دانلود مقاله کاربرد های سیستم اطلاعات جغرافیایی در شهرسازی و مدیریت شهری

دنیای امروز دنیای اطلاعات و مدیریت بهینه آنها می باشد.

از آنجا که قسمت عمده ای از تصمیمات اخذ شده توسط مدیران و برنامه ریزان در پروژه های مختلف عمرانی و محیطی به نوعی به مکان و موقعیت خاصی مربوط و منتخب می باشند و در واقع ماهیتی مکان مرجع دارند، لذا وجود اطلاعت جغرافیایی دقیق و مطمئن و بهنگام و نیز مدیریت بهینه آن از موضوعات بسیار اساسی در موقعیت این تصمیمات و اجرای آنان می باشد.

با روی کار آمدن کامپیوتر، روند تجزیه و تحلیل و ترکیب اطلاعات جغرافیایی وارد مرحله نوینی شد و شکل تکامل یافته آن امروزه به نام سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS ) شناخته می شود.

سیستم اطلاعات جغرافیایی علم فن و هنر مدیریت اطلاعات جغرافیایی می باشد که مدیران، برنامه ریزان و متخصصان را قادر می سازد تا در زمینه اخذ ، ذخیره سازی، بهنگام سازی، بازیافت، پردازش، نمایش و کاربرد اطلاعات مکان مرجع در فرمت های متنوع متنی، گرافیکی و رقومی در مقیاس های متناسب پرداخته و اطلاعات مفید و مورد نیاز را برای مدیریت بهینه منابع و امکانات را فراهم نماید.بطور کلی می توان گفت سیستم اطلاعات جغرافیایی یک سیستم کامپیوتری است که چهار قابلیت اساسی را در رابطه با داده های مکان مرجع فراهم می آورد: • ورودی داده ها • مدیریت داده ها که عبارت ایت از ذخیره و بازیابی داده ها • پردازش و تجزیه وتحلیل داده ها • خروجی داده ها کاربرد های سیستم اطلاعات جغرافیایی سیستم های اطلاعات جغرافیایی قابلیت استفاده در زمینه های بسیاری ازعلوم و فنون مختلف را دارست ، اما بطور کلی کاربردهای سیستم اطلاعات جغرافیایی به دو طبقه اصلی تقسیم بندی شده است.

• کاربردهای سیستم اطلاعات جغرافیایی درگرایش شهر و شهرسازی.

• کاربردهای سیستم اطلاعات جغرافیایی گرایش آب و خاک .

در هر یک از این طبقات زیر شاخه های متعدد دیگری وجود دارند که می توان به موارد زیر اشاره نمود.

کاربردهای سیستم اطلاعات جغرافیایی درگرایش شهر و شهرسازی: 1- سیستم اطلاعات جغرافیایی تاسیسات زیربنایی شهری:  سیستم اطلاعات جغرافیایی شهرداری ها  سیستم اطلاعات جغرافیایی شبکه های آب  سیستم اطلاعات جغرافیایی شبکه های فاضلاب  سیستم اطلاعات جغرافیایی تاسیسات برق  سیستم اطلاعات جغرافیایی تاسیسات مخابرات  سیستم اطلاعات جغرافیایی شبکه های گاز  سیستم اطلاعات جغرافیایی اطلاعات کاداستر 2- سیستم اطلاعات جغرافیایی مدیریت شهری:  سیستم اطلاعات جغرافیایی ترافیک  سیستم اطلاعات جغرافیایی جمع آوری زباله های شهری  سیستم اطلاعات جغرافیایی فضای سبزو...

-3کاربردهای سیستم اطلاعات جغرافیایی گرایش آب و خاک:  سیستم اطلاعات جغرافیایی اقلیمی  سیستم اطلاعات جغرافیایی منابع آب و ...

با توجه به این که موضوع بحث در این مقاله کاربرد سیستم های اطلاعات جغرافیایی در شهرسازی است تنها در این باره بحث خواهد گردید و از بقیه کاربرد ها صرفنظر می گردد.

