کتاب آموزشی کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در برنامه ریزی روستایی

 نقش سامانه اطلاعات جغرافیایی در توسعه روستایی و کشاورزی 

شناخت دقیق مسائل مربوط به روستاهای ایران از اهمیت بسیار برخوردار است. زیرا ریشه بسیاری از مشکلات و عقب ماندگی ها مثل فقر گسترده، نابرایری، رشد سریع جمعیت و بیکاری فزاینده در مناطق روستایی قرار دارد. روستاها و مناطق کشاورزی کشور به عنوان کانون زندگی و حیات جمعی بخش اعظمی از جمعیت کشور و همچنین مرکز تولید مواد غذایی، نقش مهمی در امنیت غذایی، اشتغال زایی، خودکفایی، کنترل مهاجرت و توسعه پایدار ملی دارند. از سویی تکنولوژی اطلاعات و ارتباطات به عنوان یک پدیده نوین در تمام جنبه های زندگی جوامع و تمام حوزه های اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی اثرات فراوانی را برجای گذاشته است.

لذا برنامه ریزی برای توسعه جامع مناطق روستایی با استفاده از آخرین دستاوردهای علمی مبتنی بر فناوری های اطلاعاتی امری ضروری است. سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS)، به عنوان یک ابزار ارزشمند و دقیق از مزایای بی شماری در برنامه ریزی عمران روستایی و توسعه کشاورزی و حفاظت از منابع طبیعی و محیط زیست دارد. تحقیق حاضر در پی نشان دادن برخی از جنبه هایی کاربردی و قابل استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی در توسعه روستایی است. این تحقیق از نوع توصیفی است و به صورت مروری و بررسی منابع مکتوب، جستجو در شبکه اینترنت و پایگاه های اطلاع رسانی تهیه شده است. با توجه به یافته های تحقیق در صورت آشنایی و بهره برداری صحیح از سیستم اطلاعات جغرافیایی می توان در جهت توسعه و عمران روستایی گام های بلندی برداشت. 

این سیستم قابل استفاده در تهیه و تعیین نقشه های کاداستر، کشاورزی دقیق، پروژه های عمران شهری و روستایی مانند راه سازی، برق رسانی، خطوط تلفن، تاسیس مراکز خدماتی و بسیاری موارد دیگر است که در این مقاله سه حیطه مکان یابی روستایی، کشاورزی دقیق و کاداستر مورد توجه قرار گرفته است. باید توجه داشت سیستم اطلاعات جغرافیایی یک وسیله است که ما را برای رسیدن به توسعه و عمران روستاها به عنوان هدف نهایی، یاری می کند نه اینکه خود هدف باشد. روستا منبع تربیت نیروی انسانی برای رونق بخشیدن به خدمات تولیدی جامعه و مکان تامین نیازهای جامعه است. همچنین به عنوان محل پرورش شهروندان آتی جوامع و کانونی با قدمتی دیرین برای تشکل های انسانی در جهت توسعه ملی و به عنوان پایگاه های موجودیت و تامین استقلال اقتصادی هر کشور معرفی می شوند در پروژه توسعه روستاهای اروپا (ERD) در سال ۲۰۰۲ عنوان شده در حالی که مراکز توسعه اقتصادی واجتماعی در مناطق شهری و صنعتی متمرکز اروپاست، اما هر روز بر اهمیت مناطق روستایی افزوده می شود زیرا:

۱. اطمینان از کیفیت و موجودی غذای جامعه به اقتصاد و سیاست و وضعیت کشاورزی و مناطق روستایی وابسته است. با توجه به اهمیت بازارهای جهانی غذا، هنوز بیشتر غذای اروپا در مناطق روستایی تولید می شود و بر خلاف عقیده عموم، اروپا یکی از صادر کنندگان بزرگ مواد غذایی است.

