Chapter 2 GIT Concepts

1

บทที 2 ทฤษฎีทาง จีไอเอส (GIS) จุดประสงค์ 1. อธิบายวัตถุทางภูมิศาสตร์ 2. อธิบายหลักการด้ านจีไอเอส 3. อธิบายองค์ ประกอบของทฤษฏีจีไอเอส เนือ3 หา 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

บทนํา วัตถุทางภูมิศาสตร์ แผนทีอ ะนาล๊ อกและแผนทีด ิจิทลั โมเดลทฤษฎีทาง GIS องค์ ประกอบของ GIS พืน3 ฐานปฏิบัติการของ GIS กรอบทฤษฎีสําหรับ GIS การแสดงข้ อมูลภูมิศาสตร์ สรุ ป

2

1. บทนํา หลังจากที ได้รับรู ้ประวัติและพัฒนาการด้าน GIS มาจนกระทัง ถึงการนําเทคโนโลยีกา้ วหน้ามา ประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ คุณลักษณะที สาํ คัญประการหนึ งของ GIS ได้สะท้อนแนวความคิดและทฤษฎีที เกี ยวข้องเพื อการประยุกต์ใช้ ซึ งประกอบไปด้วยความหลากหลายในการเตือนภัย ด้านการป้ องกันเหตุการณ์ ฉุ กเฉิ นไปถึงการทําความเข้าใจเรื องทัว ไป ล้วนถูกการนําเสนอด้วย GIS ในฐานะที เป็ นภูมิศาสตร์บนโลก แห่งความเป็ นจริ ง (real world) หรื ออาจจะต้องมีการถกอภิปรายและให้คาํ นิยามของคําว่า จริ ง (real) กัน ต่อไป ทฤษฎีที ใช้อยูใ่ นงาน GIS จําแนกได้เป็ น 2 แนวทาง ดังนีE 1) ด้านองค์ประกอบของ GIS และ 2) ด้านพืEนฐานการปฏิบตั ิงานด้วย GIS อย่างไรก็ตามเมื อพิจารณาให้ลึกลงไปแนวความคิดทัEงสองนีE ซึ งผูกติดอยูก่ บั พืEนฐานการนํา เทคโนโลยีมาใช้ในงาน GIS และการที จะกําหนดแนวคิดให้กว้างออกไปในประเด็นการจัดการข้อมูลสเป เทียล (spatial data) ที นาํ มาใช้ในระบบการคํานวณเชิงเลข (spatial data processing system) ดังที ก๊ดู ไซด์ (Goodchild, 1987 อ้างใน Martin, David, 1996 หน้า 50) ได้ให้ขอ้ สังเกตว่า เมื อพิจารณาถึงงานวิจยั ทางด้าน GIS ที ผา่ นมานัEน ไม่ค่อยมีความเชื อมโยงกับองค์ประกอบอื นๆ และไม่มีแกนหลักทางทฤษฎีที จะนํามาใช้ อย่างเป็ นหลักการที ชดั เจน และทุกวันนีEแม้วา่ จะมีการวิจยั ที เข้มข้นมากขึEนก็ตาม ทฤษฎีดา้ นนีEก็แทบจะไม่ ค่อยปรากฏเลย ในราวต้นทศวรรษ 1990s เป็ นที สังเกตว่ามีกลุ่มนักวิจยั เล็กๆ ที ใช้เวลาในการเขียนตําราหรื อ จําแนกแนวคิดหลักการ วิธีวดั ค่า และสู ตรคณิ ตศาสตร์ ที นาํ มาใช้ในงาน GIS นัEน แต่ก็ไม่เพียงพอที จะ นําเสนอปรากฏการณ์ของโลกแห่งความเป็ นจริ งได้ ดังนัEนแนวคิดที สาํ คัญต้องคํานึงถึงระดับซอฟแวร์ ที จะ นํามาใช้ร่วมกับงาน GIS ด้วย เพราะซอฟแวร์ ที มีระดับแตกต่างกันนัEน ล้วนเกี ยวข้องกับการอธิ บายความเป็ น จริ งบนโลกในระดับที ซบั ซ้อนที แตกต่างกัน และแสดงผลข้อมูลที ต่างกันด้วย ดังนัEนเมื อพิจารณาถึงธรรมชาติของสิ งที ปรากฏบนพืEนที ทางภูมิศาสตร์ (geographic space) และถูก แทนในรู ปแบบของแผนที ทฤษฎีที ใช้สาํ หรับงาน GIS ก็ตอ้ งปรับเปลี ยนไปสู่ ทิศทางใหม่ และในบางคําถาม ที จะต้องค้นหาคําตอบ คือ จะแทนสิ งที ปรากฏนัEนให้ดีที สุดในงาน GIS ได้อย่างไร ท้ายที สุดก็ตอ้ งพิจารณา ถึงบทบาทของ GIS ร่ วมกับสภาพแวดล้อมอื นซึ งต้องได้รับการตรวจสอบเชิงวิทยาศาสตร์ แล้ว ดังนัEนกรอบ แนวความคิดจึงต้องประกอบด้วย มุมมองด้านองค์ประกอบและปฏิบตั ิการของ GIS ในขณะเดียวกันกลับ ต้องเผชิญกับการแปลงข้อมูลสเปเทียลเข้าไปในระบบ กรอบแนวคิดจึงต้องตัEงอยูบ่ นเรื อง ระบบสารสนเทศ ไปจนถึงโมเดลทางทฤษฏีของกระบวนการทําแผนที (cartographic process) ที ตอ้ งเกี ยวข้องกันระหว่าง ข้อมูลสเปเทียลกับโลกของความเป็ นจริ ง การรวบรวมข้อมูล ข้อมูลแผนที และข้อมูลอิเมจ (map image)

