21 กรกฎาคม 2554

ลักษณะข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์


ลักษณะข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์
โลกมีความสลับซับซ้อนมากเกินกว่าที่จะเก็บข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับโลกไว้ในรูปข้อมูลด้วยระบบคอมพิวเตอร์ จึงต้องเปลี่ยนปรากฏการณ์บน ผิวโลกจัดเก็บในรูปของตัวเลขเชิงรหัส (digital form) โดยแทนปรากฏการณ์เหล่านั้นด้วยลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่เรียกว่า Feature

ประเภทของ Feature
ลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่เป็นตัวแทนของปรากฏการณ์ทางภูมิศาสตร์บนโลกแผนที่ กระดาษบันทึกตำแหน่งทางภูมิศาสตร์และแทนสิ่งต่างๆ บนโลกที่เป็นลายเส้นและพื้นที่ด้วยสัญลักษณ์แบบ จุด เส้น พื้นที่และตัวอักษร ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์จะใช้ feature ประเภทต่างๆ ในการแทนปรากฏการณ์โดยแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม ดังนี้
  • จุด (Point)
  • เส้น (Arc)
  • พื้นที่ (Polygon)


จุด (Point)
ลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่มีตำแหน่งที่ตั้งเฉพาะเจาะจง หรือมีเพียงอย่างเดียว สามารถแทนได้ด้วยจุด (Point Feature)
  • หมุดหลักเขต
  • บ่อน้ำ
  • จุดชมวิว
  • จุดความสูง
  • อาคาร ตึก สิ่งก่อสร้าง
ข้อพิจารณาเกี่ยวกับมาตราส่วน
มาตราส่วนแผนที่จะเป็นตัวกำหนดว่าจะแทนปรากฏการณ์บนโลกด้วยจุดหรือไม่
ตัวอย่างลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่เป็นจุด
ตัวอย่างเช่น บน แผนที่โลก มาตราส่วนเล็กจะแทนค่าที่ตั้งของเมืองด้วยจุด แม้ว่าในความเป็นจริงเมืองนั้นจะครอบคลุมพื้นที่จำนวนหนึ่งก็ตาม ในขณะเดียวกันบนแผนที่มาตราส่วนที่ใหญ่ขึ้นเมืองดังกล่าวจะปรากฏเป็นพื้นที่ และแต่ละอาคารจะถูกแทนค่าด้วยจุด

ข้อมูลค่าพิกัดของจุด
  • ค่าพิกัด x, y 1 คู่ แทนตำแหน่งของจุด
  • ไม่มีความยาวหรือพื้นที่


เส้น (Arc)
ลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่วางตัวไปตามทางระหว่างจุด 2 จุด จะแทนด้วยเส้น (Arc Feature)
ตัวอย่างลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่เป็นเส้น
  • ลำน้ำ
  • ถนน
  • โครงข่ายสาธารณูปโภค
  • เส้นชั้นความสูง
ข้อจำกัดเกี่ยวกับ Arc
Arc 1 เส้น มี Vertex ได้ไม่เกิน 500 Vertex โดย vertex ลำดับที่ 500 จะเปลี่ยนเป็น node และเริ่มต้น เส้นใหม่ด้วยการ identifier ค่าใหม่โดยอัตโนมัติ

ข้อมูลค่าพิกัดของ Arc
  • Vertex (ค่าพิกัด x, y คู่หนึ่งบน arc) เป็นตัวกำหนดรูปร่างของ arc
  • arc หนึ่งเส้นเริ่มต้นและจบลงด้าน Node
  • arc ที่ตัดกันจะเชื่อมต่อกันที่ Node
  • ความยาวของ arc กำหนดโดยระบบค่าพิกัด


พื้นที่ (Polygon)
ลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่มีพื้นที่เดียวกันจะถูกล้อมรอบด้วยเส้นเพื่อแสดงขอบเขต ตัวอย่างข้อมูลที่เป็นพื้นที่
  • เขตตำบล อำเภอ จังหวัด
  • ขอบเขตอุทยานแห่งชาติ
  • เขตน้ำท่วม
ข้อพิจารณาเกี่ยวกับมาตราส่วน
มาตราส่วนของแหล่งที่มาของข้อมูลจะเป็นตัวกำหนดการแทนปรากฏการณ์บนโลกแห่งความเป็นจริงด้วย point หรือ polygon ตัวอย่าง เช่น อาคารบนมาตราส่วนขนาดใหญ่ เช่น 1 : 4,000 เป็น polygon ที่ถูกกำหนดขึ้น โดยขอบเขตอาคาร บนแผนที่ 1 : 50,000 ที่มาตราส่วนเล็ก อาคารจะแสดงด้วยจุด

ข้อมูลค่าพิกัดของ Polygon
  • polygon จะประกอบด้วย arc ตั้งแต่ 1 เส้นขึ้นไป แต่มี 1 Label point
  • มี Label point 1 point อยู่ภายในพื้นที่ปิดและใช้ในการแยกแยะแต่ละ polygon ออกจากกัน

ลักษณะข้อมูลภูมิศาสตร์ (Gcographic Features)


ลักษณะข้อมูลภูมิศาสตร์ (Gcographic Features)
ปรากฏการณ์ หรือวัตถุต่างๆ ที่อยู่รอบๆ ตัวเรา
  • สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ
  • สภาพแวดล้อมที่มนุษย์สร้างขึ้น
แสดงลงบนแผนที่ ด้วย
  • จุด (Point)
  • เส้น (line)
  • พื้นที่ (Area หรือ Polygon)
  • ตัวอักษร (Text)
อธิบายลักษณะสิ่งที่ปรากฏ ด้วย
  • สี (Color)
  • สัญลักษณ์ (Symbol)
  • ข้อความบรรยาย (Annotation)
ที่ตั้ง (Location)
ลักษณะข้อมูลภูมิศาสตร์จะต้องแสดงถึงที่ตั้งทางภูมิศาสตร์และที่ตั้งสัมพันธ์ของสถานที่หรือสิ่งต่างๆ บนโลก


