يُعرّف نظام المعلومات الجغرافية (Geographic Information System: GIS) بأنه نظام حاسوبي لجمع وإدارة ومعالجة وتحليل البيانات ذات الطبيعة المكانية. ويُقصد بحدثة مكانية (spatial) حتى تصف هذه البيانات معالم (features) جغرافية على سطح الأرض، سواء أ كانت هذه المعالم طبيعية كالغابات والأنهار أم اصطناعية كالمباني والطرق والجسور والسدود. يستخدم مصطلح معالم للإشارة أيضاً إلى الظواهر الطبيعية والبيئية مثل المد والجزر والتلوث وغيرها.

لكن هذا التعريف لا يعني حتى نقيد استخدام نظام المعلومات الجغرافية بالمساحات الكبيرة، لأنه يمكن حتى يستخدم في دراسة حيّ تكون المعالم الجغرافية فيه مؤلفة من عدد صغير من المنازل وشبكة الهاتف والكهرباء والمياه، أوفي شركة واحدة تكون شبكة الحواسيب أحد المعالم فيها.

من الممكن أنك سمعت عن التطبيقات المشهورة لنظام المعلومات الجغرافية، مثل استخدامه في المواصلات لفهم أفضل الطرق بين مسقطين في المدينة، أواستخدامه في مؤسسات الكهرباء لتوضيح مواقع مراكز التحويل وكيفية وصول الكهرباء إلى المناطق السكنية واكتشاف مصادر الأعطال بسرعة، أواستخدام الحكومات المحلية له في إدارة وتحديث حدود ملكية العقارات. لكن هذا النظام يمكن استخدامه تقريباً في أي شيء، فالتخطيط الجيد للخدمات الاجتماعية مثل الرعاية الصحية والتعليم الابتدائي يمكن إنجازه عبر نظام المعلومات الجغرافية، لما يتمتع به هذا النظام من قدرة على تحليل توزّع السكان ودراسة كيفية وصولهم إلى تلك المراكز الخدمية، وبالإضافة إلى ذلك يزداد استخدام نظام المعلومات الجغرافية باطّراد في مساعدة الأعمال التجارية على تحديد أسواقها المرتقبة والاهتمام بزبائنها.

يمكننا إذاً حتى نُعرّف نظام المعلومات الجغرافية بأنه مجموعة من المبادئ والتقنيات المستخدمة لإنجاز أحد الهدفين التاليين أوكليهما:

العثور على المواقع المناسبة لإنجاز هدف ما، اعتماداً على شروط ومعايير محددة، مثل العثور على أفضل مسقط لإنشاء مطار، أوأفضل مسقط لافتتاح مركز تجاري. ويمكن القيام بذلك باستخدام عدد من العمليات المنطقية. الاستعلام عن خصائص معالم الخريطة، مثل فهم الكثافة السكانية لمنطقة إدارية، أوسرعة المركبة المسموح بها على طريق، أواسم صاحب العقار. وتنجز هذه العمليات في الأغلب بالنقر على المفهم الجغرافي (المنطقة الإدراية أوالطريق أوالعقار) فيقوم نظام المعلومات الجغرافية باستخراج سماته من قاعدة البيانات المرافقة ويعرضها. تخزّن بيانات نظام المعلومات الجغرافية في أكثر من طبقة (layer) واحدة، وذلك للتغلب على المشاكل التقنية الناجمة عن معالجة كميات كبيرة من المعلومات دفعة واحدة. وتستخدم بعض البرامج مصطلح theme أي موضوع بدلاً من طبقة، ولكنها في طريقها إلى العودة إلى استخدام مصطلح طبقة. إذا التغلب على معضلة في طبقة الطرق، مثلاً، أفضل من معالجتها في تام النظام، وتعتبر هذه السمة أساسية في نظام المعلومات الجغرافية. قياساً على ذلك يتألف مشروع نموذجي لنظام المعلومات الجغرافية لقرية من عدة طبقات، تضم أولها طبقة حدود ملكية الأراضي الزراعية، وتُمثل هذه الطبقة بمجموعة من المضلعات المغلقة، لأن المضلعات هي الشكل الهندسي الأنسب لتمثيلها، بينما تخصّص الطبقة الثانية لبيوت القرية، والثالثة للمراكز الحكومية كالمدارس والمستشفيات وتُمثل هاتان الطبقتان بمجموعة من المضلعات أيضاً. وتتضمن الطبقة الرابعة الآبار، وتُمثل بمجموعة من النقاط. في حين تضم الطبقة الأخيرة الطرق المارة في تلك القرية وتُمثل بمجموعة من الخطوط.

