نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية
كأداة فاعلة في دعم واتخاذ القرارات المكانية
تطبيق إنشاء قاعدة بيانات جغرافية مؤسسية Enterprise Geo_DataBase للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة
كأداة فاعلة في دعم واتخاذ القرارات المكانية
تطبيق إنشاء قاعدة بيانات جغرافية مؤسسية Enterprise Geo_DataBase للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة
الدكتور/ سامي بن ياسين برهمبن
أمين عام هيئة تطوير مكة المكرمة والمشاعر المقدسة
مكة المكرمة ص ب 17303 – المملكة العربية السعودية
s.barhamain@jdurc.com
| |
الدكتور/ حسين محمد ابوبكر
مدير مشروع المخطط الاقليمي لمنطقة مكة المكرمة
هيئة تطوير مكة المكرمة والمشاعر المقدسة – زهير فايز ومشاركوه
مكة المكرمة ص ب 17303 – المملكة العربية السعودية
|
المهندس/ ياسر عبد الحميد محمود حلمي
خبير نظم المعلومات الجغرافية بمشروع المخطط الاقليمي
هيئة تطوير مكة المكرمة والمشاعر المقدسة – زهير فايز ومشاركوه
مكة المكرمة ص ب 17303 – المملكة العربية السعودية
|
ملخص البحث
تعد نظم المعلومات الجغرافية من الأدوات المهمة التي تسعى المؤسسات والهيئات والمنظمات العاملة في مجالات التخطيط والتنمية المستقبلية - والذي يمثل استراتيجيات التنمية والتخطيط الإقليمي والعمراني أحد مجالاته - إلى استخدامها بشكل أساسي في دعم اتخاذ القرار وللاستفادة من قدراتها العالية في الرصد والتوثيق والتحليل والإظهار وغيرها من القدرات التي تتطلبها طبيعة تلك الدراسات التي تتعامل مع كميات كبيرة من البيانات المكانية والوصفية .
ولتعظيم الاستفادة من البيانات المكانية التي يتم جمعها تهتم المؤسسات والشركات إلى تحويل قواعد البيانات الجغرافية إلى الشكل المؤسسي والذي يتيح لأكثر من مستخدم أو إدارة الوصول إلى البيانات وتعديلها آنيا مما يوفر الكثير من الوقت والجهد والتكلفة على المدى المتوسط والطويل ويعطى لاحقا أفق أوسع في نشر البيانات وتصميم تطبيقات مؤسسية عليها.
وقد أخذ المخطط الإقليمي بمكة المكرمة بهذا التوجه من خلال التأكيد على إنشاء قاعدة بيانات جغرافية مؤسسية للمخطط وعلى ضرورة تكثيف الأخذ بهذه الأداة والتكنولوجيات المصاحبة لها في المشروع للاستفادة من قدرات هذه الأدوات في دعم متخذي القرار المعنيين بالمخطط كمجلس منطقة مكة المكرمة ومديريات الخدمات والمرافق وأمانتي العاصمة المقدسة وبلديات محافظات المنطقة والأمانة العامة للهيئة بما يسهم في استمرارية ومتابعة العملية التخطيطية والتنظيمية والإدارية لتفعيل المخطط وتنفيذ توصياته.
الكلمات الدالة:
المخطط الإقليمي Regional Plan، نظم المعلومات الجغرافية Geographic Information System (GIS)، نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية Enterprise GIS ، نظم دعم اتخاذ القرارات المكانية Spatial Decision Support System (SDSS)، النموذج المنطقي Logical Model، النموذج المادي Physical Model
مقدمة:
يصف كثير من العلماء والخبراء الاستراتيجيون العصر الحالي بأنه عصر ثورة المعلومات والتي تميزه ثورة الاتصالات Telecommunication والاستشعار عن بعد Remote Sensing وأنظمة المعلومات Information Systems والتي تستطيع توفير ونقل وتحليل المعلومات والبيانات المهمة آنياً لدعم متخذي القرار في العديد من القرارات المهمة التي يتطلب اتخاذها دقة وسرعة ومصداقية للبيانات والمعلومات محل الدراسة. وتعتبر نظم المعلومات بشكل عام ونظم المعلومات الجغرافية بشكل خاص من الأدوات المهمة التي تسعى المؤسسات والهيئات والمنظمات العاملة في مجال دعم اتخاذ القرار - والذي يمثل استراتيجيات التنمية والتخطيط العمراني أحد أركانه - إلى استخدامها بشكل أساسي ومكثف للاستفادة من قدراتها العالية في التوثيق والتحليل والإظهار وغيرها من القدرات التي تتطلبها طبيعة تلك الدراسات التي تتعامل مع كميات كبيرة من البيانات الفراغية والوصفية[1] مثل "المخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة". كما أنه بات من المؤكد أن الأخذ بأسلوب التحليلات المكانية (كالتطابق الطبولوجي Topology Overlay، والتحليل السطحي Surface Overlay، والتحليل الشبكي Raster Analysis) باستخدام الخرائط الرقمية يساهم في إعداد التحليلات المطلوبة لتنمية وتطوير المناطق بشكل دقيق ويزيد من كفاءة العملية والمنتج التخطيطي[2]. إن الهدف من إقامة قاعدة بيانات جغرافية مؤسسية هو تنفيذ تكنولوجيات ووسائل ومعايير قياسية والذي يؤدي إلى استخدام كل من بيانات وخدمات نظم معلومات جغرافية على درجة عالية من الكفاءة والفعالية، وعلى ذلك عندما تنشئ الهيئات والمؤسسات نظام معلومات جغرافي مؤسسي شامل فإن مستخدمي هذه البيانات من