หน้าที่ของ GIS ( How GIS Works )

หน้าที่ของ GIS ( How GIS Works )

ภาระหน้าที่หลัก ๆ ของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ควรจะมีอยู่ด้วยกัน 5 อย่างดังนี้
1. การนำเข้าข้อมูล (Input)
ก่อนที่ข้อมูลทางภูมิศาสตร์จะถูกใช้งานได้ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ข้อมูลจะต้องได้รับการแปลง ให้มาอยู่ในรูปแบบของข้อมูลเชิงตัวเลข (digital format) เสียก่อน เช่น จากแผนที่กระดาษไปสู่ข้อมูลใน รูปแบบดิจิตอลหรือแฟ้มข้อมูลบนเครื่องคอมพิวเตอร์อุปกรณ์ที่ใช้ในการนำเข้า เช่น Digitizer Scanner หรือ Keyboard เป็นต้น
2. การปรับแต่งข้อมูล (Manipulation)
ข้อมูลที่ได้รับเข้าสู่ระบบบางอย่างจำเป็นต้องได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสม กับงาน เช่น ข้อมูลบางอย่างมีขนาด หรือสเกล (scale) ที่แตกต่างกัน หรือใช้ระบบพิกัดแผนที่ที่แตกต่างกัน ข้อมูลเหล่านี้จะต้องได้รับการปรับให้อยู่ใน ระดับเดียวกันเสียก่อน
3. การบริหารข้อมูล (Management)
ระบบจัดการฐานข้อมูลหรือ DBMS จะถูกนำมาใช้ในการบริหารข้อมูลเพื่อการทำงานที่มีประสิทธิภาพในระบบ GIS DBMS ที่ได้รับการเชื่อถือและนิยมใช้กันอย่างกว้างขวางที่สุดคือ DBMS แบบ Relational หรือระบบจัดการฐานข้อมูลแบบสัมพัทธ์ (DBMS) ซึ่งมีหลักการทำงานพื้นฐานดังนี้คือ ข้อมูลจะถูกจัดเก็บ ในรูปของตารางหลาย ๆ ตาราง
4. การเรียกค้นและวิเคราะห์ข้อมูล (Query and Analysis)
เมื่อระบบ GIS มีความพร้อมในเรื่องของข้อมูลแล้ว ขั้นตอนต่อไป คือ การนำข้อมูลเหล่านี่มาใช้ให้เกิด ประโยชน์ เช่น
  • ใครคือเจ้าของกรรมสิทธิ์ในที่ดินผืนที่ติดกับโรงเรียน ?
  • เมืองสองเมืองนี้มีระยะห่างกันกี่กิโลเมตร ?
  • ดินชนิดใดบ้างที่เหมาะสำหรับปลูกอ้อย ?
หรือ ต้องมีการสอบถามอย่างง่าย ๆ เช่น ชี้เมาส์ไปในบริเวณที่ต้องการแล้วเลือก (point and click) เพื่อสอบถามหรือเรียกค้นข้อมูล นอกจากนี้ระบบ GIS ยังมีเครื่องมือในการวิเคราะห์ เช่น การวิเคราะห์เชิงประมาณค่า (Proximity หรือ Buffer) การวิเคราะห์เชิงซ้อน (Overlay Analysis) เป็นต้น หรือ ต้องมีการสอบถามอย่างง่าย ๆ เช่น ชี้เมาส์ไปในบริเวณที่ต้องการแล้วเลือก (point and click) เพื่อสอบถามหรือเรียกค้นข้อมูล นอกจากนี้ระบบ GIS ยังมีเครื่องมือในการวิเคราะห์ เช่น การวิเคราะห์เชิงประมาณค่า (Proximity หรือ Buffer) การวิเคราะห์เชิงซ้อน (Overlay Analysis) เป็นต้น


5. การนำเสนอข้อมูล (Visualization)
จากการดำเนินการเรียกค้นและวิเคราะห์ข้อมูล ผลลัพธ์ที่ได้จะอยู่ในรูปของตัวเลขหรือตัวอักษร ซึ่งยากต่อการตีความหมายหรือทำความเข้าใจ การนำเสนอข้อมูลที่ดี เช่น การแสดงชาร์ต (chart) แบบ 2 มิติ หรือ 3 มิติ รูปภาพจากสถานที่จริง ภาพเคลื่อนไหว แผนที่ หรือแม้กระทั้งระบบมัลติมีเดียสื่อต่าง ๆ เหล่านี้จะทำให้ผู้ใช้เข้าใจความหมายและมองภาพของผลลัพธ์ที่กำลังนำเสนอได้ ดียิ่งขึ้น อีก ทั้งเป็นการดึงดูดความสนใจของผู้ฟังอีกด้วย

องค์ประกอบของ GIS ( Components of GIS )

