چکیده :
در زمینه جمع آوری داده ها، استفاده از سیستم های اطلاعات مکانی همراه (Mobile GIS) کار جمع آوری یا به روز رسانی داده ها را تسهیل می نماید. از آنجاییکه در اغلب مواقع این داده ها مستقیما وارد پایگاه داده می شوند کیفیت و دقت معنایی آنها مورد تردید می باشد. مناسبترین روش برای جلوگیری از ناهمگونی داده ها کنترل آنها در حین جمع آوری می باشد.
در این مقاله نحوه اعمال کنترل های کیفی بر روی داده های در حال جمع آوری مورد بررسی قرار خواهند گرفت. به عنوان نمونه عملی نیز یک سیستم جمع آوری داده تحت موبایل که قابل نصب بر روی PDA ها می باشد طراحی و اجرا گردیده است و در هنگام جمع آوری داده ها در صورت بروز یکی از موارد اهمگونی، سریعا به کاربرهشدار داده و کاربر با تصحیح خطای رخ داده جلوی بروز هر گونه ناهمگونی در مراحل اولیه جمع آوری داده ها را خواهد گرفت.
کلمات کلیدی: Mobile GIS :، WFS ، کنترل های کیفی، ناهمگونی معنایی ، PDA
۱‐ مقدمه
معمولا بررسی های محیطی، اجتماعی و اقتصادی نیاز به مقادیر زیادی از داده ها دارند. جدای از داده های موجود که می توانند از طریق تکنیک های داده کاوی (Data Mining) بدست آیند، داده ها اغلب از طریق نقشه برداری و ارزیابی زمینی جمع آوری می شوند. به طور افزاینده ای، جمع آوری زمینی داده ها (Field Data Collection) بوسیله کامپیوتر های قابل حمل و دستی انجام می شوند. مزایایی که این امر به دنبال دارد عبارتند از کاهش منابع خطا، صرفه جویی در وقت و در انتها امکان به اشتراک گذاری داده ها با دیگران به طریقی آسان مهیا بوده و نگهداری پایگاه داده نیز کاری ساده خواهد بود.
برای اطمینان از کیفیت داده های جمع آوری شده و فراهم آوردن اطلاعات در مورد کیفیت آنها نیاز است که قبل از ورود داده ها به پایگاه داده آنها از لحاظ پارامترهای کیفی و همگونی کنترل شده مشکل ناهمگونی (Inconsistency) در پایگاه داده مرتفع گردد.
این مقاله سعی در ارزیابی نحوه اعمال کنترل های کیفی بر روی داده ها در کار زمینی و به هنگام جمع آوری آنها دارد. به عبارت دیگر هدف این تحقیق، پاسخ دادن به این سؤال است که چگونه می توان شرایطی را فراهم نمود که در قالب سیستم های جمع آوری داده ها به صورت بی سیم، پارامتر های کیفی داده ها را در نظر گرفته و مدله کرد؟ در نتیجه به کمک مباحث تئوری که بیان خواهد شد، یک سیستم هوشمند جهت جمع آوری داده ها به صورت بی سیم طراحی گردیده که در صورت بروز هر گونه ناهمگونی کیفی و معنایی در حین جمع آوری داده ها بلافاصله به کاربر هشدار می دهد و او با پاسخ مناسب، جلوی بروز مشکلات بعدی در پایگاه داده را خواهد گرفت.
ساختار این مقاله به این ترتیب خواهد بود که در بخش دوم و سوم مروری بر مفاهیم GIS همراه و WFS خواهد شد و در بخش چهارم قواعد همگونی که باید رعایت گردند بحث می شود و بخش پنجم نحوه اعمال کنترل های کیفی را بیان می کند و در بخش ششم سیستم همراه پیاده سازی شده جهت جمع آوری داده ها توضیح داده شده و در بخش آخر نیز نتایج حاصل از این کار بیان خواهد شد.
2- GIS همراه (Mobile GIS)
توسعه سریع تکنولوژی های موبایل و ظهور کامپیوتر های دستی و قابل حمل با قدرت پردازش بالا اجازه استفاده از شیوه های نوینی در کارهای میدانی جهت جمع آوری داده ها را می دهند. تکنولوژی های امروزی از قبیل اینترنت و ارتباطات بی سیم نیز در حال تغییر دادن نحوه استفاده از سیستم های اطلاعات مکانی از حالت رومیزی به حالت سرزمینی و بر روی دستگاه های قابل حمل هستند ( Wilson 2000). سیستم اطلاعات مکانی را می توان به طور خلاصه این طور تعریف کرد که یک سیستم کامپیوتری است که برای جمع آوری، شبیه سازی، پردازش، جستجو، تجزیه و تحلیل داده های مکانی استفاده می شود. در سیستم های اطلاعات مکانی معمولا اشیاء و روابط بین آنها غیر قابل تغییر و نسبتًا ثابت هستند در حالی که در مورد اشیای متحرک، سیستم شبیه سازی و محاسبات این اشیای متحرک، سیستم های اطلاعات مکانی همراه نامیده می شود( .(Luqun et al 2004
سیستم های اطلاعات مکانی همراه می تواند به عنوان یک زیرشاخه تحقیقاتی در زمینه سیستم های اطلاعات مکانی تحت وب (Web GIS) در نظر گرفته شود هر چند که سیستم های اطلاعات مکانی همراه ویژگی های خاصخود را دارد، از قبیل متحرک بودن کاربر، اتصال بی سیم به اینترنت و محدود بودن منابع سخت افزاری در طرف کاربر.
