ژئوماتیک چیست؟

ژئومتیکس علم جمع‌آوری، تحلیل و تفسیر داده‌ها، به ویژه داده‌های مربوط به سطح زمین و همچنین مدل‌سازی، تحلیل و مدیریت داده های زمین مرجع است.

بطور کلی ژئومتیکس علم و تکنولوژی مربوط به ویژگی و ساختار داده‌های مکانی، روش‌های بدست آوری، سازماندهی، طبقه‌بندی، بررسی کیفیت، تحلیل، مدیریت، نمایش و همچنین نیاز ساختاری برای استفاده از این اطلاعات می‌باشد. ژئومتیکس با طیف وسیعی از علوم مرتبط است که هرکدام برای ارائه تصویری از جهان فیزیکی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. این علوم عبارتند از:

* سنجش از راه دور

* فتوگرامتری

* نقشه برداری

* سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی

* سیستم تعیین موقعیت جهانی

ژئومتیکس از جمله علومی است که کاربردهای زیادی در علوم مختلف از قبیل موارد زیر دارد:

* محیط زیست

* مدیریت منابع زمینی

* آمایش سرزمین

* نظارت بر منابع طبیعی

* توسعه پایدار

* مدیریت سواحل

* برنامه ریزی شهری…

نقشه برداری در ایران:

 ایرانیان باستان نقش برجسته‌ای در پایه گذاری علم نقشه برداری داشته‌اند. اکتشافات دریایی که از زمان گذشته انجام گرفته است موید این مطلب است. در ایران باستان می‌‌توانستند عرض جغرافیایی را تعیین کنند ولی تعیین طول جغرافیایی با دشواری بسیار همراه بوده است. آنها برای مسافرت‌های خود نیاز به نقشه داشتند و نقشه‌هایی نیز بدون توجه به فواصل رسم می‌شده است. تعیین موقعیت در روی زمین و فراهم آوردن هر گونه نقشه در جهان باستان نیز نیاز به در دست داشتن ابزارها و بهره‌وری ا ز قواعدی داشته است. مصریان روش‌هایی برای اندازه گیری ارتفاع بین دو نقطه و تعیین فاصله افقی آن دو داشته‌اند طناب، ترازو گونیا از ابزارهای نخستین نقشه برداری بوده‌اند و کم کم تراز و خط کش و پرگار به آن افزوده گشت. دانشمندان ایرانی به کمک استرلاب عرض جغرافیایی و با استفاده از ساعت آبی طول جغرافیایی را در هر نقطه از مرز اندازه گیری می‌‌کردند. ابوریحان بیرونی دانشمند بزرگ ایرانی در زمینه‌های گوناگون اندازه گیری نجومی، و فواصل بین شهرها، مطالعات بسیار ارزنده‌ای انجام داده است نقشه برداران قدیم برای تعیین امتداد، فاصله و زاویه وسایلی ساخته بودند که نخستین آنها ریسمان بود و همچنین برای تعیین تراز افقی ترازهایی ساخته بودند و این تراز در طول تاریخ فرم‌های گوناگونی به خود گرفته است. کهن‌ترین آن تراز آبی بوده است که نوع تکامل یافته تر آن همان شیلنگ تراز است که بناهای امروزی از آن استفاده می‌‌کنند.

جایگاه مهندسی نقشه‌برداری و ژئوماتیک در تولید نقشه، اطلاعات مکانی و ارائه خدمات اطلاعاتی:

در جهان کنونی، کشور ما به عنوان کشوری در حال توسعه بایستی از طریق تمرکز با مزایای منابع فراصنعتی مانند: «نوآوری‌های صنعتی»، «مهارت نیروی کار»، «ایجاد زیرساختار اطلاعات» تجارت‌های موفقی را تجربه نماید و ضمن ایجاد اشتغال مفید، بتواند به اهداف توسعه پایدار دست یابد. در شرایط کنونی که عصر اطلاعات محسوب می‌شود، اتخاذ استراتژی پیشتازی در زمینه‌های اطلاعات و ارتباطات از طریق ایجاد شرایط مناسب برای سرمایه‌گذاران برای زیرساختارهای اطلاعاتی و ارتباطاتی و فراهم نمودن زمینه‌های لازم برای تجارت الکترونیکی، دولت الکترونیکی، ایران رقومی و … می‌تواند ما را در نیل به توسعه پایدار یاری نماید. از آنجا که به بیانی ۷۰ درصد اطلاعات به نحوی با مکان ارتباط دارند، بنابراین مهندسی نقشه‌برداری و ژئوماتیک به عنوان رشته‌ای که از دیرباز در زمینه «تولید»، «پردازش‌»، «نگهداری» و «ارائه اطلاعات مکانی» فعالیت نموده است، در شرایط کنونی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

