บทที่ 4 : 4.2 การนำเข้าข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์
บทที่ ๔ โครงสร้างและการนำเข้าข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์
(GIS Structure and Data Input)
๔.๒ การนำเข้าข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์
การนำเข้าข้อมูล (Data Input) ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ หมายถึง กระบวนการ กำหนดรหัสให้กับข้อมูลเชิงพื้นที่และข้อมูลเชิงคุณลักษณะ แล้วนำข้อมูลเหล่านั้นเข้าสู่ ฐานข้อมูลกลางของระบบ GIS การจัดการข้อมูลให้มีความถูกต้องปราศจากข้อผิดพลาด (Errors) ถือเป็นหนึ่งในขั้นตอนที่ซับซ้อนและต้องอาศัยความละเอียดรอบคอบสูงสุด
โดยทั่วไป การนำเข้าข้อมูลสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ขั้นตอนหลัก ได้แก่
(1) การนำเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Data Input)
(2) การนำเข้าข้อมูลเชิงคุณลักษณะ (Attribute Data Input)
(3) การเชื่อมโยงข้อมูลเชิงพื้นที่กับข้อมูลเชิงคุณลักษณะ (Data Integration)
ในแต่ละขั้นตอนจำเป็นต้องมีการ ตรวจสอบคุณภาพข้อมูล (Data Validation) อย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้มั่นใจว่าฐานข้อมูลที่สร้างขึ้นมีความแม่นยำสูงและมีข้อผิดพลาดน้อยที่สุด
๔.๒.๑ การนำเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Data Input)
การนำเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่สามารถดำเนินการได้หลายวิธี ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ ชนิดของข้อมูลต้นฉบับ, ความพร้อมของอุปกรณ์, งบประมาณของหน่วยงาน, และ รูปแบบการใช้งาน ตัวอย่างของแหล่งข้อมูลที่สามารถนำมาใช้ได้ เช่น แผนที่กระดาษ, เอกสารสำรวจภาคสนาม, ภาพถ่ายทางอากาศ, และ ภาพจากดาวเทียม รวมถึงข้อมูลที่ได้จากกระบวนการ ศึกษาชุมชนอย่างรวดเร็ว (Rural Rapid Appraisal: RRA)
(1) การป้อนข้อมูลเวกเตอร์ด้วยมือ
ในกรณีของการนำเข้าข้อมูลในระบบเวกเตอร์ด้วยวิธีการแบบแมนนวล ผู้ปฏิบัติงานจะใช้ข้อมูลประเภท จุด (Point), เส้น (Line) และ พื้นที่ (Polygon) โดยอ้างอิงพิกัด X และ Y จากกริดที่แสดงอยู่ในแผนที่ต้นฉบับหรือแผ่นกริดที่ซ้อนทับบนแผนที่ ข้อมูลดังกล่าวสามารถพิมพ์เข้าในรูปของแฟ้มข้อความธรรมดา (Text File) หรืออาจป้อนเข้าสู่โปรแกรม GIS โดยตรง
(2) การป้อนข้อมูลกริดด้วยมือ
ในกรณีของข้อมูลแบบกริด (Raster-Based Input) การแสดงผลของจุด เส้น และพื้นที่จะถูกแทนด้วยช่องตารางที่เรียกว่า กริด (Grid) หรือ พิกเซล (Pixel) โดยมีขั้นตอนสำคัญ ได้แก่
- การเลือกขนาดช่องกริดตามระดับความละเอียดที่ต้องการ
- การซ้อนแผ่นกริดใสลงบนแผนที่
- การกรอกค่าคุณลักษณะของวัตถุลงในแต่ละช่องกริด
- การป้อนข้อมูลเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ในรูปของแฟ้มข้อความ
วิธีนี้เหมาะสำหรับข้อมูลที่สามารถ แสดงคุณลักษณะของพื้นที่แบบต่อเนื่องหรือแบ่งเขตชัดเจน เช่น ข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ดินหรือความสูงจากระดับน้ำทะเล
(3) การนำเข้าด้วยเครื่องดิจิไทซ์ (Digitizing Device Input)
เนื่องจากการเขียนรหัสและป้อนข้อมูลด้วยมืออาจใช้เวลาและทรัพยากรสูง การใช้เครื่องมืออ่านพิกัดอัตโนมัติจึงเป็นอีกทางเลือกที่ช่วยเพิ่มความเร็วและความแม่นยำ โดยเครื่องที่นิยมใช้คือ เครื่องดิจิไทเซอร์ (Digitizer) ซึ่งมีหลายขนาด เช่น 11×11 นิ้ว หรือ 40×60 นิ้ว และมีทั้งแบบวางบนโต๊ะหรือแบบมีขาตั้ง โดยใช้ ระบบสายลวด หรือ คลื่นไฟฟ้า ในการจับตำแหน่ง
ผู้ใช้สามารถใช้ อุปกรณ์เมาส์ (Mouse) หรือ พัค (Puck) ซึ่งมีความละเอียดสูงและฝังขดลวดแม่เหล็กภายใน เพื่อเลื่อนและกดบันทึกจุดพิกัดบนกระดานดิจิไทซ์ เมื่อวางเส้นกากบาทของอุปกรณ์เหนือจุดที่ต้องการแล้วกดปุ่ม ข้อมูลพิกัดจะถูกส่งเข้าสู่คอมพิวเตอร์โดยอัตโนมัติผ่านทางคำสั่งเมนูกราฟิกในโปรแกรม GIS
🧭 บทสรุป
การนำเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่ในระบบ GIS เป็นกระบวนการที่ต้องอาศัยทั้ง ความเข้าใจในแหล่งข้อมูลต้นฉบับ, ความชำนาญด้านเครื่องมือ, และ การตรวจสอบคุณภาพข้อมูลอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้ฐานข้อมูลที่ได้มีความแม่นยำ และพร้อมใช้งานในการวิเคราะห์เชิงพื้นที่ต่อไป
การเลือกวิธีนำเข้าที่เหมาะสมควรพิจารณาตาม ประเภทของข้อมูล (เวกเตอร์หรือราสเตอร์), ระดับความละเอียดที่ต้องการ, และ ทรัพยากรที่มีอยู่ในองค์กร ทั้งนี้ การจัดการกระบวนการอย่างมีระบบจะช่วยลดข้อผิดพลาด เพิ่มประสิทธิภาพในการประมวลผล และส่งเสริมความน่าเชื่อถือของฐานข้อมูลภูมิสารสนเทศในระยะยาว
ตารางเปรียบเทียบเชิงวิชาการ ระหว่างการนำเข้าข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) ด้วย วิธี Manual Digitizing (การป้อนข้อมูลด้วยมือ) และ Digitizer-Based Input (การใช้เครื่องดิจิไทซ์แบบกราฟิก) เพื่อแสดงให้เห็นถึงข้อแตกต่างด้านขั้นตอน ความแม่นยำ ประสิทธิภาพ และความเหมาะสมของแต่ละวิธี โดยใช้การจัดรูปแบบที่เหมาะสมกับการใช้งานในเชิงวิชาการและการเรียนการสอน:
📊 ตารางเปรียบเทียบวิธีการนำเข้าข้อมูลใน GIS: Manual vs. Digitizer
| หัวข้อเปรียบเทียบ | Manual Digitizing (การป้อนข้อมูลด้วยมือ) | Digitizer-Based Input (การใช้เครื่องอ่านพิกัด) |
|---|---|---|
| รูปแบบการทำงาน | ป้อนค่าพิกัด X, Y ด้วยการคำนวณหรือกรอกค่าด้วยมือผ่านการสังเกตแผนที่กระดาษหรือแผ่นกริด | ใช้อุปกรณ์เช่น Digitizer, Puck, หรือ Mouse ดิจิไทซ์โดยตรงจากแผนที่ต้นฉบับบนกระดานอิเล็กทรอนิกส์ |
| ประเภทข้อมูล | จุด เส้น พื้นที่ ทั้งแบบเวกเตอร์และราสเตอร์ (แสดงผ่านข้อความหรือการกรอกตารางกริด) | จุด เส้น พื้นที่ แบบเวกเตอร์เป็นหลัก (Vector Feature) |
| อุปกรณ์ที่ใช้ | แผนที่กระดาษ + กระดาษกริด + ปากกา + คอมพิวเตอร์/เครื่องพิมพ์ | เครื่อง Digitizer (แบบตาราง) + คอมพิวเตอร์ + ซอฟต์แวร์ GIS (เช่น ArcGIS, QGIS) |
| ความแม่นยำของตำแหน่ง | ต่ำถึงปานกลาง ขึ้นกับผู้ป้อนข้อมูลและความชัดเจนของแผนที่ | สูงมาก (ขึ้นกับความละเอียดของเครื่องและความเสถียรของระบบพิกัด) |
| ความเร็วในการป้อนข้อมูล | ช้า ใช้เวลานาน และอาจต้องอาศัยการตรวจสอบหลายรอบ | เร็วกว่าอย่างชัดเจน โดยเฉพาะสำหรับพื้นที่ขนาดใหญ่หรือข้อมูลที่มีความซับซ้อน |
| ข้อผิดพลาดที่พบได้บ่อย | พิกัดคลาดเคลื่อน, กรอกผิดช่อง, ค่าหาย, เส้นไม่เชื่อมต่อ | ข้อผิดพลาดจากการลากมือไม่แม่น หรือเครื่องอ่านไม่ตรงจุด แต่สามารถควบคุมได้ด้วย Snap/Tolerance |
| ต้นทุนการดำเนินการ | ต่ำ เหมาะกับหน่วยงานที่มีงบประมาณจำกัด | ปานกลางถึงสูง (ขึ้นกับคุณภาพของเครื่องและขนาดกระดาน) |
| เหมาะสมกับลักษณะงานใด | งานขนาดเล็ก แผนที่เก่า พื้นที่ไม่ซับซ้อน หรือเมื่อยังไม่สามารถจัดซื้ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ | งานที่ต้องการความแม่นยำสูง งานสำรวจพื้นที่ งานสมัยใหม่ที่ต้องการฐานข้อมูลมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์ GIS |
| การประยุกต์ในเชิงวิชาการ | เหมาะสำหรับการสอนพื้นฐานด้าน GIS และฝึกให้นักศึกษารู้จักโครงสร้างข้อมูลและแนวคิดการดิจิไทซ์ | เหมาะสำหรับการฝึกใช้เครื่องมือจริงในงานวิจัยหรือการพัฒนาแผนที่ระดับมืออาชีพ |
📌 บทสรุปเชิงเปรียบเทียบ
| ประเด็นสำคัญ | Manual Digitizing | Digitizer-Based Input |
|---|---|---|
| ความถูกต้อง (Accuracy) | ปานกลาง | สูง |
| ความเร็ว (Efficiency) | ต่ำ | สูง |
| ความซับซ้อนของข้อมูล (Complexity) | ต่ำ–ปานกลาง | ปานกลาง–สูง |
| ความคุ้มค่าในระยะยาว | ต่ำ (เหมาะกับงบประมาณจำกัด) | สูง (คุ้มค่าสำหรับงานระยะยาว) |
🧭 คำแนะนำสำหรับผู้ใช้งาน
การเลือกวิธีการนำเข้าข้อมูลควรพิจารณาจาก ประเภทข้อมูล, วัตถุประสงค์ของการใช้งาน, และ ทรัพยากรของหน่วยงาน หากต้องการความแม่นยำในระดับสูงและมีข้อมูลจำนวนมาก การใช้ Digitizer จะให้ผลลัพธ์ที่คุ้มค่าในระยะยาว ในขณะที่วิธี Manual ยังคงเหมาะสมกับงานภาคสนามเบื้องต้น หรือในกรณีที่ต้องการดิจิไทซ์แผนที่เก่าโดยใช้อุปกรณ์พื้นฐาน
