پرش به

به انجمن علوم زمین و نقشه ژئومپیا خوش آمدید
میهمانان گرامی عضویت در انجمن تا اطلاع ثانوی باز می باشد. برای استفاده از تمامی امکانات انجمن باید عضو شوید. در صورتی که عضو هستید با اکانت خود وارد شوید. در صورتی که عضو نیستید ، هم اکنون برای عضویت اقدام کنید.
تصویر

طراحی و پياده سازی سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS)

- - - - -

  • لطفا وارد حساب کاربری خود شوید تا بتوانید پاسخ دهید
بدون پاسخ

#1
aosk

aosk

    عضو غير فعال

  • عضو انجمن
  • 3 ارسال
طراحی و پياده سازی سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS)
براي مديريت اطلاعات آب و فاضلاب شهري
(مطالعه موردي : کلانشهرتبريز)
علي کلانتري اسکويي*
چكيده
هدف مقاله حاضر بيان نحوه طراحي و پياده سازي يک سيستم اطلاعات جغرافيايي(GIS) براي مديريت اطلاعات مکاني – توصيفي و شناسايي موانع و مشکلات موجود در اجراي آن در سازمانهاي درگير در تامين آب شهري ميباشد. منطقه مورد مطالعه کلانشهر تبريز مرکز استان آذربايجان شرقي بوده اما سيستم پياده شده ميتواند تامين کننده اهداف تمامي شرکت هاي آب و فاضلاب کشور باشد. جهت انجام اين مطالعه ، در ابتدا به شناسايي نيازها پرداخته شد و لايه هاي اطلاعاتي (مکاني-توصيفي) مشترکين و شبکه آب شناسايي گرديدند. براي تهيه لايه مشترکين تمامي کدهاي موجود در نقشه هاي کاغذي به نقشه هاي 2000 شهري منتقل شدند. اطلاعات توصيفي مشترکين نيز از پرونده هاي مشترکين و بانک اطلاعات قبلا" ايجاد شده در محيطDOS Foxpro استخراج شدند. لايه شبکه انتقال و توزيع آب به فرمت DWG از شرکت آب و فاضلاب اخذ و سپس در محيط GIS آماده استفاده گرديد. جهت تهيه داده هاي توصيفي شبکه (جنس لوله، قطر لوله و ..) از مدارک موجود ، بازديدهاي ميداني و کارشناسان شرکت آب و فاضلاب استفاده شد. موقعيت شير فلکه ها نيز با استفاده از GPS برداشت شدند. لايه هاي تهيه در محيط ArcGIS تلفيق و آماده استفاده کاربران گرديد. نتايج نشان داد که ايجاد يک GIS موفق در امور آب و فاضلاب نيازمند اطلاع رساني، ايجاد و وضع استانداردها، هماهنگي بين واحدها، تربيت پرسنل متخصص و دسترسي به نقشه هاي پايه بهنگام ميباشد.

