نقش رايانه در توسعه علم جغرافیا

 

 یکی از مهمترین دستاوردهای بشر در نیمه دوم قرن نوزدهم اختراع کامپیوتر بوده است که تحول عظیمی در همه زمینه های علمی بوجود آورده و در این مدت کوتاه کامپیوتر توانسته است در تمام امور اقتصادی، اجتماعی، فنی و فرهنگی و حتی تمام امور زندگی انسان نفوذ کند. امروزه در دنیای پیشرفته همه با کامپیوتر سر و کار دارند. یک مهندس ممکن است کامپیوتر را همچون واحدی پیچیده از علم الکترونیک در نظر بگیرد. یک فیزیکدان کامپیوتر را همچون اسبابی برای محاسبات سریع محسوب می کند. یک بازرگان كامپیوتر را همچون یک دفتر کار اتوماتیک و یک نوینسده آن را نظام خیلی خوبی برای بایگانی کردن و به چاپ رساندن نوشته های خویش در نظر می گیرد. یک دانش آموز یا دانشجو می تواند از کامپیوتر همچون یک معلم خصوصی و مانند آن استفاده کند.

کاربرد کامپیوتر در جغرافیا

مقدمه :

 

یکی از مهمترین دستاوردهای بشر در نیمه دوم قرن نوزدهم اختراع کامپیوتر بوده است که تحول عظیمی در همه زمینه های علمی بوجود آورده و در این مدت کوتاه کامپیوتر توانسته است در تمام امور اقتصادی ، اجتماعی ، فنی و فرهنگی و حتی تمام امور زندگی انسان نفوذ کند. امروزه در دنیای پیشرفته همه با کامپیوتر سر و کار دارند. یک مهندس ممکن است کامپیوتر را همچون واحدی پیچیده از علم الکترونیک در نظر بگیرد. یک فیزیکدان کامپیوتر را همچون اسبابی برای محاسبات سریع محسوب می کند. یک بازرگان كامپیوتر را همچون یک دفتر کار اتوماتیک و یک نوینسده آن را نظام خیلی خوبی برای بایگانی کردن و به چاپ رساندن نوشته های خویش در نظر می گیرد. یک دانش آموز یا دانشجو می تواند از کامپیوتر همچون یک معلم خصوصی و مانند آن استفاده کند.

            جغرافیدانان با مقدار معتنابهی از وظایف ساده درگیر می شوند که چنانچه توسط دست آنها را انجام بدهند بسیار طاقت فرسا و اغلب همراه با اشتباه و وقت گیر خواهد بود. و این مخصوصاً زمانی بسیار معنی پیدا می کند که محاسبات آماری لازم در کار باشد. همچنین مطالعه عادی نتایج جاری و ثبت داده های حاصل از آلات و ادوات و ثبت و هماهنگ کردن نتایجی که پیچیده و نامربوطند از جمله وظایف کامپیوتر است ،‌به علاوه اندازه گیری مساحت و فواصل و همچنین ترسیم نقشه ها و نوشتن گزارشات از دیگر وظایف کامپیوترها می باشد. ساده ترین وظیفه کامپیوتر خودکار نمودن محاسباتی است که جغرافیدانان را درگیر کرده است.

 

            از نیمه دوم دهه 1950 که ماشینهای کامپیوتر در موضوعات جغرافیایی مورد استفاده قرار گرفته اند ، کاربردهای ویژه ای در جغرافیا یافته اند که معروفترین آنها ارائه نقشه ها و نمودارها در رنگهای متفاوت ، قابلیت حمل و نقل آنها و قابلیت تطبیق آنها با شرایط می باشد. با ظهور چهارمین نسل ماشینها و میکروکامپیوترها توسعه زیادی در تحقیقات در رشته جغرافیا بوجود آمده است که به تغییراتی در ماهیت کاربرد آنها منتهی شده و از نظر عدد و رقم طیف وسیعی در اطلاعات جغرافیایی به وجود آمده که به طور خلاصه جمع آوری و کشیدن نقشه ها از داده های فضایی خیلی زیاد متداول شده. امروزه ماشین های کامپیوتر ابزار غیر قابل اجتنابی برای جغرافیدانها در تمام سطوح محسوب می شوند.

