บทที่ 1 : 1.3 เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับ GIS
๑.๓ เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS-Related Technologies)
การจัดทำแผนที่และวิเคราะห์ข้อมูลทางภูมิศาสตร์ด้วย ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (Geographic Information System: GIS) จำเป็นต้องอาศัยการบูรณาการองค์ความรู้จากหลากหลายศาสตร์และเทคโนโลยี เพื่อเพิ่ม ความถูกต้อง (Accuracy) และ ความแม่นยำ (Precision) ของผลลัพธ์ที่ได้จากการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ การผสมผสานเทคโนโลยีเหล่านี้ถือเป็นแกนกลางของศาสตร์ที่เรียกว่า ภูมิสารสนเทศศาสตร์ (Geo-informatics หรือ Geomatics) ซึ่งครอบคลุมเทคโนโลยีหลักที่เกี่ยวข้องดังต่อไปนี้:
(1) วิทยาการคอมพิวเตอร์ (Computer Science) มีบทบาทสำคัญในการพัฒนา ฮาร์ดแวร์ และ ซอฟต์แวร์ ที่เกี่ยวข้องกับ GIS โดยเฉพาะระบบนำเข้าข้อมูล การจัดเก็บสำรอง และการแสดงผลข้อมูล GIS ความก้าวหน้าด้านฮาร์ดแวร์ เช่น หน่วยประมวลผลประสิทธิภาพสูง และความสามารถของซอฟต์แวร์ด้านการวิเคราะห์เชิงพื้นที่ การแสดงภาพ 3 มิติ การจัดการฐานข้อมูล และระบบแบบโต้ตอบ (Interactive Systems) ล้วนมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของ GIS ในยุคดิจิทัล นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการพัฒนาระบบฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์และระบบคลาวด์เพื่อรองรับข้อมูลขนาดใหญ่
(2) วิศวกรรมการสำรวจและการทำแผนที่ (Surveying and Mapping) เป็นศาสตร์พื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับการได้มาซึ่งข้อมูลภูมิศาสตร์ที่ถูกต้องและเชื่อถือได้ เช่น การใช้กล้องวัดมุม กล้องวัดระดับ และการคำนวณพิกัดแบบภูมิศาสตร์ ตลอดจนการจัดทำวงรอบ การถ่ายโอนค่าพิกัดไปยังจุดสำรวจ และการผลิตแผนที่ที่ใช้ในระบบ GIS
(3) ระบบการจัดการฐานข้อมูล (Database Management System: DBMS) ทำหน้าที่ในการจัดเก็บ ควบคุม และเรียกใช้ข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Data) และข้อมูลเชิงบรรยาย (Non-Spatial Data) โดยระบบฐานข้อมูลจะถูกออกแบบให้สามารถจัดการข้อมูลขนาดใหญ่ในรูปแบบที่มีประสิทธิภาพ รองรับการสืบค้นด้วย SQL การวิเคราะห์เชิงสัมพันธ์ และการเชื่อมโยงกับระบบคลาวด์หรือโครงสร้าง Big Data
(4) การรับรู้จากระยะไกล (Remote Sensing) เป็นแหล่งข้อมูลสำคัญสำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลภูมิศาสตร์ในระดับภูมิภาคและระดับโลก โดยอาศัยอุปกรณ์ตรวจจับระยะไกล เช่น เซ็นเซอร์บนดาวเทียมหรืออากาศยานไร้คนขับ ซึ่งสามารถบันทึกการสะท้อนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากวัตถุบนพื้นโลก และแปลข้อมูลดังกล่าวให้เป็นภาพถ่ายทางอากาศหรือแผนที่ใช้วิเคราะห์การใช้ที่ดิน การเปลี่ยนแปลงของภูมิประเทศ และผลกระทบจากสิ่งแวดล้อม