يمتلك نظام المعلومات الجغرافية إمكانيات خاصة لربط عدة طبقات من البيانات المكانية وتحليلها وإنشاء الخرائط التي تمثل نتائج ذلك التحليل، مثل ربط طبقة الأراضي الزراعية بطبقة الطريق المقترح إنشاؤها لاكتشاف أي الأراضي الزراعية تتأثر بمرور الطريق الجديدة فيها، والمساحة المطلوب شراؤها من المالك. أوربط طبقة الأراضي الزراعية بطبقة الآبار لفهم عدد الآبار في جميع أرض، واستخدام نتائج هذا الربط في دراسة تهدف إلى ضبط إجراءات ترخيص حفر آبار جديدة في القرية.

البيانات المكانية والوصفية

ييتطلب فهم نظام المعلومات الجغرافية واستخدامه فهم البيانات المكانية والبيانات الوصفية التي تؤلف قوام هذا النظام. تتضمن البيانات المكانية (Spatial Data) معلومات عن مسقط وشكل المعالم الجغرافية وتخزن عادة في إحداثيات، كما يمكن حتى تتضمن معلومات أخرى عن علاقات تلك المعالم بعضها ببعض، مثل علاقتي الجوار والاتصال. بينما تتضمن البيانات الوصفية وهي السمات أوالأوصاف (attributes) الخصائص المرتبطة بتلك المعالم، وتخزن في جداول منفصلة عادة. إلى غير ذلك تتألف البيانات المكانية للآبار في مثال القرية السابق من إحداثيات س وع تمثلان مسقط البئر، وتتألف البيانات الوصفية أوالسمات من اسم المالك، ورقم الترخيص، وعمق البئر. ويتميز نظام المعلومات الجغرافية بقدرته على ضم البيانات المكانية والسمات معاً.

الشكل (3): تتألف البيانات المكانية لطبقة الأشجار المعمرة في محمية طبيعية من جدول يتضمن رقماً فريداً وإحداثي س وإحداثي ع. أما السمات أوالبيانات الوصفية فتتألف من جدول آخر يتضمن الرقم الفريد ذاته ونوع الشجرة وعمرها وارتفاعها (انظر الجدوليين التاليين).

الرقم س ع 12 347 194 13 567 334 14 516 226 15 657 255 16 430 257 17 606 153 18 319 373 الرقم النوع العمر (سنة) الارتفاع (م) 12 أرز 110 67 13 صنوبر 135 80 14 أرز 120 72 15 أرز 120 70 16 تنّوب 80 65 17 تنّوب 75 60 18 صنوبر 125 73

تمثَّل البياناتُ المكانية في نظام المعلومات الجغرافية عادة في هيئتين، أولاهما البيانات المتّجهة (vector data) وهي أشكال معرّفة هندسياً، وتتألف من النقاط والخطوط والمضلعات، وثانيتهما البيانات المتسامتة أوالنقطية (raster data)، وهي الصور الجوية وصور الأقمار الاصطناعية، ويطلق عليها أيضاً بيانات الشبكة (grid data) لأنها مؤلفة من شبكة من الخلايا. ويمتلك جميع نموذج من هذين النموذجين نقاط قوة ونقاط ضعف، ولذلك يجب اختيار أحد هذين النموذجين حسب طبيعة المشروع والبيانات المتوفرة، مع الفهم بأن الصور كثيراً ما تستخدم كخلفية للبيانات المتجهة، ولا تكون في هذه الحالة جزءاً مهماً من بيانات مشروع نظام المعلومات الجغرافية.

تكمن الفائدة الرئيسية في هيئة البيانات المتجهة في قدرتها على تمثيل المعالم الجغرافية تمثيلاً دقيقاً، وهذا يجعلها مفيدةً في مهام التحليل المكاني التي تتطلب تحديد المواقع بدقة، كما في التطبيقات الهندسية والمساحية. كما حتى هذا النوع من البيانات يسمح بتعريف العلاقات المكانية بين المعالم، مثل علاقة الجوار بين عقارين وعلاقة اتصال شارع بآخر، أي إمكانية الانتنطق من هذا الشارع إلى ذاك. ويعهد ذلك باسم الطوبولوجيا (topology)، وهي مهمة جداً في تحليل الشبكة مثل إيجاد أفضل الطرق بين مسقطين في شبكة طرق معقدة.

