สรุปสาระสาคัญของการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพืน้ ทีด่ ้วยระบบเทคโนโลยีสารสนเทศ 1. GIS (Geographic Information System) ถูก นำมำใช้ห ลำยสำขำ เช่น ทำงธุร กิ จ กำรขนส่ง สำธำรณสุ ข กำรเกษตร กำรปกครองส่ ว นท้ อ งถิ่ น รั ฐ บำลกลำง และถู ก น ำไปใช้ ใ นกำรจั ด กำร ทรัพยำกรธรรมชำติ กำรวำงแผนกำรใช้ป ระโยชน์ที่ ดิน กำรประเมิ นสิ่งแวดล้อม และกำรวำงแผน ฯลฯ สำมำรถพบกำรประยุกต์ใช้ GIS ถูกนำลงในอินเตอร์เนทอย่ำงมำกมำย 2. GIS เป็นเทคโนโลยีที่เป็นที่นิยมกันมำก พื้นฐำนของ GIS คือเป็นเพียงเครื่องมือทำงคอมพิวเตอร์ สำหรับแก้ไขปัญหำต่ำง ๆ สำมำรถที่จะประมวลข้อมูลจำกหลำยแหล่ง และนำมำเสนอให้เรำได้เข้ำใจและ ค้ น หำปั ญ หำ จำกข้ อ มู ล พื้ น โลกจริ ง ก็ จ ะถู ก จั ด เก็ บ ลงเป็ น ฐำนข้ อ มู ล แล้ ว ถู ก น ำมำเสนอผ่ ำ นทำงหน้ ำ จอคอมพิวเตอร์ ซึ่งสำมำรถเชื่อมโยงกับข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลำ (Dynamic) เมื่อมีกำร เปลี่ยนแปลงข้อมูล กำรแสดงผลทำง GIS ก็จะแสดงออกมำเป็นผลที่เปลี่ยนแปลงได้ทันที 3. วัตถุประสงค์หลักของ GIS มี 4 ข้อคือ 3.1 รวบรวมข้อมูล 3.2 แสดงผลข้อมูล 3.3 วิเครำะห์ข้อมูล และ 3.4 จัดทำผลงำน สำหรับกำรวิเครำะห์ข้อมูลเช่น กำรค้นหำระยะทำงจำกลูกค้ำถึงร้ำนค้ำ ที่ดินแปลงใดอยู่ในบริเวณน้ำท่วม และดินประเภทใดเหมำะสมที่สุดสำหรับปลูกพืชไร่ ส่วนผลงำนอำจแสดง ออกเป็นแผนที่ รำยงำน หรือกรำฟ 4. GIS มีองค์ประกอบ 6 ประกำรคือ 1. คน 2. ข้อมูล 3. ฮำร์ดแวร์ 4. ซอฟแวร์ 5. กระบวนกำร วิเครำะห์ และ 6. ระบบเครือข่ำยเชื่อมโยงทั้ง 5 ส่วน 4.1 คนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด ถึงแม้จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ดีและซอฟแวร์ที่ทันสมัย ก็ไม่สำมำรถเปรียบเทียบกับคนได้ 4.2 ข้อมูลควรมีควำมถูกต้องซึ่งควำมถูกต้องของข้อมูลจะมีผลต่อกำรรสืบค้นข้อมูล หรือกำร วิเครำะห์ข้อมูล 4.3 ประสิทธิภำพของฮำร์ดแวร์จะขึ้นอยู่กับควำมเร็วในกำรประมวลผลข้อมูลซอฟแวร์ไม่ได้ ประกอบด้วยซอฟแวร์ทำง GIS เท่ำนั้น แต่รวมถึงซอฟแวร์ทำงด้ำนฐำนข้อมูล