            کامپیوتر را می توان به عنوان وسیله و ابزار کار بصورت های متعددی به کار گرفت و جغرافیدانان از آن به عنوان وسیله ای مفید در محاسبات خود در ترسیم نقشه ها و در حل مسائل مربوط به علم جغرافیا استفاده می نمایند.

            جغرافیدانان نمی بایستی از جنبه های نظری علم کامپیوتر وحشت کنند بلکه برای رفع نیازهای خود بایستی طرز استفاده و کاربرد آنرا فرا گیرند.

            در علم جغرافیا افرادی چون تایلر ( Tobler   ) در سال های  1959  و کائو ( Kao  ) در سال 1963 و هاگراستراند ( Hagger Strand ) در سال  1967 نخستین کسانی بودند که دریافتند کامپیوتر بالقوه دارای چنان قدرتی است که می توان از آن برای ترسیم نقشه ها و نماها استفاده نمود و این ویژگی حتی از خیلی پیش به وسیله سایر ( Sawyer ) در سال  1960 به عنوان امری عملی و رایج مورد استفاده قرار گرفت. امتیازهای استفاده از کامپیوترها در ترسیم نقشه های جغرافیایی قبل از هر چیزی در میزان سرعت آنهاست پس به ترتیب قابل تکرار بودن برنامه و قابل تطبیق بودن موضوع کار (‌I    سرعت I I  قابل تکرار بودن برنامه I I I قابل تطبیق بودن موضوع کار ) از امتیازات کاربرد کامپیوتر در نقشه کشی است.

            امروزه به میزان بسیار زیادی نقشه ها و نماهای متعدد از نقشه های توپوگرافی گفته تا نقشه های موقتی و یا نقشه های نمایشی همچون آنهایی که موضوعاتی را روی صفحه تلویزیون نشان می دهد ، به طور روزانه تهیه می شوند. امروزه مهارتهای کامپیوتری همراه مهارتهای قدیمی نقشه کشی و مهارتهای ادبی جغرافیدانان در هم تلفیق شده اند. اهمیت این تغیر نگرش ( مهارت های کامپیوتری ) نمی بایستی دست کم گرفته شود. زیرا قلمروهای جدیدی از پژوهش و تحقیق را گشوده و تکنیک های نوینی در پژوهش و تحقیق عرضه نموده است.

            به علاوه بدون شک فلسفه عملی و اثباتی قابل ملاحظه ای را در پیش روی جغرافیدانها قرار داده است . امروزه محاسبات کامپیوتری به صورت جزء ‌غیر قابل تفکیکی از جغرافیا در تمام سطوح درآمده است از فراگیری در دبستانها تا مطالعات پژوهش و تحقیقات در سطح فوق دکتری در سال های آخر دهه 80  همه جا کامپیوتر مورد استفاده قرار گرفته است. موضوعات رشتة جغرافیا و زندگی جغرافیدانان به ماشینهای کامپیوتری وابستگی زیادی پیدا کرده است.

 

            کامپیوترها برای جمع آوری اطلاعات پیرامون محیط ، ذخیره اطلاعات درباره مردم و نظارت بر مشخصات آماری و همچنین ترسیم نقشه ها و نمودارها به کار می روند و قلمهای ثبات متصل به چنین کامپیوترهایی برای ترسیم نمودارها تعبیه شده اند که قادرند خطوطی را به طول یک متر بر ثانیه رسم نمایند. و همچنین می توانند خطوط چاپی با  500 خصوصیت در ثانیه را بر روی نمودارها چاپ نمایند.

            عملیات زیادی وجود دارند که جغرافیدانان نمی توانند بدون کمک یک ماشین کامپیوتر انجام بدهند. زیرا بسیار وقت گیر و کندند. این قابلیت کامپیوترهاست که می توانند عملیات تکراری ساده را خیلی سریع به مرحله عمل در آورند و همچنین همزمان مقادیر بسیار زیادی از داده ها را که مفید هستند در خود ذخیره نمایند.

