دور نظم المعلومات الجغرافية في إنشاء خرائط خطوط التساوي الخاصة بالبيانات الكميّة في ا

[align=center]دور نظم المعلومات الجغرافية في إنشاء خرائط خطوط التساوي الخاصة بالبيانات الكميّة في المدن[/align]


[align=center]أ.د. سميح أحمد عودة أ.د. موسى عبودة سمحة[/align]

(ملخص)

يتميز حيّز المنطقة المبنية من المدينة وظهيرها، بتعدد الظاهرات التي يمكن قياسها في مواقع مختارة ضمن حدوده. ولعل أفضل أمثلة أنواع هذه الظاهرات: قيم التلوث بالغازات أو الضجيج أو الغبار، وأسعار الأراضي، وكثافة السكان والمساكن، إلى جانب بعض مشكلات المدن مثل: عنصر الجريمة أو المرور، فضلاً عن القياسات الخاصة بقطاعات المياه والكهرباء والهاتف والخدمات المختلفة. وقد كان الكارتوجرافيون يواجهون مشكلات حقيقية، ترتبط بكيفية تمثيل هذه البيانات تمثيلاً مكانياً من خلال سطوح إحصائية مفترضة على حيز المنطقة المبنية من المدينة، وذلك باستخدام طريقة خطوط التساوي عند اتباعهم للطريقة التقليدية، نظراً لما يتطلبه الأسلوب التقليدي من مجهود ضخم، بحيث يتم التعامل فيه مع بيانات كل ظاهرة بصورة مستقلة عن الأخرى، ومن ثم القيام بعملية جديدة عند إعداد أي خريطة من خرائط خطوط التساوي. وقد يسرت برامج نظم المعلومات الجغرافية العاملة على ألحوا سيب مثل هذه العملية. لذا فإن هذه الدراسة تهدف إلى بيان القدرات الكامنة في بعض برامج نظم المعلومات الجغرافية على إعداد مثل هذا النوع من الخرائط في ضوء نموذج خاص تم تصميمه لأغراض هذه الدراسة.

ويمثل النموذج المقترح، حدود منطقة مبنيّة، تم قياس عدة ظاهرات فيها من خلال محطات معينة، ومن ثم توضيح آلية عملية إدخال المعلومات، سواء كانت معلومات جغرافية أم وصفية Attributes ، وكذلك توضيح دور برامج نظم المعلومات الجغرافية في التعامل مع البيانات الوصفية التي تم قياسها، وتحويلها آلياً إلى خرائط خطوط تساوي بالفاصل المطلوب، بحيث تبين الواحدة منها التدرّج الكمي للظاهرة المبحوثة من خلال الخطوط ذاتها، أو ملء المساحات البينية التي تصنعها الخطوط بألوان متدرجة، أو حتى تمثيلها بالبعد الثالث.

مقدمــة:

تنفرد خطوط التساوي * Isolines التي يصل الواحد منها بين نقاط متساوية في قيمتها، بخاصية تمثيل السطوح الإحصائية Statistical Surfaces أو الظاهرات المستمرة Continuous Phenomena وتمثل هذه السطوح أو الظاهرات المستمرة صفات سطح الأرض التي يمكن قياسها حسب نوع الظاهرة، وهي ذات قيم معينة، لا تنحصر في مساحة محددة، ولا تنفصل عن بعضها بنطا قات خالية من قيمة معينة، وإن كانت هذه القيم ذات طبيعة متباينة. وطالما كانت عناصر بناء خطوط التساوي الخاصة بسطح إحصائي معلوم متمثلة بنقاط تعرف بنقاط التحكم Control Points ، فإن بعض برامج نظم المعلومات الجغرافية مثل برنامج Arc/ View وامتدادية أو ملحقة 3D Analyst and Spatial Analyst قادرة على التعامل مع عمليات بناء هذه الخطوط من خلال البيانات النقطية، على اعتبار أن نقاط التحكم هي بيانات جغرافية أو خرائطية Spatial Data، أي يمكن تعريف كل نقطة منها باحداثيين هما: (Y) , (X) ، كما أن لكل نقطة جغرافية بيانات إحصائية تعد بعداً ثالثاً وهو القيمة (Z) ، وتعرف بيانات قيم Z، بالبيانات الوصفية Attributes .

أهمية الدراسة:

ترتبط أهمية هذه الدراسة بعدة نواحي لعل أبرزها: توضيح أهمية خطوط التساوي في تمثيل تنوع كبير من الظاهرات التي يمكن دراستها داخل حيز المنطقة المبنية من المدينة ومحيطها أو ظهيرها Hinter land ، ومن أمثلة ذلك قيم الأراضي وكثافة السكان والخصائص الاجتماعية والاقتصادية للسكان، إلى جانب دراسة بعض مشكلات المدن مثل: الجزيرة الحرارية والتلوث بالغازات أو الغبار أو الضجيج، وكذلك دراسة مشكلات المرور أو عنصر الجريمة، فضلاً عن إمكانية دراسة توزع الخدمات المختلفة من مياه وكهرباء وهاتف ومصارف وصحف وغيرها.