إدارات مختلفة يمكنهم التفرغ التام وزيادة الوقت المطلوب لأداء المهمات التحليلية المطلوبة على البيانات المكانية مع تقليل الوقت المستقطع للبحث وتجميع ودمج البيانات المطلوبة لتنفيذ تلك الأعمال. ويمكن القول بأن نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية تتكون من التكنولوجيات والكفاءات البشرية ومصادر البيانات المختلفة اللازمة لإنشاء وحفظ وإظهار والبحث والتشارك في البيانات الجغرافية وخدماتها الموجودة بالمؤسسة[3]. مما يؤدي إلى إنشاء نظام فعال يدعم عمليات اتخاذ القرارات المكانية Spatial Decision Support System (SDSS)هذا إلى جانب انه يمكن تحسين إمكانيات نظم المعلومات الجغرافية من خلال دمجها بتقنيات الوسائط المتعددة لتقديم تطبيقات أكثر واقعية والتي تجعل منها أداة أفضل لدعم اتخاذ القرار نظرا للتحسن الذي يطرأ على إمكانيات الوصول للمعلومات المتعلقة بإجراءات التنمية والنتائج الايجابية من زيادة مشاركة وتفاعل المواطنين[4]، كما أضافت عملية نشر التطبيقات المكانية على الانترنت إمكانيات أوسع بتوفير دعم أكبر للمواطنين المعنيين بالتنمية من خلال توفير المعلومات الآنية لهم عن المشاريع تحت الدراسة حيث يمكٌن المواطنين وبصورة تعاونية من المشاركة في عمليات التطوير والتنمية المجتمعية ومن ناحية أخرى في بناء الثقة وحق المشاركة في اتخاذ القرارات التي يتخذها المخططون[5] .
الهدف من البحث:
تستهدف هذه الورقة البحثية شرح وتحليل تجربة تأسيس قاعدة المعلومات الجغرافية المؤسسية للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة و إنشاء خريطة أساس وتطبيقات مؤسسية عليها في بيئة نظم المعلومات الجغرافية والمزايا الذي يتيحها استخدام تقنيات نظم المعلومات الجغرافية في الدراسات المتعلقة بالتخطيط الإقليمي، كما تهدف الورقة إلى استعراض مزايا التحول من نظم المعلومات الجغرافية الشخصية Personal Geo_DataBase إلى نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية Enterprise Geo_DataBase بما يمثل نقله نوعية في تنفيذ التنمية على المستوى الإقليمي وتأثير ذلك على دعم/ واتخاذ القرارات المكانية التخطيطية والتنفيذية والمساهمة في سهولة وسرعة تبادل المعلومات.
1. تأسيس نظام المعلومات الجغرافي المؤسسي:
1. 1 منهجية إنشـاء قاعدة معلومات نظام المعلومات الجغرافي المؤسسي الشامل Enterprise GIS للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة :
مرت عملية إنشاء قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية للمخطط الإقليمي بعدت مراحل فنية وخطوات منهجية شملت تحديد الاحتياجات Needs Assessment– التصميم المنطقي Logical Design- التصميم التفصيلي Physical Design– تصميم التطبيقات Application Design– التنفيذ – التسليم Turn over
وقد شملت مرحلة تحديد الوضع الراهن وتقدير الاحتياجات المطلوبة من العتاد والأجهزة ومصادر البيانات وشبكات نقلها والتطبيقات والبرامج وأنظمة التشغيل المطلوبة لإنجاز النظام المقترح وكذلك التخصصات والكفاءات البشرية المطلوبة لأداء الأعمال المطلوبة ومنها:
- تحديد احتياجات المخطط الإقليمي لمكة المكرمة من طبقات البيانات الجغرافية.
- تحديد أنظمة التشغيل وبرامج نظم المعلومات الجغرافية المطلوبة لإدارة النظام.
- تحديد مواصفات الخوادم ومحطات العمل وأجهزة الحاسب الآلي وشبكة نقل البيانات والمعلومات وأساليب حماية البيانات وسعات التخزين لأجهزة النظام.
- تحديد الأعداد من التخصصات البشرية المطلوبة لإنشاء النظام.
وشملت عملية تصميم النظام العديد من الأعمال والمخرجات ومنها:
- تصميم النموذج المنطقي والنموذج المادي لقاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية
- تصميم منهجية إنتاج خريطة الأساس ببيئة نظم المعلومات الجغرافية
- تصميم شبكة نقل البيانات والمعلومات
وشملت عملية تنفيذ النظام ما يلي:
- إنشاء شبكة البيانات والمعلومات
- إنشاء خريطة الأساس للمخطط الإقليمي من المصادر المتاحة
- تنفيذ النموذج المادي على برامج قواعد البيانات الجغرافية بأجهزة خوادم الشبكة
شكل رقم (1) منهجية إنشاء نظام معلومات جغرافي مؤسسي لمشروع المخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة
تحميل البيانات في الصورة المؤسسية وإعطاء الصلاحيات للمستخدمين واختبار النظام. ويوضح الشكل رقم (1) المنهجية المتبعة ومخرجات كل من تلك المراحل الفنية.
2.1 منهجية إنتاج خريطة الأساس للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة:
اعتمدت المنهجية المتبعة لإنتاج خريطة الأساس للمشروع على الطبيعة المتوفرة بها هذه الخرائط من حيث كونها رقمية أو ورقية وكذلك على مستوى دقة البيانات التي احتوتها هذه الخرائط وتواريخ إنتاج كلا منها.
