اتحادیه بین‌المللی جغرافیایی

مفهوم پایه‌ای GIS

یک سامانه اطلاعات جغرافیایی (Geographic Information System یا GIS) شامل سخت‌افزار و نرم‌افزار رایانه‌ای یکپارچه‌ای است که داده‌های جغرافیایی را ذخیره، مدیریت، تحلیل، ویرایش، خروجی و نمایش دیداری می‌دهد.[۱][۲] بخش بزرگی از این فرآیندها اغلب در یک پایگاه داده فضایی رخ می‌دهد؛ با این حال، این امر برای تعریف GIS ضروری نیست.[۱] در معنای گسترده‌تر، می‌توان چنین سیستمی را شامل کاربران انسانی و کارکنان پشتیبانی، رویه‌ها و جریان‌های کاری، پیکره دانش مفاهیم و روش‌های مرتبط، و سازمان‌های نهادی نیز دانست.

عبارت جمع غیرقابل شمارش سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی که به اختصار GIS نیز نامیده می‌شود، رایج‌ترین اصطلاح برای صنعت و حرفه‌ای است که با این سامانه‌ها سروکار دارد. رشته دانشگاهی که این سامانه‌ها و اصول جغرافیایی زیربنایی آن‌ها را مطالعه می‌کند، ممکن است به اختصار GIS نیز نامیده شود، اما اصطلاح بدون ابهام GIScience رایج‌تر است.[۳] علم اطلاعات جغرافیایی (GIScience) اغلب به عنوان یک زیرشاخه از جغرافیا در شاخه جغرافیای فنی در نظر گرفته می‌شود.

سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی در فناوری‌ها، فرآیندها، تکنیک‌ها و روش‌های متعددی استفاده می‌شوند. این سامانه‌ها به عملیات‌های مختلف و کاربردهای فراوانی مرتبط هستند که شامل: مهندسی، برنامه‌ریزی، مدیریت، حمل‌ونقل/لجستیک، بیمه، ارتباطات از راه دور، و کسب‌وکار،[۴] و همچنین علوم طبیعی مانند جنگل‌داری، بوم‌شناسی و علوم زمین می‌شود. به همین دلیل، GIS و کاربردهای هوش مکانی پایه و اساس خدمات مکان‌محور هستند که به تحلیل و نمایش بصری جغرافیایی متکی‌اند.

GIS قابلیت مرتبط ساختن اطلاعاتی که پیش از این نامرتبط بودند را از طریق استفاده از مکان به عنوان «متغیر کلیدی شاخص» فراهم می‌کند. مکان‌ها و گستره‌هایی که در فضازمان زمین یافت می‌شوند، می‌توانند از طریق تاریخ و زمان وقوع، به همراه مختصات x، y و z ثبت شوند؛ که به ترتیب نشان‌دهنده طول جغرافیایی (x)، عرض جغرافیایی (y) و ارتفاع (z) هستند. تمام ارجاعات مکانی-زمانی، مکانی و گستره‌ای مبتنی بر زمین باید بتوانند با یکدیگر و در نهایت با یک مکان یا گستره فیزیکی «واقعی» مرتبط شوند. این ویژگی کلیدی GIS، راه‌های جدیدی از تحقیقات و مطالعات علمی را گشوده است.

تاریخچه و توسعه

نسخه ای. دبلیو. گیلبرت (۱۹۵۸) از نقشه ۱۸۵۵ جان اسنو از شیوع وبا در سوهو که خوشه‌های موارد وبا را در اپیدمی ۱۸۵۴ لندن نشان می‌دهد

اگرچه GIS دیجیتال به اواسط دهه ۱۹۶۰ بازمی‌گردد، زمانی که راجر تاملینسون برای اولین بار عبارت «سامانه اطلاعات جغرافیایی» را ابداع کرد،[۵] بسیاری از مفاهیم و روش‌های جغرافیایی که GIS آن‌ها را خودکارسازی می‌کند، به دهه‌ها قبل برمی‌گردند.

یکی از اولین موارد شناخته‌شده‌ای که در آن از تحلیل فضایی استفاده شد، از حوزه همه‌گیرشناسی در گزارش Rapport sur la marche et les effets du choléra dans Paris et le département de la Seine (۱۸۳۲) آمده است.[۶] نقشه‌نگار و جغرافی‌دان فرانسوی شارل پیکه نقشه‌ای را ایجاد کرد که چهل و هشت ناحیه در پاریس را با استفاده از گرادیان‌های رنگی هافتون مشخص می‌کرد تا نمایشی بصری از تعداد مرگ‌های گزارش‌شده بر اثر وبا به ازای هر ۱٬۰۰۰ نفر ساکن ارائه دهد.

در سال ۱۸۵۴، جان اسنو، یک همه‌گیرشناس و پزشک، توانست منشأ شیوع وبا در لندن را از طریق تحلیل فضایی تعیین کند. اسنو این کار را با ترسیم محل سکونت هر قربانی بر روی نقشه منطقه و همچنین منابع آب مجاور انجام داد. پس از مشخص شدن این نقاط، او توانست منبع آب درون خوشه‌ای را که مسئول شیوع بیماری بود، شناسایی کند. این یکی از اولین استفاده‌های موفق از یک روش جغرافیایی در تعیین منشأ یک شیوع بیماری در همه‌گیرشناسی بود. در حالی که عناصر اساسی مکان‌نگاری و موضوع قبلاً در نقشه‌نگاری وجود داشت، نقشه اسنو به دلیل استفاده از روش‌های نقشه‌نگاری، نه تنها برای به تصویر کشیدن، بلکه برای تحلیل خوشه‌های پدیده‌های وابسته به جغرافیا، منحصر به فرد بود.

اوایل قرن بیستم شاهد توسعه فتوزینکوگرافی بود که به نقشه‌ها اجازه می‌داد به لایه‌هایی تقسیم شوند، برای مثال یک لایه برای پوشش گیاهی و دیگری برای آب. این روش به ویژه برای چاپ خطوط تراز استفاده می‌شد – ترسیم این خطوط کاری طاقت‌فرسا بود اما قرار دادن آن‌ها در یک لایه جداگانه به این معنی بود که می‌توان بدون اینکه لایه‌های دیگر باعث سردرگمی نقشه‌کش شوند، روی آن‌ها کار کرد. این کار در ابتدا روی صفحات شیشه‌ای انجام می‌شد، اما بعداً فیلم پلاستیکی معرفی شد که از مزایای آن می‌توان به سبک‌تر بودن، استفاده از فضای ذخیره‌سازی کمتر و شکنندگی کمتر اشاره کرد. پس از اتمام تمام لایه‌ها، آن‌ها با استفاده از یک دوربین بزرگ پردازش به یک تصویر واحد ترکیب می‌شدند. با ظهور چاپ رنگی، ایده لایه‌ها برای ایجاد صفحات چاپ جداگانه برای هر رنگ نیز استفاده شد. در حالی که استفاده از لایه‌ها بسیار بعدتر به یکی از ویژگی‌های معمول یک GIS معاصر تبدیل شد، فرآیند عکاسی که توصیف شد، به خودی خود یک GIS محسوب نمی‌شود – زیرا نقشه‌ها فقط تصاویری بدون پایگاه داده برای پیوند دادن به آن‌ها بودند.

دو پیشرفت دیگر در روزهای اولیه GIS قابل توجه است: انتشار کتاب طراحی با طبیعت اثر یان مک‌هارگ[۷] و روش روی‌هم‌گذاری نقشه‌های آن و معرفی یک شبکه خیابانی در سیستم DIME (رمزگذاری نقشه مستقل دوگانه) اداره سرشماری ایالات متحده.[۸]

اولین مقاله‌ای که استفاده از رایانه برای تسهیل نقشه‌نگاری را تشریح می‌کرد، توسط والدو توبلر در سال ۱۹۵۹ نوشته شد.[۹] توسعه بیشتر سخت‌افزار رایانه که با تحقیقات سلاح هسته‌ای شتاب گرفت، منجر به کاربردهای عمومی‌تر «نقشه‌برداری» رایانه‌ای در اوایل دهه ۱۹۶۰ شد.[۱۰]

در سال ۱۹۶۳، اولین GIS عملیاتی واقعی جهان در اتاوا، انتاریو، کانادا، توسط دپارتمان فدرال جنگل‌داری و توسعه روستایی توسعه یافت. این سیستم که توسط راجر تاملینسون توسعه داده شد، سامانه اطلاعات جغرافیایی کانادا (CGIS) نام داشت و برای ذخیره، تحلیل و دستکاری داده‌های جمع‌آوری‌شده برای فهرست اراضی کانادا استفاده می‌شد، تلاشی برای تعیین قابلیت اراضی روستایی کانادا از طریق نقشه‌برداری اطلاعات مربوط به خاک، کشاورزی، تفریح، حیات وحش، پرندگان آبزی، جنگل‌داری و کاربری اراضی در مقیاس ۱:۵۰٬۰۰۰. یک فاکتور طبقه‌بندی رتبه‌ای نیز برای امکان تحلیل اضافه شد.[۱۱][۱۲]

CGIS یک پیشرفت نسبت به برنامه‌های «نقشه‌برداری رایانه‌ای» بود زیرا قابلیت‌هایی برای ذخیره داده، روی‌هم‌گذاری، اندازه‌گیری و رقومی‌سازی/اسکن فراهم می‌کرد. این سیستم از یک سیستم مختصات ملی که کل قاره را پوشش می‌داد، پشتیبانی می‌کرد، خطوط را به عنوان قوس‌هایی با توپولوژی واقعی تعبیه‌شده کدگذاری می‌کرد و اطلاعات توصیفی و مکانی را در فایل‌های جداگانه ذخیره می‌کرد. در نتیجه، تاملینسون به عنوان «پدر GIS» شناخته می‌شود، به ویژه به دلیل استفاده او از روی‌هم‌گذاری‌ها در ترویج تحلیل فضایی داده‌های جغرافیایی همگرا.[۱۳] CGIS تا دهه ۱۹۹۰ پابرجا بود و یک پایگاه داده بزرگ منابع زمینی دیجیتال در کانادا ایجاد کرد. این سیستم به عنوان یک سیستم مبتنی بر رایانه بزرگ برای پشتیبانی از برنامه‌ریزی و مدیریت منابع فدرال و استانی توسعه یافت. نقطه قوت آن تحلیل سراسری مجموعه‌داده‌های پیچیده بود. CGIS هرگز به صورت تجاری در دسترس قرار نگرفت.

در سال ۱۹۶۴، هوارد تی. فیشر آزمایشگاه گرافیک رایانه‌ای و تحلیل فضایی را در مدرسه عالی طراحی هاروارد (LCGSA 1965-1991) تأسیس کرد، جایی که تعدادی از مفاهیم نظری مهم در پردازش داده‌های فضایی توسعه یافت و تا دهه ۱۹۷۰ کدهای نرم‌افزاری و سیستم‌های تأثیرگذاری مانند SYMAP، GRID و ODYSSEY را به دانشگاه‌ها، مراکز تحقیقاتی و شرکت‌ها در سراسر جهان توزیع کرد.[۱۴] این برنامه‌ها اولین نمونه‌های نرم‌افزار GIS عمومی بودند که برای یک نصب خاص توسعه نیافته بودند و تأثیر زیادی بر نرم‌افزارهای تجاری آینده مانند Esri ARC/INFO که در سال ۱۹۸۳ منتشر شد، داشتند.

تام وا (Tom Waugh) که در آزمایشگاه هاروارد کار می‌کرد، نرم‌افزار برداری خود به نام سیستم نقشه‌برداری و دستکاری اطلاعات جغرافیایی (GIMMS) را از سال ۱۹۶۹ توسعه داد. او به دانشگاه ادینبرو بازگشت و این نرم‌افزار از سال ۱۹۷۳ به صورت تجاری فروخته شد.[۱۵] تا سال ۱۹۷۷ این نرم‌افزار در ۳۰۰ سایت در سراسر جهان استفاده می‌شد.[۱۶] این را می‌توان اولین GIS مورد استفاده جهانی دانست که برخی از ویژگی‌های کلیدی سیستم ادیسه هاروارد را نزدیک به پنج سال و ARC/INFO را یک دهه پیش‌بینی کرده بود.[۱۷]

تا اواخر دهه ۱۹۷۰، دو سیستم GIS دامنه عمومی (MOSS و GRASS GIS) در حال توسعه بودند و در اوایل دهه ۱۹۸۰، M&S Computing (بعدها Intergraph) به همراه Bentley Systems Incorporated برای پلتفرم CAD، مؤسسه تحقیقاتی سیستم‌های محیطی (ESRI)، CARIS (سیستم اطلاعات منابع به کمک رایانه) و ERDAS (سیستم تحلیل داده‌های منابع زمینی) به عنوان فروشندگان تجاری نرم‌افزار GIS ظهور کردند و با موفقیت بسیاری از ویژگی‌های CGIS را در خود جای دادند و رویکرد نسل اول جداسازی اطلاعات فضایی و توصیفی را با رویکرد نسل دوم سازماندهی داده‌های توصیفی در ساختارهای پایگاه داده ترکیب کردند.[۱۸]

در سال ۱۹۸۶، سیستم نمایش و تحلیل نقشه‌برداری (MIDAS)، اولین محصول GIS رومیزی،[۱۹] برای سیستم عامل داس منتشر شد. این نام در سال ۱۹۹۰ به MapInfo برای ویندوز تغییر یافت، زمانی که به پلتفرم مایکروسافت ویندوز منتقل شد. این امر فرآیند انتقال GIS از بخش تحقیقاتی به محیط کسب‌وکار را آغاز کرد.

تا پایان قرن بیستم، رشد سریع سیستم‌های مختلف در پلتفرم‌های نسبتاً کمی تثبیت و استاندارد شده بود و کاربران شروع به کاوش در مشاهده داده‌های GIS از طریق اینترنت کردند که نیازمند استانداردهای قالب و انتقال داده بود. اخیراً، تعداد فزاینده‌ای از بسته‌های GIS رایگان و منبع باز بر روی طیف وسیعی از سیستم‌عامل‌ها اجرا می‌شوند و می‌توانند برای انجام وظایف خاص سفارشی شوند. روند اصلی قرن بیست و یکم، ادغام قابلیت‌های GIS با سایر زیرساخت‌های فناوری اطلاعات و اینترنت، مانند پایگاه داده رابطه‌ای، رایانش ابری، نرم‌افزار به عنوان سرویس (SAAS) و رایانش سیار بوده است.[۲۰]

نرم‌افزار GIS

باید بین یک سامانه اطلاعات جغرافیایی واحد که یک نصب منفرد از نرم‌افزار و داده برای یک کاربرد خاص به همراه سخت‌افزار، کارکنان و مؤسسات مرتبط است (به عنوان مثال، GIS برای یک شهرداری خاص) و نرم‌افزار GIS که یک برنامه کاربردی عمومی است و برای استفاده در بسیاری از سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی منفرد در حوزه‌های کاربردی مختلف در نظر گرفته شده است، تمایز قائل شد.[۲۱]: 16  از اواخر دهه ۱۹۷۰، بسته‌های نرم‌افزاری بسیاری به طور خاص برای کاربردهای GIS ایجاد شده‌اند. آرک‌جی‌آی‌اس شرکت Esri که شامل آرک‌جی‌آی‌اس پرو و نرم‌افزار قدیمی آرک‌مپ است، در حال حاضر بر بازار GIS تسلط دارد. در سپتامبر ۲۰۲۴ نمونه‌های دیگر GIS شامل اتودسک و مپ‌اینفو پروفشنال و برنامه‌های منبع بازی مانند کیوجی‌آی‌اس، GRASS GIS، MapGuide و Hadoop-GIS هستند.[۲۲] این‌ها و دیگر برنامه‌های GIS رومیزی شامل مجموعه کاملی از قابلیت‌ها برای ورود، مدیریت، تحلیل و نمایش بصری داده‌های جغرافیایی هستند و برای استفاده به صورت مستقل طراحی شده‌اند.