2-1 اجزای سیستم های اطلاعات مکانی همراه
سیستم های اطلاعات مکانی همراه حاصل تلفیق چندین تکنولوژی به صورت زیر می باشند (Drummond et :al 2007)
-
سیستم های تعیین موقعیت
-
گیرنده های GIS همراه
-
نرم افزار GIS همراه
-
ارتباطات بی سیم برای دسترسی به سیستم های اطلاعات مکانی اینترنتی
-
داده های مکانی
-
سرورهای دربرگیرنده GIS
این اجزاء را می توان با جزئیات بیشتر و به صورت شماتیک در شکل 1 مشاهده نمود. با دقت در این شکل می توان سه مؤلفه کلی را که در سیستم های اطلاعات مکانی همراه نقش اساسی دارند تشخیص داد که در ادامه به اختصار هر یک مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
شکل ۱ نمایی از سیستم های اطلاعات مکانی همراه ( (Tsou 2004
2-1-1 موقعیت
برای سیستم های اطلاعات مکانی همراه همانطور که از نامشان پیدا است، به دلیل متحرک بودن، موقعیت نقش حیاتی را دارد. چرا که با داشتن این موقعیت است که می توان اطلاعات مناسب را برای کاربران فراهم نموده و یا اطلاعات مورد نیاز را جمع آوری نمود. در محیط های بی سیم که کاربران همواره در حال حرکت می باشند تعیین موقعیت و ردیابی مکان آنها تا حدودی مشکل بوده و بستگی به دقت و تعداد دفعات ثبت موقعیت دارد. موقعیت کاربر می تواند از طریق فن آوری ها و روش های مختلف بدست آید که در حال حاضر دقیقترین روش موجود برای این کار، روش GPS تفاضلی یا D-GPS می باشد.
2-1-2 اطلاعات
اطلاعات یکی دیگر از اجزای اصلی سیستم های اطلاعات مکانی همراه است که به عنوان مبنا برای تصمیم گیری ها می باشد. فراهم آوردن داده های به روز و صحیح برای کاربران موبایل، مهم و حیاتی است. همانطور که این مسئله برای کاربران ساکن مهم است برای کاربران در حال حرکت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. همچنین اطلاعاتی که توسط دستگاه های همراه گردآوری می شوند باید متناسب با کاربرد مورد نظر بوده و از لحاظ دقت، صحت و اطمینان، نیاز های آن کاربرد خاصرا تأمین نماید.
از آن جائی که اطلاعات مکانی حجم زیادی را اشغال می کنند، نیاز به انبار های بزرگی برای ذخیره، نگهداری و مدیریت این نوع اطلاعات می باشد. یکی از مهمترین این انبار ها مراکز تعامل داده ای (Clearinghouse) هستند که از طریق اینترنت قابل دسترسی می باشند.
2-1-3 ارتباطات
امروزه شبکه های ارتباطی بی سیم متنوعی مورد استفاده می باشند از قبیل GSM که نسل قدیمی تر زیرساخت مخابراتی هستند و تنها قادر به انتقال صوت می باشند و هم اکنون در کشور از این زیرساخت استفاده می شود و یا GPRS (General Packet Radio System) که نسل بعد از GSM می باشد و قابلیت های بیشتری نسبت به GSM دارد از آن جمله پهنای باند بیشتر و قابلیت انتقال داده های چند رسانه ای مثل تصویر و فیلم و نسل بعدی که UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) بوده و نسبت به نسل های قبلی سرعت انتقال اطلاعات بیشتر می باشد. علاوه بر این ها می توان از شبکه های محلی نیز برای انتقال اطلاعات استفاده کرد مانند WLAN (Wireless Local Area Network) که یک شبکه محلی بی سیم می باشد و پهنای باند به مراتب بزرگتر می باشد در نتیجه داده های با حجم بالا را به راحتی و در مدت زمان کمتری می توان انتقال داد. بنابراین پژوهش گران میدانی نیازی به هماهنگ سازی همه داده های مورد نیاز در دفتر کار و قبل از رفتن به سر زمین را ندارند. از آنجایی که ما با داده های مکانی که حجم زیادی دارند روبرو هستیم و نیاز داریم که این داده ها در کمترین زمان ممکن انتقال یابند در نتیجه شبکه WLAN نسبت به گزینه های دیگر اولویت خواهد داشت.
ارتباطات بی سیم در مقایسه با سایر ارتباطات از لحاظ سرعت دارای محدودیت هائی هستند و در حالی که کمینه این سرعت برای ارتباط بی سیم 9.6 kbps می باشد برای ارتباط ثابت سیمی از طریق مودم این سرعت به 56 kbps و بالاتر می رسد. البته در نسل های بعدی ارتباطات بی سیم، پهنای باند افزایش یافته و سرعت انتقال اطلاعات بسیار بیشتر از قبل خواهد بود.
نویسنده: محمد حسین پور، دکتر علی اصغر آل شیخ، دکتر مجید همراه