۲. مناطق روستایی منابع طبیعی حیاتی را برای مراکز شهری فراهم می آورند از جمله می توان آب شیرین، چوب و الوار و زیست توده ها (Bio mass) را نام برد که این منابع یا به دلیل کمیاب بودنشان یا به دلیل ارتباط آنها با توسعه پایدار، روز به روز بیشتر مورد توجه قرار می گیرند.

۳. بسیاری از ورزش ها و فعالیت های تفریحی مانند اسب سواری، اسکی، هاکی، کوه نوردی، گلف و ... به فضای باز و زیبا مانند مناطق روستائی نیاز دارند. زیبایی های روستا و طبیعت آن مردم را در آخر هفته ها از شهرها به آنجا می کشاند که خود از عوامل تولید بخش گردشگری می باشد.

۵. با گسترش حمل ونقل و زیرساخت های ارتباطات و هزینه های نازل آن ها، مناطق روستایی که در نزدیک و اطراف شهرها قرار دارند؛ برای زندگی بسیار جذاب شده اند . باید در نظر داشت که توسعه و عمران روستایی در کشور ما از اهمیت خاصی برخوردار است و شرایط اقلیمی کشور برای تولید بهترین محصولات در بخش کشاورزی در جهت تامین مواد غذایی و توسعه منابع درآمد غیرنفتی مساعد است.

● سامانه اطلاعات جغرافیایی

سامانه اطلاعات جغرافیایی(GIS) چگونه می تواند ما را در توسعه و عمران روستایی یاری رساند. ابتدا باید با این مقوله آشنا شد و درک صحیحی از آن داشت تا بتوان از آن به طور مفید در برنامه ریزی ها استفاده کرد. برای اولین بار کار بر روی سیستم های اطلاعات جغرافیایی در ایالات متحده در اواسط دهه ۱۹۶۰ آغاز شد و عکس های هوایی، اطلاعات کشاورزی، جنگل داری، خاک شناسی، زمین شناسی و نقشه های مربوطه آنها در این سیستم مورد استفاده قرار گرفت.

طبق تعریف مؤسسه تحقیقات سیستم های محیطی در کالیفرنیا، سامانه های اطلاعات جغرافیایی مجموعه ای از سخت افزارها، نرم افزارها، داده های جغرافیایی و منابع انسانی است که به منظور کسب، ذخیره، به روز رسانی، به کارگیری، تحلیل و نمایش کلیه اشکال اطلاعات مرجع جغرافیایی طراحی می شود . اطلاعات در سامانه GIS به صورت های گوناگون جمع آوری می شود، از روش های نقشه برداری سنتی و دستی که با میز مساحی، ترازیاب و تئودلیت گرفته تا جمع آوری داده های میدانی با استفاده از سیستم های موقعیت یاب جهانی GPS که این سیستم ها قدرتی با خطای بین ۵/۰ تا ۱۰۰ متر را دارند . ارتباط GIS با شبکه وب جهانی امکان دستیابی هر چه بیشتر کاربردان را از اطلاعات مکانی فراهم نموده است. همچنین با توجه به قدرت GIS که نقشه ها و اطلاعات را به صورت گرافیکی و قابل فهم بیان می کند، استفاده از آن را برای همگان آسان نموده است. در یک سامانه اطلاعات جغرافیایی مفهوم مؤلفه های آن را می توان این گونه بیان کرد: جغرافیایی(Geographic) یعنی موقعیت داده ها بر حسب مختصات جغرافیایی و با طول و عرض جغرافیایی بیان می شوند. اطلاعات(Information) یعنی اطلاعات و داده ها به صورت های مختلف از قبیل نقشه، تصاویر، گرافیک های آماری، جداول و پاسخ های نمایشی متنوع برای جستجوی های عملی، دسته بندی می شوند. سامانه (System) هم نشان دهنده آن است که GIS از چندین قسمت متصل و وابسته با کارکردهای متفاوت شکل گرفته است .

