بخشی از مقاله
چکیده
تمام بخش های صنعت کشاورزی ، از فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی - جی.آی . اس : - GIS1 برای به اشتراک گذاری داده ها، افزایش بازده، پیش بینی نتایج، و بهبود شیوه های کسب و کار استفاده می کنند. با استفاده از فناوری جی.آی .اس - GIS - در فعالیت های کشاورزی، قادر هستیم منابع و مسئولیت ها را به شکلی موثرتر مدیریت کرده ، و پورتال هایی را طراحی کنیم که مقادیر زیادی از اطلاعات کشاورزی و نقشه های پویا را انتشار داده، و از جوامع کشاورزی حمایت می کنند.
تولید کنندگان با استفاده از GIS می توانند مزارع خود را با انبوهی از اطلاعات گزارش ها و نقشه هایی که به آنها چشم انداز منحصر به فردی از فعالیت های آن ها می دهد بهتر مدیریت کنند. قابلیت های تحلیلی قوی GIS مجموعه ای از گزینه ها را برای مشاهده شرایط کشاورزی، و همچنین اندازه گیری و نظارت بر اثرات شیوه های مدیریت مزرعه ارائه می دهد.
تکنولوژی سنجش از دور - remote sensing - هنگامی که با تکنولوژی GIS همراه شده و مورد استفاده قرار گیرد می تواند به دقت ورودی ها را کنترل و تعیین کرده، در هزینه ها صرفه جویی نموده و میزان آسیب به خاک را کاهش دهد. علاوه بر این، مدیران بخش کشاورزی از GIS برای ارائه برنامه های کاربردی به دولت استفاده می کنند، تا در نتیجه آن فرآیندهای چند مرحله ای و وقت گیر ساده تر شده و با سهولت بیشتری انجام پذیرد.
مقدمه
درطول سه دهه گذشته یک تکنولوژی قدرتمند طرز نگرش وزندگی مردم را بدون آنکه کسی متوجه شود تغییر داده است . نام این تکنولوژی جی ای اس می باشد . همانند بسیاری از تکنولوژی های امروزی بیشتر مردم از جی ای اس بی خبرند درحالی که در 15 سال اخیر این تکنولوژی رشد چشمگیری داشته است و هم اکنون نیز هزاران نفر نیز از آن بهره می برند و تاثیر آن روی زندگی میلیون ها نفر مشهود است تاثیری که به اندازه وسعت تکنولوژی جی ای اس است .[19] به منظور اثبات این ادعا بیایید امور روزمره خود را دنبال کنیم تا ببینیم جی ای اس چگونه از راه هایی که به آن فکر هم نکرده ایم به ما کمک می کند.
امروزه فناوری اطلاعات به عنوان علمی که هدف آن تولید ,گسترش وحفظ امنیت می باشد توسعه شایا نی یافته و کاربرد آن به میزان چشم گیری زندگی بشر را متاثر کرده است یکی از حوزه های تاثیر فناوری اطلاعات بر سایر علوم که اکنون در کشورهای پیشرفته جهان بیش از گذشته خود را نشان می دهد ,حوزه تاثیر فناوری اطلاعات بر کشاورزی است . امروزه فناوری اطلاعات به عنوان بستری مطمئن وغیر قابل انکار برای گسترش کشاورزی دقیق به شمار می آید.
واژه کشاورزی دقیق برای اولین بار در دهه 80 میلادی در ایالت متحده امریکا عنوان گردید , این تعریف بر پایه تقاضاهایی بنا شده تا مسائل زیست محیطی را که نتیجه فعالیت کشاورزی هم چون استفاده از آفت کش ها وکود بود را حل نماید و علاوه بر آن با افزایش بهره وری از منابع آب وخاک وکاهش ضایعات آن , ضریب بهینه محصولات کشاورزی را افزایش دهد آزمایشات کشاورزی دقیق براساس مزارع بزرگ آغاز شد بر اساس مفاهیم فناوری اطلاعات ، مزرعه بزرگ را به واحد های کوچک تقسیم کردند و سپس کشاورزی دقیق به صورت مزرعه داری دقیق شناخته شد.
