فهرست مطالب
1-1مقدمه    1
1-2- سيستم اطلاعات جغرافيايي    2
1-2-1- تعريف سيستم اطلاعات جغرافيايي    2
1-2-2- تاريخچه    2
1-2-3- عناصر كليدي براي توسعه GIS    3
1-2-4 - وظیفه سیستم اطلاعات جغرافیایی ( GIS):    3
1-3- اجزای سیستم اطلاعات جغرافیایی:    4
1-3-1 نیروی متخصص:    4
1-3-2  کامپیوتر:    4
1-3-3 داده:    4
1-4-  داده های مکانی در GIS:    4
1-4-1-داده های برداری:    5
1-4-1-1- مدل اسپاگیتی:    5
1-4-1-2- مدل توپولوژی:    6
1-4-1-3-  مدل شبکه نامنظم مثلثی:    6
1-4-2- داده های رستری:    7
1- 5- داده های توصیفی:    8
1-6- منابع تامین کننده داده های مکانی:    8
1-6-1- نکاتی در خصوص سنجنده ها:    8
1-6-1-1-قدرت تفکیک طیفی    9
1-6-1-2- قدرت تفکیک مکانی    9
1-7- ورودی داده ها    10
1-8- خروجی داده ها    10
1-9- سوالاتی که GIS قادر به پاسخ گویی می‌باشد:    11
1-9-1- سوالات مربوط به یک مکان    11
1-9-2- سوالات شرطی    11
1-9-3- بررسی روند    11
1-9-4- الگو    11
1-9-5- مدل سازی    12
1-10- ویژگی های یک سیستم اطلاعات جغرافیایی    12
1-10-1- ویژگیهای عوارض مکان دار جغرافیایی ثبت شده    13
1-11- کاربردهای GIS    13
1-11-1- کاربرد GISدر زمین شناسی    14
1-12- نقشه    15
1-12-1- طول جغرافیایی:    15
1-12-2- عرض جغرافیایی:    15
1-12-3- سطح مقایسه:    15
1-12-4- مقیاس نقشه:    15
1-12-5- سیستم تصویر نقشه ها:    16
1-12-6- سیستم تصویر لامبرت:    16
1-12-7- سیستم جهانی عرضی    16
1-12-7-1-ایران در سیستم UTM    18
1-13- سیستم موقعیت یاب جهانی در سیستم اطلاعات جغرافیایی    18
1-14- نتیجه گیری    20
2-1- مقدمه    21
2-2- روش تحقیق نرم افزار نویسی    21
2-3- سیستم اطلاعات جغرافیایی تحت وب چگونه کار می‌کند    21
2-4- نقشه اینترنتی    21
2-4-1- نقشه های اینترنتی ایستا    22
2-4-2- نقشه های اینترنتی پویا    22
2-4-3- مزایای نقشه پویا    22
2-4-4- نقشه های اینترنتی محاوره ای    22
2-5- نوع اطلاعات انتقالی    23
2-6-فایل های GIS    24
2-7- روش خواندن فایل بانک اطلاعاتی نقشه    24
3-1- گزارش وضعيت استقرار سيستم GIS    46
3-2- تعريف GIS: G.I.S (Geographic Information Systems)    47
3-2-1-  تعريف عمومي:    47
3-3- کاربرد GIS در مدیریت بحران:    47
3-4- چند ملاحظه‌ در بكارگيري‌ سيستم‌هاي‌ اطلاعات جغرافيايي‌  GIS:    48
3-5- ضرورت بکارگیری GIS در را ه و ترابری:    48
3-6- تهیه مدل مفهومی:    49
3-7- تهيه نقشه آسيبپذيري و حريم نقطهاي سفرههاي آب زيرزميني اداره کل جنگلداری استان 
گلستان    53
3-7-1- تهيه نقشه آسيبپذيري با استفاده از شاخص DRASTIC    53
3-7-2- تغذيه خالص    53
3-7-3-  نقشه شيب    53
3-7-4- هدايت هيدروليكي    53
3-7-5- محيط آبخوان    54
3-7-6-تأثير منطقه غيراشباع    54