بسیاری از مردم گمان می کنند که این سیستم یک جعبه سیاه است که همه نوع داده ها را می بلعد و بدون در نظر گرفتن ورودی داده ها، برای مسائل مختف جواب پیدا می کند. حال آنکه GIS به یک کاربر برای تشخیص گام های آنالیز داده های فضایی نیاز دارد. بعد از دادن اطلاعات به سیستم می توان انتظار داشت که داده ها را آنالیز کند و روابط بین آنها را به صورت گویا و مشخص مانند نقشه های گرافیکی نمایش دهد. اما هیچ کدام از این اعمال بدون حضور کاربری که آنها را هدایت کند امکان پذیر نمی باشد.

● اجزاء سامانه اطلاعات جغرافیایی

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 . 

● ویژگی های GIS

همان طور که گفته شد اطلاعات قلب GIS است و باید در نظر داشت که داده ها برای اینکه ترسیم شوند، باید به صورت مؤلفه های جغرافیایی باشند. معیارها که بصورت X و Y بیان می شوند، به صورت فرضی و قراردادی مشخص شده اند تا برای همه یک معنا و مفهوم را داشته باشند. این معیارها در GIS بسیار مهم هستند. استفاده مکرر از داده ها یکی دیگر از معیارهای مهم در استفاده از GIS است. استفاده از رایانه و اسنادی که در آن ذخیره شده اند به عنوان موتور تحلیل گر، بسیاری از اعمالی که قبلاً به صورت دستی انجام می شده و وقت گیر بوده است را آسان نموده است.

به روز کردن داده ها و امکان تهیه نسخه های زیادی از روی محصول پایانی، بدون نیاز به نگهداری از نقشه ها و تصاویر گرافیکی و ... یکی دیگر از ویژگی های GIS است. مفهوم و محتوای GIS بیشتر از آن است که عموم معتقدند یک دستگاه نقشه کشی رایانه ای است. GIS در طراحی و تولید نقشه کمک می کند اما آن چنان طراحی شده است که داده ها را آنالیز و ارتباط بین متغیرهای مختلف مجاور یکدیگر را مشخص می کند. یعنی در واقع یک روش مدل ساز است و بعد از گرفتن ورودی از کاربر، داده ها را تجزیه و تحلیل کرده، رابطه بین آنها را مشخص می کند و آن ها را به صورت یک مدل ارائه می دهد . به طور کلی ویژگی های GIS را به صورت زیر می توان بیان کرد:

ـ امکان ورود انواع اطلاعات اعم از اطلاعات توصیفی یا پیکسلی از منابع مختلف

ـ تجزیه و تحلیل داده های مکانی و یافتن روابط میان آنها

ـ امکان ارائه نتایج بصورت جداول، نقشه و تصاویر گرافیکی

ـ بکارگیری مجموعه فناوری های مهندسی نرم افزار و مهندسی داده ها برای طراحی و تولید این سیستم ها

● کاربردهای GIS

با توجه به پیشرفت چشم گیر GIS در گردآوری، ذخیره سازی، بازیابی، و آنالیز داده های جغرافیایی کمتر زمینه ای وجود دارد که از این فن آوری استفاده نکرده باشد. اطلاعات جغرافیایی رکن اصلی این سیستم است و مدیران و برنامه ریزان با استفاده از آن راحت تر تصمیم گیری می نمایند و تصمیم های آنان کارآمدی بهتری خواهد داشت؛ چون GIS طیف وسیعی از آنالیز داده ها را در اختیار کاربران قرار می دهد. به طور کلی می توان گفت GIS در نقشه برداری، علوم زمین، جغرافیا، مهندسی معدن، منابع طبیعی، سنجش از دور، هواشناسی، محیط زیست، مخابرات، شهرسازی، مکان یابی روستایی و کشاورزی دقیق مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله سه موضوع مکان یابی روستایی، نقشه کشی و کشاورزی دقیق به اجمال مورد بررسی قرار می گیرد.