📄 ตัวอย่างการป้อนข้อมูลเชิงพื้นที่แบบแมนนวล (Manual Spatial Data Entry)
▶️ บริบทของการใช้งาน
สมมุติว่ามีแผนที่กระดาษมาตราส่วน 1:25,000 ซึ่งแสดงตำแหน่งของ สถานีตรวจวัดอากาศ 3 แห่ง พร้อมกับถนนสายหลักที่เชื่อมต่อกัน ต้องการนำข้อมูลเข้าสู่ระบบ GIS โดยใช้วิธีการ ป้อนค่าพิกัดด้วยมือ (Manual Coordinate Entry) โดยอ้างอิงจากกริดภูมิศาสตร์ที่แสดงบนแผนที่เดิม
✅ ตัวอย่างการป้อนข้อมูล “จุด” (Point Feature: Weather Stations)
| Station_ID | Station_Name | X_Coordinate | Y_Coordinate | Elevation (m) | District |
|---|---|---|---|---|---|
| ST001 | Mae Ping Station | 583400 | 1945200 | 450 | Muang Lampang |
| ST002 | Ban Sa Station | 589100 | 1948750 | 327 | Ko Kha |
| ST003 | Mae Mo Station | 592300 | 1942700 | 502 | Mae Mo |
✳️ พิกัดที่ป้อนถูกคำนวณจากกริด UTM ที่ปรากฏในแผนที่ โดยใช้ไม้บรรทัดและเครื่องคิดเลขเพื่อคำนวณระยะจากแนวกริดหลัก
✅ ตัวอย่างการป้อนข้อมูล “เส้น” (Line Feature: Main Road)
การป้อนข้อมูลเส้นทำได้โดยการระบุ ลำดับของจุดพิกัด (Vertex) ที่ประกอบกันเป็นเส้น เช่น ถนนสายหลักจากจุด A ไปยังจุด C โดยมีจุดผ่านกลาง B
| Road_ID | Point_Order | X_Coordinate | Y_Coordinate |
|---|---|---|---|
| R001 | 1 | 582100 | 1944700 |
| R001 | 2 | 583900 | 1945800 |
| R001 | 3 | 585700 | 1946800 |
✳️ เส้นจะถูกสร้างขึ้นจากการเชื่อมโยงพิกัดแต่ละชุดเรียงลำดับตาม Point_Order
✅ ตัวอย่างการป้อนข้อมูล “พื้นที่” (Polygon Feature: Protected Forest Area)
พื้นที่สามารถป้อนโดยระบุพิกัดของจุดยอด (Vertex) ที่ล้อมรอบพื้นที่ แล้วปิดเส้นรอบวง
| Area_ID | Vertex_No | X_Coordinate | Y_Coordinate |
|---|---|---|---|
| PF001 | 1 | 580000 | 1944000 |
| PF001 | 2 | 582500 | 1944000 |
| PF001 | 3 | 582500 | 1946500 |
| PF001 | 4 | 580000 | 1946500 |
| PF001 | 5 (=1) | 580000 | 1944000 |
✳️ จุดเริ่มต้นและจุดสุดท้ายของโพลีกอนต้องตรงกัน เพื่อให้พื้นที่ปิดสมบูรณ์
📌 สรุปแนวทางการป้อนข้อมูลแบบ Manual
| ขั้นตอน | คำอธิบาย |
|---|---|
| 1. ระบุระบบพิกัดที่ใช้ | เช่น UTM Zone 47N, Datum: WGS84 |
| 2. อ่านค่าพิกัดจากแผนที่ | ใช้กริดในแผนที่ประกอบกับไม้บรรทัด/มาตราส่วน |
| 3. ป้อนข้อมูลลงในตาราง | ด้วย Excel, CSV หรือ Text file |
| 4. แปลงข้อมูลเข้าสู่โปรแกรม GIS | ผ่านฟังก์ชัน Add XY Data หรือ Create Feature from Table ใน QGIS/ArcGIS |
| 5. ตรวจสอบความถูกต้องของตำแหน่ง | เปรียบเทียบกับข้อมูลภาพถ่ายหรือแผนที่อื่น ๆ |
📄 ตัวอย่างการป้อนข้อมูลเชิงพื้นที่ด้วย Digitizer
▶️ บริบทของการใช้งาน
สมมุติว่าหน่วยงานมีแผนที่กระดาษมาตราส่วน 1:50,000 แสดง เขตการใช้ที่ดิน (Land Use) ซึ่งต้องการนำเข้าข้อมูลขอบเขตพื้นที่ต่าง ๆ เช่น พื้นที่เกษตรกรรม ป่าไม้ และเขตชุมชน ด้วยวิธี Digitizing บนกระดานดิจิไทซ์ โดยใช้ เครื่อง Digitizer ขนาด 36″x48″ และ ซอฟต์แวร์ ArcGIS/QGIS
✅ ขั้นตอนหลักของการป้อนข้อมูลแบบ Digitizer
1. การตั้งค่าเครื่องและระบบพิกัด
- วางแผนที่ต้นฉบับลงบนกระดาน Digitizer
- เปิดโปรแกรม GIS แล้วระบุ ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ (เช่น WGS 84, UTM Zone 47N)
- ใช้ Ground Control Points (GCPs) จากกรอบพิกัดบนแผนที่ เช่น จุดตัดของเส้นกริด เพื่อทำการ Georeferencing
2. การใช้ Puck หรือ Mouse เพื่อกำหนดจุดพิกัด
เมื่อระบบพิกัดพร้อมใช้งาน ให้ใช้ Puck (อุปกรณ์ที่มีปุ่มคำสั่งหลายปุ่ม) ในการลากและคลิกตามจุดที่ต้องการ โดยจะมีการบันทึกค่า X,Y Coordinate ของจุดนั้นลงในระบบอัตโนมัติ
การใช้เครื่องอ่านพิกัด (Digitizer) เป็นกระบวนการแปลงข้อมูลจากแผนที่กระดาษเข้าสู่ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) โดยมีขั้นตอนหลักดังนี้