ويلاحظ أن هناك إمكانية كبيرة لاستثمار طريقة خطوط التساوي في وضع الحلول أمام صانع القرار، عند التخطيط لبناء أو تنفيذ بعض المشاريع المتعلقة بالنواحي الخدمية أو الوظيفية.

وتكمن أهمية خطوط التساوي في تمثيل هذه الظاهرات، إذا ما أمكن تصور حقيقة انتماء معظمها إلى النوع غير المرئي، أي الذي لا يمكن الحصول عليه بوسائل الاستشعار عن بعد، و التي تقدم حلولاً سريعة وناجعة للكثير من الظاهرات المرئية، ومن ثم تصبح عمليات القياس الميداني للظواهر التي لا يمكن استشرافها، أو الوقوف على حقيقتها، من خلال المرئيات الفضائية أو الصور الجوية، ضرورة حتمية تقتضيها عمليات البحث.

كما تبرز أهمية الدراسة أيضاً من خلال توضيح القدرات الكامنة في برامج نظم المعلومات الجغرافية، على التعامل مع عمليات إعداد خرائط خطوط التساوي في المدن، من حيث: طرق إدخال المعلومات بنوعيها الجغرافي والوصفي، وكذلك طرق المعالجة والتحليل الخاصة بالبيانات، وإيجاد صلات الربط فيما بينها، ومن ثم طرق إخراجها، للوصول إلى خرائط خطوط التساوي في المدن، وتوابعها من أشكال بيانية وملخصات.

الدراسات السابقة :

تزخر أدبيات دراسات المدن بالعديد من البحوث التي تناولت مختلف الظواهر السائدة فيها باستخدام الأساليب التقليدية والتي تنتهي عادة بإعداد خرائط ورقية تبين صور توزع الظاهرة من خلال طريقة كارتوجرافية معينة. وينطبق هذا القول أيضاً على الدراسات التي تناولت كل واحدة منها توزع ظاهرة معينة داخل حدود المدينة من خلال خطوط التساوي بصورة مفردة دون الدخول في صورة تركيبية تجمع بين عدد من الظواهر، أما السبب في ذلك فيعود إلى أن المضاهاة الطبقية لطبقات خرائط خطوط التساوي، كانت عملية شاقة باستخدام الأساليب التقليدية. ومع تنامي استعمالات برامج نظم المعلومات الجغرافية بعد مطلع تسعينات القرن العشرين. حظيت الظواهر السائدة في مدن العالم بنصيب وافر من الأعمال (ESRI) التي اهتمت ببناء قواعد المعلومات في المدن، ومن ثم الحصول على خرائط ديجتالية عديدة، وبصفة خاصة في قطاعات الخدمات المختلفة، مثل: المياه والكهرباء والهاتف والأراضي والبنوك وغيرها. ومع ذلك فان ما تناول من هذه البحوث أو المشاريع قضايا بناء قواعد المعلومات الخاصة بإنشاء خرائط خطوط التساوي ما زال محدد العدد، ولعل أحد أهم أسباب ذلك هو: صعوبة إجراء القياسات الميدانية، إلى جانب كون معظم الظواهر التي يمكن تمثيلها من خلال خطوط التساوي، لا تدخل ضمن اهتمامات الجهات القائمة على بناء قواعد المعلومات من شركات ومؤسسات، والتي تنظر فقط إلى القيمة النفعية من قواعد المعلومات عند تصميمها.



أهداف الدراسة:

تهدف هذه الدراسة، إلى توضيح كيفية استثمار قوة نظم المعلومات الجغرافية، في إعداد خرائط خطوط التساوي الخاصة بالظاهرات الكمية في المدن، بعد إدخال المعلومات الجغرافية، والتي تتمثل عادة بنقط محددة الإحداثيات على طبقة مستقلة، إلى جانب بعض الطبقات الأخرى، التي تمثل حدود المنطقة المبنية، أو الطرق أو أي ظاهرة ذات صلة بخطوط التساوي. وكذلك بعد إدخال البيانات الوصفية Attributes، التي تعتبر كل معلومة منها لبنة أساسية في بناء خريطة خطوط التساوي الخاصة بها.

كما تهدف الدراسة أيضاً إلى توضيح طرق اختيار مواقع العينة وشروطها، وكذلك عمليات إجراء القياس الخاصة بظاهرة ما، ثم بيان مختلف مراحل عمليات إعداد خرائط خطوط التساوي وطرق معالجتها.