            کاربرد کامپیوتر در جغرافیا مربوط می شوند به جمع آوری داده ها ، ترتیب و مدیریت داده ها ، تجزیه و تحلیل آماری و نقشه کشی کامپیوتری و تجزیه و تحلیل تصاویر و اشکال نامخص ، مشابه سازی و مراحل واژه سازی ، ارتباط اطلاعات جغرافیایی و کلیه نظام های اطلاع رسانی که نشان می دهند چگونه کامپیوترها برای کمک رساندن به جغرافیدانها به کار گرفته می شوند. در تمام مراحلی که توصیف و توضیح و پیش بینی و تعریف مورد نظر است و طرحریزی فضای فرایندهایی که بر روی سطح کره زمین در حال وقوع است. کامپیوترها کاربرد خود را نشان داده اند.

            در اواخر دهه 1950  و اوایل دهه 1960  در علم جغرافیا تغییرات عمده ای از نظر فلسفه و روش روی داد که نتیجتاً واژه انقلاب می در جغرافیا به کار رفت  ( جانستون  1987 ) آن انقلاب پیشقدم تغییری در علم جغرافیا شد و این علم از ماهیت کیفی و یک رشته توصیفی به تغییر و تحولاتی که قوانین عمومی و نظریه هایی درباره طرحهای فضایی عنوان می کرد تبدیل شد و در این مورد از روشهای ریاضی و آماری استفاده شد. ماشین های کامپیوتر در اواخر دهه  1950  و در اوایل دهه  1960  گرانبها و همچنین نایاب بودند و مشکلاتی در کاربرد آنها وجود داشت به هر حال کامپیوترها توانستند علایق دانشمندان جغرافیا را به خود جلب کنند و دانشمندان جغرافی آمریکایی اولین افرادی بودند که از کامپیوتر استفاده کردند. ( گاریسون  1959  و تویلر 1959 )

موارد کاربرد کامپیوتر در علم جغرافیا :

1- کامپیوتری نمودن کتابهای جغرافیایی : جغرافیا از نظر تاریخی گستردگی بسیار زیادی دارد و پیشرفت های اخیر نظام های اطلاع رسانی در علم جغرافیا اجازه می دهد که جمع آوری داده ها از تمام برهه های تاریخ انجام گیرد. با در نظر گرفتن فضاهای متفاوت جغرافیایی و این هدف که تاثیر عمیق این فضاها را در آینده تاریخ در نظر بگیریم می توانیم داده های تاریخی را به ترتیب توالی ثبت نمائیم. یک نمونه از جغرافیای تاریخی پروژه ای بود ه در رابطه با کامپیوتری کردن کتاب ( پالمر و رمزدی  1986 ) از کامپیوتر استفاده شد. این کتاب حاوی سرشماری بی نظیری بود که در نهصدمین ( 900 ) سال وقوع آن واقعة تاریخی جمع آوری شده و در سال 1986 منتشر شد. اهمیت این کتاب در گستردگی حجم اطلاعات و پیچیدگی ساخت تحقیق و مشکلات ثبت و همچنین گوناگونی واژه هایی بود که در آن به کار رفته بود و همة این عوامل باعث شد که تنها نامزد انجام این کار ماشینهای کامپیوتر باشند.

 

2- مدل سازی : از ماشینهای کامپیوتر می توان هم در ارائه مطالب و هم در آماده نمودن مطلب هنگام تدریس در دانشگاه استفاده کرد. در هنگام تدریس برای ارائه مطالب می توان از کامپیوتر جهت تهیه و تدارک مطالب استفاده مفیدو مناسب نمود و همچنین برای تهیه و تولید جزوات و فهرست ها می توان از کامپیوتر کمک خواست. برای تهیه موارد مورد مطالعه ( برای نمونه با استخراج داده ها از یک داده پایه ) می توان ایندکس هایی را درست کرد و امکانات و تسهیلاتی بوجود آورد. برای منابع تدریس ، ماشینهای کامپیوتر را می توان جهت کمک و همچنین تشویق دانشجویان مورد استفاده قرار داد تا بتوانند اهمیت مطلب مورد مطالعه را بخوبی تشخیص دهند.                                                           

            فراگیری به کمک کامپیوتر می تواند توانایی نوشتاری دانشجویان جغرافیا را بالا ببرد. آنها می توانند مقالاتی بنویسند و به کمک کامپیوتر گزارش هایی با تجربیات عملی تهیه کنند. کامپیوتر می تواند به دانشجویان کمک کند تا به تهیه و همچنین دوباره نویسی دستورالعمل ها و نوشته ها بپردازند و به آنها قدرت نوشتن می دهد. زیرا کامپیوتر فرصت هایی به دانشجو می دهد که او می تواند سبک های مختلف نوشتن را در بسته های نرم افزار ( پکیچ ) مورد مطالعه قرار بدهد.

