درک GIS و توانایی های آن

سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) چارچوب های قدرتمندی برای ثبت، ذخیره، تجزیه و تحلیل و نمایش داده های مرجع فضایی هستند.در هسته خود، GIS ادغام سخت افزار، نرم افزار و داده ها برای مدیریت و تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی مدرن GIS مانند ArcGIS و QGIS ترکیب داده ها از ماهواره ها، هواپیماهای بدون سرنشین، سنسورهای زمینی و نقشه های تاریخی است که می تواند شامل الگوهای افزایش، بررسی های دمای زمین، و یا بررسی های غیر طبیعی باشد.

قابلیت کلیدی GIS تجزیه و تحلیل فضایی است - ابزارهایی مانند مناطق بافر، تجزیه و تحلیل بیش از حد و تحلیل شبکه کمک به مدل فرآیندهای زیست محیطی است.به عنوان مثال، یک مدل مناسب زیستگاه از چندین ورودی فضایی استفاده می کند تا پیش بینی کند که در آن یک گونه می تواند در زیر سناریوهای مختلف آب و هوا زنده بماند. تجزیه و تحلیل سری زمان یکی دیگر از عملکرد حیاتی است: با مقایسه تصاویر ماهواره ای از سال های مختلف، GIS می تواند نرخ های جنگل زدایی، یا مشاهدات قوی از گسترش زمین را با تجزیه و تجزیه و تحلیل تصاویر از راه دور از راه دور، و تحلیل تصاویر از دید.

نظارت بر تغییرات آب و هوایی بر اکوسیستم های محلی

تغییرات آب و هوایی در سراسر مناطق مختلف به طور متفاوتی آشکار می شود، در حالی که میانگین های جهانی مفید هستند، اکوسیستم های محلی به تغییرات در دما، بارش و حوادث شدید به روش های منحصر به فرد پاسخ می دهند. GIS وضوح فضایی و عمق زمانی مورد نیاز برای نظارت بر این اثرات محلی و تمایز تنوع طبیعی از روند انسان شناسی را فراهم می کند.

دمای و پیش بینی Mapping

با استفاده از مجموعه داده های آب و هوایی شبکه از منابع مانند PRISM و WorldClim، GIS تجسم می کند که چگونه دما و باران در داخل یک آبریز خاص یا شهرستان تغییر کرده است. محققان می توانند جزایر گرمایی شهری را با ترکیب داده های ماهواره ای حرارتی با طبقه بندی پوشش زمین، نشان می دهد که چگونه گرم شدن محلی و حیوانات در مناطق کشاورزی، GIS کمک می کند تا تغییرات در روز های در حال رشد و تغییرات در تاریخ های یخ زده، به طور مستقیم با روند طبیعی محصولات و گیاهان طبیعی پیوند یابد.

سطح دریا و نظارت بر ساحل

اکوسیستم های ساحلی در خط مقدم تغییرات آب و هوایی قرار دارند. مدل های GIS رکوردهای اندازه گیری موج، مدل های ارتقاء دیجیتال و پیش بینی های موج طوفان برای نقشه برداری مناطق حیرت انگیز تحت سناریوهای افزایش سطح دریا مختلف ترکیب می کنند. NO سطح دریا افزایش بازدید کننده یک نمونه برجسته است، ارائه نقشه های تعاملی که نشان می دهد که مناطق کم ارتفاع ماهواره ای را شناسایی می کنند یا تصاویر سطح آب و هوایی را افزایش می دهند.

مطالعه موردی: فرسایش ساحلی در دلتا می سی سی سی سی سی سی سی سی سی (FLT:1)

دلتا رودخانه می سی سی سی سی سی پی با نرخ هشدار دهنده ای به دلیل ترکیبی از افزایش سطح دریا، یارانه و کاهش عرضه رسوب، محققان در USGS و دانشگاه ایالتی لوئیزیانا از GIS برای بیش از حد نقشه های تاریخی از 1800 با تجزیه و تحلیل مدرن برش برای اندازه گیری مرطوب کننده تالاب، این تجزیه و تحلیل های فضایی از دست دادن بیش از 1،800 مایل مربع از نقشه های ساحلی زمین در ساخت کمتر از پروژه های رسوب استفاده شده است، به عنوان هدف از پروژه های کاهش یافته و تجزیه و تجزیه و تحلیل های دولتی استفاده شده است.