واژه‌هاي كليدي
آب و فاضلاب ، تبريز ، شبکه آب ، مشترکين، ArcGIS ، GIS




1- مقدمه
بيش از 80 درصد اطلاعات مورد استفاده در سازمانهاي دولتي ماهيت مکاني دارند و عنصر کليدي اين اطلاعات موقعيت جغرافيايي عوارض نسبت به ساير عوارض ميباشد]1[. يک سيستم اطلاعات جغرافيايي GIS)) اين امکان را فراهم خواهد کرد تا اين اطلاعات مکانمند ذخيره و مورد پردازش قرار گيرند. در واقع سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS) را ميتوان مجموعه اي سازمان يافته و منسجم از سخت افزار ، نرم افزار ، اطلاعات جغرافيايي و افراد متخصص تعريف کرد که از جمله ويژگيهاي اين سيستم ذخيره سازي سريع و دقيق داده هاي مکاني(نقشه ها) همراه با داده هاي توصيفي ( آمار ، اطلاعات موضوعي) و ايجاد پايگاه اطلاعاتي در امور مختلف مطالعاتي و اجرايي است. از آنجمله ميتوان به امور آب و فاضلاب ، شهرداري، ثبت اسناد و املاک و ... اشاره نمود ]2[.
امور آب و فاضلاب از مهمترين نهادهاي تمامي شهرها محسوب شده و وظيفه حياتي تامين و توزيع آب را براي شهروندان بعهده دارد. اين نهاد بدليل گسترش فراگير و تعداد زياد مشتركين ، نيازمند بكار گيري سيستم اطلاعاتي يكپارچه و هماهنگ با بالاترين کيفيت است تا در کمترين زمان و با بيشترين سرعت به اطلاعات دسترسي داشته باشد .کاربرد چنين سيستمي در شركتهاي آب و فاضلاب مخصوصا در كلان شهرهايي مثل تبريز كه نياز به سيستم تصميم گيري قدرتمند وپويا را ميطلبند ميتواند مديران و دست اندركاران را در مديريت حجم عظيم اطلاعات و رسيدن به اهداف سازماني ياري رساند.
تاکنون روش هاي سنتي و دستي متداولترين شيوه مديريت اطلاعات در شرکتهاي آب و فاضلاب بوده است. حاصل بکارگيري اين روشها جمع آوري شدن انبوهي از اطلاعات بوده است که معمولا" پراکنده ، غير مستند ،غير رقومي، داراي کيفيت پايين، قديمي ، غير استاندارد و در برخي موارد در حافظه افراد ثبت شده اند.
براي حل اين مشکل ضروري است سيستم اطلاعات مناسبي جايگزين نظام سنتي و قديمي گردد. سيستمي که بتواند در قالب مجموعه اي سازمان يافته و منسجم با بهره گيري از جديدترين دستاوردهاي تکنولوژي سخت افزاري و نرم افزاري اطلاعات را با کمترين هزينه، صرف کمترين وقت و با بالاترين کيفيت و سرعت در اختيار استفاده کننده قرار دهد. اين سيستم ، سيستم اطلاعات جغرافيايي است که از دهه 1980 در سطح جهان رواج يافته و قابليتهاي زيادي را در مديريت اطلاعات مکاني و غير مکاني را براي کاربران خود فراهم مينمايد. با آگاهي از قابليتهاي GIS مقاله حاضر با هدف بررسي راهکارهاي عملي جهت ايجاد سيستم اطلاعات مکاني براي مديريت اطلاعات آب و فاضلاب پرداخته و سعي دارد تا با شناسايي موانع موجود موجبات کاربرد هر چه بهتر آن را فراهم نمايد.
بررسي منابع راجع به بکارگيري GIS در امور آب و فاضلاب نشان داد که اگرچه در برخي استانهاي کشور سيستم اطلاعات مکاني براي امور آب و فاضلاب پياده سازي شده است ولي کار علمي منتشر شده اي در اين زمينه مشاهده نشد.
2- مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه محدوده کلانشهر تبريز – مرکز استان آذربايجان شرقي ميباشد. اين شهر از نظر مديريت امور آب و فاضلاب به چهار منطقه تقسيم بندي شده و تمامي مناطق زير نظر شرکت آب و فاضلاب استان مسئوليت تامين آب شهروندان را عهده دار ميباشند.
مراحل متوالي انجام اين تحقيق بشرح زير ميباشد:
2-1- نياز سنجي و آناليز نيازها : در اين مرحله به بررسي نيازهاي سازماني پرداخته شد و تمامي انتظارات کاربران از سيستم نهايي شناسايي گرديدند. نتايج حاصل از آناليز نيازها در مرحله طراحي بکار گرفته شد.