با ظهور اینترنت در اواخر دهه ۱۹۹۰ و پیشرفت فناوری شبکه رایانه‌ای، زیرساخت و داده‌های GIS شروع به انتقال به سرورها کردند و مکانیسم دیگری برای ارائه قابلیت‌های GIS فراهم نمودند.[۲۳]: 216  این امر توسط نرم‌افزارهای مستقلی که بر روی یک سرور نصب می‌شدند، مشابه سایر نرم‌افزارهای سرور مانند سرور وب و سامانه مدیریت پایگاه داده رابطه‌ای، تسهیل شد و به کلاینت‌ها امکان دسترسی به داده‌ها و ابزارهای پردازش GIS را بدون نیاز به نصب نرم‌افزار تخصصی رومیزی می‌داد. این شبکه‌ها به عنوان GIS توزیع‌شده شناخته می‌شوند.[۲۴][۲۵] این استراتژی از طریق اینترنت و توسعه پلتفرم‌های GIS مبتنی بر ابر مانند ArcGIS Online و نرم‌افزار به عنوان سرویس (SAAS) تخصصی GIS گسترش یافته است. استفاده از اینترنت برای تسهیل GIS توزیع‌شده به عنوان اینترنت جی‌آی‌اس شناخته می‌شود.[۲۴][۲۵]

یک رویکرد جایگزین، ادغام برخی یا همه این قابلیت‌ها در سایر نرم‌افزارها یا معماری‌های فناوری اطلاعات است. یک نمونه، یک افزونه فضایی برای نرم‌افزار پایگاه داده شیء-رابطه‌ای است که یک نوع داده هندسی تعریف می‌کند تا داده‌های فضایی بتوانند در جداول رابطه‌ای ذخیره شوند و افزونه‌هایی برای اس‌کیوال برای عملیات تحلیل فضایی مانند روی‌هم‌گذاری وجود دارد. نمونه دیگر، گسترش کتابخانه‌های جغرافیایی-فضایی و واسط‌های برنامه‌نویسی کاربردی (مانند GDAL، Leaflet، D3.js) است که زبان‌های برنامه‌نویسی را گسترش می‌دهند تا امکان ادغام داده‌ها و پردازش GIS در نرم‌افزارهای سفارشی، از جمله سایت‌های نقشه‌برداری وب و خدمات مکان‌مبنا در گوشی‌های هوشمند را فراهم کنند.

مدیریت داده‌های مکانی

هسته هر GIS یک پایگاه داده است که شامل نمایش‌هایی از پدیده‌های جغرافیایی است و هندسه (مکان و شکل) و ویژگی‌ها یا صفات آن‌ها را مدل‌سازی می‌کند. یک پایگاه داده GIS ممکن است در اشکال مختلفی ذخیره شود، مانند مجموعه‌ای از فایل‌های داده جداگانه یا یک پایگاه داده رابطه‌ای مکانی منفرد. جمع‌آوری و مدیریت این داده‌ها معمولاً بخش عمده‌ای از زمان و منابع مالی یک پروژه را به خود اختصاص می‌دهد، بسیار بیشتر از جنبه‌های دیگر مانند تحلیل و نقشه‌برداری.[۲۳]: 175 

جنبه‌های داده‌های جغرافیایی

GIS از مکان فضایی-زمانی (فضا-زمان) به عنوان متغیر کلیدی شاخص برای تمام اطلاعات دیگر استفاده می‌کند. همان‌طور که یک پایگاه داده رابطه‌ای حاوی متن یا اعداد می‌تواند جداول مختلفی را با استفاده از متغیرهای کلیدی شاخص مشترک به هم مرتبط کند، GIS نیز می‌تواند اطلاعات نامرتبط را با استفاده از مکان به عنوان متغیر کلیدی شاخص به هم پیوند دهد. کلید، مکان و/یا گستره در فضا-زمان است.

هر متغیری که بتوان آن را به صورت مکانی و به طور فزاینده‌ای به صورت زمانی مکان‌یابی کرد، می‌تواند با استفاده از GIS ارجاع داده شود. مکان‌ها یا گستره‌ها در فضا-زمان زمین ممکن است به عنوان تاریخ/زمان وقوع و مختصات x، y و z که به ترتیب نشان‌دهنده طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی و ارتفاع هستند، ثبت شوند. این مختصات GIS ممکن است نمایانگر سایر سیستم‌های کمی‌سازی شده مرجع زمانی-مکانی باشند (برای مثال، شماره فریم فیلم، ایستگاه سنجش جریان، کیلومترشمار بزرگراه، نقطه مبنای نقشه‌برداری، آدرس ساختمان، تقاطع خیابان، دروازه ورودی، عمق‌سنجی آب، POS یا مبدأ/واحدهای ترسیم CAD). واحدهای اعمال شده بر روی داده‌های زمانی-مکانی ثبت‌شده می‌توانند بسیار متفاوت باشند (حتی هنگام استفاده از دقیقاً همان داده‌ها، به سامانه تصویر نقشه مراجعه کنید)، اما همه ارجاعات مکانی-زمانی و گستره‌ای مبتنی بر زمین باید، در حالت ایده‌آل، با یکدیگر و در نهایت با یک مکان یا گستره فیزیکی «واقعی» در فضا-زمان قابل ارتباط باشند.

با ارتباط از طریق اطلاعات مکانی دقیق، می‌توان طیف گسترده و باورنکردنی از داده‌های واقعی و پیش‌بینی‌شده گذشته یا آینده را تحلیل، تفسیر و نمایش داد.[۲۶] این ویژگی کلیدی GIS راه‌های جدیدی از تحقیقات علمی را در مورد رفتارها و الگوهای اطلاعات دنیای واقعی که قبلاً به طور سیستماتیک همبسته نشده بودند، گشوده است.

مدل‌سازی داده‌ها

داده‌های GIS پدیده‌هایی را نشان می‌دهند که در دنیای واقعی وجود دارند، مانند جاده‌ها، کاربری اراضی، ارتفاع، درختان، آبراه‌ها و ایالت‌ها. رایج‌ترین انواع پدیده‌هایی که در داده‌ها نمایش داده می‌شوند را می‌توان به دو مفهوم‌سازی تقسیم کرد: عوارض گسسته (مانند یک خانه، یک جاده) و میدان‌های پیوسته (مانند مقدار بارندگی یا تراکم جمعیت).[۲۳]: 62–65  انواع دیگر پدیده‌های جغرافیایی، مانند رویدادها (مثلاً مکان نبردهای جنگ جهانی دوم)، فرآیندها (مثلاً گستره شهرک‌سازی حومه) و توده‌ها (مثلاً انواع خاک در یک منطقه) کمتر به صورت مستقیم یا غیرمستقیم نمایش داده می‌شوند، یا در رویه‌های تحلیلی به جای داده‌ها مدل‌سازی می‌شوند.

به طور سنتی، دو روش کلی برای ذخیره داده‌ها در GIS برای هر دو نوع انتزاع ارجاع نقشه‌برداری وجود دارد: تصاویر رستری و برداری. نقاط، خطوط و چندضلعی‌ها داده‌های برداری از ارجاعات ویژگی مکانی نقشه‌برداری شده را نشان می‌دهند.

یک روش ترکیبی جدید برای ذخیره داده‌ها، شناسایی ابرهای نقطه‌ای است که نقاط سه‌بعدی را با اطلاعات RGB در هر نقطه ترکیب کرده و یک تصویر رنگی سه‌بعدی را برمی‌گرداند. سپس نقشه‌های موضوعی GIS به طور فزاینده‌ای از نظر بصری توصیفی واقع‌گرایانه‌تر از آنچه که قصد نمایش یا تعیین آن را دارند، می‌شوند.

گردآوری داده‌ها

نمونه‌ای از سخت‌افزار برای نقشه‌برداری (GPS و فاصله‌یاب لیزری) و جمع‌آوری داده‌ها (رایانه مقاوم). روند فعلی برای سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) این است که نقشه‌برداری دقیق و تحلیل داده‌ها در حین کار میدانی تکمیل شود. سخت‌افزار نشان داده شده (فناوری field-map) عمدتاً برای آماربرداری جنگل، نظارت و نقشه‌برداری استفاده می‌شود.

گردآوری داده‌های GIS شامل چندین روش برای جمع‌آوری داده‌های مکانی در یک پایگاه داده GIS است که می‌توان آن‌ها را به سه دسته تقسیم کرد: برداشت داده‌های اولیه، اندازه‌گیری مستقیم پدیده‌ها در میدان (مانند سنجش از دور، سامانه موقعیت‌یاب جهانی)؛ برداشت داده‌های ثانویه، استخراج اطلاعات از منابع موجود که به شکل GIS نیستند، مانند نقشه‌های کاغذی، از طریق رقومی‌سازی؛ و انتقال داده‌ها، کپی کردن داده‌های GIS موجود از منابع خارجی مانند سازمان‌های دولتی و شرکت‌های خصوصی. همه این روش‌ها می‌توانند زمان، منابع مالی و سایر منابع قابل توجهی را مصرف کنند.[۲۳]: 173 

برداشت داده‌های اولیه

داده‌های نقشه‌برداری می‌توانند مستقیماً از سیستم‌های جمع‌آوری داده دیجیتال روی ابزارهای نقشه‌برداری با استفاده از تکنیکی به نام هندسه مختصاتی (COGO) وارد GIS شوند. موقعیت‌ها از یک سیستم جهانی ناوبری ماهواره‌ای (GNSS) مانند سامانه موقعیت‌یاب جهانی نیز می‌توانند جمع‌آوری و سپس به GIS وارد شوند. یک روند فعلی از سپتامبر ۲۰۲۴ در جمع‌آوری داده‌ها به کاربران این امکان را می‌دهد که از کامپیوترهای میدانی با قابلیت ویرایش داده‌های زنده با استفاده از اتصالات بی‌سیم یا جلسات ویرایش آفلاین استفاده کنند.[۲۷] روند فعلی استفاده از برنامه‌های کاربردی موجود در گوشی‌های هوشمند و PDA ها در قالب GIS سیار است.[۲۸] این امر با در دسترس بودن واحدهای GPS ارزان قیمت با دقت دسیمتر در زمان واقعی تقویت شده است. این کار نیاز به پس‌پردازش، وارد کردن و به‌روزرسانی داده‌ها در دفتر پس از جمع‌آوری در میدان را از بین می‌برد. این شامل توانایی گنجاندن موقعیت‌های جمع‌آوری شده با استفاده از یک فاصله‌یاب لیزری است. فناوری‌های جدید همچنین به کاربران اجازه می‌دهند تا نقشه‌ها و تحلیل‌ها را مستقیماً در میدان ایجاد کنند، که پروژه‌ها را کارآمدتر و نقشه‌برداری را دقیق‌تر می‌کند.

داده‌های سنجش از دور نیز نقش مهمی در جمع‌آوری داده‌ها ایفا می‌کنند و شامل حسگرهایی هستند که به یک پلتفرم متصل شده‌اند. حسگرها شامل دوربین‌ها، اسکنرهای دیجیتال و لیدار هستند، در حالی که پلتفرم‌ها معمولاً شامل هواپیماها و ماهوارهها می‌شوند. در اواسط دهه ۱۹۹۰ در انگلستان، بالن‌های هیبریدی بادبادک/بالن به نام هلیکایت برای اولین بار استفاده از دوربین‌های دیجیتال هوابرد فشرده را به عنوان سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی هوابرد پیشگام کردند. نرم‌افزار اندازه‌گیری هوایی، با دقت ۰٫۴ میلی‌متر، برای پیوند دادن عکس‌ها و اندازه‌گیری زمین استفاده شد. هلیکایت‌ها ارزان هستند و داده‌های دقیق‌تری نسبت به هواپیماها جمع‌آوری می‌کنند. هلیکایت‌ها را می‌توان بر فراز جاده‌ها، راه‌آهن‌ها و شهرهایی که استفاده از پهپادها ممنوع است، به کار برد.

اخیراً، جمع‌آوری داده‌های هوایی با پهپاد مینیاتوریها و پهپادها در دسترس‌تر شده است. به عنوان مثال، Aeryon Scout برای نقشه‌برداری از یک منطقه ۵۰ هکتاری با فاصله نمونه‌برداری زمینی ۱ اینچ (۲٫۵۴ سانتیمتر) تنها در ۱۲ دقیقه استفاده شد.[۲۹]

بخش عمده‌ای از داده‌های دیجیتال کنونی از تفسیر عکس عکس‌های هوایی به دست می‌آید. ایستگاه‌های کاری نرم‌افزاری (Soft-copy) برای رقومی‌سازی عوارض به طور مستقیم از جفت‌های استریو عکس‌های دیجیتال استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها امکان برداشت داده‌ها را در دو و سه بعد فراهم می‌کنند، به طوری که ارتفاعات به طور مستقیم از یک جفت استریو با استفاده از اصول فتوگرامتری اندازه‌گیری می‌شوند. عکس‌های هوایی آنالوگ باید قبل از ورود به یک سیستم نرم‌افزاری اسکن شوند، در حالی که برای دوربین‌های دیجیتال با کیفیت بالا این مرحله حذف می‌شود.

سنجش از دور ماهواره‌ای منبع مهم دیگری از داده‌های مکانی را فراهم می‌کند. در اینجا ماهواره‌ها از بسته‌های حسگر مختلف برای اندازه‌گیری غیرفعال بازتاب از بخش‌هایی از طیف الکترومغناطیسی یا امواج رادیویی که از یک حسگر فعال مانند رادار ارسال شده‌اند، استفاده می‌کنند. سنجش از دور داده‌های رستری را جمع‌آوری می‌کند که می‌توان با استفاده از باندهای مختلف برای شناسایی اشیاء و کلاس‌های مورد علاقه، مانند پوشش اراضی، پردازش بیشتری روی آن‌ها انجام داد.

برداشت داده‌های ثانویه

رایج‌ترین روش ایجاد داده‌ها، رقومی‌سازی (digitizing) است، که در آن یک نقشه چاپی یا طرح نقشه‌برداری از طریق استفاده از یک برنامه CAD و قابلیت‌های زمین‌مرجع‌سازی به یک رسانه دیجیتال منتقل می‌شود. با در دسترس بودن گسترده تصاویر ارتو-تصحیح شده (از ماهواره‌ها، هواپیماها، هلیکایت‌ها و پهپادها)، رقومی‌سازی روی صفحه (heads-up digitizing) به راه اصلی استخراج داده‌های جغرافیایی تبدیل شده است. رقومی‌سازی روی صفحه شامل ترسیم داده‌های جغرافیایی به طور مستقیم بر روی تصاویر هوایی است، به جای روش سنتی ترسیم شکل جغرافیایی بر روی یک میز رقومی‌ساز جداگانه (رقومی‌سازی روی میز یا heads-down digitizing). رقومی‌سازی روی میز یا رقومی‌سازی دستی، از یک قلم مغناطیسی ویژه یا استایلوس استفاده می‌کند که اطلاعات را برای ایجاد یک نقشه دیجیتال یکسان به کامپیوتر می‌دهد. برخی از میزها از ابزاری شبیه به ماوس به نام پاک (puck) به جای استایلوس استفاده می‌کنند.[۳۰][۳۱] پاک دارای یک پنجره کوچک با خطوط متقاطع است که امکان دقت بیشتر و مشخص کردن دقیق عوارض نقشه را فراهم می‌کند. اگرچه رقومی‌سازی روی صفحه بیشتر استفاده می‌شود، رقومی‌سازی روی میز هنوز برای رقومی‌سازی نقشه‌های با کیفیت پایین مفید است.[۳۱]

داده‌های موجود چاپ شده بر روی کاغذ یا فیلم PET می‌توانند رقومی‌سازی یا اسکن شوند تا داده‌های دیجیتال تولید کنند. یک رقومی‌ساز داده‌های برداری را تولید می‌کند زیرا اپراتور نقاط، خطوط و مرزهای چندضلعی‌ها را از روی نقشه ردیابی می‌کند. اسکن کردن یک نقشه منجر به داده‌های رستری می‌شود که می‌توان برای تولید داده‌های برداری پردازش بیشتری روی آن انجام داد.

هنگام برداشت داده‌ها، کاربر باید در نظر بگیرد که آیا داده‌ها باید با دقت نسبی یا دقت مطلق برداشت شوند، زیرا این امر نه تنها می‌تواند بر نحوه تفسیر اطلاعات تأثیر بگذارد، بلکه بر هزینه برداشت داده‌ها نیز تأثیر می‌گذارد.

