ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ 1 (Geographic Information System I)

1. ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ 1 (Geographic Information System I) อ.วุฒิชัย แก้วแหวน คณะภูมิสารสนเทศศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา

2. Geographic Information System 1 • อ. วุฒิชัย แก้วแหวน • คณะภูมิสารสนเทศศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา • Office: 038-102363 Mobile: 089-9363300 • วัน/เวลา/ห้องเรียน • บรรยายวันอาทิตย์ที่ 13 พฤศจิกายน 2554 เวลา 13.00 – 21.00 น. วันเสาร์ที่ 19 พฤศจิกายน 2554 เวลา 13.00 – 21.00 น. • ปฏิบัติวันอาทิตย์ที่ 19 พฤศจิกายน 2554 เวลา 15.00 – 21.00 น. วันเสาร์ที่ 26 พฤศจิกายน 2554 เวลา 13.00 – 21.00 น. วันอาทิตย์ที่ 27 พฤศจิกายน 2554 เวลา 08.00 – 10.00 น. • การสอบวันอาทิตย์ที่ 19 พฤศจิกายน 2554 เวลา 13.00 – 15.00 น. [สอบครั้งที่ 1] วันอาทิตย์ 27 พฤศจิกายน 2554 เวลา 10.00 – 12.00 น. [สอบครั้งที่ 2] • Email: wuthichai@buu.ac.th

3. Course Schedule ตำรา/ หนังสืออ้างอิง • สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน). ตำราเทคโนโลยี อวกาศและภูมิสารสนเทศศาสตร์. กรุงเทพฯ. อมรินทร์พริ้นติ้งแอนด์พลับลิชชิ่ง จำกัด. • สรรค์ใจ กลิ่นดาว. (2542). ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์: หลักการเบื้องต้น. กรุงเทพฯ: สานักพิมพ์มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์. • สุเพชร จิรขจรกุล. (2549). ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์และการใช้โปรแกรม ArcGIS Desktop เวอร์ชั่น9.1. กรุงเทพฯ. เอสอาร์พริ้นติ้งแมสโปรดักส์ จำกัด. คะแนน • - ทดสอบย่อย 10% • - สอบกลางภาค35% • - สอบปลายภาค35% • - รายงาน15% • - แบบฝึกหัด 5%

4. GIS--What is it? • สารสนเทศทางภูมิศาสตร์ • สารสนเทศเกี่ยวกับสถานที่ต่างๆที่ปรากฏบนพื้นโลก • สารสนเทศที่กล่าวถึงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นบนโลกในลักษณะของ อะไร ที่ไหนอย่างไร เมื่อไหร่ • Geographic/geospatial: synonymous • GIS--what’s in the S? • Systems: เทคโนโลยี ที่รองรับการจัดการข้อมูลเชิงพื้นที่ • Science: แนวทางและทฤษฎี • Studies: การศึกษาถึงบริบทของพื้นที่

5. GI Systems, Science and StudiesWhich will we do? • Systems • เทคโนโลยีที่ใช้จัดเก็บและจัดการข้อมูลเชิงพื้นที่ • Science • การทำความเข้าใจถึงบริบทของประเด็นต่างๆ ผ่านข้อมูลเชิงพื้นที่ ในช่วงเวลาต่างๆ • ทำความเข้าใจถึงทฤษฎีและบริบทที่อยู่เบื้องหลังเทคโนโลยีต่างๆ • Studies • การประยุกต์ใช้ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์เพื่อศึกษาถึงเหตุการณ์ต่างๆภายใต้ความถูกต้องทั้งในเชิงกฎหมายและจริยธรรม

6. Defining Geographic Information Systems (GIS) • กระบวนการร่วมกันระหว่างข้อมูลเชิงพื้นที่และเทคนิคการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ (Tomlinson, 1972) • ความสามารถของเครื่องมือสำหรับการบันทึก การจัดเก็บ การเรียกใช้งาน การแปลง และการแสดงผลข้อมูลเชิงพื้นที่ ที่ปรากฏอยู่บนพื้นโลก (Burroughs, 1986) • ระบบการจัดการฐานข้อมูลบนคอมพิวเตอร์สำหรับการรวบรวม จัดเก็บ การเรียกใช้ การวิเคราะห์ และการแสดงผลข้อมูลเชิงพื้นที่ (NCGIA, 1987) • ระบบที่ช่วยในการตัดสินใจ โดยใช้การบูรณาการระหว่างข้อมูลเชิงพื้นที่ เพื่อหาคำตอบทางด้านสิ่งแวดล้อม (Cowen, 1988)

7. สรุปความหมายของระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์สรุปความหมายของระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ • ระบบที่ทำหน้าที่ในการรวบรวม จัดเก็บ ตรวจสอบ บูรณาการ และวิเคราะห์ และแสดงผลข้อมูลเชิงพื้นที่ โดยมีพิกัดที่สามารถอ้างอิงได้บนพื้นโลก โดยใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ในการทำงาน • ระบบสารสนเทศเฉพาะทางที่จัดเก็บข้อมูลเชิงพื้นที่ในรูปแบบฐานข้อมูล ซึ่งประกอบไปด้วย กิจกรรมหรือเหตุการณ์ในช่วงเวลาต่างๆ ในเชิงพื้นที่ โดยเก็บอยู่ในรูปแบบของ จุด เส้น และพื้นที่ ซึ่งสามารถทำการสืบค้นและข้อมูลเชิงพื้นที่ได้

8. An Inelegant Definition for GISy การบูรณาการบนระระบบคอมพิวเตอร์แบบเบ็ดเสร็จสำหรับการจัดการข้อมูลเชิงพื้นที่ปรากฏอยู่บนพื้นผิวโลกเพื่อหาความสัมพันธ์และสามารถจัดการ ตัดสินใจ โดยอยู่บนพื้นฐานของวิทยาศาสตร์ • ชุดเครื่องมือสำหรับวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ • ครอบคลุมกระบวนการทั้งหมดในการจัดการข้อมูลเชิงพื้นที่ • รวบรวม จัดเก็บ เรียกใช้งาน วิเคราะห์ ปรับปรุง และแสดงผล • ใช้ตำแหน่งที่ชัดเจนบนพื้นโลกในการสร้างความสัมพันธ์กับข้อมูล • การดำเนินงานที่มุ่งสนับสนุนการตัดสินใจ และสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมทางวิทยาศาสตร์

9. ภูมิสารสนเทศศาสตร์ Geoinformatics • ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก Global Positioning Systems (GPS) • ระบบการกำหนดตำแหน่งบนโลก ที่สามารถให้ค่าความถูกต้องเชิงตำแหน่งบนพื้นโลกได้ตั้งแต่ 100 เมตร จนถึงระดับมิลลิเมตร โดยแสดงอยู่ในรูปแบบของค่าพิกัด • การสำรวจข้อมูลจากระยะไกล Remote Sensing (RS) • การได้มาซึ่งข้อมูลโดยไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับข้อมูล • การใช้งานดาวเทียมในการถ่ายภาพพื้นผิวของโลกและส่งข้อมูลภาพกลับมายังสถานีรับบนพื้นโลก • ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ Geographic Information Systems (GIS) • ระบบซอฟต์แวร์ที่ทำหน้าที่ในการรวบรวม จัดเก็บ จัดการ วิเคราะห์ และแสดงผลข้อมูลเชิงพื้นที่ * ข้อมูลที่ได้จาก GPS และ RS จะนำเข้าไปจัดการ วิเคราะห์ และแสดงผลในระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์

10. Geographic Information System: คำอธิบายอย่างง่ายๆของ GIS • เป็นการแสดงข้อมูลเชิงพื้นที่ โดยมีฐานข้อมูลเชิงพื้นที่รองรับอยู่เบื้องหลัง • ใช้สำหรับจำลองโครงสร้างข้อมูลเชิงพื้นที่ที่ปรากฏอยู่บนพื้นโลกจริง • มีความถูกต้องตรงกันสิ่งที่ปรากฏอยู่จริงในพื้นที่ ทั้งสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นและสิ่งที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติ โดยที่ • มีกระบวนการสืบค้นข้อมูล • มีการสรุปข้อมูลเพื่อรองรับการตัดสินใจและสามารถกำหนดเป็นแนวทางหรือนโยบายได้ • มีการวิเคราะห์โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศสาสตร์