کاربرد های سیستم اطلاعات جغرافیایی در شهرسازی امروز یکی از مسائل عمده شهر های کشور ، نبود مدیریت واحد شهری و فقدان هماهنگی بین سازمان های مختلفی است که در امور مختلف شهروندان نقش دارند و در این ناهماهنگی ها ، شهروندان بیشترین ضرر را متحمل می شوند.

بدین منظور باید کلیه اطلاعات مرتبط به شهر ها در یک سیستم اطلاعاتی و در کنار هم مورد استفاده قرار بگیرند تا تصمیم گیری بهتری انجام پذیرد.برای جمع آوری ،ذخیره ، بازیابی و تجزیه وتحلیل اطلاعات با حجم زیاد ، و در یک کلام آسان سازی مدیریت شهری ، تنها راه حل ممکن استفاده از ابزارها و فن آوری روز است و سیستم اطلاعات جغرافیایی یکی از سیستم هایی است که در زمان حاضر از ابزار های مهم مدیریت شهری در کشور های پیشرفته به شمار می رود.اگر تا امروز برنامه ریزی ها و تحلیل ها در سازمان ها و نهاد های مختلف هفته ها و ماه ها طول می کشید ، با این سیستم می توان از دوباره کاری ها کاست و با استفاده از اطلاعات صحیح و به روز ، برنامه ریزی دقیق تری انجام داد.

سیستم های اطلاعات جغرافیایی که در جهت سازمان های شهری و شهرداری ها طراحی می گردند ، غالباً با ساختار یک سیستم اطلاعات ملکی (LIS) طراحی می شوند.

سیستم اطلاعات ملکی (LIS) نوع خاصی از سیستم اطلاعات جغرافیایی بوده و شامل اطلاعات مربوط به مالکیت زمین ها می باشد.

پایگاه داده ها در یک سیستم اطلاعات ملکی شامل لایه های مختلفی از داده ها مانند شبکه خیابان ها ، موقعیت و اطلاعات توصیفی مربوط به قطعات ملکی ، شبکه های خدماتی مانند شبکه آب و فاضلاب می باشد.

 داده های ورودی شامل نقشه ها، عکسهای هوایی، مشاهدات زمین و گزارش های نوشتاری.

 نگهداری داده ها که شامل اطلاعات گرافیکی و مشخصه های توصیفی است.

 بازیابی داده های گرافیکی و توصیفی .

 مدل سازی و تجزیه و تحلیل داده ها.

 خروجی داده ها شامل نقشه ها، چارت ها و گزارش ها.

در فلوچارت زیر ساختار یک سیستم اطلاعات جغرافیایی شهری و همچنین داده های مورد نیاز نشان داده شده است.

شکل - 1 - سا ختار یک سیستم اطلاعات جغرافیایی شهری از قابلیت های تحلیلی و آنالیز هایی که در سیستم اطلاعات جغرافیایی شهری طراحی شده موجود می باشد و بر اساس آن کاربران قادر به بررسی راه کار های ممکن در مدیریت شهر و انتخاب بهترین روش می باشند می توان به موارد زیر اشاره نمود.

شناسایی موقعیت املاک بوسیله مشخصه هایی همچون کد نوسازی املاک ،نام مالک ،آدرس ملک ، کاربری املاک و ...

.با استفاده از این قابلیت می توان براحتی و با سرعت به موقعیت و اطلاعات یک ملک در سطح شهر پی برد و موقعیت آن را شناسایی نمود.

شکل - 2 - جستجوی یک ملک بر اساس کد نوسازی اتصال اطلاعات آماری نظیر جمعیت در نقاط مختلف شهری و تهیه نمودارهای آماری بر روی نقشه و یا لایه مورد دلخواه.

با اتصال اطلاعات آماری نظیر سن ساختمان های مسکونی ، جمعیت و ...

می‌توان در طرحهای عمرانی شهرداری نظیر بازسازی مناطقی که درصد بیشتری از ساختمان های واقع شده در آن بالای 30 سال از ساخت آنها می گذرد و یا ساخت مراکز خدماتی در مناطق دارای تراکم جمعیتی بیشتر و برنامه ریزی بهتر و دقیق تری انجام داد.