3

ก่อนที จะลงลึกไปในรายละเอียดมากขึEน สิ งที จาํ เป็ นต้องพิจารณาทําความเข้าใจในอันดับแรกคือ ธรรมชาติ ของโลกสเปเทียล ซึ งเรากําลังค้นหาเพื อสร้างโมเดลขึEนมา 2. วัตถุทางภูมิศาสตร์ (Geographic Objects) ก่อนอื นต้องทําความเข้าใจ คํานิยาม “ข้อมูลสเปเทียล (spatial data)” หากใช้เป็ นคําทัว ไปนัEน ใช้เพื ออ้าง ถึงการวัดซึ งสัมพันธ์กบั วัตถุที ปรากฏในพืEนที (space) ในหลายระดับ นับตัEงแต่นกั ฟิ สิ กส์ที สนใจเรื องการจัด ระเบียบของอะตอมไปจนถึงนักดาราศาสตร์ ในเรื องการศึกษารู ปแบบการจัดเรี ยงตัวของดวงดาวในยามคํ า คืน เป็ นต้น ส่ วนทางภูมิศาสตร์ นE นั เกี ยวข้องกับการศึกษาปรากฏการณ์ทางสเปเทียลจากโครงสร้างทาง สถาปั ตยกรรมที สร้างขึEนบนโลกและ”ข้อมูลภูมิศาสตร์ (geographic data)” เป็ นคําที ใช้อา้ งถึงข้อมูลซึ ง สัมพันธ์กบั วัตถุต่างๆในขอบเขตหนึ งๆ ตามความหมายที กว้างขึEน อ้างจาก ดี. อันวิน (D. Unwin’s, 1981) กล่าวถึงกรอบของข้อมูลทางภูมิศาสตร์ ควรจะมีขนาด 100 m2 ขึEนไปเพื อศึกษาพืEนผิวโลก และระบบ GIS สามารถที คาํ นวณได้ดี แล้วยังสามารถสกัด (extract) ข้อมูลได้ดีอนั เป็ นประโยชน์ต่อการพิจารณาในฐานะที เป็ นสารสนเทศภูมิศาสตร์ จากคํานิยามนีEมีความสอดคล้องกับนักคิดทาง GIS อยู่ 2 คนคือ • โดอี (DoE, 1987 อ้างใน Martin, David , 1996 หน้า 51) กล่าวว่า สารสนเทศภูมิศาสตร์ เป็ น สารสนเทศซึ งมีความสัมพันธ์กบั ตําแหน่งที ตE งั อย่างเฉพาะบนพืEนโลก • เคอร์ แรน (Curran, 1984 อ้างใน Martin, David, 1999 หน้า 51) กล่าวว่า สารสนเทศภูมิศาสตร์ เป็ นระบบสารสนเทศซึ งตัEงอยูบ่ นข้อมูลอ้างอิงด้วยพิกดั ทางภูมิศาสตร์ เนื องจาก GIS ประกอบด้วย 2 กลุ่ม คือกลุ่มแรกเป็ นเทคนิ คสําหรับการจัดการข้อมูล (การจัดการ ฐานข้อมูล) และเกี ยวข้องกับการจัดการข้อมูลที ค่อนข้างมีความเฉพาะโดยสัมพันธ์กบั พิกดั ทางภูมิศาสตร์ และกลุ่มที สองเกี ยวข้องกับระบบคอมพิวเตอร์ ช่วยในการออกแบบสําหรับพืEนที ขนาดใหญ่ซ ึ งได้จากภาพ ดาวเทียมและระบบการประมวลผลข้อมูลเชิงเลข (digital image processing) โดยทัEงสองกลุ่มได้มีการบูรณา การร่ วมกันในการประยุกต์ใช้และการทําความเข้าใจเพื อแสดงข้อมูลทางพืEนที ทE งั หมด หรื อเป็ นเทคนิคที ใช้ เพื อการจัดการพืEนที ภูมิศาสตร์ เป็ นศาสตร์ ที เกี ยวข้องกับการตอบคําถามเกี ยวกับปรากฏการณ์ต่างๆ ไปจนถึงตําแหน่งที ตE งั ที ปรากฏบนพืEนผิวโลก มีการกระจาย และความถี หรื อความเข้มข้นที ปรากฏบนพืEนโลกนัEนเป็ นอย่างไร ซึ ง การกระจายตัวทางพืEนที ตอ้ งอธิ บายได้ดว้ ยข้อมูลภูมิศาสตร์ โดยต้องมีการตรวจสอบทางภูมิศาสตร์ อนั เป็ น ที มาของการปฏิวตั ิเชิงปริ มาณ (Quantitative Revolution) ในราวทศวรรษ 1960 – 1970 แล้วเป็ นที ยอมรับ วิธีการนีEเพื อวิเคราะห์พEืนที รวมไปถึงการทําแผนที ดว้ ย

4

ทฤษฎี กับสิ ง (things) ที ปรากฏบนพืEนที (space) นัEนอธิ บายได้ใน 2 ลักษณะโดยสิ งหนึ งสัมพันธ์กบั ตําแหน่งที ตE งั ในสเปซ โดยสิ งนัEนค่อนข้างมีความแน่นอนที เรี ยกว่า ข้อมูลสเปเทียล (spatial data) และสิ งที มีลกั ษณะจําเพาะหรื อมีคุณสมบัติเฉพาะของสิ งที ไม่ใช่บอกตําแหน่งที ตE งั อย่างเดียว สิ งนีEเรี ยกว่า ข้อมูล สัมพันธ์ (attribute data) ซึ งข้อมูลชนิดนีE จะวัดระดับตัEงแต่ นามบัญญัติ (nominal scale ) อันดับ (ordinal scale) แบบช่วง (interval scale) และอัตราส่ วน (ratio scale) ข้อมูลสัมพันธ์เหล่านีEจะไม่เกี ยวข้องกับข้อมูล เชิงพืEนที เพื อการวาดแผนที เพราะเป็ นข้อมูลเชิงคุณภาพนัน เอง ระบบ GIS สามารถจําแนกข้อมูล 2 ประเภท นีEออกจากกันได้ การจําแนกทางภูมิศาสตร์ จะเกี ยวข้องกับสิ งต่างๆที ปรากฏใน 4 ลักษณะ คือ จุด (points) เส้น (lines) พืEนที (areas) และพืEนผิว (surfaces) ซึ งคุณลักษณะทัEง 4 ประการดังกล่าวมีผลต่อการพัฒนาทฤษฎีทางพืEนที และบางทีอาจจะมีแนวคิดที ซ่อนเร้นอยูไ่ ด้ เพราะเกณฑ์ความแตกต่างระหว่างชนิดของข้อมูลเหล่านีEเป็ น เพียงมิติหนึ ง โดยทัว ไปแล้วในพืEนที หนึ งอาจจะมีหลายคุณลักษณะดังรู ปที 1 สิ ง มิติ ตัวอย่าง

จุด 0 จุดที ทาํ การไปรษณี ย ์ + post 618B

เส้ น 1 เส้นถนน B2120

พืน3 ที 2 พืEนที เกษตร

พืน3 ผิว 3 พืEนผิวรับนํEา

Plot 25

Watershed 3A รู ปที 1 คุณลักษณะของสเปเทียล อธิ บายได้วา่ ระยะทางหรื อความยาวเป็ นมิติพEืนฐานทางภูมิศาสตร์ และสิ งที ปรากฏบนสเปเทียล อาจจะต้องจําแนกตามจํานวนและมิติความยาวนัEน เช่น ถ้ามิติเป็ นศูนย์ ก็จะให้ค่าที เป็ นจุด x,y เพียงค่าเดียว เช่นเดียวกับเส้น ส่ วนค่าที เป็ นสองมิติก็ตอ้ งเป็ นพืEนผิวที มีเส้นหลายเส้นมาประกอบกัน และค่าสามมิติ ค่า x,y,z ก็ตอ้ งบอกความลึกซึ งมักจะเป็ นพืEนที เชิงปริ มาตร ส่ วนสิ งที เป็ นสี มิตินE นั มักจะเกี ยวข้องกับเวลา (timespace) โดยพืEนฐานแล้วงานทางภูมิศาสตร์ จะเกี ยวข้องทัEงสี มิติขา้ งต้นมากกว่า (ถึงแม้วา่ มิติที สี จะมีความ สําคัญต่องาน GIS ในบางกรณี ก็ตาม ) ส่ วนค่า z นัEนจะมีคุณสมบัติเฉพาะของสิ งเป็ นพืEนผิวที เป็ นค่าของจุด สัมพันธ์ เพราะมีส่วนสําคัญต่อการทําแผนที ที แสดงพืEนผิว เมื อต้องมีการเปรี ยบเทียบสัดส่ วนของพืEนที และ