            گسترش و پیشرفت روشهای آماری در جغرافیا غافلگیر کننده نیست زیرا همزمان با پیشرفت و توسعه خود ماشین های کامپیوتر بود. در حقیقت ظهور ماشین های کامپیوتر تجزیه و تحلیل های بعضی از متدهای آماری خیلی وقت گیر و پیچیده را با سرعت بیشتری عملی ساخت.

            مهمترین مطلبی که جغرافیدانان از کامپیوترها انتظار دارند تفسیر داده هایی است که بر اساس محاسبات آماری بدست آمده اند. بسته های نرم افزار ( پکیچ ها ) آماری با مصارف عمومی ، بسیاری از تکنیک های آماری پایه را برای جغرافیدانها تامین می نمایند و نیازهای آنها را در سطح وسیعی از تحقیقات جغرافیایی برطرف می نماید.

            استفاده از آمار در جغرافیا همیشه با کامپیوتر همراه بوده است. چنانچه بعضی از کامپیوترهای نرم افزار را برای تجزیه و تحلیل آماری توسعه داده اند.

3 – نقشه کشی با کامپیوتر : بسیاری از افراد معتقدند که نقشه کشی و ترسیم نمودارها یکی از مواردی است که جغرافیا را از سایر رشته های علوم تجربی و علوم اجتماعی متمایز می کند. نقشه کشی با کامپیوتر باعث می شود نقشه های جغرافیایی موجود ارزانتر و سریعتر تهیه و توزیع گردند. تنظیم نقشة جغرافی بوسیله کامپیوتر مدت زمان کمتری می گیرد و فضای نگهداری اطلاعات کاهش می یابد و از همه مهمتر هزینه و مخارج ترسیم نقشه های جغرافیا مطابق روز و ترسیم دوباره آنها به شکل رقومی به طور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند. نقشه کشی به کمک کامپیوتر ، تهیه و چاپ نقشه های جغرافیا را که بیشتر بر پایه نیازهای مصرف کننده توزیع گردیده اند تسهیل می نماید به کاربردن سیستم نقشه کشی به کمک کامپیوتر نسبتاً ساده است. تهیه نقشه ای موضوعی ( جاده خطوط راه آهن و رودخانه ها ) برای منطقه ای ویژه در هر مقیاسی امکان پذیر است. پیشرفت هایی که در نقشه کشی به کمک کامپیوتر صورت گرفته موجب حصول تجربیات مهمتری در فرآیند نقشه های جغرافی و تهیه و توزیع آنها شده است. این امر به ویژه در مواردی که نقشه های جغرافیایی اطلاعات آماری را به تصویر در می آورند اهمیت بسزایی دارد. سیستم های نقشه کشی به کمک کامپیوتر کم هزینه ترند و در مواردی که لازم است با آخرین اطلاعات تهیه شوند استفاده از کامپیوتر بسیار مناسب است.

در جغرافیا موارد عمده کاربرد کامپیوتر در نقشه کشی عبارتند از :

1-    نقشه های توپوگرافیک.

2-    نقشه های موضوعی ، نقشه های گرافیک و نقشه های آماری.

3-    تجزیه و تحلیل تصاویر و سیستم اطلاعات جغرافیایی ( GIS) .

نقشه کشی با کامپیوتر موارد استعمال بسیاری در گردآوری اطلاعات مربوط به اموال و دارایی افراد ، مخابرات و علامت گذاری منابع طبیعی کشور دارد. امروزه نقشه کشی با کامپیوتر در کشف و استخراج معادن در سطح بسیار وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد .

            به کمک تکنیک های نقشه کشی کامپیوتری ، اطلس های بسیاری در تمام نقاط دنیا تهیه و توزیع شده اند.

4 – تاثیر کامپیوتر در سنجش از دور : ماهواره لندست 1  ( Landsat 1   ) در سال 1972 دوره جدیدی را در تاریخ سنجش از دور و در رشته محیط زیست پایه گذاری نمود. سنجش از دور و تجزیه و تحلیل تصاویر اکنون از مهمترین موارد کاربرد ماشین های کامپیوتر در رشته جغرافی می باشند و در سایر رشته ها مثل نجوم ، زمین شناسی و جانورشناسی اهمیت بسزایی دارند.

            عکسبرداری فضایی ابتدا عمده ترین تکنیک سنجش از دور بود و حتی امروزه هم در سطح بسیار وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد. عکسهای فضایی در مقیاس بسیار زیادی در دسترس می باشند و این عکسها اندازه های متفاوتی از کره زمین را در بر می گیرند و بسیار ارزانتر از سایر وسایلی هستند که به کار می روند و در بسیاری از موارد از نقشه های جغرافیایی هم دقیقتراند زیرا تصاویری که ماهواره ها تهیه می کنند تصویر یک منطقه پراکنده در یک زمان و تحت شرایط یکسان است.

            موارد استعمال سنجش از دور و تجزیه و تحلیل تصاویر جغرافیایی در i ژئومورفولوژی   ii  آب و هواشناسی iii جغرافیای انسانی iiii پیش بینی هوا می باشد.

کاربرد سنجش از دور و تجزیه و تحلیل تصویری در طی دهة اخیر با سرعت زیادی توسعه پیدا کرده و استعمال کامپیوترها را در علم جغرافیا باعث شده اندو سائل و ابزارهای سنجش از دور مسئول جمع آوری مقادیر بسیاری اطلاعات و داده های زیست محیطی می باشد. این اطلاعات و داده ها امروزه به طور روزمره در امور جاری به کار گرفته می شوند.

 

            در حال حاضر سنجش از دور و تجزیه تحلیل تصویری به عنوان شاخه هایی از کاربرد کامپیوتر در علم جغرافیا محسوب می گردند و در آیندة نزدیک هنگامی که مفاهیم و افکار مربوط به سیستم های اطلاعاتی جغرافیایی بیشتر و به مراتب گسترده تر شوند سنجش از دور و تجزیه و تحلیل تصویری بایستی بیشتر با یکدیگر هماهنگ گردند.

5 – پردازش واژه در کامپیوتر : در سالهای اخیر پردازش واژه یکی از عمده ترین موارد استعمال ماشین های امپیوتر در جغرافیا بوده است. اگر چه از پردازش واژه ها اطلاعات جغرافیایی اندکی حاصل شده است ، لیکن یکی از موارد کاربرد کامپیوتر در جغرافیا می باشد که در بین اغلب جغرافی دانان از محبوبیت خاصی برخوردار است زیرا آنها را قادر می سازد تا کارها و وظایف خود را موثرتر و با کفایت بیشتری انجام دهند.

            پردازش واژه را می توان شامل i وارد کردن اطلاعات در ماشین کامپیوتر ii نظارت و نگهداری iii بهره گیری ( نتایج ) داده ها دانست .

            در حال حاضر موارد استعمال پردازش واژه در رشته جغرافیا اندک است اما استفاده وسیع از کامپیوترها جهت پردازش واژه ها برای جغرافیدانان سهم عمده ای را در مواردی چون آماده سازی مقالات تحقیقی ، مکاتبات خاص ، مطالعة فهرستها ، اسناد و مدارک ... بر عهده خواهد گرفت.

6 – سیستم اطلاعات جغرافیایی : سیستم اطلاعات جغرافیایی امکان می دهد تا پیشرفت های جدیدی در فلسفه ، استفاده از روش ها و وسایل کار در رشته های جغرافیای طبیعی و جغرافیای انسانی حاصل گردد. همچنین جغرافی دانان و آب و هواشناسان و آب شناسان و علمای خاک شناسی و نقشه کشی و متخصصین نقشه کشی و جغرافیای حمل و نقل و غیره را تشویق می نماید تا به پیشرفت های بیشتری نائل شوند. سیستم اطلاعات جغرافیایی به جغرافی دانان این فرصت و امکان را می دهد تا از نظر فنی خود را به جهان خارج که وسیعتر است بیشتر مرتبط سازد و درک خود را از جهان بیرون افزایش دهد.

