تطبيق تقنيات الجيوماتكس في تخطيط وتطوير المدن: دراسة تطبيقية على مدينة الفلوجة ...

تطبيق تقنيات الجيوماتكس في تخطيط وتطوير المدن

دراسة تطبيقية على مدينة الفلوجة 

خلف حسين علي الدليمي 

قسم الجغرافيا ، كلية التربية للبنات ، جامعة الأنبار- العراق.

أحمد محمد جهاد الكبيسي

مديرية تربية الفلوجة ، وزارة التربية ، العراق. 

مجلة إيجي ماتكس - العدد الثالث - يناير 2012 - ص 53 - 63

الملخص: 

   (الجيوماتكس) (Geomatics) مصطلح يعني استخدام مجموعة من التقنيات والبرمجيات الحاسوبية والمعدات والآلات المسحية في جمع وتحليل وتخزين وعرض وإدارة البيانات والمعلومات المكانية، بنوعيها الكمية والنوعية، وتطبيق تقنيات الاستشعار عن بعد،والجيوديسيا،والمساحة، و(GIS) و(GPS) والخرائط الرقمية، وبرمجيات الحاسوب ، وتعد تلك التقنيات مصدرا لتوفير البيانات والمعلومات المختلفة وخلال فترة قصيرة وجهد قليل، وأداة لتحليل البيانات وعرضها بشكل مكتوب ومصور ومجدول، وتستخدم في إدارة الخدمات المختلفة ، وقاعدة بيانات يمكن الرجوع إليها عند الحاجة.

  ويضم البحث الجوانب التطبيقية في هذا المجال بقدر ما تسمح به مساحة البحث ، ومن خلال تطبيق بعض التقنيات على مدينة الفلوجة ، لذا تضمن البحث تعريف الجيوماتكس وخصائص مدينة الفلوجة، واستخدام تقنيات الاستشعارعن بعد وبرنامج (GeoMedia v.6.1) في توزيع استعمالات الأرض الحضرية في مدينة الفلوجة, وحسب الأحياء السكنية في المدينة البالغة 20 حياً سكنياً.

   ولغرض الدقة في المعلومة وإعطاء تفاصيل أكثر وضوحاً تم تطبيق الدراسة على حي الشرطة في المدينة والبالغة مساحته 120 هكتار(10000م2) وعدد السكان (22778 نسمة) ، وقد تم تطبيق التقنيات التي مر ذكرها على الحي المذكور بعد إعداد قاعدة بيانات عن الطرق واستعمالات الأرض وتوزيع الخدمات.

   وقد أتضح من تلك الدراسة إن استخدام تقنيات الجيوماتكس في دراسة التركيب الداخلي للمدينة من خلال توزيع استعمالات الأرض والخدمات وتحديد مواضعها ونطاق خدمتها وتطورها بمرور الزمن ، ومتابعة التغير المستمر الذي يحدث لها، وتوفير قاعدة بيانات التي توفرها تلك التقنيات والتي يتم تحديثها بمرور الزمن.

1- المقدمة: 

   يعد (الجيوماتكس)(Geomatics ) من المصطلحات الحديثة التي تعبر عن مجموعة من التقنيات التي تستخدم في دراسة الأرض، ويعد ذلك تطوراً كبيراً في مجال التعليم التقني،والذي يحتاج إلى مواكبة من قبل التخصصات ذات العلاقة،حيث يهدف البحث إلى إستعراض قدرات البرمجيات والنظم في التطبيقات العملية في مجال المدن، تلك البيئة البشرية المتطورة التي تمثل المكان الأمن والمريح للإنسان، سيتم تطبيق ذلك على مدينة الفلوجة ،وقد تضمن البحث أربعة محاور هي الجيوماتكس وأهميته ، و الخصائص العامة لمدينة الفلوجة ، و استعمالات الأرض الحضرية في مدينة الفلوجة ، وتطبيق بعض تقنيات الجيوماتكس في دراسة مدينة الفلوجة عامة وحي الشرطة ضمن المدينة بشكل دقيق.