شکل – 3 - نمایش اطلاعات آماری بر روی نقشه شناسایی املاک قرار گرفته در محدوده طرح های عمرانی شهرداری نظیر خیابان کشی و ...

و برآورد هزینه های طرح پیش بینی شده بر اساس قیمت منطقه ای املاک واقع شده در طرح و بررسی سناریو های دیگری برای طرح مورد نظر به منظور رسیدن به کمترین هزینه.

شکل - 4 – شناسایی املاک قرار گرفته در طرح های عمرانی تهیه لایه های طرح تفضیلی شهر و استفاده در بخش های مختلف شهرداری.

شکل - 5 – لایه های طرح تفضیلی تولید حریم بر روی شبکه راه ها ، تاسیسات زیربنایی ، ساختمان ها و ...

.

ولید حریم بر روی شبکه راه ها ، تاسیسات زیربنایی ، ساختمان ها و ...

یکی از اساسی‌ترین کاربردهای عملی سازمانهای درگیر در مدیریت شهر و مسائل مربوط به آن می‌باشد .

با این آنالیز هر سازمان و نهاد مسئول بر روی لایه اطلاعاتی مورد نظر حریم مورد نیاز را با توجه به استانداردهای خود اجرا نموده و از نتایج حاصله در برنامه ریزی های خود استفاده می نماید.

برای مثال در طرح تعریض یک خیابان با استفاده از این قابلیت املاک قرار گرفته در طرح شناسایی می گردند و اینکه چه مقدار از هر ملک در طرح قرار گرفته است.

شکل - 6 – ایجاد بافر یا حریم در اطراف تأسیسات شهری تحلیل شبکه (Network Analysis) بر روی شبکه معابر.

از جمله مسائل مهم در کلان شهر ها مسأله مدیریت بحران در شهر می‌باشد.

خصوصاً در مورد تأسیساتی چون گاز و برق و شهرداری در صورت بروز حادثه در شبکه یا مسأله آتش‌سوزی نیاز به سرعت عمل بالای واحدهای حوادث و امداد می‌باشد.

این مسأله با توجه به مسأله ترافیک و عرض خیابانها و مسائل درونی شهر می‌تواند با مشکل کندی خدمات‌دهی روبرو شود.

از بهترین توابع GIS که می‌تواند در این امر یاری‌رسانی باشد تعیین بهترین مسیر (Best Route) می‌باشد.

این پروسه توسط مدل Network Analysis و با استفاده از مقادیری نظیر طول خیابان، سرعت وسیله نقلیه، زمان مسافرت، عرض خیابان، جهت و مسیر خیابان و ...

اجرامی‌شود.

همچنین با استفاده از مدل Network Analysis می‌توان منطقه سرویس‌دهی هر ایستگاه حوادث را به گونه‌ای طراحی کرد که کمترین تداخل کاری با ایستگاه های یگر و یا عدم پوشش منطقه را داشته باشد تا در آن صورت بتواند بهترین سرویس‌دهی در سطح محدوده خود را داشته باشد.

شکل - 7 – کوتاه ترین مسیر برای رسیدن به محل مورد نظر(اورژانس ، آتش نشانی و ...) شکل - 8 – کوتاه ترین مسیر برای باز گشت از محل مورد نظر(اورژانس ، آتش نشانی و ...) استخراج اطلاعات موجود در یک لایه با استفاده از لایه های دیگر.

با استفاده از لایه های اطلاعاتی دیگر نظیر لایه ساختمان ها می‌توان با خروجی گرفتن از اطلاعات توصیفی لایه فوق با توجه به شماره تلفن هر پلاک تمامی مالکین را بصورت تلفن خودکار از امور مورد نظر مطلع ساخت.

اتصال تصاویر، نقشه ها و اسناد به عوارض مشخص بر روی نقشه .

با ساخت پایگاه داده‌ای که در آن اطلاعاتی نظیر عکس، متن، سند، فیلم، فرمتهای مختلف نقشه و ...