وقد تم اعتماد الخرائط الو رقية المنتجة بمعرفة المساحة الجوية - وزارة البترول والثروة المعدنية كأفضل مصدر متاح من حيث المصداقية ودقة المعلومات بالمملكة وخصوصاً للمعالم البيئية والطبيعية (خطوط الكونتور – نقاط الارتفاع عن سطح البحر – مواقع الآبار الدائمة ، المناطق الزراعية ، جيولوجيا منطقة الدراسة ، خط المد والجزر للبحر الأحمر ) وكذلك العمرانية (مواقع التجمعات العمرانية الرئيسية). وقد قام فريق العمل بالتحويلات التمهيدية اللازمة لتحويل هذه الخرائط من البيئة الورقية إلى البيئة الرقمية من خلال المسح الضوئي بالدقة المناسبة Scanning وضبطها على مرجعيتها الجغرافية Geo-referencing وكذلك البدء بتوقيع المعالم المطلوبة ببيئة الرسم الهندسي Cad Environment تمهيداً لتحويلها لبيئة نظام المعلومات الجغرافي لمعالجة أخطاء الرسم وإعطاء الأرقام المميزة لعناصر البيانات بطبقات البيانات تمهيداً لتحميلها على قاعدة البيانات المؤسسية، وتعتبر مرحلة تحويل البيانات من بيئة الاتوكاد Cad إلى بيئة نظم المعلومات الجغرافية GIS من المراحل المكلفة مادياً وتستقطع الكثير من الوقت المتاح للمشروع كما أنها تحتاج إلى عمالة كثيفة وعالية التدريب وتقاس مدى نجاح هذه المرحلة بمدى دقة البيانات المحولة Data Accuracy [6]. والشكل رقم (2) يوضح المراحل الفنية التنفيذية لإعداد خريطة الأساس الرقمية ببيئة نظم المعلومات الجغرافية للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة.
3.1: تأسيس قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية Enterprise GIS :
تستلزم عملية تأسيس قواعد بيانات جغرافية مؤسسيةGIS Enterprise إنشاء قاعدة للبيانات الجغرافية متعددة المستخدمين ومؤسسة على أحد المحركات للبيانات المكانية مثل Spatial Data Engine ArcSDE وهو ملحق لبرنامج الآرك إنفو ArcInfo ليتيح إمكانية الدخول على البيانات من قبل مجموعة من المستخدمين Multi user في آن واحد وكذلك إمكانية التعديل الكلي والجزئي وفقا لصلاحيات معينة لكل مستخدم. ويتم تثبيت ملحق ArcSDE على خادم البيانات الذي يدير قاعدة البيانات العلاقية Relational DataBase للمؤسسة أو الهيئة ومن خلال شبكة TCP/IP Network ، وتستطيع الأجهزة الطرفية Personal Computers / GIS Workstations الدخول على قاعدة البيانات الجغرافية من خلال ArcSDE المثبت على خادم البيانات الرئيسي.
ويمكن للـ ArcSDE أن يعمل على أنظمة التشغيل المختلفة للحاسبات الآلية مثل Windows NT, Xp Systems، ويتيح إمكانية الدخول على قواعد البيانات الجغرافية عن بعد Remote Accesses ، كما يتيح لأكثر من مستخدم آنياً رؤية وتعديل البيانات المخزنة، وأيضاً يتيح هذا النظام التحكم الكامل مركزياً من قبل مدير قواعد البيانات الجغرافية بما يضمن جودة وتماسك وأمان هذه البيانات عن طريق إعطاء صلاحيات مختلفة لكل مستخدم لعرض وتعديل واسترجاع البيانات، واستخدام مفهوم الإصدار Versions لاعتماد التعديلات الصحيحة التي تمت من قبل المستخدمين المتصلين بقاعدة البيانات واللذين يحق لهم إجراء تعديلات على البيانات المخزنة بقاعدة البيانات الجغرافية[7]. ويبين شكل رقم (3) خطوات ومراحل التحول من قاعدة البيانات الجغرافية الشخصية Personal Geo_DataBase إلى قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية الشاملة Web – Based Enterprise GIS
شكل رقم (3) خطوات ومراحل التحول من قاعدة البيانات الجغرافية الشخصية Personal Geo_DataBase إلى قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية الشاملة Web – Based Enterprise GIS
2. احتياجات تطبيق نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية في التخطيط الإقليمي:
1.2 تحديد الاحتياجات Needs Assessment:-
تشتمل الدراسات القطاعية للتخطيط الإقليمي على الكثير من البيانات والمعلومات المكانية المتنوعة التي يتطلب تحديثها وحفظها وتصفحها من قبل عدد من المستخدمين آنياً ليتيح لفريق العمل تحقيق الاستفادة القصوى منها في إعداد التحليلات اللازمة لإعداد المخطط ودعم اتخاذ القرارت المكانية التي تخدم عملية إعداد دراسات المخطط. وفي هذا الإطار فقد تم تحديد مجموعات من البيانات العمرانية والاجتماعية والاقتصادية والطبيعية والبيئية اللازمة لإعداد الدراسات والتحليلات المطلوبة للمخطط وتشتمل على مجموعات من المعلومات المكانية (في صورة خرائط رقمية وصور أقمار صناعية وخرائط طبوغرافية) بالإضافة إلى العديد من المعلومات الوصفية في صورة جدولية.