پس از ورود داده‌ها به GIS، داده‌ها معمولاً نیاز به ویرایش دارند تا خطاها حذف شوند یا پردازش بیشتری روی آن‌ها انجام شود. برای داده‌های برداری، باید قبل از استفاده برای برخی تحلیل‌های پیشرفته، "از نظر توپولوژیکی صحیح" شوند. به عنوان مثال، در یک شبکه جاده‌ای، خطوط باید در یک تقاطع به گره‌ها متصل شوند. خطاهایی مانند کم‌رسیدگی (undershoots) و بیش‌رسیدگی (overshoots) نیز باید حذف شوند. برای نقشه‌های اسکن شده، لکه‌های روی نقشه منبع ممکن است نیاز به حذف از رستر حاصل داشته باشند. به عنوان مثال، یک ذره کثیفی ممکن است دو خط را که نباید به هم متصل باشند، به هم وصل کند.

تصویرها، سیستم‌های مختصات و ثبت

زمین را می‌توان با مدل‌های مختلفی نشان داد که هر کدام ممکن است مجموعه متفاوتی از مختصات (مانند عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی، ارتفاع) را برای هر نقطه معین روی سطح زمین ارائه دهند. ساده‌ترین مدل این است که زمین را یک کره کامل فرض کنیم. با انباشته شدن اندازه‌گیری‌های بیشتر از زمین، مدل‌های زمین پیچیده‌تر و دقیق‌تر شده‌اند. در واقع، مدل‌هایی به نام دیتوم وجود دارند که برای مناطق مختلف زمین به منظور ارائه دقت بیشتر اعمال می‌شوند، مانند دیتوم آمریکای شمالی ۱۹۸۳ برای اندازه‌گیری‌های ایالات متحده، و سیستم ژئودتیک جهانی برای اندازه‌گیری‌های سراسر جهان.

عرض و طول جغرافیایی روی نقشه‌ای که بر اساس یک دیتوم محلی ساخته شده است، ممکن است با آنچه از یک گیرنده جی‌پی‌اس به دست می‌آید، یکسان نباشد. تبدیل مختصات از یک دیتوم به دیتوم دیگر نیازمند یک تبدیل دیتوم مانند تبدیل هلمرت است، اگرچه در شرایط خاص یک انتقال ساده ممکن است کافی باشد.[۳۲]

در نرم‌افزارهای محبوب GIS، داده‌هایی که در عرض/طول جغرافیایی تصویر شده‌اند اغلب به عنوان یک سامانه مختصات جغرافیایی نمایش داده می‌شوند. به عنوان مثال، داده‌ها در عرض/طول جغرافیایی اگر دیتوم 'دیتوم آمریکای شمالی ۱۹۸۳' باشد، با 'GCS North American 1983' مشخص می‌شوند.

کیفیت داده‌ها

در حالی که هیچ مدل دیجیتالی نمی‌تواند نمایش کاملی از دنیای واقعی باشد، مهم است که داده‌های GIS از کیفیت بالایی برخوردار باشند. مطابق با اصل هم‌ریختی، داده‌ها باید به اندازه‌ای به واقعیت نزدیک باشند که نتایج رویه‌های GIS به درستی با نتایج فرآیندهای دنیای واقعی مطابقت داشته باشد. این بدان معناست که هیچ استاندارد واحدی برای کیفیت داده وجود ندارد، زیرا درجه کیفیت لازم به مقیاس و هدف وظایفی که قرار است برای آن استفاده شود بستگی دارد. چندین عنصر از کیفیت داده برای داده‌های GIS مهم هستند:

صحت (Accuracy)
درجه شباهت بین یک اندازه‌گیری نمایش داده شده و مقدار واقعی؛ برعکس، خطا مقدار تفاوت بین آنهاست.[۲۱]: 623  در داده‌های GIS، نگرانی در مورد صحت در نمایش مکان (صحت مکانی)، ویژگی (صحت توصیفی) و زمان وجود دارد. به عنوان مثال، سرشماری ۲۰۲۰ ایالات متحده می‌گوید که جمعیت هیوستون در ۱ آوریل ۲۰۲۰ برابر با ۲٬۳۰۴٬۵۸۰ نفر بوده است؛ اگر در واقع ۲٬۳۱۰٬۶۷۴ نفر بوده باشد، این یک خطا و در نتیجه عدم صحت توصیفی خواهد بود.
دقت (Precision)
درجه ظرافت در یک مقدار نمایش داده شده. در یک ویژگی کمی، این تعداد ارقام معنی‌دار در مقدار اندازه‌گیری شده است.[۲۳]: 115  یک مقدار غیر دقیق، مبهم یا نامشخص است و شامل طیفی از مقادیر ممکن است. به عنوان مثال، اگر کسی بگوید که جمعیت هیوستون در ۱ آوریل ۲۰۲۰ "حدود ۲.۳ میلیون" نفر بوده است، این گزاره غیر دقیق، اما احتمالاً صحیح است زیرا مقدار درست (و بسیاری از مقادیر نادرست) را شامل می‌شود. همانند صحت، نمایش‌های مکان، ویژگی و زمان همگی می‌توانند کم و بیش دقیق باشند. تفکیک‌پذیری عبارتی است که معمولاً برای بیان دقت مکانی، به ویژه در مجموعه داده‌های رستری استفاده می‌شود. مقیاس ارتباط نزدیکی با دقت در نقشه‌ها دارد، زیرا سطح مطلوبی از دقت مکانی را دیکته می‌کند، اما در GIS مشکل‌ساز است، جایی که یک مجموعه داده می‌تواند در مقیاس‌های نمایشی مختلفی نشان داده شود (از جمله مقیاس‌هایی که برای کیفیت داده مناسب نیستند).
عدم قطعیت
یک اذعان کلی به وجود خطا و عدم دقت در داده‌های جغرافیایی.[۲۳]: 99  یعنی، این یک درجه از شک کلی است، با توجه به اینکه دانستن دقیق میزان خطای موجود در یک مجموعه داده دشوار است، اگرچه نوعی تخمین ممکن است انجام شود (یک فاصله اطمینان چنین تخمینی از عدم قطعیت است). این گاهی اوقات به عنوان یک اصطلاح کلی برای همه یا بیشتر جنبه‌های کیفیت داده استفاده می‌شود.
ابهام یا فازی بودن
درجه‌ای که یک جنبه (مکان، ویژگی یا زمان) از یک پدیده ذاتاً غیر دقیق است، نه اینکه عدم دقت در یک مقدار اندازه‌گیری شده باشد.[۲۳]: 103  به عنوان مثال، گستره فضایی منطقه کلان‌شهری هیوستون مبهم است، زیرا مکان‌هایی در حومه شهر وجود دارند که کمتر از مکان‌های نزدیک‌تر به مرکز شهر متصل هستند (که با فعالیت‌هایی مانند رفت‌وآمد اندازه‌گیری می‌شود). ابزارهای ریاضی مانند نظریه مجموعه‌های فازی معمولاً برای مدیریت ابهام در داده‌های جغرافیایی استفاده می‌شوند.
کامل بودن
درجه‌ای که یک مجموعه داده تمام عوارض واقعی را که ادعا می‌کند شامل می‌شود، نشان می‌دهد.[۲۱]: 623  به عنوان مثال، اگر یک لایه از "جاده‌های هیوستون" فاقد برخی از خیابان‌های واقعی باشد، ناقص است.
روزآمدی
جدیدترین نقطه زمانی که یک مجموعه داده ادعا می‌کند نمایش دقیقی از واقعیت است. این یک نگرانی برای اکثر برنامه‌های کاربردی GIS است که سعی در نمایش جهان "در حال حاضر" دارند، که در این صورت داده‌های قدیمی‌تر کیفیت پایین‌تری دارند.
سازگاری
درجه‌ای که نمایش‌های پدیده‌های متعدد در یک مجموعه داده به درستی با یکدیگر مطابقت دارند.[۲۱]: 623  سازگاری در روابط توپولوژیکی بین اشیاء مکانی یک جنبه بسیار مهم از سازگاری است.[۳۳]: 117  به عنوان مثال، اگر تمام خطوط در یک شبکه خیابانی به طور تصادفی ۱۰ متر به سمت شرق منتقل شوند، آنها نادرست اما همچنان سازگار خواهند بود، زیرا هنوز هم به درستی در هر تقاطع به هم متصل می‌شوند و ابزارهای تحلیل شبکه مانند کوتاه‌ترین مسیر همچنان نتایج درستی را ارائه می‌دهند.
انتشار عدم قطعیت
درجه‌ای که کیفیت نتایج روش‌های تحلیل فضایی و سایر ابزارهای پردازش از کیفیت داده‌های ورودی ناشی می‌شود.[۳۳]: 118  به عنوان مثال، درون‌یابی یک عملیات رایج است که به روش‌های مختلفی در GIS استفاده می‌شود؛ از آنجا که تخمین‌هایی از مقادیر بین اندازه‌گیری‌های شناخته شده تولید می‌کند، نتایج همیشه دقیق‌تر، اما کمتر قطعی خواهند بود (زیرا هر تخمین دارای مقدار نامعلومی از خطا است).

کیفیت یک مجموعه داده به شدت به منابع آن و روش‌های مورد استفاده برای ایجاد آن بستگی دارد. نقشه‌برداران زمینی توانسته‌اند با استفاده از تجهیزات GPS پیشرفته سطح بالایی از دقت مکانی را ارائه دهند، اما مکان‌های GPS در گوشی‌های هوشمند معمولی بسیار کمتر دقیق هستند.[۳۴] مجموعه داده‌های رایج مانند زمین دیجیتال و تصاویر هوایی[۳۵] در سطوح کیفی بسیار متنوعی، به ویژه دقت مکانی، در دسترس هستند. نقشه‌های کاغذی که برای سال‌ها به عنوان منبع داده رقومی‌سازی شده‌اند، نیز می‌توانند کیفیت بسیار متغیری داشته باشند.

یک تحلیل کمی از نقشه‌ها مسائل مربوط به صحت را مورد توجه قرار می‌دهد. تجهیزات الکترونیکی و سایر تجهیزات مورد استفاده برای انجام اندازه‌گیری‌ها برای GIS بسیار دقیق‌تر از ماشین‌های تحلیل نقشه معمولی هستند. همه داده‌های جغرافیایی ذاتاً نادرست هستند و این نادرستی‌ها از طریق عملیات GIS به روش‌هایی که پیش‌بینی آن‌ها دشوار است، منتشر خواهند شد.[۳۶]

تبدیل رستر به بردار

بازسازی داده‌ها می‌تواند توسط یک GIS برای تبدیل داده‌ها به فرمت‌های مختلف انجام شود. به عنوان مثال، یک GIS ممکن است برای تبدیل یک نقشه تصویر ماهواره‌ای به یک ساختار برداری با تولید خطوط در اطراف تمام سلول‌های با طبقه‌بندی یکسان، و در عین حال تعیین روابط فضایی سلول‌ها مانند همجواری یا شمول، استفاده شود.

پردازش داده‌های پیشرفته‌تر می‌تواند با پردازش تصویر، تکنیکی که در اواخر دهه ۱۹۶۰ توسط ناسا و بخش خصوصی برای ارائه بهبود کنتراست، رندر رنگ کاذب و انواع تکنیک‌های دیگر از جمله استفاده از تبدیل فوریه دو بعدی توسعه یافت، رخ دهد. از آنجایی که داده‌های دیجیتال به روش‌های مختلفی جمع‌آوری و ذخیره می‌شوند، دو منبع داده ممکن است کاملاً سازگار نباشند. بنابراین یک GIS باید قادر به تبدیل داده‌های جغرافیایی از یک ساختار به ساختار دیگر باشد. در انجام این کار، مفروضات ضمنی پشت هستی‌شناسی‌ها و طبقه‌بندی‌های مختلف نیاز به تحلیل دارند.[۳۷] هستی‌شناسی‌های شیء به دلیل برنامه‌نویسی شیءگرا و کار مستمر بری اسمیت و همکارانش، اهمیت فزاینده‌ای یافته‌اند.

ETL مکانی

ابزارهای ETL مکانی عملکرد پردازش داده نرم‌افزارهای سنتی استخراج، تبدیل و بارگذاری (ETL) را فراهم می‌کنند، اما با تمرکز اصلی بر توانایی مدیریت داده‌های مکانی. آنها به کاربران GIS امکان ترجمه داده‌ها بین استانداردهای مختلف و فرمت‌های اختصاصی را می‌دهند، در حالی که داده‌ها را به صورت هندسی در حین انتقال تبدیل می‌کنند. این ابزارها می‌توانند به صورت افزونه‌هایی برای نرم‌افزارهای موجود با کاربرد گسترده‌تر مانند صفحه‌گسترده ارائه شوند.

تحلیل فضایی

تحلیل فضایی GIS یک حوزه به سرعت در حال تغییر است و بسته‌های GIS به طور فزاینده‌ای شامل ابزارهای تحلیلی به عنوان امکانات داخلی استاندارد، به عنوان مجموعه ابزارهای اختیاری، به عنوان افزونه یا 'تحلیل‌گر' می‌شوند. در بسیاری از موارد این‌ها توسط تأمین‌کنندگان نرم‌افزار اصلی (فروشندگان تجاری یا تیم‌های توسعه غیرتجاری مشارکتی) ارائه می‌شوند، در حالی که در موارد دیگر امکانات توسط اشخاص ثالث توسعه یافته و ارائه می‌شوند. علاوه بر این، بسیاری از محصولات کیت‌های توسعه نرم‌افزار (SDK)، زبان‌های برنامه‌نویسی و پشتیبانی زبان، امکانات اسکریپت‌نویسی و/یا رابط‌های ویژه برای توسعه ابزارهای تحلیلی یا انواع خاص خود را ارائه می‌دهند. دسترسی افزایش یافته بعد جدیدی را برای هوش تجاری به نام "هوش مکانی" ایجاد کرده است که وقتی به صورت باز از طریق اینترانت ارائه می‌شود، دسترسی به داده‌های جغرافیایی و شبکه اجتماعی را دموکراتیزه می‌کند. اطلاعات مکانی-جغرافیایی، مبتنی بر تحلیل فضایی GIS، نیز به یک عنصر کلیدی برای امنیت تبدیل شده است. GIS به طور کلی می‌تواند به عنوان تبدیل به یک نمایش برداری یا هر فرآیند رقومی‌سازی دیگری توصیف شود.