สถิติ จัดกำรภำพ และอื่น ๆ 4.4 กระบวนกำรกำรวิเครำะห์ทำง GIS ต้องกำรกำรวำงแผนที่ ดีซึ่งประกอบด้วยวิธีกำรที่ ถูกต้องและนำกลับมำใช้ใหม่ได้อีก 4.5 ระบบเครือข่ำย Network ประสำนกำรทำงำนของทั้ง 5 ส่วนข้ำงต้น เพื่อจัดระบบในกำร จัดเก็บ แก้ไข และวิเครำะห์ข้อมูล ลดกำรซ้ำซ้อนและควำมผิดพลำดในกระบวนกำรทำงำน 5. ข้อมูลทำงภูมิศำสตร์มีส่วนประกอบหลัก 3 อย่ำงคือ 5.1 ข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Data) เป็นข้อมูลซึ่งนำเสนอเกี่ยวกับ รูปทรง และตำแหน่งจำก พื้นโลกจริง จะถูกนำเสนอในรูปของจุด (Point) เส้น (Line) และรูปหลำยเหลี่ยม (Polygon)
-2-
5.2 ข้อมูลเชิงบรรยำย (Attributes Data) เป็นข้อมูลที่จะอธิบำยถึงคุณลักษณะของข้อมูลทำง ภูมิศำสตร์ 5.3 ข้อ มู ล เชิง พฤติก รรม (Behavior Data) หมำยถึง กำรก ำหนดเงื่อนไขหรือลัก ษณะของ ข้อมูลที่ผู้ใช้กำหนดตำมสภำพแวดล้อมจริงของข้อมูลนั้น ๆ
ภำพที่ 1 ข้อมูลทำงภูมิศำสตร์ 6. ควำมสัมพันธ์ระหว่ำงข้อมูลเชิงพื้นที่ คือ ควำมสัมพันธ์ระหว่ำงข้อมูลหนึ่งที่มีควำมสัมพันธ์กับอีก ข้อมูลหนึ่งโดยสัมพันธ์กันทำงตำแหน่งของข้อมูลมีควำมสำคัญ คือ ช่วยให้ผู้อ่ำนแผนที่สำมำรถอ่ำน ตีควำม และสังเกตุควำมสัมพันธ์ระหว่ำงข้อมูลเชิงพื้นที่ต่ำง ๆ เช่น ตัวอย่ำงในแผนที่ถนนหมำยเลข 80 เชื่อมระหว่ำง เมื อ ง New York และเมื อ ง San Francisco, เมื อ ง San Francisco อยู่ ใ นรั ฐ California , เมื อ ง San Francisco ติดกับ ทะเล Pacific แต่ New York ติดกับทะเล Atlantic
ภำพที่ 2 ควำมสัมพันธ์ระหว่ำงข้อมูลเชิงพื้นที่ 6.1 โทโปโลยี่ (Topology) คือกระบวนกำรทำงคณิ ตศำสตร์เ พื่อ ใช้ส ร้ำงควำมสั ม พั น ธ์ ระหว่ำงของข้อมูลเชิงพื้นที่ และคุณสมบัติของข้อมูลเชิงพื้นที่ ประกอบด้วย กำรเชื่อมต่อกันของเส้น ทิศทำง ของเส้น ควำมยำวของเส้น รูปหลำยเหลี่ยมที่อยู่ติดกัน และเนื้อที่ 6.2 โทโปโลยี่ถูกสร้ำงไว้หลำยประเภทของกำรวิเครำะห์เชิงพื้นที่เพื่อใช้ให้ผู้ใช้ตั้งคำถำมหำ ควำมสัมพันธ์นั้น ๆ เช่นตัวอย่ำงด้ำนล่ำงนี้โทโปโลยี่สำมำรถตอบคำถำมได้ดังเช่น ESRI Campus อยู่ติดกับ
-3-
