Chapter 4 GIT_Digital Mapping (บทที่ 4 ระบบแผนที่ดิจิทัล ปรับแก้)

1

บทที 4 ระบบแผนที ดจิ ทิ ลั จุดประสงค์ 1. สามารถอธิบายระบบแผนที ดจิ ิทลั ได้ 2. สามารถจําแนกองค์ประกอบของการทําแผนที ดจิ ิทลั 3. สามารถอธิบายข้ อมูลในการทําแผนที ดิจิทลั เนื %อหา 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

บทนํา องค์ประกอบของการทําแผนที ดจิ ิทลั การเตรี ยมความพร้ อมในการทําแผนที ดิจิทลั กรอบและขันตอนการดํ % าเนินงานพัฒนาฐานข้ อมูล GIS การเตรี ยมข้ อมูลแผนที การแปลงข้ อมูลภูมิศาสตร์ มาตรฐานไฟล์ข้อมูล ซอฟแวร์ GIS สรุป

2 1. บทนํา

ปั จจุบนั นี % ได้ มีการนําแนวคิด เทคนิค หลักการของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ เพื อการจัดการพื %นที ในลักษณะ ต่างๆ รวมทังสามารถบู % รณาการร่วมกับสาขาต่างๆ อย่างกว้ างขวาง ข้ อมูลที สาํ คัญและทันสมัยไม่วา่ จะเป็ น ข้ อมูลรี โมท เซนซิง ข้ อมูลจีพเี อส หรื อข้ อมูลอื นๆ ได้ ถกู แปลงเข้ ามาสูร่ ะบบดิจิทลั ทังหมดแล้ % ว จึงทําให้ ระบบการทําแผนที ในปั จจุบนั มี ความยืดหยุน่ ทันสมัย และสามารถปรับปรุงข้ อมูลได้ อย่างเป็ นปั จจุบนั รวมไปถึงสามารถประมวลผลข้ อมูลในรูปแบบที เรี ยกว่า เรี ยลไทม์ (real time ) เพื อตอบสนองความต้ องการของผู้ใช้ ได้ อย่างทันท่วงที การปฏิวตั กิ ารทําแผนที ระบบดิจิทลั จึงทําให้ แผนที มคี วามเหนือกว่าแผนที ซึง แผนที เคยแสดงตําแหน่ง ระยะทาง ทิศทาง ขนาดของพื %นที โดยบ่งบอกคุณลักษณะความสัมพันธ์ ความแตกต่าง การรวมกลุม่ และรูปแบบทางภูมิศาสตร์ และแผนที ถกู ใช้ เพื อการนําทาง การค้ นพบ การแสดงภาพและการสือ สารทางสังคมและปั จเจก ในหน่วยงานอย่างมือ อาชีพ และในด้ านการศึกษา นับตังแต่ % ยคุ ปฏิวตั ขิ ้ อมูลข่าวสารและคอมพิวเตอร์ ราวปี 1960s และเป็ นมาอย่างต่อเนื อง ทําให้ ศาสตร์ การทําแผนที ได้ รับการกระทบไปด้ วย ในช่วงแรกนันคอมพิ % วเตอร์ ได้ สนับสนุนการเก็บรวบรวมข้ อมูลตัวเลข และข้ อความ ส่วนแผนที จะมีความซับซ้ อนยิง กว่าเมื อต้ องเปลีย นมาสูร่ ะบบการทําแผนที ดิจิทลั เพราะจําเป็ นต้ องใช้ ความ จุของการเก็บข้ อมูลขนาดใหญ่และแหล่งคํานวณข้ อมูลที มีศกั ยภาพเพียงพอด้ วย ดังนันในช่ % วงแรกการทําแผนที จึงมี ข้ อจํากัดในการนําออกข้ อมูลที ได้ และไม่ได้ มีความแพร่หลายนัก