در طول ده سال گذشته کشاورزی دقیق به همراه توسعه فناوری اطلاعات در جهان خصوصا کشورهای توسعه یافته گسترش زیادی داشته است. از سال 1992 هر دو سال یک بار کنفرانس بین المللی »کشاورزی دقیق« به وسیله انجمن زراعت آمریکا ، انجمن علوم محصولات زراعی آمریکا و انجمن علوم خاک آمریکا برگزار می شود امروزه این علم به صورت یک رشته دانشگاهی تدریس می شود [10]وعلاوه بر این ,ماشین ها وتجهیزات مکانیزاسیون کشاورزی دقیق در امریکای شمالی و برخی کشور های اروپایی تولید می شود.[3]
این کشاورزی بر مبنای وجود ناهمگونی در سطح مزرعه و پردازش اطلاعات مربوط به نحوه توزیع این ناهمگونی در سطوح مختلف سخت افزارها - ماهواره ها، حسگرها و.... - و نرم افزارهای - نرم افزارهای رایانه ای مانند - GIS ویژه این کار است. [6 ] در این نوع کشاورزی که بیشتر در کشورهای توسعه یافته رایج است و برخی از کشورهای در حال توسعه هم در این زمینه گام هایی بر داشته اند با استفاده از سیستم موقعیت یاب جهانی - GPS2 - و سایر دستگاه های جدید، مزرعه را به واحدهای کوچکتر تبدیل نموده و برای هر واحد، خصوصیات و ویژگی های آن را تعریف و بر اساس یافته ها و اطلاعات علمی به دست آمده به مدیریت آن می پردازند.[1]
تعریف سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - Geographic Information System
نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی که در سه حرف GIS خلاصه شده و با همین سه حرف خوانده می شود، یک دنیا امکانات مطالعاتی و شناسایی در اختیار کارشناسان و محققان قرار می دهد. در واقع حفظ و نگهداری منابع طبیعی بدون استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی نمی تواند به طور مستند و منظم و قابل پیگیری، تحقق پیدا کند. GIS ، ابزار ضروری و مطمئنی برای مطالعات زیست محیطی است. با خواندن این مطلب به قابلیت های این نرم افزار بیشتر پی خواهید برد.
گام اول برای بهره برداری و درواقع بهره وری درست از منابع زیست محیطی، بشر نیازمند شناخت هرچه بیشتر این منابع، تفکیک وطبقه بندی آنها بوده است. بهطور اساسی نمیتوان بدون اطلاعات مربوط به شناسایی منابع - خواه اکولوژیکی و خواه اقتصادیا اجتماعی - فرایند برنامه ریزی استفاده متناسب از سرزمین یا به اصطلاح "آمایش سرزمین" را مهیا ساخت [14]در این راستا و برای ایجاد یک "نگرش سیستمی جامع" که مستلزم توسعه پایدار است نیازمند ابزار متعددی جهت شناسایی سرزمین و پدیدههای مکانی و گردآوری اطلاعات هستیم [15] روش های شناسایی منابع به دو بخش مستقیم و غیرمستقیم قابل تفکیک هستند.
در روش مستقیم میتوان به سرشماری، آماربرداری، فهرست برداری و نمونه گیری اشاره کرد و در روش غیرمستقیم، اسناد تصویری نظیر عکسهای هوایی، تصاویر ماهوارهای و نقشهها به شناسایی منابع و گردآوری اطلاعات کمک خواهند کرد. [12] پس از آن برای دستیابی به شناسنامه سرزمین، نیازمند تجزیه و تحلیل منابع هستیم که از جمله ابزار مطلوب در این راستا که استعداد طبیعی سرزمین را نمایان ساخته و از هرکدام از منابع به عنوان یک معیار در ارزیابی چندمعیاری، استفاده خواهد کرد- نرم افزار GIS است.