5

แสดงเป็ นโมเดลชัEนความสู งสามมิติ จุดต่างๆ ดังพืEนที ลุ่มนํEาจําเป็ นต้องใช้ขอ้ มูลในระดับอัตราส่ วน เพราะ พืEนที มีความลาดชัน ส่ งผลต่ออัตราการไหลของนํEาทัEงบนดินและใต้ดิน การวัดค่าจะใช้เพียงแค่สองมิติไม่ได้ การจําแนกระหว่างข้อมูลเชิงพืEนที และข้อมูลสัมพันธ์นE นั ต้องมีความคล้ายคลึงกันบนฐาน เวกเตอร์ GIS และระบบการทําแผนที โดยทัEงสี กลุ่มดังกล่าวล้วนนํามาใช้ในงานการจัดการข้อมูลร่ วมกับ GIS ในเชิง โครงสร้างข้อมูลทางแผนที ภูมิประเทศ ดังนัEนระบบต่างๆที นาํ มาใช้ร่วมต้องสนับสนุนกรอบงานทาง ภูมิศาสตร์ และการทําแผนที ได้เป็ นอย่างดี แต่ก็มีการตัEงข้อสังเกตว่า ประโยชน์ของการศึกษาข้อมูลสเปเทียล นัEนเป็ นเรื องที ยาก ที จะให้ความหมายชัดเจนลงไปซึ งมีผลต่อการนํามาสร้างโมเดลข้อมูลที มีความถูกต้อง ดังนัEนผูใ้ ช้ระบบ GIS เป็ นเพียงขัEนตอนแรก (หรื อขัEนอื นๆ) ที ขบั เคลื อนจากความเป็ นจริ ง (reality) และการ วิเคราะห์ที ตE งั อยูบ่ นการนําเสนอในงาน GIS ซึ งเป็ นการตอบคําถามสําคัญต่อการใช้ในเรื องต่างๆที จะตามมา ภายหลัง ดังคําพูดที ก๊ดู ไซด์ (Goodchild et al, 1992 อ้างใน Martin, David 1999 หน้า 54) ว่าโมเดลข้อมูล ไม่ใช่เป็ นเพียงแค่การกําหนดความหลากหลายทางภูมิศาสตร์ ที ได้นาํ เสนอว่าเป็ นอย่างไรเท่านัEน แต่ยงั ต้อง ระบุถึงชุดของกระบวนการและการวิเคราะห์ ซึ งต้องรับผิดชอบด้วย โมเดลทฤษฎี GIS ที ยงั คงอยูเ่ กี ยวข้อง กับการพรรณนาองค์ประกอบภายในของระบบและการจําแนกของการปฏิบตั ิการ มากกว่าการบรรยาย คุณลักษณะพืEนฐานของข้อมูลบนระบบปฏิบตั ิการ ดังนัEนในที นี จะเกี ยวข้องกับโมเดลข้อมูลของข้อมูล แวดล้อมที สร้างขึEนในบริ บทที พยายามสร้างโมเดลแนวคิดทางด้าน GIS ขึEนมา 3. แผนทีอ ะนาล๊ อกและแผนทีด ิจิทลั (Analog and Digital Map) สมัยก่อนการเก็บข้อมูลภูมิศาสตร์ ที ประกอบด้วยสิ งแวดล้อมในลักษณะแทนโลกแห่งความเป็ นจริ งลง บนกระดาษ แผนที ชนิดนีEเรี ยกว่า แผนที อะนาล๊อก ในการทําแผนที แสดงสิ งที เป็ นจริ ง (real map) ที บอก ปริ มาณเชิงกายภาพของเส้นหรื อพืEนที บนแผนที (เช่น ความยาว ความหนา สี ) ได้นาํ ไปใช้ในการแสดง คุณลักษณะของโลก เพราะว่าโลกมีความซับซ้อนเกินกว่าที จะนําเสนอได้ทE งั หมด ดังนัEนจําเป็ นต้องเลือก ข้อมูลที สามารถวัดค่าได้และเก็บไว้เพื อผลิตซํEาในโมเดลมาตรส่ วนที เล็กลงไป โมเดลเหล่านีEโดยพืEนฐาน แล้วใช้เพื อตอบคําถามทางภูมิศาสตร์ ที เกี ยวกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติและสแปเทียล แต่เรื องหลักคือ โมเดลที นาํ เสนอนีEมีความแม่นยํา (accuracy)เพียงใดและยึดโยงกับสิ งที ทาํ ให้เป็ นรู ปร่ างขึEนมานัEนโดย สัมพันธ์กบั สเปเทียลเพียงใดเพื อใช้ในการแก้ปัญหาเฉพาะ แล้วจะพิจารณาความแม่นยําในมาตราส่ วนที ผนั แปรได้ที ขE ึนอยูก่ บั ข้อสมมุติฐานและคุณสมบัติของแนวคิดในการวัดที หลากหลายได้อย่างไรและใช้อะไรวัด ความแม่นยํา เพราะการทําแผนที เป็ นการแปลงจากข้อมูลเวกเตอร์ (vector space) ของความจริ งบนโลกไปสู่ การนําเสนอด้วยโมเดลอื นๆ สิ งแรกคือ มีความเป็ นหลายมิติและซับซ้อน สิ งที สองคือ กระดาษที นาํ เสนอได้ เพียงสองมิติกบั ข้อมูลที แสดงเพียงค่า x,y ซึ งแสดงค่าพิกดั เท่านัEน เพราะกฎการทําแผนที เกี ยวข้องกับมาตรา ส่ วนและโปรเจคชัน (projection)เพื อใช้ในการแปลงข้อมูลจากพืEนที (space) หนึ งไปสู่ อีกรู ปแบบหนึ งโดย

