ระบบสารสนเทศภมศาสตร Geographic Information System : GIS

ความหมาย “ระบบสารสนเทศภมศาสตร ( Geographic Information System : GIS )”

• ระบบสารสนเทศภมศาสตร หรอ Geographic Information System : GIS คอกระบวนการท างานเกยวกบขอมลในเชงพนทดวยระบบคอมพวเตอร ทใชก าหนดขอมลและสารสนเทศ ทมความสมพนธกบต าแหนงในเชงพนท เชน ทอย บานเลขท สมพนธกบต าแหนงในแผนท ต าแหนง เสนรง เสนแวง ขอมลและแผนทใน GIS เปนระบบขอมลสารสนเทศทอยในรปของตารางขอมล และฐานขอมลทมสวนสมพนธกบขอมลเชงพนท (Spatial Data) ซงรปแบบและความสมพนธของขอมลเชงพนททงหลาย จะสามารถน ามาวเคราะหดวย GIS และท าใหสอความหมายในเรองการเปลยนแปลงทสมพนธกบเวลาได เชน การแพรขยายของโรคระบาด การเคลอนยาย ถนฐาน การบกรกท าลาย การเปลยนแปลงของการใชพนท ฯลฯ ขอมลเหลาน เมอปรากฏบนแผนทท าใหสามารถแปลและสอความหมาย ใชงานไดงาย

ระบบสารสนเทศภมศาสตร

ลกษณะขอมลภมศาสตร (Geographic Features) ปรากฏการณ หรอวตถตางๆ ทอยรอบๆ ตวเรา

• สภาพแวดลอมทางธรรมชาต • สภาพแวดลอมทมนษยสรางขน

แสดงลงบนแผนท ดวย

• จด (Point) • เสน (line) • พนท (Area หรอ Polygon) • ตวอกษร (Text)

อธบายลกษณะสงทปรากฏ ดวย

• ส (Color) • สญลกษณ (Symbol) • ขอความบรรยาย (Annotation)

ทตง (Location) ลกษณะขอมลภมศาสตรจะตองแสดงถงทตงทางภมศาสตรและทตงสมพนธของสถานทหรอสงตางๆ บนโลก

GIS และ MIS

• GIS เปนระบบขอมลขาวสารทเกบไวในคอมพวเตอร แตสามารถแปลความหมายเชอมโยงกบสภาพภมศาสตรอนๆ สภาพทองท สภาพการท างานของระบบสมพนธกบสดสวนระยะทางและพนทจรงบนแผนท

• ขอแตกตางระหวาง GIS กบ MIS นนสามารถพจารณาไดจากลกษณะของขอมล คอ ขอมลทจดเกบใน GIS มลกษณะเปนขอมลเชงพนท (Spatial Data) ทแสดงในรปของภาพ (graphic) แผนท (map) ทเชอมโยงกบขอมลเชงบรรยาย (Attribute Data) หรอฐานขอมล (Database)การเชอมโยงขอมลทงสองประเภทเขาดวยกน จะท าใหผใชสามารถทจะแสดงขอมลทงสองประเภทไดพรอมๆ กน เชนสามารถจะคนหาต าแหนงของจดตรวจวดควนด า – ควนขาวไดโดยการระบชอจดตรวจ หรอในทางตรงกนขาม สามารถทจะสอบถามรายละเอยดของ จดตรวจจากต าแหนงทเลอกขนมา

GIS และ MIS

• MIS ทแสดง ภาพเพยงอยางเดยว โดยจะขาดการเชอมโยงกบฐานขอมลทเชอมโยงกบรปภาพนน เชนใน CAD (Computer Aid Design) จะเปนภาพเพยงอยางเดยว แตแผนทใน GIS จะมความสมพนธกบต าแหนงในเชงพนททางภมศาสตร คอคาพกดทแนนอน ขอมลใน GIS ทงขอมลเชงพนทและขอมลเชงบรรยาย สามารถอางองถงต าแหนงทมอยจรงบนพนโลกไดโดยอาศยระบบพกดทางภมศาสตร (Geocode) ซงจะสามารถอางองไดทงทางตรงและทางออม

• ขอมลใน GIS ทอางองกบพนผวโลกโดยตรง หมายถง ขอมลทมคาพกดหรอมต าแหนงจรงบนพนโลกหรอในแผนท เชน ต าแหนงอาคาร ถนน ฯลฯ ส าหรบขอมล GIS ทจะอางองกบขอมลบนพนโลกไดโดยทางออมไดแก ขอมลของบาน(รวมถงบานเลขท ซอย เขต แขวง จงหวด และรหสไปรษณย) โดยจากขอมลทอย เราสามารถทราบไดวาบานหลงนมต าแหนงอย ณ ทใดบนพนโลก เนองจากบานทกหลงจะมทอยไมซ ากน