پردازش جغرافیایی یک عملیات GIS است که برای دستکاری داده‌های مکانی استفاده می‌شود. یک عملیات پردازش جغرافیایی معمولی یک مجموعه‌داده ورودی را می‌گیرد، عملیاتی را روی آن مجموعه داده انجام می‌دهد و نتیجه عملیات را به عنوان یک مجموعه داده خروجی برمی‌گرداند. عملیات پردازش جغرافیایی رایج شامل روی‌هم‌گذاری عوارض جغرافیایی، انتخاب و تحلیل عوارض، پردازش توپولوژی، پردازش رستر و تبدیل داده‌ها است. پردازش جغرافیایی امکان تعریف، مدیریت و تحلیل اطلاعات مورد استفاده برای تصمیم‌گیری را فراهم می‌کند.[۳۸]

تحلیل زمین

مدل سایه‌روشن مشتق شده از یک مدل رقومی ارتفاع از منطقه والسترا در آپنین شمالی (ایتالیا)

بسیاری از وظایف جغرافیایی شامل زمین، شکل سطح زمین، مانند آب‌شناسی، کارهای خاکی و زیست‌جغرافیا است. بنابراین، داده‌های زمین اغلب یک مجموعه داده اصلی در GIS هستند، معمولاً به شکل یک مدل رقومی ارتفاع (DEM) رستری یا یک شبکه نامنظم مثلثی (TIN). انواع ابزارها در اکثر نرم‌افزارهای GIS برای تحلیل زمین در دسترس هستند، که اغلب با ایجاد مجموعه داده‌های مشتق شده که جنبه خاصی از سطح را نشان می‌دهند، انجام می‌شود. برخی از رایج‌ترین آنها عبارتند از:

  • شیب یا گرادیان تندی یا گرادیان یک واحد از زمین است که معمولاً به صورت زاویه بر حسب درجه یا به صورت درصد اندازه‌گیری می‌شود.[۳۹]
  • جهت را می‌توان به عنوان جهتی که یک واحد از زمین رو به آن قرار دارد تعریف کرد. جهت معمولاً بر حسب درجه از شمال بیان می‌شود.[۴۰]
  • خاکبرداری و خاکریزی (Cut and fill) محاسبه تفاوت بین سطح قبل و بعد از یک پروژه خاکبرداری برای تخمین هزینه‌ها است.
  • مدل هیدرولوژیکی می‌تواند یک عنصر فضایی را که مدل‌های هیدرولوژیکی دیگر فاقد آن هستند، با تحلیل متغیرهایی مانند شیب، جهت و حوضه آبریز یا منطقه آبریز فراهم کند.[۴۱] تحلیل زمین برای آب‌شناسی اساسی است، زیرا آب همیشه از یک شیب به پایین جریان می‌یابد.[۴۱] از آنجا که تحلیل پایه زمین از یک مدل رقومی ارتفاع (DEM) شامل محاسبه شیب و جهت است، DEM‌ها برای تحلیل هیدرولوژیکی بسیار مفید هستند. سپس شیب و جهت می‌توانند برای تعیین جهت رواناب سطحی و در نتیجه تجمع جریان برای تشکیل نهرها، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها استفاده شوند. مناطق جریان واگرا نیز می‌توانند نشانه روشنی از مرزهای یک حوضه آبریز باشند. پس از ایجاد یک ماتریس جهت جریان و تجمع، می‌توان پرس‌وجوهایی را انجام داد که مناطق مشارکت‌کننده یا پراکنده‌کننده را در یک نقطه معین نشان می‌دهند.[۴۱] جزئیات بیشتری را می‌توان به مدل اضافه کرد، مانند ناهمواری زمین، انواع پوشش گیاهی و انواع خاک، که می‌توانند بر نرخ‌های نفوذ و تبخیر و تعرق تأثیر بگذارند و در نتیجه بر جریان سطحی تأثیر بگذارند. یکی از کاربردهای اصلی مدل‌سازی هیدرولوژیکی در تحقیقات آلودگی محیط زیست است. سایر کاربردهای مدل‌سازی هیدرولوژیکی شامل نقشه‌برداری آب‌های زیرزمینی و سطحی و همچنین نقشه‌های خطر سیل است.
  • تحلیل دید تأثیری را که زمین بر دید بین مکان‌ها دارد، پیش‌بینی می‌کند که به ویژه برای ارتباطات بی‌سیم مهم است.
  • سایه‌روشن تصویری از سطح است به گونه‌ای که گویی یک مدل سه‌بعدی است که از یک جهت معین روشن شده است و در نقشه‌ها بسیار رایج است.

بیشتر اینها با استفاده از الگوریتم‌هایی تولید می‌شوند که ساده‌سازی‌های گسسته‌ی حساب برداری هستند. شیب، جهت و انحنای سطح در تحلیل زمین همگی از عملیات همسایگی با استفاده از مقادیر ارتفاعی سلول‌های مجاور یک سلول مشتق می‌شوند.[۴۲] هر یک از این موارد به شدت تحت تأثیر سطح جزئیات در داده‌های زمین، مانند تفکیک‌پذیری یک DEM، قرار دارند که باید با دقت انتخاب شود.[۴۳]

تحلیل مجاورت

فاصله بخش کلیدی در حل بسیاری از وظایف جغرافیایی است، که معمولاً به دلیل اصطکاک فاصله است. بنابراین، طیف گسترده‌ای از ابزارهای تحلیلی، فاصله را به نوعی تحلیل می‌کنند، مانند حریم‌ها (بافرها)، چندضلعی‌های ورونوی یا تیسن، تحلیل هزینه-فاصله، و تحلیل شبکه.

تحلیل داده‌ها

مرتبط کردن نقشه‌های تالابها با مقادیر بارندگی ثبت شده در نقاط مختلف مانند فرودگاه‌ها، ایستگاه‌های تلویزیونی و مدارس دشوار است. با این حال، یک GIS می‌تواند برای به تصویر کشیدن ویژگی‌های دو و سه بعدی سطح، زیرسطح و جو زمین از نقاط اطلاعاتی استفاده شود. به عنوان مثال، یک GIS می‌تواند به سرعت نقشه‌ای با خطوط هم‌مقدار یا منحنی‌های تراز ایجاد کند که مقادیر متفاوت بارندگی را نشان می‌دهد. چنین نقشه‌ای را می‌توان به عنوان یک نقشه منحنی تراز بارندگی در نظر گرفت. بسیاری از روش‌های پیچیده می‌توانند ویژگی‌های سطوح را از تعداد محدودی اندازه‌گیری نقطه‌ای تخمین بزنند. یک نقشه منحنی تراز دو بعدی که از مدل‌سازی سطح اندازه‌گیری‌های نقطه‌ای بارندگی ایجاد شده است، می‌تواند با هر نقشه دیگری در یک GIS که همان منطقه را پوشش می‌دهد، روی هم قرار گرفته و تحلیل شود. این نقشه مشتق شده از GIS می‌تواند اطلاعات اضافی را فراهم کند - مانند قابلیت بهره‌برداری از پتانسیل انرژی آبی به عنوان یک انرژی تجدیدپذیر منبع. به طور مشابه، GIS می‌تواند برای مقایسه سایر منابع انرژی تجدیدپذیر برای یافتن بهترین پتانسیل جغرافیایی برای یک منطقه استفاده شود.[۴۴]

علاوه بر این، از یک سری نقاط سه بعدی یا مدل رقومی ارتفاع، می‌توان خطوط هم‌مقدار نمایانگر منحنی‌های تراز ارتفاعی را به همراه تحلیل شیب، سایه‌روشن و سایر محصولات ارتفاعی تولید کرد. حوضه‌های آبریز را می‌توان به راحتی برای هر گستره معین تعریف کرد، با محاسبه تمام مناطق پیوسته و سربالایی از هر نقطه مورد نظر. به طور مشابه، تالوگ مورد انتظار که آب سطحی در نهرهای متناوب و دائمی تمایل به حرکت در آن دارد را می‌توان از داده‌های ارتفاعی در GIS محاسبه کرد.

مدل‌سازی توپولوژیک

یک GIS می‌تواند روابط فضایی موجود در داده‌های مکانی ذخیره شده به صورت دیجیتال را شناسایی و تحلیل کند. این روابط توپولوژیکی امکان انجام مدل‌سازی و تحلیل فضایی پیچیده را فراهم می‌کند. روابط توپولوژیکی بین موجودیت‌های هندسی به طور سنتی شامل همجواری (چه چیزی به چه چیزی می‌چسبد)، دربرگیری (چه چیزی چه چیزی را در بر می‌گیرد) و مجاورت (چیزی چقدر به چیز دیگری نزدیک است) می‌شود.

شبکه‌های هندسی

شبکه هندسی شبکه‌های خطی از اشیائی هستند که می‌توانند برای نمایش عوارض به هم پیوسته و انجام تحلیل‌های فضایی ویژه بر روی آنها استفاده شوند. یک شبکه هندسی از یال‌ها تشکیل شده است که در نقاط اتصال به هم متصل شده‌اند، مشابه گراف‌ها در ریاضیات و علوم کامپیوتر. درست مانند گراف‌ها، شبکه‌ها می‌توانند وزن و جریان به یال‌های خود اختصاص دهند که می‌تواند برای نمایش دقیق‌تر ویژگی‌های مختلف به هم پیوسته استفاده شود. شبکه‌های هندسی اغلب برای مدل‌سازی شبکه‌های جاده‌ای و شبکه‌های تاسیسات عمومی مانند شبکه‌های برق، گاز و آب استفاده می‌شوند. مدل‌سازی شبکه همچنین به طور معمول در برنامه‌ریزی حمل و نقل، مدل‌سازی هیدرولوژی و مدل‌سازی زیرساخت‌ها به کار می‌رود.

مدل‌سازی نقشه‌نگاری

نمونه‌ای از استفاده از لایه‌ها در یک برنامه GIS. در این مثال، لایه پوشش جنگلی (سبز روشن) لایه زیرین را تشکیل می‌دهد و لایه توپوگرافی (خطوط تراز) روی آن قرار دارد. لایه بعدی، لایه آب‌های ساکن (برکه، دریاچه) و سپس لایه آب‌های روان (نهر، رودخانه) و پس از آن لایه مرز و در نهایت لایه جاده در بالا قرار دارد. ترتیب برای نمایش صحیح نتیجه نهایی بسیار مهم است. توجه داشته باشید که برکه‌ها زیر نهرها لایه‌بندی شده‌اند، به طوری که یک خط نهر را می‌توان روی یکی از برکه‌ها مشاهده کرد.

دینا تاملین اصطلاح مدل‌سازی نقشه‌نگاری را در رساله دکتری خود (۱۹۸۳) ابداع کرد؛ او بعداً از آن در عنوان کتاب خود، سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی و مدل‌سازی نقشه‌نگاری (۱۹۹۰) استفاده کرد.[۴۵] مدل‌سازی نقشه‌نگاری به فرآیندی اطلاق می‌شود که در آن چندین لایه موضوعی از یک منطقه تولید، پردازش و تحلیل می‌شوند. تاملین از لایه‌های رستری استفاده کرد، اما روش روی‌هم‌گذاری (overlay) (به زیر مراجعه کنید) می‌تواند به طور کلی‌تری استفاده شود. عملیات بر روی لایه‌های نقشه را می‌توان در الگوریتم‌ها و در نهایت در مدل‌های شبیه‌سازی یا بهینه‌سازی ترکیب کرد.

روی‌هم‌گذاری نقشه

ترکیب چندین مجموعه داده فضایی (نقاط، خطوط یا چندضلعی‌ها) یک مجموعه داده برداری خروجی جدید ایجاد می‌کند که از نظر بصری شبیه به روی هم قرار دادن چندین نقشه از یک منطقه است. این روی‌هم‌گذاری‌ها شبیه به روی‌هم‌گذاری‌های نمودار ون ریاضی هستند. روی‌هم‌گذاری اجتماع، عوارض جغرافیایی و جداول توصیفی هر دو ورودی را در یک خروجی جدید ترکیب می‌کند. روی‌هم‌گذاری اشتراک منطقه‌ای را که هر دو ورودی روی هم قرار می‌گیرند تعریف می‌کند و مجموعه‌ای از فیلدهای توصیفی را برای هر کدام حفظ می‌کند. روی‌هم‌گذاری تفاضل متقارن یک منطقه خروجی را تعریف می‌کند که شامل کل مساحت هر دو ورودی به جز منطقه همپوشانی است.

استخراج داده‌ها یک فرآیند GIS شبیه به روی‌هم‌گذاری برداری است، هرچند می‌توان از آن در تحلیل داده‌های برداری یا رستری استفاده کرد. به جای ترکیب ویژگی‌ها و عوارض هر دو مجموعه داده، استخراج داده‌ها شامل استفاده از یک "برش" یا "ماسک" برای استخراج عوارض یک مجموعه داده است که در محدوده فضایی مجموعه داده دیگر قرار می‌گیرند.

در تحلیل داده‌های رستری، روی‌هم‌گذاری مجموعه داده‌ها از طریق فرآیندی به نام "عملیات محلی بر روی چندین رستر" یا "جبر نقشه" انجام می‌شود، از طریق تابعی که مقادیر ماتریس هر رستر را ترکیب می‌کند. این تابع ممکن است با استفاده از یک "مدل شاخص" که تأثیر عوامل مختلف بر یک پدیده جغرافیایی را منعکس می‌کند، وزن بیشتری به برخی ورودی‌ها بدهد.

زمین‌آمار

زمین‌آمار شاخه‌ای از آمار است که با داده‌های میدانی، یعنی داده‌های مکانی با یک شاخص پیوسته، سروکار دارد. این علم روش‌هایی برای مدل‌سازی همبستگی مکانی و پیش‌بینی مقادیر در مکان‌های دلخواه (درون‌یابی) ارائه می‌دهد.

هنگامی که پدیده‌ها اندازه‌گیری می‌شوند، روش‌های مشاهده دقت هر تحلیل بعدی را تعیین می‌کنند. به دلیل ماهیت داده‌ها (مثلاً الگوهای ترافیک در یک محیط شهری؛ الگوهای آب و هوا بر فراز اقیانوس آرام)، درجه‌ای از دقت، ثابت یا پویا، همیشه در اندازه‌گیری از دست می‌رود. این کاهش دقت از مقیاس و توزیع جمع‌آوری داده‌ها تعیین می‌شود.

برای تعیین ارتباط آماری تحلیل، یک میانگین تعیین می‌شود تا نقاط (گرادیان‌ها) خارج از هر اندازه‌گیری فوری را بتوان برای تعیین رفتار پیش‌بینی‌شده آنها منظور کرد. این به دلیل محدودیت‌های آمار کاربردی و روش‌های جمع‌آوری داده‌ها است و درون‌یابی برای پیش‌بینی رفتار ذرات، نقاط و مکان‌هایی که مستقیماً قابل اندازه‌گیری نیستند، مورد نیاز است.

درون‌یابی فرآیندی است که توسط آن یک سطح، معمولاً یک مجموعه داده رستری، از طریق ورودی داده‌های جمع‌آوری شده در تعدادی از نقاط نمونه ایجاد می‌شود. چندین شکل از درون‌یابی وجود دارد که هر کدام بسته به ویژگی‌های مجموعه داده، داده‌ها را به طور متفاوتی برآورد می‌کنند. در مقایسه روش‌های درون‌یابی، اولین ملاحظه باید این باشد که آیا داده‌های منبع تغییر خواهند کرد (دقیق یا تقریبی). سپس اینکه آیا روش ذهنی است، یک تفسیر انسانی، یا عینی. سپس ماهیت انتقال بین نقاط است: آیا آنها ناگهانی هستند یا تدریجی. در نهایت، اینکه آیا یک روش سراسری است (از کل مجموعه داده برای تشکیل مدل استفاده می‌کند) یا محلی که یک الگوریتم برای بخش کوچکی از زمین تکرار می‌شود.

درون‌یابی یک اندازه‌گیری موجه است به دلیل اصل خودهمبستگی فضایی که اذعان دارد داده‌های جمع‌آوری شده در هر موقعیتی شباهت زیادی به مکان‌های اطراف خود دارند یا تحت تأثیر آنها هستند.

مدل رقومی ارتفاع، شبکه نامنظم مثلثی، الگوریتم‌های تشخیص لبه، چندضلعی تیسن، تحلیل فوریه، (وزنی) میانگین‌های متحرک، وزن‌دهی عکس فاصله، کریگینگ، اسپلاین و تحلیل سطح روند همگی روش‌های ریاضی برای تولید داده‌های درون‌یابی شده هستند.

زمین‌کدیابی آدرس

زمین‌کدیابی (Geocoding) درون‌یابی مکان‌های فضایی (مختصات X,Y) از آدرس‌های خیابان یا هر داده مرجع مکانی دیگر مانند کدهای پستی، قطعات زمین و مکان‌های آدرس است. برای زمین‌کدیابی آدرس‌های فردی به یک لایه مرجع مانند یک فایل خط مرکزی جاده با محدوده آدرس‌ها نیاز است. مکان‌های آدرس‌های فردی به طور تاریخی با بررسی محدوده آدرس‌ها در طول یک قطعه جاده درون‌یابی یا تخمین زده شده‌اند. این‌ها معمولاً به شکل یک جدول یا پایگاه داده ارائه می‌شوند. سپس نرم‌افزار تقریباً یک نقطه را در جایی که آن آدرس در طول قطعه خط مرکزی قرار دارد، قرار می‌دهد. به عنوان مثال، یک نقطه آدرس ۵۰۰ در نقطه میانی یک قطعه خطی قرار می‌گیرد که با آدرس ۱ شروع شده و با آدرس ۱۰۰۰ به پایان می‌رسد. زمین‌کدیابی همچنین می‌تواند بر روی داده‌های واقعی قطعه زمین، که معمولاً از نقشه‌های مالیاتی شهرداری‌ها به دست می‌آید، اعمال شود. در این حالت، نتیجه زمین‌کدیابی یک فضای موقعیت‌یافته واقعی به جای یک نقطه درون‌یابی شده خواهد بود. این رویکرد به طور فزاینده‌ای برای ارائه اطلاعات مکانی دقیق‌تر استفاده می‌شود.