- การเตรียมแผนที่และการตรึงแผนที่บนโต๊ะดิจิไทซ์
เริ่มต้นด้วยการนำแผนที่ต้นฉบับมาตรึงบนโต๊ะดิจิไทซ์อย่างมั่นคง เพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ระหว่างการดิจิไทซ์ - การกำหนดจุดอ้างอิง (Control Points)
เลือกและกำหนดจุดอ้างอิงบนแผนที่อย่างน้อย 4 จุด เพื่อใช้เป็นฐานในการอ้างอิงพิกัดและช่วยให้การแปลงข้อมูลมีความแม่นยำ - การใช้ตัวชี้ตำแหน่ง (Cursor) หรือตัวชี้แบบแม่เหล็ก (Puck)
ใช้ตัวชี้ตำแหน่งลากตามเส้นหรือจุดรายละเอียดบนแผนที่ โดยเครื่องจะอ่านค่าพิกัด (X, Y) ของตำแหน่งที่ถูกชี้และส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ - การบันทึกข้อมูลพิกัดเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์
ค่าพิกัดที่ได้จะถูกบันทึกเป็นข้อมูลเชิงตัวเลขในรูปแบบเวกเตอร์ เช่น จุด เส้น หรือพื้นที่ เพื่อใช้ในการวิเคราะห์และประมวลผลต่อไป - การตรวจสอบและแก้ไขข้อมูล
หลังจากดิจิไทซ์เสร็จสิ้น จำเป็นต้องตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล เช่น การเชื่อมต่อเส้น การปิดพื้นที่โพลีกอน และแก้ไขข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น
การกำหนดจุดอ้างอิง (Control Point) ในเครื่องอ่านพิกัด (Digitizer) มีขั้นตอนดังนี้
การกำหนดจุดอ้างอิง หรือ Control Point เป็นขั้นตอนสำคัญในการนำเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่ด้วยเครื่องอ่านพิกัด (Digitizer) เพื่อให้ข้อมูลที่ได้มีความถูกต้องและสัมพันธ์กับระบบพิกัดภูมิศาสตร์จริงอย่างแม่นยำ โดยทั่วไปจะต้องกำหนดจุดอ้างอิงอย่างน้อย 4 จุดบนแผนที่ต้นฉบับ ซึ่งมีรายละเอียดขั้นตอนดังนี้
- เลือกตำแหน่งจุดอ้างอิงที่เหมาะสมและชัดเจนบนแผนที่
จุดอ้างอิงควรเป็นตำแหน่งที่สามารถระบุได้อย่างชัดเจนและแม่นยำ เช่น จุดตัดถนน ทางแยก หรือจุดเด่นทางภูมิประเทศที่ปรากฏชัดเจนบนแผนที่และในพื้นที่จริง - กำหนดค่าพิกัดของจุดอ้างอิงในระบบพิกัดภูมิศาสตร์ที่ใช้
ค่าพิกัดของจุดอ้างอิงต้องเป็นค่าที่ถูกต้องและเชื่อถือได้ โดยอาจได้มาจากโครงข่ายพิกัดมาตรฐาน เช่น ระบบพิกัด UTM หรือ WGS84 ซึ่งจะใช้เป็นฐานอ้างอิงในการแปลงข้อมูล - ตรึงแผนที่บนโต๊ะดิจิไทซ์และกำหนดจุดอ้างอิงบนเครื่องอ่านพิกัด
นำแผนที่ต้นฉบับมาตรึงบนโต๊ะดิจิไทซ์อย่างมั่นคง จากนั้นใช้ตัวชี้ตำแหน่ง (Cursor หรือ Puck) เลือกและบันทึกตำแหน่งของจุดอ้างอิงทั้ง 4 จุดบนแผนที่เข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ - ตรวจสอบความถูกต้องของจุดอ้างอิงและปรับแก้หากจำเป็น
หลังจากกำหนดจุดอ้างอิงแล้ว ต้องตรวจสอบความสอดคล้องของค่าพิกัดและตำแหน่งบนแผนที่ หากพบความคลาดเคลื่อนต้องทำการปรับแก้เพื่อให้ข้อมูลมีความแม่นยำสูงสุด - ใช้จุดอ้างอิงเป็นฐานสำหรับการดิจิไทซ์ข้อมูลอื่นๆ
เมื่อกำหนดจุดอ้างอิงครบถ้วนและถูกต้องแล้ว จะใช้เป็นฐานอ้างอิงสำหรับการลากเส้นและป้อนข้อมูลเชิงพื้นที่อื่นๆ บนแผนที่ เพื่อให้ข้อมูลทั้งหมดสัมพันธ์กับระบบพิกัดจริง
สรุป
การกำหนดจุดอ้างอิง (Control Point) ในเครื่องอ่านพิกัดเป็นขั้นตอนพื้นฐานและสำคัญที่ช่วยให้การแปลงข้อมูลจากแผนที่กระดาษเข้าสู่ระบบ GIS มีความถูกต้องและแม่นยำ โดยต้องเลือกจุดที่ชัดเจน กำหนดค่าพิกัดที่ถูกต้อง และตรวจสอบความสอดคล้องของข้อมูลอย่างรอบคอบ
การเลือกจุดควบคุมที่เหมาะสมมีขั้นตอนอย่างไร
การเลือกจุดควบคุม (Control Points) ที่เหมาะสมเป็นกระบวนการสำคัญในการสำรวจและจัดทำข้อมูลเชิงพื้นที่ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่มีความแม่นยำและเชื่อถือได้ โดยมีขั้นตอนหลักดังนี้
- การสำรวจพื้นที่ (Reconnaissance)
เริ่มต้นด้วยการลาดตระเวนพื้นที่โครงการเพื่อประเมินสภาพแวดล้อมและความเหมาะสมของตำแหน่งจุดควบคุม เช่น ความสะดวกในการเข้าถึง ความมั่นคงของตำแหน่ง และความชัดเจนของจุดอ้างอิงในพื้นที่จริง - การเลือกตำแหน่งจุดควบคุมที่ชัดเจนและมั่นคง