2.2 تصميم قاعدة البيانات الجغرافية:
يمثل نموذج البيانات الجغرافية الذى ينفذ فى تصميم قاعدة البيانات الجغرافية الأساس لكل الأنشطة والعمليات والتحليلات التى تؤدى لاحقاً فى نظم المعلومات الجغرافية مثل إنتاج الخرائط المعبرة لدعم متخذي القرار واسترجاع المعلومات وإنتاج التحليلات المكانية. ولتحقيق هذه الأهداف يجب ان يتبع تصميم قواعد البيانات الجغرافية Geodatabase Design منهج علمي مدروس ومتأني. وينتج التصميم الجيد لقاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية من خلال التأكد من البناء الجيد وفاعلية الأداء والوظائف التي يعكسها هذا التصميم والتي تمكن من[8]:-
- تحقيق الأهداف ودعم الاحتياجات المحددة سلفاً.
- احتواء البيانات الضرورية بدون تكرار.
- تنظيم البيانات بشكل مؤسسي يمكن أكثر من مستخدم / إدارة من الولوج للبيانات.
- سهولة التعديل والإضافة وإدارتها على نحو جيد.
- إمكانية بناء تطبيقات مؤسسية عليها.
وتمر عملية تصميم قواعد البيانات الجغرافية المؤسسية بعدة مراحل أساسية:-
- نمذجة احتياجات المشروع من البيانات Model the Project's view of data
- تحديد العناصر Entities وعلاقاتها ببعضها البعض Relationship
- اختيار طريقة تمثيل العناصر Representation of Entities
- تصميم النموذج المادي لقاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية Physical Model
- الربط بنموذج البيانات الجغرافية
- تثبيت وتجهيز قاعدة البيانات لإتاحتها لأكثر من مستخدم بـ ArcSDE
1.2.2 التصميم المنطقي Logical Design:
- نمذجة احتياجات المشروع من البيانات Model the User's view of data:-
تستهدف هذه المرحلة بناء نموذج منطقي من البيانات والمطلوبة لتلبية احتياجات إعداد المخطط الإقليمي من التحليلات المكانية والوصفية مع تحديد المصادر المحتملة للحصول على هذه البيانات وعناصرها وتحديد الأشكال المتوقع توافر البيانات عليها مع تحديد تكلفة الحصول عليها بشكل مبدئي في حالة شرائها أو جمعها من المواقع وأيضا الوقت المطلوب لمعالجتها داخل المشروع. كذلك تهتم هذه المرحلة بتنظيم البيانات في مجموعات منطقية من البيانات وتحتوي كل مجموعة على عدد من عناصر البيانات.
- تحديد العناصر وعلاقاتها ببعضها البعض:-
تستهدف هذه المرحلة فحص مخرجات الخطوة السابقة بشكل أكثر تفصيلاً حيث تم تصنيف البيانات بتفاصيل أكثر وكذلك تحديد
ووصف العناصر والتمييز بين كل منها وكذلك تحديد العلاقات بينها ووصف هذه العلاقات من خلال ديجرامات توضيحية مبسطة يسهل التعامل معها وتعديلها وتنقيحها من جانب فريق العمل. وحيث إن عملية التخطيط العمراني والاقليمي عملية دينامكبة فقد تم تصميم هيكل قاعدة بيانات نظم المعلومات الجغرافية بحيث يلائم الأحتياجات الحالية والمستقبلية لبيانات المخطط الاقليمي من حيث أنواع البيانات المطلوب جمعها وتوثيقها وكذلك من حيث مرونتها في إضافة او حذف أو تحديث أي جزء منها. وتتكون قاعدة البيانات المقترحة من ستة مجموعات متجانسة للبيانا هي (الحدود الإدارية AdministrativeBoundry، البيئةEnvironmental ، استعمالات الاراضي LandUse_Landcover، طبوغرافيا الارض Topography، الطرق والنقلTransportation ، البنية الاساسية Utilities). وتحتوي كل مجموعة منهم على العديد من طبقات المعلومات Feature Class التي تصف معالم منطقة الدراسة المختلفة.
وتشمل هذه المرحلة عدة مراحل فرعية مثل تحديد مجموعات البيانات، ووصف عناصر البيانات، تحديد العلاقات بين هذه العناصر، توثيق النموذج بأشكال توضيحية Document Model in Diagrams . والشكل رقم (4) يوضح مجموعات البيانات المقترحة Data Setبقاعدة بيانات نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة.
- اختيار طريقة تمثيل العناصر المكانية Select Geographic Representation:
فى هذه المرحلة تم تصنيف العناصر المكانية حسب نوع وطريقة إظهارها بقواعد البيانات الجغرافية. على سبيل المثال بعض من هذه العناصر لها تمثيل هندسى جيومترى يقترن بمعلومات وصفية تصف هذا العناصر ولهذا يتم تصنيف هذه العناصر حسب صفاتها الجيومترية "الهندسية". ويتوافر نوعان من التمثيل الرسومي بقاعدة البيانات الجغرافية لهذه العناصر هم التمثيل المتجهى Vector (نقاط – خطوط – مضلعات ) والتمثيل الشبكى Raster (خلايا متماثلة / غير متماثلة).
2.2.2 التصميم المادي Physical Design:
- تصميم النموذج المادي لقاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية GIS Physical Data Model
شكل رقم (5) النموذج المادي المقترح Physical Model لقاعدة بيانات نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة
تم في هذه المرحلة إعداد التصميم المادي المقترح GIS Physical Data Model لقاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية بصورة نهائية، على شكل مخطط بياني يبين ما سيتم تنفيذه ماديا على قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية، حيث تم تحديد مجموعات البيانات الجغرافيةGeographic Data Sets التى تحتوى عناصر طبقات المعلومات المختلفة والعلاقات بين هذه العناصر Entity Relation كما تم تحديد المكومات الفرعية لقيم طبقات وعناصر البيانات Subtypes ونطاقات قيمها Domains وكذلك تحديد نظام الإحداثيات الجغرافية المرجعية Spatial References لطبقات البيانات المختلفة. ويوضح الشكل رقم (5) النموذج المادي المقترح تنفيذه Physical Model لقاعدة بيانات نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية للمخطط الإقليمي.
