تحليل البيانات المكانية في نظم المعلومات الجغرافية Spatial Analysis is in GIS
تعريف تحليل البيانات المكانية :
التحليل : هو العملية التي تهدف إلى إيجاد حل للمشكلات أو حل لمشكلة من خلال معرفة وفهم الأنماط والعلاقات للظواهر الجغرافية الطبيعية والبشرية وتفسيرها وذلك باستخدام المناهج والطرق العلمية والبيانات المناسبة وفقاً لخطة محددة.
تعريف تحليل البيانات المكانية :
تهدف عملية تحليل البيانات المكانية في نظم المعلومات الجغرافية إلى البحث عن الأنماط التي تنظم أي متغير جغرافي إلى فهم العلاقات بين أكثر من متغيرين.
هنالك أربعة مفاهيم للتحليل المكاني هي:
1- المسافة Distance : تحدد التباعد المكاني.
2- التقارب Adjacency: حسب مستويات مفهوم الجار الأقرب 1,2,3 .
3- التفاعل المكاني Spatial interaction: يحدد قوة العلاقة بين الوحدات والظواهر المكانية.
4- الجوارNeighborhood : يعبر عن درجة الترابط بين الوحدات المكانية.
مشكلات التحليل المكاني المنهجية :
هنالك العديد من المشكلات المنهجية التي تواجه التحليل المكاني تتعلق بالظواهر موضوع الدراسة منها:
1- الترميز المكاني: ترتبط هذه المشكلة بالوجود المكاني للظواهر خاصة تلك التي لها حدود انتقالية غير واضحة مما يؤدي إلى تغيير حدود منطقة الدراسة.
2- الارتباط الذاتي المكاني:
يطلق على هذه المشكلة أيضا التتابعية المكانية وهي مفهوم أساسي في الجغرافيا يشير إلى كل ظاهرة ترتبط مكانياً بظاهرة أخرى، والظواهر الجغرافية المتقاربة تكون أكثر ارتباطا وتشابها أكثر من الظواهر المتباعدة. والتتابعية المكانية لا تتوافق مع الأسس الإحصائية التي تفترض وجود الاستقلالية وسط البيانات الخاصة بالظواهر.
3- اختيار المقياس:
يعد المقياس Scale من أهم الموضوعات التي تهم التحليل المكاني، ونجد أن مجالات مختلفة تستخدم مفهوم المقياس الكبير Large Scale والمقياس الصغير Small Scale بصورة مختلفة، ولذلك يجب التأكد من أن نتائج التحليل المكاني خالية من أي تأثيرات للمقاييس.
موجهات التحليل المكاني :
للقيام بالتحليل المكاني في نظم المعلومات الجغرافية يجب مراعاة الآتي:
1. تجنب التعميم العلمي المفرط لخطوات الحل.
2. النظر إلى تحليل البيانات بعقلية واستكشافية.
3. التقيد بحدود التحليل الجغرافي.
4. تجنب استخدام الأساليب التي تتجاهل أو تلغي تأثير المكان.
5. التفكير جيداً قبل استخدام طرق التحليل في الجغرافية الكمية.
6. التنبه إلى التأثيرات التي تحدثها مشكلات البيانات على النتائج.
طرق التحليل المكاني والوصفي Spatial and Properties Analysis :
تمكن برمجيات نظم المعلومات الجغرافية القوية من ربط الطبقات المكانية بقاعدة البيانات الوصفية بصورة فعالة، وتسمح للمستخدم باستخدام قاعدة البيانات او الخرائط لإجراء التحليل .
اعادة تصنيف المعلومات المكانية وعرضها بطرق مختلفة :
1- طرق التصنيف والعرض:
- ضم مضلعات الي مضلعات اخري وازالة الحدود بينهما.
- اضافة مضلعات جديدة.
- اقتطاع اجزاء من الطبقة باستخدام clip
والاقتطاع clip : هو قص جزء من الطبقة ووضعه فوق طبقة اخريدون خلق طبقة جديدة لهذا الجزء المقتطع. ويتم برسم مربع فوق المنطقة المراد قطعها مثل قطع نهر ووضعه فوق الاراضي الزراعية لتحديد المناطق التي تصل اليها مياه النهر مثلاً.