3-7-7- محيط خاك    55
3-7-8- شاخص آسيب پذيري سفره آب زيرزميني    55
3-8- مراحل روند تهيه يك نقشه    55
3-8-1- مرحله اول    55
3-8-2- مرحله دوم    56
3-8-2-1- ميانيابي    56
3-8-3- مرحله سوم    57
3-8-4- مرحله چهارم    58
3-8-5- مرحله پنجم    59
3-8-6- مرحله ششم    60
3-8-7- تهيه نقشه نهايي شاخص DRASTIC:    61
 
1-1مقدمه
در زمان گذشته براي كار با نقشه ها از نقشه‌هاي كاغذي كه اغلب بسيار عريض و طويل بودند استفاده مي‌‌شد و كاربران مجبور بودند براي اينكه نقشه اي با جزئيات كامل داشته باشند، يا شهر ها را به مناطق مختلف تقسيم كنند و نقشه هر يك را به صورت جداگانه داشته باشند و يا نقشه اي با ابعاد بزرگ توليد كنند كه در هر دو حالت يك نقشه كامل با تمام جزئيات در دسترس نبود و اگر هم بود قابل حمل نبود و مشكلات خاص خود را داشت.
با گذشت زمان و پيشرفت تكنولوژي و به وجود آمدن رايانه پنجره جديدي براي كار با نقشه ها باز شد كه مزاياي بسياري را در اختيار كاربران قرارداد براي مثال، يك نقشه كامل با تمام جزئيات قابل نگهداري بر روي يك رايانه كوچك قابل حمل بود اما هميشه اين چالش وجود داشت كه به جاي استفاده يك نفر از يك نقشه، چندين نفر از سراسر جهان از همين نقشه و اطلاعاتي كه ساير كاربران بر روي نقشه در ج كرده اند استفاده كنند.براي مثال در يك كشور يك نقشه واحد وجود داشته باشد و در هر شهر و در هر منطقه نيروهاي پليس و ساير دستگاه‌هاي ذيربط اطلاعات تصادفات و مرگ ومير ناشي از تصادفات همان منطقه بر روي نقشه ثبت كنند و تمام نيروهاي پليس از سراسر كشور تصادفات ثبت شده را لحظه به لحظه از روي نقشه ملاحظه نمايند و مديران جهت بهبود امور تصميمات مقتضي را اتخاذ نمايند با به وجود آمدن اينترنت بسياري از مقاصد فوق قابل محقق شدن است بدين صورت كه بايد ابزاري توليد نمود كه نقشه ها را تحت وب نمايش داده و امكانات مختلف را در اختيار كاربر قرار دهد. در راستاي نيل به اين هدف كشورهاي خارجي گام‌هاي بلندي برداشته اند اما در داخل كشور به صورت بومي بر روي اين مورد تمركزي صورت نگرفته و اغلب جهت مقاصد مختلف از همان ابزار توليد شده توسط كشورهاي خارجي استفاده مي‌‌گردد.
در اين فصل يافتهاي ديگر محققان در خصوص سيستم اطلاعات جغرافيايي وجزئيات آن كه شامل مفاهيم تئوري است، ارائه مي‌‌گردد.
1-2- سيستم اطلاعات جغرافيايي
1-2-1- تعريف سيستم اطلاعات جغرافيايي
سيستم اطلاعات جغرافيايي كه از اين به بعد آنرا GIS  مي‌‌ناميم مجموعه اي سازمان يافته از سخت افزار، نرم افزارهاي كامپيوتري، داده‌هاي مكان مرجع شامل داده‌هاي توصيفي مكاني، افراد متخصص و الگوريتم هاست كه به منظور گردآوري، ذخيره سازي، به هنگام سازي، پردازش، بازيافت، تجزيه وتحليل و ارائه شكل‌هاي مختلف اطلاعات مكان مرجع طراحي وايجاد شده و به بيان مشخصات و ويژگي‌هاي جغرافيايي داده ها مي‌‌پردازد.
1-2-2- تاريخچه
اولين نمونه از يك GIS ملي GIS كانادا است كه از اواخر 1960 به اين طرف به صورت پيوسته مورد استفاده قرار گرفته است در ده‌هاي 1970 و1980 ميلادي پيشرفت‌هاي قابل ملا حظه اي در فناوري GIS به وجود آمده به طوري كه عبارت سيستم اطلاعات جغرافيايي  در مورد مجموعه ابزارهايي براي تحليل و نمايش نقشه ها و ادغام فنون و شيوه‌هاي آماري و نقشه اي و كاربرد فراگير تر ان به ويژه براي تحليل تاثيرات وخط مش‌هاي دولتي به كار گرفته شده در حالي كه سابقه فناوري در كشورهاي غربي از جمله كانادا و امريكا به بيش از 40 سال مي‌‌رسد. اين فناوري در اغلب كشور‌هاي جهان سوم بسيار جوان مي‌‌باشد.
در ايران اولين مركزي كه به صورت رسمي استفاده از سيستم اطلاعات  جغرافيايي را آغز كرد سازمان نقشه برداري كشور بود كه در سال 1369 بر اساس مصوبه مجلس عهده دار طرح بكارگيري اين سيستم شد. اين سازمان در حال حاضر توپوگرافي 125000از عكس‌هاي هوايي با مقياس 140000 مي‌‌باشد و اين فرصتي است براي تبديل اين نقشه ها به ساختارهاي رقومي و تاسيس پايگاه توپوگرافي ملي كه نياز‌هاي كاربران را در زمينه GIS بر آورده مي‌‌كند در همين راستا شوراي ملي كاربران GIS به منظور سياست گذاري برنامه ريزي و هماهنگ سازي فعاليت ها در زمينه GIS، تحليل نيازمندي ها و همچنين بهره برداري شايسته از كليه ظرفيت‌هاي علمي، فني و نيروي انساني در راستاي ايجاد و بكارگيري  GIS  وبا توجه به وظايف سازمان نقشه برداري كشور در خصوص تدوين و ايجاد سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي ملي در دي ما ه 1372 تاسيس گرديد.
1-2-3- عناصر كليدي براي توسعه GIS 
اصولا 5 زمینه کلی زیر به عنوان عناصر کلیدی برای توسعه   GIS  از ديگر موارد بصورت برجسته تر وجود دارد.   
 1. معماری چشم انداز
2. علوم کامپیوتری
3.علوم جغرافیا
4.سنجش از دور
5. کارتوگرافی معماران
1-2-4 - وظیفه سیستم اطلاعات جغرافیایی ( GIS):          
وظیفه اصلی یک سیستم اطلاعاتی نوعی عملیات بر روی داده هاست که به کمک آن بتوان سریعتر، دقیق تر و بهینه تر بر روی مسائل مربوط به این داده هاتصمیم گیری کرد.این مراحل از جمع آوری داده ها، تغییر فرمت و ذخیره سازی آنها آغاز شده  و شامل مسائل مدیریت، تجزیه و تحلیل و مدلسازی می‌گردد و مارا در جستجو وتهیه فضای پرسش و پاسخ بر روی حجم بالای اطلاعات و نمایش داده های توصیفی در مدت زمان بسیار کوتاه یاری می‌کند. یک سیستم اطلاعات جغرافیایی به دو دسته تقسیم می‌شوند: داده های مکانی که نشان دهنده موقعیت و شکل عوارض بوده و داده های توصیفی که بیانگر ویژگی ها و خصوصیات عوارض می‌باشد.
 
1-3- اجزای سیستم اطلاعات جغرافیایی:
1-3-1 نیروی متخصص:
نیروی متخصص وظیفه طراحی و پیاده سازی و همچنین بهنگام سازی داده ها و اطلاعات را بر عهده دارد.
1-3-2  کامپیوتر:
کامپیوتر شامل سخت افزار و نرم افزار مناسب است که جهت ذخیره سازی، بهنگام سازی و تجزیه و تحلیل داده ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
1-3-3 داده:
منظور از داده، داده های مکانی و توصیفی می‌باشد.