ذخیره شده‌اند اطلاعات موجود به نقشه‌های مربوطه لینک می‌شوند که این امر دسترسی به انواع اطلاعات بالا را بسیار سهل‌الوصول می‌نماید.

تهیه مدل سه بعدی شهر یا مدل رقومی سطح (DSM).

با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی و منحنی‌های میزان می‌توان به کمک مدلهایی نظیر TIN مدل رقومی ارتفاعی یا سه بعدی مناطق مورد نظر را با مقیاسهای متفاوت تهیه نمود.

از این مدل برای مقاصد گوناگونی منجمله تعیین شیب و ارتفاع، تعیین مسیر دید جهت حل مسائل تله‌مترینگ، تهیه نقشه شیب برای هدایت آبهای سطحی، فاضلاب و ...

می توان استفاده نمود.

با استفاده از مدل فوق و نقشه‌های میدانی می‌توان مدل سه بعدی و پرسپکتیو شهر که به نام مدل رقومی سطح نامیده می شود را بر روی مدل رقومی ارتفاعی حاصل از توپوگرافی شهر قرار داد.

از جمله کاربریهای این مدل در طراحی چشم‌اندازها، تعیین مکانهای مناسب جهت نصب دکلهای مخابراتی در سطح شهر و ...

استفاده نمود.

شکل - 9 – مدل رقومی ارتفاعی تهیه شده از نقشه های توپوگرافی شهر شکل - 10 – مدل رقومی سطح(مدل سه بعدی ساختمان های شهر) تهیه مدل سه بعدی تاسیسات شهری بر روی مدل رقومی سطح .

با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی حاصل از توپوگرافی و همچنین مدل رقومی سطح و مدلسازی تأسیسات شهری بر روی این دو مدل می‌توان وضعیت تأسیسات بر روی زمین و زیر زمین را نسبت به یکدیگر را بررسی کرده و برای طرحهای آتی برنامه‌ریزی نمود.

شکل - 11 – نمایش تأسیسات شهری روزمینی بر روی مدل رقومی سطح(کابل های برق و ...) شکل - 12 – نمایش تأسیسات شهری زیرزمینی بر روی مدل رقومی سطح(لوله های گاز ، لوله های آب و ...) با توجه به مطالب پیشین هدف اصلی این پروژه طراحی و ایجاد نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی شهری (Urban Geographical Information System) می باشد .

سیستم اطلاعات جغرافیایی شهری (UGIS) سیستم اطلاعات جغرافیایی (UGIS)، نرم‌افزاری است که می‌تواند اطلاعات موردنیاز کاربر خود را به صورت‌های مختلف مانند گرافیکی (نقشه)، جداول اطلاعاتی، گزارش‌های آماری و سایر گزارش‌های ترکیبی فراهم آورد.

این سیستم این قابلیت و امکان را در اختیار کاربران خود می‌گذارد تا با ورود آسان و ساده کلیه اطلاعات اعم از مکان‌محور و توصیفی و سایر اطلاعاتی که به نحوی به عناوین مطرح شده در بند قبل مرتبط می‌باشند، استفاده همزمان از صدها هزار آیتم اطلاعاتی را در تصمیم‌گیری ممکن می سازد.