6

ยังต้องคงความแม่นยําไว้ลว้ นเป็ นข้อจํากัดของแผนที อะนาล๊อก แต่ GIS ซึ งเป็ นระบบการทําแผนที อัตโนมัติ สามารถเก็บข้อมูลทางพืEนที ที ตอ้ งการไว้เพื อสร้างโมเดลแผนที อื นๆ เรี ยกว่า แผนที ดิจิทลั นัน เอง แน่นอนที สุดทัEงแผนที อะนาล๊อกและดิจิทลั ย่อมมีความแตกต่างกัน คุณลักษณะของวัตถุที แสดงบน แผนที เป็ นไปตามโปรเจคชัน มาตราส่ วน และสัญลักษณ์ แผนที ขนาดใหญ่ก็จะประกอบด้วยรายละเอียดที มากขึEน การฉายโปรเจคชัน จากพืEนผิวของโลกกลมๆลงสู่ กระดาษซึ งเป็ นสองมิติ หรื อบนจอคอมพิวเตอร์ ก็ ตาม กระบวนการนีEยอ่ มเกี ยวข้องกับองศาที บิดเบือนไป เพราะมาตราส่ วนก็จะเป็ นอัตราส่ วนของระยะทาง บนแผนที เมื อเทียบกับระยะจริ งบนพืEนโลกด้วย สําหรับแผนที มาตราส่ วนใหญ่ การบิดเบือนเกิดจากองศา โปรเจคชัน ที นอ้ ยที สุดบางทีก็ถูกละเลยไป ประเด็นสําคัญอยูท่ ี มาตราส่ วนแผนที ที ตอ้ งการสร้าง ไม่เพียงแค่ วัตถุต่างๆที มีสัดส่ วนที เล็กลงเท่านัEน แต่วตั ถุนE นั ต้องแสดงในอัตราส่ วนที ปรากกฎบนโลกจริ งด้วย ส่ วน สัญลักษณ์ที ใช้ อธิ บายได้ดว้ ยสัญลักษณ์กราฟิ กที ใช้บนแผนที เพื อนําเสนอปรากฏการณ์เฉพาะบนโลกจริ ง ทัEงสัดส่ วนไปจนถึงคุณลักษณะเฉพาะเช่น ความหนา ความยาว หรื อสี หรื ออื นๆนอกเหนือขึEนไป แผนที อะ นาล๊อกก็จะพบปั ญหาตรงที สัดส่ วนต่างๆ จะถูกกําหนดตายตัว ณ ช่วงเวลาเดียวที ทาํ การผลิตแผนที แต่แผน ที ดิจิทลั จึงตอบสนองต่อโปรเจคชัน ได้หลายลักษณะ อีกทัEงยังเก็บข้อมูลทางสเปเทียลที ตอ้ งการต่อการผลิต แผนที ที เป็ นกราฟิ กของแผนที ที มีตอ้ งมีค่าพารามิเตอร์ คงที ดังนัEนแผนที ดิจิทลั จึงมีความเหมาะสมต่อการ แก้ปัญหาของโปรเจคชัน ที เปลี ยนไป มาตราส่ วนที เปลี ยนไป และสัญลักษณ์ที เปลี ยนไป ด้วยการใช้ คณิ ตศาสตร์ เข้ามาจัดการทัEงหมด ส่ วนการนําเสนอก็สามารถเลือก และตัดแยกบางส่ วนของแผนที ได้ ดังนัEน การผลิตแผนที จึงขึEนอยูก่ บั การเลือกที จะนําเสนอ โดยกําหนดไปตามจุดประสงค์ การออกแบบ และข้อความ ที จะนําเสนอต่อผูใ้ ช้แผนที ประเภทต่างๆ ได้ตรงตามความต้องการ เพื อทําให้เห็นภาพชัดขึEน ยกตัวอย่าง เรื องการนําเสนอถนนทัEงในรู ปแบบอะนาล๊อกและดิจิทลั สําหรับ แผนที อะนาล๊อกจะมีมาตราส่ วนและโปรเจคชัน คงที เช่น เส้นสี แดง หากมีความหนาจะสื อความหมายว่า เป็ นถนนพืEนผิวกว้าง และเปลี ยนแปลงไม่ได้หากยังไม่มีการสํารวจครัEงใหม่และเปลี ยนสัญลักษณ์ ซึ งส่ งผล ต่อผูใ้ ช้แผนที โดยเฉพาะคนขับรถที ตอ้ งใช้แผนที ในการนําทางและวัดระยะทางจากแผนที เช่นการวัด ระยะทางระหว่างทางแยกจากจุดหนึ งไปถึงทางแยกหนึ ง เป็ นต้น ส่ วนแผนที ดิจิทลั นัEน เส้นทางถนนจะ นําเสนอเป็ นชุดของพิกดั ต่าง และมีขอ้ มูลสัมพันธ์เกี ยวกับชื อถนน คุณลักษณะของถนน ดังนัEนสารสนเทศนีE จึงมีความง่ายที จะกําหนดซํEาและสามารถผลิตซํEาได้หลายครัEงได้มากกว่าแผนที อะนาล๊อก ดังนัEน GIS จึงมี ความเหมาะสมต่อการนํามาใช้เพื อการให้ขอ้ มูลดิจิทลั เพื อคํานวณระยะทางจริ งระหว่างสี แยกได้ และ สามารถใส่ รายละเอียดระหว่างสี แยกได้ดว้ ยโดยไม่ตอ้ งขอความช่วยเหลือจากใคร ยิง ไปกว่านัEนยังสามารถ ใส่ ขอ้ มูลสารสนเทศอื นๆ ที จะช่วยให้ผใู ้ ช้ได้สารสนเทศโดยไม่จาํ เป็ นต้องแสดงทัEงหมดในหน้าจอเดียว แต่ สามารถเก็บไว้ในการจัดการฐานข้อมูลและการเรี ยกค้นเมื อต้องการใช้

7

ในทางตรงข้ามแผนที อะนาล๊อก โดยตัวมันเองแล้วได้เก็บข้อมูลภูมิศาสตร์ ซ ึ งถือว่าเป็ นพืEนฐานของงาน GIS และตัวมันเองไม่ใช่เป็ นภาพกราฟิ ก สิ งที สาํ คัญยิง คือการประยุกต์ใช้ดว้ ยภาพนัEนไม่จาํ เป็ นนัก เพราะใช้ เพื อการตอบคําถามซึ งอาจจะแยกออกจากฐานข้อมูลดิจิทลั อย่างไรก็ตามทัEง 2 รู ปแบบแผนที นE ี อาศัย หลักการการทําแผนที ซ ึ งมีความสอดคล้องทางสเปเทียลซึ งเป็ นค่าพารามิเตอร์ ทE งั เชิงคุณภาพและปริ มาณของ สิ งต่างๆ และปรากฏการณ์ที มีการกระจายบนพืEนที จริ งสําหรับแผนที ดิจิทลั นัEนสามารถแยกวิธีการคํานวณ ออกจากกราฟิ กได้ อีกทัEงมีความยืดหยุน่ ในการใช้มากกว่าแผนที อะนาล๊อก และยังสามารถบันทึกการ เปลี ยนแปลงได้ดว้ ยการลงรหัส (หรื อการ digitize) และให้แสดงผลจึงมีความถูกต้องแม่นยํามากขึEน 4. โมเดลทฤษฎีทาง GIS (Theoretical Models of GIS) โมเดลปฏิบตั ิการทาง GIS จําแนกได้ 2 กลุ่มคือ 1. ฟังก์ชนั ทาง GIS 2. พืEนฐานปฏิบตั ิการทาง GIS ดังจะเห็นได้วา่ แนวคิด (approach) ทัEงสองแนวนีEไม่ได้เน้นการให้ความสําคัญด้านกระบวนการซึ งได้อยู่ เหนื อขอบเขตดังกล่าวนีE ออกไปแล้ว เพราะว่าความล้มเหลวที จะกําหนดสถานการณ์ที ไม่สามารถเสนอความ ช่วยเหลือได้มากขึEนอยูก่ บั ใครเป็ นผูใ้ ช้ GIS ในสถานการณ์หรื อประเด็นนัEนๆเอง โดยเฉพาะอย่างยิง ปรากฏการณ์ทางด้านสังคมที จาํ เป็ นต้องอาศัยผูท้ ี มีความรู ้ในกรอบของเรื องนัEนที จะสามารถนําเสนอด้วย ระบบดิจิทลั แต่ในโมเดลแนวคิดนีEเป็ นเพียงการกําหนดมุมมองของระบบปฏิบตั ิการหรื อองค์ประกอบของ ระบบ GIS เท่านัEน และได้นาํ เสนอเพียงธรรมชาติของข้อมูลที จาํ เป็ นต่อการใช้งานเท่านัEน แต่ไม่ได้ให้ ผลสรุ ปที จะบอกนัยสําคัญของประเด็นนัEนๆซึ งแผนที ดิจิทลั จะให้ภาพที ถูกต้องของโลกแห่งความเป็ นจริ ง เท่านัEน ดังนัEนองค์ประกอบของโมเดลดังกล่าวก็ยงั คงมีพEืนฐานเดียวกัน เช่นเดียวกับองค์ประกอบของ ซอฟแวร์ ที มีหลายเป็ นระบบของตัวมันเอง อย่างไรก็ตามความพยายามที จะจําแนก GIS เป็ นประเภทนัEนให้ เน้นถึง เรื องที จะทํา (task-orientation) ของระบบ การตอบสนองทางธรรมชาติพฒั นาการของเรื องนัEนเฉพาะ (ad hoc nature) อย่างไรก็ตามการจําแนกคุณลักษณะของ GIS มีทางเลือกได้ 3 รู ปแบบโมเดลการแก้ปัญหา โมเดลฐานข้อมูลและโมเดลการปฏิสัมพันธ์ระหว่างผูใ้ ช้ ซึ งยังคงเกี ยวข้องกับซอฟแวร์ ที ใช้และฐานความ เข้าใจในระบบ GIS ด้วย 5.องค์ ประกอบของ GIS (Components of GIS) รู ปแบบพืEนฐานของโมเดล GIS (ดังรู ปที 2) บางทีอาจจะมีองค์ประกอบมากกว่านัEนก็ได้ มี 4 องค์ประกอบหลักประกอบด้วย