دست‌اندرکاران علوم مهندسی نقشه‌برداری بایستی با توجه به وضعیت کنونی با بهره‌گیری مناسب از امکانات، تجارب و متخصصان، ضمن بازنگری در فعالیت‌های سنتی خود، نقشی مؤثر در توسعه کشور ایفا نمایند. ایفای صحیح این نقش علاوه بر نیل به اهداف ملی، موجب توسعه و گسترش علوم مهندسی نقشه‌برداری و ژئوماتیک در کشور می‌شود.

به منظور دستیابی به موارد یاد شده تلاشی همگانی توسط تمامی دست‌اندرکاران علوم مهندسی نقشه‌برداری و ژئوماتیک از قبیل «سازمان و دستگاه‌های تولیدکننده نقشه و اطلاعات مکانی»، «بخش خصوصی»، «دانشگاه‌ها و مراکز آموزشی» و «تشکل‌های حرفه‌ای و علمی» ضروری است.

اقداماتی که در زمینه ایفای این نقش بایستی انجام پذیرد، عبارتند از:

- تولید اطلاعات مکانی با حجمی متناسب با تقاضاها که دائماً در حال افزایش است.

- تسریع در پردازش و بهره‌گیری از روش‌های نیمه اتوماتیک و اتوماتیک و ایجاد سهولت در این پردازش‌ها، به نحوی که افرادی با تخصص‌های کمتر و حتی تخصص‌های دیگر قادر به انجام آن باشند.

- ایجاد روش‌های جدید نگهداری داده‌های دارای حجم بالا، به نحوی که علاوه بر حفظ داده‌ها، اطلاعات با سرعت لازم قابل دسترسی باشند.

- ارائه اطلاعات مکانی به فرمت‌ها و اشکال مختلف و متنوع متناسب با نیازها.

- بهره‌گیری از شبکه‌های اطلاع‌رسانی www در ارائه خدمات و اطلاعات مکانی.

- ایجاد مکانیزم‌های مناسب تبادل اطلاعات در کشور با حداکثر سهولت.

- تهیه و ارائه نرم‌افزارها و برنامه‌های کاربردی به منظور ایجاد سهولت به‌کارگیری اطلاعات و داده‌های تولید شده.

- بازنگری در شرح خدمات و فعالیت‌های متداول و ایفای نقش ارائه‌کننده خدمات اطلاعات مکانی.

- معرفی زمینه‌های کاربردی مختلف اطلاعات مکانی و همکاری با متخصصان و مسئولان سایر زمینه‌های تخصصی.

- تولید و صدور نرم‌افزار و خدمات مهندسی نقشه‌برداری و ژئوماتیک

زیر شاخه های رشته ژئوماتیک:

 - تعریف نقشه و نقشه برداری

نقشه عبارت است از تصویر و نمایش عوارض مصنوعی و طبیعی زمین و نقشه برداری فنی است که نقشه بردار به کمک آن موقعیت عوارض طبیعی یا مصنوعی رویه زمین را نسبت به هم تعیین نموده و با ترسیم برداشت‌های انجام شده نقشه را تهیه می‌کند.

