تمثيل البيانات المكانية

تمثيل البيانات المكانية

تحتوي نظم المعلومات الجغرافية على طرق مبسطة لبناء قواعد البيانات المكانية، فكل ظاهرة مكانية تمثل عن
طريق الإحداثيات السينية والصادية مع إيجاد العلاقة بين مكوناتها المكانية.

وتمثل البيانات المكانية الرقمية باستخدام أحد النموذجين الآتيين.

أولا: نموذج البيانات الخطية (Vector Data Model)

تخزن الظواهر الجغرافية في هذا النموذج على شكل نقاط (Points) أو خطوط (Lines) أو مساحات (Areas)، باستخدام قائمة مرتبة من الإحداثيات (الإحداثيات السينية (خط الطول) والصادية (دائرة العرض))، كما هو موضح في الشكل.

ويتكون نموذج البيانات الخطية من:

النقطة (Point)

يستخدم لتمثيل بيانات الظواهر النقطية ، مثل موقع مدينة، بئر، محطة وقود، أعمدة هاتف.

الخط (Line)

تستخدم لتمثيل بيانات الظواهر الخطية مثل الطريق، أو مجرى مائي وله عدة أشكال مثل الخط المستقيم والمنحنى والمنكسر .

المساحة (Area)

تستخدم لتمثيل بيانات الظواهر التي تشغل مساحة محددة من الأرض، إذ تتكون المساحة من ثلاث نقاط أو أكثر وتكون فيها نقطة البداية والنهاية واحدة بحيث تشكل مساحة مغلقة، مثل المزارع والمناطق العمرانية.

وتوجد مجموعة من الإيجابيات والسلبيات لطريقة التمثيل باستخدام نموذج البيانات الخطية، ويمكن تلخيصها في الآتي:

الإیجابیات:
١- تبسيط التمثيل الجغرافي للمعالم الطبيعية.
٢- فصل البيانات الخطية (النقطة، الخط ، المساحة) عند التمثيل في طبقات.
٣- إظهار العلاقات المكانية بين النقاط والخطوط والمساحات وهو ما يُعرف بالبناء الطبولوجي.
٤- سهولة ربط نموذج البيانات الخطية بالبيانات الوصفية.
٥- سهولة إجراء العمليات التحليلية والقياسات، مثل: حساب الطول والمساحة والاتجاه.
٦- سهولة المعالجة والتحدیث والتصحیح.
٧- صغر حجم الملف النهائي للبیانات.

السلبيات:
١- لا تعطي الصورة الحقيقية لتمثيل الظواهر المتصلة مثل الارتفاعات ودرجات الحرارة.
٢- تتطلب وضع نموذج للتخزين والإدارة.
٣- تحتاج إلى تصميم خرائط لعرضها للمستخدمين.
٤- ظهور الأخطاء البشرية عند إدخال البيانات.

ثانيا: نموذج البيانات الشبكية (Raster Data Model)

إن الاستخدام الرئيسي للبيانات الشبكية جاء من تكنولوجيا الصور الفضائية والجوية، إذ يتم تمثيل مواقع الظواهر الجغرافية (طبيعية – بشرية) على شكل بنية شبكية (Grid Structure)، كما يوضحه الشكل.

ويقوم هذا النموذج باستخدام الشبكة (Grid) أو الخلايا (Pixels) لتخزين البيانات الجغرافية المختلفة وعرضها ، بحيث يكون لكل خلية قيمة عددية محددة تعبر عن نوع الظاهرة التي تمثلها كما هو موضح في الشكل.

تمثيل الظواهر الجغرافية بنموذج البيانات الشبكية

يتم تمثيل الظواهر الجغرافية بنموذج البيانات الشبكية على النحو الآتي :
١- الظواهر النقطية مثل (الأشجار، أعمدة الإنارة)

تمثل بخلية واحدة، ومثال ذلك الخلايا باللون الأخضر في الشكل.

٢- الظواهر الخطية مثل (الأودية، الطرق)

تمثل بعدد من الخلايا التي لها قيمة عددية واحدة، وتسير عادة في اتجاه واحد أو أكثر من اتجاه، حسب اتجاه الظاهرة، ومثال ذلك الخلايا باللون الأسود في الشكل السابق.

٣- الظواهر المساحية (المزارع، المناطق المبنية)

تمثل بعدد من الخلايا المترابطة تحمل نفس القيمة العددية، ومثال ذلك الخلايا باللون البنفسجي في الشكل السابق.

وتوجد مجموعة من الإيجابيات والسلبيات لطريقة التمثيل باستخدام نموذج البيانات الشبكية، ويمكن تلخيصها في الآتي:

الإیجابیات:

١- تمثل الظاهرة بصورة أقرب للواقع.
٢- تتميز البيانات الشبكية بخاصية الاتصال؛ إذ أنها تغطي كامل منطقة الدراسة؛ لذلك تعد مناسبة لتمثيل الارتفاعات والانخفاضات على سطح الأرض، وغيرها من الظواهر الطبيعية.
٣- يعتبر مثالياً في تمثيل المساحات المتداخلة التي يصعب تمييزها والفصل بينها، مثل بيانات أنواع التربة والغطاء النباتي.
٤- قلة التكاليف وسرعة إنجاز التحليل.
٥- يمكن استخدام نموذج البیانات الشبکية لجمع البیانات عن مساحات شاسعة من سطح الأرض.
٦- تُعد مصدراً لنموذج البيانات الخطية.

السلبيات:
١- ترتبط دقة التفاصيل ودرجة وضوحها في البيانات الشبكية بدرجة الوضوح المكانية.
٢- تحتاج البيانات الشبكية إلى مساحة تخزينية كبيرة في أجهزة التخزين.
٣- صعوبة تمييز بعض الظواهر الجغرافية في حالة انخفاض درجة الوضوح المكانية.
٤- غير مناسبة لتحليل المعالم والبيانات الجغرافية بشكل مباشر.
٥- تحتاج إلى أدوات وخبرات متقدمة للمعالجة والتصحيح.

أضف إلى معلوماتك
درجة الوضوح المكانية (Spatial Resolution)
تعتمد درجة الوضوح المكانية في نموذج البيانات الشبكية على حجم الخلايا وعددها، فكلما كان عدد الخلايا
أكثر كانت درجة الوضوح أعلى والعكس صحيح، وكلما ادت درجة الوضوح المكانية زادت المساحة التخزينية
لملف البيانات.