2-2- ساخت مدل مفهومي، طراحي و پياده سازي ديکشنري بانک اطلاعات توصيفي: طي اين مرحله موجوديتها (Entities) و انواع آن همراه با روابط بين آنها در قالب ER-Model شناسايي و تعريف شدند.
2-3- تهيه نقشه هاي پايه شهري در مقياس 2000/1 و استخراج لايه اطلاعاتي معابر و اسامي آنها : نقشه هاي پايه شهري اطلاعات ارزشمندي را دارا ميباشند که ميتواند در کليه برنامه ريزي هاي شهري بکار گرفته شود. براي اين تحقيق نقشه هاي پايه شهري تبريز به تعداد 158 شيت رقومي در سيستم مختصات UTM و به فرمت DWG از سازمان نقشه برداري اخذ و سپس لايه هاي معابر و اسامي آنها استخراج شدند.
2-4- طراحي فرم جهت جمع آوري اطلاعات توصيفي مشترکين ، شبکه و شير فلکه ها : از آنجائيکه برخي اطلاعات توصيفي در دسترس نبود فرم هايي جهت جمع آوري آنها تهيه شدند. در اين فرم ها اطلاعاتي مانند قطر لوله ها ، نوع آچار و ... ثبت شدند.
2-5- تبديل فونتهاي فارسي از DOS به Windows براي برخي از اطلاعات توصيفي امور مشترکين :
اکثر اطلاعات توصيفي مشترکين بفرمت DBF و در محيط
FoxPro DOS قابل دسترس بود. اما از آنجائيکه فونت استفاده در برخي فيلدها مانند اسامي و نوع کاربري قابل استفاده در محيط Windows نبودند با تهيه مبدلي در محيط Delphi فونت هاي محيط DOS به محيط Windows تبديل شدند و نتيجه حاصل به فرمت اکسس(mdb.) ذخيره گرديد.
2-6- اسکن / کپي نقشه هاي کاغذي مشترکين : از آنجائيکه امکان در اختيار داشتن شيت هاي کاغذي در تمام اوقات کاري ميسر نبود به تهيه تصوير و در مواردي کپي از شيت هاي کاغذي اقدام شد.
2-7- انتقال موقعيت و کدهاي مشترکين از نقشه هاي کاغذي به روي نقشه هاي 2000 شهري : در اين مرحله موقعيت و کدهاي موجود در نقشه کاغذي مشترکين در روي نقشه هاي 2000 شهري شناسايي و عمل انتقال صورت پذيرفت. اين عمليات در محيط Autodesk Map انجام شد و نتيجه نهايي جهت پردازشهاي بعدي بفرمت Shape ، ذخيره شد.
2-8- تصحيح موقعيتها و کدهاي مشترکين : در اين مرحله کدها و موقعيت مشترکين بر اساس اطلاعات توصيفي کنترل و در صورت نياز تصحيح شدند.
2-9- احضار فايل shape مشترکين و اطلاعات توصيفي مربوطه (mdb) و ايجاد لينک بين اطلاعات توصيفي و مکاني در محيط ArcGIS جهت انجام پردازشهاي مورد نياز.
2-10- برداشت موقعيت شير فلکه ها با GPS و جمع آوري اطلاعات توصيفي مربوطه : در اين مرحله به کمک دستگاه GPS تک فرکانسه مدلGeoExplorer Trimble و راهنمايي کارشناسان شرکت آب و فاضلاب ، با انجام عمليات پيمايشي موقعيت تمامي شيرفلکه ها همراه با اطلاعات توصيفي آنها (قطر، نوع آچار و ...) ثبت گرديدند.
نتيجه حاصل از اين مرحله بصورت يک فايل Shape جهت استفاده در محيط GIS ذخيره شد.
2-10- انتقال لايه هاي شبکه توزيع و شيرفلکه ها به محيط GIS ، جمع آوري اطلاعات توصيفي مربوطه و تلفيق اطلاعات توصيفي و مکاني : لايه شبکه بفرمت DWG توسط شرکت آّب و فاضلاب تامين شد. از آنجائيکه اين لايه فاقد اطلاعات توصيفي بود با استفاده از فرم هايي به جمع آوري اين اطلاعات اقدام شد. براي اين منظور از اطلاعات ذخيره شده در حافظه افراد با تجربه و برخي عمليات ميداني استفاده شد. اين لايه در نهايت بفرمت Shape ذخيره گرديد.
2-11- ايجاد توپولوژي و تحليل شبکه : در اين مرحله با استفاده از امکانات ArcGIS ، براي شبکه توزيع توپولوژي تهيه شده و در تحليل شبکه مورد استفاده قرار گرفت.