-1   نقشه برداری زمینی:

تعیین موقعیت نسبی نقاط واقع در سطح زمین و یا نزدیک به آن هدف اصلی نقشه برداری است. از این تعریف ساده چنین استنتاج می‌شود که هدف، تعیین مختصات نقاط در سه بعد است. البته در بعضی موارد، برای تعیین موقعیت، بعد زمان نیز مورد توجه قرار می‌گیرد (سنجش‌های نجومی و نقشه برداری ماهواره ای). مختصات مطلوب می‌تواند کارتزین (Z,Y,X) و یا جغرافیایی باشد. معمولاً عملیات نقشه برداری شامل دو مرحله برداشت یا اندازه‌گیری و محاسبه و ارائه نتایج کار است. در مرحله اندازه گیری، از وسایل و دستگاه ها و نیز روش‌های مختلفی استفاده می‌شود تا داده های لازم برای مرحله دوم بدست آید. در مرحله دوم نیز از روش‌های مختلفی استفاده می‌گردد. در تمام روش‌ها، ابتدا خطاها مورد بررسی قرار گرفته و در صورت قابل قبول بودن سرشکن می‌شوند. نتایج کار به صورت‌های آنالوگ (نقشه، مقاطع طولی و عرضی و …) و یا دیجیتال (جداول، مدل‌های رقومی زمین DGM یا (DTM ) ارائه می‌گردد. انتخاب وسایل و روش‌های مناسب تابع وسعت منطقه، دقت مطلوب و امکانات است.

در نقشه برداری از مناطق کوچک اثر کرویت زمین تقریباً ناچیز است و می‌توان زمین را در منطقه کوچکی مسطح در نظر گرفت و به عبارت دیگر سطوح تراز که بر امتداد شاقول عمود هستند موازی هم بوده و در این صورت امتداد شاقول در نقاط مختلف موازی هم خواهند بود در صورتیکه حقیقتاً با فرض زمین کروی امتداد شاقول در نقاط مختلف موازی نبوده و از مرکز زمین می‌گذرند. در مواقعی که زمین را مسطح فرض کنیم روش نقشه برداری مسطحه (Plane Survey) نامیده می‌شود این فرضیه مادامیکه سطح منطقه مورد نظر از چند صد کیلومتر مربع تجاوز نکند قابل قبول است. نقشه برداری مسطح که بعد از این از آن بنام نقشه برداری یاد خواهیم کرد برای کارهای مهندسی – معماری – شهرسازی – باستان‌شناسی –کارهای ثبت و املاکی – تجاری – اکتشافی مورد استفاده است؛ و تنها در زمینه کارهای مهندسی و معماری همیشه مورد استفاده مهندسین و معماران به منظور بررسی طرح – اجرا – نظارت مورد استفاده است. نقشه برداری در خدمت مهندسین معمار و شهرساز شامل مراحل زیر است:

-برداشت نقشه کلی به منظور مطالعات اولیه

-برداشت نقشه دقیق برای تهیه طرح و اجرا

-پیاده کردن طرح و پروژه

-کنترل پروژه ضمن اجرا

-کنترل نهایی و تحویل کار

در خدمت باستان‌شناسی نقشه برداری شامل برداشت پلان ساختمان‌ها و آثار قدیمی و همچنین تهیه نقشه جزئیات از نماها – تقاطع – ردیف‌ها است که در بیشتر مواقع برای تجدید بناهای از بین رفته وRestauration بکار می‌رود. عملیات زمینی و کارهای دفتری معمولاً تهیه نقشه شامل دو مرحله کلی است:

1- عملیات زمینی

2- کارهای دفتری

عملیات زمینی شامل مراحل زیر است:

1- شناسایی مقدماتی منطقه عملیات

2- انجام اندازه گیری‌های لازم برای تعیین طول‌ها – زوایا و غیره

3- ثبت اندازه گیری‌ها در دفاتر و فرم‌های مخصوص

کارهای دفتری شامل مراحل زیر است:

1- محاسبات مقدماتی برای آنکه بتوان اندازه گیری‌های انجام شده روی نقشه برده شوند.

