اسکنرها
در خیلی از موارد، منابع مورد نیاز در پروژه های GIS در فرمت های رقومی نیستند و اغلب منابع پایه ای بـه صـورت نقشه های آنالوگ تهیه شده اند. بنابراین، باید این نقشه ها به فرمت های قابل قبول در فرآیندهای GIS تبدیل گردد. این فرآیند از طریق فنآوری اسکن کردن میسر شده و به دستگاهی که این کار را امکان پذیر میسازد “اسکنر” گفتـه مـیشـود. در واقـع، اسکنر دستگاهی است الکترونیکی که ب هوسیله آن امکان ورود اطلاعات موجود در روی نقشه ها و حتی عکسهای هـوایی بـه داخل کامپیوتر ممکن میگردد.
با توجه به نیاز و هدف جمع آوری اطلاعات انواع اسکنرها عبارتند از:
o اسکنر دستی قابل حمل در ابعاد A4 که برای اسکن نمودن نقشه های بسیار کوچک بهکار گرفته میشوند.
o اسکنرهای معمولی و یا روی میزی در ابعاد A3 که به منظور اسکن نمودن نقشه های متوسط اندازه قابـل اسـتفاده هستند.
o اسکنرهای مسطح قابل تغذیه که شبیه یک دستگاه فاکس عمل نموده و میتوان نقشه ها و یا اسناد موجـود را بـه وسیله آنها به داده های رقومی تبدیل کرد.
o اسکنرهای ایستا و در ابعاد بزرگ که معمولا توسط سازمان ها و مراکز حرفه ای به کار گرفته میشوند، و با استفاده از آنها میتوان اطلاعات موجود در روی نقشه هایی در ابعاد A0 و اندازه بزرگ را به کـامپیوتر منتقـل نمـود .

انواع اسکنرها به منظور اسکنکردن نقشههای آنالوگ به حالت رقومی
امروزه، در ارتباط با فنآوری GIS ،اسکنرها از پیشرفته ترین سخت افزارهایی هستند که میتوان با استفاده از آنها داده های موجود در نقشه ها (عوارض نقطه ای، خطی و سطحی)، متنها و علائم را با کمترین دخالت اپراتور به صورت روقومی در ساختار رستری تبدیل نمود. به لحاظ سخت افزاری دو دسته از اسکنرهای استوانه ای و تخت مطرح اند. اسکنرهای تخت شبیه دستگاه فتوکپی هستند و معمولا نقشه بر روی یک صفحه مسطح و ثابت قرارگرفته و سنجنده اسکنر خط بـه خـط بگونـهای حرکت میکند که بهتواند تمامی نقشه را در اندازههای بسیار کوچک (اندازه تفکیک) مورد سنجش قـرار دهـد. امـا، در اسـکنر استوانه ای، استوانه و نقشه نصب شده بر روی آن دوران نموده و سنسور مربوطه بازتابش های موجود را ثبت میکند. باید یادآور شد که کیفیت دادههای حاصل از اسکنرها بستگی به ماهیت نقشه های موجود و نوع اسـکنری دارد کـه مورد استفاده قرار میگیرد. مهمترین مشخصه یک اسکنر توان تفکیک آن است، بهاین مفهوم که هر چه اندازه تفکیک ریزتـر باشد، توان تفکیک بالاتر خواهد بود و بالعکس. معمولا توان تفکیک هر اسکنری به نقطه در اینچ بیـان مـیگـردد. انـواعی از اسکنرها دارای توانی تا ۶۰۰۰ نقطه در اینچ میباشند، ولی انواعی که دارای توان تفکیک بین ۲۰۰۰ تا۳۰۰۰ می باشـند دارای کاربرد فراوانی هستند. هر چه اندازه تفکیک کوچکتر انتخاب شود، جزئیات بیشتری از نقشه برداشت خواهد شد. در این صورت، با افزایش توان تفکیک حجم فایل حاصله از عمل اسکن بیشتر خواهد بود.