سیستم اطلاعات جغرافیایی - - GIS بستری برای ذخیره، نگهداری، مدیریت و تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی بوده و جهت کار همزمان با دادههایی که وابستگی مکانی - جغرافیایی - و توصیفی دارند، طراحی شده است - سایت . - gistech حجم زیاد داده و کاربردهای روزافزون آن ها در نظام های مختلف مرتبط با زمین نظیر منابع طبیعی، محیط زیست، خاک و زمین شناسی و … از یک سو و ماهیت پویایی و تغییرپذیری آنها در بعضی از نظامها از جمله منابع طبیعی و محیط زیست از سوی دیگر، ضرورت استفاده از ابزارهای الکترونیک کمکی و روشهای نوین را مطرح ساختهاند.
توسعه و تکامل بسیار سریع فناوری رایانهای در بخشهای سخت و نرم افزاری GIS در دهههای اخیر ابتدا امکانات و تسهیلات فنی بسیار زیادی در رابطه با پردازش هندسی و گرافیکی داده های مرتبط با زمین و همچنین سازماندهی، مدیریت و بکارگیری اطلاعات موضوعی را به طور مجزا از فراهم ساخت. تشخیص ضرورت در اختیار داشتن و بهکارگیری تسهیلات فوق بهطور یکپارچه و توامان در رابطه با دادههای زمینی، منجر به طراحی و ایجاد سیستمهای اطلاعات جغرافیایی شد [23]
در مورد موارد کاربرد و استفاده های چندجانبه از نرم افزار GIS در بخش های مختلف دانش مهندسی، بانکداری، خدمات اجتماعی و حتی علوم پزشکی، نوشتارهای فراوان چاپ و منتشر شده است اما آنچه در این مجال، به آن پرداخته شده توانایی و قابلیت آن در پیاده سازی مدل و تجزیه و تحلیل اطلاعات محیط زیستی است.
این سیستم بهراحتی قادر است همه نوع اطلاعات مکانی و توصیفی را به صورت نقشه، جدول و نمودار به نمایش درآورد. همچنین با تبدیل اطلاعات متعدد بهصورت رقومی و لایهبندی سطوح اطلاعی و برقراری ارتباط بین لایهها و حتی جداول توصیفی هرکدام از لایهها، میتوان بانک اطلاعاتی منسجم و پویایی از انبوه اطلاعات ذخیره کرد که قابلیت بازنگری، اعمال اصلاح و هرگونه تغییر را دارد.
سیستم اطلاعات جغرافیایی قادر است داده های مربوط به موقعیت مکانی پدیدهها را بههمراه اطلاعات توصیفی آنها بهطور یکپارچه نگهداری و بهطور همزمان جهت طراحی، برنامهریزی و حل مشکلات مورد استفاده قرار دهد . با بهرهگیری از این نرم افزار، منابع اکولوژیکی را میتوان در دو چارچوب ویژگیهای کلان سرزمین - ازجنبه جغرافیایی، اقلیمی یا ترکیبی از هردو - و همچنین بر اساس پایداری منابع، تفکیک کرد که در ایران هم برای تهیه نقشه واحد شکل زمین از منابع پایدار - نظیر طبقات شیب، جهت و ارتفاع - استفاده میشود.[12]
اجزاء GIS
یک سیستم GIS شامل یک سری داده ها است که به وسیله کاربران، با استفاده از سخت افزارها و نرم افزارها، دستیابی به یک سری اهداف عملیاتی را میسر می سازد.
کاربر - : - User باید مهارت در انتخاب و استفاده از ابزارها و شناخت کافی از اطلاعات داشته باشد.
نرم افزار - : - Software مجموعه نرم افزارهایی که در سیستم اطلاعاتی استفاده می شود مانند ARCGIS، ARCVIEW و .LANDSERF
سخت افزار - : - Hardware مجموعه سخت افزارهایی که در سیستم اطلاعاتی استفاده می شود مانند دوربین ها، پرینتر ها و سخت افزارهای رایانه ای.
