحة كآلاتي:
١- صيغة النص والرمز (Text and Character Format)
تضم وَصْفاً لخصائص الظاهرة وتستخدم الحروف أو الأرقام أو كليهما معاً، ولا تُعَامل الأرقام في هذه الحقول إحصائيا، إذ لا يمكن إجراء عمليات الجمع والطرح عليها، مثل عمودي نوع المبنى والعنوان في جدول (١).
٢- صيغة الرقم (Numeric Format)
وتضم أرقاماً صحيحة ونسباً ودرجات، ويمكن التعامل مع هذه البيانات إحصائيا مثل عمود عدد الطوابق في الجدول (١).
٣- صيغة التاريخ والزمن (Date/Time Format)
تضم البيانات المتعلقة بالتاريخ والزمن، مثل عمود تاريخ البناء.
٤- صيغة الوسائط (BLOB Format)
تخزن البيانات فيها على هيئة صور ووسائط متعددة، مثل عمود صورة المبنى.
وكل البيانات المكانية في الطبقات ترتبط بجدول البيانات الوصفية من خلال عنصر مشترك يربطهما، وهو حقل التعريف الموحد (Feature ID)، كما يوضحه الشكل.
ويساعد حقل التعريف الموحد في تسهيل إجراء عمليات التحليل المكاني، مثل الاستفساس والاشتقاق، بالإضافة إلى تحديث البيانات وربطها بجداول بيانات وصفية أخرى للظاهرة ذاتها.
أهمية نظم المعلومات الجغرافية في إدارة البيانات المكانية
أصبحت المؤسسات التي تتعامل مع البيانات المكانية بحاجة إلى نظام لإدارة قواعد البيانات (Database Management System) بهدف معالجتها وتخزينها في قواعد بيانات جغرافية مكانية (Spatial Database)، إذ تمثل قواعد البيانات المكانية الوعاء الذي تجمع فيه البيانات بحيث يسهل استرجاعها بشكل منظم.
وتعدّ نظم المعلومات الجغرافية إحدى الحلول والتقنيات المهمة لإدارة البيانات المكانية، إذ تتمثل إمكانيات نظم المعلومات الجغرافية في هذا المجال من خلال:
١- جمع البيانات من مصادر مختلفة.
٢- تخزين البيانات.
٣- إدارة البيانات وربطها.
٤- استرجاع البیانات وعرضها.
٥- تعدیل البیانات وتحويلها.
٦- تحليل البيانات وإنتاج أنماط أخرى منها.
٧- إخراج المعلومات وإنتاجها.
تخزين البيانات المكانية (Spatial Data Storage)
تخزن البيانات في نظم المعلومات الجغرافية في قواعد بيانات مكانية (Spatial Database) على الحواسيب الشخصية، وفي محطات العمل، والخوادم (Servers)؛ لتسهيل المحافظة على البيانات وأرشفتها وتبادلها بشكل آمن، كما يمكن تبادل البيانات داخليا ضمن المؤسسة الواحدة، أو مشاركتها مع بقية المؤسسات الأخرى وفقا للصلاحيات المحددة مسبقا للمستخدمين، بحيث يمكن تصفح بعض البيانات العامة، في حين توضع قيود(صلاحيات) للوصول إلى بعض البيانات الأخرى.
تخزين بيانات نظم المعلومات الجغرافية سحابيا (Cloud GIS)
أتاحت الثورة العلمية في مجال تخزين البيانات وتحول عملية التخزين إلى خوادم افتراضية على شبكة المعلومات العالمية ظهور ما يعرف بالحوسبة السحابية ، إذ أمكن توظيف هذه التقنية (الحوسبة السحابية) في جمع البيانات المكانية من المستخدمين وقواعد البيانات المكانية من مختلف دول العالم وتخزينها في خوادم عالية التخزين والحماية تمتلكها شركات ومؤسسات متخصصة على المستوى الدولي كما هو موضح في الشكل.
كما أصبح بالإمكان لمختص في نظم المعلومات الجغرافية من محافظة مسقط العمل على المشروع البحثي مع مختص آخر من محافظة ظفار في الوقت نفسه من خلال مشاركة البيانات المكانية وتحليلها سحابيا من خلال توظيف متصفحات نظم المعلومات على شبكة المعلومات العالمية (Web GIS) وتطبيقات الهواتف الذكية والحواسيب الشخصية.