8

1. การนําเข้าข้อมูลที ถูกต้อง(collection, input and correction) เป็ นการปฏิบตั ิการนําข้อมูลเข้าสู่ ระบบ ประกอบด้วย การดิจิไตส์ดว้ ยมือ การสแกน คียบ์ อร์ ดส่ งข้อมูลสัมพันธ์เข้าระบบ และการดึงข้อมูล ออนไลน์จากระบบฐานข้อมูลต่างๆ เป็ นต้น ขัEนตอนนีE เป็ นขัEนตอนแรกของการสร้างแผนที ดิจิทลั การนําเสนอด้วยดิจิทลั ต้องมีพEนื ฐานการนําข้อมูลเข้าที ถูกต้องเสี ยก่อน แม้วา่ กลไกในการจัดการจะ สามารถจัดการกับข้อมูลให้มีความถูกต้องได้ภายหลังก็ตาม แต่ยอ่ มดีกว่าหากมีการนําเข้าข้อมูลที ถูกต้องเป็ นพืEนฐานก่อน 2. กลไกการเก็บและการเรี ยกค้นข้อมูล (storage and retrieval mechanisms) ประกอบด้วยการควบคุม คลังข้อมูลในหน่วยความจํา แผ่นดิสก์หรื อเทป และกลไกอื นๆ สําหรับเรี ยกค้นเพื อรักษาสิ งที ต้องการไว้ทE งั 3 องค์ประกอบ ซึ งการเก็บข้อมูล GIS อาจจะต้องเก็บไว้ในระยะไกลจาก ระบบปฏิบตั ิการ และอาจจะจําเป็ นต้องสร้างฐานข้อมูลที จาํ เป็ นไว้ตามจุดต่างๆ ทัEงระบบฐานข้อมูล เชิงภูมิศาสตร์ และที ไม่ใช่ฐานข้อมูลเชิงภูมิศาสตร์ การสร้างโมดูลรวมไปถึงโครงสร้างของซอฟแวร์ ที ใช้เพื อการจัดการข้อมูลสเปเทียลเข้าสู่ โมเดลทางภูมิศาสตร์ ที ถูกต้อง 3. การจัดการและการวิเคราะห์ (manipulation and analysis) เป็ นกระบวนการทางเทคนิคที จาํ เป็ นต่อ การแปลงโมเดลดิจิทลั ด้วยวิธีการทางคณิ ตศาสตร์ นี คือหลักการสําคัญของงาน GIS และเป็ น คุณลักษณะสําคัญที บอกความแตกต่างระหว่างเครื องมือ GIS กับ CAC1 อื นๆ ได้ โดยการใช้ กระบวนการวิเคราะห์ขอ้ มูลด้วยอัลกอรึ ทึมเพื อการแปลงไปสู่ ขอ้ มูลสเปเทียล และผลลัพธ์ที เกิดจาก การจัดการข้อมูลนีEจะนําเข้าไปสู่ ระบบฐานข้อมูลและการแสดงผลในรู ปแผนที การใช้เทคนิค ดังกล่าวนีEจึงมีความเป็ นไปได้เพื อแสดงผลการเปลี ยนแปลงคุณลักษณะของการแสดงผลข้อมูลด้วย ความจงใจก็เพื อให้เป็ นไปตามทฤษฎีที ใช้ ว่าได้มีการจัดการกับผิดพลาดหรื อเกิดการบิดเบือนไป เป็ นอย่างไร 4. การนําข้อมูลออกและการรายงานผล (output and reporting ) ประกอบด้วยรู ปแบบการนําข้อมูล ออกทางหน้าจอคอมพิวเตอร์ หรื อจัดการด้วยมือก็ตาม ในขัEนตอนนีEผใู ้ ช้ฐานข้อมูลแผนที ดิจิทลั สามารถเลือกผลิตแผนที อะนาล๊อกออกมาได้ดว้ ยการกําหนดสัญลักษณ์ให้กบั วัตถุต่างๆในโมเดล ข้อมูลที สร้างแล้ว เทคนิ คนีEรวมถึงการทําแผนที ที หลากหลายซึ งสามารถค้นหาสารสนเทศที จาํ เป็ น ต่อการนําเสนอเพื อสื อสารจากผูท้ าํ แผนที ไปสู่ ผใู ้ ช้แผนที ได้ในหลายรู ปแบบ ซึ งเป็ นธรรมชาติของ ข้อมูลดิจิทลั ที สามารถสร้างสรรค์แผนที ได้หลายลักษณะอยูแ่ ล้ว

1

CAC หมายถึง คอมพิวเตอร์ ช่วยในการทําแผนที (Computer-Assisted Cartography)

9 Input

Collection , input and correction

Storage and retrieval

Database Management System

Geographic Information System

Manipulation and analysis

Output and reporting

output

รู ปที 2 องค์ประกอบของโมเดล GIS 6. พืน3 ฐานปฏิบัติการของ GIS (Fundamental Operations of GIS ) ในแนวคิดนีEพิจารณาถึงฟังก์ชนั ซึ ง GIS สามารถนําเสนอได้มากกว่าโมดูลปฏิบตั ิที แตกต่างออกไป เพราะพืEนฐานการจัดการแผนที ดว้ ย GIS นัEนยังเกี ยวข้องกับการทําแผนที ที เรี ยกว่า แผนที พีชคณิ ต (map algebra) อีกด้วย โดยมีพEืนฐานจากเนืEอหาปฏิบตั ิการจากการวิเคราะห์แผนที ซ ึ งมีส่วนคล้ายกับหลักการทาง คณิ ตศาสตร์ ดงั ได้กล่าวแล้วข้างต้น แต่ในส่ วนนีEจะแตกต่างออกไปโดยการใช้พEืนฐานการสร้างระบบการ แปลงด้วยการคํานวณจําแนกเป็ นกลุ่มชัEนข้อมูลต่างๆ และสามารถทําการจําแนกกลุ่มซํEา (reclassification) การซ้อนทับข้อมูล(overlay) การวัดระยะและการเชื อม (distance/connectivity measurement) และ คุณลักษณะพืEนที ขา้ งเคียง (neighborhood characterization) ซึ งเป็ นสิ งสําคัญต่อการแสดงผลข้อมูลทัEง ราสเตอร์ และเวกเตอร์ ที เป็ นอิสระต่อกันได้ 1. การจําแนกกลุ่มซํEา(reclassification operations) เป็ นการแปลงข้อมูลสัมพันธ์ที สอดคล้องกับ แผนที เดียว (single map coverage) ซึ งอาจจะต้องกําหนดสี ซE าํ ให้กบั วัตถุในแผนที เช่น แผนที แสดงจํานวนความหนาแน่นของประชากรอาจจะต้องจําแนกกลุ่มซํEาให้กบั กลุ่มต่างๆของสังคม (ประชากรเบาบาง หรื อ ประชากรหนาแน่น) โดยไม่ตอ้ งอ้างถึงข้อมูลอื น 2. การซ้อนทับข้อมูล (overlay operations) เป็ นการรวมข้อมูลแผนที ตE งั แต่ 2 ชุดข้อมูลขึEนไปโดย ใช้วธิ ี การบูลีน (Boolean conditions) เช่น ถ้าให้ A ใหญ่กว่า B และ A น้อยกว่า C ผลลัพธ์ที ได้ ให้แสดงขอบเขตใหม่ ในกรณี นE ีมีความจําเป็ นซึ งข้อมูลสเปเทียล (spatial data)และข้อมูล สัมพันธ์ (attribute data)จะต้องสอดคล้องกับปรากฏการณ์ตรงตามความเป็ นจริ งบนโลกด้วย เช่นหากต้องการซ้อนทับข้อมูลย่านธุ รกิจจะต้องมีแผนที ฐานที กาํ หนดย่านการใช้ประโยชน์