داده : - Data - که قلب هر سامانه GIS است. این اطلاعات به این سؤالات پاسخ می دهند که چه شکلی است؟ کجاست؟ و چگونه با دیگر اشکال رابطه دارد؟
روش ها - : - Methods شیوه های صحیح استفاده از اطلاعات برای رسیدن به اهدافی که به خاطر آنها از GIS استفاده می شود.[8]
تاریخچه سیستم اطلااعات جغرافیایی - - GIS در کشاورزی
برای اولین بار در اواسط دهه 1960 در آمریکا کار بر روی اولین سیستم اطلاعات جغرافیایی آغاز شد. در این سیستم ها عکس های هوایی، اطلاعات کشاورزی، جنگلداری، خاک، زمین شناسی و نقشه های مربوطه مورد استفاده قرار گرفتند.[9]اولین جی آی اس، جی آی اس ملی کانادا است که در اواخر دهه1960 به وجود آمد و تاکنون مورد استفاده است.
در ایران، اولین مرکزی که به طور رسمی استفاده از این سامانه را در کشور آغاز کرد، سازمان نقشهبرداری کشور بود که در سال 1369 براساس مصوبه مجلس شورای اسلامی، عهدهدار طرح بهکارگیری این سامانه شد.[18] »شورای ملی کاربران سیستم های اطلاعات جغرافیایی« در دی ماه 1372 تأسیس گردیده است و هدف آن سیاستگذاری، برنامهریزی و هماهنگسازی فعالیتها در زمینه جیآیاس، تحلیل نیازمندیها و همچنین بهرهبرداری از ظرفیت های علمی، فنی و نیروی انسانی برای ایجاد و بکارگیری جیآیاس با توجه به وظایف سازمان نقشهبرداری کشور در خصوص ایجاد سیستمهای اطلاعات جغرافیایی ملی است.
پروژه ایجاد سیستم اطلاعات جغرافیایی در وزارت صنایع و معادن، از فروردین 1371 آغاز گردید و از این سیستم به طور گسترده در ارتباط با فعالیتهای آن استفاده میگردد. شهرداری تهران، وزارت مسکن و شهرسازی، وزارت جهاد کشاورزی، مؤسسه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، و سازمان جنگل ها و مراتع نیز از این سیستم استفاده میکنند.[18]
کاربردهای سیستم اطلااعات جغرافیایی - GIS -
این سیستم برای ثبت ، ذخیره سازی ، کنترل ، تلفیق ، به کار گیری ، تحلیل و نمایش داده هایی بکار می رود که به لحاظ مکانی زمین مرجع هستند . واژه - جغرافیا - نباید این ذهنیت را ایجاد کند که سیستم اطلاعاتی مورد بحث به داده های توپوگرافی ، نقشه و نقشه برداری محدود می شود.[4] امروزه با توجه به پیشرفت علوم و سیستمهای کامپیوتری فناوری در زمینه های زمین شناسی، کشاورزی، جنگلداری،مطالعات زیست محیطی ،منابع آب و آبخیزداری ، کاربردهای شهری،تجارت،صنعت، سازمانها و. ..کاربرد فراوانی پیدا نموده اند.[17]در بیان اینکه چرا ازGIS استفاده می شود می توان گفت کهGIS به کامل کردن و ارتباط دادن هرنوع داده یا اطلاعات با هر ترکیب فاصله ای یا فضایی،بدون توجه به منبع اطلاعات آن داده کمک می کند.