أسلوب الدراسة:

تتلخص خطوات أسلوب الدراسة باختيار حالة دراسية على هيئة نموذج جغرافي، يمثل حدود منطقة مبنية، ويصلح للتطبيق على أي تجمع سكني مهما كانت أبعاده المساحية، ومهما كانت صفته أو تعددت وظائفه، أما السبب في ذلك فيعود إلى الحؤول دون التصاق طريقة خطوط التساوي بظاهرة معينة أو مدينة محددة. وفي ضوء هذا التصور، فإن نقاط التحكم التي جرى اختيارها لقياس ظاهرة محددة، قابلة للتطبيق على أي مدينة، أو أي ظاهرة من الظاهرات التي تم اختيارها شكل (1) وتلا ذلك توضيح آلية اختيار مواقع هذه النقاط في ضوء حدود المنطقة المبنية المفترضة، ومن ثم بيان مراحل إدخال ومعالجة البيانات، للوصول إلى مخرجات تبين خطوط التساوي الخاصة بالظاهرة المفترضة داخل النموذج الدراسي، مقارنة بالطريقة التقليدية ولتحقيق ذلك تم استخدام البرامج التالية:

1- برنامج Adobe Photo

تم استخدام هذا البرنامج في عمليات مسح Scanning النموذج الورقي، وتحويله إلى ملف ديجتالي وفق نظام الراستر Raster Model .

2- برنامج Microstation 5

استخدم هذا البرنامج في رسم معالم المنطقة، وكذلك بناء نظم الإحداثيات الخاصة بالمنطقة، على طبقة مستقلة لنموذج الفكتور Vector Model من خلال الملف السابق الذي تم مسحة بنظام الراستر.

3- برنامج Are/ View and it’s Extensions Spatial Analyst and 3D Analyst

وهو من أشهر برامج نظم المعلومات الجغرافية، وقد استخدم في بناء طبقات مختلفة من النموذج السابق بعد تحويلها إلى ما يعرف بـ: Shape file، ومن ثم إدخال المعلومات الوصفية ومعالجتها، لإعداد خرائط خطوط التساوي.

4- استخدام برنامج PowerPoint في عرض بعض مخرجات الدراسة.

مقومات تطبيق طريقة خطوط التساوي في التمثيل الكارتوجرافي :

تتمثل مقومات تطبيق طريقة خطوط التساوي في المدن، بضرورة توفر عدد من النقاط ذات المواقع الجغرافية المحددة (أي التي تم تعريف كل واحدة منها باحداثيين هما Y , X) والتي جرى عندها قياس قيم ظاهرة محددة. وفي ضوء هذا التصور، فإن بناء أو إنشاء خرائط خطوط التساوي في المدن بصورة خاصة، أو في أي منطقة بصورة عامة، يتطلب ضرورة الحصول على نوعين من المعلومات من هذه النقط وهما:

1- المعلومات الجغرافية Spatial Data

وهي بكل بساطة، المواقع التي تم تعريفها احداثياً، لمجموعة من النقاط التي تم عندها قياس قيم ظاهرة محددة فيها. أي أن لكل نقطة إحداثيين هما X , Y ، بغض النظر عن أنواع هذه الإحداثيات، سواء كانت فلكية أم مترية، وسواءً تم تعيينها من خلال مستقبل نظام الموقع العالمي (GPS)، أو تم تعيينها على خريطة ورقية وجرى التحقق الميداني منها.

وتنقسم عمليات ترتيب هذه النقاط إلى عدة أقسام لعل أبرزها:

أ- التقسيم المساحي المنتظم:

وهو التقسيم الذي يمكن من خلاله توزيع نقاط التحكم بصورة منتظمة، لتكون هذه النقاط مراكز وحدات مساحية، تصنع أشكالاً هندسية منتظمة، سواء كانت على هيئة مربعات أو مستطيلات أو أشكالا سداسية أو مضلعات غير منتظمة ، ثم اختيار المراكز فيها وفق تقسيمات ثيسن (Theissen) أو بتقسيمات شعاعية منبعثة من مركز محدد (Rebinson)، (Mackay)، (Raisz)، (Briggs) ويتميز هذا الأسلوب بعدم الوقوع في خطأ التحيز، فضلاً عن مسايرته لطبيعة انتشار الظاهرة المستمرة مع طبيعة امتداد الظواهر المستمرة. ولعل أهم ما يؤخذ عليه، الوقوع في خطأ التعميم Generalization، فقد تكون قيم الظاهرة عند أطراف الوحدة المساحية مختلفة عن قيمتها عند المركز، ويمكن التغلب على هذا الخطأ، بتصغير أبعاد الوحدات المساحية، فكلما كانت أبعاد الوحدات المساحية أصغر كلما كانت النتائج اكثر دقة والعكس صحيح. وقد تم اعتماد هذا الأسلوب لأغراض هذه الدراسة.