به طور مثال، یک برگ از نقشه ۵۰۰۰۰:۱ که دارای ابعاد معادل ۵۵/۲ * ۴۷/۷ سانتی متر است، در صورتی که با یک اسکنر سیاه سفید و با تفکیک ۳۰۰ رقومی شود، حجمی معادل ۳۷ مگابایت و در صورتیکه با تفکیک ۶۰۰ اسکن گردد، حجمی معادل ۱۴۷ مگابایت را اشغال خواهد نمود. امروزه، عمل اسکن نمودن با سرعت زیاد و کمترین دخالت کاربران انجام می شود، اما در صورتیکه هدف اسـتخراج دادهه ای برداری از آن باشد، نیاز به حجمی از کار ویرایشی توسط اپراتور است، به ویژه آنکه در روی نقشه اسکن شده مقادیری از اطلاعات گرافیکی شبیه بهم از نقطه نظر کارتوگرافیکی به همراه انواع نوشته ها متراکم شده باشد. هـر چندکـه، برنامـه هـای اتوماتیک نرم افزاری متعددی برای شناسائی، ردیابی و تبدیل پدیدهها از ساختار رستری به برداری تهیه شدهاند، اما،همچنان نیاز به دخالت انسان با انجام حجم کاری سنگین در فرآیند ویراستاری داده ها احساس میگردد. گاهی این مسئله موجب میشود که ورود دادهها به محیط GIS با استفاده از رقومگرها بیشتر مورد توجه قرار گیرد. با توجه بـه پیشـرفته ـای روزافـزون در ایـن فنآوری، میتوان انتظار داشت که به زودی اسکنرها در فرآیند رقومی سازی و تهیه نقشه های بـرداری نقـش مهمتـری را ایفـاء نمایند.
سیستم تعیین موقعیت جهانی
برای اولین بار، پروژه ۱۲ میلیارد دلاری سیستم ناوبری GPS توسط سازمان دفاع نظامی ارتش کشور امریکا در سال ۱۹۷۰ میلادی شروع شد. از آن زمان تابحال پیشرفت های بسیار چشمگیری در این تکنولوژی صورت گرفته است. با توجه بـر پیشرفت های بعدی در فنآوری ارتباطات فضایی، امروزه این امکان ایجاد گردیده که در هر لحظه از زمان و در هر جـای دنیـا موقعیت های جغرافیایی به طور دقیق تعیین و اطلاعات مورد نیاز را به صورت رقومی فراهم آورد. این تکنولوژی که، به نام GPS معروف گشته است در جهت کسب اطلاعات مکانی از پدیده های مختلـف حتـی اشـیاء متحـرک نظیـر: کشـتی هـا در روی اقیانوس ها، کامیون ها در مسیر جاده ها و جابجایی جانداران (مثلا پرندگان مهاجر) به کار گرفته میشود. ماهواره های GPS در ارتفاعی معادل ۱۲۰۰۰ مایل و دو بار در هر ۲۴ ساعت کره زمین را دور میزنند. ماهواره های مربوطه به طور دائم، سیگنال های رادیوئی موج بلند به طرف زمین ارسال می نمایند که حاوی اطلاعات مربوط به موقعیت و زمان دقیق در روی کره زمین اسـت. این علائم بدون محدودیت در اختیار تعداد نامحدودی از کاربران میتواند قرار گیرد و هر نقطه در روی زمـین بـا یـک آدرس مشخصی متمایز گردد. توسط ماهواره های مربوط به سیستم تعیین موقعیت جهانی از این طریق، اطلاعات مربوط بـه سیسـتم مختصات (عرض و طول جغرافیایی) و میزان ارتفاع در هر مکانی قابل ثبت است. بعلاوه، GPS امکان میدهد سایر اطلاعات حیاتی ناوبری نظیر: جهت حرکت، امتداد مسیر، میزان فاصله طی شده و زمان مورد نیاز در هر جائی از سرتاسر کره زمین و در هر شرایط جوی ثبت گردد .

یک دستگاه GPS دستی گارمین
اساس فنآوری GPS مربوط به محاسبه زمان دقیق که توسط یک ساعت اتمی با خطائی معادل یک ثانیه در هر ۷۵۰ سال و محاسبه موقعیت های مکانی اسـت. سیگنال های ارسالی توسط دستگاه های GPS حداقل از سه ماهواره به طور همزمان امکان انجام محاسبات ژئومتریک را میسـر میسازد. یادآور میگردد، گیرنده GPS با دریافت علائم ارسالی از سه ماهواره مختصات جغرافیایی (عرض و طول) را ارائه میدهد و با دریافت سیگنال های ارسالی چهارمین ماهواره اطلاعات مربوط به ارتفاع نقاط را هم محاسبه مینماید.بنابراین، از طریق این فنآوری، هر محقق علوم زمینی که طی عملیات زمینی به خواهد بداند کجا بوده، کجاست و به کجا میرود و هر جغرافیدانی که تمایل داشته باشد در جهت مدیریت عملیات مکانی و زمانی خود در صحرا موفق بوده باشد، به یک وسیله پیشرفت های مانند GPS نیازمند است . با بهره گیری از گیرنده های GPS میتوان: طول و عرض جغرافیایی، ارتفاع نقاط، سرعت اشیاء متحرک، مسیر و جهت حرکت، فاصله تا مقصد، زاویه انحراف از مسیر، فواصـل نقـاط مشـخص و شـمال جغرافیـایی را محاسبه نموده و آنها را به محیط GIS منتقل نمود. با ورود GPS به عرصه جهانی و افزایش کاربرد آن در علوم جغرافیایی و برنامه ریزی شـهری ، یکـی از مـوثرترین روش های اخذ و جمع آوری مشاهدات به جامعه متخصصان مربوطه ارائه گردیده است. با GPS در هر شرایط جوی میتـوان بـه تعیین موقعیت های مکانی پدیده ها مبادرت نمود. کار با آن مقرون به صرفه و سریعتر است. با استفاده از این تکنولوژی میتوان مبادرت به تعیین سطح مبنا نموده، عملیات نقشه برداری اولیه را انجام داد و با تعیین سیستم تصویر معینی مختصات جغرافیایی مورد نیاز را محاسبه نمود. مسلما، با آشنایی اصولی با امکانات عرضه شده از طریق این فنآوری، جغرافیدانان، زمـین شناسـان، کارتوگراف ها و نقشه برداران میتوانند اطلاعات کسب شده را وارد محیط GIS نموده و به تنهایی و یا به همراه سـایر داده هـای رقومی پردازش های مورد نیاز را انجام دهند. بنابراین، هر متخصص GIS ایکه با زمین و پدیده های مربوطه سروکار دارد، می تواند با بهره برداری از این سخت افزار مدرن تحولی اساسی در نحوه اخذ و ورود اطلاعات مکانی ایجاد نماید. با توجه به پیشرفت های حاصله در نحوه ارتباطات فضایی، امروزه، این امکان ایجاد گردیده که در هر لحظه از زمان و در هر جای دنیا موقعیت های جغرافیائی را با دقت بسیار بالا تعیین و اطلاعات توصیفی مرتبط را به صورت رقومی ثبت نمود. کاربران میتوانند به راحتی با دستگاه گیرنده Garmin eTrex Vista نقاط مشاهداتی را برداشت، سپس با استفاده از نرم افزار واسط GPS Utility داده های نقطه ای، خطی و چندضلعی را به فرمت Shapefile تبدیل نمایند. نحوه دریافت لایه نقاط کنترل و ایجاد نقشه توزیع مشاهدات زمینی در محیط نرم افزارهای ArcView و ArcGIS امکانپذیر است. دریافت و نمایش مشاهدات زمینی در محیط نرم افزارهای GIS سرآغاز ایجاد بانک های اطلاعاتی منسجم و البته اعمال تحلیل های مکانی هدفمند محسوب میگردد.
به طور حتم، توجه به مسائل مندرج در ذیل شما را در کسب مهارت های مربوطه یاری خواهد کرد:
- اجتناب از بکارگیری روش های دستی غیرقابل اعتماد در برداشت نقاط مشاهداتی
- ممارست در اجرای تمرینات عملی
- بکارگیری سایر ابزارها و امکانات موجود در محیطهای نرم افزاری و سخت افزاری
- توجه به جنبه های کاربردی نهائی