اگر در نظر بگیریم که از یکسو GIS امکانات سیستمی ، بانک اطلاعاتی و رایانه ای را با فناوری های کسب اطلاعات ماهواره ای و سنجش از راه دور و شبکه های اطلاع رسانی جهانی تلفیق کرده است و از سوی دیگر همه فعالیت های بشری و پدیده های طبیعی دارای ابعاد زمانی و مکانی هستند که می توانند روی لایه های مختلف یک نقشه دیجیتال همپوشانی داده شوند ، آنگاه قابلیت و مزایای این سیستم در دسترسی سریع به اطلاعات، جمع بندی انواع مختلف داده ها ، تحلیل اطلاعات به طور یکجا و با هم ، بهنگام سازی ، دقت و سرعت عمل بالای آن مشخص می شود.[4] موارد کاربرد GIS در حوزه فعالیت زیست محیطی فراوان است که از جمله میتوان به مثالهای زیر اشاره کرد:
- تعیین موقعیت فعلی، مدل پراکنش، الگوی مصرف یا بهره برداری و شرایط آتی یک منبع طبیعی یا یک پدیده انسانساخت.
- مطالعه روند تغییرات پوشش گیاهی و پوشش جانوری و شبیه سازی مکانی - مدلسازی پراکنش - .
- مطالعات خاکشناسی و تجزیه اجزاء واحد اراضی، زمین شناسی و ژئومورفولوژی، تغییر کاربری اراضی.
- تعیین اقلیم از طریق ساختن نقشههای متعدد نظیر منحنیهای هم دما، هم باران، هم تبخیرو مشخص کردن تغییرات اقلیمی
- مطالعات هیدرولوژی، میزان سفرههای آب زیرزمینی و ...
- تعیین استعداد طبیعی سرزمین و پتانسیل خاص منطقه مطالعاتی - که می تواند پارک ملی، پارک جنگلی، منطقه حفاظت شده، ذخیره گاه بیوسفر، تالاب، پناهگاه دائم یا موقت حیات وحش، یا حتی یک محدوده ناشناخته از نظر پتانسیل زیست محیطی باشد - که منجر به برنامهریزی جهت بهره برداری صحیح از آن منبع خواهد شد.
- ارزیابی آثار توسعه و کنترل پیامدهای زیست محیطی پروژه های مختلف عمرانی، غیرعمرانی و مدیریتی. در واقع سیستم اطلاعات جغرافیایی به تناسب درستی اطلاعات وارد شده و به جهت قدرت مدل سازی بالا، توانایی و قابلیت زیادی در پیشگویی بسیاری از مشکلات و حل آنها را بهویژه در مقیاس ملی دارد و استفاده از ابزارهایی مانند نقشه برداری، تطبیق عکسهای هوایی و عوارض زمینی، دقیق نقشه ها و ارزیابی مشارکتی منابع PRA3 با گرایش منابع طبیعی، همراه با فعالیت های پایشی که تغییرات را نسبت به وضعیت پایه واقع گرایانه بسنجد و بههنگامسازی لایه های اطلاعتی، موجب خواهد شد سیاستگزاری و تصمیمگیری سطوح مختلف مدیریت زیست محیطی، آسانتر، دقیقتر، کاربردیتر و با ضریب اطمینان بیشتر به حصول نتیجه مطلوب صورت گیرد.
بدین ترتیب که درصورت استفاده از رویکردهای استاندارد با دید زیست محیطی و ساختار طرح ریزی یکسان در همه مناطق، می توان به نتایج مثبت و دستاوردهای قابل توجهی دست یافت مشروط بر آنکه اطلاعات بهدقت و حساسیت بالا و بهدرستی وارد سیستم شده باشد؛ بدون پیشداوری تجزیه و تحلیل شده و طی برنامه هایی منسجم و زمان بندی شده مورد بازنگری نیز قرار گیرد.
سنجش از راه دور RS4
سنجش از دور یکی از مهیج ترین و نیرومندترین تکنیک های موجود در دست دانشمندانی است که با مسائل زیست محیطی در زمینه های گوناگونی چون زمین شناسی، هوا شناسی ،جغرافیا جنگلداری،ا کشاورزی ، منابع طبیعی،ا قیانوس شناسی، باستان شناسی و برنامه ریزی و استراتژی نظامی سروکار دارد که با وجود عمر کوتاه پیدایش رشد سریعی داشته است.