● مکان یابی روستایی

توجه به مکانیابی خدمات و تسهیلات زیرساختی، امروزه توجه برنامه ریزان کشورهای در حال توسعه را به خود جلب کرده است. نقش مکانیابی خدمات در بهبود توسعه نواحی روستایی برای دسترسی بهتر جوامع روستایی به خدمات اساسی چشم گیر است که نتیجه آن توسعه مناطق روستایی و در نهایت توسعه منطقه ای و ملی است. مکان یابی خدمات علاوه بر تاثیرگذاری در هزینه ها، در کارآیی، بهره برداری و کیفیت آن نیز مؤثر است. در سه دهه اخیر برنامه ریزان در جستجوی بهترین روش هایی هستند تا بتوانند از طریق آنها به نواحی مختلف روستایی در امر مکان یابی خدمات، تسهیلات و زیرساخت های فیزیکی، کمک کنند .

GIS می تواند برای این منظور با استفاده از داده های مکانی و فضایی، توپوگرافی و مشخص کردن موقعیت و فاصله روستاها بسیار سودمند باشد. مکان یابی سکونتگاه های روستایی در مطالعاتی مانند: ساماندهی مکانی و فضایی سکونتگاه ها، جابه جایی روستاهای پشت سد، تجمیع، ساماندهی روستاهای در معرض خطر یا آسیب دیده از بلایای طبیعی بسیار بااهمیت است. مکان یابی روستایی در دو بعد گزینش و انتخاب محل های استقرار جدید سکونتگاه های روستایی و تحلیل، ارزیابی و نقد مکان های فعلی استقرار سکونتگاه های روستایی می تواند به برنامه ریزان و طراحان منطقه ای کمک کند .

همچنین تعیین مکان مناسب برای صنایع روستایی که در ارتباط با سایر تولیدات روستایی می باشد، اهمیت به سزایی دارد. از آنجا که برای تعیین این نقاط، عوامل متعددی دخیل هستند، نیاز به مطالعات وسیع برای شناخت محل هایی با ویژگی ها و شرایط مورد نظر می باشد. روش های قدیمی برای تعیین این مکان ها، مناسب نیستند چون هم زمان بر بوده و هم هزینه بسیار را به همراه دارد. اما با توجه به گستردگی عوامل مؤثر در مکان یابی، محدودیت زمانی و افزایش دقت و سرعت محاسبات، GIS می تواند تصمیم گیران را راهنمایی کند و حجم وسیعی از اطلاعات مکانی و تجزیه و تحلیل آنها را فراهم کند. GIS در مکان یابی صنایع روستایی به کار می رود تا: ۱. پارامترهای مختلف در تعیین مکان، دخالت داده شود و ملاحظات اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی لحاظ شود. ۲. مناطق مختلف به این مکان ها دسترسی داشته باشند. ۳. از اتلاف انرژی، زمان و نیروی انسانی، جلوگیری شود .

● GIS و نقشه کشی

نقشه یا MAP در زبان انگلیسی به معنای ورق و صفحه است که از MAPA به معنی سفره رومیزی گرفته شده است. تعاریف متفاوتی از نقشه ارائه شده است مانند:

ـ نمایش قراردادی پدیده های فضایی بر روی سطحی هموار

ـ نمایش سطح زمین یا بخشی از آن بر روی سطحی هموار

ـ تصویری جغرافیایی که در آن خشکی ها و آب های سطح زمین بر حسب طول و عرض جغرافیایی ترسیم شده است.

