مقدمة في علم الجغرافيا
مقدمة
يعتبر موضوع الجغرافيا والتفاعل المكاني من المواضيع الجذاب، والجغرافيا هي مجال علمي مخصص لدراسة أشكال الأرض والمحيطات والبيئة والنظم البيئية على الأرض، وكذلك التفاعلات بين المجتمع البشري وبيئته. تعني كلمة "جغرافيا" حرفياً "كتابة الأرض". وقد تم توضيح الجغرافيا من قبل مصادر مختلفة مرارا وتكرارا. هذا تعريف عام للجغرافيا:
"الجغرافيا هي دراسة السمات والبيئة للأرض بما في ذلك تأثير النشاط البشري على هذه العوامل والعكس صحيح. كما يشمل هذا الموضوع دراسة أنماط توزيع السكان البشريين واستخدام الأراضي وتوافر الموارد والصناعات ".
يُعرف العلماء الذين يدرسون الجغرافيا باسم الجغرافيين. هؤلاء الأشخاص يشاركون في المهمة المثيرة لاستكشاف ودراسة البيئة الطبيعية للأرض والمجتمع الإنساني. على الرغم من أن صانعي الخرائط كانوا يُعرفون بالجغرافيين في العالم القديم، إلا أنهم اليوم معروفون أكثر تحديدًا باسم رسامي الخرائط. يركز الجغرافيون عادة على مجالين رئيسيين من الدراسات الجغرافية: الجغرافيا الطبيعية أو الجغرافيا البشرية.
مفاهيم الجغرافيا
الجغرافيا هي دراسة الأماكن والعلاقات بين الناس وبيئاتهم. يستكشف الجغرافيون كلاً من الخصائص الفيزيائية لسطح الأرض وتنتشر المجتمعات البشرية عبرها. كما تدرس كيفية تفاعل ثقافة الإنسان مع البيئة الطبيعية والطريقة التي يمكن أن تؤثر بها المواقع والأماكن على الناس. تسعى الجغرافيا إلى فهم أين توجد الأشياء، وسبب وجودها، وكيف تتطور وتتغير بمرور الوقت. اقرأ أكثر...
الجغرافيا الطبيعية هي دراسة مواسم الأرض، والمناخ، والغلاف الجوي، والتربة، والجداول، والتضاريس، والمحيطات. الجغرافيا البشرية هي دراسة توزيع شبكات الأشخاص والثقافات على سطح الأرض.
وقد صاغ مصطلح "الجغرافيا" من قبل اليونانيين القدماء الذين لم يكتفوا بإنشاء خرائط مفصلة وحسابات للأماكن المحيطة بهم فحسب، بل أضاءوا أيضًا لماذا وكيف اختلفت الأنماط البشرية والطبيعية من مكان إلى آخر على الأرض. من خلال مرور الزمن، جعل التراث الغني للجغرافيا رحلة مهمة إلى العقول الإسلامية الساطعة. شهد العصر الذهبي الإسلامي تطورات مذهلة في العلوم الجغرافية. وقد عُزي علماء الجغرافيا المسلمين إلى اكتشافات رائدة. تم استكشاف الأراضي الجديدة وتم تطوير أول نظام لرسم الخرائط على مستوى العالم. كما ساهمت الحضارة الصينية بشكل فعال في تطوير الجغرافيا المبكرة. استخدم المستكشفون الصينيون البوصلة، وهي مساعدات متنقلة ابتكرها الصينيون لاستكشاف المجهول.