زمین‌کدیابی معکوس

زمین‌کدیابی معکوس فرآیند بازگرداندن یک شماره آدرس خیابان تخمینی مرتبط با یک مختصات معین است. به عنوان مثال، یک کاربر می‌تواند روی یک لایه خط مرکزی جاده کلیک کند (و در نتیجه یک مختصات را ارائه دهد) و اطلاعاتی را دریافت کند که شماره خانه تخمینی را منعکس می‌کند. این شماره خانه از محدوده‌ای که به آن قطعه جاده اختصاص داده شده، درون‌یابی می‌شود. اگر کاربر در نقطه میانی قطعه‌ای که با آدرس ۱ شروع شده و با ۱۰۰ به پایان می‌رسد کلیک کند، مقدار بازگشتی چیزی نزدیک به ۵۰ خواهد بود. توجه داشته باشید که زمین‌کدیابی معکوس آدرس‌های واقعی را برنمی‌گرداند، بلکه فقط تخمینی از آنچه باید بر اساس محدوده از پیش تعیین شده در آنجا باشد را برمی‌گرداند.

تحلیل تصمیم‌گیری چند معیاره

روش‌های تحلیل تصمیم‌گیری چند معیاره در کنار GIS، از تصمیم‌گیرندگان در تحلیل مجموعه‌ای از راه‌حل‌های فضایی جایگزین، مانند محتمل‌ترین زیستگاه بوم‌شناختی برای بازسازی، در برابر معیارهای متعدد، مانند پوشش گیاهی یا جاده‌ها، پشتیبانی می‌کنند. MCDA از قوانین تصمیم‌گیری برای تجمیع معیارها استفاده می‌کند که امکان رتبه‌بندی یا اولویت‌بندی راه‌حل‌های جایگزین را فراهم می‌آورد.[۴۶] GIS MCDA ممکن است هزینه‌ها و زمان صرف شده برای شناسایی سایت‌های بالقوه بازسازی را کاهش دهد.

داده‌کاوی GIS

GIS یا داده‌کاوی فضایی، کاربرد روش‌های داده‌کاوی بر روی داده‌های مکانی است. داده‌کاوی، که جستجوی نیمه‌خودکار برای الگوهای پنهان در پایگاه‌های داده بزرگ است، مزایای بالقوه بزرگی برای تصمیم‌گیری کاربردی مبتنی بر GIS ارائه می‌دهد. کاربردهای معمول شامل پایش زیست‌محیطی است. یکی از ویژگی‌های چنین کاربردهایی این است که همبستگی فضایی بین اندازه‌گیری‌های داده‌ها نیازمند استفاده از الگوریتم‌های تخصصی برای تحلیل کارآمدتر داده‌ها است.[۴۷]

خروجی داده‌ها و نقشه‌نگاری

نقشه‌نگاری طراحی و تولید نقشه‌ها یا نمایش‌های بصری از داده‌های مکانی است. اکثریت قریب به اتفاق نقشه‌نگاری مدرن با کمک رایانه‌ها انجام می‌شود، معمولاً با استفاده از GIS، اما تولید نقشه‌نگاری با کیفیت نیز با وارد کردن لایه‌ها به یک برنامه طراحی برای اصلاح آن حاصل می‌شود. بیشتر نرم‌افزارهای GIS به کاربر کنترل قابل توجهی بر ظاهر داده‌ها می‌دهند.

کار نقشه‌نگاری دو عملکرد اصلی دارد:

اول، گرافیک‌هایی را روی صفحه یا روی کاغذ تولید می‌کند که نتایج تحلیل را به افرادی که در مورد منابع تصمیم می‌گیرند، منتقل می‌کند. نقشه‌های دیواری و سایر گرافیک‌ها می‌توانند تولید شوند و به بیننده اجازه می‌دهند نتایج تحلیل‌ها یا شبیه‌سازی‌های رویدادهای بالقوه را تجسم کرده و درک کنند. وب مپ سرورها توزیع نقشه‌های تولید شده را از طریق مرورگرهای وب با استفاده از پیاده‌سازی‌های مختلف رابط‌های برنامه‌نویسی کاربردی مبتنی بر وب (آژاکس، جاوا، فلش، و غیره) تسهیل می‌کنند.

دوم، سایر اطلاعات پایگاه داده می‌تواند برای تحلیل یا استفاده بیشتر تولید شود. یک مثال می‌تواند لیستی از تمام آدرس‌های در فاصله یک مایل (۱٫۶ کیلومتر) از یک نشت سمی باشد.

آرکیوکروم (Archeochrome) یک روش جدید برای نمایش داده‌های مکانی است. این یک تماتیک بر روی یک نقشه سه‌بعدی است که به یک ساختمان خاص یا بخشی از یک ساختمان اعمال می‌شود. این روش برای نمایش بصری داده‌های اتلاف حرارت مناسب است.

تصویرسازی زمین

یک نقشه توپوگرافی سنتی که به صورت سه‌بعدی رندر شده است

نقشه‌های سنتی انتزاعی از دنیای واقعی هستند، نمونه‌ای از عناصر مهم که بر روی یک ورق کاغذ با نمادهایی برای نمایش اشیاء فیزیکی به تصویر کشیده شده‌اند. افرادی که از نقشه‌ها استفاده می‌کنند باید این نمادها را تفسیر کنند. نقشه‌های توپوگرافی شکل سطح زمین را با خطوط تراز یا با سایه‌روشن نشان می‌دهند.

امروزه، تکنیک‌های نمایش گرافیکی مانند سایه‌زنی بر اساس ارتفاع در یک GIS می‌توانند روابط بین عناصر نقشه را قابل مشاهده کنند و توانایی فرد را برای استخراج و تحلیل اطلاعات افزایش دهند. به عنوان مثال، دو نوع داده در یک GIS ترکیب شدند تا یک نمای پرسپکتیو از بخشی از شهرستان سن ماتئو، کالیفرنیا تولید کنند.

  • مدل رقومی ارتفاع، متشکل از ارتفاعات سطح ثبت شده بر روی یک شبکه افقی ۳۰ متری، ارتفاعات بالا را به صورت سفید و ارتفاعات پایین را به صورت سیاه نشان می‌دهد.
  • تصویر لندست Thematic Mapper همراه، یک تصویر فروسرخ رنگ کاذب را نشان می‌دهد که از بالا به همان منطقه در پیکسل‌های ۳۰ متری یا عناصر تصویر، برای همان نقاط مختصاتی، پیکسل به پیکسل، همانند اطلاعات ارتفاعی، نگاه می‌کند.

یک GIS برای ثبت و ترکیب دو تصویر برای رندر کردن نمای پرسپکتیو سه‌بعدی که به گسل سان آندریاس نگاه می‌کند، استفاده شد، با استفاده از پیکسل‌های تصویر Thematic Mapper، اما با سایه‌زنی با استفاده از ارتفاع عارضه‌های زمینی. نمایش GIS به نقطه دید مشاهده‌گر و زمان روز نمایش بستگی دارد تا سایه‌های ایجاد شده توسط پرتوهای خورشید در آن عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی و زمان روز را به درستی رندر کند.

نقشه‌نگاری وب

تکثیر نرم‌افزارهای نقشه‌برداری رایگان و به راحتی قابل دسترس مانند برنامه‌های وب مالکیتی گوگل مپس و بینگ مپس، و همچنین جایگزین آزاد و متن‌باز اوپن‌استریت‌مپ وجود داشته است. این خدمات به عموم مردم دسترسی به حجم عظیمی از داده‌های جغرافیایی را می‌دهند که توسط بسیاری از کاربران به اندازه اطلاعات حرفه‌ای قابل اعتماد و قابل استفاده تلقی می‌شود.[۴۸] به عنوان مثال، در طول همه‌گیری کووید-۱۹، نقشه‌های وب میزبانی شده بر روی داشبوردها برای انتشار سریع داده‌های موارد به عموم مردم استفاده شد.[۴۹]

برخی از آنها، مانند گوگل مپس و اوپن‌لیرز، یک واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) را در معرض دید قرار می‌دهند که به کاربران امکان ایجاد برنامه‌های سفارشی را می‌دهد. این جعبه‌ابزارها معمولاً نقشه‌های خیابان، تصاویر هوایی/ماهواره‌ای، زمین‌کدیابی، جستجوها و قابلیت مسیریابی را ارائه می‌دهند. نقشه‌نگاری وب همچنین پتانسیل جمع‌سپاری داده‌های جغرافیایی را در پروژه‌هایی مانند اوپن‌استریت‌مپ، که یک پروژه مشارکتی برای ایجاد یک نقشه قابل ویرایش رایگان از جهان است، آشکار کرده است. این پروژه‌های مش‌آپ ثابت کرده‌اند که سطح بالایی از ارزش و سود را برای کاربران نهایی فراتر از آنچه از طریق اطلاعات جغرافیایی سنتی ممکن است، فراهم می‌کنند.[۵۰][۵۱]

نقشه‌نگاری وب معایبی نیز دارد. نقشه‌نگاری وب امکان ایجاد و توزیع نقشه‌ها توسط افرادی بدون آموزش مناسب نقشه‌نگاری را فراهم می‌کند.[۵۲] این امر منجر به نقشه‌هایی شده است که قراردادهای نقشه‌نگاری را نادیده گرفته و به طور بالقوه گمراه‌کننده هستند، به طوری که یک مطالعه نشان داد که بیش از نیمی از داشبوردهای کووید-۱۹ دولت‌های ایالتی ایالات متحده از این قراردادها پیروی نکرده‌اند.[۵۳][۵۴]

کاربردها

از زمان پیدایش خود در دهه ۱۹۶۰، GIS در طیف رو به افزایشی از کاربردها استفاده شده است که اهمیت گسترده مکان را تأیید می‌کند و با کاهش مداوم موانع پذیرش فناوری مکانی-جغرافیایی یاری می‌شود. انبوه کاربردهای مختلف GIS را می‌توان به چند روش طبقه‌بندی کرد:

  • هدف: هدف یک برنامه را می‌توان به طور کلی به دو دسته تحقیقات علمی یا مدیریت منابع طبقه‌بندی کرد. هدف تحقیق، که تا حد امکان گسترده تعریف شده، کشف دانش جدید است؛ این ممکن است توسط کسی که خود را دانشمند می‌داند انجام شود، اما همچنین می‌تواند توسط هر کسی که در تلاش است تا بفهمد چرا جهان به شکلی که به نظر می‌رسد کار می‌کند، انجام شود. یک مطالعه به همان اندازه عملی مانند کشف دلیل شکست یک مکان تجاری، در این معنا تحقیق خواهد بود. مدیریت (گاهی اوقات کاربردهای عملیاتی نامیده می‌شود)، که آن هم تا حد امکان گسترده تعریف شده، کاربرد دانش برای تصمیم‌گیری‌های عملی در مورد چگونگی به کارگیری منابعی است که فرد بر آنها کنترل دارد تا به اهداف خود برسد. این منابع می‌توانند زمان، سرمایه، نیروی کار، تجهیزات، زمین، ذخایر معدنی، حیات وحش و غیره باشند.[۵۵][۵۶]: 791 
  • سطح تصمیم‌گیری: کاربردهای مدیریتی بیشتر به سه دسته استراتژیک، تاکتیکی، عملیاتی طبقه‌بندی شده‌اند که یک طبقه‌بندی رایج در مدیریت کسب‌وکار است.[۵۷] وظایف استراتژیک، تصمیمات بلندمدت و آینده‌نگرانه در مورد اهدافی است که باید داشت، مانند اینکه آیا یک کسب‌وکار باید گسترش یابد یا نه. وظایf تاکتیکی، تصمیمات میان‌مدت در مورد چگونگی دستیابی به اهداف استراتژیک است، مانند ایجاد یک طرح مدیریت چراگاه توسط یک جنگل ملی. تصمیمات عملیاتی مربوط به وظایف روزمره است، مانند پیدا کردن کوتاه‌ترین مسیر توسط یک فرد به یک رستوران پیتزا.
  • موضوع: حوزه‌هایی که GIS در آنها به کار می‌رود عمدتاً به دو دسته تقسیم می‌شوند: آنهایی که به دنیای انسانی مربوط می‌شوند (مانند اقتصاد، سیاست، حمل و نقل، آموزش، معماری منظر، باستان‌شناسی، برنامه‌ریزی شهری، املاک و مستغلات، بهداشت عمومی، نقشه‌برداری جرم و جنایت، دفاع ملی) و آنهایی که به دنیای طبیعی مربوط می‌شوند (مانند زمین‌شناسی، زیست‌شناسی، اقیانوس‌نگاری، اقلیم‌شناسی). با این حال، یکی از قابلیت‌های قدرتمند GIS و دیدگاه فضایی جغرافیا، توانایی یکپارچه‌سازی آنها برای مقایسه موضوعات متفاوت است و بسیاری از کاربردها به چندین حوزه مربوط می‌شوند. نمونه‌هایی از حوزه‌های کاربردی یکپارچه انسانی-طبیعی شامل نقشه‌برداری عمیق،[۵۸] کاهش خطر طبیعی، مدیریت حیات وحش، توسعه پایدار،[۵۹][۶۰] منابع طبیعی و پاسخ به تغییر اقلیم است.[۶۱]
  • نهاد: GIS در نهادهای مختلفی پیاده‌سازی شده است: دولت (در تمام سطوح از شهرداری تا بین‌المللی)، کسب‌وکار (از همه انواع و اندازه‌ها)، سازمان‌های غیرانتفاعی (حتی کلیساها)، و همچنین استفاده‌های شخصی. مورد اخیر با ظهور گوشی‌های هوشمند مجهز به مکان، به طور فزاینده‌ای برجسته شده است.
  • طول عمر: پیاده‌سازی‌های GIS ممکن است بر روی یک پروژه یا یک سازمان متمرکز باشند.[۶۲] یک GIS پروژه‌ای بر انجام یک کار واحد متمرکز است: داده‌ها جمع‌آوری می‌شوند، تحلیل انجام می‌شود و نتایج به طور جداگانه از هر پروژه دیگری که شخص ممکن است انجام دهد، تولید می‌شوند و پیاده‌سازی اساساً گذرا است. یک GIS سازمانی به عنوان یک نهاد دائمی در نظر گرفته شده است، شامل یک پایگاه داده که با دقت طراحی شده تا برای پروژه‌های مختلف در طول سال‌های متمادی مفید باشد و احتمالاً توسط افراد زیادی در سراسر یک سازمان استفاده می‌شود و برخی به صورت تمام وقت فقط برای نگهداری آن استخدام می‌شوند.[۶۳]
  • یکپارچه‌سازی: به طور سنتی، بیشتر برنامه‌های GIS مستقل بودند و از نرم‌افزار GIS تخصصی، سخت‌افزار تخصصی، داده‌های تخصصی و متخصصان تخصصی استفاده می‌کردند. اگرچه اینها تا به امروز رایج باقی مانده‌اند، برنامه‌های یکپارچه به شدت افزایش یافته‌اند، زیرا فناوری مکانی-جغرافیایی با برنامه‌های سازمانی گسترده‌تر ادغام شده و زیرساخت فناوری اطلاعات، پایگاه‌های داده و نرم‌افزار را به اشتراک می‌گذارند، که اغلب از پلتفرم‌های یکپارچه‌سازی سازمانی مانند اس‌آپ استفاده می‌کنند.[۶۴]

کاربردها

پیاده‌سازی یک GIS اغلب بر اساس الزامات حوزه‌ای (مانند یک شهر)، هدف یا کاربرد صورت می‌گیرد. به طور کلی، یک پیاده‌سازی GIS ممکن است به صورت سفارشی برای یک سازمان طراحی شود. از این رو، یک استقرار GIS که برای یک کاربرد، حوزه، شرکت یا هدف خاص توسعه یافته است، لزوماً با یک GIS که برای کاربرد، حوزه، شرکت یا هدف دیگری توسعه یافته، قابلیت همکاری یا سازگاری ندارد.[۶۵]

GIS همچنین در حال واگرایی به سمت خدمات مبتنی بر مکان است که به دستگاه‌های تلفن همراه مجهز به GPS اجازه می‌دهد مکان خود را در رابطه با اشیاء ثابت (نزدیک‌ترین رستوران، پمپ بنزین، شیر آتش‌نشانی) یا اشیاء متحرک (دوستان، فرزندان، ماشین پلیس) نمایش دهند، یا موقعیت خود را برای نمایش یا پردازش‌های دیگر به یک سرور مرکزی ارسال کنند.