دانلود بازی Vegetation and Land Cover Change

GIS در تشخیص تغییرات در سلامت گیاهان و پوشش زمین برتری دارد.شاخص طبیعی تنوع ویتاسیون (NDVI) مشتق شده از سنسورهای ماهواره ای مانند MODIS و Sentinel-2 یک رکورد مداوم از سبز بودن را فراهم می کند.با تجزیه و تحلیل روند NDVI، زیست شناسان می توانند مناطقی را که در حال بیابان زایی، جنگل یا رها کردن کشاورزی هستند، شناسایی کنند.

  • ] برای از دست دادن پوشش: دیده بان جنگل جهانی از GIS برای نمایش هشدار جنگل زدایی در زمان واقعی استفاده می کند، و حفاظت کنندگان را قادر می سازد به سرعت پاسخ دهند.
  • هیدرولوژی زمینی: مدل های GIS ترکیبی از داده های رطوبت خاک و مدل های ارتقاء دیجیتال برای پیش بینی اینکه چگونه تغییرات در بارش آب در تالاب ها و باتلاق ها تاثیر می گذارد.
  • ] نقشه برداری رژیم آتش: GIS ترکیبی از آتش سوزی تاریخی با پیش بینی آب و هوا برای پیش بینی تغییرات در فرکانس آتش سوزی و شدت، اطلاع از استراتژی های مدیریت سوخت.

تنوع زیستی و هابتات Shifts

مدل سازی توزیع گونه (SDM) یکی از قوی ترین کاربردهای GIS در تحقیقات تغییرات آب و هوایی است.با ترکیب گونه های رخ داده از سوابق موزه یا سیستم عامل های علوم شهروندی مانند inaturalist با لایه های زیست محیطی (درجه حرارت، بارش، ارتفاع)، محققان می توانند پروژه کنند که چگونه یک گونه های دریایی تحت سناریوهای آب و هوایی آینده تغییر می کنند. SDM نشان داده است که زیستگاه اسکله آمریکای شمالی در حال افزایش دمای بزرگ به عنوان شیب زمین لرزه ای است.

[۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]

جنبش گونه های سنتی اغلب با استفاده از تلهومتر رادیویی و یقه های GPS ردیابی می شود و GIS ابزار است که این مکان های نقطه را به محدوده های خانه و راهروهای مهاجرت جمع می کند.در قطب شمال، خرس های قطبی یخ دریا را به عنوان عقب نشینی می کنند؛ دانشمندان در USGS از GIS برای نقشه برداری از شرایط یخ استفاده می کنند و پیش بینی می کنند که کدام خرس ها آسیب پذیر هستند، داده ها و تجزیه و تحلیل های فضایی یکپارچه با تغییر دادن این گونه های حیاتی و جلوگیری از آلودگی هوا، چگونه ممکن است جلوگیری کنند.

GIS در سیاست و برنامه ریزی جامعه

انتقال داده های علمی به سیاست های عملی نیازمند اطلاعات قابل دسترس و شفاف است. GIS یک زبان مشترک برای دانشمندان، برنامه ریزان و عموم مردم فراهم می کند.دولت های محلی از GIS برای ایجاد ارزیابی آسیب پذیری آب و هوا، نقشه برداری که محله ها با بزرگترین خطر از امواج گرما، سیل یا زمین لرزه.این نقشه ها اطلاع از تصمیمات منطقه ای، برنامه های مدیریت اضطراری و سرمایه گذاری در زیرساخت های سبز مانند پارک ها و باغ های باران مواجه هستند.