- الربط والتطبيق على برامج نظم المعلومات الجغرافية:-
في هذه المرحلة تم تحديد كيفية تمثيل البيانات التي تم تحديدها في مرحلة نمذجة احتياجات المشروع من البيانات Model the User's view of data وهي البيانات التي تمثل المعالم البيئية والعمرانية والطبيعية والاجتماعية والاقتصادية والتي سيتم تنفيذها مادياً على برامج نظم المعلومات الجغرافية.
والشكل رقم (6) يوضح البناء الهيكلي لقاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية المقترح تنفيذها.
وعلى هذا فإن التركيز في هذه المرحلة تحول من فهم احتياجات المشروع من البيانات والمخرجات إلى تطوير وتنفيذ المخطط المادي لقاعدة البيانات الجغرافية Physical Model والنظام بمستوى كفاءة وفاعلية عاليين وتمر هذه المرحلة بعدة خطوات أساسية وهي: تحديد العناصر والتمثيل الهندسى المناسب - تحديد الأشكال الطبولوجية للعناصر - تحديد العلاقات بين الأشكال Relationships - تنفيذ أنواع البيانات الوصفية للعناصر Implement Attribute Types for Objects.
- تثبيت وتجهيز وتحميل قاعدة البيانات الجغرافية للمخطط لإتاحتها لأكثر من مستخدم بـ ArcSDE:-
تم خلال هذه المرحلة تنفيذ النموذج المادي المقترح GIS Physical Data Model فعلياً (مادياً) على قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية متعددة المستخدمين Arc SDE كما تم تحميل عناصر البيانات Feature & Object Classes التي تم إنتاجها خلال مرحلة إعداد خريطة الأساس للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة كما هو مبين في شكل رقم (7)، حيث بات في الإمكان البدء في التعامل معها باستعراضها وتحميلها وتحديثها آنياً من خلال المستخدمين المتصلين من محطات عمل نظم المعلومات الجغرافية GIS Workstation والذين يملكون صلاحيات الاتصال وتعديل قاعدة البيانات الجغرافية. وقد تم إتاحة عدد من المستويات للتحكم في تعديل واستعراض قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية حسب نوعية المهام التي يقوم بها المستخدمين كالتالي:-
- صلاحية أولى: للشخص المسئول عن إدارة قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية (تغيير هيكل قاعدة البيانات الجغرافية).
- صلاحية ثانية : للأشخاص المسئولين عن تحديث وصيانة البيانات الجغرافية (تعديل وتحديث البيانات).
شكل رقم (8) شكل مبسط لعملية ترقية وتحميل البيانات على قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية للمشروع
صلاحية ثالثة: للأشخاص المصرح لهم بالإطلاع فقط على قواعد البيانات (ضبط حالات الاستقراء الأخرى على نمط استقراء فقط Read only).
3.2 الأجهزة وشبكة الاتصالات ونقل المعلومات المنفذة System Network Needs
تم تصميم شبكة الحاسب الآلي والمعلومات بطريقة مرنة لاستيعاب الأجهزة المطلوبة لإنجاز النظام وكذلك إدماجها بسهولة في شبكة الحاسب الآلي القائمة بما يحقق عنصري التكامل والاندماج الكامل مع باقي الأجهزة والأنظمة وبما يسمح بإضافة أجهزة مستقبلية للنظام المقترح مع تحقيق عنصري الأمان والقابلية للتوسع. وقد روعي في تصميم الشبكة اشتمالها على خادم لتطبيقات الانترنت Web Server يتيح مستقبلاً إمكانية تصميم ونشر تطبيقات مؤسسية على صفحات الويب مما يتيح لقاعدة عريضة من المهتمين بالمخطط ومحتويات قاعدة البيانات الجغرافية (مثل : مجلس المنطقة، بلديات، أفرع الوزارات المختلفة، المواطنين ...الخ) من التعرف على مكونات وملامح المخطط . وتتكون شبكة المعلومات المنفذة من عدد من محطات عمل نظم المعلومات الجغرافية (GIS Workstation) -خادم التطبيقات - (Application Server) خادم الويب (WEB Server) - موزع الشبكة الداخلية (Network Swich) - جهاز لحماية الشبكة Firewall وأجهزة لحفظ البيانات وعمل النسخ الاحتياطية (Tape Backup Drive) ، والشكل رقم (8) يوضح مخطط الأجهزة وشبكة نقل البيانات والمعلومات المنفذة لاستيعاب نظام المعلومات الجغرافي المؤسسي للمخطط الإقليمي مكة المكرمة.
4.2: تحليل وتصميم وتنفيذ تطبيقات نظم معلومات جغرافية مؤسسية:-
تم تنفيذ عدة تطبيقات مؤسسية يمكن الوصول اليها عبر شبكة الانترنت والانترانت للاستفادة من قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية التي تم إنشائها للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة. إن تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية على الانترنت عبارة عن تطبيق متقدم لعرض المعلومات الجغرافية بطريقة مبسطة تمكن المستخدم العادي من التعامل مع التطبيق بسهولة , كما تمكن متخذي القرار من إلقاء نظرة شاملة على المعلومات المترابطة والتحليلات البيانية والمكانية بطريقة أسرع من أي متصفح انترنت عادي دون الدخول في التفاصيل المعقدة لبرامج نظم المعلومات الجغرافية , ويقوم التطبيق بالعديد من العمليات البرمجية المعقدة في الخلفية ليقدم واجهة سهلة ومبسطة تمكن جميع المستخدمين من التعامل مع التطبيق.