ب- توزيع النقاط غير المنتظم

يجوز في حالات كثيرة، اختيار نقاط ممثلة بمسافات غير متساوية أو متباعدة بمسافات غير منتظمة، حينما يشعر الباحث أن تغيرات عديدة قد تطرأ على قيمة الظاهرة وبصورة مفاجئة، ولعل أبرز أمثلة ذلك: تغير كثافة السكان، أو تغير قيم الأراضي، أو تغير مناطق ازدحام المرور داخل أحياء المدينة. ولعل أهم مميزات العمل بهذا الأسلوب هي: إعطاء صورة تفصيلية للتوزع الحقيقي للظاهرة، وإن كان أهم ما يؤخذ عليه الوقوع في خطأ التحيّز، وكذلك الوقوع في مشكلات فنية عديدة أبرزها: أن هذا الأسلوب يتطلب جهداً أكبر في اختيار مواقع نقاط الرصد.

2- البيانات الوصفية Attributes :

وهي القيم التي جرى قياسها أو تقديرها في مواقع نقاط التحكم، وقد أمكن تبويب هذه البيانات في عدة تصنيفات، (سطحية) (عودة) (Robinson) (Mitchell) على النحو التالي:

1- القيم المطلقة: وهي أي قيمة مطلقة جرى قياسها في موقع محدد، داخل المدينة أو خارجها، وتؤخذ القيمة كما هي، ومن أفضل أمثلتها: مقدار تلوث الهواء بالغبار أو ارتفاع سطح الأرض، أو درجة الحرارة أو سعر المتر المربع من الأرض، وغيرها كثير.

2- الكثافة: وهي حاصل تقسيم القيمة التي تم رصدها على مساحة المنطقة التي تمثلها نقطة التحكم مثل كثافة السكان، أو كثافة شبكة الطرق، أو كثافة شبكة التصريف المائي.

3- ما يخص وحدة المساحة من ظاهرة معينة، ولعل أفضل أمثلتها: ما يخص وحدة المساحة من خدمات مختلفة مثل: عدد المدارس، أو عدد المصارف، أو عدد الأطباء، أو الغرف الفندقية.

4- نسبة قيمة إلى قيمة معينة، كتحديد نسبة الأراضي الفضاء، أو الأراضي الخضراء إلى مجموع المساحة التي تمثلها النقطة، أو قياس نسبة العمالة الوافدة إلى العمالة المحلية في نفس المساحة، أو نسبة مساهمة وحدة المساحة في مقدار الضرائب، أو الدخل المحلي، إلى مجموع الضرائب أو الدخول المحلية ضمن حدود المدينة.

5- متوسط أو معدل قيم ظاهرة معينة، ومن أمثلة ذلك: متوسط درجة الانحدار في وحدة المساحة، أو متوسط استهلاك الفرد من المياه، أو الكهرباء، وغيرها.

الأسلوب التقليدي في إعداد خرائط خطوط التساوي في المدن

عند توفر بيانات جغرافية لعدد من النقاط المعروفة الموقع، وكذلك توفر بيانات وصفية ومصاحبة لها، تتم عملية كتابة قيم الظاهرات عند كل نقطة من النقاط على الخريطة الورقية، ثم تسير مراحل عملية إعداد خريطة خطوط التساوي بخطوات معروفة لدى الكارتوجرافيين، وإن كانت تفاصيلها مختلفة من كارتوجرافي لآخر (سطحية) (عودة) (Robinson) (Dickinson) وهي:

1- اختيار فاصل ملائم بين خطوط التساوي.

وهي قضية شائكة، نظراً لتعدد خيارات قيم هذه الفواصل، فلو كانت أصغر قيمة ثم رصدها هي القيمة 50 وأكبر قيمة هي 100، لامكن توقيع خمسين خطأ، على اعتبار أن مقدار الفاصل (1)، وكلها من الناحية الرياضية على السطح الإحصائي سليمة، إلا أن قلة منها صحيحة من الناحية الكارتوجرافية ، لأن الكارتوجرافي يأخذ بعين الاعتبار عدة أبعاد عند تحديد قيمة الفاصل، ولعل أهمها قدرة الخطوط على توصيل المعلومات لقارئ الخريطة، إذ أن كثرة الخطوط قد تشوش ذهن قارئ الخريطة. وهناك عدة عوامل تتوقف عليها عملية اختيار قيمة الفا صل، (Mommonir) (Jenks) (Imhof) لعل أبرزها:

- القدرة التميزية للعين، وهي تتحدد عادة بأصغر مسافة بين خطين متتاليين، ويفترض بانها 1 ملليمتر، فلو قادت قيمة الفاصل إلى وجود خطوط تساوي، تقل المسافات بينها عن 1 ملليمتر، لكان من الواجب تكبير قيمة الفاصل.