11. How GIS differs from Related Systems ความแตกต่างของระบบ GIS จากระบบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง • ระบบการจัดการฐานข้อมูล (DBMS)—เป็นฐานข้อมูลที่เรียกว่า MIS ซึ่งความชัดเจนเกี่ยวกับข้อมูลเชิงบรรยายแต่ขาดความชัดเจนในด้านข้อมูลเชิงตำแหน่ง • สามารถบอกถึงชื่อเมือง ประเทศ รหัสประเทศ แต่ไม่มีการบอกถึงค่าหรือระบบพิกัดที่แน่นอน • บอกรายละเอียดได้ในระดับหนึ่งได้เช่น เมือง A อยู่ใกล้เมือง B แต่ไม่ใกล้กับเมือง C เป็นต้น • Automated Mapping (AM)–เป็นการแสดงผลข้อมูลเชิงพื้นที่ในรูปแบบของแผนที่ 2 มิติ • แผนที่เฉพาะเรื่อง • มีข้อจำกัดในการนำฐานข้อมูลเชิงพื้นที่มาแสดงผล เนื่องจากแสดงเป็นแผนที่แบบ 2 มิติ • Facility Management (FM) systems-- • ยังขาดเครื่องมือในการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ • CAD/CAM(computer aided design/drafting)—เป็นระบบพื้นฐานในการสร้างและแสดงผลข้อมูลแบบ 3 มิติ • ไม่มีการอ้างอิงกับระบบพิกัด (ใช้พิกัดสมมุติ) • CAD จะมีมุมมองของโลกในลักษณะที่เป็นลูกบาศก์ (Cube)แต่ GIS จะเป็นมุมมองในลักษณะรูปทรงรี (Sphere) • ขาดคุณสมบัติในการสร้างนิพจน์สำหรับการสืบค้นข้อมูล (ไม่สามารถใช้ if any) • scientific visualization systems—สามารถแสดงผลข้อมูลได้หลากหลายมิติ แต่: • ขาดการใช้งานร่วมกับฐานข้อมูล • ขาดเครื่องมือการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ในลักษณะ 2 มิติ

12. ทำไมจึงต้องเรียน GIS ? Why Study GIS? • 80% ขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นมีความจำเป็นต้องใช้งานข้อมูลทางด้านภูมิศาสตร์ • อาณาเขต โซน ข้อมูลด้านสาธารณูปโภค แหล่งรวบรวมขยะ เจ้าของที่ดิน จุดหรือหน่วยบรรเทาสาธารณภัย เป็นต้น • ส่วนสำคัญในการพัฒนาประเทศจำเป็นต้องมีองค์ประกอบทางภูมิศาสตร์ • การจัดการทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม • การขนส่งและเครือข่ายเส้นทางคมนาคม • ในด้านธุรกิจก็จำเป็นต้องใช่ GIS ในการประยุกต์กับงานด้านต่างๆ • การเลือกพื้นที่เพื่อบริการลูกค้า • การขนส่ง: ประเภทยานพาหนะ การติดตามยานพาหนะ และเส้นทางการเดินรถ เป็นต้น • การสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ เช่น น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น • การประการผลผลิตทางการเกษตร • วิศวกรรมโยธา และด้านโครงสร้างพื้นฐาน • ด้านความมั่นคง • การวางแผนและการจัดการพื้นที่ในการรบ • การใช้งานและการตีความภาพถ่ายจากดาวเทียม • การวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์โดยใช้ GIS • ด้านภูมิศาสตร์ ธรณีวิทยา พฤกษศาสตร์ • มานุษยวิทยา สังคมวิทยา เศรษฐศาสตร์ รัฐศาสตร์ รัฐประศาสนศาสตร์ • ระบาดวิทยา อาชญวิทยา

13. ตัวอย่างการประยุกต์ GIS: Examples of Applied GIS • การวางผังเมือง การจัดการและการกำหนดนโยบาย • การทำ Zoning, การวางผัง • สิทธิในการครอบครองที่ดิน • การพัฒนาด้านเศรษฐกิจ • หลักเกณฑ์การบังคับใช้ • โปรแกรมการปรับปรุงด้านที่อยู่อาศัย • การตอบสนองในเหตุฉุกเฉินต่างๆ • การวิเคราะห์ด้านอาชญากรรมในพื้นที่ • การจัดเก็บภาษี • ด้านทรัพยากรธรรมชาติ • การติดตามความเสี่ยงของทรัพยากร • การสสร้างแบบจำลองด้านภัยธรรมชาติ • การบริหารจัดการลุ่มน้ำ พื้นที่น้ำท่วม พื้นที่น้ำขัง ป่าไม้ การชลประทาน • การวิเคราะห์ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม • การกำหนดเขตมลพิษและของเสียอันตราย • การทำแบบจำลองน้ำใต้ดิน และการปนเปื้อนของน้ำใต้ดิน • ด้านรัฐศาสตร์ • การวิเคราะห์ผลการเลือกตั้ง • การสร้างแบบจำลองเพื่อการคาดการณ์ด้านต่างๆ

14. ตัวอย่างการประยุกต์ GIS: Examples of Applied GIS • ด้านที่ดิน และทะเบียนทรัพย์สิน • การประเมินราคาที่ดิน • การวิเคราะห์ผลกระทบด้านการจราจร • การกำหนดเขตที่ดินที่มีศักยภาพ • ด้านสาธารณสุข • ระบาดวิทยา • การวิเคราะห์ความต้องการด้านสาธารณสุข • การกำหนดประเภทของการให้บริการด้านสาธารณสุข • ด้านวิศวกรรมโยธา • การกำหนดตำแหน่งการวางสาธารณูปโภคใต้พื้นดิน • การออกแบบการวางแนวถนนที่ไม่จำกัดความเร็ว (freeways) และการขนส่ง • การกำหนดจุดซ่อมบำรุงโครงสร้างพื้นฐาน • ด้านธุรกิจ • การวิเคราะห์ด้านประชากร • การวิเคราะห์การเจาะกลุ่มตลาด/ การแบ่งส่วนการตลาด • การเลือกตำแหน่งที่ตั้งสำหรับการบริการ • การบริหารการศึกษา • การปรับปรุงพื้นที่การศึกษา • การวางแผนในการเก็บข้อมูลการศึกษา • การกำหนดเส้นทางเดินรถในการรับ ส่ง นักเรียน

15. การประยุกต์ GIS ทำอะไรได้บ้าง What GIS Applications Do:manage, analyze, communicate • ทำให้การใช้ประโยชน์ข้อมูลทางภูมิศาสตร์เป็นได้ในทุกๆ กิจกรรมในพื้นที่ • การผลิตแผนที่ • การคำนวณขนาดพื้นที่ ระยะทาง เส้นทางที่เหมาะสม • การหาค่าความลาดชัน ทิศทาง และความสูงตำของภูมิประเทศ • ด้านการขนส่ง: เส้นทางที่เหมาะสม การติดตามยานพาหนะ การจัดการจราจร • มีการบูรณาการร่วมกันระหว่างข้อมูลในอดีตและปัจจุบัน และสามารถหาคำตอบในเชิงพื้นที่ได้ (e.g property maps and air photos).

16. การประยุกต์ GIS ทำอะไรได้บ้าง What GIS Applications Do:manage, analyze, communicate • เชื่อมโยงความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลภูมิศาสตร์ไปเป็นลักษณะของแผนที่ และสามารถอธิบายถึงความซับซ้อนของข้อมูลเชิงพื้นที่ที่มีความหลากหลายได้อย่างกระทดรัด และกระชับ (e.gความอ่อนไหวของสภาพแวดล้อม environmental sensitivity). • สามารถหาคำตอบเชิงพื้นที่ไดhโดยใช้กระบวนการสืบค้นข้อมูล • สามารถดำเนินการบนแบบจำลองเชิงพื้นที่ที่มีความหลากหลายและซับซ้อนได้(what if scenarios for transportation planning, disaster planning, resource management, utility design)

17. โครงสร้างและองค์ประกอบในระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์GIS System Architecture and Components Data Input Query Input Geographic Database Transformation and Analysis Output: Display and Reporting

18. ARC/INFOไ Hardware Data Software People Process องค์ประกอบของ GIS GIS

19. GIS ความรู้พื้นฐานที่สำคัญสำหรับ GISKnowledge Base for GIS Computer Science/MIS กราฟิก การสร้า/ ตกแต่งภาพ ฐานข้อมูล การบริหารจัดการระบบ การรักษาความปลอดภัยข้อมูล Application Area: รัฐประศาสนศาสตร์ การวางผังเมือง ธรณีวิทยา การสำรวจเชิงพื้นที่ ป่าไม้ การเลือกตำแหน่งที่ตั้งที่เหมาะสม การตลาด วิศวกรรมโยธา หลักกฎหมายทางอาชญากรรม Geography and related: การทำแผนที่ ยีออเดซี โฟโตแกรมเมตรี ลักษณะภูมิประเทศ หลักสถิติเชิงพื้นที่

20. Take a Break!

21. The GIS Data Model แบบจำลองข้อมูลทางด้าน GIS

22. แบบจำลองของข้อมูล GISThe GIS Data Model:Purpose • เพื่อทำการถ่ายทอดข้อมูลที่ปรากฏอยู่บนพื้นโลกเข้าสู่ข้อมูลในรูปแบบฐานข้อมูลเชิงพื้นที่ Digital สำหรับทำการดัดแปลง ปรับปรุง เพื่อให้สามารถวิเคราะห์ถึงสภาพปัญหาเชิงพื้นที่ได้

23. 1121 1124 200 1123 1120 GIS Stores Data as Layers UTILITIES BUILDINGS TRANSPORTATION HYDROLOGY TOPOGRAPHIC PARCEL REALWORLD

24. GIS Data = Graphics + Attributes Feature Examples Graphic Data Attribute Data - เสา - หม้อแปลง - สวิทช์ - ความสูงของเสา - Rating KVA - สถานะของสวิทช์ จุด Point เส้น Arc - ถนน - สายไฟ - ประเภทของถนน - ขนาดของสายไฟ พื้นที่ Polygon - เขตอำเภอ - แหล่งน้ำ - จำนวนประชากร - ประเภทแหล่งน้ำ

25. GIS Data Architecture Related Attribute Data Spatial Data

26. GIS DATA พื้นที่ = 204.56 ตร.กม. ประชากร = 20,000 คน พื้นที่เพาะปลูก = นาข้าว : : : Attribute Spatial or Graphic

27. X, Y การเก็บข้อมูลแบบ Raster • เก็บข้อมูลในรูปแบบของข้อมูลเชิงจุด (Cell-based) ในตารางกริต (GRID) • แต่ละช่องใช้เก็บค่าของข้อมูลเรียกว่า Pixel • เหมาะสำหรับการวิเคราะห์ ข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Analysis)

28. ข้อมูลทั้งสองรูปแบบสามารถแปลงไปมาได้ข้อมูลทั้งสองรูปแบบสามารถแปลงไปมาได้ Raster Vector

29. Concept of Vector and Raster Real World Raster Representation Vector Representation point line polygon

30. 1121 1124 200 1123 1120 • GIS Stores Data as Layers UTILITIES BUILDINGS TRANSPORTATION HYDROLOGY TOPOGRAPHIC PARCEL REALWORLD

31. Administrative Boundaries Utilities Zoning Buildings Parcels Hydrography Streets Digital Orthophoto The GIS Data Model: ImplementationGeographic Integration of Information • Data is organized by layers, coverages orthemes (synonomous concepts), with each layer representing a common feature. • Layers are integrated using explicit location on the earth’s surface, thus geographic location is the organizing principal.

32. C B D A B-2 C-2 B-1 E D-2 A-1 D-3 A-3 E-3 2 1 การเพาะปลูกพืชในพื้นที่จังหวัดต่างๆ 3 การวิเคราะห์ซ้อนทับพื้นที่ (SpatialOverlay Analysis) พื้นที่เพาะปลูก เขตจังหวัด

33. Smart Vector—Pavement polygons Dumb Images & Smart GIS Data Smart Raster—5 feet grids Images—dumb rasters (although they look good!)

34. Examples

35. 0 3000 Feet 1500 Layers Vector Layers ชั้นข้อมูลเส้นทางคมนาคม: lines ชั้นข้อมูลแปลงที่ดิน: polygons Raster (image) Layer Digital Ortho Photograph Layer: Digital Ortho photo: combines the visual properties of a photograph with the positional accuracy of a map, in computer readable form. Projection: State Plane, North Central Texas Zone, NAD 83 Resolution: 0.5 meters Accuracy: 1.0 meters Scale: see scale bar

36. Overlay based on Common Geographic Location

37. Analysis Data Table Scanned Drawing Photographic Image Parcels within a half mile buffer of Park and Central

38. Vector Layers Attribute Tables Raster Layers Anatomy of a GIS Database:City of Plano