แต่พอในราวปี 1980s ได้ เกิดระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ หรื อ GIS ขึ %นในวงการพานิชก่อน จนกลายเป็ นผู้นาํ และเป็ นที ยอมรับอย่างรวดเร็ วของหน่วยงานท้ องถิ นและภูมิภาค การ วางผังเมือง หน่วยงานด้ านสิง แวดล้ อม การสํารวจแหล่งแร่ ภาคสาธารณูปการ และธุรกิจด้ านอสังหาริ มทรัพย์และการค้ า เป็ นต้ น ดังนัน% GIS จึงกลายเป็ นเครื องมือที มีประโยชน์ตอ่ การพัฒนาในด้ านต่างๆบนฐานการคํานวณด้ วยคอมพิวเตอร์ และต้ องอาศัยซอฟแวร์ ฐานข้ อมูลเพื อการจัดการสารสนเทศขนาดใหญ่โดยการอ้ างอิงลงบนระบบแผนที ดิจิทลั ทังนี % %อาศัย เทคนิคเชิงกราฟิ กของรูปแบบข้ อมูลเพื อการจัดเก็บ การเรี ยกค้ น และการแสดงผลรูปแบบของข้ อมูล ประกอบกับ ความก้ าวหน้ าทางด้ านเทคนิกวิชวล (advanced visualization techniques)ทําให้ งาน GIS มีความน่าสนใจยิ งขึ %น นอกจากสามารถแสดงผลข้ อมูลเป็ น 2 มิติ แล้ ว ยังสามารถทํา 3 มิติและมีภาพการเคลือ นไหวได้ ด้วย (animation and three dimensional displays) ซึง อาศัยการนําเข้ าข้ อมูลทังที % เป็ นข้ อความ การสแกนภาพที มีรายละเอียดสูง และ ความเร็วของเครื องคอมพิวเตอร์ และซอฟแวร์ ที มศี กั ยภาพในการแปลงข้ อมูลแผนที ดงั กล่าว นอกจากนี %ยังปฏิบตั ิการ ร่วมกับ GPS , remote sensing , ภาพถ่ายทางอากาศ กล้ องดิจิทลั และอื นๆ ร่วมด้ วย ยิ งไปกว่านันความก้ % าวหน้ า ดังกล่าวนี %ได้ ทําให้ ระบบ GIS ได้ พฒ ั นาไปสูก่ ารตลาดมากขึ %นเป็ นเครื องมือสําคัญในการออกแบบฐานข้ อมูลทางภูมิศาสตร์ สูโ่ ลกอินเตอร์ เน็ต บน world wide web (www) อย่างกว้ างขวาง ทําให้ สารสนเทศภูมิศาสตร์ มีการเข้ าถึงได้ ง่าย รวดเร็ ว และแพร่หลายสูส่ าธารณะ แทนระบบการพิมพ์แผนที มาสูแ่ ผนที มีเดียดิจิทลั ซึง มีความสําคัญต่อการกระจายข้ อมูลใน ลักษณะต่างๆ จนกระทัง มีการทําแผนที บนอินเตอร์ เน็ตแล้ ว มีชดุ ซอฟแวร์ GIS สําเร็ จรูปที ราคาถูกลงแต่มีประสิทธิภาพดี ชุดการทําแผนที บนเดสท๊ อบที บ้าน รวมไปถึงซอฟแวร์ มาตรฐานอืน ๆที นํามาใช้ ในงานทําแผนที ดังนันแผนที % ดิจิทลั จึง กลายเป็ นสิง ที เข้ าถึงได้ ง่าย พร้ อมที จะนํามาใช้ เพื อบูรณาการร่วมกับศาสตร์ ตา่ งๆ บนซอฟแวร์ กราฟิ ก และสเปรชชีต ที คล้ ายกัน 2. องค์ ประกอบของการทําแผนที ดิจท ิ ัล 2.1 อุปกรณ์ นําเข้ า ได้ แก่