- درجة انحدار السطح الإحصائي، والذي يمكن تشبيهه بانحدار سطح الأرض، إذ أن هناك علاقة طر دية بين درجة انحدار السطح الإحصائي، وعدد الخطوط، وبالتالي قيمة الفاصل.

- سمك أو عرض الخط الذي سترسم به الخطوط، فالخطوط ذات السمك الأكبر، يلزمها فاصل أكبر.

- الغرض من الخريطة، فإذا كان الغرض من الخريطة، إبراز انطباع عام وسريع عن توزيع الظاهرة التي تمثلها الخطوط، كان من الواجب تكبير قيمة الفاصل.

وقد تمت صياغة العديد من الطرق الرياضية والإحصائية لتحديد قيمة الفاصل تحديداً رقمياً، في ضوء قيم الظاهرة المطلوب إعداد خريطة لها، ولعل أكثرها شهرة، طريقة أيمهوف Imhof ، التي استخدمت معيار درجة الانحدار في السطح الإحصائي، ومقياس الخريطة، إلى جانب مقدار القوة التمييزية للعين على تحديد المسافات بين الخطوط. ويؤخذ على هذه الطريقة أنها تتطلب جهداً مضنياً في حساب درجات الانحدار، والى جانب هذه الطريقة قدم روبنسون Robinson وزملاؤه، طريقة تخطيطية تعتمد على تمثيل كافة القيم بمنحنى تكراري، ثم تحديد قيمة الفاصل عند مناطق التغير. (سطيحة) (Robinson)

وقد اقترح الباحث طريقة بسيطة لتحديد قيمة الفاصل، إذ أن قيمة الفاصل في هذه الطريقة، مساوية لحاصل طرح أصغر قيمة من اكبر قيمة، مقسوماً على ثابت مقداره (6) أما السبب في اختيار هذا الثابت، فيعود إلى أنه من المرغوب فيه أن يكون عدد المساحات المحصورة بين خطوط التساوي مساوياً لهذا المقدار. (عودة)

2- تمرير خطوط التساوي بين النقط على الخرائط

تخضع عملية تمرير خط تساوي يحمل قيمة معينة بين نقاط التحكم، إلى مبدأ رياضي بسيط، وخلاصة هذا المبدأ، أن خط التساوي لا يمر بين قيمتين أكبر منه، أو قيمتين أصغر منه، لكنه يمر دائماً بين نقطتين، إحداهما أكبر منه والأخرى اصغر منه وتتطلب هذه الطريقة حسابات مضنية لتحديد مواقع مرور خطوط التساوي، خطاً تلو خط.

3- إشعال المساحات بين الخطوط بلون متدرج من الفاتح إلى القاتم، أو أشغالها بظل متدرج الكثافة، أو تمثيلها من خلال البعد الثالث في صورة نموذج مجسم.

استخدام نظام المعلومات الجغرافي في إعداد خرائط خطوط التساوي خلال نموذج تطبيقي:

تقتضي عملية إعداد خرائط خطوط التساوي لعدد من الظاهرات، في أي مدينة، ضرورة بناء قاعدة معلومات، تتركب من معلومات جغرافية، أو خرائطية، ومعلومات وصفية، وغنّي عن الذكر أن طريقة بناء قاعدة المعلومات، تحتاج إلى وجود كيان مادي Hardware أي حاسوب وملحقاته المحسوسة، إلى جانب وجود برامج قادرة على التعامل مع مثل هذه البيانات لتحقيق الهدف المطلوب. وفي سبيل توضيح آلية عملية إعداد خرائط خطوط التساوي، تم اختيار نموذج دراسي ويتألف هذا النموذج مما يلي:

1- خريطة أساس ورقية، ذات تعريف إحداثي بالنظام المتري، وتمثل هذه الخريطة حدود المنطقة المبنية ويلاحظ أن هناك إمكانية كبيرة لوضع تفاصيل مختلفة ضمن حدود المنطقة المبنية، فقد تشمل هذه التفاصيل: الطرق الرئيسية، والأحياء، أو بعض الظاهرات التي تلعب دوراً هاماً في التأثير على الظاهرة المبحوثة. كما تتأثر تفاصيل هذه الخريطة، بعنصر المقياس، إذ يفسح المقياس الأكبر وضع تفاصيل أكثر.

2- تم تحديد أربعة وثمانين موقعاً داخل حيز المنطقة المبنية وظهيرها بحيث يتوسط كل موقع، مربعاً ضلعه 500م، وتحتفظ النقاط فيما بينها بمسافات منتظمة على المحورين الرأسي والأفقي، ومقدار هذه المسافة أيضا هو 500م. ويلاحظ أيضاً أن هناك إمكانية كبيرة لزيادة عدد النقاط أو الإقلال منها، وبالتالي زيادة أو تخفيض قيم التباعد فيما بينها. كما يلاحظ وجود إمكانية للإخلال بصورة التوزيع المنتظم للنقاط وفق ما تقتضيه طبيعة الظاهرة. وقد تم أيضاً تحديد مواقع هذه النقاط من خلال التعريف الإحداثي في جدول خاص. شكل (1)

3- تم افتراض قياس قيم ست ظاهرات عند كل نقطة من هذه النقاط، وأعطيت قيماً خاصة بها. وتم ترميز الظاهرات بالرموز من Z5-Z ، وهكذا يلاحظ أن مصفوفة القيم (Z)ستمثل ظاهرة معينة، قد تكون قيم الأراضي، بينما تمثل القيمة Z1 ظاهرة أخرى، مثل: مقدار التلوث بالغبار وهكذا.

مرحلة إدخال المعلومات :

بعد توفر البيانات الجغرافية والبيانات الوصفية التي سبق ذكرها، سارت خطة الباحثين في إعداد خرائط خطوط التساوي الخاصة بالنموذج الدراسي على النحو التالي:

1- تمت عملية إدخال الخريطة الورقية التي تحتوي على حدود المنطقة المبنية وتفصيلاتها إلى الماسح Scanner ، باستخدام برنامج Adobe Photo. كما تم خزن الصورة التي أدخلت بنظام "الراستر" Raster Model ، في ملف خاص بحيث يقبل البرنامج المستخدم في عمليات الرسم، التعامل معه. ويلاحظ: هنا عدم ضرورة توقيع نقاط الرصد التي يمكن إدخالها فيما بعد من خلال إحداثياتها.



2- تم استخدام برنامج Microstation 5 في طلب ملف الصورة الرقمي، بعد تحديد إحداثيات هذا الملف، من خلال أوامر خاصة في البرنامج. وكان ذلك تمهيداً لعملية تحويل ملف الصورة من نظام الراستر إلى نظام الفكتور Vector Model. ثم جرت عملية رسم ظاهرات الخريطة، وهي حدود المنطقة المبنية، والطرق، ومواقع النقاط، على ثلاثة مستويات Levels أو طبقات، وحفظت نتائج عمليات الرسم بملف خاص.

3- تم فتح برنامج Arc / View 2 بامتدادية Spatial Analyst, 3D Analyst ، وبالتالي طلب ملف البيانات الجغرافية التي سبق رسمها وحفظها في ملف خاص بنظام الفكتور ضمن برنامج Microstation. ويلاحظ في هذه المرحلة، أن برنامج Arc/ View يقبل كافة جزئيات البيانات الجغرافية التي تم رسمها، من خلال برنامج Microstation 5 . ويتعامل معها كمشهد View يحتوي على عدد من الطبقات themes التي تمثل كل واحدة منها طبقة Level من الطبقات التي تم رسمها من خلال برنامج Microstation 5 .

4- تلى ذلك تفعيل طبقة البيانات الجغرافية النقطية من خلال برنامج Arc \View، ومن ثم فتح جدول للموضوعات لإدخال البيانات الرقمية وهي البيانات من Z5 –Z ، وتم حفظ البيانات.

مرحلة إخراج خرائط خطوط التساوي الخاصة بالنموذج :

بعد إنجاز المراحل سابقة الذكر، تصبح عملية إخراج خرائط خطوط التساوي في غاية السهولة، إذ يمكن استخدام واحد من أهم امتدادات برنامج Arc / View ، وهو ملحق Spatial Analyst ، للقيام بهذه المهمة، إلى جانب مهام إضافية أخرى، والتي توضح الأشكال من 2-9 نماذج منها.