ـ نمایش گرافیکی عوارض زمین بر روی سطحی هموار با مقیاسی مشخص

ـ برگردان شمای طبیعت بر روی سطحی صاف و هموار در یک مقیاس معین

آنچه از نقشه ها انتظار می رفت این بود که سطح زمین را طوری مشخص کنند که استفاده کننده بتواند هندسه منطقه را درک کند و همچنین عوارض را در یک مقیاس با بالاترین دقت ممکن مشخص کند. امروزه از طریق اندازه گیری های ماهواره ای با دقتی فوق العاده زیاد این کار انجام می گیرد .

با توجه به وجود سیستم GIS می توان انتظار داشت نقشه کشی با بیشترین دقت ممکن و به سهولت انجام شود. همچنین آنچه ماحصل خواهد بود به صورت نقشه های گرافیکی کاملاً گویا و مشخص برای کاربران در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. جدا از مقوله هایی مانند راه سازی، کشیدن خطوط تلفن، برق، لوله های آب و ... که به نقشه های دقیق برای توسعه و عمران روستایی نیاز است، نوعی از نقشه که کاداستر نام دارد، در مالکیت اراضی روستایی و نوع زمین بسیار مهم می باشد.گروه کارشناسان ویژه سازمان ملل کاداستر را یک مجموعه نظام مند از اطلاعات املاک در یک کشور یا یک منطقه تعریف کرده اند که بر پایه نقشه برداری املاک و محیط آنها قرار گرفته است. شکل، ابعاد، مشخصه و شناسه هر قطعه بر روی نقشه های بزرگ مقیاس ترسیم می شود . انواع کاداسترعبارتند از:

الف) کاداستر مالی (Fiscal cadastre): نقشه ای که محل، اندازه، قیمت و مالکیت قطعات در آن مشخص شده است. هدف از تهیه این نوع کاداستر، وصول مالیات و تامین بخشی از درآمد دولت است.

ب) کاداستر ملکی: به نقشه ثبتی گویند که رابطه بین مالک و زمین را مشخص می کند و اندازه، حدود و موقعیت ملک بر روی نقشه ثبت شده است.

ج) کاداستر حقوقی (Legal cadastre): مرزهای دقیق قطعات در این نوع نقشه مشخص شده است. در این کاداستر حق مالکیت اموال غیرمنقول مورد نظر است.

د) کاداسترچندمنظوره (Multi purpose cadastre): نوعی نقشه کاداستر که علاوه بر اطلاعات مابقی کاداسترها، اطلاعاتی را در زمینه های کاربری، کاربرد، نوع خاک، نوع ساختمان، محیط زیست و ... در بر می گیرد. این نوع کاداستر مبنای سیستم GIS است . در کاداستر چندمنظوره، می توان تمامی اطلاعات زمین را اعم از نوع خاک، عناصر موجود در خاک، املاح معدنی، میزان رطوبت خاک و... را به GIS داد تا بتوان اطلاعاتی را در زمینه نوع کشت، مقدار کود، مقدار سم و ... را تعیین نمود.کاداستر مبنایی دقیق برای برنامه ریزی و مدیریت می باشد و مختصاتی کامل برای امنیت حقوقی فراهم می آورد. همچنین با استفاده از کاداستر می توان بستر و زمینه های توسعه اقتصادی و مالی را فراهم نمود و سیاست ها و خط مشی ها را بهتر و آسان تر به کار گرفت. این نکته نیز حائز اهمیت است که .

● کشاورزی دقیق

در دهه هشتاد میلادی برای اولین بار در ایالت متحده آمریکا کشاورزی دقیق (Precision agriculture) برای حل مسائل زیست محیطی مربوط به کشاورزی مانند استفاده از سموم و کود، مطرح شد. کشاورزی دقیق یا کشاورزی خاص مکانی نوعی نگرش نو در مدیریت مزرعه است. به زبانی ساده، کشاورزی دقیق سیستمی است که تولیدکننده به وسیله آن تغییرات و غیریکنواختی های داخل مزرعه خود را شناسایی کرده و با مدیریت آن، در پی افزایش تولید محصولات زراعی و افزایش بهره وری بر می آید. کشاورزی دقیق در تمامی مراحل کاشت، خاک ورزی، کوددهی، مبارزه با آفات، تشخیص بیماری ها یا کمبودها و سیستم های آب و آبیاری کاربرد مؤثر دارد .