أما البيانات المتسامتة أوالصور فلا يمكنها تمثيل العلاقات الطوبولوجية بين المعالم الجغرافية، لأنها تتألف من شبكة من خلايا الصور أوالبكسلات المنفصلة. ولكنها في اللقاء مناسبة لتمثيل التدرّج أوالتغيير المستمر في ظاهرة، مثل خريطة نوع التربة في الأراضي الزراعية، بينما تكون حدود التربة منفصلة عند تمثيلها في هيئة بيانات متجهة، لأن حدود المضلعات تكون واضحة وحادة. وتعتمد دقة هذا النوع من البيانات على حجم الخلية، وهومساحة المنطقة من سطح الأرض الذي تمثله تلك الخلية، وحدثا مثلت الخلية مساحة أصغر، حدثا كان وضوح البيانات المتسامتة عالياً. ويمكن استعمال الصور الجوية وصور الأقمار الاصطناعية مباشرة في برمجيات نظام المعلومات الجغرافية القادرة على التعامل مع البيانات المتسامتة. ولكن حدثا زاد وضوح الصور حدثا ازداد حجم الملف، وهذه إحدى المشاكل والقيود التي تحد من استخدام البيانات المتسامتة. تعتمد مسألة اختيار هذا النوع أوذاك من البيانات، إذاً، على طبيعة وهدف مشروع نظام المعلومات الجغرافية. ويتوقف نوع البيانات أساساً على طبيعة البيانات وحجمها وسهولة تحليلها والدقة المطلوبة. وعموماً تعتبر البيانات المتجهة اقتصادية، وتوفّر مستوى عال من الدقة، ولكن استخدامها في الحسابات الرياضية قاسي نسبياً. ومن ناحية أخرى تميل بيانات الشبكة إلى استهلاك مساحات تخزين كبيرة، وتتميز بوضوح منخفض، لكنها أسهل أثناء تطبيق الحسابات الرياضية.

لا يستطيع نظام المعلومات الجغرافية تحليل المعلومات في خريطة، إذا لم تكن هذه البيانات في هيئة رقمية يستطيع الحاسوب قراءتها، وهي البيانات المتجهة أوالبيانات المتسامتة. لذلك تستخدم عدة طرق لتحويل الخرائط الورقية إلى خرائط رقمية. يُستخدم الترقيم (digitizing) لإنشاء نموذج حاسوبي للخريطة الورقية مؤلف من بيانات متجهة، وتنجز عملية الترقيم هذه بتتبّع معالم الخريطة بواسطة الفأرة أوالقلم فوق سطح خاص لجمع إحداثياتها. كما يُستخدم المسح (scanning) أيضاً للحصول على بيانات متسامتة من الخريطة الورقية. يمكن استخدامها مباشرة، عندماقد يكون نظام المعلومات الجغرافية قادراً على تحليل البيانات المتسامتة، أواستخدامها كخلفية للمشروع إذا كان يعتمد على بيانات متجهة. يمكن أيضاً تحويل البيانات المتسامتة إلى بيانات متجهة باستخدام برامج خاصة للتحويل بين هيئتي البيانات هذه، وتسمى هذه البرامج باسم R2V اختصاراً لعبارة Raster to Vector.

.

أضاف نظام تحديد المواقع العالمي GPS إمكانية جديدة لتجميع البيانات المتجهة وهونظام يعتمد على الأقمار الاصطناعية للحصول على إحداثيات النقطة الذي يقف المستخدم عندها بدقة قد تصل إلى أجزاء المتر، مع إمكانية تجميع البيانات الوصفية أوالسمات مباشرة، وتخزينها في جداول سابقة التعريف، تنقل هذه الخرائط والجداول فيما بعد إلى الحاسوب، ويمكن تصديرها إلى معظم الهيئات الشائعة في نظام المعلومات الجغرافية.