تم افتتاح فصل تاريخي جديد من الجغرافيا خلال "عصر الاكتشاف"، وهي فترة تتزامن مع عصر النهضة الأوروبية. تم تجديد الاهتمام الجديد بالجغرافيا في العالم الأوروبي. ماركو بولو، المسافر التجاري الفينيقي، قاد هذا العصر الجديد للاستكشاف. أصبحت المصالح التجارية في إقامة علاقات تجارية مع الحضارات الغنية في آسيا مثل الصين والهند السبب الرئيسي للسفر خلال هذه الفترة. تقدم الأوروبيون في جميع الاتجاهات، واكتشفوا أراض جديدة وثقافات فريدة وعجائب طبيعية في هذه العملية. كما بدأوا في استعمار الأراضي الجديدة نحو النصف الأخير من عصر الاستكشاف. تم الاعتراف بالإمكانيات الهائلة للجغرافيا لتشكيل مستقبل الحضارة الإنسانية وفي القرن الثامن عشر، تم إدخال الجغرافيا كنظام للدراسة على المستوى الجامعي. واستنادا إلى المعرفة الجغرافية، اكتشف المجتمع البشري طرق ووسائل جديدة للتغلب على التحديات التي تشكلها الطبيعة والحضارات الإنسانية التي ازدهرت في جميع أنحاء العالم. في القرن العشرين، غيّر التصوير الجوي وتكنولوجيا الأقمار الصناعية والأنظمة المحوسبة والبرمجيات المتطورة بشكل جذري تعريف الجغرافيا وجعل دراسة الجغرافيا أكثر شمولاً وتفصيلاً.
نظام معلومات الجغرافيا
نظم المعلومات الإلكترونية هي أداة تعتمد على الكمبيوتر تقوم بتحليل، وتخزين، ومعالجة، وتصور المعلومات الجغرافية، عادة في الخريطة.
لم يكن لدينا في تاريخ البشرية قضايا أكثر إلحاحًا تحتاج إلى منظور جي فضائي. تتطلب هذه القضايا العالمية معرفة واسعة الانتشار ومعقدة وموجهة إلى الموقع لا يمكن أن تأتي إلا من نظام المعلومات الجغرافية.
قصة طويلة قصيرة:
تأتي أنظمة المعلومات الجغرافية في الواقع إلى 4 أفكار بسيطة:
إنشاء بيانات جغرافية
قم بإدارتها.
تحليلها و ...
عرضه على الخريطة.
هذه هي الوظائف البدائية لنظام المعلومات الجغرافية.
يتيح لك برنامج GIS إمكانية إنشاء الخرائط والعروض الرسومية الأخرى للمعلومات الجغرافية للتحليل والعرض التقديمية. باستخدام هذه الإمكانيات، يعد نظام GIS أداة قيّمة لتصور البيانات المكانية أو لإنشاء أنظمة دعم القرار للاستخدام في مؤسستك.
ما هو برنامج رسم الخرائط الجغرافية؟ يخزن نظام المعلومات الجغرافية بيانات عن المعالم الجغرافية وخصائصها. يتم تصنيف الميزات عادة كنقاط أو خطوط أو مناطق، أو كصور نقطية. على الخريطة يمكن تخزين بيانات المدينة كنقاط، يمكن تخزين بيانات الطريق كخطوط، ويمكن تخزين الحدود كمساحات، بينما يمكن تخزين الصور الجوية أو الخرائط الممسوحة ضوئيًا كصور نقطية.
تقوم أنظمة المعلومات الجغرافية بتخزين المعلومات باستخدام مؤشرات مكانية تجعل من الممكن تحديد الميزات الموجودة في أي منطقة عشوائية من الخريطة. على سبيل المثال، يمكن لنظم المعلومات الجغرافية التعرف على جميع المواقع وتحديدها في نطاق نصف قطر محدد من النقطة، أو جميع الشوارع التي تمر عبر منطقة ما.
تحليل التفاعل المكاني
ما هو نظام تحديد المواقع؟
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام ملاحة سأتلي يتكون من 24 قمرا صناعيا على الأقل. يعمل نظام GPS في أي ظروف جوية، في أي مكان في العالم، على مدار 24 ساعة في اليوم، بدون رسوم اشتراك أو رسوم إعداد. وضعت وزارة الدفاع الأمريكية (USDOD) أصلا الأقمار الصناعية في المدار للاستخدام العسكري، لكنها كانت متاحة للاستخدام المدني في 1980s.