کشاورزی دقیق با هدف افزایش راندمان تولید، بهبود کیفیت محصولات، استفاده بهینه از مواد شیمیایی، صرفه جویی در انرژی و حفاظت از آب و خاک عمل می کند. برای کشاورزی دقیق ابزارهایی کلیدی مانند اطلاعات، فن آوری و مدیریت لازم است. می توان گفت مهم ترین و باارزش ترین منبع موجود در دسترس کشاورز، اطلاعات می باشد. اطلاعات دقیق و به روز در تمامی مراحل تولید مانند مشخصات محصول، خصوصیات خاک، نیاز کودی، جمعیت علف های هرز و حشرات برای کشاورزان مهم است. GIS می تواند برای تولید نقشه های عملیاتی مزارع کاربرد فراوانی داشته باشد و همچنین اطلاعات مربوط به اندازه گیری مداوم ویژگی های خاک، وضعیت محصول، مراحل مختلف برداشت و پس از برداشت را برای تصمیم گیری و مدیریت بهتر در دسترس کشاورز قرار دهد .

● نتیجه گیری و پیشنهادها

سیستم اطلاعات جغرافیایی اگر به طور مناسب مورد استفاده قرار گیرد، می تواند یک ابزار بسیار مناسب برای مدیریت، برنامه ریزی و اجرا باشد. مهمترین ویژگی سیستم اطلاعات جغرافیایی این است که با ارائه خروجی های آسان و قابل درک، کاربر خود را قادر به تصمیم گیری مطلوب می نماید. آنچه به عنوان قلب GIS خوانده می شود، داده یا اطلاعات است. درست است که جمع آوری این اطلاعات هزینه بر و مشکل خواهد بود، اما مطمئناً پی آمدهای مطلوبی را خواهد داشت که به صورت عموم برای عمران زیرساخت ها در مناطق روستایی بکار برده خواهد شد. مقوله GIS در توسعه عمران روستائی فقط در زمینه کشاورزی مطرح نمی باشد و در همه ابعاد آن می توان از آن بهره گرفت. برای این که بتوان به بهترین شکل از GIS در توسعه و عمران روستاها استفاده کرد موارد زیر پیشنهاد می گردد:

▪ فراهم آوردن اطلاعات دقیق نظیر فاکتورهای جمعیت شناختی، اقتصادی، جامعه شناختی وکشاورزی روستاها به وسیله سازمان های محلی هر منطقه

▪ ایجاد یک پایگاه دقیق اطلاعات روستایی برای بهره گیری از آنها در برنامه ریزی های خرد و کلان

▪ کاربردی کردن اطلاعات کسب شده از خروجی سیستم در تصمیم گیری های مدیریتی و برنامه ریزی

▪ آموزش استفاده از GIS برای کارکنان سازمان هایی مانند ترویج و آموزش کشاورزی که در توسعه و عمران روستاها فعالیت دارند.

▪ مکان یابی روستاها به منظور اهدافی چون کمک رسانی بهتر به روستاها، ایجاد بناها و ایجاد کارگاه ها و بنگاه های تولیدی و صنعتی در مناطق روستایی

▪ مسیر یابی برای امدادرسانی به روستاییان در مواقع بحرانی

▪ مشخص کردن وضعیت نظام ملکی اراضی کشور برای ساماندهی بهتر مناطق روستایی

▪ استفاده در کشاورزی به منظور استفاده بهینه از عوامل تولید و حفظ محیط زیست در جهت توسعه پایدار روستایی و کشاورزی

   نویسنده: غلامحسین کرمی ، عبدالواحد عصاررودی 

   ماهنامه تحلیلگران عصر اطلاعات