องคประกอบของ GIS ( Components of GIS )

องคประกอบของ GIS ( Components of GIS )

• องคประกอบหลกของระบบ GIS จดแบงออกเปน 5 สวนใหญ ๆ คอ อปกรณคอมพวเตอร (Hardware) โปรแกรม (Software) ขนตอนการท างาน (Methods) ขอมล (Data) และบคลากร (People) โดยมรายละเอยดของแตละองคประกอบดงตอไปน 1. อปกรณคอมพวเตอร คอ เครองคอมพวเตอรรวมไปถงอปกรณตอพวงตาง ๆ เชน Digitizer, Scanner, Plotter, Printer หรออน ๆ เพอใชในการน าเขาขอมล ประมวลผล แสดงผล และผลตผลลพธของการท างาน 2. โปรแกรม คอชดของค าสงส าเรจรป เชน โปรแกรม Arc/Info, MapInfo ฯลฯ ซงประกอบดวยฟงกชน การท างานและเครองมอทจ าเปนตาง ๆ ส าหรบน าเขาและปรบแตงขอมล, จดการระบบฐานขอมล, เรยกคน, วเคราะห และ จ าลองภาพ 3. ขอมล คอขอมลตาง ๆ ทจะใชในระบบ GIS และถกจดเกบในรปแบบของฐานขอมลโดยไดรบการดแล จากระบบจดการฐานขอมลหรอ DBMS ขอมลจะเปนองคประกอบทส าคญรองลงมาจากบคลากร 4. บคลากร คอ ผปฏบตงานซงเกยวของกบระบบสารสนเทศภมศาสตร เชน ผน าเขาขอมล ชางเทคนค ผดแลระบบฐานขอมล ผเชยวชาญส าหรบวเคราะหขอมล ผบรหารซงตองใชขอมลในการตดสนใจ บคลากรจะเปนองคประกอบทส าคญทสดในระบบ GIS เนองจากถาขาดบคลากร ขอมลทมอยมากมายมหาศาลนน กจะเปนเพยงขยะไมมคณคาใดเลยเพราะไมไดถกน าไปใชงาน อาจจะกลาวไดวา ถาขาดบคลากรกจะไมมระบบ GIS 5. วธการหรอขนตอนการท างาน คอวธการทองคกรนน ๆ น าเอาระบบ GIS ไปใชงานโดยแตละ ระบบแตละองคกรยอมความแตกตางกนออกไป ฉะนนผปฏบตงานตองเลอกวธการในการจดการกบปญหาทเหมาะสมทสดส าหรบของหนวยงานนน ๆ เอง

หนาทของ GIS ( How GIS Works ) 1. การน าเขาขอมล (Input)

กอนทขอมลทางภมศาสตรจะถกใชงานไดในระบบสารสนเทศภมศาสตร ขอมลจะตองไดรบการแปลง ใหมาอยในรปแบบของขอมลเชงตวเลข (digital format) เสยกอน เชน จากแผนทกระดาษไปสขอมลใน รปแบบดจตอลหรอแฟมขอมลบนเครองคอมพวเตอรอปกรณทใชในการน าเขาเชน Digitizer Scanner หรอ Keyboard เปนตน

2. การปรบแตงขอมล (Manipulation) ขอมลทไดรบเขาสระบบบางอยางจ าเปนตองไดรบการปรบแตงใหเหมาะสมกบงาน เชน ขอมลบางอยางมขนาด หรอสเกล (scale) ทแตกตางกน หรอใชระบบพกดแผนททแตกตางกน ขอมลเหลานจะตองไดรบการปรบใหอยใน ระดบเดยวกนเสยกอน

3. การบรหารขอมล (Management) ระบบจดการฐานขอมลหรอ DBMS จะถกน ามาใชในการบรหารขอมลเพอการท างานทมประสทธภาพในระบบ GIS DBMS ทไดรบการเชอถอและนยมใชกนอยางกวางขวางทสดคอ DBMS แบบ Relational หรอระบบจดการฐานขอมลแบบสมพทธ (DBMS) ซงมหลกการท างานพนฐานดงนคอ ขอมลจะถกจดเกบ ในรปของตารางหลาย ๆ ตาราง

4. การเรยกคนและวเคราะหขอมล (Query and Analysis) เมอระบบ GIS มความพรอมในเรองของขอมลแลว ขนตอนตอไป คอ การน าขอมลเหลานมาใชใหเกด ประโยชน เชน

- ใครคอเจาของกรรมสทธในทดนผนทตดกบโรงเรยน ? - เมองสองเมองนมระยะหางกนกกโลเมตร ? - ดนชนดใดบางทเหมาะส าหรบปลกออย ?