1-4-  داده های مکانی در GIS:   
نظیر کیلومتراژ و موقعیت عوارضی چون ریل بالاست، تراورس، یابند، سوزن، ایستگاه، تونل، پل، تراشه، شیب و فراز، قوس، دیزل، واگن انشعاب برق وتلفن ومخزن سوخت،ساختمان اداری وغیره.سیستم اطلاعات جغرافیایی وکامپیوتر ها را نمی توان به طور مستقیم برای جهان واقعی بکار برد، زیرا کامپیوتر های دیجیتالی بر اساس اعداد یا کاراکتر هایی که در درون خود به صورت اعداد دو رقمی نگهداری می‌کنند، عمل می‌نمایند. بنابراین پدیده های مورد نظر در جهان واقعی در یک سیستم کامپیوتری باید به شکل نمادین عرضه شوند.پس ابتدا باید مرحله جمع آوری داده ها انجام گیرد و سپس فرایند فشرده سازی گستره زمین شناسی، ساختار،خواص ژئو فیزیکی یا هر ویژگی از سطح زمین که اطلاعات آن گرد آوری شده بود،به شکل قابل دستیابی در کامپیوتر با استفاده از مدلهای نمادین صورت گیرد.
1-4-1-داده های برداری:
در این مدل اشیاء یا موقعیتها در جهان واقعی به وسیلهنقاط و خطوطی که مرز های آنها را تعیین می‌کنندنمایش داده می‌شوند.مکان عوارض با استفاده از سیستم مختصات کارتزین(X,Y) که دارای دامنه تقریبا پیوسته مختصات می‌باشد بیان می‌شود.موقعیتها در این مدل با استفاده از یک سیستم مختصات جغرافیایی استانداردمانند سیستم تقسیم بندی عرضی، مبنای محلی یا طول و عرض جغرافیایی ذخیره می‌گردند. نقطه به صورت یک سری (X,Y) و سطح به صورت حلقه بسته ای از (X,Y) ها ذخیره می‌گردد. این مدل نسبت به مدل رستری قابلیت انعطاف ودقت بیشتر وهمچنین نسبت به مدل رستری حجم کمتری دارد، اما ساختار آن پیچیده است. مدل های داده ای اسپاگیتی، توپولوژی وشبکه نامنظم مدل برداری محسوب می‌شود.
 
شکل(1-1 )مدل برداری
1-4-1-1- مدل اسپاگیتی:             
در این مدل نقشه جز به جز به لیستی از مختصات (X,Y) برگردانده می‌شود.
دراین فایل داده های مکانی مجموعه ای است از رشته مختصات بدون ساختار داخلی که مرزمشترک بین دو پلیگون مجاور دو بار ذخیره می‌شود.ارتباط مکانی عوارض در این مدل کد گذاری نمی شود.به طور مثال اطلاعاتی در مورد عوارض مجاور هر پیلیگون ثبت نمی گردد.ارتباط مکانی عوارض باید به وسیله محاسبات بازسازی شود.مدل اسپاگتی برای چاپ نقشه های رقومی موثر استچون اطلاعاتی بیشتر از اطلاعات مورد نیاز برای ترسیم ذخیره نمی گردد. ساختار ذخیره سازی اطلاعات در سیستم های CAD مثالی از مدل اسپاگیتی می‌باشد.
  1-4-1-2- مدل توپولوژی:
در مدل توپولوژی مرزهای پلیگونها به صورت یکسری از طاق ها (ARC) و گره ها شکسته ورابطه فضایی بین آنها به طور صریح  در جداول توصیفی(Nodes) تعریف می‌شود.بدون توپولوژی عوارض مجاور هم فاقد شناسایی است. مدل توپولوژی پر استفاده ترین روش کد گذاری ارتباط های مکانی در Attribute table می‌باشد به طوری که آنالیزهای مجاورت و پیوستگی با استفاده از توپو لوژی انجام می‌شوند.