1.4.2 تطبيق الخريطة التفاعلية للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة:-
تم تحليل وتصميم وتنفيذ واجهة التطبيق التفاعلية المؤسسة على قاعدة بيانات نظم المعلومات الجغرافية للمخطط الإقليمي والتي تسمح بنشر قاعدة بيانات وطبقات نظم المعلومات الجغرافية المتعلقة بالمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة على صفحات الإنترنت من خلال تطبيق مبسط شكل رقم (9)، ويتيح هذه التطبيق المؤسسي لمستخدمي الانترنت التفاعل معها آنياً بالإمكانيات التالية:
- عرض عناصر قاعدة نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية للمخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة على صفحة الإنترنت آنياً باستخدام الرموز والأشكال والألوان المناسبة.
- إمكانية استرجاع وعرض البيانات المكانية والوصفية من خلال تلك الصفحة التفاعلية.
- إمكانية تصفح واستكشاف مكونات وعناصر المخطط الإقليمي باستخدام الأدوات المناسبة مثل : Pan, Zoom in, Zoom out, zoom to full extend, zoom to last extend, zoom to selection, find, info, Interactive Scale, Select by rectangle, clear selection, Measure, Set Units, help, Print, Save As,
2.4.2 تطبيق خطة توزيع الخدمات على سنوات الخطط الخمسية:-
يمكن التطبيق من البحث والتعرف على توزيع الخدمات الحالية وخطة توزيع الاحتياجات المستقبلية منها والتي تتلافى القصور الحالي في الخدمات وتستوعب النمو المستقبلي للسكان وخطط التنمية المستقبلية بالمنطقة وذلك وفقا للمعدلات والمعايير القياسية المحلية والعالمية وهي موزعة على سنوات الخطط الخمسية وحتى نهاية الخطة الخمسية الثانية عشر عام 1450 هـ وعلى مستوى مراكز وتجمعات منطقة مكة المكرمة ويمكن التطبيق كذلك من طباعة تقارير لبيانات الخطط شكل رقم (10). ويتكون التطبيق من خدمات خمس أنواع رئيسية من الخدمات وهي الخدمات التعليمية (بنين وبنات على مستوى الابتدائي والمتوسط والثانوي) والصحية ( المراكز الصحية والمستشفيات العامة والتخصصية والقروية) والأمنية (مراكز ونقاط الشرطة والدفاع المدني) والبريدية (مكاتب البريد الرئيسية والفرعية ) والحكومية ( المحاكم والمجمعات القروية والوحدات البلدية والبلديات الفرعية ومكاتب الشئون الاجتماعية والضمان الاجتماعي.
3.4.2 تطبيق قاعدة بيانات التجمعات العمرانية:-
يمكن التطبيق من البحث عن أي مسمى سكاني بمنطقة مكة المكرمة وفقا لأحدث نتائج التعداد العام للسكان والمساكن الصادر عن مصلحة الإحصاءات العامة لعام 1425 هـ وتشمل البيانات المخزنة بقاعدة البيانات على (عدد المساكن- عدد الأسر- عدد السكان السعوديون (ذكور، إناث) - عدد السكان غير السعوديون (ذكور، إناث) – جملة عدد السكان السعوديون وغير السعوديين (ذكور، إناث)، ويتيح هذا التطبيق إمكانية البحث عن أي تجمع من خلال ثلاث اختيارات أساسية : 1- اختيار مباشر من خلال القوائم، 2- بحث باسم التجمع (من خلال جزء من أول الاسم أو جزء من مكونات الاسم)، 3- البحث بالرقم المميز للتجمع. ويتميز التطبيق بوجود خريطة ديناميكية تتيح للمستخدم إمكانية رؤية الموقع المكاني للمسمى السكاني الذي تم اختياره على الخريطة وما يحيطه من مسميات سكانية بالإضافة لاستعراض بيانات الخصائص السكانية للتجمع شكل رقم (11). هذا ويتيح التطبيق استخراج تقرير نمطي لبيانات أي تجمع من محتويات قاعدة البيانات.
5.2: بيئة العمل والبرامج المستخدمة لإنشاء قاعدة البيانات الجغرافية المؤسسية :
تم استخدام نظام وبرمجيات مؤسس على مجموعة من منتجات شركة ESRI، والتي أمكن استخدامها كقاعدة أساسية لإطلاق وبناء نظام المعلومات الجغرافي المؤسسي المقترح Enterprise GIS وكذلك تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية التي تدار وتدعم أنظمة المستخدمين المتعددينMultiple User وهي تشتمل على وظائف متقدمة لنظم المعلومات الجغرافية وتستخدم المعايير العالمية المتعارف عليها لنظم المعلومات الجغرافية .
ومن خلال هذا النظام يمكننا مستقبلاً إنشاء تطبيقات مؤسسة على أنظمة خوادم لإنشاء موقع إلكتروني مدعوم بقدرات لاستخدام قاعدة بيانات نظم المعلومات الجغرافية وتطبيقات الإنترنت Web Applications أو تطبيقات خدمات من الإنترنت Web-Based Services وذلك بمقاييس مختلفة الأحجام ذات الاستخدام الكثيف أو البسيط دون الحاجة لتثبيت أية أنواع أخرى من البرامج الداعمة على الأجهزة المرتبطة بهذه الخوادم Clients بالإضافة إلى بساطة استخدامهـا من قبل المستخدمين النهائيين End Users لعدم احتياجها إلى مهارات مسبقة في استخدام برامج نظم المعلومات الجغرافية.