قابلیت های عمومی نرم‌افزار UGIS قابلیت‌ها و ابزارهای نمایش نقشه در محیط Client بازنمودن چندین نقشه به صورت همزمان مشاهده چندین نقشه به صورت همزمان بر روی یک صفحه راهنمای منعطف نقشه جهت نمایش لایه‌های اطلاعات جابجا نمودن لایه‌های اطلاعات و تنظیم تقدم و تأخر آنها در رسم اختصاص دادن اشکال و لینک‌های متعدد به لایه موردنظر و نمایش آن رنگ‌آمیزی خودکار لایه‌های مورد‌نظر بر اساس شاخص‌های تعریف شده نمایش سریع اطلاعات در منوی Tool tip ابزارهای منعطف بزرگ نمایی و تغییر نما امکان بازگشت به نما‌های قبلی، بعدی و نمای کلی نمایش مقیاس نقشه در هر درجه از بزرگ نمایی امکان تغییر مقیاس تعیین کننده میزان بزرگ نمایی و تغییرات نما استفاده از ابزار Pan (دست) برای حرکت نقشه به سمت دلخواه خاموش و روشن نمودن لایه‌های مورد‌نظر (Visible /Invisible) قابلیت‌ها و ابزارهای مدیریت اطلاعات در نقشه در محیط Client عدم محدودیت در تعریف فیلد‌های اطلاعاتی برای هر لایه‌ امکان تعریف هر نوع لایه موردنظر توسط کاربر عدم محدودیت افزودن عوارض در لایه از نظر تعداد و حجم امکان هرگونه تغییر در تنظیم‌ها موجود لایه ها توسط کاربر بروز رسانی اطلاعات عوارض نقطه‌ای،خطی‌وسطحی در کوتاه‌ترین زمان تعیین رنگ آمیزی متفاوت و متنوع در لایه‌های اطلاعاتی تعیین نوع شکل ساده عوارض نقطه‌ای و ضخامت عوارض خطی تعریف لایه‌ها، جداول، فیلد‌های اطلاعاتی و مناطق به زبان فارسی قابلیت‌ها و ابزارهای چاپ نقشه در محیط Client امکان کار با هرگونه چاپگر عادی یا ویژه مانند پلاتر نمایش مقیاس، جهت، Index نقشه، مرجع صفحات و راهنما به همراه نقشه در چاپ قابلیت‌ها و ابزارهای تحلیلی و گزارش گیری در محیط Client جستجوی هر گونه اسم یا قسمتی از اسم در میان کلیه عوارض موجود در نقشه اعم از معابر، اماکن یا هر نوع عارضه موجود دیگر نمایش موارد یافت‌شده در عملیات جستجو در کوتاه‌ترین زمان به صورت کلی(View All)‌ و ‌جزئی(Go to …) مشخصات نرم‌افزاری سیستم برنامه‌نویسی هسته‌ی سیستم (Engine) با زبان Visual Basic برنامه‌نویسی Application با زبان Visual Basic قابلیت نرم افزاری موردنیاز توسعه تکنیک های GIS ، تعداد زیادی توابع تجزیه وتحلیل بوجود آورده است.

روشی که در اینجا برای گروه بندی این توابع استفاده شده است،عبارتست از دسته بندی آنها به سه گروه اصلی که هریک دارای زیرمجموعه هایی خواهند بود.این طبقه بندی شامل سه گروه عمده زیر می باشد.

● تجزیه وتحلیل داده های مکانی ● تجزیه وتحلیل داده های توصیفی ● تجزیه وتحلیل توام داده های مکانی وتوصیفی نتیجه گیری طبق تعریف سیستم اطلاعات جغرافیایی شامل مجموعه ای از نرم افزار ها ، سخت افزار ها ، داده ها و نیروی انسانی به منظور تحلیل و آنالیز و بررسی اطلاعاتی است که مربوط به یک مکان خاص می باشند.

این سیستم امکان انطباق نقشه های مختلف را بر روی یکدیگر فراهم می سازد و روش جدیدی را در ترکیب اطلاعات از منابع مختلف شامل نقشه ها و اطلاعات توصیفی را برای تحلیل روابط فضایی میان اطلاعات مرتبط با عوارض را میدهد.

مدیریت شهری و شهرداری ها و مسائل مربوط به آنها از جمله جایگاه هایی است که سیستم فوق میتواند به عنوان ابزاری سودمند کارشناسان و برنامه ریزان شهری را قادر سازدتا بر اساس شرایط موجود در محیط شهر پیش بینی نموده و بر اساس آن برنامه ریزی نمایند که در کجا ، با چه مقیاسی و چگونه به عملیات عمرانی و ...

را انجام دهند.بنابراین نیاز به امکان سنجی و طراحی سیستم های اطلاعات جغرافیایی شهری منطبق با شرایط موجود در شهر ها ضروری و لازم می باشد.