แผนท และ ขอมลเชงพนท

แผนท คอ สงทแสดงลกษณะของผวโลก ทงทเปนอยตามธรรมชาตและทมนษยสรางขนโดยแสดงลงบนพนราบ อาศยการยอสวนใหเลกลงตามขนาดทตองการและใชเครองหมายหรอสญลกษณแทนสงทปรากฏอย บนผวโลก • ขอมลเชงพนท (Spatial data) มสวนประกอบ 2 สวน คอ

ขอมลเชงภาพ (Graphic data) สามารถแทนไดดวย 2 รปแบบพนฐาน – ขอมลแบบเวกเตอร (Vector format) – ขอมลแบบแรสเตอร (Rastor format)

ขอมลอรรถธบาย (Attribute data) เปนขอความอธบายทมความสมพนธกบขอมลเชงภาพเหลานน เชน ชอถนน, ลกษณะ พนผว และจ านวนชองทางวงของเสนถนนแตละเสน เปนตน

เทคนคและวธการน าเขาขอมล การน าเขาขอมล (Input data) เปนกระบวนการบนทกขอมลเขาสคอมพวเตอร การสรางฐานขอมลทละเอยด ถกตอง เปนสงส าคญอยางยงในการปฏบตงานดวยระบบสารสนเทศภมศาสตรซงจ าเปนตองมการประเมนคณภาพขอมล ทจะน าเขาสระบบในเรองแหลงทมาของขอมล วธการส ารวจขอมลมาตราสวนของแผนท ความถกตอง ความละเอยด พนททขอมลครอบคลมถงและปทจดท าขอมล เพอประเมนคณภาพ และคกเลอกขอมลทจะน าเขาสระบบฐานขอมล

• การน าเขาขอมลเชงพนท

• ส าหรบขนตอนการน าเขาขอมลเชงพนทอายท าไดหลายวธ แตทนยมท ากนในปจจบนไดแก การดจไทซ (Digitize) และการกวาดตรวจ (Scan) ซงทง 2 วธตางกมขอด และขอดอยตางกนไปกลาวคอการน าเขาขอมลโดยวธกวาดตรวจจะมความรวดเรวและ ถกตองมากกวาวธการเขาขอมลแผนทโดยโตะดจไทซและเหมาะส าหรบงานทมปรมาณมาก แตการน าเขาขอมลโดยการดจไทซจะสนเปลองคาใชจายนอยกวาและเหมาะส าหรบงานทมปรมาณนอย

• การใชเครองอานพกด (Digitizer) เปนการแปลงขอมลเขาสระบบโดยน าแผนทมาตรงบนโตะ และก าหนดจดอางอง (control point) อยางนอยจ านวน 4 จด แลวน าตวชต าแหนง (Cursor) ลากไปตามเสนของรายละเอยดบนแผนท

• การใชเครองกวาดภาพ (Scanner) เปนเครองมอทวดความเขมของแสงทสะทอนจากลายเสนบนแผนท ผลลพธเปนขอมลในรปแบบแรสเตอร (raster format) ซงเกบขอมลในรปของตารางกรดสเหลยม (pixel) คาความคมชดหรอความละเอยดมหนวยวดเปน DPI : dot per inch แลวท าการแปลงขอมลแรสเตอร เปนขอมลเวกเตอร ทเรยกวา Raster to Vecter conversion ดวยโปรแกรม GEOVEC for Microstation หรอ R2V

• การน าเขาขอมลเชงบรรยาย

• ขอมลเชงบรรยายทจ าแนกและจดหมวดหมแลว น าเขาสระบบฐานขอมลดวยแปนพมพ (Keyboard) ส าหรบโปรแกรม PC ARC/Info จะจดเกบขอมลในรปแบบของ dBASE ดวยค าสง Tables สวนโปรแกรมจดการฐานขอมลแบบ Relational data base ทวๆ ไปบนเครอง PC เชน Foxpro, Access หรอ Excel จ าเปนตองแปลงขอมลใหเขาอยในรปของ DBF file กอนการน าเขาส PC ARC/Info

แบบฝกหดทายบท

• จงอธบาย ระบบสารสนเทศภมศาสตร มาพอเขาใจ

• องคประกอบของ GIS ( Components of GIS ) มอะไรบางจงเขยนมาพอเขาใจ

• จงเขยนอธบาย แผนท และ ขอมลเชงพนท มาพอเขาใจ

• เทคนคและวธการน าเขาขอมล ระบบสารสนเทศภมศาสตร มขนตอนอะไรบางจงอธบายมาพอเขาใจ

อางอง

• ผศ. ดร. สมบต ศนยวจยภมสารสนเทศเพอประเทศไทย www.gisthai.org ภาควชาธรณวทยา คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย