شاید تابحال در مورد زیرساخت داده های مکانی ( SDI ) مطالبی را شنیده و یا در کتب مختلف نقشه برداری یا جی آی اس در مورد آن خوانده باشید. با ما همراه باشید تا اصول اولیه و الزامات مختلف این حوزه را برای شما بازگو کنیم.
اطلاعات یکی از نیازهای اساسی جهت مدیریت مسائل گوناگون می‌باشد. درواقع بدون وجود اطلاعات دقیق، قابل اعتماد و بهنگام امکان مدیریت بهینه مسائل وجود نخواهد داشت. توسعه مبتنی بر دانايی و تدبیر نیز منوط به در اختيار داشتن اطلاعات مناسب و تصميم‌گيری و برنامه‌ريزی برپايه انواع داده‌ها است.
از سوی دیگر بیشتر اطلاعات مورد نياز سازمان‌ها در امور مختلف تصميم‌سازی، تصميم‌گيری، مديريت، برنامه‌ريزی، اجرا و حتی عمليات روزمره دارای ماهیتی مکانی می‌باشند. بنابراين جهت نيل به توسعه پايدار مبتنی بر دانایی، اجتناب‌ناپذیر است که تولید، دسترسی و به‌کارگیری داده‌های مکانی مناسب، قابل اعتماد و باکيفيت در فرآيند تصميم‌گيری و برنامه‌ريزی به نحو مطلوب را در جریان امور قرار دهیم.
به‌عبارت‌دیگر وجود يک زیرساخت مناسب از داده‌های مکانی برايی توسعه پايدار جامعه الزامی است و به‌همين‌لحاظ امروزه ايجاد زیرساخت داده های مکانی در برنامه بسياری از دولت‌ها در سطوح مختلف ملی، استانی و محلی قرار دارد.
باتوجه به اهمیت تولید داده‌های مکانی و هزینه‌های سنگین آن لازم است که در این زمینه سیاست‌گذاری اساسی در سطح ملی صورت‌پذیرد. بزرگ مقیاس‌ترین نقشه‌هایی که در سطح ملی تولیدشده است، نقشه‌های توپوگرافی در مقیاس 1:25000 است. این مقیاس نیز برای بعضی از مطالعات که نیاز به جزئیات فراوان دارند، مناسب نیست. لذا میتوان مطالعات جغرافیایی را از منظر استفاده از داده‌های مکانی سطح‌بندی نمود و در سطوح مختلف از داده‌های متفاوتی استفاده نمود.
زیرساخت داده مکانی یا (Spatial Data Infrastructure (SDI عبارت‌است از مجموعه‌ای از سیاست‌ها، استانداردها، شبکه‌های دسترسی، فنآوریها، داده‌های مکانی، سازمان‌ها و نیروی انسانی که امور مختلف تولید، جمع‌آوری، دسترسی و استفاده بهینه از داده‌های مکانی را تسهیل و هماهنگ می‌سازد. به‌عبارت‌دیگر SDI بستری را جهت یافتن، ارزیابی و استفاده از داده مکانی برای عموم کاربران و تهیه‌کنندگان داده‌های مکانی در تمام سطوح دولتی، بخش خصوصی، بخش دانشگاهی و پژوهشی و سایر اقشار جامعه ایجاد می‌کند.
هدف از اجرای SDI، رسیدن به جایگاهی قدرتمند در ارتباط با استفاده آسان و موثر از داده‌های مکانی و ایجاد تعامل در این زمینه میان تمامی سطوح بخش‌های دولتی و خصوصی است. داده‌ها و اطلاعات در زیرساخت داده مکانی شامل داده‌ها و اطلاعات پایه، داده‌ها و اطلاعات ادغام‌شده و سرویس‌های مرتبط با آن‌ها می‌باشند.
از جمله مزایا و کاربردهای زیرساخت داده مکانی میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- تسهیل در تبادل، ادغام و بکارگیری داده های مکانی
- افزایش منافع اقتصادی، اجتماعی و محیط زیستی حاصل از سرمایه گذاری های انجام شده بر روی داده های مکانی موجود توسط سازمانهای مختلف
- تسهیل در توسعه بازار اطلاعات و صنعت
- ارائه خدمات نوین و بهینه به کاربران با استفاده از فناوری اطلاعات
- افزایش امنیت اجتماعی با بکارگیری اطلاعات مکانی در مدیریت بحران
- ایجاد فرصتهای شغلی جدید
- ارائه خدمات بهینه به کاربران با بهره گیری از اطلاعات مکانی و بهره گیری بیشتر از بسترهای توانمندسازی
تحقیقات به‌عمل‌آمده در سطح بین‌المللی، در ساخت و به‌کارگیری این زیرساختارهای داده‌ای برای سطوح مختلف، نشانگر برگشت اقتصادی چشم‌گیر (از نسبت 1 به 3 تا 1 به 15) بوده است. بدین معنا که با هر یک واحد سرمایه‌گذاری در این حوزه، سه تا پانزده برابر برگشت سرمایه خواهیم داشت.
ارکان زیرساخت داده های مکانی
همان‌طور که قبلا اشاره شد، “سیاست‌ها، استانداردها، شبکه‌های دسترسی، فنآوریها، داده‌های مکانی، سازمان‌ها و نیروی انسانی” ارکان یا اجزای زیرساخت داده مکانی هستند. دو جزء از اجزاء اصلی SDI، سازمان‌ها و داده‌های مکانی هستند. برخي سازمان‌ها توليدکننده داده هستند. برخی دستگاه‌ها پردازش‌کننده داده بوده و نياز به دسترسي به داده‌های توليدشده دارند. باید توجه داشت که داده‌های پردازش‌شده خود نوع جديدی از اطلاعات بوده که وارد چرخه اطلاعات می‌شوند. درنهایت کليه داده‌ها جهت استفاده بايد در دسترس کاربران نهايی قرار گیرند.
براي اينکه ارتباط بين سازمان‌ها و داده‌های مکانی را بتوان تسهيل کرد، سه جزء ديگر مورد نياز بوده که شامل شبکه دسترسی به‌عنوان يک ابزار و محيط فيزيکی برای تبادل داده، سياست‌ها و استانداردها است. شکل زیر اجزا و ارکان اساسی زیرساخت داده مکانی را نشان می‌دهد.
1- داده مکانی
داده‌هاي مکانی، داده‌هایی هستند که به موقعيت يا محدوده مکانی مشخصی مربوط بوده و شامل داده‌های موقعيتی و داده‌های توصيفی مربوط به پديده‌ها و عوارض مختلف می‌یباشند.
محتویات داده‌های مکانی، تعیین داده‌های پایه، جمع‌آوری داده‌ها شامل بررسی تکنیک‌ها و ابزارها، تعیین مقیاس‌های مناسب، بررسی قدرت تفکیک مکانی، طیفی، رادیومتریک و زمانی داده‌های مکانی، تعیین و جمع‌آوری فراداده و سیستم مدیریت پایگاه داده مواردی هستند که در این حیطه بایستی مورد بررسی قرار گیرند.
2- مردم و سازمان‌ها
عموم مردم و تمامی سازمان‌ها اعم از دولتي و غيردولتي در نقش توليدکننده، پردازش‌کننده و یا استفاده‌کننده داده‌های مکاني جزو این رکن هستند.
بررسی کارکرد سازمانهای دولتی و بخش‌های خصوصی در تولید داده‌های پایه یا پردازش داده‌های سایر سازمان‌ها و دستگاه‌ها، بررسی نقش استفاده از توان بخش خصوصي در فعاليت‌های مرتبط با داده‌های مکانی در افزايش کيفيت محصولات، کاهش قيمت محصولات و ارائه سرويس‌ها و خدمات بهتر و جديدتر و نیز بهره‌گیری از توان بخش‌های دانشگاهی در مطالعه و پژوهش برای فعاليت‌های مرتبط با داده‌های مکانی در این حیطه باید مورد بررسی قرار گیرند.
3- شبکه‌های دسترسی
منظور از شبکه‌های دسترسی، مجموعه فنآوریها و زيرساخت‌هايی هستند که امکان اطلاع‌رسانی، جستجو و دسترسی به داده‌های مکاني را فراهم می‌آورد. بررسی قابلیت‌های شبکه ارتباطی از منظر سرعت، پهنای باند و امنیت شبکه برای رسیدن به تبادل مناسب داده‌های مکانی جزو موارد مورد بررسی در این حیطه هستند.
نمونه شبکه دسترسی در سطح ملی، همان شبکه Clearinghouse ملی است. شبکه Clearinghouse ملی، یک درگاه وب مرکزی در سطح ملی بوده که تسهیل در اکتشاف، دسترسی و ارائه سرویس قابل قبول را مورد توجه قرار می‌دهد. درواقع Clearinghouse ملی مفهومی فراتر از یک مخزن ذخیره اطلاعات بوده و مرکزی را برای دسترسی و استفاده از تمامی داده‌های مکانی موجود و در دسترس سراسر کشور فراهم می‌آورد.
مدل مفهومی Clearinghouse خود متشکل از مجموعه‌ای از اجزا و ارتباط بین آن‌ها است. این ارتباطات به‌صورت مجموعه‌ای از سرویس‌ها و پروتکل‌ها است. Clearinghouse در سطوح اولیه صرفا قابلیت جستجو در پایگاه فراداده را فراهم آورده که این قابلیت‌ها به‌تدریج به سطوح نمایش و سپس تحلیل در طول زمان ارتقا یافته است. بدین‌ترتیب، قابلیت‌ها و به‌تبع آن‌ها اجزای Clearinghouse بر اساس وظایف، انتظارات و کاربردها و با پیشرفت فنآوریها و سرویس‌های وب در طول زمان تکامل یافته‌اند.
4- سیاست‌ها
سياست‌ها، مجموعه خط مشی‌ها و راه‌کارهايی هستند که نحوه ايجاد، نگهداری، دسترسی و استفاده از استانداردها و داده‌های مکانی را تسهيل و بهره‌گيری از آن‌را الزامی می‌سازد و همچنين شرايط مناسب جهت مشارکت و همکاری بخش‌های دولتی و غيردولتی و مردم را در ايجاد زيرساخت ملی داده مکانی فراهم می‌آورد.
تمامی موارد تولید، جمع‌آوری، اصلاح، بهنگام‌رسانی، دسترسی داده‌ها، تعرفه داده‌ها، تدوین استانداردها، ایجاد زیرساخت داده مکانی در سطوح مختلف محلی، بخشی، شهری، استانی و ملی و نحوه مشارکت دستگاه‌ها در ایجاد آن، و بسیاری از موارد دیگر نیازمند سیاست‌گذاری بوده و در این حیطه بررسی می‌شود.
5- استانداردها
استانداردها مجموعه قواعدی هستند که خصوصيات فنی، روش‌ها يا نتايج مورد نياز را جهت ايجاد نظم در يک محيط خاص مشخص می‌نمايند. داده‌ها با استانداردهای گوناگون تهیه‌شده‌اند تا بتوانند پاسخ‌گوی نیازهای سازمانهای تولیدکننده باشند و کمتر به نیاز دیگر سازمان‌ها در تهیه آن‌ها توجه شده است.
فعاليت‌های مختلفی در سطح بين‌المللی در زمينه استانداردسازی، در حال انجام بوده که هر يک نقش و مسئوليت خاصی را متناسب با پياده‌سازی SDI بر عهده‌دارند. اين سازمان‌ها عبارتند از سازمان جهاني استاندارد (ISO)، کنسرسيوم GIS باز (OGC) و کنسرسيوم W3C.
چگونگی تدوین استاندارد داده‌ها، استاندارد فراداده، استانداردهای کيفيت داده و تعامل‌پذيری ازجمله مواردی هستند که در این حیطه باید مورد بررسی قرار گيرند. در استاندارد داده‌ها، نحوه جمع‌آوری، حفظ و نگهداری، و حتی اولویت جمع‌آوری نیز مدنظر قرار گیرد.
سطوح زیرساخت داده های مکانی
جهت مدیریت بهتر و مشارکت عمومی برای پیشبرد زیرساخت داده مکانی، فعاليت‌های مختلف SDI در سطوح مختلف جهانی، منطقه‌ای، ملی، استانی، محلی و حتی داخل سازمانی به‌صورت سلسله‌مراتبی تعریف و پیاده‌سازی می‌شود. وجود روابط مختلف در جريان ايجاد SDI، عملا پياده‌سازی SDI را دچار مشکل می‌سازد. براي اين‌منظور با اعمال تئوری (Spatial Hierarchy Reasoning(SHR بر SDI، مدل سلسله‌مراتب SDI ارائه گرديد. سلسله‌مراتب SDI نيز با الهام از همين تئوری سعي بر ساده‌سازی روش پاسخ‌گويی به مسائل و مشکلات مربوط به ايجاد SDI دارد. شکل زیر سطوح مختلف زیرساخت داده مکانی را نشان می‌دهد.
باید توجه داشت که فعالیت‌های مربوط به سطوح SDI مستقل و مجزا از هم نبوده و تنها مختص همان سطح نیست. فعالیت‌های سطوح SDI نه‌تنها به‌هم وابسته بوده بلکه بر یکدیگر تأثیر نیز می‌گذارند. اين موضوع با نگاهی تحليلی به اهداف و چشم‌اندازهای فعاليت‌های مختلف SDI در جهان قابل استنتاج می‌باشد.
به‌عنوان‌مثال در منطقه آسيا و اقيانوسيه، UN-GGIM-AP دو هدف اصلی را در برنامه‌هاب خود دنبال می‌کند: اول مشارکت در ايجاد زیرساخت جهانی داده مکانی (GSDI) و دوم سياست‌گذاری براي تسهيل ايجاد SDIهای ملی. اين دو هدف نشان‌دهنده وجود ارتباط بين SDI منطقه‌ای با SDI جهانی و همچنين SDI منطقه‌ای با SDI ملی است. در هر سطح از زیرساخت داده مکانی، برنامه‌ریزی خاص آن سطح انجام و پیاده می‌گردد.
از طرفی جزئیات اطلاعات و نوع اطلاعاتی که برای برنامه‌ریزی در هر سطح لازم است متفاوت می‌باشد. برای سطوح محلی و یا در سطح شهر معمولا نقشه‌های بزرگ‌مقیاس لازم است. اما در سطح منطقه‌ای مقیاس اطلاعات کوچک‌شده و ماهیت و نوع اطلاعات تغییر می‌کند. از طرف دیگر متولیان اطلاعات هم در سطوح مختلف متفاوت هستند. در سطح شهری متولیان داده‌ها شهرداری، شرکت گاز و … بوده که هنگام فعالیت روزانه اطلاعات را تولید، بهنگام و به‌اشتراک می‌گذارند. اما در سطوح بالاتر مثل سطح منطقه‌ای متولیان داده‌ها کشورها هستند و تبادل داده بین کشورها انجام می‌شود.