GIS همچنین در بازاریابی دیجیتال و بهینه‌سازی موتور جستجو (SEO) برای بخش‌بندی مخاطبان بر اساس مکان استفاده می‌شود.[۶۶][۶۷]

از زمان پیدایش خود در دهه ۱۹۶۰، GIS در طیف رو به افزایشی از کاربردها استفاده شده است که اهمیت گسترده مکان را تأیید می‌کند و با کاهش مداوم موانع پذیرش فناوری مکانی-جغرافیایی یاری می‌شود. انبوه کاربردهای مختلف GIS را می‌توان به چند روش طبقه‌بندی کرد:

  • هدف: هدف یک برنامه را می‌توان به طور کلی به دو دسته تحقیقات علمی یا مدیریت منابع طبقه‌بندی کرد. هدف تحقیق، که تا حد امکان گسترده تعریف شده، کشف دانش جدید است؛ این ممکن است توسط کسی که خود را دانشمند می‌داند انجام شود، اما همچنین می‌تواند توسط هر کسی که در تلاش است تا بفهمد چرا جهان به شکلی که به نظر می‌رسد کار می‌کند، انجام شود. یک مطالعه به همان اندازه عملی مانند کشف دلیل شکست یک مکان تجاری، در این معنا تحقیق خواهد بود. مدیریت (گاهی اوقات کاربردهای عملیاتی نامیده می‌شود)، که آن هم تا حد امکان گسترده تعریف شده، کاربرد دانش برای تصمیم‌گیری‌های عملی در مورد چگونگی به کارگیری منابعی است که فرد بر آنها کنترل دارد تا به اهداف خود برسد. این منابع می‌توانند زمان، سرمایه، نیروی کار، تجهیزات، زمین، ذخایر معدنی، حیات وحش و غیره باشند.[۶۸][۵۶]: 791 
  • سطح تصمیم‌گیری: کاربردهای مدیریتی بیشتر به سه دسته استراتژیک، تاکتیکی، عملیاتی طبقه‌بندی شده‌اند که یک طبقه‌بندی رایج در مدیریت کسب‌وکار است.[۵۷] وظایف استراتژیک، تصمیمات بلندمدت و آینده‌نگرانه در مورد اهدافی است که باید داشت، مانند اینکه آیا یک کسب‌وکار باید گسترش یابد یا نه. وظایف تاکتیکی، تصمیمات میان‌مدت در مورد چگونگی دستیابی به اهداف استراتژیک است، مانند ایجاد یک طرح مدیریت چراگاه توسط یک جنگل ملی. تصمیمات عملیاتی مربوط به وظایف روزمره است، مانند پیدا کردن کوتاه‌ترین مسیر توسط یک فرد به یک رستوران پیتزا.
  • موضوع: حوزه‌هایی که GIS در آنها به کار می‌رود عمدتاً به دو دسته تقسیم می‌شوند: آنهایی که به دنیای انسانی مربوط می‌شوند (مانند اقتصاد، سیاست، حمل و نقل، آموزش، معماری منظر، باستان‌شناسی، برنامه‌ریزی شهری، املاک و مستغلات، بهداشت عمومی، نقشه‌برداری جرم و جنایت، دفاع ملی) و آنهایی که به دنیای طبیعی مربوط می‌شوند (مانند زمین‌شناسی، زیست‌شناسی، اقیانوس‌نگاری، اقلیم‌شناسی). با این حال، یکی از قابلیت‌های قدرتمند GIS و دیدگاه فضایی جغرافیا، توانایی یکپارچه‌سازی آنها برای مقایسه موضوعات متفاوت است و بسیاری از کاربردها به چندین حوزه مربوط می‌شوند. نمونه‌هایی از حوزه‌های کاربردی یکپارچه انسانی-طبیعی شامل نقشه‌برداری عمیق،[۶۹] کاهش خطر طبیعی، مدیریت حیات وحش، توسعه پایدار،[۷۰][۷۱] منابع طبیعی و پاسخ به تغییر اقلیم است.[۷۲]
  • نهاد: GIS در نهادهای مختلفی پیاده‌سازی شده است: دولت (در تمام سطوح از شهرداری تا بین‌المللی)، کسب‌وکار (از همه انواع و اندازه‌ها)، سازمان‌های غیرانتفاعی (حتی کلیساها)، و همچنین استفاده‌های شخصی. مورد اخیر با ظهور گوشی‌های هوشمند مجهز به مکان، به طور فزاینده‌ای برجسته شده است.
  • طول عمر: پیاده‌سازی‌های GIS ممکن است بر روی یک پروژه یا یک سازمان متمرکز باشند.[۶۲] یک GIS پروژه‌ای بر انجام یک کار واحد متمرکز است: داده‌ها جمع‌آوری می‌شوند، تحلیل انجام می‌شود و نتایج به طور جداگانه از هر پروژه دیگری که شخص ممکن است انجام دهد، تولید می‌شوند و پیاده‌سازی اساساً گذرا است. یک GIS سازمانی به عنوان یک نهاد دائمی در نظر گرفته شده است، شامل یک پایگاه داده که با دقت طراحی شده تا برای پروژه‌های مختلف در طول سال‌های متمادی مفید باشد و احتمالاً توسط افراد زیادی در سراسر یک سازمان استفاده می‌شود و برخی به صورت تمام وقت فقط برای نگهداری آن استخدام می‌شوند.[۶۳]
  • یکپارچه‌سازی: به طور سنتی، بیشتر برنامه‌های GIS مستقل بودند و از نرم‌افزار GIS تخصصی، سخت‌افزار تخصصی، داده‌های تخصصی و متخصصان تخصصی استفاده می‌کردند. اگرچه اینها تا به امروز رایج باقی مانده‌اند، برنامه‌های یکپارچه به شدت افزایش یافته‌اند، زیرا فناوری مکانی-جغرافیایی با برنامه‌های سازمانی گسترده‌تر ادغام شده و زیرساخت فناوری اطلاعات، پایگاه‌های داده و نرم‌افزار را به اشتراک می‌گذارند، که اغلب از پلتفرم‌های یکپارچه‌سازی سازمانی مانند اس‌آپ استفاده می‌کنند.[۷۳]

علوم آبزیان

واکنش به بلایا

رئیس‌جمهور بایدن در مسیر به منطقه فاجعه در ایر فورس وان، در حال بررسی نقشه‌های ارزیابی خسارت است که توسط FEMA و تیم مکانی-جغرافیایی گشت هوایی غیرنظامی در واکنش به آتش‌سوزی‌های ۲۰۲۳ هاوایی تهیه شده است[۷۴]

واکنش مکانی-جغرافیایی به بلایا از داده‌ها و ابزارهای مکانی-جغرافیایی برای کمک به امدادگران اضطراری، مدیران اراضی و دانشمندان در پاسخ به بلایا استفاده می‌کند. داده‌های مکانی-جغرافیایی می‌توانند به نجات جان انسان‌ها، کاهش خسارات و بهبود ارتباطات کمک کنند. داده‌های مکانی-جغرافیایی می‌توانند توسط مقامات فدرال مانند FEMA برای ایجاد نقشه‌هایی که وسعت یک فاجعه، مکان افراد نیازمند و مکان آوار را نشان می‌دهند، ایجاد مدل‌هایی که تعداد افراد در معرض خطر و میزان خسارت را تخمین می‌زنند، بهبود ارتباطات بین امدادگران اضطراری، مدیران اراضی و دانشمندان، و همچنین کمک به تعیین محل تخصیص منابع، مانند منابع پزشکی اضطراری یا تیم‌های جستجو و نجات و برنامه‌ریزی مسیرهای تخلیه و شناسایی مناطق پرخطرتر استفاده شوند.

در ایالات متحده، دفتر مکانی-جغرافیایی واکنش FEMA مسئول ثبت، تحلیل و توسعه محصولات GIS آژانس برای افزایش آگاهی موقعیتی و امکان‌پذیر ساختن اعزام‌ها و تصمیم‌گیری مؤثر است. مأموریت RGO حمایت از تصمیم‌گیرندگان در درک اندازه، دامنه و وسعت تأثیرات فاجعه است تا آنها بتوانند منابع را به جوامعی که بیشترین نیاز را دارند، برسانند.[۷۵]


تاریخ

استفاده از نقشه‌های دیجیتال تولید شده توسط GIS همچنین بر توسعه یک رشته دانشگاهی به نام علوم انسانی فضایی تأثیر گذاشته است.[۷۶]

جنبه‌های دیگر

استانداردهای کنسرسیوم مکانی باز

استانداردهای OGC به ابزارهای GIS در برقراری ارتباط کمک می‌کنند.

کنسرسیوم مکانی باز (OGC) یک کنسرسیوم صنعتی بین‌المللی متشکل از ۳۸۴ شرکت، سازمان دولتی، دانشگاه و فرد است که در یک فرآیند اجماعی برای توسعه مشخصات پردازش جغرافیایی در دسترس عموم شرکت می‌کنند. رابط‌ها و پروتکل‌های باز تعریف شده توسط مشخصات OpenGIS از راه‌حل‌های قابل همکاری پشتیبانی می‌کنند که وب، خدمات بی‌سیم و مبتنی بر مکان و فناوری اطلاعات اصلی را "فعال جغرافیایی" می‌کنند و به توسعه‌دهندگان فناوری قدرت می‌دهند تا اطلاعات و خدمات مکانی پیچیده را با انواع برنامه‌ها قابل دسترس و مفید سازند. پروتکل‌های کنسرسیوم مکانی باز شامل سرویس نقشه وب و سرویس عارضه وب است.[۷۷]

محصولات GIS توسط OGC به دو دسته تقسیم می‌شوند، بر اساس اینکه نرم‌افزار چقدر کامل و دقیق مشخصات OGC را دنبال می‌کند.

محصولات سازگار محصولاتی نرم‌افزاری هستند که با مشخصات OpenGIS OGC مطابقت دارند. هنگامی که یک محصول از طریق برنامه آزمون OGC آزمایش و گواهی سازگاری دریافت می‌کند، محصول به طور خودکار به عنوان "سازگار" در این سایت ثبت می‌شود.

محصولات پیاده‌سازی‌کننده محصولاتی نرم‌افزاری هستند که مشخصات OpenGIS را پیاده‌سازی می‌کنند اما هنوز آزمون انطباق را پشت سر نگذاشته‌اند. آزمون‌های انطباق برای همه مشخصات در دسترس نیستند. توسعه‌دهندگان می‌توانند محصولات خود را به عنوان پیاده‌سازی مشخصات پیش‌نویس یا تأیید شده ثبت کنند، اگرچه OGC حق بررسی و تأیید هر ورودی را برای خود محفوظ می‌دارد.

افزودن بعد زمان

وضعیت سطح، جو و زیرسطح زمین را می‌توان با وارد کردن داده‌های ماهواره‌ای به GIS بررسی کرد. فناوری GIS به محققان این امکان را می‌دهد که تغییرات در فرآیندهای زمین را طی روزها، ماه‌ها و سال‌ها از طریق استفاده از نمایش‌های نقشه‌نگاری بررسی کنند.[۷۸] به عنوان مثال، تغییرات در قدرت پوشش گیاهی در طول یک فصل رشد را می‌توان به صورت انیمیشن درآورد تا مشخص شود که خشکسالی در یک منطقه خاص چه زمانی گسترده‌تر بوده است. گرافیک حاصل یک معیار تقریبی از سلامت گیاه را نشان می‌دهد. کار با دو متغیر در طول زمان به محققان این امکان را می‌دهد که تفاوت‌های منطقه‌ای در تأخیر بین کاهش بارندگی و تأثیر آن بر پوشش گیاهی را تشخیص دهند.

فناوری GIS و در دسترس بودن داده‌های دیجیتال در مقیاس‌های منطقه‌ای و جهانی چنین تحلیل‌هایی را امکان‌پذیر می‌سازد. خروجی حسگر ماهواره‌ای که برای تولید گرافیک پوشش گیاهی استفاده می‌شود، به عنوان مثال توسط رادیومتر پیشرفته با وضوح بسیار بالا (AVHRR) تولید می‌شود. این سیستم حسگر مقادیر انرژی منعکس شده از سطح زمین را در باندهای مختلف طیف برای مناطق سطحی حدود ۱ کیلومتر مربع (۰٫۳۹ مایل مربع) تشخیص می‌دهد. حسگر ماهواره‌ای دو بار در روز تصاویری از یک مکان خاص روی زمین تولید می‌کند. AVHRR و اخیراً طیف‌سنج تصویربرداری با وضوح متوسط (MODIS) تنها دو مورد از سیستم‌های حسگر متعدد مورد استفاده برای تحلیل سطح زمین هستند.

علاوه بر ادغام زمان در مطالعات زیست‌محیطی، GIS همچنین برای توانایی آن در ردیابی و مدل‌سازی پیشرفت انسان‌ها در طول کارهای روزمره آنها در حال بررسی است. یک مثال عینی از پیشرفت در این زمینه، انتشار اخیر داده‌های جمعیت زمانی خاص توسط اداره سرشماری ایالات متحده است. در این مجموعه داده، جمعیت شهرها برای ساعات روز و شب نشان داده شده و الگوی تمرکز و پراکندگی ناشی از الگوهای رفت‌وآمد آمریکای شمالی را برجسته می‌کند. دستکاری و تولید داده‌های مورد نیاز برای تولید این داده‌ها بدون GIS امکان‌پذیر نبود.

استفاده از مدل‌ها برای پیش‌بینی داده‌های نگهداری شده توسط GIS در آینده به برنامه‌ریزان این امکان را داده است که تصمیمات سیاستی را با استفاده از سامانه پشتیبانی از تصمیم‌گیری فضایی آزمایش کنند.

معناشناسی

ابزارها و فناوری‌هایی که از وب معنایی کنسرسیوم وب جهان‌گستر پدید آمده‌اند، برای مشکلات یکپارچه‌سازی داده‌ها در سیستم‌های اطلاعاتی مفید بوده‌اند. به همین ترتیب، چنین فناوری‌هایی به عنوان وسیله‌ای برای تسهیل قابلیت همکاری و استفاده مجدد از داده‌ها در میان برنامه‌های GIS و همچنین برای فعال کردن مکانیسم‌های تحلیل جدید پیشنهاد شده‌اند.[۷۹][۸۰][۸۱][۸۲]

هستی‌شناسی‌ها یک جزء کلیدی از این رویکرد معنایی هستند زیرا آنها یک مشخصات رسمی و قابل خواندن توسط ماشین از مفاهیم و روابط در یک حوزه معین را امکان‌پذیر می‌سازند. این به نوبه خود به GIS اجازه می‌دهد تا به جای نحو یا ساختار داده، بر معنای مورد نظر داده تمرکز کند. به عنوان مثال، استنتاج اینکه یک نوع پوشش زمین که در یک مجموعه داده به عنوان درختان برگ‌سوزنی برگ‌ریز طبقه‌بندی شده است، تخصیص یا زیرمجموعه‌ای از نوع پوشش زمین جنگل در مجموعه داده دیگری با طبقه‌بندی تقریبی‌تر است، می‌تواند به GIS کمک کند تا به طور خودکار این دو مجموعه داده را تحت طبقه‌بندی کلی‌تر پوشش زمین ادغام کند. هستی‌شناسی‌های آزمایشی در زمینه‌های مرتبط با برنامه‌های GIS توسعه یافته‌اند، به عنوان مثال هستی‌شناسی هیدرولوژی[۸۳] که توسط سازمان نقشه‌برداری بریتانیا در بریتانیا توسعه یافته و هستی‌شناسی‌های SWEET[۸۴] که توسط آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا توسعه یافته‌اند. همچنین، هستی‌شناسی‌های ساده‌تر و استانداردهای فراداده معنایی توسط گروه انکوباتور W3C Geo[۸۵] برای نمایش داده‌های مکانی-جغرافیایی در وب پیشنهاد شده‌اند. GeoSPARQL استانداردی است که توسط سازمان نقشه‌برداری بریتانیا، سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده آمریکا، منابع طبیعی کانادا، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی همسود استرالیا و دیگران برای پشتیبانی از ایجاد هستی‌شناسی و استدلال با استفاده از لیترال‌های OGC کاملاً درک شده (GML, WKT)، روابط توپولوژیکی (Simple Features, RCC8, DE-9IM)، RDF و پروتکل‌های پرس‌وجوی پایگاه داده اسپارکل توسعه یافته است.