การทําแผนที ดจิ ิทลั เกี ยวข้ องกับข้ อมูลจํานวนมากขนาดใหญ่ ทังสารสนเทศด้ % านภูมิศาสตร์ และข้ อมูลที เกี ยวข้ อง

3

(Cartographic and Attribute information) จากหลายแหล่งซึง ต้ องมีการแปลงข้ อมูลเข้ าสูร่ ะบบดิจิทลั ในระบบ ฐานข้ อมูลGIS ซึง มีอปุ กรณ์นําเข้ าข้ อมูลที สาํ คัญ ดังต่อไปนี % • คีย์บอร์ ด สําหรับพิมพ์คา่ ต่างๆ ให้ มีความถูกต้ องตามพิกด ั ทางภูมิศาสตร์ ซึง อาจจะพิมพ์ได้ เร็วกว่าหรื อ ใกล้ เคียงกว่าจุดตําแหน่งจากแผนที ั ภูมิศาสตร์ เมื อคุณลักษณะวัตถุได้ ผา่ นการดิจิไตซ์ลงบน • เมาส์ เป็ นอุปกรณ์ทใี ช้ ในการกําหนดพิกด หน้ าจอแล้ ว หรื ออาจจะเป็ นแผนที ที สแกนแล้ ว หรื อเป็ นภาพดาวเทียม ก็ได้ • ดิจิไตซ์เซอร์ เป็ นอุปกรณ์แปลงข้ อมูลจากแผนที แผ่นกระดาษ หรื อแผนที ร่างไปสูโ่ ต๊ ะดิจิไตซ์ ซึง ขนาด โต๊ ะก็จะมีหลายขนาดขึ %นอยูก่ บั จุดประสงค์การใช้ ทังนี % %แผนที แผ่นกระดาษจะถูกแปลงไปสูร่ ะบบดิจิทลั ด้ วยโปรแกรมสําหรับการดิจิไตซ์ที ทํางานร่วมกับระบบ GIS หรื อชุดโปรแกรมการทําแผนที อื น • สแกนเนอร์ เป็ นอุปกรณ์สาํ คัญในการช่วยลดระยะเวลาและค่าใช้ จ่ายในการแปลงข้ อมูลนําเข้ า คุณลักษณะต่างๆสามารถตัดสกัดจากจากแผนที สแกนได้ แทังจากหน้ % าจอหรื อด้ วยโปรแกรมแปลจาก ราสเตอร์ เป็ นเวกเตอร์ ซึง ปฏิบตั กิ ารร่วมกับระบบ GIS ั แบบพกพาในภาคสนาม ซึง มีความแม่นยําทางพื %นที พิกดั ทีไ ด้ • อุปกรณ์ GPS เป็ นอุปกรณ์กําหนดพิกด จะบันทึกลงในอุปกรณ์นี % แล้ วสามารถดาวน์โหลดเข้ าสูร่ ะบบ GIS ต่อไป ในปั จจุบนั เครื องมือ GPS นี %มี ความจําเป็ นมากสําหรับการบันทึกพิกดั ภาคสนามได้ อย่างแม่นยํา 2.2 อุปกรณ์ นําออก ได้ แก่ •

•

แผนที ดิจิทลั เป็ นแผนที กราฟิ ก และต้ องใช้ ร่วมกับอุปกรณ์นําออกข้ อมูลที มีความถูกต้ องแม่นยําที สอดคล้ องกับงานแผนที ซึง เป็ นการแสดงผลข้ อมูลด้ วยแผนที ดจิ ิทลั ที ได้ จากการวิเคราะห์แล้ ว ดังนัน% จอคอมพิวเตอร์ ทมี ีขนาดใหญ่และมีรายละเอียดสูงจึงมีราคาแพง ซึง ง่ายต่องานแผนที เช่น จอที มี ขนาด 17 นิ %วหรื อใหญ่กว่านันจึ % งมีความเหมาะสมกับงานกราฟิ ก เหมาะสําหรับเป็ นการนําเข้ าข้ อมูล หรื อการประมวลผลข้ อมูลได้ ดี การแสดงผลข้ อมูลในรูปแบบกระดาษ ซึง ขึ %นอยูก่ บั เครื องพิมพ์และพล๊ อตเตอร์ (Printers and Plotters) ต้ องคํานึงถึงการควบคุมคุณภาพและความเป็ นแผนที หากเครื องพิมพ์มีขนาดเล็กก็สามารถ ผลิตแผนที มีได้ หลากหลายรูปแบบให้ เหมาะกับการใช้ งานนันๆ % และหากเป็ นเครื องพิมพ์ขนาดใหญ่ ก็ ต้ องใช้ เทคโนโลยีการพิมพ์สใี ห้ ตรงตามมาตรฐาน GIS แม้ วา่ จะมีราคาสูงมากก็ตาม เพราะเรื องสี และ ระดับสีนนมี ั % ความสําคัญต่องาน GIS ซึง แพงกว่าการพิมพ์เลเซอร์

2.3 ข้ อพิจารณาการเลือกซอฟแวร์ สาํ หรั บการทําแผนที ดิจท ิ ัลด้ วยระบบ GIS

การเติบโตทางด้ าน GIS นําไปสูก่ ารพัฒนาในสาขาที เกี ยวข้ องกับการประยุกต์ใช้ ระบบ GIS ในสาขาอื นๆด้ วย และมีผลต่อการพัฒนาซอฟแวร์ GIS ที หลากหลายตังแต่ % ซอฟแวร์ ขนาดเล็ก ไปจนถึงขนาดใหญ่ ทังนี % %ขึ %นอยูก่ บั จํานวนผู้นํา ด้ านการตลาด GIS นี %ด้ วย เพราะนอกจากซอฟแวร์ แล้ วยังมีโปรแกรมเสริ มเข้ ามาในระบบอีกด้ วย เพราะรูปแบบซอฟแวร์ มี ทังชนิ % ดทีเ ป็ นทังระบบโปรแกรมสมบู % รณ์และโปรแกรมเสริ ม (high-end and low-end systems) ซอฟแวร์ ระบบ high-end system มีโปรแกรมเป็ นร้ อยฟั งก์ชนั ได้ แก่ฟังก์ชนั สําหรับข้ อมูลเวกเตอร์ และราสเตอร์ การบูรณาการข้ อมูลรี โมทเซนซิง การสนับสนุนข้ อมูลที ได้ จากการสํารวจและการประยุกต์ใช้ อื นๆ รวมทังการประยุ % กต์