فلوچارت زير مراحل مختلف روش تحقيق براي GIS Ready نمودن اطلاعات مشترکين را بطور شماتيک نشان ميدهد.

3- نتايج
نتايج حاصل از اين تحقيق شامل لايه ها و اطلاعات توصيفي ايجاد شده در محيط GISميباشد که در سه بخش امور مشترکين، شبکه و شير فلکه ها بشرح زير قابل ارائه ميباشند:
3-1- امور مشترکين
نتايج اين بخش شامل لايه اطلاعات مکاني و توصيفي مشترکين ميباشد. نقشه موقعيت مکاني مشترکين و اطلاعات توصيفي لينک شده در اشکال 1و2 نشان داده شده است.


شكل (1): نقشه مشترکين منطقه دو بر روي نقشه معابر

شكل (2): جدول اطلاعات توصيفي مشترکين منطقه دو
شکل يک نقشه پياده شده مشترکين را بر روي نقشه معابر در محيط ArcGIS نشان ميدهد. شکل دو نيز در قالب يک جدول اطلاعات توصيفي ، اطلاعات هر يک از مشترکين را به نمايش گذاشته است. در اين مرحله ستون (Field) کد مشترکين جهت ايجاد اتصال (Link) بين اطلاعات مکاني و توصيفي استفاده شده است.

از آنجائيکه وجود امکانات جستجو کاربرد وسيعي در فعاليتهاي روزانه شرکتهاي آب و فاضلاب دارد نمونه اي از نتيجه يک جستجو بر اساس کد مشترک در شکل شماره 3 نشان داده شده است.


شكل (2): نتيجه جستجو بر اساس کد مشترک
3-2- شبکه توزيع آب
شبکه توزيع و انتقال آب که لايه اي خطي ميباشد در شکل شماره 4 نمايش داده شده است. اين نقشه علاوه بر اطلاعات هندسي بکمک جدول اطلاعات توصيفي متصل به آن اطلاعات ارزشمندي را در اختيار کاربر قرار ميدهد. شکل شماره 5 جدول متصل به نقشه شبکه را نشان ميدهد.


شكل (4): شبکه توزيع منطقه دو

قطر لوله ها، جنس و طول از مهمترين اطلاعات جدول توصيفي نقشه شبکه بشمار ميروند. با استفاده از اين جدول ميتوان همانند لايه مشترکين جستجوهاي لازم را انجام داد.


شكل (5): جدول اطلاعات توصيفي شبکه توزيع منطقه دو
3-3- شير فلکه ها
بخش آخر نتايج به نقشه نقطه اي موقعيت شير فلکه ها اختصاص دارد که در شکل شماره 6 نشان داده شده است.


شكل (6): نقشه پراکندگي شيرفلکه ها بر روي نقشه شبکه- منطقه دو

اين نقشه به يک جدول اطلاعات توصيفي متصل شده که برخي از فيلدهاي آن عبارتند از قطر، نوع آچار و جهت گردش . شکل شماره 7 اطلاعات توصيفي متصل به نقشه شير فلکه ها را نشان ميدهد.

شكل (7): جدول توصيفي متصل به نقشه شيرفلکه ها - منطقه دو
4- بحث و پيشنهادات
يافته هاي حاصل از مطالعه موردي بعمل آمده در کلانشهر تبريز نشان داد که بکارگيري GIS در مديريت اطلاعات آب و فاضلاب موجب ارتقاء وضعيت سرويس دهي و مديريتي فعلي اين شرکت ميگردد. در اين راستا، تلفيق انواع اطلاعات مکاني و توصيفي در يک محيط يکپارچه ، دسترسي سريع و آسان به اطلاعات، امکان بروز رساني در کمترين زمان ، کاربر پسند بودن سيستم ، امکان گزارش گيري هاي ساده و پيشرفته و امکان پردازشهاي GIS از جمله مواردي هستند که GIS براي کاربران آب و فاضلاب به ارمغان مياورد.
در طي اين تحقيق مشاهده شد که کدهاي مشترکين (شش رقمي) مورد استفاده فعلي در شرکت آب و فاضلاب کارايي لازم را نداشته و دوباره کد بندي (Recoding) امري کاملا" ضروري در جهت ارتقاء سيستم ميباشد. يقينا" تحقق امر مذکور علاوه بر تسهيل دسترسي به اطلاعات، موجبات کاهش حجم بانک اطلاعات توصيفي را نيز فراهم خواهد آورد.
به تجربه ثابت شده است که GIS توانايي بهبود وضعيت مديريت اطلاعات را درمديريت شهري دارد اما موفقيت GIS هاي پياده شده موضوع مهمي است که اکثرا" مورد بي توجهي واقع ميگردد. بر اساس تجربيات بدست آمده طي اين مطالعه ميتوان گفت که ايجاد يک GIS موفق براي مديريت اطلاعات امور آب و فاضلاب نيازمند تامين شدن برخي شرايط ميباشد. اين شرايط ميتواند به ساير سازمانها نيز قابل تعميم باشد. اهم اين شرايط که در طي ارتباط تنگاتنگ با شرکت آب و فاضلاب و در گير شدن در امر طراحي و پياده سازي يک GIS عملي براي امور آب و فاضلاب بدست آمده بشرح زير ميباشد:
 وجود پرسنل متخصص در زمينه GIS و بانکهاي اطلاعاتي
 وجود هماهنگي بين واحدهاي درون سازماني
 ايجاد و وضع استانداردها
 وجود نقشه هاي پايه شهري و عکسهاي هوايي بروز
 وجود آگاهي کافي از GIS و قابليتهاي آن در نزد مديريت و پرسنل درگير در امور آب و فاضلاب
 وجود تجهيزات سخت افزاري مناسب و شبکه