نتایج تحقیقات اخیر در این زمینه را می‌توان در کنفرانس بین‌المللی معناشناسی مکانی-جغرافیایی[۸۶] و کارگاه Terra Cognita – Directions to the Geospatial Semantic Web[۸۷] در کنفرانس بین‌المللی وب معنایی مشاهده کرد.

پیامدهای اجتماعی

با رواج GIS در تصمیم‌گیری، محققان شروع به بررسی دقیق پیامدهای اجتماعی و سیاسی GIS کرده‌اند.[۸۸][۸۹][۴۸] GIS همچنین می‌تواند برای تحریف واقعیت به منظور منافع فردی و سیاسی مورد سوء استفاده قرار گیرد.[۹۰][۹۱] فناوری‌های GIS در طول همه‌گیری کووید-۱۹ نقش محوری ایفا کردند و به سازمان‌های بهداشت عمومی و محققان امکان دادند تا شیوع بیماری را در زمان واقعی تجسم و نظارت کنند. داشبورد کووید-۱۹ دانشگاه جانز هاپکینز به یکی از پر استنادترین برنامه‌های GIS تبدیل شد و نشان داد که چگونه داده‌های مکانی مبتنی بر وب می‌توانند سیاست‌گذاری و آگاهی عمومی را آگاه سازند.[۹۲] استدلال شده است که تولید، توزیع، استفاده و نمایش اطلاعات جغرافیایی تا حد زیادی با زمینه اجتماعی مرتبط است و پتانسیل افزایش اعتماد شهروندان به دولت را دارد.[۹۳] موضوعات مرتبط دیگر شامل بحث در مورد حق تکثیر، حریم خصوصی و سانسور است. یک رویکرد اجتماعی خوش‌بینانه‌تر به پذیرش GIS، استفاده از آن به عنوان ابزاری برای مشارکت عمومی است.

در آموزش

در پایان قرن بیستم، GIS به عنوان ابزاری که می‌تواند در کلاس درس استفاده شود، شناخته شد.[۹۴][۹۵][۹۶] به نظر می‌رسد مزایای GIS در آموزش بر توسعه شناخت فضایی متمرکز است، اما کتاب‌شناسی یا داده‌های آماری کافی برای نشان دادن دامنه مشخص استفاده از GIS در آموزش در سراسر جهان وجود ندارد، اگرچه این گسترش در کشورهایی که برنامه درسی به آنها اشاره می‌کند، سریع‌تر بوده است.[۹۷]: 36 

به نظر می‌رسد GIS مزایای زیادی در آموزش جغرافیا فراهم می‌کند زیرا امکان تحلیل بر اساس داده‌های جغرافیایی واقعی را فراهم کرده و همچنین به طرح سؤالات تحقیقاتی از سوی معلمان و دانش‌آموزان در کلاس کمک می‌کند. همچنین با توسعه تفکر فضایی و جغرافیایی و در بسیاری از موارد، انگیزه دانش‌آموزان، به بهبود یادگیری کمک می‌کند.[۹۷]: 38 

دوره‌های آموزشی GIS توسط مؤسسات آموزشی نیز ارائه می‌شود.[۹۸][۹۹]

در دولت محلی

GIS به عنوان یک فناوری سازمانی، سراسری و پایدار ثابت شده است که همچنان نحوه عملکرد دولت محلی را تغییر می‌دهد.[۱۰۰] سازمان‌های دولتی فناوری GIS را به عنوان روشی برای مدیریت بهتر حوزه‌های زیر در سازمان دولتی پذیرفته‌اند:

  • بخش‌های توسعه اقتصادی از ابزارهای نقشه‌برداری تعاملی GIS، همراه با داده‌های دیگر (جمعیت‌شناسی، نیروی کار، کسب‌وکار، صنعت، استعداد) به همراه پایگاه داده‌ای از سایت‌ها و ساختمان‌های تجاری موجود برای جذب سرمایه‌گذاری و حمایت از کسب‌وکارهای موجود استفاده می‌کنند. کسب‌وکارهایی که تصمیم به مکان‌یابی می‌گیرند می‌توانند از این ابزارها برای انتخاب جوامع و سایت‌هایی که به بهترین وجه با معیارهای موفقیت آنها مطابقت دارند، استفاده کنند.
  • عملیات ایمنی عمومی[۱۰۱] مانند مراکز عملیات اضطراری، پیشگیری از آتش‌سوزی، فناوری سیار پلیس و کلانتری و اعزام، و نقشه‌برداری از خطرات آب و هوایی.
  • بخش‌های پارک‌ها و تفریحات و وظایف آنها در موجودی دارایی، حفاظت از زمین، مدیریت زمین و مدیریت گورستان.
  • کارهای عمومی و تأسیسات، ردیابی زهکشی آب و فاضلاب سطحی، دارایی‌های الکتریکی، پروژه‌های مهندسی، و دارایی‌ها و روندهای حمل و نقل عمومی.
  • مدیریت شبکه فیبر برای دارایی‌های شبکه بین بخشی.
  • داده‌های تحلیلی و جمعیت‌شناختی مدارس، مدیریت دارایی و برنامه‌ریزی بهبود/توسعه.
  • مدیریت عمومی برای داده‌های انتخاباتی، سوابق املاک و منطقه‌بندی/مدیریت. طرح داده باز دولت‌های محلی را به بهره‌گیری از فناوری‌هایی مانند فناوری GIS سوق می‌دهد، زیرا الزامات لازم برای تطابق با مدل دولت باز شفافیت را در بر می‌گیرد.[۱۰۰] با داده‌های باز، سازمان‌های دولتی محلی می‌توانند برنامه‌های تعامل شهروندی و پورتال‌های آنلاین را پیاده‌سازی کنند که به شهروندان امکان مشاهده اطلاعات زمین، گزارش چاله‌ها و مشکلات تابلوها، مشاهده و مرتب‌سازی پارک‌ها بر اساس دارایی‌ها، مشاهده نرخ جرم و جنایت و تعمیرات تأسیسات در زمان واقعی و موارد دیگر را می‌دهد.[۱۰۲][۱۰۳] فشار برای داده‌های باز در سازمان‌های دولتی، رشد هزینه‌های فناوری GIS دولت محلی و مدیریت پایگاه داده را به دنبال دارد.