จุดควบคุมควรเป็นตำแหน่งที่สามารถระบุได้อย่างชัดเจน เช่น จุดตัดถนน ทางแยก หรือจุดเด่นทางภูมิประเทศที่ไม่เปลี่ยนแปลงง่าย เพื่อให้สามารถใช้เป็นฐานอ้างอิงได้ในระยะยาว - การกำหนดจำนวนและการกระจายตัวของจุดควบคุม
ควรกำหนดจำนวนจุดควบคุมให้เพียงพอและกระจายตัวอย่างเหมาะสมทั่วพื้นที่โครงการ เพื่อให้ครอบคลุมและลดความคลาดเคลื่อนในการวัดและการแปลงข้อมูล - การกำหนดลำดับความแม่นยำของจุดควบคุม
แบ่งจุดควบคุมตามลำดับความแม่นยำ เช่น ลำดับที่หนึ่งสำหรับโครงการที่ต้องการความแม่นยำสูง ใช้จุดควบคุมจำนวนมากและมีความละเอียดสูง ลำดับที่สองและสามสำหรับโครงการที่มีความต้องการแม่นยำน้อยลงตามลำดับ - การตรวจสอบและบำรุงรักษาจุดควบคุม
หลังจากติดตั้งจุดควบคุมแล้ว ต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องและความมั่นคงของจุดอย่างสม่ำเสมอ รวมถึงการบำรุงรักษาเพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงหรือความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น - การบูรณาการกับระบบพิกัดมาตรฐาน
จุดควบคุมควรถูกเชื่อมโยงกับระบบพิกัดมาตรฐาน เช่น ระบบพิกัด UTM หรือ WGS84 เพื่อให้ข้อมูลที่ได้สามารถนำไปใช้ร่วมกับข้อมูลอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
สรุป
การเลือกจุดควบคุมที่เหมาะสมต้องอาศัยการวางแผนและการสำรวจพื้นที่อย่างรอบคอบ โดยคำนึงถึงความชัดเจนของตำแหน่ง จำนวนและการกระจายตัวของจุด รวมถึงการกำหนดลำดับความแม่นยำและการบำรุงรักษา เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงพื้นที่ที่มีความถูกต้องและเชื่อถือได้สำหรับการใช้งานในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์
✅ ตัวอย่างการเก็บข้อมูล Polygon ด้วย Digitizer
สมมุติว่าต้องการดิจิไทซ์พื้นที่ป่าไม้ (Forest Area) จากแผนที่ต้นฉบับ โดยใช้การคลิกจุดพิกัดรอบขอบเขต ดังนี้:
| Polygon_ID | Vertex No. | X_Coordinate | Y_Coordinate | LandUseType |
|---|---|---|---|---|
| LU001 | 1 | 680120 | 1937450 | Forest |
| LU001 | 2 | 680980 | 1937500 | Forest |
| LU001 | 3 | 680900 | 1938200 | Forest |
| LU001 | 4 | 680150 | 1938100 | Forest |
| LU001 | 5 (=1) | 680120 | 1937450 | Forest |
✳️ โปรแกรมจะเชื่อมโยงจุดทั้งหมดให้เป็น Polygon และบันทึกลงในเลเยอร์เวกเตอร์ (Vector Layer) โดยอัตโนมัติ
✅ คุณลักษณะของการป้อนข้อมูลแบบ Digitizer
| หัวข้อ | รายละเอียด |
|---|---|
| ความแม่นยำ | สูง (ค่าความคลาดเคลื่อนน้อยกว่าการกรอกมือ) โดยขึ้นอยู่กับความละเอียดของเครื่อง |
| อุปกรณ์ | Digitizer Board, Puck (มีปุ่มหลายปุ่ม), ซอฟต์แวร์ GIS |
| รูปแบบข้อมูล | Vector: Point, Line, Polygon |
| ผลลัพธ์ | ข้อมูล Spatial + Attribute พร้อมใช้งานใน GIS |
| จุดเด่น | เร็วกว่า Manual, ลดข้อผิดพลาด, เหมาะสำหรับข้อมูลปริมาณมากและต้องการความแม่นยำ |
📌 การตรวจสอบคุณภาพหลัง Digitizing
- ตรวจสอบ Topology Rules เช่น Polygon ปิดสมบูรณ์หรือไม่
- ตรวจสอบ Overlaps, Gaps, Dangles จากการลากเส้น
- ใช้ Snap Function และ Tolerance เพื่อปรับตำแหน่งอัตโนมัติหากมีพิกัดไม่แนบกัน
🧭 สรุปเชิงวิชาการ
การใช้ เครื่อง Digitizer เพื่อป้อนข้อมูล GIS เป็นวิธีที่เหมาะสมสำหรับองค์กรที่มี ข้อมูลแผนที่กระดาษคุณภาพสูง และต้องการ สร้างฐานข้อมูลเชิงพื้นที่ที่มีความแม่นยำสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้าน การวางแผนที่ดิน, การจัดการทรัพยากรธรรมชาติ, และ การจัดทำแผนที่โครงสร้างพื้นฐาน
๔.๒.๔ การใช้เครื่องอ่านพิกัดและกระบวนการแปลงข้อมูลในระบบ GIS
เครื่องอ่านพิกัด (Digitizing Tablet) เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ในการนำเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่ในรูปของ จุด (Point) เส้น (Line) และ พื้นที่หลายเหลี่ยม (Polygon) โดยการทำงานจะเชื่อมโยงกับโปรแกรมประยุกต์ด้าน GIS ซึ่งรับพิกัดตำแหน่งจากอุปกรณ์อินพุต เช่น เมาส์แบบพัค (Puck) หรือ แม่เหล็กไฟฟ้า และแปลงพิกัดเหล่านี้ให้เป็นข้อมูลดิจิทัลในรูปแบบเวกเตอร์ ก่อนนำเข้าสู่ฐานข้อมูลเชิงพื้นที่