معالجة البيانات المكانية

توفر برمجيات نظام المعلومات الجغرافية عدة وظائف تقليدية لمعالجة وتحليل البيانات المكانية، وهي استرجاع المعلومات، والقياس المكاني، والتراكب، والتوليد المكاني، وإنشاء الحريم (أوالحاجز) والممرات، وتحليل الشبكة، وإسقاط الخريطة، وتحليل نموذج التضاريس الرقمي. وسنلقي في هذه الدراسة نظرة سريعة على جميع وظيفة من هذه الوظائف التي توضح أيضاً الأسباب التي جعلت من نظام المعلومات الجغرافية يزداد أهمية، يوم بعد يوم، في مساعدة صانعي القرار على اتخاذ قراراتهم بسرعة وحكمة: استرجاع المعلومات (information retrieval): يستطيع المستخدم الحصول على المعلومات الخاصة بمفهم من معالم الخريطة من نظام إدارة قواعد البيانات الذي يحتفظ بتلك المعلومات، وذلك بالنقر على ذلك المفهم. وما يزيد من أهمية نظام المعلومات الجغرافية قدرته على إنشاء تقارير مخصّصة بالمعلومات التي يسترجعها المستخدم. إنتاج الخرائط الموضوعية (thematic mapping): يستطيع نظام المعلومات الجغرافية إنتاج خرائط موضوعية للمعالم الجغرافية، ويعني ذلك إظهار السمات أوالبيانات الوصفية في أسلوب رسومي، ويؤدي تغيير مظهر المعالم إلى جعل المعلومات أكثر وضوحاً، بتغيير لون المفهم أونمط الخط المرسوم به أوترميزه برمز خاص، أوحتى كتابة إحدى قيم البيانات الوصفية لكل مفهم من المعالم على الخريطة. يمكن مثلاً استخدام دوائر أكبر لترميز المدن ذات عدد السكان الأكبر، أواستخدام خطوط عريضة لترميز الطرق ذات الكثافة المرورية العالية، أواستخدام اللون الأزرق لترميز أنابيب المياه التي مر على هجريبها أكثر من 20 عاماً.

القياس المكاني (spatial measurement): يسهّل نظام المعلومات الجغرافية أداء القياسات المكانية، وقد تكون هذه القياسات بسيطة مثل قياس مسافة بين نقطتين وقياس مساحة مضلع أوطول خط، ويمكن حتى تكون معقدة مثل قياس مساحة المنطقة المشهجرة بين عدة مضلعات موجودة في عدة خرائط. التراكب (overlay): وهوإجراء هام في تحليل نظام المعلومات الجغرافية، ويتطلب هجريب طبقتين أوأكثر لإنتاج طبقة جديدة على الخريطة. مثال على التراكب: ينمونوع من القمح المعدّل وراثياً أفضل ما ينموفي البيئة الجافة في فصول النموالطويلة والتربة القلوية. فإذا توفرت بيانات كافية عن طول فصل النموونظام الرطوبة وقلوية التربة في منطقة زراعية مترامية الأطراف فما هوأفضل مكان لزراعة ذلك النوع من القمح؟.

الجواب: يمكن فهم أفضل مكان لزراعة ذلك النوع من القمح بهجريب عدة طبقات (خرائط) لتلك المنطقة تُظهر أولاها المخزون المائي وتبين الأخرى طول فصل النمو، بينما تتضمن الثالثة معلومات عن درجة حموضة التربة (pH). ويستطيع نظام المعلومات الجغرافية اختبار تلك الطبقات معاً لإنشاء طبقة جديدة تمثل أجزاء محددة من المنطقة الزراعية تفي بكافة شروط التربة المناسبة لنموذلك النوع من القمح.

التوليد المكاني (spatial interpolation): يمكن استعمال نظام المعلومات الجغرافي لدراسة خصائص التضاريس أوالشروط البيئية من عدد محدود من القياسات الحقلية. على سبيل المثال يمكن إنشاء خريطة الهطول المطري انطلاقاً من عدد محدود من القياسات المطرية المأخوذة في مواقع مختلفة على الخريطة، كما يمكن إنشاء خريطة التضاريس انطلاقاً من عدد محدود من قياسات الارتفاع في الخريطة. ومن البدهي حتى تتوقف دقة البيانات المولّدة على عدد القياسات المأخوذة.

إنشاء الحريم والممرات (buffer and corridors): يستعمل الحاجز - أوالحرم والحريم كما يطلق عليه في المصادر العربية، والحدثة السليمة الحريم - عندما تعتمد عملية التحليل وفهم المنطقة التي سيضمها وقع ما على قياس مسافة محددة انطلاقاً من نقطة أوخط أومضلع. إلى غير ذلك يستطيع نظام المعلومات الجغرافية إنشاء دائرة تمثل منطقة التخريب الناجم عن انفجار مصنع كيميائي بفهم نصف قطر التخريب ورسم دائرة بحيثقد يكون ذلكم المصنع في مركزها.