منابع

  1. 1 2 مبانی سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی (ویراست چهارم). John Wiley & Sons, inc. ۲۰۰۹. شابک ۹۷۸-۰-۴۷۰-۱۲۹۰۶-۷.
  2. ↑ مقدمه‌ای بر سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی (ویراست نهم). McGraw-Hill. ۲۰۱۶. ص. ۱. شابک ۹۷۸-۱-۲۵۹-۹۲۹۶۴-۹.
  3. ↑ «بیست سال پیشرفت: علم اطلاعات جغرافیایی در سال ۲۰۱۰». Journal of Spatial Information Science (۱). ۲۰۱۰. doi:10.5311/JOSIS.2010.1.2.
  4. ↑ «سامانه اطلاعات جغرافیایی: اصول قدیمی با قابلیت‌های جدید». Urban Design International. ۱۶ (۱): ۱–۶. ۲۰۱۱. doi:10.1057/udi.2010.25.
  5. ↑ «پنجاهمین سالگرد GIS». ESRI. دریافت‌شده در ۱۸ آوریل ۲۰۱۳.
  6. ↑ «Rapport sur la marche et les effets du choléra dans Paris et le département de la Seine. Année 1832». Gallica. دریافت‌شده در ۱۰ مه ۲۰۱۲.
  7. ↑ طراحی با طبیعت. Natural History Press. ۱۹۷۱. OCLC 902596436.
  8. ↑ «ساختار پایگاه داده TIGER». Cartography and Geographic Information Systems. ۱۷ (۱): ۳۹–۴۷. ژانویه ۱۹۹۰. doi:10.1559/152304090784005859. بیبکد:1990CGISy..17...39B. شاپا 1050-9844.
  9. ↑ «Automation and Cartography». Geographical Review. ۴۹ (۴): ۵۲۶–۵۳۴. ۱۹۵۹. doi:10.2307/212211. بیبکد:1959GeoRv..49..526T. جی‌استور ۲۱۲۲۱۱. دریافت‌شده در ۱۰ مارس ۲۰۲۲.
  10. ↑ «Map Printing Methods». بایگانی‌شده از اصلی در ۴ ژوئن ۲۰۰۷. دریافت‌شده در ۹ ژوئن ۲۰۰۷.
  11. ↑ «تاریخچه GIS | تاریخ اولیه و آینده GIS – Esri». esri.com (به انگلیسی). دریافت‌شده در ۲ مه ۲۰۲۰.
  12. ↑ «Roger Tomlinson». UCGIS. ۲۱ فوریه ۲۰۱۴. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۷ دسامبر ۲۰۱۵. دریافت‌شده در ۱۶ دسامبر ۲۰۱۵.
  13. ↑ «GIS Hall of Fame – Roger Tomlinson». URISA. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۴ ژوئیه ۲۰۰۷. دریافت‌شده در ۹ ژوئن ۲۰۰۷.
  14. ↑ «Howard T. Fisher». دانشگاه هاروارد. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۳ دسامبر ۲۰۰۷. دریافت‌شده در ۹ ژوئن ۲۰۰۷.
  15. ↑ «تأملاتی بر چهل سال اطلاعات جغرافیایی در اسکاتلند: استانداردسازی، یکپارچه‌سازی و نمایش». Scottish Geographical Journal. ۱۲۵ (۱۲۵): ۷۸–۹۴. ۲۰۰۹. doi:10.1080/14702540902873881.
  16. ↑ Geographic Information Systems & Science (ویراست سوم). Wiley. ۲۰۱۱.
  17. ↑ «تحولات اخیر در سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی در بریتانیا». International Journal of Geographical Information Systems. ۱ (۳): ۲۲۹–۲۴۱. ۱۹۸۷. doi:10.1080/02693798708927810.
  18. ↑ «تاریخچه GIS منبع باز – ویراستاران ویکی OSGeo». دریافت‌شده در ۲۱ مارس ۲۰۰۹.
  19. ↑ GIS برای کاربردهای محیطی یک رویکرد عملی. Routledge. ۲۰۱۶. OCLC 1020670155. شابک ۹۷۸۰۴۱۵۸۲۹۰۶۹.
  20. ↑ Fu, P., and J. Sun. 2010. Web GIS: Principles and Applications. ESRI Press. Redlands, CA. شابک ‎۱−۵۸۹۴۸−۲۴۵-X.
  21. 1 2 3 4 خطای یادکرد: خطای یادکرد:برچسب <ref>‎ غیرمجاز؛ متنی برای یادکردهای با نام bolstad وارد نشده است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.).
  22. ↑ Ablimit Aji; Hoang Vo; Qiaoling Liu; Fusheng Wang; Joel Saltz; Rubao Lee; Xiaodong Zhang (2013). "Hadoop GIS: a high performance spatial data warehousing system over mapreduce". The 39th International Conference on Very Large Data Bases. Proceedings of the VLDB Endowment International Conference on Very Large Data Bases. Vol. 6, no. 11. pp. 1009–1020. PMC 3814183. PMID 24187650.
  23. 1 2 3 4 5 6 7 Geographic Information Systems & Science (ویراست چهارم). Wiley. ۲۰۱۵.
  24. 1 2 Internet GIS: Distributed Information Services for the Internet and Wireless Networks. Hoboken, NJ: John Wiley and Sons. ۲۰۰۳. OCLC 50447645. شابک ۰-۴۷۱-۳۵۹۲۳-۸.
  25. 1 2 Shekhar، Shashi؛ Xiong، Hui, ویراستاران (۲۰۰۸). «Internet GIS». Encyclopedia of GIS. New York: Springer. صص. ۵۹۱–۵۹۶. doi:10.1007/978-0-387-35973-1_648. OCLC 233971247. شابک ۹۷۸-۰-۳۸۷-۳۵۹۷۳-۱.
  26. ↑ «GIS versus CAD versus DBMS: What Are the Differences?» (PDF). Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. ۵۴ (۱۱): ۱۵۵۱–۱۵۵۵. ۱۹۸۸. بایگانی‌شده از اصلی (PDF) در ۲۴ آوریل ۲۰۱۱. دریافت‌شده در ۱۷ سپتامبر ۲۰۱۰.
  27. ↑ «Landform boundary effects on Holocene forager landscape use in arid South Australia». Journal of Archaeological Science: Reports. ۱۹: ۸۶۴–۸۷۴. ژوئیه ۲۰۱۷. doi:10.1016/j.jasrep.2017.07.004.
  28. ↑ «Mobile GIS in Archaeology – Current Possibilities, Future Needs٫ Position Paper»، CAA: Digital Archaeologies, Material Worlds (Past and Present)، توبینگن: Tübingen University Press، ۲۰۲۰، شابک ۹۷۸-۳-۹۴۷-۲۵۱۱۵-۵
  29. ↑ «Aeryon Announces Version 5 of the Aeryon Scout System | Aeryon Labs Inc». Aeryon.com. ۶ ژوئیه ۲۰۱۱. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۰ ژوئن ۲۰۲۰. دریافت‌شده در ۱۳ مه ۲۰۱۲.
  30. ↑ «A Primer of GIS: Fundamental Geographic and Cartographic Concepts – By Francis Harvey». Geographical Research. ۴۷ (۲): ۲۱۹–۲۲۱. ژوئن ۲۰۰۹. doi:10.1111/j.1745-5871.2009.00577.x. بیبکد:2009GeoRs..47..219P. شاپا 1745-5863.
  31. 1 2 «Digitizing - GIS Wiki | The GIS Encyclopedia». wiki.gis.com. دریافت‌شده در ۲۹ ژانویه ۲۰۲۱.
  32. ↑ «Making maps compatible with GPS». Government of Ireland 1999. بایگانی‌شده از اصلی در ۲۱ ژوئیه ۲۰۱۱. دریافت‌شده در ۱۵ آوریل ۲۰۰۸.
  33. 1 2 خطای یادکرد: خطای یادکرد:برچسب <ref>‎ غیرمجاز؛ متنی برای یادکردهای با نام jensenjensen وارد نشده است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.).
  34. ↑ «Geospatial Positioning Accuracy Standards Part 3: National Standard for Spatial Data Accuracy». بایگانی‌شده از اصلی در ۶ نوامبر ۲۰۱۸.
  35. ↑ «NJGIN's Information Warehouse». Njgin.state.nj.us. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۰ اکتبر ۲۰۱۱. دریافت‌شده در ۱۳ مه ۲۰۱۲.
  36. ↑ "The Certainty of Uncertainty: GIS and the Limits of Geographic Knowledge". Transactions in GIS (به انگلیسی). ۷ (۲): ۱۶۵–۱۷۵. مارس ۲۰۰۳. Bibcode:2003TrGIS...7..165C. doi:10.1111/1467-9671.00138. ISSN 1361-1682.
  37. ↑ C. Kendig, ویراستار (۲۰۱۴). «Mapping Kinds in GIS and Cartography» (PDF). Natural Kinds and Classification in Scientific Practice. بایگانی‌شده از اصلی (PDF) در ۸ اوت ۲۰۱۴.
  38. ↑ Wade, T. and Sommer, S. eds. A to Z GIS
  39. ↑ Jones, K.H. (۱۹۹۸). «A comparison of algorithms used to compute hill slope as a property of the DEM». Computers and Geosciences. ۲۴ (۴): ۳۱۵–۳۲۳. doi:10.1016/S0098-3004(98)00032-6. بیبکد:1998CG.....24..315J.
  40. ↑ Chang, K. T. (۱۹۸۹). «A comparison of techniques for calculating gradient and aspect from a gridded digital elevation model». International Journal of Geographical Information Science. ۳ (۴): ۳۲۳–۳۳۴. doi:10.1080/02693798908941519.
  41. 1 2 3 خطای یادکرد: خطای یادکرد:برچسب <ref>‎ غیرمجاز؛ متنی برای یادکردهای با نام Heywood وارد نشده است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.).
  42. ↑ Chang, K. T. (۲۰۰۸). Introduction to Geographical Information Systems. نیویورک: McGraw Hill. ص. ۱۸۴.
  43. ↑ Longley, P. A.؛ Goodchild, M. F.؛ McGuire, D. J.؛ Rhind, D. W. (۲۰۰۵). «Analysis of errors of derived slope and aspect related to DEM data properties». Geographic Information Systems and Science. ساسکس غربی، انگلستان: John Wiley and Sons: ۳۲۸.
  44. ↑ K. Calvert, J. M. Pearce, W.E. Mabee, "Toward renewable energy geo-information infrastructures: Applications of GIScience and remote sensing that can build institutional capacity" Renewable and Sustainable Energy Reviews 18, pp. 416–429 (2013). دسترسی آزاد
  45. ↑ Geographic information systems and cartographic modeling. Prentice Hall series in geographic information science. Prentice Hall. ۱۹۹۰. شابک ۹۷۸۰۱۳۳۵۰۹۲۷۴. دریافت‌شده در ۵ ژانویه ۲۰۱۷.
  46. ↑ «GIS-based multi-criteria analysis». Geography Compass. ۵/۶ (۶): ۴۱۲–۴۳۲. ۲۰۱۱. doi:10.1111/j.1749-8198.2011.00431.x.
  47. ↑ Ma, Y.; Guo, Y.; Tian, X.; Ghanem, M. (2011). "Distributed Clustering-Based Aggregation Algorithm for Spatial Correlated Sensor Networks" (PDF). IEEE Sensors Journal. 11 (3): 641. Bibcode:2011ISenJ..11..641M. CiteSeerX 10.1.1.724.1158. doi:10.1109/JSEN.2010.2056916. S2CID 1639100.
  48. 1 2 «The role of VGI and PGI in supporting outdoor activities». Applied Ergonomics. ۴۴ (۶): ۸۸۶–۹۴. ۲۰۱۳. doi:10.1016/j.apergo.2012.04.013. PMID 22795180.
  49. ↑ «The dashboard pandemic». Dialogues in Human Geography. ۱۰ (۲): ۲۶۰–۲۶۴. ۲۰۲۰. doi:10.1177/2043820620935355.
  50. ↑ «User Centred Design of Neogeography: The Impact of Volunteered Geographic Information on Trust of Online Map 'Mashups» (PDF). Ergonomics. ۵۷ (۷): ۹۸۷–۹۹۷. ۲۰۱۴. doi:10.1080/00140139.2014.909950. PMID 24827070. بایگانی‌شده از اصلی (PDF) در ۳۰ اوت ۲۰۱۷.
  51. ↑ «Evaluating a concept design of a crowd-sourced 'mashup' providing ease-of-access information for people with limited mobility». Transportation Research Part C: Emerging Technologies. ۴۹: ۱۰۳–۱۱۳. ۲۰۱۴. doi:10.1016/j.trc.2014.10.007. بیبکد:2014TRPC...49..103M.
  52. ↑ «Web Cartography in the United States». Cartography and Geographic Information Science. ۳۴ (۲): ۱۳۳–۱۳۶. ۲۰۰۷. doi:10.1559/152304007781002235. بیبکد:2007CGISc..34..133P.
  53. ↑ «The disguised pandemic: The importance of data normalization in COVID-19 web mapping». Public Health. ۱۸۳ (۳): ۳۶–۳۷. مه ۲۰۲۰. doi:10.1016/j.puhe.2020.04.034.
  54. ↑ «Normalizing the pandemic: exploring the cartographic issues in state government COVID-19 dashboards». Journal of Maps. ۱۹ (۵): ۱–۹. ۲۷ ژوئیه ۲۰۲۳. doi:10.1080/17445647.2023.2235385. بیبکد:2023JMaps..19Q...1A.
  55. ↑ Chouhan, Avinash Kumar; Kumar, Rakesh; Mishra, Abhishek Kumar (June 2024). "Assessment of the geothermal potential zone of India utilizing GIS-based multi-criteria decision analysis technique". Renewable Energy. 227. Bibcode:2024REne..22720552C. doi:10.1016/j.renene.2024.120552.
  56. 1 2 Longley، Paul؛ Goodchild، Michael F.؛ Maguire، David J.؛ Rhind، David W., ویراستاران (۱۹۹۹). Geographical Information Systems, V.2: Management Issues and Applications (ویراست ۲nd). Wiley. شابک ۰۴۷۱-۳۲۱۸۲-۶.
  57. 1 2 Grimshaw، D.J. (۱۹۹۴). Bringing geographical information systems into business. Cambridge, UK: GeoInformation International.
  58. ↑ Butts, Shannon; Jones, Madison (20 May 2021). "Deep mapping for environmental communication design". Communication Design Quarterly. 9 (1): 4–19. doi:10.1145/3437000.3437001. S2CID 234794773.
  59. ↑ Chouhan, Avinash Kumar; Harsh, Anuranjan; Mishra, Abhishek Kumar; Kumar, Vikram; Kumar, Rakesh; Kumar, Satyam (August 2024). "Delineation of groundwater vulnerable zone for sustainable development in the southwestern part of Bihar, India". Groundwater for Sustainable Development. 26. Bibcode:2024GSusD..2601240C. doi:10.1016/j.gsd.2024.101240.
  60. ↑ "Off the Map | From Architectural Record and Greensource | Originally published in the March 2012 issues of Architectural Record and Greensource | McGraw-Hill Construction – Continuing Education Center". Continuingeducation.construction.com. 11 March 2011. Archived from the original on 8 March 2012. Retrieved 13 May 2012.
  61. ↑ "Arctic Sea Ice Extent is Third Lowest on Record". Archived from the original on 17 May 2017. Retrieved 20 October 2009.
  62. 1 2 Huisman، Otto؛ de By، Rolf A. (۲۰۰۹). Principles of Geographic Information Systems: An introductory textbook (PDF). Enschede, The Netherlands: ITC. ص. ۴۴. شابک ۹۷۸-۹۰-۶۱۶۴-۲۶۹-۵. بایگانی‌شده از اصلی (PDF) در ۱۴ مه ۲۰۱۸.
  63. 1 2 Longley، Paul A.؛ Goodchild، Michael F.؛ Maguire، David J.؛ Rhind، David W. (۲۰۱۱). Geographic Information Systems & Science (ویراست ۳rd). Wiley. ص. ۴۳۴.
  64. ↑ Benner, Steve (Spring 2009). "Integrating GIS with SAP—The Imperative". Esri. Archived from the original on 22 October 2009. Retrieved 28 March 2017.
  65. ↑ Kumar, Deepak; Das, Bhumika (23 May 2015). "Recent Trends in GIS Applications". SSRN 2609707.
  66. ↑ Haywood, Leeann (15 March 2023). "Location Data: How GIS is Used in Digital Marketing and SEO". Hennessey Digital. Retrieved 15 January 2024.
  67. ↑ Liaquat, Ali (1 August 2021). "How To Use Geofencing for Targeted Digital Marketing Campaigns". Retrieved 15 January 2024.
  68. ↑ Chouhan, Avinash Kumar; Kumar, Rakesh; Mishra, Abhishek Kumar (June 2024). "Assessment of the geothermal potential zone of India utilizing GIS-based multi-criteria decision analysis technique". Renewable Energy. 227. Bibcode:2024REne..22720552C. doi:10.1016/j.renene.2024.120552.
  69. ↑ Butts, Shannon; Jones, Madison (20 May 2021). "Deep mapping for environmental communication design". Communication Design Quarterly. 9 (1): 4–19. doi:10.1145/3437000.3437001. S2CID 234794773.
  70. ↑ Chouhan, Avinash Kumar; Harsh, Anuranjan; Mishra, Abhishek Kumar; Kumar, Vikram; Kumar, Rakesh; Kumar, Satyam (August 2024). "Delineation of groundwater vulnerable zone for sustainable development in the southwestern part of Bihar, India". Groundwater for Sustainable Development. 26. Bibcode:2024GSusD..2601240C. doi:10.1016/j.gsd.2024.101240.
  71. ↑ "Off the Map | From Architectural Record and Greensource | Originally published in the March 2012 issues of Architectural Record and Greensource | McGraw-Hill Construction – Continuing Education Center". Continuingeducation.construction.com. 11 March 2011. Archived from the original on 8 March 2012. Retrieved 13 May 2012.
  72. ↑ "Arctic Sea Ice Extent is Third Lowest on Record". Archived from the original on 17 May 2017. Retrieved 20 October 2009.
  73. ↑ Benner, Steve (Spring 2009). "Integrating GIS with SAP—The Imperative". Esri. Archived from the original on 22 October 2009. Retrieved 28 March 2017.
  74. ↑ "the president reviews maps..." X. Retrieved 12 January 2025.
  75. ↑ "Response Geospatial Office". FEMA. Retrieved 22 January 2025.
  76. ↑ Cohen, Patricia (26 July 2011). "Digital Maps Are Giving Scholars the Historical Lay of the Land". The New York Times. ISSN 0362-4331. Retrieved 15 January 2024.
  77. ↑ "OGC Members | OGC(R)". Opengeospatial.org. Retrieved 13 May 2012.
  78. ↑ Monmonier, Mark (1990). "Strategies For The Visualization Of Geographic Time-Series Data". Cartographica: The International Journal for Geographic Information and Geovisualization. 27 (1): 30–45. doi:10.3138/U558-H737-6577-8U31.
  79. ↑ Zhang, Chuanrong; Zhao, Tian; Li, Weidong (2015). Geospatial Semantic Web. Springer International Publishing. ISBN 978-3-319-17801-1.
  80. ↑ Fonseca, Frederico; Sheth, Amit (2002). "The Geospatial Semantic Web" (PDF). UCGIS White Paper. Archived from the original (PDF) on 29 October 2008. Retrieved 29 May 2007.
  81. ↑ Fonseca, Frederico; Egenhofer, Max (1999). "Ontology-Driven Geographic Information Systems". Proc. ACM International Symposium on Geographic Information Systems: 14–19. CiteSeerX 10.1.1.99.5206.
  82. ↑ Perry, Matthew; Hakimpour, Farshad; Sheth, Amit (2006). "Analyzing Theme, Space and Time: an Ontology-based Approach" (PDF). Proc. ACM International Symposium on Geographic Information Systems: 147–154. Archived from the original (PDF) on 14 June 2007. Retrieved 29 May 2007.
  83. ↑ "Ordnance Survey Ontologies". Archived from the original on 21 May 2007.
  84. ↑ "Semantic Web for Earth and Environmental Terminology". Archived from the original on 29 May 2007.
  85. ↑ "W3C Geospatial Incubator Group".
  86. ↑ "International Conferences on Geospatial Semantics". Archived from the original on 28 May 2007. Retrieved 29 May 2007.
  87. ↑ "Terra Cognita 2006 – Directions to the Geospatial Semantic Web". Archived from the original on 18 May 2007.
  88. ↑ Haque, Akhlaque (1 May 2001). "GIS, Public Service, and the Issue of Democratic Governance". Public Administration Review. 61 (3): 259–265. doi:10.1111/0033-3352.00028. ISSN 1540-6210.
  89. ↑ Haque, Akhlaque (2003). "Information technology, GIS and democraticvalues: Ethical implications for IT professionals in public service". Ethics and Information Technology. 5: 39–48. doi:10.1023/A:1024986003350. S2CID 44035634.
  90. ↑ Monmonier, Mark (2005). "Lying with Maps". Statistical Science. 20 (3): 215–222. doi:10.1214/088342305000000241. JSTOR 20061176.
  91. ↑ Monmonier, Mark (1991). How to Lie with Maps. Chicago, Illinois: University of Chicago Press. ISBN 978-0226534213.
  92. ↑ Dong, Ensheng; Du, Hongru; Gardner, Lauren (2020). "An interactive web-based dashboard to track COVID-19 in real time". The Lancet Infectious Diseases. 20 (5): 533–534. doi:10.1016/S1473-3099(20)30120-1. PMC 7159018. PMID 32087114.
  93. ↑ Haque, Akhlaque (2015). Surveillance, Transparency and Democracy: Public Administration in the Information Age. Tuscaloosa, AL: University of Alabama Press. pp. 70–73. ISBN 978-0817318772.
  94. ↑ Sinton, Diana Stuart; Lund, Jennifer J., eds. (2007). Understanding place: GIS and mapping across the curriculum. Redlands, CA: ESRI Press. ISBN 9781589481497. OCLC 70866933.
  95. ↑ Milson, Andrew J.; Demirci, Ali; Kerski, Joseph J., eds. (2012). International perspectives on teaching and learning with GIS in secondary schools (Submitted manuscript). Dordrecht; New York: Springer-Verlag. doi:10.1007/978-94-007-2120-3. ISBN 9789400721197. OCLC 733249695. Archived from the original on 2 October 2018. Retrieved 2 October 2018.
  96. ↑ Solari, Osvaldo Muñiz; Demirci, Ali; Schee, Joop van der, eds. (2015). Geospatial technologies and geography education in a changing world: geospatial practices and lessons learned. Advances in Geographical and Environmental Sciences. Tōkyō; New York: Springer-Verlag. doi:10.1007/978-4-431-55519-3. ISBN 9784431555193. OCLC 900306594. S2CID 130174652.
  97. 1 2 Nieto Barbero, Gustavo (2016). Análisis de la práctica educativa con SIG en la enseñanza de la Geografía de la educación secundaria: un estudio de caso en Baden-Württemberg, Alemania (PhD thesis). Barcelona: University of Barcelona. hdl:10803/400097.
  98. ↑ "New Geographic Information Systems (GIS) Certificate Now Offered to USD Undergraduate Students – University of San Diego". www.sandiego.edu. Retrieved 15 January 2024.
  99. ↑ "Minor in Geographic Information Systems (GIS) | University of New England in Maine". www.une.edu. Retrieved 15 January 2024.
  100. 1 2 "Strategic GIS Planning and Management in Local Government". CRC Press. Retrieved 25 October 2017.
  101. ↑ "Home – SafeCity". SafeCity. Retrieved 25 October 2017.
  102. ↑ "GIS for Local Government| Open Government". www.esri.com. Retrieved 25 October 2017.
  103. ↑ Parker, C.J.; May, A.; Mitchell, V.; Burrows, A. (2013). "Capturing Volunteered Information for Inclusive Service Design: Potential Benefits and Challenges". The Design Journal (Submitted manuscript). 16 (2): 197–218. doi:10.2752/175630613x13584367984947. S2CID 110716823.

برای مطالعه بیشتر

  • Bolstad, P. (2019). GIS Fundamentals: A first text on Geographic Information Systems, Sixth Edition. Ann Arbor: XanEdu, 764 pp.
  • Burrough, P. A. and McDonnell, R. A. (1998). Principles of geographical information systems. Oxford University Press, Oxford, 327 pp.
  • DeMers, M. (2009). Fundamentals of Geographic Information Systems, 4th Edition. Wiley, شابک ‎۹۷۸−۰−۴۷۰−۱۲۹۰۶−۷
  • Harvey, Francis (2008). A Primer of GIS, Fundamental geographic and cartographic concepts. The Guilford Press, 31 pp.
  • Heywood, I., Cornelius, S., and Carver, S. (2006). An Introduction to Geographical Information Systems. Prentice Hall. 3rd edition.
  • Ott, T. and Swiaczny, F. (2001) .Time-integrative GIS. Management and analysis of Spatio-temporal data, Berlin / Heidelberg / New York: Springer.
  • Thurston, J., Poiker, T.K. and J. Patrick Moore. (2003). Integrated Geospatial Technologies: A Guide to GPS, GIS, and Data Logging. Hoboken, New Jersey: Wiley.
  • Worboys, Michael; Duckham, Matt (2004). GIS: a computing perspective. Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0415283755.

پیوند به بیرون

This article is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.