การแปลงข้อมูลเวกเตอร์ให้เป็นข้อมูลแบบกริดหรือราสเตอร์ (Rasterization) เป็นขั้นตอนถัดมาที่กระทำผ่านซอฟต์แวร์ GIS โดยอัตโนมัติหลังการดิจิไทซ์
การแปลงข้อมูลเวกเตอร์สู่ราสเตอร์ (Vector-to-Raster Conversion)
การแปลงข้อมูลจากเวกเตอร์ให้เป็นราสเตอร์เป็นกระบวนการที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในบางบริบท เช่น การวิเคราะห์ความต่อเนื่องเชิงพื้นที่ หรือการประมวลผลด้วยโมเดลภาพถ่ายดาวเทียม อย่างไรก็ตาม การแปลงนี้มีโอกาสเกิด การสูญเสียความแม่นยำ (Positional Error) โดยเฉพาะในกรณีที่เส้นหรือขอบเขตของเวกเตอร์ไม่ตรงกับแนวกริดอย่างพอดี
ความแม่นยำของผลลัพธ์ที่ได้จากการแปลงจะแปรผันตาม ขนาดของช่องกริด (Grid Cell Size) กล่าวคือ ยิ่งขนาดกริดเล็ก ความถูกต้องเชิงตำแหน่งยิ่งสูง แต่ต้องแลกกับการใช้หน่วยความจำที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก
เครื่องอ่านพิกัดที่มีความละเอียดสูง เช่น ความละเอียด 0.001 นิ้ว (≈ 0.0254 มิลลิเมตร) สามารถลดค่าเบี่ยงเบนของพิกัดได้ไม่เกิน ±0.07–0.15 มม. อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำดังกล่าวอาจลดลงได้เมื่อผู้ใช้งานเกิดความล้าจากการปฏิบัติงาน จึงควรจำกัดเวลาใช้งานเครื่องอ่านพิกัดไว้ที่ไม่เกิน วันละ 4 ชั่วโมง เพื่อรักษาคุณภาพของข้อมูลที่ได้
ข้อพิจารณาด้านเวลาและทรัพยากรในการดิจิไทซ์
แม้ว่าการดิจิไทซ์จะเป็นเครื่องมือที่จำเป็นในการเปลี่ยนแผนที่จากสื่อกระดาษสู่ข้อมูลดิจิทัล แต่กระบวนการนี้ยังคงใช้เวลาและแรงงานจำนวนมาก เช่น การดิจิไทซ์แผนที่ขนาด 60 × 40 ซม. ในมาตราส่วน 1:50,000 อาจใช้เวลาสูงถึง 20–40 คน–ชั่วโมง โดยมีอัตราความเร็วเฉลี่ยในการป้อนข้อมูลประมาณ 10 เซนติเมตรต่อนาที
รูปแบบทฤษฎีในการแปลงเวกเตอร์เป็นราสเตอร์
การแปลงข้อมูลเวกเตอร์ให้เป็นราสเตอร์สามารถกระทำได้หลายวิธี ขึ้นอยู่กับเกณฑ์และหลักการที่ใช้จำแนกข้อมูลในแต่ละช่องกริด ดังตัวอย่างจาก Demers (1997) แสดงไว้ใน รูปที่ 5.6–5.7 ซึ่งมีแนวทางหลัก 4 ประเภท ดังนี้:
- Presence/Absence Method
เป็นวิธีพิจารณาว่า องค์ประกอบเวกเตอร์ “อยู่” หรือ “ไม่อยู่” บนกริดใด เช่น หากเส้นแม่น้ำลากผ่านกริดใด ให้กริดนั้นมีรหัสเท่ากับ 1 (มีแม่น้ำ) ส่วนที่ไม่ผ่านมีค่า 0 - Centroid-of-Cell Method
พิจารณาว่าศูนย์กลางของกริด (Centroid) ตกอยู่ในพื้นที่ประเภทใด เช่น หากจุดกึ่งกลางของกริดอยู่ในพื้นที่ “ป่าไม้” ให้กำหนดกริดนั้นเป็นป่าไม้ ไม่คำนึงถึงสัดส่วนพื้นที่ทั้งหมด - Dominant Type Method
ให้กริดได้รับรหัสตามประเภทของพื้นที่ที่ครอบคลุมกริดนั้นมากที่สุด เช่น หากในกริดหนึ่งมีพื้นที่ป่าไม้ครอบคลุม 70% และทุ่งหญ้า 30% ให้กริดนั้นถูกระบุเป็นป่าไม้ - Percent Occurrence Method
ใช้เมื่อผู้ใช้งานต้องการตั้งเกณฑ์ความสนใจเฉพาะ เช่น หากพื้นที่ “ป่าไม้” ครอบคลุมเกิน 50% ของพื้นที่กริด และผู้ใช้งานกำหนดว่าป่าไม้คือประเภทที่ต้องการวิเคราะห์เป็นหลัก ให้กริดนั้นได้รับรหัสของป่าไม้
การแปลงข้อมูลเวกเตอร์สู่ราสเตอร์ (Vector-to-Raster Conversion)
เป็นกระบวนการสำคัญในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (Geographic Information System: GIS) โดยเฉพาะเมื่อมีความจำเป็นต้องประมวลผลข้อมูลในลักษณะของ พื้นที่ต่อเนื่อง หรือเมื่อข้อมูลต้องถูกนำไปวิเคราะห์ในเชิง ภาพ เช่น การประมวลผลจากภาพถ่ายดาวเทียม การสร้างแบบจำลองภูมิประเทศ หรือการวิเคราะห์ความเหมาะสมของพื้นที่ด้วย raster-based analysis
📌 ความหมายและหลักการเบื้องต้น
ข้อมูลเวกเตอร์ (Vector Data) แสดงตำแหน่งของวัตถุบนผิวโลกด้วยรูปแบบเรขาคณิต เช่น จุด (Point), เส้น (Line) และ พื้นที่ (Polygon) โดยอาศัยพิกัด X, Y (และ Z) ในระบบภูมิศาสตร์