2- مفهوم الجيوما تكس وأهميته:

   مصطلح استخدم في التعبير عن كل ما يتعلق بإدارة أوعرض أو استخدام المعلومات المكانية المتعلقة بعلوم الأرض والهندسة ،وتعود أصول هذه التسمية إلى نهاية الستينات من القرن الماضي حيث قام الباحث الفرنسي ( بيرنار دي بيسون ) باستعمال مصطلح (الجيوماتكس) وهو مركب من مقطعين هما(Geo) الأرض و (Matique ) ويقصد بها علوم الحاسوب ، مشتقة من الفرنسية (Sciences Informatiques)، وفي الثمانينات من القرن الماضي تطور المفهوم وأصبحت (الجيوماتكس) تدرس كمادة بجامعة (لافال) بكندا(Definitions of Geomatics,2008 ).

  ويعتمد الجيوماتكس على الإمكانات المتاحة من التقنيات المتعلقة بجمع ومعالجة وتحليل البيانات المكانية، منها الاستشعار عن بعد والجيوديسيا والخرائط الرقمية والمساحة و GPS و GIS وتقنيات الحاسوب. 

3- الخصائص العامة لمدينة الفلوجة: 

1-3- موقع وموضع مدينة الفلوجة :

   تقع مدينة الفلوجة في الجزء الغربي من العراق والشرقي من محافظة الأنبار، مابين مدينة الرمادي غرباً وبغداد شرقاً وعلى مسافات متقاربة بين المدينتين تصل إلى حوالي 50 كم، كما أنها تمثل مركز قضاء الفلوجة ، شكل رقم(1) خريطة توضح موقع مدينة الفلوجة بالنسبة للعراق والأنبار (الكبيسي ،2009) . 

شكل رقم (1) خريطة توضح موقع مدينة الفلوجة من العراق

   أما بالنسبة لخطوط الطول ودوائر العرض فتقع بين خطي طول"33°-25َ-11 و"33°-41َ-19 شرقاً، وبين دائرتي عرض"43°-18َ-45 و"43°-31َ-25 شمالاً.

 وتقع مدينة الفلوجة موضعياً على الضفة اليسرى من نهر الفرات ، وكان للنهر الدور الكبير في توجيه توسع المدينة ، حيث اتخذت وضعا شريطيا مع مجرى النهر باتجاه شمال جنوب ، رغم مرور الطريق العام الذي يربط بين العراق وسوريا والأردن.

  من وسطها قبل إنشاء طريق المرور السريع الذي يمر شرقها حاليا ، إلا إن التوسع بمحاذاة النهر كان على نطاق واسع.

3- 2 - النمو السكاني :

   شهدت مدينة الفلوجة نمواً سكانياً كبيرا بسبب قربها من بغداد ، ويظهر ذلك واضحاً من المقارنة بين التعدادات السكانية للفترة الزمنية السابقة،حيث بلغ عدد السكان سنة1977 (63050) نسمة ارتفع إلى (153730) سنة 1997،(وزارة التخطيط،1997) أما سنة 2010 فيقدر عدد سكان المدينة بحوالي (240000 نسمة)، الجدول رقم (1) والشكل رقم (2) ، وهذا يعني أن المدينة تشهد نمواً سكانياً كبيراً وبنسبة تصل إلى حوالي (3،4%).