مزیت:
آنالیز مکانی بدون استفاده از مختصات ( مجاورت وپیوستگی ) امکان پذیر است.به بیان دیگر با استفاده از توپولوژی می‌توان از محاسبات  وقت گیر برای بدست آوردن ارتباط های مکانی از طریق مختصات هندسی جلوگیری نمود.
عیب:
ایجاد ساختار توپولوژی  هزینه وزمان بیشتری به کاربر تحمیل می‌کند. ورود نقشه جدید یا تغییر در نقشه موجود باعث تغییر در توپولوژی می‌شود.
1-4-1-3-  مدل شبکه نامنظم مثلثی:
مدل شبکه نامنظم مثلثی مدل توپولوژی – برداری برای نمایش سطح زمین است. این مدل عوارض  سطح زمین را مانند مجموعه ای در سطوح  مثلث بهم پیوسته نمایش می‌دهد 
الگوریتم های (TTN) در روش تولید شبکه های مثلثی متفاوت بوده ودارای نتایج متفاوت هستند. در عمل مثلث بندی که در آنها مثلث های متوازی الاضلاع هستند برای نمایش سطح دقیق ترند. با استفاده  از مدل (TTN) مشخصات سطح زمین مانند شیب  (ُSLOPE) وجهت شیب (ASPECT) برای  هر سطح محاسبه گردیده و به عنوان توصیفات  آن سطح محاسبه و مطابق روش ذخیره توصیفات در پلیگونها ذخیره می‌گردند.از این آنالیزها بعدا در آنالیزهای مربوط به مشخصات سطح زمین استفاده می‌گردد.در حالت عکس روند پیشرفت بیشتر به سمت بکارگیری هر چه بیشتر توپولوژی درGIS  است.
1-4-2- داده های رستری:
مدل داده رستری در فرم ساده آن شامل یک شبکه منظم از سلول های مر بعی می‌باشد این سلول ها هم اندازه و تقسیم ناپذیر بوده و پیکسل نامیده می‌شود.
موقعیت هر پیکسل به وسیله  شماره سطر وستون آن تعریف می‌گردد.مقدار تشخیص داده شده به هر سلول نمایانگر نوع وچگونگی اطلاعات توصیفی آن است.هر چه ابعاد پیکسل ها  کمتر باشد ضریب تفکیک تصویر بالاتر است.عوارض به عنوان اشیاء مستقل شناسایی نمی شوند بلکه بوسیله گروهی از سلول ها با شرایط خاص نمایش داده می‌شوند.
 
شکل (1-2) توصیف داده های رستری     
 
 
شکل (1-3) نمونه ای از مدل رستری
1- 5- داده های توصیفی: 
عبارت است از مشخصات و توضیحات مربوط به عوارض مکانی نظیر هندسه خطوط، شیب و فراز، ایستگاه ها، ریل، تراورس، قطعه،ناحیه،بلاک، بخش،نرخ تردد، مشخصات وضعیت زیر ساختی مانند جنس لایه ها و...
1-6- منابع تامین کننده داده های مکانی:
منابع تامين كننده داده‌هاي مكاني مورد نياز يك سيستم اطلاعات جغرافيايي مي‌‌تواند از منابع مختلفي از جمله موارد زير جمع آوري و تامين شود:
1)    اسناد، مدارك و نقشه‌هاي موجود
2)    نقشه برداري زميني
3)    سيستم  تعيين  موقعيت  جهاني (GPS)
4)    عكس‌هاي هوايي ( تكنيك فتو گرا متري )
1-6-1- نکاتی در خصوص سنجنده ها:
1-قدرت تفکیک طیفی
2-قدرت تفکیک مکانی
3-قدرت تفکیک رادیومتریک
4-قدرت تفکیک زمانی
5-عرض محدوده برداشت تصویر
6- امکان دید سه بعدی
7- قیمت
1-6-1-1-قدرت تفکیک طیفی
دو نوع هشت بیت ودو بیت به وضوح در شکل مشخص است
2 بیتی                          8بیتی
 
شکل (1-4) قدرت تفکیک طیفی...