ข้อมูลราสเตอร์ (Raster Data) แสดงข้อมูลเป็น ตารางของพิกเซล (Pixel หรือ Cell) ซึ่งแต่ละช่องมีค่าหมายเลขแทนข้อมูลที่สนใจ เช่น ประเภทการใช้ที่ดิน ระดับความสูง ค่าความเขียว NDVI หรือรหัสพื้นที่
การแปลงเวกเตอร์เป็นราสเตอร์ คือ การเปลี่ยนรูปแบบข้อมูลจากเวกเตอร์ (โครงสร้างพิกัด) ให้กลายเป็นราสเตอร์ (โครงสร้างกริด) โดยต้องกำหนดค่าของพิกเซลให้แทนข้อมูลในเวกเตอร์อย่างเหมาะสม
✅ เหตุผลที่ต้องแปลงเวกเตอร์เป็นราสเตอร์
- เพื่อให้สามารถ วิเคราะห์ร่วมกับข้อมูลภาพถ่ายหรือแผนที่ราสเตอร์อื่น ๆ เช่น DEM หรือ NDVI
- เพื่อประยุกต์ในกระบวนการวิเคราะห์เชิงพื้นที่ เช่น Overlay, Suitability Modeling, หรือ การวิเคราะห์น้ำท่วม
- เพื่อใช้ใน การจำแนกพื้นที่แบบอัตโนมัติ โดยใช้เทคนิค Machine Learning หรือ Image Classification
- เพื่อให้ข้อมูลสามารถใช้ในซอฟต์แวร์ที่รองรับเฉพาะข้อมูลราสเตอร์ เช่น ระบบประมวลผลภาพ (Image Processing Software)
🔄 ขั้นตอนในการแปลงข้อมูลเวกเตอร์สู่ราสเตอร์
1. กำหนดขนาดกริด (Cell Size)
ขนาดกริดที่ใช้ (เช่น 10×10 เมตร หรือ 30×30 เมตร) จะมีผลต่อทั้ง ระดับความละเอียดของผลลัพธ์ และ ความถูกต้องของข้อมูล ยิ่งกริดเล็ก ข้อมูลยิ่งละเอียด แต่ใช้พื้นที่จัดเก็บมากขึ้น
2. ระบุฟิลด์ข้อมูลที่ใช้เป็นค่ารหัส (Attribute Field)
โดยปกติจะต้องเลือก ค่าคุณลักษณะ (Attribute) ที่ต้องการแทนในแต่ละพิกเซล เช่น รหัสการใช้ที่ดิน (LandUse_Code), ความสูง (Elevation), หรือรหัสพื้นที่ป่า (Forest_ID)
3. เลือกวิธีการกำหนดค่าพิกเซล (Cell Assignment Rule)
ซึ่งมีวิธีหลัก 4 รูปแบบตามที่เสนอโดย Demers (1997) ได้แก่:
- Presence/Absence Method: พิจารณาว่าวัตถุนั้น มีหรือไม่มี อยู่ในกริด (เช่น แม่น้ำตัดผ่านให้ค่าพิกเซล = 1)
- Centroid-of-Cell Method: ให้ค่าตาม ประเภทของเวกเตอร์ที่ครอบคลุมจุดศูนย์กลางของกริด
- Dominant Type Method: ให้ค่าตาม ประเภทของพื้นที่ที่ครอบคลุมกริดมากที่สุด
- Percent Occurrence Method: ให้ค่าตาม เปอร์เซ็นต์ของประเภทข้อมูลที่ครอบคลุมกริด โดยผู้ใช้กำหนดเงื่อนไขเอง
🛠️ ตัวอย่างการแปลงใน ArcGIS และ QGIS
ArcGIS
ใช้เครื่องมือ Polygon to Raster, Polyline to Raster หรือ Point to Raster โดยระบุ:
Input Feature: ไฟล์เวกเตอร์Value Field: ฟิลด์ที่ต้องการใช้แทนรหัสCell Size: ขนาดกริดAssignment Type: เช่น MAXIMUM_AREA หรือ CELL_CENTER
QGIS
ใช้เครื่องมือ Rasterize (Vector to Raster) จากเมนู Raster > Conversion โดยกำหนด:
- Input Layer
- Attribute to use for burning
- Output resolution (cell size)
⚠️ ข้อควรระวังในการแปลง
- การแปลงจากเวกเตอร์เป็นราสเตอร์ ไม่สามารถกลับคืนได้โดยสมบูรณ์ (lossy conversion)
- เส้นที่แคบอาจ สูญหายไป หาก cell size ใหญ่เกินไป
- Polygon ที่มีรูปร่างซับซ้อนอาจถูกแปลงผิดหากใช้เกณฑ์ centroid เพียงอย่างเดียว
- การใช้ attribute ที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้พิกเซลแทนค่าผิดจากความเป็นจริง
📌 บทสรุปเชิงวิชาการ
การแปลงข้อมูลเวกเตอร์สู่ราสเตอร์ เป็นกระบวนการสำคัญที่ช่วยให้ข้อมูล GIS ถูกนำไปใช้ในบริบทการวิเคราะห์ที่เน้นเชิงพื้นที่ต่อเนื่อง หรือเมื่อข้อมูลต้องนำไปประมวลผลร่วมกับราสเตอร์ประเภทอื่น ๆ อย่างเช่นภาพถ่ายดาวเทียม หรือแบบจำลองเชิงพื้นที่ แม้ว่าจะมีข้อจำกัดเรื่องความแม่นยำและการสูญเสียรายละเอียดบางส่วน แต่หากดำเนินการโดยใช้เกณฑ์การแปลงที่เหมาะสม จะช่วยเพิ่มศักยภาพในการวิเคราะห์เชิง GIS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การแปลงข้อมูลเวกเตอร์เป็นแรสเตอร์ (Vector-to-Raster Conversion) ไม่เพียงเป็นการเปลี่ยนรูปแบบข้อมูลเท่านั้น แต่ยังเป็น กลไกสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพ ในการจัดการ วิเคราะห์ และบูรณาการข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) โดยเฉพาะในกรณีที่ต้องการ การประมวลผลเชิงพื้นที่แบบต่อเนื่อง (continuous surface analysis) หรือ เชิงเซลล์ (cell-based modeling) ซึ่งข้อมูลแรสเตอร์เหมาะสมกว่าอย่างเห็นได้ชัด