عوامل موثر در توسعه سیستم اطلاعات جغرافیایی :

1-  تکثیر زیاد داده ها و اطلاعات درباره محیط زیست . در سالهای اخیر گسترش روزافزون در مقدار داده ها و اطلاعات به شکل کامپیوتری تاثیر بسیار زیادی در فرایند اطلاعات داشته است.

2-  پیشرفت های اخیر در نظریات جغرافیایی و فنون آنها موجب بوجود آمدن سیستم های کامپیوتری گردیده است این پیشرفت نیاز به سیستم های کامپیوتری را گسترش داده است.

3-    ماهیت چند بعدی داده ها و اطلاعات جغرافیایی سومین عامل مهم در این زمینه می باشد.

4-    ماهیت عملی سیستم اطلاعات جغرافیایی.

7 – مشابه سازی کامپیوتری در علم جغرافیا :

            طراحی یک نمونه بر روی یک سیستم واقعی و هدایت آزمایش های تجربی تا حصول نتیجة مورد انتظار نمونه ای از مشابه سازی کامپیوتری است برای مثال مدلی از دره ای یخی و نمونه ای از خاک رس مورد استفاده قرار می گیرد تا حرکت این مواد را در آن دره یخی تجسم بخشد.

            در یک مدل مشابه سازی کامپیوتری خصوصیات یک طرح مخصوص با فرآیند مخصوص ، یک رشته تغییرات معین را به وجود می آورد و این روش که یک سری از روشهای متغییر را محاسبه می کند ملاحظاتی را به وجود می آورد که مفهوم تغییرات دینامیک آن سیستم را توجیه می کند.

            مشابه سازی کامپیوتری در رشته جغرافیا یکی از نتایج انقلاب نظری و انقلاب کمی است که معمولاً استفاده از نظریه سیستمها را تشویق می کند. مشابه سازی متد با ارزشی است برای تحقیقات جغرافیایی و به دلایل زیادی معمولاً مقرون به صرفه است که طرحها و مراحل چیزی ا که قابل دسترس نیست و در مکانهای دور اتفاق می افتد مشابه سازی نمائیم.

            مشابه سازی ابعاد مراحل را فشرده نموده و از طرفی دیگر توسعه می دهد . بنابراین مراحلی که خیلی زمان می گیرد همچون سرشماری به صورت مراحل کوتاه مدت در می آید. این مراحل کوتاه مدت و بلند مدت را می توان به راحتی مورد بررسی قرار داد و مهمتر آنکه یک نمونه مدل سازی شده را می توان به راحتی تکثیر نمود و به کمک پارامترهای کلیدی در اندازه های مختلف آنها را تولید کرد و حتی نظریه های جنجالی را می توان در یک زمان نسبتاً کوتاه مورد بررسی و ارزیابی قرار داد.

            مشابه سازی کامپیوتری به مقدار زیاد برای ارزیابی وصول به اهداف تدریس و جهت توصیف طرح ها و مراحل جغرافیایی مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجا که مشابه سازی آثار بسیار با ارزشی دارد باعث شده که نظم و ترتیب بسیاری در فرایند تفکر به وجود آید. به ویژه آنکه مفاهیمی را که در فکر وجود دارد به صورت کمی و اینکه آیا عملی اند یا نه در می آورد. در مدلسازی کامپیوتری می توانیم فرضیه ها را به صورتی در جهان واقعی بررسی کنیم که آیا قابل تحقق هستند یا خیر همچنین در مدلسازی می توان برای پراکندگی های جغرافیایی آینده و مراحل آرایش فضایی پیش بینی هایی انجام داد. دانشجویان در رشته هایی مثل جغرافیا باید با مشابه سازی به عنوان یک محصول جانبی که بیشتر با اطلاعات تکنولوژی سر و کار دارد آشنا شوند. مورد استعمال با ارزش تر مشابه سازی در مراحل تدریس و تصمیم گیری است و دانشجویان می توانند قدرت درک خود را با استفاده از مشابه سازی و مدلسازی گسترش دهند.

            مشابه سازی به کمک کامپیوتر تکنیکی است که باعث افزایش کاربرد آن در بین جغرافیدانان شده و جغرافیا را از سایر

رشته های علوم متمایز گردانیده است.

 

منبع: http://www.movazzaf.com/article83.html

 

نظرات شما عزیزان:

موضوعات مرتبط: <-CategoryName->
برچسب‌ها: <-TagName->