تحليل الشبكة (network analysis): يستطيع نظام المعلومات الجغرافية معالجة مشاكل الشبكة المعقدة، مثل تحليل شبكة الطرق، لفهم زمن الرحلة بين النقطة أ والنقطة ب على الخريطة عند سلوك طريق ما، أوتحديد الطرق التي يمكن حتى تقود إلى النقطة ب انطلاقاً من النقطة أ. ويمكن استعمال تحليل الشبكة في أمور أكثر تعقيداً، مثل تقديم النصيحة إلى شركة النقليات بشأن الطريق الذي يجب حتى تسلكه شاحنات الشركة عندما تنقل البضائع إلى عدة أمكنة، وتوقيت انطلاقها واستراحتها الخ. ومن الأمور التي يمكن استعمال تحليل الشبكة فيها إصلاح أعطال شبكة الهاتف والكهرباء والمياه. إسقاط الخريطة (map projection): يعتبر إسقاط الخريطة مكوناً أساسياً في فن صناعة الخرائط. والإسقاط نموذج هندسي يقوم بتحويل مواقع المعالم على سطح الأرض الكروية ثلاثية الأبعاد إلى ما يقابلها من مواقع على سطح الخريطة ثنائية الأبعاد. وبما أنه من المحال إسقاط الشكل الكروي بدقة على مستو، فقد تصدت بعض أنواع الإسقاط للمحافظة على الشكل، بينما اشتهرت أنواع أخرى من الإسقاط بالمحافظة على المساحة أوالمسافة أوالاتجاه. وتستخدم أنواع مختلفة من الإسقاط لأنواع الخرائط المتنوعة لأن جميع نوع من أنواع الإسقاط مناسب لاستخدام محدد. تحليل نموذج التضاريس الرقمي (digital terrain analysis): يستطيع نظام المعلومات الجغرافية بناء نماذج ثلاثية الأبعاد للمسقط الجغرافي عندما يمكن تمثيل طوبوغرافية هذا المسقط بنموذج بيانات (إحداثيات) س وَ ع وَ ص، يعهد باسم نموذج التضاريس أوالارتفاع الرقمي (Digital Terrain or Elevation Model)، ويشار إليه اختصاراً بالأحرف DTM أوDEM. تمثل بيانات س وَ ع مواقع على المستوي الأفقي، بينما تمثل ص ارتفاعات هذه المواقع. وكما يظهر في الشكل فإن هذه البيانات يمكن تمثيلها على شكل مصفوفة DEM (خلايا الشبكة) أوعلى شكل شبكة مثلثة غير منتظمة (Triangulated Irregular Network: TIN).

ويمكن استعمال البيانات المشتقة من نموذج التضاريس الرقمي في تحليل الظواهر البيئية أوالمشاريع الهندسية التي تتأثر دراستها بالارتفاعات أوالميول، كما في دراسات الغابات والطمي النهري. وتسمح إمكانيات الإظهار البصري في الحواسيب بعرض نموذج التضاريس الرقمي في شكل ثلاثي الأبعاد، من أية زاوية مطلوبة. مثال: يستطيع المهندسون المدنيون استخدام نموذج الارتفاع الرقمي لفهم أنسب الأساليب في حجب منشأ حديث عن التضاريس المحيطة (مثل منجم مفتوح)، وتقدير كمية الحجب الإضافي اللازمة لإخفاء المنشأة أوتقليل مستويات الضجيج الناجمة عنه.

برمجيات نظام المعلومات الجغرافية

تصنف برمجيات GIS في عدة أصناف وذلك تبعاً لطبيعة البيانات التي تستطيع التعامل معها، ومستوى الوظائف التي تقدمها، والبيئة التي تعمل فيها، على حتى بعض هذه البرمجيات موجه لمستخدمين من نوع خاص، مثل برنامج TransCAD المصمم لخبراء المواصلات، وبرنامج Prospex الموجه لتحليل الأسواق، ولن نتحدث كثيراً عن هذه البرمجيات لأنها لا تهمنا كثيراً في هذه المقدمة عن نظام المعلومات الجغرافية. تصنف برمجيات GIS من ناحية أولى إلى برمجيات تعتمد البيانات المتجهة، وهي الغالبية العظمى من برمجيات نظام المعلومات الجغرافية، أوبرمجيات تعتمد البيانات المتسامتة مثل برنامج Idrisi من جامعة كلارك في أمريكا وILWIS من المعهد الدولي لدراسات المسح الفضائي وعلوم الأراضي في هولندا. وتصنف من ناحية أخرى من حيث مستوى الوظائف إلى مزودات GIS، أوبرمجيات GIS احترافية، أومخطية (Desktop GIS) ، أومتصفحات بيانات GIS، أوأدوات تطوير للمبرمجين تسمح بإنشاء تطبيقات GIS متكاملة من دون الحاجة إلى وجود برنامج، أوحلول GIS المتنقلة التي خصصنا لها منطقة كاملة في عدد فبراير/شباط 2001 بعنوان "نظم معلومات جغرافية في جيبك".

الفئة ESRI Autodesk MapInfo Intergraph مزود GIS ArcIMS وArcSDE GIS Design Server SpatialWare وMapXtreme - احترافي ArcInfo Autodesk Map - GeoMedia Professional مخطي ArcView Autodesk World MapInfo Professional GeoMedia متصفح بيانات ArcExplorer MapGuide Viewer Pro Viewer - حلول متنقلة ArcPad OnSite miAware - أدوات تطوير MapObjects - MapX -

نظام تحديد المواقع العالمي

نظام تحديد المواقع العالمي (Global Positioning System: GPS) نظام إبحار مؤلف من 24 قمراً اصطناعياً فيستة مدارات حول الكرة الأرضية بالإضافة إلى محطاتها الأرضية، يزوّد جميع منها معلومات دقيقة عن الوقت والمسقط لتمكن أجهزة استقبال GPS من حساب المواقع على سطح الأرض. يجب استقبال إشارة من ثلاثة أقمار اصطناعية على الأقل لتحديد مسقط جهاز الاستقبال في شكل خط عرض وخط طول، أوفي أي شكل آخر تابع لشبكة الإحداثيات المحلية إذا تم تعريفها في جهاز الاستقبال. فيما يحتاج حساب ازدياد المسقط وجود إشارة إضافية من قمر اصطناعي رابع.

الشكل (11): قمر GPS اصطناعي، واحد من 24 قمراً تدور فيستة مدارات حول الأرض.

تستخدم تقنية GPS للحصول على بيانات متجهة عن المواقع الجغرافية، وتوفر بعض أجهزة الاستقبال المتطورة إمكانيات لرصد النقاط والخطوط والمضلعات، وتخزينها في طبقات منفصلة، جنباً إلى جنب مع جداول قواعد البيانات، مع إمكانية تصديرها إلى هيئة GIS المطلوبة. مثال: للحصول على طبقة الآبار في القرية، يقوم مستخدم GPS أولاً بإنشاء جدول لتخزين البيانات الوصفية (يسمى أيضاً معجم بيانات data dictionary) يتضمن اسم مالك البئر ورقم الترخيص وعمقه، ثم يجري مسحاً حقلياً لرصد مواقع الآبار، وذلك بالضغط على زر خاص في لوحة المفاتيح بعد الوقوف عند البئر مباشرة وإدخال اسم مالك البئر ورقم الترخيص وعمقه. وفي نهاية المطاف يحصل على بيانات الآبار المكانية وسماتها، وهي بيانات جاهزة للاستخدام في معظم برمجيات نظام المعلومات الجغرافية.

الشكل (12): يتألف جهاز GPS من الهوائي وجهاز الاستقبال (على الكتف) وجهاز التقاط البيانات (في اليد).

يشكوحالياً مستخدمونظام تحديد المواقع العالمي - ماخلا أفراد القوى العسكرية الأمريكية - من انعدام الدقة في القراءات التي تظهرها أجهزة الاستقبال لديهم يصل إلى 100 متر، ويعود السبب في ذلك إلى سياسة أمريكية تسمى التوفر الانتقائي (selective availability). فالأقمار الاصطناعية مبرمجة لإرسال معلومات غير دقيقة عن الوقت والمسقط. وذلك لمنع القوى العسكرية الأجنبية من استخدام GPS في أغراض معادية لها. وقد قامت الولايات المتحدة الأمريكية منذ فترة بتخفيض التوفر الانتقائي بحيث أمكن الحصول على دقة تصل إلىعشرة أمتار. وعندما تكون هذه الدقة لا تفي بالغرض، يمكن استعمال أجهزة استقبال متطورة لتحليل الإشارة الملتقطة من القمر الاصطناعي، ومقارنتها بالإشارة المستقبلة من المحطات الأرضية، للحصول على معلومات أكثر دقة يمكن حتى تصل إلى أجزاء من المتر. ويعهد هذا الإجراء باسم التسليم التفاضلي، ويطلق على أجهزة استقبال القادرة على القيام بذلك اسم DGPS اختصاراً لعبارة Differential GPS.