10

ที ดินไว้แล้ว แต่จะไม่อนุ ญาตให้การประมาณค่าของประชากรไปซ้อนทับ เพราะอาจจะไม่ สอดคล้องกันกับขอบเขตดังกล่าวได้ ดังนัEนการปฏิบตั ิการจะต้องเลือกความเหมาะสม หาก ตัEงใจต้องการแปลข้อมูลนัEนก็จะมีประโยชน์มากกว่า 3. การวัดระยะทางและการเชื อมต่อ (distance and connectivity measurement) ประกอบด้วยการ วัดแบบง่ายของระหว่างจุดและหรื ออย่างซับซ้อน เช่นการกําหนดโซนต่างๆ เพื อลงทุนเพิ ม เส้นทางจราจรในตําแหน่งสําคัญๆ ในบางระบบอาจจะต้องใช้ฟังก์ชนั การวิเคราะห์เครื อข่าย ร่ วมกับฐานข้อมูลภูมิศาสตร์ วิธีการเชื อมต่อนีE เช่นการวิเคราะห์มุมมองซึ งได้จากการคํานวณ มุมมองระหว่างกัน (intervisibility) ระหว่างตําแหน่งที ตE งั ในฐานข้อมูล 4. คุณลักษณะใกล้เคียง (neighborhood characterization) ประกอบด้วยค่าที กาํ หนดไปยังตําแหน่ง หนึ งๆ สอดคล้องกับคุณลักษณะขอบเขตแวดล้อมนัEน ในการปฏิบตั ิการนัEนจะรวมเอาทัEง ค่าเฉลี ยของตัวแปรและรวมเอาค่าที ได้จากการทํา smoothing and enhancement filters แล้ว ซึ ง เทคนิคนีEมีเหมาะสมต่อวิธีการจําแนกข้อมูลอิเมจโดยตรง ซึ งอยูใ่ นเทคนิคการประมวลผลอิเมจ (image – processing systems) การจัดการข้อมูลเป็ นที รู้จกั ในชื อของโมเดลการทําแผนที (cartographic modeling) ซึ งข้อจํากัดอยูท่ ี การ การนําเสนอแผนที เฉพาะโดยต้องสอดคล้องกับข้อมูลสัมพันธ์ แม้วา่ ไม่สามารถนําข้อมูลมาใช้ในการ นําเสนอทัEงหมดได้ ดังนัEนการเลือกผลิตแผนที เฉพาะกับคุณลักษณะทางสเปเทียลจําต้องสอดคล้องกันโดย ตัEงอยูบ่ นพืEนฐานการใช้ GIS ซึ งอาจจะเป็ นการพยายามกําหนดแนวคิด GIS โดยธรรมชาติแล้วการแทน ข้อมูลและความสัมพันธ์บนโลกแห่งความเป็ นจริ งนัEนก็เป็ นข้อจํากัดในเชิงเทคนิคและปฏิบตั ิการอยูแ่ ล้ว แต่ เพื อให้เห็นมุมมองการจัดการและการวิเคราะห์ให้ชดั ขึEนก็เพื อขยายความเข้าใจให้กว้างขึEน อย่างเช่นการ ซ้อนทับข้อมูลก็เป็ นการนําแผนที หลากหลายซึ งท้ายที สุดอาจจะได้การกําหนดขอบเขตใหม่ ดังนัEนธรรมชาติ ของข้อมูลที นาํ มาใช้ตอ้ งมีนยั ยะสําคัญสู งด้วย ส่ วนการแปลงข้อมูลซึ งข้อมูลได้มีการกําหนดวิธีการรวบรวม และการนําเข้ามาตัEงแต่ขE นั ตอนแรกแล้ว ก็ตอ้ งมีความเหมาะสมต่อการจัดการข้อมูล 7.กรอบทฤษฎีสําหรับ GIS (A Theoretical Framework for GIS ) เนื องด้วยทฤษฎี GIS นัEนเกี ยวข้องกับการแปลงข้อมูลไปสู่ โมเดลดิจิทลั ด้วยกรอบของระบบการ ประมวลผลข้อมูลทางภูมิศาสตร์ ซ ึ งไม่ได้ขE ึนอยูก่ บั ชนิ ดของซอฟแวร์ ที นาํ มาใช้โดยเฉพาะ แต่โมเดลหนึ งๆที สร้างขึEนนัEนต้องผ่านการประมวลผลซึ งต้องมีการปฏิบตั ิการบนหลักการข้อมูลทางภูมิศาสตร์ เพื อแปลง ข้อมูลนัEนออกมาเป็ นข้อมูลดิจิทลั ทางภูมิศาสตร์ ได้อย่างถูกต้อง แนวความคิดของการนําเสนอข้อมูลนีEไม่ได้ สร้างความสับสนให้กบั ระบบโครงสร้างข้อมูลเฉพาะแต่อย่างใด หากแต่เป็ นข้อมูลที ประกอบด้วยข้อมูล

11

เวกเตอร์ (vector) ราสเตอร์ (raster)เครื อข่ายสามเหลี ยม (triangulated irregular network) ควอดทรี (quadtree) และข้อมูลสัมพันธ์ได้แก่ ลําดับชัEน และความสัมพันธ์ ซึ งเป็ นเทคนิคสําคัญในงาน GIS ส่ วนการสํารวจภาคสนามมีความจําเป็ นก็เพื อค้นหาความสัมพันธ์ความเข้าใจระหว่างความเป็ นจริ งบน โลกกับแผนที ดิจิทลั ที สร้างขึEน ซึ งกระบวนการทําแผนที ดิจทัลสามารถแปลงข้อมูลโลกแห่งความเป็ นจริ ง ข้อมูลดิบ แผนที และภาพดาวเทียมได้ (รู ปที 3)