كيف يعمل GPS
تدور أقمار GPS حول الأرض مرتين في اليوم في مدار دقيق. ينقل كل ساتل إشارة فريدة ومعلمات مدارية تسمح لأجهزة GPS بفك شفرة الموقع الدقيق للساطل وحسابه. تستخدم مستقبِلات GPS هذه المعلومات وtrilateration لحساب الموقع الدقيق للمستخدم. وبشكل أساسي، يقيس مستقبِل GPS المسافة لكل ساتل بمقدار الوقت الذي يستغرقه لاستقبال إشارة مرسلة. مع قياسات المسافة من بضعة أقمار صناعية أخرى، يمكن للمتلقي تحديد موقع المستخدم وعرضه إلكترونياً لقياس مسار الجري الخاص بك، أو تخطيط ملعب الجولف، أو إيجاد طريق إلى المنزل أو مغامرة في أي مكان.
أولاً، يتم إرسال إشارة الوقت من ساتل GPS عند نقطة معينة. وفي وقت لاحق، يحسب فارق التوقيت بين وقت النظام العالمي لتحديد المواقع ونقطة الساعة الزمنية التي يستقبلها مطارف النظام العالمي لتحديد المواقع (GPS) لتوليد المسافة من المستقبل إلى الساتل. وسيتم نفس العملية مع ثلاثة أقمار صناعية أخرى متاحة. من الممكن حساب موضع جهاز الاستقبال GPS من مسافة بعيدة من جهاز الاستقبال GPS إلى ثلاثة أقمار صناعية. ومع ذلك، فإن الموقع المتولد عن طريق هذه الطريقة غير دقيق، حيث يوجد خطأ في المسافة المحسوبة بين ومستقبل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والذي ينشأ عن خطأ زمني على الساعة مدمج في جهاز استقبال GPS. بالنسبة إلى الساتل، يتم دمج ساعة ذرية لتوليد معلومات على الموقع الفوري، ولكن الوقت الذي تولده الساعات المدمجة في مستقبلات GPS ليس دقيقًا مثل الوقت الذي تولده الساعات الذرية. وهنا، يأتي القمر الصناعي الرابع ليلعب دوره: يمكن استخدام المسافة من الساتل الرابع إلى المستقبِل لحساب الموقع في العلاقات مع بيانات الموقع الناتجة عن المسافة وجهاز الاستقبال، وبالتالي تقليل هامش الخطأ في دقة الموقف.
الخاتمة
يقوم كل جهاز سأتلي GPS ببث رسالة تتضمن الموقع الحالي للقمر الصناعي، والمدار، والوقت المحدد. يجمع جهاز استقبال GPS عمليات البث من المرسل متعددة لحساب موقعها الدقيق باستخدام عملية تسمى التثليث. هناك حاجة إلى ثلاثة أقمار صناعية لتحديد موقع المستقبل، على الرغم من أن الاتصال بأربعة المرسل هو أمر مثالي لأنه يوفر دقة أكبر.
لكي يعمل جهاز GPS بشكل صحيح، يجب أولاً إنشاء اتصال بالعدد المطلوب من الأقمار الصناعية. يمكن أن تستغرق هذه العملية في أي مكان من بضع ثوانٍ إلى بضع دقائق، اعتمادًا على قوة جهاز الاستقبال. على سبيل المثال، ستقوم وحدة GPS الخاصة بالسيارة بإنشاء اتصال GPS بشكل أسرع من جهاز الاستقبال في الساعة أو الهاتف الذكي. تستخدم معظم أجهزة GPS أيضًا نوعًا من التخزين المؤقت للموقع لتسريع عملية اكتشاف نظام تحديد المواقع العالمي. من خلال حفظ موقعه السابق، يمكن لجهاز GPS تحديد ما ستكون عليه الأقمار الصناعية في المرة التالية التي يقوم فيها بمسح إشارة GPS.
ملاحظة: نظرًا لأن مستقبلات GPS تتطلب مسارًا غير مكشوف نسبيًا إلى الفضاء، فإن تقنية GPS ليست مثالية للاستخدام في الأماكن المغلقة. لذلك، غالبًا ما تستخدم الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الجوال الأخرى وسائل أخرى لتحديد الموقع، مثل الأبراج الخلوية القريبة وإشارات Wi-Fi العامة. وغالبًا ما تُستخدم هذه التقنية، التي يُشار إليها أحيانًا باسم نظام تحديد الموقع المحلي (LPS)، لإكمال نظام GPS عند عدم توفر اتصال ثابت بالقمر الصناعي.