قناع Mask: وضع قناع للمناطق غير المرغوبة أي علي الطبقة يتضمن جعل المنطقة المراد رؤيتها شفافة وجعل المناطق الأخرى سوداء غير شفافة.كأنما نصنع نافذة في الطبقة تظهر لنا الظاهرة او الظواهر التي نريد رؤيتها.
احلال Cover Replace : وهي احلال الظواهر في الطبقة a محل الظواهر التي تقع عليها الطبقة b أي انها حلت مكانها وأخفتها ولم تعد ظاهرة .وفي هذه الحالة تكون الطبقة العلوية غير شفافة وهنا تبقي الطبقة العلوية شفافة للظواهر الاخري باستثناء المنطقة التي تم احلالها.
موزاييك Mosaic : وهي عملية اجراء تطبيق للظواهر التي لها نفس الاحداثيات دون أي اعتبار لابعاد الخريطة وحجمها.
تدوير Rotation : وهي عملية تحريك الطبقة بالاتجاهات المختلفة لمطابقتها يدويا مع خريطة اخرى .
صنع الحدود حول الظاهرة Buffers : صنع الحدود حول الظاهرة هي عملية صعبة يدوياً ، ويتم صنع النطاقات حول الظاهرة بتحديد مسافة النطاق الذي نرغب بتحديده حول الظاهرة. كأن نحدد 3 أمتار حول النهر النهر ليقوم البرنامج بصنع نطاق حوله.وقد نصنع نطاق دائري حول الظاهرة عن طريق تحديد قطر الدائرة التي نريد ان نرسمها حول الظاهرة .
وفي النظام الخلوي : فان المستخدم يقوم بتحديد عدد الخلايا التي يجب ان يشملها النطاق Buffers حول الظاهرة
تحليل التقاربية proximity Analysis ايجاد المسافة التي تفصل بين ظاهرتين او مكانين:
يمكن حساب المسافة بين الاماكن بالوقت المستغرق في قطع المسافة تبعا للعوائق او نوع الطريق وصفاتها
ايجاد اقرب مكان او افضل مكان
مدى تكتل الظواهر او الانشطة وذلك بقياس مدى بعد الظواهر عن بعضها البعض
نماذج الارتفاعات الرقمية Digital Elevation Models and Analysis (DEM) تستخدم في اظهار التباين في الارتفاعات :
الاستخدامات :
صنع الخرائط الطبوغرافية.
دراسة وتقدير مناطق بناء الطرق وتصميمها والأعمال الهندسية المصاحبة.
تمثيل سطح ارض بثلاثة ابعاد للأغراض العسكرية
تقدير مدي الرؤيا للأغراض المدنية والسياحية والعسكرية
مقارنة الاشكال الارضية
اجراء حسابات تتعلق لدرجات الانحدار Slopeواتجاهه Aspect Slope ومقاطع الانحدار Slope Face
استخدامها كخلفيات للخرائط لأغراض التحليل
تقدير الكثافات السكانية حسب نوع السطح
لتقدير الفترات المستغرقة في السفر.
لتحديد مسار واتجاه سريان مياه المطر على سطح الارض
إستخدام نظم المعلومات الجغرافية والاستشعار عن بعد والطرق الجيوفيزيائية في إدارة الموارد المائية :
إن التفسير المتكامل التي توفره نظم المعلومات الجغرافية لمختلف فروع العلوم لهو عصب الادارة الناجحة لموارد المياه التي تتطلب الإلمام بمختلف أوجه المنظومة المائية من حيث المصادر وتقيمها الأمثل والاستهلاك بحجمه الحالى والمستقبلي والحلول التنموية التي تراع مصلحة
الأجيال القادمة.
إن صور الأقمار الصناعية توفر كم هائل من المعلومات الجيولوجية والجغرافية لمنطقة الدراسة
تعتمد التفاصيل المستنتجة من صور الأقمار الصناعية على نوع الصور المستخدمة وأبعاد تمثيل كل نقطة عليها فى الطبيعة
تفاصيل أكثر متاحة باستخدام صور الأقمار الصناعية من نوع سبوت :
- تحديد مسارات الوديان باستخدام صور الأقمار الصناعية
- تحديد شبكة الطرق الرئيسية والفرعية وتحديثها حتى تاريخ صورة الأقمار الصناعية المستخدمة.
- فصل التفاصيل المستنتجة في خرائط منفصلة تمهيدا لاستخدامها مع معطيات أخرى تؤدى إلى تفسيرات متكاملة