T1

real world

T2

Row Data

Data Input

Data collection

Map

T3

Map Image

Data Display

รู ปที 3 ขัEนตอนการแปลงข้อมูลในกระบวนการทําแผนที แบบดัEงเดิม สําหรับการแปลงข้อมูลในงาน GIS เป็ นสิ งสําคัญที จะต้องควบคุมจํานวนสารสนเทศที จะส่ งถูกส่ งผ่าน จากขัEนตอนหนึ งไปยังอีกขัEนตอนหนึ งด้วยความระมัดระวัง งานของนักผลิตแผนที จะต้องวางแผนออกแบบ การประมาณค่าให้แม่นยําที สุดเพื อแปลงไปสู่ ความเป็ นอุดมคติ (ideal transformation) ซึ งต้องทําให้สูญเสี ย ข้อมูลให้นอ้ ยที สุด ขัEนตอนการแปลงข้อมูลนีEถือเป็ นพืEนฐานที สาํ คัญของงาน GIS เริ มต้นจากการแปลงใน ขัEนที 1 (T1) เป็ นข้อมูลหรื อเป็ นพืEนที ที เลือกแล้ว จากนัEนทําการสํารวจภาคสนาม หรื อจะเป็ นการสํามะโน ข้อมูลก็ได้ แล้วนําเข้าข้อมูลสู่ ระบบ GIS ตามรู ปแบบ (T2) เพื อเป็ นใช้เป็ นฐานการทําแผนที ดิจิทลั ใน ขัEนตอนนีEจะเกี ยวข้องกับการจัดการข้อมูล (manipulation)ทัEงกระบวนการแปลง(transformation)และระบบ การจัดเก็บ (restore) รวมถึงการแสดงผลการคํานวณ(T3) แล้วสุ ดท้ายอาจจะต้องใช้ขอ้ มูลตารางหรื อ ภาพกราฟิ กอื นๆนําเสนอในรู ปแบบกระดาษหรื อแสดงผลบนหน้าจอ (T4) โดยในแต่ละขัEนตอนของการ แปลงข้อมูลต้องทําด้วยความระมัดระวัง(รู ปที 4) GIS real world

T1

Row data

T2

Data model

Data manipulation T3

Data collection

Data Input T4 Data Output

Output Data

รู ปที 4 กระบวนการแปลงในระบบ GIS

12

ยกตัวอย่าง ใน T1 จะเป็ นทัEงการรวบรวมข้อมูลและนําไปจัดการใน T3 ด้วย จําต้องมีความถูกต้อง เพื อการประมวลผล หากคุณลักษณะทางสเปเทียลและคุณลักษณะวัตถุจาํ เพาะเป็ นที ยอมรับแล้ว ก็เป็ นเรื อง จําเป็ นที จะต้องพิจารณาต่อไปว่าในแต่ละการแปลงทัEงสี ขE นั ตอนนัEน ตรงขัEนไหนที ส่งผลต่อการแทนที ที ถูกต้องหรื อที อาจทําให้เกิดความผิดพลาดขึEนได้ ในกรณี ที ขอ้ มูลสัมพันธ์กบั องค์ประกอบที เป็ น จุด (point)เส้น(line) พืEนที (area) ของวัตถุ อีกทัEงยังมี ข้อมูลที เกี ยวข้องกับวัตถุนE นั ๆอีกด้วย ถ้าในกรณี ของวัตถุที เป็ นพืEนผิว (surface) ซึ งเกี ยวข้องกับข้อมูล ทางสเปเทียลทัEงหมดเมื อมีการเปลี ยนไป ก็อาจจะทําให้ขอ้ มูลสัมพันธ์เปลี ยนไปด้วย แม้วา่ ค่าในฐานข้อมูลที ไม่ได้ถูกเลือกเพื อนําเข้าสู่ กระบวนการแปลงจุด เส้น พืEนที ก็ตาม แต่เมื อมีการแปลค่าซึ งค่าเหล่านีEก็ยอ่ ม ได้รับผลกระทบด้วยเช่นกัน อีกประเด็นหนึ งคือ ข้อมูลสเปเทียลที รวบรวมไว้แล้วนัEนอาจจะเป็ นเพียงชุด ตัวอย่างหนึ งของวัตถุหรื อจัดกลุ่มบนโลกแห่งความเป็ นจริ ง เช่นข้อมูลที ได้จากการสํามะโนเป็ นรายๆ แต่ เมื อนํามาบูรณาการร่ วมกันและแทนในแผนที ในฐานะที ใช้เพื อการสะท้อนปั ญหาเชิงพืEนที ก็ไม่สามารถทํา ได้ ซึ งไม่เหมือนกับแทนข้อมูลการใช้ที ดิน อย่างไรก็ตามแนวคิดในขัEนตอนการแปลงมีดว้ ยกัน 3 ประการ หรื อมากกว่านัEนก็ได้ ดังนีE 1. การแปลงเป็ นเรื องที เกี ยวข้องกับหลักการพีชคณิ ต เช่น การเปลี ยนพิกดั ซึ งแสดงตําแหน่งของวัตถุ หนึ งๆ โดยเกี ยวข้องกับโปรเจกชัน ใหม่ทางแผนที 2. การแปลงมีผลโดยตรงต่อคุณลักษณะที เกี ยวข้องของการนําเข้าสู่ ฐานข้อมูล เช่น การจัดกลุ่มใหม่ ของการใช้ที ดินที ไม่ได้แก้ไขขอบเขต 3. การแปลงเป็ นการจัดกลุ่มวัตถุ เช่น การรวบรวมจุดซึ งสัมพันธ์กนั ในหน่วยพืEนที ในแต่ละขัEนตอนกระบวนการแปลงนัEน ข้อมูลได้มีการใช้และเกิดการเปลี ยนแปลงแล้วไปในขัEนตอน การปฏิบตั ิ เนื องจากเกิดความผิดพลาดโดยไม่ตE งั ใจอันเกิดจากการประมวลผล เมื อมีการเลือกใช้ขอ้ มูลที ตอ้ ง นําไปรวมเข้ากับชุ ดข้อมูลที มีองค์ประกอบเหล่านีE ร่วมด้วยก็ยอ่ มเกิดความผิดพลาดเพิ มได้ ซึ งเป็ นที รู้กนั โดยทัว ไปแล้ว ถือว่าเป็ นการยากที จะหลีกเลี ยงข้อมูลผิดพลาดเมื อมีการนําเข้าสู่ T2 อย่างไรก็ตามในการ วิเคราะห์ก็จะนับเอาความผิดพลาดนีEเพิ มเข้าไปในขัEนการวิเคราะห์เมื อมีการการซ้อนทับผลของข้อมูล (T3 transformation) และอาจจะสังเกตได้วา่ ความถูกต้องเชิงแผนที และสอดคล้องกับความน่าจะเป็ นของสิ งที ต้องการค้นพบว่าสิ งนัEนปรากฏบนแผนที สอดคล้องกับสิ งที เป็ นจริ งบนพืEนที จริ งหรื อไม่ อันตรายที ยง ิ ใหญ่ก็ คือการสะสมความผิดพลาดจะมีเพิ มขึEนเรื อยๆเมื อนําผลที ได้มาวิเคราะห์ไปเรื อยๆ ความแตกต่างระหว่างคุณลักษณะการแทนข้อมูล และความสอดคล้องกับพืEนที จริ ง ซึ งถูกตรวจสอบได้ ในขัEนตอนการจัดการในกระบวนการแปลงดังได้กล่าวมาแล้วข้างต้น ไม่เพียงแค่ขอ้ มูลที ถูกแปลงให้

13

สอดคล้องกับกลุ่มวัตถุทางสเปเทียล (เช่นการแปลงเป็ นเส้นสื บเนื องจากการแปลงมาตราส่ วนแผนที ) แต่ การแทนวัตถุอาจจะถูกแปลงระหว่างกลุ่มข้อมูลได้ การนําเข้าข้อมูลส่ วนใหญ่ใน GIS มักเป็ นข้อมูลขัEนที สองซึ งเกิดจากการเก็บรวบรวมข้อมูลที ได้จาก T1 มาก่อน โดยแยกวิธีนาํ เข้าสู่ ระบบ ซึ งข้อมูลเหล่านีEจะถูก กําหนดรหัสในกระบวนการดิจิไตซ์ (T2) ขัEนตอนนีE ตอ้ งให้ความสําคัญและต้องมีความระมัดระวังในเรื อง คุณภาพและความถูกต้องของการรวบรวมข้อมูล ยิง ไปกว่านัEนข้อมูลที ได้จากภาพดาวเทียมต้องนํามากําหนด พิกดั ทางภูมิศาสตร์ ดว้ ย GPS ให้ถูกต้องเสี ยก่อน รวมไปถึงเทคนิคการสํารวจ การบันทึกข้อมูลนําเข้าใน รู ปแบบอื นๆ จากการสํารวจภาคสนามทัEงหลาย เป็ นต้น สามารถนําเข้าสู่ ระบบฐานข้อมูลส่ วนกลางเพื อ แปลงไปสู่ ขอ้ มูลดิจิทลั ต่อไป การแสดงข้อมูลจะมีความแตกต่างกันไปตามกลุ่มวัตถุและสเปเทียลซึ งแทนปรากฏการณ์ของโลกแห่ง ความเป็ นจริ ง วัตถุบางอย่างอาจจะถูกจัดกลุ่มซึ งแตกต่างกันไปตามมาตราส่ วนที ต่างกันหรื อในการ ประยุกต์ใช้ที ต่างกัน ยกตัวอย่าง ถนนหลักอาจจะกําหนดคุณลักษณะเป็ นเส้นในโมเดลการคมนาคมขนส่ ง แต่หากกําหนดในฐานข้อมูลพืEนที เมืองอาจจะระบุคุณลักษณะของถนนหลักโดยให้มีความสัมพันธ์กบั ตําแหน่งอื น เช่นถนนย่อย เสาไฟ และสี แยกไฟแดงร่ วมด้วย (วัตถุนE ีอาจจะมีความแตกต่าง เมื อกําหนด มาตราส่ วนแผนที แตกต่างกัน การเห็นรายละเอียดของวัตถุดงั กล่าวก็จะแตกต่างกันไปด้วย) ดังที กล่าว มาแล้วว่าขัEนตอนการเตรี ยมข้อมูลนําเข้า เป็ นเรื องสําคัญและมีความซับซ้อน ว่าควรจะจัดการข้อมูลและ ฐานข้อมูลให้ถูกต้องเสี ยก่อน ซึ งนักภูมิศาสตร์ เข้าใจและรับรู ้ปัญหานีEเป็ นอย่างดี 8. การแสดงข้ อมูลภูมิศาสตร์ (The Representation of Geographic Data) การแสดงข้อมูลทางพืEนที เป็ นการรวบรวมข้อมูลจากพืEนที จริ งและข้อมูลที สร้างขึEนในหน่วยพืEนที หนึ งๆ ดังรู ปที 5 วัตถุทางสเปเทียล การกระจายประชากร

พื นผิว

พื นที

ถนน

การแปลงข้อมูล (T1) การรวบรวมข้อมูล พื นที ที ถกู กําหนด

พื นที ธรรมชาติ

จุดความสูง

ถนนที แปลงแล้ ว

การนําเข้าข้อมูล (T2) โมเดลข้อมูล พื นที ที ถกู กําหนด

พื นที ธรรมชาติ

โมเดลพื นผิว

ถนนที แปลงแล้ ว

14

รู ปที 5 ตัวอย่างการแปลงกลุ่มวัตถุต่างๆ หากข้อมูลที ได้จากสํามะโน มีจุดการกระจายข้อมูล (point) ประชากรที ได้จากการแจงนับ (T1) เปลี ยน จากการอ้างอิงในฐานะที เป็ นจุดไปสู่ ขอ้ มูลเชิงพืEนที แต่ถา้ หากเป็ นพืEนที (field) อยูแ่ ล้วก็สามารถจัดกลุ่มเป็ น กลุ่มเดียวได้ แต่ถา้ ทัEงสองลักษณะอยูใ่ นพืEนที เดียวกันจําเป็ นต้องทํา ดิจิไตซ์ไปสู่ ระบบ GIS เพื อแปลงเป็ น ข้อมูลนําเข้าเสี ยก่อน ส่ วน T2 ต้องให้ความระมัดระวังอย่างยิง เพราะต้องกําหนดคุณลักษณะของสิ งนัEนเพื อ นําเข้าไปสู่ กระบวนการวิเคราะห์ใน T3 ต่อไป แต่ละคุณลักษณะของข้อมูลต้องแยกเป็ นชัEนข้อมูล และ สามารถแปลงข้อมูลจุดเป็ นพืEนที และจากข้อมูลพืEนที แปลงเป็ นข้อมูลจุดได้ วิธีการนีEจะเข้าสู่ กระบวนการ ประมวลผลผ่านคําสั ง polygon-overlay หรื อ point- in- polygon operations นอกจากนีE ยงั สอดคล้องกับ ข้อมูลเชิงพรรณนาของพืEนที นE นั ๆด้วย ซึ งกระบวนการแปลงลักษณะข้อมูลทัEงสองแบบนีEจะอยูใ่ นขัEนตอน การรวบรวมข้อมูล (data-collection stage) ส่ วนข้อมูลที เป็ นพืEนผิว (surface) จะสัมพันธ์กบั ความสู ง ซึ งการนําเข้าข้อมูลหากมีการตรวจวัดจุดความ สู งในพืEนที ก็สามารถนําเข้าข้อมูลที เป็ นจุดความสู งได้ เพื อเตรี ยมการเข้าสู่ กระบวนการแปลงข้อมูลต่อไป ซึ งต้องกําหนดรหัสไปตามเส้นชัEนความสู ง และถ้าหากมีการดิจิไตซ์พEนื ที ดงั กล่าว ก็ตอ้ งกําหนดจุดความสู ง ที มีรายละเอียดและรหัสเพื อใช้ทาํ โมเดลชัEนความสู งต่อไป (DEM: Digital Elevation Model) และเข้าสู่ โมดุล การแปลงจาก surface-point-surface หรื อ surface-line-surface ส่ วนข้อมูลที เป็ นเส้น (line) ไม่วา่ จะเป็ นท่อนํEาประปา โครงข่ายสายเคเบิลโทรศัพท์ สามารถแทนด้วย ข้อมูลจุดและเส้น ซึ งเส้นจะประกอบด้วยพิกดั ของจุดหลายจุดเรี ยงต่อกัน 9.สรุ ป ระบบข้อมูลเชิงพืEนที เป็ นข้อมูลที เกี ยวกับตําแหน่งที ตE งั ของวัตถุต่างๆ บนพืEนโลกหรื อเรี ยกเป็ นภาษา แผนที วา่ พิกดั ซึ งแสดงอยูใ่ นรู ปแบบของ จุด เส้น และพืEนที ที สามารถนํามาผ่านกระบวนการแปลงข้อมูล ดังกล่าวในหลายลักษณะร่ วมกับข้อมูลในลักษณะอื น จึงทําให้ทฤษฎีทาง GIS มีความหลากหลายในการใช้ เมื อมีการเปลี ยนข้อมูลบนผิวโลกที จดั เก็บในรู ปของตัวเลขดิจิทลั ....................................

15

เอกสารอ้ างอิง Martin, David. (1996). Geographic Information Systems. 2nd. ed. London: Routledge.

Martin, David; Samantha Cockings and Samuel Leung. (n.d). GIS education by another name?

Geographical referencing for social Scientists. UK: School of Geography, University of Southampton, Southampton. Retrieved on June 2, 2010 from http://www.restore.ac.uk/georefer/files/GISRUK2008abstract%20Martin.pdf