องค์ประกอบของ GIS ( Components of GIS )
องค์ประกอบ หลักของระบบ GIS จัดแบ่งออกเป็น 5 ส่วนใหญ่ ๆ คือ อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ (Hardware) โปรแกรม (Software) ขั้นตอนการทำงาน (Methods) ข้อมูล (Data) และบุคลากร (People) โดยมีรายละเอียดของแต่ละองค์ประกอบดังต่อไปนี้
1. อุปกรณ์คอมพิวเตอร์
คือ เครื่องคอมพิวเตอร์รวมไปถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงต่าง ๆ เช่น Digitizer, Scanner, Plotter, Printer หรืออื่น ๆ เพื่อใช้ในการนำเข้าข้อมูล ประมวลผล แสดงผล และผลิตผลลัพธ์ของการทำงาน
2. โปรแกรม
คือชุดของคำสั่งสำเร็จรูป เช่น โปรแกรม Arc/Info, MapInfo ฯลฯ ซึ่งประกอบด้วยฟังก์ชั่น การทำงานและเครื่องมือที่จำเป็นต่าง ๆ สำหรับนำเข้าและปรับแต่งข้อมูล, จัดการระบบฐานข้อมูล, เรียกค้น, วิเคราะห์ และ จำลองภาพ
3. ข้อมูล
คือข้อมูลต่าง ๆ ที่จะใช้ในระบบ GIS และถูกจัดเก็บในรูปแบบของฐานข้อมูลโดยได้รับการดูแล จากระบบจัดการฐานข้อมูลหรือ DBMS ข้อมูลจะเป็นองค์ประกอบที่สำคัญรองลงมาจากบุคลากร
4. บุคลากร
คือ ผู้ปฏิบัติงานซึ่งเกี่ยวข้องกับระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ เช่น ผู้นำเข้าข้อมูล ช่างเทคนิค ผู้ดูแลระบบฐานข้อมูล ผู้เชี่ยวชาญสำหรับวิเคราะห์ข้อมูล ผู้บริหารซึ่งต้องใช้ข้อมูลในการตัดสินใจ บุคลากรจะเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในระบบ GIS เนื่องจากถ้าขาดบุคลากร ข้อมูลที่มีอยู่มากมายมหาศาลนั้น ก็จะเป็นเพียงขยะไม่มีคุณค่าใดเลยเพราะไม่ได้ถูกนำไปใช้งาน อาจจะกล่าวได้ว่า ถ้าขาดบุคลากรก็จะไม่มีระบบ GIS
5. วิธีการหรือขั้นตอนการทำงาน
คือวิธีการที่องค์กรนั้น ๆ นำเอาระบบ GIS ไปใช้งานโดยแต่ละ ระบบแต่ละองค์กรย่อมีความแตกต่างกันออกไป ฉะนั้นผู้ปฏิบัติงานต้องเลือกวิธีการในการจัดการกับปัญหาที่เหมาะสมที่สุด สำหรับของหน่วยงานนั้น ๆ เอง

ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ( Geographic Information System ) GIS

ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ( Geographic Information System ) GIS ความหมายของคำว่า "ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ( Geographic Information System ) GIS"
ระบบสารสนเทศ ภูมิศาสตร์ หรือ Geographic Information System : GIS คือกระบวนการทำงานเกี่ยวกับข้อมูลในเชิงพื้นที่ด้วยระบบคอมพิวเตอร์ ที่ใช้กำหนดข้อมูลและสารสนเทศ ที่มีความสัมพันธ์กับตำแหน่งในเชิงพื้นที่ เช่น ที่อยู่ บ้านเลขที่ สัมพันธ์กับตำแหน่งในแผนที่ ตำแหน่ง เส้นรุ้ง เส้นแวง ข้อมูลและแผนที่ใน GIS เป็นระบบข้อมูลสารสนเทศที่อยู่ในรูปของตารางข้อมูล และฐานข้อมูลที่มีส่วนสัมพันธ์กับข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Data) ซึ่งรูปแบบและความสัมพันธ์ของข้อมูลเชิงพื้นที่ทั้งหลาย จะสามารถนำมาวิเคราะห์ด้วย GIS และทำให้สื่อความหมายในเรื่องการเปลี่ยนแปลงที่สัมพันธ์กับเวลาได้ เช่น การแพร่ขยายของโรคระบาด การเคลื่อนย้าย ถิ่นฐาน การบุกรุกทำลาย การเปลี่ยนแปลงของการใช้พื้นที่ ฯลฯ ข้อมูลเหล่านี้ เมื่อปรากฏบนแผนที่ทำให้สามารถแปลและสื่อความหมาย ใช้งานได้ง่าย
GIS เป็นระบบข้อมูลข่าวสารที่เก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ แต่สามารถแปลความหมายเชื่อมโยงกับสภาพภูมิศาสตร์อื่นๆ สภาพท้องที่ สภาพการทำงานของระบบสัมพันธ์กับสัดส่วนระยะทางและพื้นที่จริงบนแผนที่ ข้อแตกต่างระหว่าง GIS กับ MIS นั้นสามารถพิจารณาได้จากลักษณะของข้อมูล คือ ข้อมูลที่จัดเก็บใน GIS มีลักษณะเป็นข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Data) ที่แสดงในรูปของภาพ (graphic) แผนที่ (map) ที่เชื่อมโยงกับข้อมูลเชิงบรรยาย (Attribute Data) หรือฐานข้อมูล (Database)การเชื่อมโยงข้อมูลทั้งสองประเภทเข้าด้วยกัน จะทำให้ผู้ใช้สามารถที่จะแสดงข้อมูลทั้งสองประเภทได้พร้อมๆ กัน เช่นสามารถจะค้นหาตำแหน่งของจุดตรวจวัดควันดำ - ควันขาวได้โดยการระบุชื่อจุดตรวจ หรือในทางตรงกันข้าม สามารถที่จะสอบถามรายละเอียดของ จุดตรวจจากตำแหน่งที่เลือกขึ้นมา ซึ่งจะต่างจาก MIS ที่แสดง ภาพเพียงอย่างเดียว โดยจะขาดการเชื่อมโยงกับฐานข้อมูลที่เชื่อมโยงกับรูปภาพนั้น เช่นใน CAD (Computer Aid Design) จะเป็นภาพเพียงอย่างเดียว แต่แผนที่ใน GIS จะมีความสัมพันธ์กับตำแหน่งในเชิงพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ คือค่าพิกัดที่แน่นอน ข้อมูลใน GIS ทั้งข้อมูลเชิงพื้นที่และข้อมูลเชิงบรรยาย สามารถอ้างอิงถึงตำแหน่งที่มีอยู่จริงบนพื้นโลกได้โดยอาศัยระบบพิกัดทาง ภูมิศาสตร์ (Geocode) ซึ่งจะสามารถอ้างอิงได้ทั้งทางตรงและทางอ้อม ข้อมูลใน GIS ที่อ้างอิงกับพื้นผิวโลกโดยตรง หมายถึง ข้อมูลที่มีค่าพิกัดหรือมีตำแหน่งจริงบนพื้นโลกหรือในแผนที่ เช่น ตำแหน่งอาคาร ถนน ฯลฯ สำหรับข้อมูล GIS ที่จะอ้างอิงกับข้อมูลบนพื้นโลกได้โดยทางอ้อมได้แก่ ข้อมูลของบ้าน(รวมถึงบ้านเลขที่ ซอย เขต แขวง จังหวัด และรหัสไปรษณีย์) โดยจากข้อมูลที่อยู่ เราสามารถทราบได้ว่าบ้านหลังนี้มีตำแหน่งอยู่ ณ ที่ใดบนพื้นโลก เนื่องจากบ้านทุกหลังจะมีที่อยู่ไม่ซ้ำกัน