جدول رقم(1) :تغير سكان مدينة الفلوجة للمدة-1977 - 2010
           
  السنة                   1977     1987       1997         تقديرات(2010)
 عدد السكان/نسمة    63050    109731    153730         240067  

شكل رقم(2) تغير سكان مدينة الفلوجة للمدة -1977 - 2010

3-3- التوسع العمراني لمدينة الفلوجة :

  نتج عن النمو السكاني الكبير توسع المدينة عمرانياً في الاتجاهات التي تسمح بذلك حتى وصل عدد الأحياء السكنية إلى 20 حي تراوحت مساحاتها مابين 35 هكتار مثل حي المعتصم ، و181 هكتار مثل حي اليرموك ، وقد كان اتجاه التوسع بنسبة كبيرة باتجاه الجنوب لقلة معوقات النمو في هذا الاتجاه ، شكل رقم(3) الأحياء السكنية في مدينة الفلوجة (الكبيسي،2009). 

شكل رقم(3) توزيع الأحياء السكنية في مدينة الفلوجة 

4-3 - استعمالات الأرض الحضرية لمدينة الفلوجة :

   إن مصطلح استعمالات الأرض الحضرية (URBAN LAND USE)، ويطلق على ما يشغله العمران من حيز على الأرض مثل بناية أو طريق ، والمعنى الأوسع هو استعمال الفضاء (SPACE USE) أي وظيفة المكان الذي يمارس فيه النشاط البشري(Chapi, 1976) .

   ودراسة استعمالات الأرض الحضرية تكون على شكل مراحل تبدأ من جمع المعلومات وتنتهي بتحليل المعلومات وتصميم الخرائط. ويظهر توزيع استعمالات الأرض ضمن مخططات المدن واضحة ومتضمنة بعض الخدمات مثل المدارس والمناطق الخضراء ، ويتم توزيع الخدمات وفق معايير تخطيطية عامة (الدليمي ، 2002) .

   وتمثل استعمالات الأرض الحضرية العلاقات المتفاعلة بين الإنسان والأرض الحضرية ، وهي في تغير مستمر مع مرور الزمن بسبب النمو السكاني وضرورات التوسع العمراني ، وتتمثل تلك الاستعمالات في مدينة الفلوجة بالاستعمال السكني والصناعي والتجاري والخدمي والنقل ، على اختلاف مواقعها المكانية ونسب مساحاتها التي تشغل الحيز المكاني على الأرض (الفلاحي ،2005).

   ويحتل الاستعمال السكني فيها أعلى نسبة من حيث المساحة بلغت (1182هكتار) ، وتنوعت تلك الاستعمالات داخل مدينة الفلوجة نتيجة تزايد أعداد السكان خلال السنوات العشر الأخيرة لاسيما في الأحياء السكنية التي نشأت مع وجود المدينة ، فظهر واضحاً الضغط المكاني للاستعمالات مع صغر مساحة الحي و تداخل الاستعمال التجاري والصناعي والخدمي مع الاستعمال السكني الذي بدوره انعكس على ضيق المساحة والتوزيع العشوائي لمواقعها المكانية نتيجة غياب التخطيط والقرارات الفردية في اختيار توقيعها على الأرض.

4- تطبيقات الجيوماتكس في دراسة مدينة الفلوجة

   استخدمت تطبيقات الجيوماتكس في تخطيط وتوسع المدن بغية الحصول على نتائج دقيقة وسريعة تسهم في اتخاذ القرارات الصحيحة من قبل أصحاب القرار. ولقد شهدت مدينة الفلوجة تطوراً كبيراً بسبب موقعها بين مدينة بغداد عاصمة العراق ومدينة الرمادي عاصمة إقليم الأنبار، فضلاً عن توفر إمكانات لتوسع المدينة التي تقع على الضفة اليسرى لنهر الفرات ، لذا تنوعة استعمالات الأرض الحضرية فيها ، وتوسعت المدينة باتجاه الجنوب ، حيث اتخذت شكلا شريطيا بين طريق المرور السريع شرقاً ومجرى النهر غرباً ، ونظراً لكبر مساحة المدينة وتعدد الأحياء السكنية فيها فقد تم اختيار حي الشرطة مثالاً لتطبيق بعض تقنيات الجيوماتكس لغرض إظهار النتائج التفصيلية الدقيقة ، إذ يمثل أحد الأحياء التقليدية الرئيسة في المدينة ، ويقع في الجزء الشمالي منها ، تبلغ مساحته (120 هكتار) وعدد سكانه (22778) نسمة وتنوع استعمالات الأرض فيه ، شكل رقم (4) موقع حي الشرطة( الكبيسي 2009). 