2- بردن اندازه ها روی نقشه (ترسیم)

3- پاکنویس نمودن و کنترل نقشه

4- انجام محاسبات سطح – حجم و غیره در صورت لزوم (مثل محاسبات سطح زمین یا حجم عملیات خاکبرداری و خاکریزی)

-2  ژئودزی:

در مورد تاریخچه ژئودزی می‌توان به ریشه یونانی کلمه ژئودزی به معنای تقسیم کردن زمین اشاره کرد. این تعریف نشان می‌دهد که از نظر تاریخی، ژئودزی با تهیه نقشه و تجزیه و تحلیل در مورد وضعیت زمین و داده های مکانی ارتباط نزدیکی دارد. تقریباً در اواخر قرن ۱۹ میلادی دانشمندی به نام هاملت(F.R Hamlet) تعریف ژئودزی را به “علم اندازه گیری و تهیه نقشه از سطح زمین” محدود کرد. اگر چه این تعریف ممکن است فشرده به نظر برسد ولی اساساً بیانگر آنچه امروزه بعنوان ژئودزی ارائه می‌شود می‌باشد.

ژئودزی معمولاً به طریقه یا روشی اطلاق می‌شود که برای تهیه نقشه های دقیق از یک منطقه بسیار وسیع نظیر یک کشور یا یک استان به کار می‌رود و در حقیقت این نوع نقشه برداری یک جنبه ملی دارد. همچنین برای تعیین فرم و شکل زمین و علوم مربوطه به آن مورد استفاده است. در این نوع نقشه برداری زمین مسطح فرض نشده بلکه انحناء آن در نظر گرفته می‌شود به همین جهت محاسبات روی سطح بیضوی شکلی که به جای شکل زمین انتخاب می‌گردد انجام می‌گیرد.

بنابراین نقشه برداری کلاسیک که شامل تعیین موقعیت، مکان یابی عوامل، اندازه گیری تغییرات ناشی از حوادث طبیعی مثل زلزله و تعیین سطح دریا (از ارتفاعی که ماهواره قرار دارد) می‌باشد، همگی در شاخه ژئودزی گنجانده می‌شوند که این به عنوان اولین جزء مهم در گرایش ژئودزی به حساب می‌آید.

دومین جزء اصلی ژئودزی عبارت است از تعیین میدان جاذبه خارجی زمین (ژئوئید) که تعیین بردار جاذبه محلی نیز از جمله مواردی است که در این شاخه از ژئودزی گنجانده می‌شود.

پایه سوم ژئودزی مربوط است به بررسی حرکت وضعی زمین و تعیین موقعیت آن. تمام اندازه گیری‌های ژئودتیک با توجه به کاربری مورد نظر در یک چهار چوب مرجع-مثلاً یک چهارچوب مختصات محلی- سنجیده می‌شود؛ و تبدیلات بین آنها (با توجه به حرکت وضعی زمین و تغییرات محوری آن) بستگی به زمان دارد. بنابراین همانطور که بیان شد، هدف ژئودزی مدرن جمع بندی سه شاخه فوق می‌باشد (ژئومتری، جاذبه و حرکت وضعی زمین).

GPS چیست؟

سیستم تعیین موقعیت جهانی Global Positioning System می‌باشد که از طریق ردیابی سیگنال‌هایی که توسط ماهواره های در حال چرخش به دور زمین فرستاده می‌شوند عمل می‌کند به عبارت دیگر یک گیرنده GPS می‌تواند موقعیتش را بر مبنای فاصله زمانی ارسال سیگنال‌ها (توسط فرستنده های ماهواره ای) تعیین کند. GPS مجموعه‌ای از ۲۴ ماهواره است که در مداری به دور زمین می‌چرخند و توسط گیرنده‌های زمینی به مردم امکان می‌دهند مکان جغرافیایی خود را پیدا کنند. ماهواره‌ها طوری از هم فاصله دارند که در هر نقطه زمین، ۴ ماهواره بالای افق قرار خواهد گرفت. هر ماهواره شامل یک کامپیوتر، یک ساعت اتمی و یک رادیو است. هر ماهواره با دانستن موقعیت زمانی مدار خود، به طور مداوم تغییر مکان و زمان خود را اعلام می‌دارد. هر گیرنده GPS در روی زمین شامل کامپیوتری است که موقعیت خود را با گرفتن اطلاعات از ۳ ماهواره دریافت می‌کند. نتیجه به صورت طول و عرض جغرافیایی با دقت ۱۰ تا ۱۰۰ متر در اختیار بیشتر گیرنده‌ها قرار می‌گیرد و اگر ماهواره چهارم نیز قابل دریافت باشد، گیرنده می‌تواند ارتفاع را نیز به خوبی مکان جغرافیایی نشان دهد؛ و اگر گیرنده در حال حرکت باشد، جهت و سرعت را اندازه‌گیری کرده و زمان تخمینی رسیدن به مقصد را نشان می‌دهد.