รีโมตเซนซิ่ง (Remote sensing)

ความหมายของรีโมตเซนซิง

             รีโมตเซนซิง (Remote Sensing) หรือการสำรวจข้อมูลระยะไกล (การรับรู้ระยะไกล) เป็นศัพท์เทคนิคที่ใช้เป็นครั้งแรกในประเทศสหรัฐอเมริกาใน พ.ศ.2503 หมายถึง วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแขนงหนึ่ง ที่บันทึกคุณลักษณะของวัตถุ (Object) หรือปรากฎการณ์ (Phenomena) ต่างๆ จากการสะท้อนแสง/หรือ การแผ่รังสีพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Energy) โดยเครื่องวัด/อุปกรณ์บันทึกที่ติดอยู่กับยานสำรวจ  การใช้รีโมตเซนซิงเริ่มแพร่หลายนับตั้งแต่สหรัฐอเมริกาได้ส่งดาวเทียมสำรวจทรัพยากรดวงแรก LANDSAT-1 ขึ้นใน พ.ศ.2515
           เราสามารถหาคุณลักษณะของวัตถุได้จากลักษณะการสะท้อนหรือการแผ่พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจากวัตถุนั้น ๆ คือ "วัตถุแต่ละชนิด จะมีลักษณะการสะท้อนแสงหรือการแผ่รังสีที่เฉพาะตัวและแตกต่างกันไป ถ้าวัตถุหรือสภาพแวดล้อมเป็นคนละประเภทกัน" คุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อในการได้มาของข้อมูลใน 3 ลักษณะ คือ ช่วงคลื่น(Spectral) รูปทรงสัณฐานของวัตถุบนพื้นโลก (Spatial) และการเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลา (Temporal) รีโมตเซนซิงจึงเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการจำแนก และเข้าใจวัตถุหรือสภาพแวดล้อมต่าง ๆ จากลักษณะเฉพาะตัวในการสะท้อนแสงหรือแผ่รังสี
           ข้อมูลที่ได้จากการสำรวจระยะไกล ในที่นี้จะหมายถึง ข้อมูลที่ได้จากการถ่ายภาพทางเครื่องบินในระดับต่ำ ที่เรียกว่า รูปถ่ายทางอากาศ (Aerial Photo) และข้อมูลที่ได้จากการบันทึกภาพจากดาวเทียมในระดับสูงกว่า เรียกว่า ภาพถ่ายจากดาวเทียม (Satellite Image)
           องค์ประกอบที่สำคัญของการสำรวจข้อมูลระยะไกล คือ คลื่นแสง ซึ่งเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติไม่ว่าเป็นพลังงานที่ได้จากดวงอาทิตย์ หรือเป็นพลังงานจาก ตัวเอง ซึ่งระบบการสำรวจข้อมูลระยะไกลโดยอาศัยพลังงานแสงธรรมชาติ เรียกว่า Passive Remote Sensing ส่วนระบบบันทึกที่มีแหล่งพลังงานที่สร้างขึ้นและส่งไปยัง วัตถุเป้าหมาย เรียกว่า Active Remote Sensing เช่น ระบบเรดาร์ เป็นต้น

หลักการของรีโมตเซนซิง


          หลักการของรีโมตเซนซิงประกอบด้วยกระบวนการ 2 กระบวนการ ดังต่อไปนี้คือ
         1. การได้รับข้อมูล (Data Acquisition) เริ่มตั้งแต่พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดพลังงาน เช่น ดวงอาทิตย์ เคลื่อนที่ผ่านชั้นบรรยากาศ, เกิดปฏิสัมพันธ์กับวัตถุบนพื้นผิวโลก และเดินทางเข้าสู่เครื่องวัด/อุปกรณ์บันทึกที่ติดอยู่กับยานสำรวจ (Platform) ซึ่งโคจรผ่าน ข้อมูลวัตถุหรือปรากฏการณ์บนพื้นผิวโลกที่ถูกบันทึกถูกแปลงเป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ส่งลงสู่สถานีรับภาคพื้นดิน (Receiving Station) และผลิตออกมาเป็นข้อมูลในรูปแบบของข้อมูลเชิงอนุมาน (Analog Data) และข้อมูลเชิงตัวเลข(Digital Data) เพื่อนำไปนำวิเคราะห์ข้อมูลต่อไป
         2. การวิเคราะห์ข้อมูล (Data Analysis) วิธีการวิเคราะห์มีอยู่ 2 วิธี คือ
                  - การวิเคราะห์ด้วยสายตา (Visual Analysis) ที่ให้ผลข้อมูลออกมาในเชิงคุณภาพ (Quantitative) ไม่สามารถ วัดออกมาเป็นค่าตัวเลขได้แน่นอน
                  - การวิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์ (Digital Analysis) ที่ให้ผลข้อมูลในเชิงปริมาณ (Quantitative) ที่สามารถแสดงผลการวิเคราะห์ออกมาเป็นค่าตัวเลขได้
การวิเคราะห์หรือการจำแนกประเภทข้อมูลต้องคำนึงถึงหลักการดังต่อไปนี้
                 1. Multispectral Approach คือ ข้อมูลพื้นที่และเวลาเดียวกันที่ถูกบันทึกในหลายช่วงคลื่น ซึ่งในแต่ละช่วงความยาวคลื่น (Band) ที่แตกต่างกันจะให้ค่าการสะท้อนพลังงานของวัตถุหรือพื้นผิวโลกที่แตกต่างกัน
                 2. Multitemporal Approach คือ การวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา จำเป็นต้องใช้ข้อมูลหลายช่วงเวลา เพื่อนำมาเปรียบเทียบหาความแตกต่าง
                 3. Multilevel Approach คือ ระดับความละเอียดของข้อมูลในการจำแนกหรือวิเคราะห์ข้อมูล ซึ่งขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้งาน เช่น การวิเคราะห์ในระดับภูมิภาคก็อาจใช้ข้อมูลจากดาวเทียม LANDSAT ที่มีรายละเอียดภาพปานกลาง (Medium Resolution)   แต่ถ้าต้องการศึกษาวิเคราะห์ในระดับจุลภาค เช่น ผังเมือง ก็ต้องใช้ข้อมูลดาวเทียมที่ให้รายละเอียดภาพสูง (High Resolution) เช่น ข้อมูลจากดาวเทียม SPOT, IKONOS, หรือรูปถ่ายทางอากาศเป็นต้น

ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (GPS)

ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลกหรือจีพีเอส(Global Positioning System - GPS)

หมายถึง ระบบบอกตำแหน่งบนพื้นผิวโลก โดยอาศัยการคำนวณพิกัด ยูทีเอ็ม (UTM) จากสัญญาณนาฬิกาที่ส่งมาจากดาวเทียมที่ โคจรอยู่รอบโลก ซึ่งมีตำแหน่งที่แน่นอน ระบบนี้สามารถบอกตำแหน่ง ณ จุดที่สามารถรับสัญญาณได้ทั่วโลก โดยเครื่องรับสัญญาณจีพีเอส รุ่นใหม่ๆ จะสามารถคำนวณความเร็วและทิศทางนำมาใช้ร่วมกับโปรแกรมแผนที่ เพื่อใช้ในการนำทางได้
แนวคิดในการพัฒนาระบบจีพีเอส เริ่มต้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 1957 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ของสหรัฐอเมริกา นำโดย Dr. Richard B. Kershner ได้ติดตามการส่งดาวเทียมสปุตนิกของโซเวียต และพบปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ของคลื่นวิทยุที่ ส่งมาจากดาวเทียม พวกเขาพบว่าหากทราบตำแหน่งที่แน่นอนบนพื้นผิวโลก ก็สามารถระบุตำแหน่งของดาวเทียมได้จากการตรวจวัดดอปเปลอร์ และหากทราบตำแหน่งที่แน่นอนของดาวเทียม ก็สามารถระบุตำแหน่งบนพื้นโลกได้ ในทางกลับกัน
กองทัพเรือสหรัฐได้ทดลองระบบนำทางด้วยดาวเทียม ชื่อ TRANSIT เป็นครั้งแรกเมื่อ ค.ศ. 1960 ประกอบด้วยดาวเทียมจำนวน 5 ดวง ส่วนดาวเทียมที่ใช้ในระบบจีพีเอส (GPS Block-I) ส่งขึ้นทดลองเป็นครั้งแรกเมื่อ ค.ศ. 1978 เพื่อใช้ในทางการทหาร
เมื่อ ค.ศ. 1983 หลังจากเกิดเหตุการณ์โคเรียนแอร์ไลน์ เที่ยวบินที่ 007 ของเกาหลีใต้ บินพลัดหลงเข้าไปในน่านฟ้าของสหภาพโซเวียต และถูกยิงตก ผู้โดยสาร 269 คนเสียชีวิตทั้งหมด ประธานาธิบดีโรนัลด์ เรแกนได้ประกาศว่า เมื่อพัฒนาระบบจีพีเอสแล้วเสร็จ จะอนุญาตให้ประชาชนทั่วไปใช้งานได้
ดาว เทียมจีพีเอส เป็นดาวเทียมที่มีวงโคจรต่ำ ที่ระดับความสูง 11,000 ไมล์จากพื้นโลก ใช้การยืนยันตำแหน่งโดยอาศัยพิกัดจากดาวเทียม 3 หรือ 4 ดวง ดาวเทียมจะโคจรรอบโลกเป็นเวลา 12 ชั่วโมงต่อหนึ่งรอบ ที่ความเร็ว 4 กิโลเมตร/วินาที การโคจรแต่ละรอบนั้นสามารถได้เป็น 6 ระนาบๆ ละ 4 ดวง ทำมุม 55 องศา โดยทั้งระบบจะต้องมีดาวเทียม 24 ดวง หรือมากกว่า เพื่อให้สามารถยืนยันตำแหน่งได้ครอบคลุมทุกจุดบนผิวโลก ปัจจุบัน เป็นดาวเทียม GPS Block-II





ลูกโลกจำลอง

ลูกโลกจำลอง

ลูกโลกจำลอง  เป็นสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อจำลองลักษณะของโลก  แสดงที่ตั้ง  อาณาเขต 
พรมแดนของประเทศต่างๆ  และลูกโลกจำลองยังสามารถใช้เป็นการเรียนเกี่ยวกับโลก
       2.1)รูปทรงของโลก  มีรูปทรงกลมคล้ายลูกฟุตบอล  เนื่องจากโลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์  147   152 ล้านกิโลเมตร  โลกมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศูนย์สูตร  ยาว  12,756  กิโลเมตร  และมีเส้นผ่านศูนย์กลางจากขั้วโลกเหนือถึงขั้วโลกใต้  ยาว  12,714  กิโลเมตร จึงเห็นได้ว่ารูปร่างของโลกไม่เป็นทรงกลมอย่างแท้จริง  แต่จะมีลักษณะแบนเล็กน้อย ทางด้านขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้  บนผิวโลกจะมีองค์ประกอบหลัก 2 ส่วน  คือ  ส่วนที่เป็นพื้นน้ำ  ได้แก่  มหาสมุทรต่างๆมีเนื้อที่รวมกัน  227  ล้านตารางกิโลเมตร  และส่วนที่เป็นแผ่นดิน  ได้แก่  ทวีปและเกาะต่างๆมีเนื้อที่รวมกัน  90  ล้านตารางกิโลเมตรโดยคิดสัดส่วนพื้นน้ำเป็น  2  ใน  3  ส่วนและเป็นแผ่นดิน  1  ใน  3  ส่วน
2.2    องค์ประกอบของลูกโลกจำลอง  มีหลายแบบตามวัตถุประสงค์ของการแสดง  ซึ่งอาจแบ่งได้เป็น  2  แบบคือ
    1.) ลูกโลกแสดงลักษณะผิวโลก   โดยแบ่งผิวโลกออกเป็น  2  ส่วนอย่างชัดเจน  คือ ส่วนที่เป็นพื้นน้ำ   ซึ่งได้แก่น้ำทะเลเป็นส่วนใหญ่   จะแสดงด้วยสีน้ำเงินอ่อน  และส่วนที่เป็นแผ่นดินซึ่งได้แก่ทวีปและเกาะขนาดต่างกัน
    2.) ส่วนที่เป็นแผ่นดิน   ลูกโลกจำลองจะแสดงลักษณะอย่างใดอย่างหนึ่ง  หรือหลายอย่างได้แก่  แสดงลักษณะภูมิอากาศ  พืชพรรณธรรมชาติ  เขตประเทศ  หรือชื่อเมืองหลวงหลักบนผิวโลก


เครื่องมือทางภูมิศาสตร์


เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาข้อมูลทางภูมิศาสตร์ แบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ ประเภทให้ข้อมูลกับประเภทเครื่องมือและอุปกรณ์ มีดังนี้
  1. ประเภทให้ข้อมูล ได้แก่ แผนที่ รูปถ่ายทางอากาศ ภาพจากดาวเทียม และอินเตอร์เน็ต
     
  2. ประเภทเครื่องมือและอุปกรณ์ ได้แก่ เข็มทิศ เครื่องมือวัดพื้นที่ เทปวัดระยะทาง เครื่องย่อขยายแผนที่ กล้องวัดระดับ กล้องสามมิติ กล้องสามมิติแบบพกพา และเครื่องมือวัดลักษณะอากาศแบบต่างๆ เช่น เทอร์โมมิเตอร์ บาโรมิเตอร์ และเครื่องวัดน้ำฝน เป็นต้น


เครื่องมือทางภูมิศาสตร์ประเภทให้ข้อมูล

    1. แผนที่
        แผนที่ (Map) เป็นเครื่องมือทางภูมิศาสตร์ขั้นพื้นฐานอย่างหนึ่ง โดยการย่อข้อมูลต่าง ๆ ที่ปรากฏบนพื้นโลกให้มีขนาดเล็กลงตามมาตราส่วน และแสดงข้อมูลดังกล่าวด้วยสัญลักษณ์ลงบนวัสดุต่าง ๆ เช่น กระดาษ ผ้า แผ่นพลาสติก ฯลฯ
  1. ข้อมูลที่แสดงในแผนที่ มี 2 ลักษณะ คือ

    • ข้อมูลด้านกายภาพ เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ เช่น แม่น้ำ ภูเขา เกาะ และป่าไม้ เป็นต้น
    • ข้อมูลด้านวัฒนธรรม เป็นสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น  ถนน เขื่อน โรงเรียน สถานีอนามัย เป็นต้น
         2. รูปถ่ายทางอากาศ
              รูปถ่ายทางอากาศ (Aerial Photography) เป็นรูปภาพแสดงภูมิประเทศที่ปรากฏบนพื้นผิวโลกถ่ายโดยใช้กล้องถ่ายรูปติดไว้ กับเครื่องบิน      หน่วยราชการที่จัดทำรูปถ่ายทางอากาศ คือ กรมแผนที่ทหาร กระทรวงกลาโหม 

         3. ภาพจากดาวเทียม
             ภาพจากดาวเทียม (Satellite Imagery) ให้ประโยชน์อย่างมากในการศึกษาข้อมูลเพื่อสำรวจแห่งทรัพยากรธรรมชาติ ในปัจจุบัน ประเทศไทยมีสถานีรับสัญญาณภาพดาวเทียมลาดกระบัง ตั้งอยู่ที่เขตลาดกระบัง กรุงเทพมหานคร ทำให้สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายน้อยกว่าที่เคยพึ่งพาต่างประเทศ  การทำงานรับภาพของดาวเทียม เรียกว่า กระบวนการรีโมทเซนซิง (Remote Sensing ) โดยดาวเทียมจะเก็บข้อมูลของวัตถุหรือพื้นที่เป้าหมายบนพื้นโลก จากรังสีที่สะท้อนขึ้นไปจากผิวโลกหรือจากอุณหภูมิของวัตถุนั้น ๆ บนพื้นผิวโลก  จากนั้นดาวเทียมจะส่งข้อมูลเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามายังสถานีภาคพื้นดิน ซึ่งจะบันทึกเป็นข้อมูลเชิงตัวเลขในแถบบันทึกข้อมูล เพื่อนำไปประมวลผลโดยคอมพิวเตอร์ และนำเสนอเป็นแผ่นฟิล์มหรือภาพพิมพ์ต่อๆไป

         4. อินเตอร์เน็ต
             อินเตอร์เน็ต (Internet) หรือไซเบอร์สเปซ (Cyber Space) คือ ระบบการสื่อสารด้วยเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมโยงระหว่างผู้ใช้งานทั่ว โลกเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสาร และความรู้ด้านต่าง ๆ อย่างสะดวกและรวดเร็ว จนทำให้โลกในปัจจุบันเข้าสู่ยุค “การสื่อสารไร้พรมแดน”   บริการในอินเตอร์เน็ต (World Wind Web : WWW) จะให้บริการข้อมูลในรูปแบบต่าง ๆ ทั้งตัวอักษร รูปภาพ เสียง หรือ ภาพยนตร์ ข้อมูลเหล่านี้ เรียกว่า “เว็บเพ็จ” (Web Page)  มีการเชื่อมโยงถึงกันทั่วโลกคล้ายใยแมงมุม


    เครื่องมือทางภูมิศาสตร์ประเภทเครื่องมืออุปกรณ์

          อุปกรณ์ทางภูมิศาสตร์ หมายถึงอุปกรณ์ที่ใช่วัดหรือเก็บข้อมูลทางภูมิศาสตร์ในด้านต่างๆ เช่น ทิศระยะทาง ความสูง ตำแหน่งที่ตั้ง อุณหภูมิของอากาศ และปริมาณฝน เป็นต้น สรุปได้ดังนี้

          1. เข็มทิศ
              เข็มทิศเป็นเครื่องมือบอกทิศอย่างง่าย ๆ โดยจะทำปฏิกิริยากับแม่เหล็กโลกและแสดงค่าของมุมบนหน้าปัด วิธีใช้เข็มทิศ คือ วางทิศในแนวระนาบ ปรับหมุนหน้าปัดให้เข็มบอกค่าบนหน้าปัดอยู่ในตำแหน่งที่หันไปทางทิศเหนือแม่ เหล็กโลก   ต่อจากนั้นจึงนำเข็มทิศหันเข้าหาตำแหน่งที่ต้องการวัดมุม เช่น เสาธงโรงเรียน เข็มทิศก็จะบอกให้ทราบว่าเสาธงของโรงเรียนอยู่ในทิศใด และทำมุมกี่องศากับทิศเหนือแม่เหล็กโลก

          2. เครื่องมือวัดพื้นที่
              เครื่องมือวัดพื้นที่ (Planimeter) มีลักษณะคล้ายไม้บรรทัดทำด้วยโลหะยาวประมาณ 1 ฟุต ใช้สำหรับวัดพื้นที่ในแผนที่ โดยเครื่องจะคำนวณให้ทราบค่าของพื้นที่แสดงค่าบนหน้าปัด

          3. เทปวัดระยะทาง
              เทปวัดระยะทาง ใช้สำหรับวัดระยะทางของพื้นที่ เมื่อลงไปสำรวจหรือเก็บข้อมูลภาคสนาม เทปวัดระยะทางมี 3 ชนิด ได้แก่ เทปที่ทำด้วยผ้า เทปที่ทำด้วยโลหะ และเทปที่ทำด้วยโซ่

          4. เครื่องย่อขยายแผนที่
              เครื่องย่อขยายแผนที่ ( patograph) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้จัดทำแผนที่อย่างหนึ่ง เพื่อย่อหรอขยายแผนที่ให้ได้ขนาดหรือมาตราส่วนตามที่ต้องการ โดยทั่วไปนิยมใช้แบบโต๊ะไฟ ซึ่งมีแท่นวางแผนที่จ้นฉบับ และมีไฟส่องอยู่ใต้กระจก ทำให้เห็นแผนที่ต้นฉลับปรากฏเป็นเงาบนกระจกอย่างชัดเจน ทั้งนี้ ผู้จัดทำแผนที่ดังกล่าว จะต้องลอกลายเพื่อย่อหรอขยายแผนที่ด้วยมือของตนเอง

          5. กล้องวัดระดับ
              กล้องวัดระดับ (Telescope) เป็นอุปกรณ์วัดระดับความสูงจากพื้นดิน เพื่อสำรวจพื้นที่สร้างถนน โดยจะช่วยกำหนดระดับแนวถนนได้ตามที่ต้องการ

          6. กล้องสามมิติ หรือสเตริโอสโคป
              กล้องสามมิติ หรือสเตริโอสโคป  (Stereoscope) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ดูรูปถ่ายทางอากาศ เพื่อพิจารณาความสูงต่ำของลักษณะภูมิประเทศ ในพื้นที่นั้น

    องค์ประกอบของแผนที่


    องค์ประกอบของแผนที่ที่จะกล่าวต่อไปนี้ หมายถึงสิ่งต่าง ๆ ที่ปรากฏอยู่บนแผ่นแผนที่ ซึ่งผู้ผลิตแผนที่จัดแสดงไว้ โดยมีความมุ่งหมายที่จะให้ผู้ใช้แผนที่ได้ทราบข่าวสารและรายละเอียดอย่างเพียงพอสำหรับการใช้แผนที่นั้น แผนที่ที่จัดทำขึ้นก็เพื่อแสดงพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งซึ่งเรียกว่าระวาง” (Sheet) และในแผนที่แต่ละระวางจะพิมพ์ออกมาเป็นกี่แผ่น (Copies) ก็ได้ วัสดุที่ใช้ พิมพ์แผนที่ควรมีลักษณะสำคัญ คือ ยืดหรือหดน้อยที่สุดเมื่อสภาวะอากาศเปลี่ยนแปลง องค์ประกอบแผนที่แต่ละระวาง ประกอบด้วย 3 ส่วนใหญ่ ๆ คือ
    1. เส้นขอบระวาง ตามปกติรูปแบบของแผนที่ทั่วไปจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมจตุรัสหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้า ห่างจากริมทั้งสี่ด้านของแผนที่เข้าไปจะมีเส้นกั้นขอบเขตเป็นรูปสี่เหลี่ยม ซึ่งเรียกว่าเส้นขอบระวางแผนที่ ( Border ) เส้นขอบระวางแผนที่บางแบบ ประกอบด้วยขอบสองชั้น เพื่อให้เกิดความสวยงาม สำหรับแผนที่ภูมิประเทศโดยทั่วไป เส้นขอบระวางมีเพียงด้านละเส้นเดียว บางชนิดมีเส้นขอบระวางเพียงสองด้านเท่านั้น ที่เส้นขอบระวางแต่ละด้านจะมีตัวเลขบอกค่าพิกัดกริด และค่าพิกัดภูมิศาสตร์ (ค่าของละติจูดและลองติจูด) หรืออย่างใดอย่างหนึ่ง ดังนั้นในแผนที่แผ่นหนึ่งเส้นขอบระวางแผนที่จะกั้นพื้นที่ บนแผ่นแผนที่ออกเป็นสองส่วนด้วยกัน คือพื้นที่ภายในขอบระวางแผนที่ และพื้นที่นอกขอบระวางแผนที่
    2. องค์ประกอบภายในขอบระวาง หมายถึง สิ่งทั้งหลายที่แสดงไว้ภายในกรอบ ซึ่งล้อมรอบด้วยเส้นขอบระวางแผนที่ ตามปกติแล้วจะประกอบด้วยสิ่งต่าง ๆ ต่อไปนี้ คือ
    - สัญลักษณ์ ( Symbol) ได้แก่ เครื่องหมายหรือสิ่งซึ่งคิดขึ้นใช้แทนรายละเอียดที่ปรากฏอยู่บนพื้นผิวภูมิประเทศ หรือให้แทนข้อมูลอื่นใดที่ต้องการแสดงไว้ในแผนที่นั้น
    - สี ( Color) สีที่ใช้ในบริเวณขอบระวางแผนที่จะเป็นสีของสัญลักษณ์ที่ใช้แทนรายละเอียดหรือข้อมูลต่าง ๆ ของแผนที่
    - ชื่อภูมิศาสตร์ ( Geographical Names) เป็นตัวอักษรกำกับรายละเอียดต่าง ๆ ที่แสดงไว้ภายในขอบระวางแผนที่ เพื่อบอกให้ทราบว่าสถานที่นั้นหรือสิ่งนั้นมีชื่อเรียกอะไร
    - ระบบอ้างอิงในการกำหนดตำแหน่ง ( Position Reference Systems) ได้แก่ เส้นหรือตารางที่แสดงไว้ในขอบระวางแผนที่ เพื่อใช้ในการกำหนดค่าพิกัดของตำแหน่งต่างๆ ในแผนที่นั้น ระบบอ้างอิงในการกำหนดตำแหน่งมีหลายชนิด ที่นิยมใช้ในแผนที่ทั่วไปมี 2 ชนิด คือ
    - พิกัดภูมิศาสตร์ (Geographic Coordinates) ได้แก่ เส้นขนานและเส้นเมอริเดียนที่บอกค่าละติจูดและลองติจูด อาจแสดงไว้เป็นเส้นยาวจรดขอบระวางแผนที่ หรืออาจแสดงเฉพาะส่วนที่ตัดกันเป็นกากบาท (graticul) อย่างเช่นแผนที่มาตราส่วน 1:50,000 หรืออาจแสดงเป็นเส้นสั้นๆ เฉพาะที่ขอบ
    - พิกัดกริด (Rectangular Coordinates) ได้แก่ เส้นขนานสองชุดที่มีระยะห่างเท่าๆ กัน ตัดกันเป็นรูปสี่เหลี่ยมมุมฉาก เส้นตรงขนานทั้งสองชุดดังกล่าวอาจแสดงไว้เป็นแนวเส้นตรงยาวจรดขอบระวาง หรืออาจแสดงเฉพาะส่วนที่ตัดกันก็ได้แล้วแต่ความเหมาะสม
    3. องค์ประกอบภายนอกขอบระวาง หมายถึง พื้นที่ตั้งแต่เส้นขอบระวางไปถึงริมแผ่นแผนที่ทั้งสี่ด้าน บริเวณพื้นที่ดังกล่าวผู้ผลิตแผนที่จะแสดงรายละเอียดอันเป็นข่าวสารหรือข้อมูลที่ผู้ใช้แผนที่ควรทราบ และใช้แผนที่นั้นได้อย่างถูกต้องตรงตามความมุ่งหมายของผู้ผลิตแผนที่ รายละเอียดนอกขอบระวางจะมีอะไรบ้างขึ้นอยู่กับชนิดของแผนที่