شكل رقم (4) موقع حي الشرطة في مدينة الفلوجة 

4- 1- البرامج والأجهزة المستخدمة في الدراسة :

1-1-4 برنامج ( GeoMedia Professional v.6.1 )

  يعد من برامج نظم المعلومات الجغرافية GIS أنتجته شركة انترجراف الامريكية تم استخدام النسخة السادسة والمحدثة لعام 2006 والتي تحتوي على خصائص التحليل وتصميم قاعدة البيانات الجغرافية ، فضلا عن خصائص رسم الخرائط الرقمية. 

2-1-4 جهاز (GPS(GARMIN :

  وهو جهاز لتحديد المواقع المكانية يتسم بالدقة والمواصفات العالمية أنتجته شركة (emap) الأمريكية ، تم استخدامه لتحديد المواقع المكانية لبعض استخدامات الأرض الخطية والنقطية والمساحية لا سيما الخدمية (المدارس والجوامع والشوارع التجارية ).

3-1-4- الخرائط والصور الجوية :

  استخدمت خرائط التصميم الأساس لمدينة الفلوجة ، بمقياس 1:10000 وخرائط طبوغرافية بمقياس 1:100000 ، وصور الاستشعار عن بعد (RS) لمدينة الفلوجة . 

2-4- الخطوات العملية في الدراسة 

   إن المساحة المتاحة في البحث لا تسمح بتطبيق كل البرامجيات والتقنيات المتاحة وفي كل المجالات ، حيث تم التركيز على أساليب تطبيق بعض تقنيات الجيوماتكس بشكل عملي ومتدرج ومختصر بغية التعريف بتلك التقنيات وتطبيقاتها، وعليه سيتم عرض تلك الخطوات على شكل صور ، مع شرح مختصر لها .

1-2-4- إدخال الصور الاستشعار عن بعد والخرائط :

   تم إدخال الصورة الجوية لمدينة الفلوجة بمقياس 1:62964 وخريطة طبوغرافية بمقياس 1:100000 ، (وزارة التخطيط 2010) وخريطة التصميم الأساس للمدينة بمقياس 1:10000 ، ودمجها وتركيبها لغرض تحديث واقع الحال ورسم الخريطة الرقمية ، شكل رقم(5) إدخال الصور الجوية والخرائط إلى البرنامج. 

شكل رقم (5):إدخال الصور الجوية والخرائط إلى البرنامج 

-2-2-4- الطبوغرافية للخريطة الجغرافي 1:100000

  بعد إدخال الخرائط يتم تعديل مواقعها المكانية وإرجاعها جغرافياً بالشكل الصحيح موقعياً من خلال لائحة (Analyses) ثم (registers image) لتظهر لنا نافذة يتم اختيار أربع نقاط تمثل (x,y) لتتناسب مع الصورة الجوية، شكل رقم(6) الإرجاع الجغرافي للخريطة الطبوغرافية.

شكل رقم (6) الإرجاع الجغرافي للخريطة الطبوغرافية 1:100000

3-2-4- رسم الخريطة الرقمية لمدينة الفلوجة بمقياس 1:62964

    بعد مطابقة الخرائط وإرجاعها جغرافياً يتم رسم الخريطة الرقمية لمدينة الفلوجة بمقياس 1:62964 وتحديد منطقة الدراسة (حي الشرطة) من خلال طبقاتها الخطية والمساحية ،وتعيين أسماء المناطق وبعض المعالم الجغرافية ، إذ تم تطبيق الدراسة على حي الشرطة كنموذج ، شكل رقم(7) رسم خريطة الرقمية لمدينة الفلوجة وطبقاتها .