قاعدة البيانات العلاقية MS SQL Server
هي عبارة عن محرك قواعد بيانات MS SQL Server يستخدم لحفظ البيانات بشكل منظم ومرتب بحيث يسمح باستدعائها بسرعة وبكفاءة عالية، وذلك من خلال شبكات الكمبيوتر الصغيرة أو الكبيرة والاستفادة منها والاتصال بها لاستيراد البيانات أو تخزينها في حال الحاجة إليها وقد تم استخدام أحدث إصدارات MS SQL Server 2005 :- حيث تدعم تقنية العميل/السيرفر (Support client/ server architecture) وتتوافق مع متطلبات البرامج والأجهزة الأخرى (Compatibility with the provided H/W & S/W) كما تتميز بقدرتها العالية على أداء عالى عند التعامل مع قواعد البيانات الكبيرة وحماية البيانات ضد الأختراق أو التلصص مع دعم تعدد المستخدمين لقواعد البيانات ودعم كامل للغة العربية.
* قاعدة البيانات المكانية Spatial Database Engine(Arc SDE)
عبارة عن محرك قواعد بيانات جغرافية يتم من خلاله تحقيق الربط بين البيانات الجغرافية والبيانات الوصفية المخزنة على قواعد البيانات العلاقية المركزية[9]، ويتميز بالقدرة على تخزين البيانات الجغرافية على أى محرك قواعد بيانات تجارى RDBMS ودعم الإصدارات والعمليات على قاعدة البياناتLong Transactions & Versioning وكذلك دعم تحليلات التطابق الديناميكية Dynamic spatial overlay direct on the database. مع دعم التحليلات المكانية الأساسيةclipping, dissolve, buffer generation, distance calculation, polygon overlay, and network processing. ودعم طبولوجية الشبكات Network Topology كذلك يمكن دعم نظم أمان المعلومات والصلاحيات للمستخدمينIncludes comprehensive security system to validate user permissions to database. ، مع التوافق التام مع نظام التشغيل Windows Server 2003. كما يتيح محرك قواعد البيانات دعم التمثيل النقطي للعناصر POINT object and POINTCLUSTER object types. و دعم تمثيل عناصر البيانات المصدرة من الاتوكاد SPAGHETTI object, LINESTRING object, and RING object types. وتمثيل المضلعات للعناصرPOLYGON object and DONUT polygon object types.
* آرك جي أي اس 9.2ArcGIS Desktop 9.2 :
يتتميز الأرك جي أي اسArcGIS Desktop (ArcView, ArcEditor, ArcInfo) من منتجات شركة ايزي بالعديد من المزايا والمواصفات القياسية لبرامج نظم المعلومات الجغرافية مثل[10]: التوافق مع البرامج الأخرى والأجهزة وأنظمة التشغيل الأخرى(Operating System, Processor, Memory) مع القدرة على دعم طرق التطوير باستخدام Object Oriented مع القابلية لبناء واجهات خاصة للمستخدم Customization بدون الحاجة إلي برمجة، التوافق التام مع قواعد البيانات العلاقية مع توافر الامكانات العالية في التحليل المكاني مثل تنفيذ الاستفسارات المكانية والمنطقية Spatial and logical query) وتحليل وإدارة الشبكات (Network analysis and management) وتحليل التطابق Topological map overlay و تحليل التقارب Proximity analysis مع إمكانية التحويل لنظم الإحداثيات ومساقط الخرائط المختلفة ((spatial coordinates and projections transformations ، كما يتتميز الإصدار الجديد من الأرك جي أي اس 9.2ArcGIS 9.2 بقدرته العالية على استقـراء ملفات بيانات المعـلومات المختلفة حيـث تقاس درجة مرونـة نظـم المعـلومات الجغـرافية بدرجة التنوع في قراءة الملفات المعلوماتية المختلفة(Capability of direct reading of different CAD data formats (e.g. DXF, DWG, DGN, shapefiles, coverages, SDE Layers)) هذا مع التوافق التام ودعم اللغة العربية.
3: النتائج والخلاصة والتوصيات:
أظهرت تجربة فريق العمل بالمشروع مدى أهمية تبني النسخ المؤسسية لقواعد البيانات الجغرافية وتاثيرها على دقة وجودة المخرجات النهائية للمخطط والتي نتجت من خلال تزايد الاحتياج لإنشاء خريطة أساس Base Map رقمية ولمشاركة البيانات والمعلومات Data Sharing الرقمية والتخلص من البيانات المكررة Data Redundancy وزيادة دقة البيانات المكانية والوصفية Data Accuracy والتي مكنت لاحقا من بناء نظام مؤسسي داعم لاتخاذ القرارات المكانية عالي الكفاءة يتيح لكامل فريق العمل بالمخطط الاستفادة من قاعدة البيانات الجغرافية للمخطط الإقليمي آنياً، ويمكن تحديد مجموعة من المزايا والفوائد التي يمكن الوصول اليها من خلال توجه العديد من المؤسسات الحكومية العاملة في مجال التخطيط والتنمية نحو اقتناء انظمة المعلومات الجغرافية الشخصية Personal Geo_DataBase بشكل عام والمؤسسية Enterprise Geo_DataBase منها بشكل خاص كالتالي:
* المزايا المرجوة من إنشاء قواعد البيانات الجغرافية الشخصية Personal Geo_DataBase للمشاريع التخطيطية :
- سهولة جمع وتوثيق وتحديث البيانات الاجتماعية والاقتصادية والطبيعية والبيئية والعمرانية الخاصة بدراسات المشروع من خلال إنشاء خريطة أساس رقمية قادرة على تلبية احتياجات المشاريع التخطيطية من تمثيل للعناصر المكانية التي تمثل الظواهر المختلفة محل الدراسة.