الاستشعار عن بعد

الاستشعار عن بعد هودراسة الظواهر من الجوأوالأقمار الاصطناعية، وهويؤهّل الفهماء لترجمة الظواهر بطريقة أفضل. وهذه الوسيلة مفيدة جداً في مسح مناطق شاسعة بكلفة صغيرة نسبياً. يستخدم الاستشعار عن بعد لذلك في دراسة المناطق القطبية والصحاري والغابات والمناطق الجبلية، فالخرائط ذات المقياس الصغير والدقة الجيدة يمكن إنتاجها بكلفة أقل انطلاقاً من صور الأقمار الاصطناعية. وقصارى القول حتى الاستشعار عن بعد مناسب لدراسة المناطق الشاسعة ذات التضاريس الصعبة، وحيثما تكون كلفة أعمال المساحة التقليدية باهظة. تزودنا الأقمار الاصطناعية والاستشعار عن بعد بمعين لا ينضب من المعلومات، تتضمن دراسة شكل الأرض وتضاريسها وتوزّع اليابسة والبحار على سطحها، ودراسة النباتات والتربة والهجريب المعدني. وتوفر لذلك الكثير من الوقت والكلفة المطلوبة لإنجاز المسح الحقلي المطلوب. كما تساعد المعلومات الملتطقة على فترات منتظمة الفهماءَ على تمييز مدى التغيير في الشروط الأرضية خلال الفصول، مثل التغييرات في رطوبة التربة الموسمية، وهذه معلومات مفيدة جداً في تخطيط المناطق التي تشهد تغييرات متكررة في الغطاء الأرضي لها، مثل الأراضي الزراعية والأغوار والمناطق التي تتأثر بالمد والجزر.

حدثة أخيرة

هذه مقدمة موجزة للتعريف بنظام المعلومات الجغرافية، والوظائف التي يقدمها، وعلاقته بنظام تحديد المواقع العالمي GPS وتقنية الاستشعار عن بعد، ونرجوحتى تكون قد ساهمت في إلقاء نظرة أولى على هذا النظام. ويمكنك تفهم المزيد عن GIS وبرامجه من الخط الإنجليزية، والمراجع العربية – على ندرتها - تبحث في الجانب النظري فقط وليست مخصصة لدراسة البرامج. تستطيع التعهد على هذا النظام أيضاً عبر مواقع إنترنت غزيرة بالمعلومات مثل مسقط www.gis.com وwww.geocomm.com وwww.giscafe.com وwww.geographynetwork.com.

يتوفر باللغة العربية - لحسن الحظ - مسقط يهتم بشؤون برمجيات التصميم بالحاسوب (CAD) ونظام المعلومات الجغرافية (GIS)، هومجلة التصميم بالحاسوب www.cadmagazine.net، ويقدم هذا المسقط خدمات ودعماً فنياً مجانياً، بالإضافة إلى عدد من الدورات التعليمية الفورية، منها دورة لتعليم برنامج ArcView، ويتميز بوجود معجم إنجليزي عربي لمصطلحات نظام المعلومات الجغرافية مع تعريف مختصر لكل منها.

وبمناسبة اللغة العربية، بقي حتى نذكر حتى تقنية نظام المعلومات الجغرافية ما زالت تقنية جديدة في المنطقة العربية، وما زالت الحكومات العربية تسعى إلى تطبيق مشاريع نظام معلومات جغرافية وطنية أوتخطط لذلك، باستثناء المشاريع التي أنجزتها قطر (http://www.gisqatar.org.qa) والإمارات العربية المتحدة (http://www.gis.gov.ae)، وسلسلة برامج المستكشف التي طورتها شركة الدليل لنظم المعلومات في المملكة العربية السعودية، وقد عرضنا لأربعة منها هي مستكشف الرياض وجدة ومستكشف مكة المكرمة والمدينة المنورة، في أكتوبر 2000 ويوليو2001 ويناير 2002.