مزايا استخدام برامج نظم المعلومات الجغرافية في توقيع خرائط خطوط التساوي في المدن :

تشبه مميزات استخدام بعض برامج نظم المعلومات الجغرافية في إعداد خرائط خطوط التساوي نظائرها في إعداد الخرائط الكمية الأخرى، وبصفة خاصة خرائط التوزيعات المساحية الكمية Choropleth ، مع اختلافات في التفاصيل. (عودة) ولعل أبرز هذه المميزات عند مقارنتها بالطريقة التقليدية التي تعتمد الأسلوب اليدوي هي:

أولاً: التعدد:

تتعدد أنواع خرائط خطوط التساوي التي يمكن إخراجها وفق تعدد مصفوفات البيانات الكمية (قيم Z) التي تم إدخالها، خلافاً للطريقة التقليدية، التي تتطلب أي مصفوفة فيها عملية جديدة. مما يقلل الجهد المبذول في عمليات إعداد الخرائط. شكل(2)

ثانياً: حسابات قيم الفواصل ومواقع نقط مرور خطوط التساوي :

تتطلب عمليات حسابات قيم الفواصل في خطوط التساوي جهداً كبيراً من الباحث، كما تتطلب عملية تحديد مواقع نقط مرورها مئات العمليات الحسابية، مما يقود الكارتوجرافي إلى اتباع الأساليب التقديرية في تمرير هذه الخطوط، وبالتالي الوقوع في أخطاء عدم تحديد المواقع الدقيقة. أما من خلال برامج نظم المعلومات الجغرافية فإن كافة هذه العمليات تتم بطريقة آلية دون الوقوع في خطأ. شكل (3)

ثالثاً: توقيع خرائط الأساس وتفاصيلها:

تتميز برامج نظم المعلومات الجغرافية بإمكانية استخدامها لتوقيع خرائط الأساس وتفاصيلها، فوق 1خطوط التساوي وبمستوي عال من الدقة، دون الحاجة إلى تكرار رسمها مرة تلو أخرى، كما هي الحال في الطريقة التقليدية.

رابعاً: التحكم بالتغطية اللونية للمساحات البينية :

يمكن التحكم الكلي بالتغطية اللونية للمساحات المحصورة بين خطوط التساوي، وبعدد لا يقل عن عشرة نماذج من الدرجات اللونية، وهذا أمر بعيد المنال عند استخدام الطريقة اليدوية. شكل (4)

خامساً: إظهار البعد الثالث

يمكن إظهار قيم (Z) التي تمثلها خطوط التساوي، ببعد ثالث، بحيث تبدو المنطقة وكأنها نموذجاً تضاريسياً يمكن رؤيته من عدة زوايا. شكل (5)

سادساً: التعرف الفوري على أي معلومة بالخريطة:

يمكن التعرف على قيمة أي خط، أو أي مساحة لونية، من خلال استخدام أمر خاص. شكل (6)

سابعاً: معالجة البيانات الخاصة بالخريطة :

يمكن إجراء العديد من عمليات معالجة البيانات الخاصة بالخريطة التي تم تفعيلها، ومن أمثلة ذلك ما يلي:

أ- تحديد المناطق التي تزيد فيها قيمة الظاهرة على قيمة معينة تمثل أهمية كبيرة بالنسبة للباحث، من حيث: دلالتها المميزة، كقيمة تعطي دلالة خطرة، أو دلالة آمنة. شكل(7)

ب- إخراج خرائط انحدار مولدة من خرائط خطوط التساوي. ويعني الانحدار لأغراض هذه الدراسة اتجاه تناقص قيم ظاهرة معينة، أو اتجاه تزايدها داخل حدود المدينة، ضمن فواصل رقمية معينة. ويمكن تحويل كافة بيانات خريطة خطوط التساوي إلى بيانات انحدارية. شكل (8)

جـ- إعطاء تلخيص إحصائي في هيئة رسم بياني لتوزيع الظاهرة. شكل (9)

ثامناً: المضاهاة الطبقية :

توفر برامج نظم المعلومات الجغرافية فرصة المضاهاة بين طبقتين أو اكثر من طبقات خرائط خطوط التساوي، لتحديد مناطق التوافق في المكان بين ظاهرتين من عدمها. مثال ذلك: لو رغبنا بمقارنة بيانات خريطة خطوط التساوي الخاصة بالجزيرة الحرارية (Z) بنظيرتها التي تمثل نسبة وجود ثاني أكسيد الكربون (Z3)، لأمكن للبرنامج القيام بهذه العملية، ومن ثم إخراج خريطة جديدة تبين مناطق التوافق أو التقاطع. شكل (3)

تاسعاً: تحديث المعلومات :

توفر برامج نظم المعلومات فرصة تحديثها، فلو طرأ تغير يذكر على واحدة من القيم المطلوب إعداد خريطة لها، لامكن القيام بهذه العملية بكل بساطة، وذلك من خلال إعادة كتابة القيم الوصفية المستجدة. وبنفس الوقت يمكن المحافظة على البيانات السابقة، ثم إجراء المقارنة الخرائطية لبيان مقدار التغير.

عاشراً: الإخراج النهائي للخرائط :

تعمل برامج نظم المعلومات الجغرافية وبصفة خاصة برنامج Arc/ View على الإخراج النهائي للخريطة، ويشمل ذلك عمليات تحديد الأبعاد (المقياس) وكذلك إضافة المقياس الخطي، ومفتاح الخريطة، ودليل الرموز، واتجاه الشمال، إلى جانب إمكانية الكتابة الآلية. شكل (4)

http://www.gisclub.net/vb/uploaded/book3.jpg
http://www.gisclub.net/vb/uploaded/book4.jpg
http://www.gisclub.net/vb/uploaded/book5.jpg
http://www.gisclub.net/vb/uploaded/book6.jpg




























المراجع:

أولاً: المراجع العربية:

1- سطحية، محمد محمد، (1972) دراسات في علم الخرائط، دار النهضة العربية، بيروت



2- عودة، سميح أحمد، (1996) الخرائط، مدخل إلى طرق استعمال الخرائط وأساليب إنشائها الفنية، عمّان.



3- عودة، سميح أحمد (2000) تقييم أداء نظم المعلومات الجغرافية في إعداد خرائط الكوروبلث، ندوة نظم المعلومات الجغرافيا، قسم الجغرافيا ، الجامعة الأردنية 17 /5/2000، عمّان.

ثانياً: المراجع الأجنبية

1- Briggs,K. (1991) Practical Geography, Hodder and Stoughton, London.



2- Chang, K.T., (1978) Visual Aspects of Class Intervals in Choropleth Mapping ,

Cartographic Journal , 50.



3- Dent, B.D. (1996) Cartography: Thematic Maps Design, 4th. Ed. Dubuque, Wm.C. Brown.(Edit).



4- Dickinson, G.C., (1979) Maps and Air Photograph , Edward Arnold.



5- ERDAS. (1997) Field Guide, Atlanta.



6- ESRI (1996) Using Arc View GIS, ESRI, Inc.



7- ESRI (1996) Arc View Spatial Analyst, ESRI, Inc.



8- ESRT (1998) Arc View 3D Analyst, ESRI Inc.



9- ESRI (1996) Understanding GIS, ESRI, Inc.



10- ESRI (1994) Arc Info Data Management, ESRI, Inc.



11- Imhof, E. (1982) Cartographic Relief Representation, H.J. Steward, Walter de Ctruyter.(Edit.).



12- Jenkis, G., (1977) Optimal Data Classification for Choropleth Maps, Occasional Paper, Kansas University .



13- Lang, I. (1998) Managing Natural Resources with GIS, ESRI, Inc.



14- Mackay J.R. (1930) Some Problems and Techniques in Isopleth Mapping, Economic

Geography,27



15- Mitchell, A. (1999) GIS Analysis, ESRI, Inc.



16- Monkhouse, F.H., et.al., (1971) Maps and Diagrams, 3rd,ed. London.



17- Monmonir, M.S., (1975) Class Interval to Enhance the Visual Correlation of Choropleth Maps, .Can. Cartography, 12.



18- Olson, N. (1993) Inside Microstation 5, NRP, Indianapolis, Indiana.



19- RaIsz, E. (1948) General Cartography, 4 th ed., New York.



20- Robinson A., et.al., (1978) Elements of Cartography, 4 the. Ed. New York.



21- Tyner,J. (1973) The World of Map and Mapping, New York,

ثالثاً: الدوريات

1- Arc News, ESRT, Inc.



2- ESRI Map Book, ESRI, Inc.



3- Arc User, ESRI, Inc.



--------------------------------------------------------------------------------
تعددت مسمّيات خطوط التساوي في البحوث الكارتوجرافية تبعاً لتعدد خصائص القيم التي تدل عليها، فقد شاع مصطلح الابزوبلث Isopleth للدلالة على كل أنواع خطوط التساوي، ثم تطور هذا المصطلح ليصبح دالاً على الخطوط المارة بقيم تمثل الواحدة فيها حيزاً مساحياً، وذلك تمييزاً لها عن نوع آخر من خطوط التساوي عرف باسم الايزوميتر Isometer والتي تمر بقيم جرى قياسها ميدانياً ولا تمثل مساحة. كما تم استخدام التعابير التالية للدلالة على نفس الخطوط وهي: الايزوجرام Isogram والايزارثم Isarithm والايزولاين Isoline وأصبح المصطلح الأخير أكثرها شيوعاً. وقد آثر بعض الباحثين إضافة اسم الظاهرة إلى تعبير خط التساوي أسوة بما هو معروف في خطوط التساوي التي تمثل ظاهرات مناخية كأن يقال خطوط الحرارة المتساوية وخطوط الارتفاعات المتساوية وهكذا. (سطيحة 1972) (عودة 1996) (Monkhouse 1964) (Tyner 1973) (Robinson 1978) (Imhof 1982)

المرجع :
http://www.oicc.org/seminar/papers/4...h-formated.htm