شكل رقم (7) رسم خريطة الرقمية لمدينة الفلوجة وطبقاتها 

4-2-4 -تحديداتجاه الشمال (North Narrow) - ومقياس الرسم (SCALE) 

   من خلال لائحة (INSERT) في شريط الأدوات الرئيسي يتم تحديد اتجاه الشمال (North Narrow) والذي يتيح اختيار الشكل واللون والحجم ، فضلا عن مقياس الرسم (SCALE) ، حيث يتم التحكم باختيار المقياس المناسب ، شكل رقم(8) تحديد اتجاه الشمال ومقياس الرسم .

شكل رقم (8):تحديد اتجاه الشمال ومقياس الرسم

5-2-4- اعداد قاعدة البيانات المكانية للمعالم الجغرافية في حي الشرطة 

   بعد القيام برسم الطبقات وتعيين المعالم الجغرافية المتمثلة باستعمالات الأرض الحضرية في حي الشرطة على اختلاف أنواعها (النقطية والخطية والمساحية) ، يتم تصميم قاعدة البيانات حسب مصادر معلوماتها (الحكومية أو العمل الميداني) ، وقد تم إعداد قاعدة البيانات الجغرافية من لائحة (WAREHOWS) في شريط الأدوات الرئيس من اختيار ( Feature Class Definition) لتظهر نافذة نختار منها (EDIT) ثم (Attributes) لتحديد مفتاح الطبقة (key) واسم الطبقة (name) ونوع الطبقة (type) إذ يتم ملء البيانات بحسب الحاجة لها وبما يتوافق مع الطبقة المختارة ،كأن تكون المدارس ، فيتم اختيار اسم المدرسة ونوعها نقطي ثم تدرج المعلومات المتعلقة بها كأعداد التلاميذ والمعلمين ونوع المبنى وعدد الصفوف وموقعها الجغرافي وغيرها من معلومات،شكل رقم(9) تهيئة قاعدة بيانات استعمالات الأرض الحضرية .

شكل رقم (9) تهيئة قاعدة بيانات استعمالات الأرض الحضرية

6-2-4- تحديد احداثيات باستخدام (GPS) لبعض المواقع المكانية :

   استخدم جهاز GPS نوع EMAP لتحديد احداثيات مكانية لمواقع نقطية ومساحية لاستعمالات الأرض الحضرية في حي الشرطة كالمدارس والشوارع التجارية والبلوك السكني والجوامع ومحطات الوقود ، شكل رقم(10) تحديد احداثيات لمواقع مكانية باستخدام (GPS) في حي الشرطة . 

شكل رقم (10) تحديد احداثيات لمواقع مكانية باستخدام (GPS) في حي الشرطة 

7-2-4- إعداد قاعدة البيانات الجغرافية : 

  إن توفير خريطة رقمية لاستعمالات الأرض الحضرية لحي الشرطة والمعلومات الأخرى تساعد في عرض بيانات ومشاهدة متغيرات ، مثل (مواقع المدارس)إذ تُظهر نافذة قاعدة البيانات المعلومات المتعلقة بالمدرسة كإحداثيات جغرافية (X.Y) واسمها وعدد الطلاب وعدد المدرسين والصفوف والمكتبة ونوعها وجنسها ، حيث يتضح من مخطط حي الشرطة طبيعة توزيع استعمالات الارض والخدمات والتي تتوفر معلومات عن كل نشاط ضمن قاعدة البيانات المتعلقة بتلك المنطقة ، شكل رقم(11)مخطط يضم استعمالات الارض والخدمات 

شكل رقم (11)مخطط يضم استعمالات الأرض والخدمات 

5- الخلاصة والنتائج: 