อะไร ถนนอะไรตั ด กั บ ถนน State ที่ จ อดรถของ ESRI ขนำดกว้ ำ งเท่ ำ ไรและเส้ น ทำงที่ สั้ น ที่ สุ ด จำก Warehouse ไปยัง Post Office 6.3 โครงสร้ ำ งกำรจั ด เก็ บ ข้ อ มู ล ของ GIS จะจั ด เก็ บ ข้ อ มู ล เป็ น กลุ่ ม ของ Layers หรื อ Themes โดยทุก ๆ Layer จะเชื่อมโยงกันโดยค่ำพิกัดทำงภูมิศำสตร์ โดยในแต่ละ Layer จะประกอบด้วย ข้อมูลที่มีลักษณะเดียวกัน เช่น ถนน ขอบเขตจังหวัด เป็นข้อมูลเส้น รูปแบบกำรจัดเก็บแบบง่ำย ๆ นี้ แต่เป็น แนวทำงที่มีประโยชน์มำกในกำรแก้ไขปัญหำของพื้นโลกจริง
ภำพที่ 3 โครงสร้ำงกำรจัดเก็บข้อมูลของ GIS 7. ระบบ GIS (Geographic Information System) ควรจะต้ อ งมี ค วำมสำมำรถพื้ น ฐำน 6 ประกำรเพื่อช่วยในกำรแก้ไขจำกพื้นโลกจริงประกอบด้วย 7.1 กำรรวบรวมข้อมูล(Capture data ) 7.2 กำรจัดเก็บข้อมูล (Storing data) 7.3 กำรสืบค้นข้อมูล (Querying data) 7.4 กำรวิเครำะห์ข้อมูล (Analyzing data) 7.5 กำรแสดงผลข้อมูล (Displaying data) 7.6 กำรสร้ำงผลงำนจำกข้อมูล (Outputting data)
ภำพที่ 4 ระบบ GIS (Geographic Information System)
-4-
8. กำรรวบรวมข้อมูล GIS ต้องสำมำรถรวบรวมข้อมูลทำงภูมิศำสตร์ให้อยู่ในรูปของฐำนข้อมูลทำง ภูมิศำสตร์ได้ ซึ่งฐำนข้อมูลทำงภูมิศำสตร์เป็นองค์ประกอบมีรำคำแพงและมีอำยุกำรใช้งำนที่ยำวนำน ดังนั้น กำรเก็บและป้อนข้อมูลของ GIS ต้องคำนึงถึงควำมถูกต้องเป็นสำคัญ ส่วนวิธีกำรนำแผนที่ที่มีอยู่เก็บเข้ ำเป็น ฐำนข้อมูลหรือจะใช้รูปแบบใดที่จะจัดเก็บนั้นโปรแกรมทำง GIS จะต้องมีลำดับขั้นตอนสำหรับกำรนำเข้ำข้อมูล ทำงภูมิศำสตร์ให้มีทั้งค่ำพิกัดและข้อมูลเชิง ตำรำง สำหรับกำรนำเข้ำสำมำรถทำได้หลำยทำงตำมแต่ควำม สะดวกและกลไกทำงเทคนิค
ภำพที่ 5 กำรรวบรวมข้อมูล GIS (Geographic Information System) 9. กำรจัดเก็ บ ข้อ มู ล ทำง GIS มี 2 ประเภทหลัก คือ 1. เวคเตอร์ (Vector) และ 2. รำสเตอร์ (Raster) โดยทั่วไปโปรแกรมทำง GIS ควรมีควำมสำมำรถในกำรจัดกำรกับข้อมูลทั้ง 2 แบบ 9.1 รูปแบบเวคเตอร์จะแสดงลักษณะทำงภูมิศำสตร์ด้วยกำรนำเสนอคล้ำยกับรูปแบบแผนที่ คือแสดงออกมำเป็น จุด (Point) เส้น (Line) และ รูปหลำยเหลี่ยม (Polygon) โดยทุก ๆ จุดของข้อมูลจะมีค่ำ พิกัด X, Y เป็นตัวอ้ำงอิงกับตำแหน่งบนพื้นโลกจริง 9.2 รูปแบบรำสเตอร์จะแสดงลักษณะทำงภูมิศำสตร์ด้วยกำรนำเสนอในแบบตำรำงกริด โดย กำรกำหนดค่ำที่ต้องกำรให้ไว้ในตำรำงกริดนั้น ๆ รวมทั้งค่ำพิกัด ณ บริเวณที่ลักษณะทำงภูมิศำตร์ครอบคลุม อยู่ สำหรับควำมละเอียดของข้อมูลขึ้นอยู่กับขนำดของตำรำงกริด รูปแบบรำสเตอร์นี้เหมำะสำหรับกำรนำมำ วิเครำะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ แต่ไม่เหมำะสำหรับกำรประยุกต์ลักษณะกำรจัดกำรรูปแปลงที่ดินและอำณำเขตหรือ ขอบเขตต่ำง ๆ
-5-
ภำพที่ 6 กำรจัดเก็บข้อมูลทำง GIS 10. กำรสืบค้นข้อมูล 10.1 GIS จะมีเครื่องมือเพื่อค้นหำบริเวณที่สนใจตำมตำแหน่งและตำมข้อมูลเชิงบรรยำย กำร สืบค้นข้อมูลสำมำรถสร้ำงเงื่อนไขสำหรับกำรสืบค้น หรือแบบเลือกโดยตรงทั้งเลือกจำกแผนที่และเลือกจำกเร คอร์ดในฐำนข้อมูล 10.2 โดยทั่วไปจะสืบค้นข้อมูล GIS จะสืบค้นว่ำบริเวณที่ผู้ใช้ต้องกำรอยู่บริเวณใด บำงครั้งผู้ใช้ ทรำบพื้นที่ว่ำอยู่บริเวณใดและต้องกำรทรำบรู้ว่ำมีคุณลั กษณะอย่ำงไร ซึ่ง GIS สำมำรถให้ผู้ใช้เลือกบริเวณที่ สนใจจำกบนแผนที่ที่แสดงอยู่ และจำกพื้นที่ที่ถูกเลือกก็จะเชื่อมโยงไปข้อมูลเชิงบรรยำยที่เก็บอยู่ในฐำนข้อมูล 10.3 บำงกรณีผู้ใช้ต้องกำรสืบค้นตำมเงื่อนไขที่ต้องกำรในกรณีนี้ผู้ใช้ทรำบว่ำคุณลักษณะเด่นที่ ต้องกำรค้นหำว่ำมีลักษณะอย่ำงไร
ภำพที่ 7 กำรสืบค้นข้อมูลทำง GIS 11. กำรวิเครำะห์ข้อมูล กำรวิเครำะห์ข้อมูลทำงภูมิศำสตร์ส่วนมำกจะใช้มำกกว่ำ 1 ชุดข้อมูล และทำกำรวิเครำะห์ตำม ขั้นตอนไปจนถึงผลสุดท้ำยที่ต้องกำร ในระบบ GIS จะต้องสำมำรถวิเครำะห์ข้อมูลเพื่อที่ตอบคำถำมและแก้ไข
-6-
ปัญหำที่กำหนดขึ้นไว้ กำรวิเครำะห์ข้อมูลทำงภูมิศำสตร์มีหลำยประเภท ในบทเรียนชุดนี้ไม่สำมำรถครอบคลุม ทั้งหมดได้ กำรวิเครำะห์ข้อมูลทำงภูมิศำสตร์โดยทั่วไปมีอยู่ 2 ประเภทหลักดังต่อไปนี้