✅ ประโยชน์ของการแปลงเวกเตอร์เป็นแรสเตอร์ในด้านการจัดการข้อมูล
🔹 1. การรวมข้อมูลจากแหล่งต่างชนิดให้อยู่ในรูปแบบเดียวกัน (Data Harmonization)
ในระบบ GIS ข้อมูลจำนวนมาก เช่น ภาพถ่ายดาวเทียม, แบบจำลองความสูง (DEM), หรือดัชนี NDVI มักอยู่ในรูปแบบแรสเตอร์ ดังนั้น การแปลงข้อมูลเวกเตอร์ เช่น ขอบเขตป่าไม้ เขตการใช้ที่ดิน หรือเส้นทางถนน ให้เป็นแรสเตอร์ จะช่วยให้สามารถ:
- รวมข้อมูลเวกเตอร์กับราสเตอร์ บนมาตรวัดเดียวกัน (common spatial framework)
- ทำ Overlay Analysis อย่างมีประสิทธิภาพ
- สร้างระบบวิเคราะห์อัตโนมัติ (Automated Geoprocessing)
🔹 2. การวิเคราะห์เชิงพื้นที่แบบเชิงเส้นหรือเชิงต่อเนื่อง (Surface and Proximity Analysis)
เมื่อข้อมูลเวกเตอร์ถูกแปลงเป็นแรสเตอร์ จะสามารถดำเนินการวิเคราะห์ที่ซับซ้อนได้ง่ายขึ้น เช่น:
- การคำนวณ ระยะทางจากสิ่งต่าง ๆ (Euclidean Distance)
- การวิเคราะห์ความลาดชัน (Slope) ทิศทาง (Aspect)
- การประเมินความเหมาะสมของพื้นที่ (Suitability Modeling)
✳️ ตัวอย่าง: การแปลงแนวถนน (line vector) ให้เป็น raster สามารถนำไปใช้วิเคราะห์ “ระยะทางจากถนน” เป็นพิกเซลต่อพิกเซล เพื่อใช้ประกอบการวางแผนโครงสร้างพื้นฐาน
🔹 3. การประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่ (Big Spatial Data Processing)
ข้อมูลแรสเตอร์เหมาะกับการประมวลผลเชิงเมทริกซ์ และสามารถใช้ประโยชน์จากอัลกอริธึมเชิงคณิตศาสตร์ได้เต็มที่ ซึ่งรวมถึง:
- การใช้เครื่องมือการวิเคราะห์แบบ Pixel-wise
- การทำ Classification และ Machine Learning บนข้อมูลเชิงภาพ
- การใช้แพลตฟอร์ม Cloud เช่น Google Earth Engine ซึ่งรองรับเฉพาะข้อมูลแรสเตอร์
🔹 4. การจัดเก็บข้อมูลแบบมีประสิทธิภาพในเชิงระบบ (Efficient Storage and Indexing)
ในบางกรณี โดยเฉพาะพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีจำนวนฟีเจอร์เวกเตอร์สูง การแปลงเป็นแรสเตอร์สามารถลดภาระในการจัดการข้อมูลเชิงโครงสร้าง (topology) ได้ เช่น:
- ลดปัญหาเรื่อง Topological Rules เช่น Overlap, Gap, Dangle
- ข้อมูลแรสเตอร์สามารถจัดเก็บแบบ tile-based หรือ multi-resolution pyramid ได้ง่าย
- รองรับการ Index พื้นที่ขนาดใหญ่ใน spatial database เช่น PostgreSQL/PostGIS หรือ TileDB
🔹 5. รองรับการแสดงผลที่สม่ำเสมอและต่อเนื่อง (Cartographic Uniformity)
ในงานแสดงผลเชิงภาพ เช่น แผนที่ thematic, heatmap หรือ density map การใช้ข้อมูลแรสเตอร์ช่วยให้:
- แสดงค่าความแตกต่างในพื้นที่ได้ แบบต่อเนื่อง
- ปรับระดับสีหรือสัญลักษณ์ตามค่าพิกเซลได้ทันที
- ช่วยให้เข้าใจพื้นที่จากภาพรวม (Visual Interpretation)
📌 บทสรุปเชิงวิเคราะห์
การแปลงข้อมูลเวกเตอร์เป็นแรสเตอร์ช่วยให้ GIS สามารถประมวลผลเชิงพื้นที่ได้ในระดับ เซลล์, รองรับการวิเคราะห์ร่วมกับ ฐานข้อมูลราสเตอร์ที่มีอยู่, และเสริมศักยภาพของการวางแผนและตัดสินใจในระดับภูมิศาสตร์ ทั้งในด้าน ทรัพยากรธรรมชาติ, ผังเมือง, สิ่งแวดล้อม, และ ภัยพิบัติ
กระบวนการแปลงนี้ควรดำเนินด้วยความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับ:
- วิธีการให้รหัสพิกเซล (Presence, Dominant Type ฯลฯ)
- ขนาดของเซลล์
- ความละเอียดของข้อมูลต้นทาง
เพื่อหลีกเลี่ยง การสูญเสียข้อมูล, ความคลาดเคลื่อน, และ การตีความผิดพลาด
สรุปเชิงวิชาการ
การใช้เครื่องอ่านพิกัดร่วมกับการแปลงข้อมูลเวกเตอร์สู่ราสเตอร์ เป็นกระบวนการสำคัญในการพัฒนา ฐานข้อมูล GIS ที่มีความทันสมัย และเหมาะกับการวิเคราะห์เชิงพื้นที่ทั้งในระดับภาพรวมและระดับจุลภาค อย่างไรก็ตาม ควรตระหนักถึง ข้อจำกัดเชิงเทคนิค เช่น ความคลาดเคลื่อนของพิกัด ความละเอียดของกริด และความล้าของผู้ปฏิบัติงาน เพื่อให้ได้ข้อมูลที่มีความถูกต้องและสอดคล้องกับวัตถุประสงค์ทางวิชาการหรือการใช้งานภาคสนามอย่างแท้จริง