شرکت کنندگان GIS (PGIS) اعضای جامعه را در نقشه برداری دانش محلی از تغییرات محیطی درگیر می کند.به عنوان مثال، جوامع بومی در آلاسکا از GIS همراه با تاریخچه های شفاهی برای مستندسازی فرسایش و تغییرات ساحلی در یخ دریا، ارائه داده های حیاتی زمین و واقعی شهری که مشاهدات ماهواره ای را تکمیل می کنند، مانند Esri Geory برنامه گسترش یافته است [۱] تا از نسل بعدی GIS برای بررسی استفاده کنند.

  • طرح های سازگاری با هم: شهرها مانند میامی و بوستون از GIS برای شناسایی زیرساخت های حیاتی در معرض خطر و اولویت بندی بودجه سازگاری استفاده می کنند.
  • جنگلداریبان: مخترعان GIS درختان خیابانی همراه با داده های حرارتی کمک می کند تا شهرها کاشت درخت را به سایه گرم ترین محله ها هدف قرار دهند.
  • ] مدیریت آبخیز: [ مدل های GIS از فرار و بارهای گرده راهنمای شیوه های حفاظت از زمین های کشاورزی است.

چالش ها و مسیرهای آینده

علی رغم قدرت آن، نظارت بر آب و هوا مبتنی بر GIS با موانع قابل توجهی مواجه است. دسترسی به داده ها و کیفیت می تواند به طور گسترده ای متفاوت باشد، به ویژه در کشورهای در حال توسعه که ایستگاه های زمینی پراکنده هستند. تصاویر ماهواره ای ممکن است توسط ابرها مبهم شوند و شکاف های زمانی می تواند رویدادهای کوتاه مدت مهم را پنهان کند. علاوه بر این، حجم کامل داده های جغرافیایی نیاز به منابع محاسباتی قابل توجه و پرسنل ماهر دارد.

فن آوری های نوظهور وعده می دهند که برخی از این محدودیت ها را حل کنند. الگوریتم های یادگیری ماشین با GIS ادغام شده اند تا طبقه بندی پوشش زمین را خودکار کنند و تغییرات ظریفی را که انسان ممکن است از دست بدهد، تشخیص دهند. پلتفرم های مبتنی بر ابر مانند Google Earth Engine به محققان اجازه می دهد تا بدون نیاز به کامپیوترهای سنسور محلی قدرتمند، از جمله ایستگاه های هواشناسی فعال IoT و سطح آب، به طور مستقیم به داشبورد فوری یا شرایط کیفیت هوا یا هوا، تجزیه و هوا، تجزیه و یا آب و یا نظارت مستقیم به داشبورد فوری داده های سریع.

] نظارت بر منابع زمین و علوم (EROS) مرکز همچنان به ارائه مجموعه داده های حیاتی جهانی پوشش داده های تغییر پوشش، در حالی که پروژه های مشترک مانند گروه بر مشاهدات زمین (GEO) کار به سمت باز و قابل دسترس داده های مشاهده زمین، به عنوان تغییرات آب و هوا، تقاضا برای به موقع، اطلاعات با وضوح فضایی بالا تنها توسعه می یابد، و سیاست های کاربردی و از این جامعه، و سیاست های حفاظت از داده های ضروری است.

نتیجه گیری

سیستم های اطلاعات جغرافیایی توانایی ما برای نظارت و پاسخ به تغییرات آب و هوایی در مقیاس اکوسیستم محلی را تغییر داده اند.با ادغام جریان های داده مختلف - ماهواره ها، نظرسنجی های میدانی، علوم شهروندی و سوابق تاریخی - GIS وضوح را به الگوهای پیچیده فضایی تغییرات زیست محیطی می دهد، از ردیابی فرسایش ساحلی در دلتا های شکننده برای نقشه برداری از طیف های متغیر گونه های نمادین، شواهد GIS مورد نیاز برای تصمیم گیری های زیست محیطی و نه تنها می تواند نقش حیاتی در دسترس را درک کند.