ภำพที่ 8 กำรวิเครำะห์ข้อมูลทำง GIS 11.1 กำรวิเครำะห์สิ่งใกล้เคียง (Proximity analysis) กำรวิเครำะห์สิ่งใกล้เคียง ใช้สำหรับหำสิง่ ที่ต้องกำรภำยในระยะของบริเวณที่ตั้งคำถำม เช่น • มีบ้ำนอยู่เท่ำไรที่อยู่ภำยในระยะทำง 100 เมตรจำกแม่น้ำหลัก • มีลูกค้ำอยู่เท่ำไรที่อยู่ภำยในระยะทำง 10 กิโลเมตรจำกร้ำนค้ำ • พื้นที่ที่เหมำะสมสำหรับปลูกถั่วภำยใน 500 เมตร • ในกำรวิ เ ครำะห์สิ่ง ใกล้เ คี ยงบ่อยครั้ง จะใช้ เ ทคนิ ค ทำง GIS ที่ เ รี ย กว่ ำบัฟเฟอร์ (Buffering) เพื่อตรวจหำควำมสัมพันธ์ระหว่ำงข้อมูล 11.2 กำรวิเครำะห์กำรซ้อนทับ (Overlay analysis) เป็นกำรวิเครำะห์โ ดยนำข้อมูลต่ำงชั้นข้อมูลกั นมำประมวลผลโดยกำรซ้อนทับ กัน ซึ่ง สำมำรถทำวิธีกำรง่ำย ๆ ด้วยกำรซ้อนทับกันบนแผ่นใส กำรวิเครำะห์กำรซ้อนทับจำเป็นต้อง ใช้หลำยชั้นข้อมูล มำวิเครำะห์จนได้ผลที่ต้องกำรเป็นชั้นข้อมูลหนี่ง เช่น กำรซ้อนทับระหว่ำง ข้อมูลดิน ควำมลำดชัน และ พืช พรรณ ,ข้อมูลเจ้ำของที่ดิน กับข้อมูลกำรประเมินภำษีที่ดิน
ภำพที่ 9 กำรวิเครำะห์กำรซ้อนทับ (Overlay analysis) 11.3 กำรวิเครำะห์เชิงคำนวณ (Map Algebra) เป็นกำรวิเครำะห์โดยนำข้อมูลมำประมวลผล โดยกำรใช้กำรคำนวณทำงคณิตศำสตร์ สถิติ พีชคณิต ตำมแบบจำลองทำงคณิตศำสตร์ เช่น Space Syntax model, cellular automata
-7-
ภำพที่ 10 กำรวิเครำะห์เชิงคำนวณ (Map Algebra) 12. กำรแสดงผลข้อมูล GIS มี เ ครื่อ งมื อในกำรแสดงข้อมูลด้ำนภูมิศำสตร์โ ดยกำรให้สัญลัก ษณ์ที่ แตกต่ำงกั น สำหรับ กระบวนกำรวิเครำะห์จะได้ผลลัพธ์ซึ่งสำมำรถสร้ำงเป็นแผนที่ กรำฟ หรือรำยงำน เพื่อให้ดูเข้ำใจได้ง่ำยขึ้ น ในอดีตนักแผนที่ได้สร้ำงแผนที่ซึ่งมีประสิทธิภำพสูงในกำรนำเสนอข้อมูลด้ำนภูมิศำสตร์สำหรับ คนทั่วไป แต่ด้วยเทคนิคด้ำน GIS มีเครื่องมือใหม่ ๆ สำหรับสร้ำงงำนซึ่งเป็นทั้งศำสตร์และศิลป์สำหรับสร้ำง แผนที่ซึ่งสำมำรถเพิ่มองค์ประกอบของ รำยงำน กรำฟ รูปภำพ และผลงำนอื่น ๆ รวมทั้งระบบมัลติมีเดีย
ภำพที่ 11 กำรแสดงผลข้อมูลทำง GIS 13. กำรสร้ำงผลงำนจำกข้อมูล กำรเผยแพร่ผลงำนด้ำน GIS ทำให้เกิดกำรแบ่งปันทรัพยำกรด้ำน GIS ซึ่งอำจอยู่ในรูปของแผนที่ กรำฟหรือรำยงำน เมื่อมีกำรเผยแพร่มำกขึ้นก็ทำให้เพิ่มศักยภำพของงำนด้ำนนี้มำกขึ้นรวมทั้งทำให้ผู้ที่สนใจ ได้รับข้อมูลที่ถูกต้องมำกขี้น
-8-
. ภำพที่ 12 กำรสร้ำงผลงำนจำกข้อมูลทำง GIS