   بعد استعراض نتائج الدراسة تبين للباحثان إن توظيف تقنية الجيوماتكس يمكن أن تسهم في تطوير المدن وتوزيع استعمالات الأرض الحضرية فيها وتحديد تغير مواقعها المكانية نوعا ومساحة ، مع توظيف التقنيات الأخرى كبيانات الاستشعار عن بعد و GPS و GIS ، وتبين من الدراسة إن للتقنيات الحديثة دور فعال في المساهمة الجادة في دراسة مكونات المدن بشكل دقيق ، كما أظهرت نتائج البحث إن الجيوماتكس توفر قاعدة بيانات جغرافية مكانية شاملة لاستعمالات الأرض الحضرية ،كما هو الحال في التطبيق على (حي الشرطة) والذي تم حصر استعمالات الأرض فيه وتحديث التغيرات التي طرأت عليها وتحديد مواقع جديدة لبعض استعمالات الأرض الحضرية داخل الحي ، أي بمعنى آخر يمكن تعميم الدراسة على قطاعات المدينة وأحيائها السكنية ، ويمكن رسم خريطة رقمية لمنطقة الدراسة تمثل طبقات استعمالات الأرض الحضرية تستعرض بياناتها من خلال قاعدة بيانات جغرافية مكانية عن كل الظاهرة او نشاط مكاني ،مثال على ذلك الخدمات سواء المجتمعية او البنى التحتية،حيث توفر قاعدة البيانات كاملة عن كل مايتعلق بكل نشاط وعلى مستوى المدرسة او المركز الصحي او محطة الطاقة. 

  ويرى الباحثان ضرورة اعتماد تقنية الجيوماتكس في دراسة تخطيط وتطور المدن على اختلاف تفاصيلها وتوجهاتها الحضرية والإقليمية ، مع التوسع في استخدام نظم المعلومات الجغرافية GIS وفي كافة المؤسسات الحكومية وغير الحكومية ، فضلا عن الاعتماد على الصور الجوية والمرئيات الفضائية وصور الأقمار الصناعية و (GPS) في توفير المعلومات المكانية ، واستخدام البرمجيات في تحليل البيانات وتنظيمها وادامتها بشكل مستمر، ولغرض تحقيق التطور التقني لابد من اعداد خطط وبرامج لغرض توجيه الجامعات والمؤسسات التعليمية المختلفة نحو استخدام التقنيات الحديثة وتدريب الطلبة على استخدامها لتحقيق الاستفادة منها في الحياة العملية. 

شكر وتقدير:

  يتقدم الباحثان بخالص الشكر والتحية لمحكمى المجلة وأسرة التحرير لما أبدوه من ملاحظات سديدة فى ساهمت فى إخراج هذا المقال على صورته الحالية. 

المراجع : 

1- الدليمي، خلف حسين علي(2002) ، التخطيط الحضري أسس ومفاهيم ، الدار العلمية الدولية للنشر والتوزيع ، دار الثقافية للنشر ،ط1 ،عمان ، الأردن،ص214. 

2- الفلاحي، احمد سلمان حمادي(2005) ، استعمالات الأرض الحضرية لمدينة الفلوجة دراسة كارتوكرافية ، أطروحة دكتوراه (غير منشورة) الجامعة المستنصرية ، كلية التربية،ص55. 

3- الكبيسي ،احمد محمد جهاد(2009) ، كفاءة التوزيع المكاني لمراكز الصحة العامة في مدينة الفلوجة باستخدام نظم المعلومات الجغرافية GIS رسالة ماجستير (غير منشورة) جامعـة الأنبار، كلية الآداب،ص5و62. 

4- وزارة التخطيط والتعاون الإنمائي ، الجهاز المركزي للإحصاء وتكنولوجيا المعلومات ، دائرة إحصاء الفلوجة ، حسب تقديرات عام 2010. بيانات غير منشورة. 

Chapin, F .S. (1976) Urban land use planning. 2nd edition, University of Illinois press, USA, p265.