(5) ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (Global Positioning System: GPS) หรือระบบ GNSS (Global Navigation Satellite System) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการบันทึกพิกัดเชิงภูมิศาสตร์บนพื้นโลกอย่างแม่นยำตลอด 24 ชั่วโมง โดยอาศัยการรับสัญญาณจากดาวเทียม GPS ซึ่งสามารถใช้บอกตำแหน่งในระดับความถูกต้องตั้งแต่ 10–20 เมตร หรือละเอียดถึงระดับเซนติเมตรในระบบ RTK โดย GPS สามารถนำมาเชื่อมโยงเข้ากับ GIS ได้โดยตรง หรือใช้ร่วมกับการสำรวจและการรับรู้จากระยะไกลเพื่อเพิ่มความแม่นยำของข้อมูล
ด้วยเหตุนี้ การพัฒนาและประยุกต์ใช้ระบบ GIS ในปัจจุบันจึงไม่สามารถแยกขาดจากเทคโนโลยีสนับสนุนเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการประยุกต์ใช้ในงาน การวางแผนผังเมือง การจัดการทรัพยากรธรรมชาติ การประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม และ การบริหารจัดการความเสี่ยงจากภัยพิบัติ ซึ่งล้วนต้องอาศัยการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ที่แม่นยำ และได้รับการสนับสนุนจากโครงสร้างพื้นฐานด้านเทคโนโลยีอย่างมีประสิทธิภาพ
รูปที่ 1.3 องค์ประกอบของระบบภูมิสารสนเทศ (Geomatics)
ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์กับประเภทของข้อมูล
ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับและแสดงลักษณะของข้อมูลที่มีความซับซ้อนหลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อมูลที่สามารถอ้างอิงตำแหน่งเชิงภูมิศาสตร์ได้ โดยสามารถจำแนกประเภทของข้อมูลหลัก ๆ ที่ระบบ GIS ใช้งานได้ ดังนี้:
ข้อมูลสิ่งแวดล้อมและทรัพยากร (Environmental Information) เป็นข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับทรัพยากรธรรมชาติ เช่น ทรัพยากรดิน น้ำ ป่าไม้ สัตว์ป่า และความหลากหลายทางชีวภาพ รวมถึงข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม เช่น แหล่งกำเนิดมลพิษ คุณภาพอากาศ และการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน ซึ่งข้อมูลเหล่านี้มีความสำคัญต่อการจัดการทรัพยากรธรรมชาติอย่างยั่งยืนและการวางแผนนโยบายด้านสิ่งแวดล้อม
ข้อมูลโครงสร้างพื้นฐาน (Infrastructure Information) ได้แก่ ข้อมูลเกี่ยวกับ ระบบสาธารณูปโภคและบริการพื้นฐาน เช่น เครือข่ายไฟฟ้า โทรศัพท์ ระบบน้ำประปา ถนน และโครงข่ายสัญญาณโทรคมนาคม ซึ่งมีบทบาทสำคัญต่อการวางแผนพัฒนาเมืองและการให้บริการภาครัฐ
ข้อมูลที่ดินและสิทธิในที่ดิน (Cadastral Information) เป็นข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับ ขอบเขตกรรมสิทธิ์ในที่ดิน เช่น การแบ่งแปลงที่ดิน สัญญาเช่าหรือการถือครองที่ดิน การควบคุมการใช้ที่ดิน และผังเมือง ซึ่งมีความสำคัญต่อการบริหารจัดการทรัพย์สินภาครัฐและเอกชน ตลอดจนการคุ้มครองสิทธิของประชาชน
ข้อมูลเศรษฐกิจและสังคม (Socio-Economic Information) เป็นข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับ โครงสร้างประชากร การกระจายตัวของชุมชน อาชีพ รายได้ การศึกษา วัฒนธรรม ความเชื่อ และคุณภาพชีวิตของประชาชน ซึ่งสามารถใช้สนับสนุนการวางแผนพัฒนาเศรษฐกิจ การบริหารทรัพยากรมนุษย์ และการวิเคราะห์ผลกระทบจากนโยบายภาครัฐ
ด้วยการบูรณาการข้อมูลจากหลากหลายประเภท ระบบ GIS สามารถทำหน้าที่เป็นเครื่องมือสำคัญในการวิเคราะห์เชิงพื้นที่เพื่อสนับสนุนการตัดสินใจของผู้บริหาร และเป็นกลไกสำคัญของการพัฒนาในทุกระดับอย่างมีประสิทธิภาพ