- سهولة الوصول الفعال لقاعدة البيانات الجغرافية تساعد على تحليل البيانات المكانية والوصفية المخزنة بها.
- سهولة القيام بالتحليلات الاجتماعية والاقتصادية والعمرانية والبيئية والإحصائية المطلوبة.
- توفير مخرجات المشروع من لوحات عرض وعروض تقديمية وتقارير في صورة محترفة عالية الجودة والإخراج.
- دعم المسئولين ومتخذي القرار بالمحاذير والتوصيات الناتجة عن التحليلات الواقعية للمشكلات بما يساهم في اتخاذ القرار الأنسب للنفع العام.
* المزايا المرجوة من التحول من نظم المعلومات الجغرافيا الشخصية Personal Geo_DataBase إلى نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية Enterprise Geo_DataBase :
- إمكانية إدارة قاعدة البيانات الجغرافية وتخزينها مركزياً.
- إمكانية التعديل وإجراء التحليلات المكانية من قبل عدة مستخدمين/ إدارات آنياً.
- توفير قدرة عالية لنشر قاعدة البيانات الجغرافية Geo-Database من خلال الإنترنت أو الإنترنت على أكثر من مستخدم مما يعظم الاستفادة الكاملة من إنشائها.
- توفير مرونة عالية في توسيع قاعدة البيانات Scalable.
- إمكانية العمل على جميع أنظمة التشغيل المعروفة مثل Windpws NT, Xp and UNIX Systems
- إمكانية اتصال قاعدة البيانات مع التطبيقات الأخرى مثل ماب أوبجيكت MapObjects®, ArcIMS™ (Arc Internet Map Server), ArcView® GIS, and CAD client applications
- إمكانية إنشاء التطبيقات المرنة لأنظمة المعلومات الجغرافية المفتوحة Open GIS Consortium (OGC)-
- إمكانية بناء تطبيقات لغة الاستفسارات المهيكلة (SQL)Structured Query Language للتعامل مع البيانات المجدولة بقاعدة البيانات الجغرافية.
- تقليل التكلفة على المدى المتوسط والطويل.
أهم التوصيات:
- ضروروة تفعيل وتمكين الاعتماد على نظم المعلومات الجغرافية المؤسسية للمشاريع التخطيطية التنموية على مستوى المشاريع والمؤسسات العاملة في هذا المجال والتي يحتاج عملية اتخاذ القرارات التنموية بها الاعتماد على تأسيس قواعد بيانات مكانية ووصفية كبيرة ومتوسطة الحجم.
- ضرورة الاهتمام بتجهيز قاعدة من المتخصصين في تقنيات نظم المعلومات الجغرافية والاستشعار عن بعد وقواعد البيانات وتطبيقاتها في مستوى البكالوريوس والدراسات العليا لتكوين قاعدة عريضة من الكفاءات البشرية لتلبية احتياجات السوق المتزايدة و اللحاق بركب هذه التقنيات عالمياً.
- ضرورة إنشاء قاعدة بيانات جغرافية مؤسسية مركزية على المستوى القومي تتوافر بها البيانات القطاعية الأساسية على الأقل والتي تنتج بمعرفة الهيئات والمؤسسات الحكومية (خرائط هيئات المساحة، خرائط وأطالس هيئات المساحة الجيولوجية، بيانات مصلحة الإحصاءات العامة والمعلومات...الخ) مع آليات ومسئوليات للتحديث لمنع ازدواج الجهود وتقليل الوقت والجهد والتكلفة التي تتكبدها مشاريع التنمية لإعداد قواعد البيانات اللازمة لإنجاز مشروعاتها.
المراجع:
[1] د.سامي بن ياسين برهمين و د.حسين بن محمد أبو بكر " تحديد صلاحية المناطق للتنمية في منطقة مكة المكرمة باستخدام تقنيات نظم المعلومات الجغرافية ". مجلة تقنية البناء العدد 12 - أكتوبر 2007 .
[2] د.محمد عبد العزيز عبد الحميد ود. مساعد بن عبدالله المسيند ، "تطبيق منهجية التحليل المكاني باستخدام تقنيات نظم المعلومات الجغرافية في تقييم ملائمة الأرض للتنمية العمرانية – دراسة تحليلية لمنطقة الملقا – الدرعية غرب مدينة الرياض". الملتقى الثالث لنظم المعلومات الجغرافية بالمملكة العربية السعودية 2008م.
[3] Enterprise GIS for Municipal Government, An ESRI White Paper • July 2003
[4] Shiffer, M.J. 1992. Towards a collaborative Planning System, Environment and Planning B: Planning and Design, 19, 709-722
[5] Gayathri D. Sadagopan, (2000), Web-based Geographic Information Systems: Public participation in Virtual Decision Making Environments, Msc.
[6] Xiaodong Hong, (2001), A road Map to Implementing an enterprise GIS, ESRI International User Conference.
[7] Dave Peters, (2006), System Design Strategies, An ESRI Technical Reference Document.
[8] Michael Zeiler, (1999), Modeling our world "The ESRI guide to Geo-database design", Environmental Systems Research Institute (ESRI).
[9] Environmental Study and Research Institute (ESRI) 2002, ArcGIS 9 "understanding ArcSDE".
[10] Environmental Study and Research Institute (ESRI) 2002, ArcGIS 9 "Building a Geodatabase".
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق