الجزء الثالث من دراسة نظم المعلومات

نظام تحديد المواقع العالمي

نظام تحديد المواقع العالمي (Global Positioning System: GPS) نظام إبحار
مؤلف من 24 قمراً اصطناعياً في 6 مدارات حول الكرة الأرضية بالإضافة إلى
محطاتها الأرضية، يزوّد كل منها معلومات دقيقة عن الوقت والموقع لتمكن
أجهزة استقبال GPS من حساب المواقع على سطح الأرض. يجب استقبال إشارة من
ثلاثة أقمار اصطناعية على الأقل لتحديد موقع جهاز الاستقبال في شكل خط عرض
وخط طول، أو في أي شكل آخر تابع لشبكة الإحداثيات المحلية إذا تم تعريفها
في جهاز الاستقبال. فيما يتطلب حساب ارتفاع الموقع وجود إشارة إضافية من
قمر اصطناعي رابع.

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.


يشكو حالياً مستخدمو نظام 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 والموقع. 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 إلى 10 أمتار. وعندما تكون هذه الدقة لا تفي بالغرض، يمكن استخدام
أجهزة استقبال متطورة لتحليل الإشارة الملتقطة من القمر الاصطناعي،
ومقارنتها بالإشارة المستقبلة من المحطات الأرضية، للحصول على معلومات
أكثر دقة يمكن أن تصل إلى أجزاء من المتر. ويعرف هذا الإجراء باسم التصحيح
التفاضلي، ويطلق على أجهزة استقبال القادرة على القيام بذلك اسم DGPS
اختصاراً لعبارة Differential GPS.

الاستشعار عن بعد هو دراسة الظواهر من الجو أو الأقمار الاصطناعية، وهو
يؤهّل العلماء 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 أن 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 والتركيب المعدني. وتوفر لذلك
الكثير من الوقت والكلفة المطلوبة لإنجاز المسح الحقلي المطلوب. كما تساعد
المعلومات الملتطقة على فترات منتظمة العلماءَ 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.

كلمة أخيرة

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



www.cadmagazine.net،
ويقدم هذا الموقع 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 أن نذكر أن تقنية نظام
المعلومات الجغرافية ما زالت تقنية جديدة في المنطقة العربية، وما زالت
الحكومات العربية تسعى إلى تنفيذ مشاريع نظام معلومات جغرافية وطنية أو
تخطط 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 ويوليو 2001 ويناير 2002.[/size]


الأداة الأساسية لرسم الواقع كما نعيشه، أو كما نحب أن نعيشه. ولكن هذه

الخرائط تتطلب زمناً طويلاً وجهداً شاقاً لرسمها، كما أنها ساكنة ولاتعكس

التغييرات التي تطرأ من حولنا. ولذلك نلقي الضوء في هذه الدراسة على نظام

المعلومات الجغرافية، وهو تقنية حاسوبية حديثة نسبياً، وأداة هامة

للمهندسين ومتخذي القرار ومخططي المدن و أخصائيي البيئة والموارد

الطبيعية. وونبين أنواع البيانات التي يعمل معها، والوظائف التي يقدمها،

لإنشاء بيئة خرائط مبتكرة، زاخرة بالحياة.

أضاف نظام تحديد المواقع العالمي GPS إمكانية جديدة لتجميع البيانات

المتجهة وهو نظام يعتمد على الأقمار الاصطناعية للحصول على إحداثيات

النقطة الذي يقف المستخدم عندها بدقة قد تصل إلى أجزاء المتر، مع إمكانية

تجميع البيانات الوصفية أو السمات مباشرة، وتخزينها في جداول سابقة

التعريف، تنقل هذه الخرائط والجداول فيما بعد إلى الحاسوب، ويمكن تصديرها

إلى معظم الهيئات الشائعة في نظام المعلومات الجغرافية. تمثل بيانات س وَ ع مواقع على المستوي

الأفقي، بينما تمثل ص ارتفاعات هذه المواقع. وكما يبدو في الشكل فإن هذه

البيانات يمكن تمثيلها على شكل مصفوفة DEM (خلايا الشبكة) أو على شكل شبكة

مثلثة غير منتظمة (Triangulated Irregular Network: TIN).


الظواهر البيئية أو المشاريع الهندسية التي تتأثر دراستها بالارتفاعات أو

الميول، 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 لمعرفة أنسب الأساليب في حجب منشأ جديد عن التضاريس

المحيطة (مثل منجم مفتوح)، وتقدير كمية الحجب الإضافي اللازمة لإخفاء

المنشأة أو تقليل مستويات الضجيج الناجمة عنه. الاستشعار عن بعد

يتوفر باللغة العربية - لحسن الحظ - موقع يهتم بشؤون برمجيات التصميم

بالحاسوب (CAD) ونظام المعلومات الجغرافية (GIS)، هو مجلة التصميم

بالحاسوب

مازالت الخرائط وسيلة هامة لإيصال الأفكار وتخطيط المشاريع وتنفيذها، فهي
ويمكن استخدام البيانات المشتقة من نموذج التضاريس الرقمي في تحليل