บทที่ 1 : 1.2 ความหมาย GIS
ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์เบื้องต้น
๑.๒ ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (Geographic Information Systems)
ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ หรือที่เรียกโดยย่อว่า GIS (Geographic Information Systems) คือระบบที่ใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ในการรวบรวม จัดเก็บ วิเคราะห์ แสดงผล และจัดการข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Data) และข้อมูลคุณลักษณะ (Attribute Data) ที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของวัตถุหรือปรากฏการณ์บนพื้นผิวโลก โดยระบบ GIS ช่วยให้สามารถเข้าใจความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ของข้อมูลประเภทต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ความสัมพันธ์ระหว่างการใช้ที่ดินกับความลาดชันของพื้นที่ หรือความหนาแน่นของประชากรในเขตเมืองกับโครงข่ายคมนาคม
GIS เป็นระบบแบบบูรณาการที่ประกอบด้วย ฮาร์ดแวร์ (Hardware), ซอฟต์แวร์ (Software), ข้อมูล (Data), กระบวนการทำงาน (Procedures) และ บุคลากร (People) ซึ่งทั้งหมดต้องทำงานร่วมกันเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการสนับสนุนการตัดสินใจเชิงพื้นที่ ทั้งในด้านการวางแผน การจัดการทรัพยากร และการบริหารพื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพ
Federal Interagency Coordinating Committee (1988) ได้ให้คำจำกัดความว่า “GIS เป็นระบบของคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และวิธีการที่ออกแบบมาเพื่อการจัดเก็บ การจัดการ การจัดทำ การวิเคราะห์ การทำแบบจำลอง และการแสดงข้อมูลเชิงพื้นที่ เพื่อแก้ปัญหาการวางแผนที่ซับซ้อน และปัญหาในการจัดการ” ซึ่งแสดงให้เห็นถึงลักษณะของระบบที่ไม่เพียงใช้สร้างแผนที่เท่านั้น แต่ยังเป็นเครื่องมือสำหรับการวิเคราะห์และตัดสินใจเชิงยุทธศาสตร์
TYDAC Technologies Inc. (1987) ให้ความหมายของ GIS ว่า “Geographic Information Systems are software packages which can be used to create and analyze spatial information. With such systems, maps, air photos, and diagrams describing natural and man-made features can be translated into an electronic code which can be recalled, modified and analyzed.” แสดงให้เห็นว่า GIS มีบทบาทเป็นเครื่องมือในการแปลงข้อมูลแผนที่และภาพถ่ายทางอากาศให้อยู่ในรูปแบบดิจิทัล เพื่อให้สามารถวิเคราะห์และประมวลผลได้อย่างยืดหยุ่นและแม่นยำ
ในบริบทของประเทศไทย พรทิพย์ (2531) ได้เสนอคำอธิบายว่า “ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ เป็นระบบโปรแกรมที่สามารถนำไปใช้ในการสร้างและวิเคราะห์ข้อมูลรูปทรงสัณฐานของวัตถุทุกอย่างบนพื้นผิวโลก (Spatial) เกี่ยวกับระบบแผนที่ ภาพถ่ายทางอากาศ และแผนผังต่าง ๆ ของลักษณะภูมิประเทศทั้งที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้น สิ่งเหล่านี้สามารถแปลความออกมาเป็นรหัสอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเรียกออกมาใช้งาน แก้ไข และวิเคราะห์ข้อมูลได้” ซึ่งสะท้อนถึงความสามารถของระบบ GIS ในการรองรับข้อมูลที่หลากหลาย ทั้งข้อมูลจากแหล่งภาพถ่ายและจากการสำรวจภาคสนาม
อย่างไรก็ตาม Marble และ Penquet (1983) ได้ชี้ให้เห็นว่า แม้แนวคิดของระบบ GIS จะมีศักยภาพสูงในการประยุกต์ใช้ แต่ในระยะแรกกลับประสบผลสำเร็จในการใช้งานจริงน้อยมาก โดยมีสาเหตุหลักจากข้อจำกัดด้าน ฮาร์ดแวร์ และปัญหาในการ แก้ไขความคลาดเคลื่อนของข้อมูล ซึ่งมักเกิดจากกระบวนการแปลงข้อมูลแผนที่กระดาษไปสู่รูปแบบดิจิทัล ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับกระบวนการคำนวณทางคณิตศาสตร์ และคุณภาพของ ซอฟต์แวร์ ที่ใช้ในการจัดการข้อมูล (ครรชิต, 2529)
จากบริบททั้งหมดข้างต้น จะเห็นได้ว่า GIS เป็นระบบที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในการจัดการข้อมูลเชิงพื้นที่ โดยเฉพาะในยุคดิจิทัลที่ข้อมูลมีปริมาณมาก และการตัดสินใจเชิงพื้นที่ต้องการเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูง ทั้งในด้านความเร็ว ความถูกต้อง และความสามารถในการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงลึก
และอีกหนึ่งความหมายที่สำคัญของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (Geographic Information System: GIS) คือ กระบวนการทางวิทยาการสารสนเทศ ที่อาศัยการบูรณาการขององค์ประกอบหลัก ได้แก่ ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ (Hardware), ซอฟต์แวร์ (Software), ข้อมูลภูมิศาสตร์ (Geographic Data) และ บุคลากรหรือการออกแบบกระบวนการใช้งาน (Personnel/Design) เพื่อเสริมสร้าง ศักยภาพในการจัดเก็บ ปรับปรุง คำนวณ วิเคราะห์ และแสดงผลข้อมูลในลักษณะที่สามารถเชื่อมโยงกับพิกัดเชิงพื้นที่ (Spatial Reference) ได้อย่างแม่นยำและมีประสิทธิภาพ
กล่าวอีกนัยหนึ่ง GIS คือ การใช้ศักยภาพของเทคโนโลยีดิจิทัล ในการบริหารจัดการข้อมูลเชิงพื้นที่ เพื่ออธิบายลักษณะของพื้นที่บนผิวโลกผ่าน ความสัมพันธ์เชิงภูมิศาสตร์ อันเป็นแก่นหลักของการสังเคราะห์และแปลความหมายของปรากฏการณ์ทางกายภาพและสังคมต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในบริบทของพื้นที่
รูปที่ 1.2 ลักษณะของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์
จากรูปภาพ 1.2 ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (Geographic Information System: GIS) เป็นระบบที่ถูกออกแบบขึ้นเพื่อจัดการกับข้อมูลเชิงพื้นที่ (spatial data) และข้อมูลที่ไม่ใช่เชิงพื้นที่ (attribute data) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อการจัดเก็บ (storage), การปรับปรุง (update), การวิเคราะห์ (analysis) และการแสดงผล (visualization) ข้อมูลในเชิงภูมิศาสตร์อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งนี้ ระบบ GIS ประกอบด้วยองค์ประกอบหลัก 5 ประการ ซึ่งแสดงในภาพด้านบน ดังต่อไปนี้:
1. คอมพิวเตอร์ (Computer System)
ระบบคอมพิวเตอร์ประกอบด้วย ฮาร์ดแวร์ (Hardware) และ ซอฟต์แวร์ (Software) ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญในการประมวลผลข้อมูลเชิงภูมิศาสตร์ ฮาร์ดแวร์ ได้แก่ คอมพิวเตอร์แม่ข่าย (server), เครื่องลูกข่าย (client), อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล (storage devices) และอุปกรณ์แสดงผล (output devices) ส่วนซอฟต์แวร์หมายถึงโปรแกรม GIS เช่น ArcGIS, QGIS, GRASS GIS ซึ่งช่วยในการจัดการ วิเคราะห์ และแสดงผลข้อมูล
2. ข้อมูลภูมิศาสตร์ (Geographic Data)
ข้อมูลเชิงพื้นที่ถือเป็นหัวใจสำคัญของระบบ GIS โดยประกอบด้วยข้อมูลเชิงตำแหน่ง (spatial data) เช่น พิกัด X, Y และ Z หรือข้อมูลเวกเตอร์ (vector) และราสเตอร์ (raster) และข้อมูลคุณลักษณะ (attribute data) เช่น ประเภทของพื้นที่ดิน ชื่อถนน หรือความสูงของภูมิประเทศ แหล่งข้อมูลอาจได้จากการสำรวจภาคสนาม ภาพถ่ายดาวเทียม หรือภาพถ่ายทางอากาศ
3. การออกแบบบุคลากร (Personnel and Organizational Design)
บุคลากรเป็นทรัพยากรที่ขาดไม่ได้ในระบบ GIS ทั้งในด้านการวางแผน ออกแบบระบบ ป้อนข้อมูล ประมวลผล วิเคราะห์ และเผยแพร่ผลลัพธ์ ผู้ปฏิบัติงานต้องมีความรู้ในด้านภูมิศาสตร์ คอมพิวเตอร์ และการประยุกต์ใช้ GIS เพื่อให้สามารถใช้ระบบได้อย่างเต็มศักยภาพ
4. กระบวนการจัดการข้อมูล (Processes)
กระบวนการต่าง ๆ ภายในระบบ GIS ครอบคลุมตั้งแต่การ เก็บรวบรวมข้อมูล (capture), การจัดเก็บ (storage), การปรับปรุงแก้ไข (update), การจัดการและการแปลงข้อมูล (manipulate) ตลอดจน การวิเคราะห์ (analysis) ข้อมูลเชิงพื้นที่เพื่อสร้างข้อมูลใหม่ที่มีความหมาย เช่น การวิเคราะห์ความเหมาะสมของพื้นที่ หรือการทำนายผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม
5. ผลลัพธ์ (Output in Geographically Referenced Information)
ผลลัพธ์จากระบบ GIS จะอยู่ในรูปแบบของข้อมูลเชิงภูมิศาสตร์ที่สามารถ อ้างอิงตำแหน่งบนพื้นโลก ได้ เช่น แผนที่ดิจิทัล รายงานการวิเคราะห์ทางสถิติ หรือโมเดลเชิงพื้นที่ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการตัดสินใจ วางแผนเชิงนโยบาย หรือการจัดการทรัพยากรในระดับท้องถิ่นและประเทศ