عدم شناخت و آگاهي لازم و کافي از GIS ، عدم وجود پرسنل آشنا به نقشه هاي رقومي و کار با بانکهاي اطلاعاتي و حتي در مواردي عدم تسلط به کامپيوتر از مهمترين معضلات در رابطه با بهره برداري از GIS شناخته شد. بنابر اين پيشنهاد ميگردد قبل يا همزمان با شروع ايجاد GIS ،سازمانها نسبت به امر اطلاع رساني و آموزش پرسنل اقدام نمايند. بديهي است که عدم توجه به اين مهم نگهداري سيستم را براي سازمان ميزبان مشکل خواهد نمود.
هماهنگي لازم بين واحدها درون سازمان ضروري است چرا که اين امر از دوباره کاريها جلوگيري بعمل مياورد. در واقع هماهنگي واحدها امکان استفاده اشتراکي از داده و اطلاعات (Data Sharing) را براي سازمان فراهم مياورد و اين خود نه تنها يکي از مهمترين مسائل در دنياي GIS محسوب ميشود بلکه موجب کاهش هزينه ها نيز ميگردد.
ايجاد استاندارد و استفاده از آن در تمامي فعاليتهاي مرتبط با آب و فاضلاب موجب سهولت در تبادل اطلاعات درون و برون سازماني ميگردد. اين استانداردها بايد شامل تمامي اطلاعات مکاني (تهيه نقشه ها) و توصيفي (کد بندي، اسامي فيلدها و...) باشد. بنابر اين پيشنهاد ميگردد تا نسبت به تهيه استاندارد ها براي استفاده در پروژه هاي GIS در صنعت آب و فاضلاب کشور اقدام فوري صورت پذيرد.
از جمله معضلات ديگر در ايجاد يک GIS موفق ، عدم وجود نقشه هاي پايه مانند نقشه شهري (2000/1) جهت استخراج معابر، تاسيسات ، پياده سازي شبکه و کدها و ... ميباشد. همچنين اين مهم در بروز رساني اطلاعات موجود نيز اثر منفي خود را نشان ميدهد. بنابر توجه به امر مذکور قبل شروع پروژه GIS ضرورتي اجتناب ناپذير ميباشد.
از موارد ديگر فراهم شدن بستر سخت افزاري در سازمانها است. از آنجائيکه شرکتهاي آب و فاضلاب با حجم نسبتا" بالايي از اطلاعات سرو کار دارند بکارگيري کامپيوترهاي با سرعت پردازش بالا يک ضرورت است. همچنين دسترسي به امکانات شبکه نيز عاملي است که موجب سهولت در تبادل اطلاعات بين واحدها شده و سرعت بهره برداري از سيستم را ارتقاء ميدهد.
در خاتمه لازم به توضيح است که کاربرد GIS در امور آب و فاضلاب به جمع آوري و سازماندهي اطلاعات در محيط GIS محدود نميباشد بلکه GIS توانمنديهاي بالقوه زيادي در زمينه بهينه سازي امورات آب و فاضلاب دارد و بکارگيري اين قابليتها به بسترسازي اوليه نيازمند ميباشد.

سپاسگزاري
بدينوسيله از پرسنل محترم مناطق چهارگانه شرکت آب و فاضلاب تبريز بخاطر همکاريهاي صميمانه اشان سپاسگزاري ميگردد.
مراجع
[1] حاجيوندي، مهرناز، "کاربرد GIS در امور مطالعاتي و اجرايي"، مجله نقشه برداري، شماره دو ، صفحات 6-12، سازمان نقشه برداري کشور، تابستان 1374.
[2] American Society of Civil Engeneers.,GIS Applications in Water, Wastewater and Stormwater systems, Web Site, www.asce.org/files/pdf/seminars/6231.pdf, 2003.Accessed(5,5,2007).
  • 0




0 کاربر در حال خواندن این موضوع است

0 کاربر، 0 مهمان و 0 عضو مخفی