3- فتوگرامتری

به بیان ساده فرآیند اندازه گیری تصاویر اجسام در روی عکس‌های هوایی را فتوگرامتری گویند و به عبارت دقیق‌تر فتوگرامتری عبارتست از هنر، علم و تکنولوژی تهیه اطلاعات درست از عوارض از طریق اندازه گیری، ثبت و تفسیر بر روی عکس و یا سایر مدارکی که در بر دارنده اثری از انرژی الکترومنیتیک تابشی ثبت شده باشد.

عکس بعنوان مهمترین منبع اطلاعاتی در این علم می‌باشد و در واقع اصول کار در فتوگرامتری بر روی عکس‌های هوایی است.

عموماً فتوگرامتری را به دو شاخه فتوگرامتری متریک و فتوگرامتری تفسیری تقسیم بندی می‌کنند.

در فتوگرامتری متریکی، اندازه گیری‌های کمی مطرح است، یعنی با استفاده از اندازه گیری‌های دقیق نقاط از طریق عکس می‌توان فواصل حجم، ارتفاع و شکل زمین را تعیین کرد، که معمول‌ترین کاربردهای این شاخه از فتوگرامتری تهیه نقشه های مسطحاتی و توپوگرافی از روی عکس‌هاست. اما فتوگرامتری تفسیری خود به دو شاخه تفسیر عکس و سنجش از دور تقسیم می‌شود.

در قسمت تفسیر عکس بیشتر مطالعات کیفی بر روی عکس انجام می‌گیرد، بعنوان مثال وضعیت پوشش گیاهی یک منطقه و یا میزان جمعیت یک شهر را از طریق عکس مورد مطالعه و تحقیق قرار می‌دهند.

عکس‌های هوایی امروزه حداقل در دو رشته بزرگ علمی یعنی فتوگرامتری به معنی کلی تهیه نقشه از عکس‌های هوایی و دیگری تفسیر به معنی شناسایی و تشخیص عوارض و اشیاء از روی تصویر به کار می‌روند و دارای شروع و تاریخ همزمانی می‌باشند که بتدریج و با پیشرفت‌های تکنولوژی، این دو رشته توسعه یافته و در نتیجه، استفاده و ابزار برای دو گروه کم کم از هم فاصله گرفته و در هر یک، تخصص‌های جداگانه ای به وجود آمده و بتدریج نیز اضافه خواهد شد. عکسبرداری هوایی برای هر دو مصارف فوق دارای قدمت چندان زیادی نیست، بلکه تاریخ آن کم و بیش مقارن با پیدایش هنر و علم عکاسی و همچنین، صنعت هوانوردی است. اولین گزارش کتبی اختراع عکسبرداری به علوم آکادمی علوم و هنرهای فرانسه به سال ۱۸۳۹ باز می‌گردد. این عکسبرداری توسط دو فرانسوی به نام‌های Daguerre وNiepce  انجام گرفت. اولین گزارش قطعی پرواز هواپیما نیز مربوط به ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳ بوسیله برادران آمریکایی Wright می‌باشد، بنابراین باید توجه نمود که تاریخ عکسبرداری هوایی به زمان بینابین دو تاریخ فوق برمی گردد. اولین عکسبرداری هوایی از اروپا (فرانسه) به وسیلهG.S.Tournachon که بعداً Nadar  نامیده شد، در ۱۸۵۸ در پاریس انجام گردید و مقارن با او، یعنی مجدداً در همان سال شخص دیگری به نام Laussedat با دوربین عکاسی و فیلم‌های شیشه ای که با خود در بالن داشت، از دهکده ای نزدیک عکسبرداری نمود. او توانست از عکس‌ها نقشه توپوگرافیک تهیه نماید و دومی موفق به تجزیه و تحلیل ریاضی برای برگردان تصویر پرسپکتیو به تصویر ارتوفتو شد. در آمریکا، اولین عکس هوایی که با بالن گرفته شد، به تاریخ ۱۳ اکتبر ۱۸۶۰ ثبت گردید. این عکس از ارتفاع ۱۲۰۰ پایی (۳۶۵ متری) از بندر بوستون گرفته شده و در اتحاد جماهیر شوروی سابق، تاریخ اولین عکسبرداری هوایی به سال ۱۸۸۶ بر می‌گردد.

اولین فیلمبرداری هوایی بوسیله ویلبر رایت در ۱۹۰۹ با هواپیما از چنتوچیلی ایتالیا انجام شد. ولی استفاده عظیم از عکس‌های هوایی، در ارتش و از جنگ جهانی اول بود، در حالی که برای مصارف غیر نظامی، از جنگ جهانی دوم به طور وسیع آغاز گردید. با پیشرفت در صنایع شیمیایی و تهیه فیلم بهتر و همچنین تکنولوژی هوایی، در مجموع، این شاخه از علوم توسعه پیدا نمود. دوربین‌های عکسبرداری هوایی با پیشرفت‌های شگرف در صنعت و هنر ساختمان عدسی‌ها به حد بسیار مرغوب رسید. ساختمان انواع فیلم‌های سفید و سیاه به صورت پانکروماتیک و مادون قرمز توسعه یافت و فیلم رنگی نیز از ۱۹۳۵ به صورت کداکرم عرضه گردید. فیلم‌های رنگی کاذب نیز کاربردی عظیم در تفسیر پیدا نمود.

-4 سیستم اطلاعات مکانی (GIS)

سیستمی است متشکل از داده ها، روش‌ها و الگوریتم‌ها، سخت افزار، نرم افزار، نیروی انسانی و شبکه که برای ورود، مدیریت، تحلیل و نمایش “اطلاعات مکانی” مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیستم اطلاعات مکانی ابزاری قدرتمند برای کار با داده های مکانی می‌باشد. در GIS داده ها به صورت رقومی نگهداری می‌شوند لذا از نظر فیزیکی حجم کمتری را نسبت به روش‌های سنتی (مانند نقشه های کاغذی) اشغال می‌کنند. در یک GIS با استفاده از توانایی‌های کامپیوتر مقادیر بسیار عظیمی از داده ها را می‌توان با سرعت زیاد و هزینه نسبتاً کم نگهداری و بازیابی نمود. قابلیت کار کردن با داده های مکانی و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها و ترکیب انواع مختلف داده ها در یک آنالیز و با سرعت زیاد، با روش‌های دستی سازگار نمی‌باشد. توانایی اجرای آنالیزهای مکانی پیچیده، مزیت‌های کمی و کیفی را برای GIS فراهم می‌کند. انجام پردازش‌های تکراری با در نظر گرفتن شرایط مختلف برای دستیابی به نتیجه بهینه، تنها توسط کامپیوتر امکان پذیر می‌باشد که می‌تواند این‌گونه عملیات را با سرعت زیاد و هزینه نسبتاً کم انجام دهد. این توانایی تجزیه و تحلیل داده های مکانی است که GIS را از دیگر سیستم‌های گرافیکی کامپیوتری (computer aided design) مجزا می‌سازد. امکان انجام آنالیزهای پیچیده با مجموعه داده های مختلف مکانی (spatial) و غیرمکانی (non-spatial) به صورت توأم، مهمترین قابلیتGIS می‌باشد که نمی‌توان آن را با روش‌های دیگر مثل روش‌های آنالوگ انجام داد. توانایی تجزیه و تحلیل توأم داده های مختلف، امکان ایجاد و استفاده از اطلاعات زمین مرجع را به شکلی کاملاً متفاوت با گذشته را فراهم می‌سازد. نه تنها امکان ترکیب مجموعه داده های مختلف وجود دارد بلکه روش‌های مختلف را نیز می‌توان با یکدیگر ترکیب نمود مثلاً روش‌های جمع آوری، رسیدگی و ممیزی و به روز رسانی داده ها را می‌توان با یکدیگر ترکیب نمود. مثلاً وقتی که تغییری در کاربری یا مالکیت یک قطعه زمین وارد سیستم GIS می‌شود، این سیستم می‌تواند دقت تغییرات را کنترل نموده و سپس نقشه و جداول مربوطه را به روز در آورد. بدین ترتیب کاربران GIS می‌توانند اطلاعات جدیدتر را در اختیار داشته و با توجه به نیازهایشان آن را بکار گیرند.

- مؤلفه های سیستم اطلاعات مکانی

1- ورودی داده ها (Data Input) مؤلفه ورودی داده ها، آنها را از شکل موجودشان به شکل قابل استفاده در GIS  تبدیل می‌کند. داده‌های زمین مرجع، معمولاً به شکل نقشه های کاغذی و جداولی از اطلاعات توصیفی فایل‌های الکترونیک از نقشه ها و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها، عکس‌های هوایی و یا تصاویر ماهواره‌ای می‌باشند. وارد نمودن داده ها ممکن است به راحتی تغییر فرمت یک فایل و یا بسیار پیچیده باشد. ایجاد پایگاه های بزرگ داده ها ممکن است ۵ تا ۱۰ برابر سخت افزار و نرم افزار GISهزینه در برداشته باشد. به طور کلی مرحله وارد نمودن داده ها بسیار وقت گیر و پر هزینه بوده و ممکن است ماه ها و یا حتی سال‌ها به طول انجامد. قبل از اینکه مرحله وارد نمودن داده ها آغاز شود، روش‌های وارد کردن این داده ها و استانداردهای کیفیت باید دقیقاً مورد توجه قرار گیرند. روش‌های مختلف وارد نمودن داده ها باید براساس پردازش‌هایی که قرار است روی داده ها انجام گیرند، استانداردهای مورد نظر برای دقت و خروجی‌هایی که قرار است تهیه گردند مورد ارزیابی قرار گیرند.

-2  مدیریت داده ها (data management) مدیریت داده ها یکی از مؤلفه های GIS بوده و شامل توابعی برای ذخیره، نگهداری و بازیابی اطلاعات موجود در پایگاه داده ها می‌باشد. روش‌های گوناگونی برای سازماندهی داده ها به صورت فایل‌هایی که کامپیوتر بتواند آنها را بخواند وجود دارند. ساختار داده ها (data structure)  روشی است که داده ها براساس آن سازماندهی می‌شوند و چگونگی ارتباط فایل‌ها با یکدیگر (سازماندهی پایگاه داده ها)، تعیین کننده محدودیت‌های موجود در بازیابی اطلاعات و سرعت عملیات بازیابی می‌باشند. در هنگام ارزیابی سازماندهی داده ها باید نیازهای کوتاه مدت و دراز مدت کاربران در نظر گرفته شوند. این ارزیابی باید توسط شخصی انجام گیرد که در روش‌های طراحی و تجزیه و تحلیل پایگاه داده های GIS متخصص باشد.

3- تجزیه و تحلیل و کار با داده ها (data manipulation and analysis) توابع مربوط به تجزیه و تحلیل و کار با داده ها در یک GIS، تعیین کننده اطلاعاتی هستند که می‌تواند توسط این سیستم ایجاد شود. لیستی از قابلیت‌های مورد نیاز به عنوان جزئی از نیازمندی‌های سیستم باید تعریف شوند. مسئله ای که معمولاً پیش بینی نمی‌شود این است که ایجاد GIS در یک سازمان تنها باعث اتوماسیون بعضی فعالیت‌های خاص نمی‌گردد، بلکه ممکن است راه و روشی که سازمان براساس آن کار می‌کند را نیز تغییر دهد. برای پیش بینی روش تجزیه و تحلیل داده ها در یک GIS نیاز به دخالت کاربران در مشخص نمودن توابع و عملکردهای لازم برای سیستم می‌باشد.

-4  خروجی داده ها (data output) داده های خروجی در GIS های مختلف از لحاظ کیفیت، دقت و سهولت استفاده، بسیار متنوع‌تر از قابلیت‌های این سیستم‌ها می‌باشند. داده های خروجی ممکن است به اشکالی از قبیل نقشه، جدولی از مقادیر یا نوشتار بوده و به صورت کاغذی (hard-copy) و یا به صورت رقومی (soft-copy) ارائه گردند. توابع خروجی مورد نیاز براساس نیازهای کاربران تعیین می‌شوند لذا دخالت کاربران در مشخص نمودن خروجی‌های مورد نیاز بسیار مهم می‌باشد.

-5 سنجش از دور

علم و هنر کسب اطلاعات از عوارض سطح زمین از راه دور بدون تماس فیزیکی با آنها می‌باشد.

سنجش از دور شامل اندازه‌گیری و ثبت انرژی بازتابی یا منتشر شده الکترومغناطیسی از سطح زمین و جو از یک نقطه مناسب بالاتر از سطح زمین و ربط دادن اندازه‌های به دست آمده به ماهیت و پراکندگی مواد سطح زمین و وضعیت جوی است. سنجنده‌های تعبیه شده در هواپیما یا سکوهای ماهواره‌ای مقدار انرژی بازتابی یا منتشر شده از سطح زمین را اندازه‌ گیری می‌کنند. این اندازه‌گیری‌ها یا از تعداد بسیار زیادی نقطه در امتداد یک پروفیل یک بعدی از روی سطح زمین در زیر سکوی ماهواره و یا از ناحیه‌ای دوبعدی در دو طرف مسیر زمین سکو حاصل می‌شود. (Mather)

-6 کارتوگرافی

به صورت سنتی بعنوان علم و هنر ترسیم نقشه تعریف شده است. نقشه ها به صورت سنتی بوسیله مداد و کاغذ ترسیم می‌شدند ولی گسترش و مزایای کامپیوترها، کارتوگرافی را متحول کرده است. بیشتر نقشه های کیفی _ تجاری هم اکنون توسط نرم‌افزارهای نقشه کشی از انواع CAD,GIS و دیگر نرم افزارهای خاص کارتوگرافی می‌باشد، تهیه می‌گردند که این عمل خود باعث استفاده موثر از تصاویر سنجی از دور و GIS (سیستم‌های اطلاعات مکانی) می‌گردد

کاداستر نقشه برداری ثبتی است، یعنی نقشه برداری که ارزش حقوقی داشته باشد و بتوان بر اساس مرزهای آن سند مالکیت صادر کرد.

-7 کاداستر

آموزش نقشه برداری:

داوطلبان ورود به این رشته باید در ریاضیات (هندسه، مثلثات) و فیزیک دوره دبیرستان قوی بوده علاقه‌مندی و آمادگی جسمی (برای کارهای صحرایی و …) لازم را دارا باشند. بعضی دروس تخصصی این رشته عبارتند از : راه سازی، تئوری خطاها، نقشه‌برداری، ژئودزی (جهت تعیین شکل زمین)، فتوگرامتری، کارتوگرافی، هیدروگرافی (نقشه‌برداری از بستر دریا)، پروژه و کارآموزی می‌باشند. بعضی توانایی‌های فارغ‌التحصیلان این رشته عبارتند از:

مدیریت گروه‌های اجرایی در عملیات نقشه‌برداری، طرح و برنامه‌های سیستم نقشه، محاسبات و برنامه‌ریزی در زمینه‌های مختلف فنی نقشه‌برداری، تدریس و آموزش در دوره کاردانی.

امکان ادامه تحصیل در این رشته تا حد دکتری در کشور موجود است. سازمان نقشه‌برداری سازمان برنامه و بودجه، وزارت راه و ترابری،‌ وزارت نفت، سازمان آب، سازمان بنادر و کشتیرانی،‌ اداره جغرافیایی ارتش و سپاه و بخش خصوصی و … از جمله محل‌های جذب فارغ‌التحصیلان این رشته است. زیربنای کلیه کارهای عمرانی نقشه برداری است و با توجه به لزوم انجام دادن کارهای عمرانی، فارغ‌التحصیلان آن سریعاً جذب بازار کار می‌شوند. داوطلبان باید به سختی کار در بیابان و کوهستان و شرایط سخت نقشه‌برداری توجه داشته باشند.

منبع: گروه علمی ژئوماتیک ایران