4

ข้ อมูลภายใต้ ระบบปฏิบตั ิการ Unix ไปจนถึงระบบปฏิบตั ิการใน Window NT หรื อระบบ Window ตังแต่ % ปี 2000 เป็ น ต้ นไป ส่วนซอฟแวร์ ระบบ Low-end systems บางทีเรี ยกว่าชุดการทําแผนที สาํ เร็ จรูป (desktop mapping packages) เน้ นการทําแผนที เฉพาะที งา่ ยต่อการใช้ งาน และมีราคาไม่แพงนัก ส่วนใหญ่เป็ นโปรแกรมที สามารถเพิม

โปรแกรมเสริ มได้ เรื อยๆ ขึ %นอยูก่ บั ผู้ใช้ วา่ จะเพิ มโปรแกรมทีจ ําเป็ นอะไรเข้ าไปเพื อให้ เหมาะสมกับการใช้ งานนันๆ % เขียนด้ วย ภาษามาโครเฉพาะ (a software-specific macro languages) หรื อภาษาวิชวลเบสิก (Visual Basic) ทุกวันนี %ธุรกิจ % ด้ าน GIS มีชดุ โปรแกรมการทําแผนที สาํ เร็ จรูปที ได้ รับการพัฒนาให้ มีศกั ยภาพในการใช้ งานขนาดใหญ่ได้ ดี ดังนันควร เลือกโปรแกรมให้ เหมาะสมกับมาตราส่วนแผนที ที ต้องการเพื อให้ งานทําแผนที มีความสมบูรณ์ในทุกขันตอน % ซึง มี ข้ อพิจารณาดังนี % 1. ซอฟแวร์ ตอบสนองในทุกฟั งก์ชน ั ที จําเป็ นสําหรับงานทําแผนที หรื อไม่ 2. ซอฟแวร์ สามารถจัดการข้ อมูลทุกชนิด (ข้ อมูลที เป็ น เวกเตอร์ ราสเตอร์ ภาพถ่ายทางอากาศ ภาพอิเมจ และข้ อมูลอักษร)ซึง จําเป็ นต้ องใช้ ในงานทําแผนที หรื อไม่ ี วามสามารถทํางานร่วมกับซอฟแวร์ การจัดการฐานข้ อมูลระดับหน่วยงานได้ หรื อไม่ 3. ซอฟแวร์ มค 4. มีความจําเป็ นต้ องซื %อซอฟแวร์ ราคาสูงหรื อไม่ 5. ซอฟแวร์ สนับสนุนฮาร์ ดแวร์ ซงึ มาจากตัวแทนจําหน่ายเดียวกันหรื อไม่ 6. ซอฟแวร์ มค ี วามสามารถในการนําเข้ า-ส่งออกข้ อมูลจากโปรแกรมสําเร็ จรูปอื นๆ ที ใช้ ร่วมกันหรื อจาก ตัวแทนจําหน่ายอื นๆ ทําได้ หรื อไม่ % าแผนที ในระดับชาติได้ 7. ซอฟแวร์ สนับสนุนความเป็ นมาตรฐานสากลร่วมกับหน่วยงานอื นรวมทังการทํ หรื อไม่ 8. ผู้ขายซอฟแวร์ มีนโยบายดูแลหลังการขายหรื อไม่ และมีสาขาให้ บริ การในระดับท้ องถิ นเพื ออํานวย ความสะดวกที เพียงพอหรื อไม่ 9. ผู้ขายซอฟแวร์ มีชด ุ การฝึ กอบรมหรื อการจัดอบรมสัมมนาในระดับท้ องถิ นหรื อไม่ 10. ซอฟแวร์ งา่ ยต่อการปรับปรุ งหรื อเพิ มเติมหากต้ องการโปรแกรมเสริ มในระหว่างการปฏิบตั ิงาน หรื อใน ระยะหลังหรื อไม่ และเป็ นไปได้ หรื อไม่ที หากมีการเคลือ นย้ ายระบบได้ ภายหลังโดยเสียค่าใช้ จ่ายน้ อย ที สดุ ในการแปลงข้ อมูลและการเปลีย นแปลงข้ อมูลตามฟั งก์ชนั ทีอ อกแบบ (custom-designed functions)และทําอินเทอร์ เฟส (interface) การเปลีย นแปลงและการพัฒนาตลาดซอฟแวร์ GIS ขยายตัวอย่างรวดเร็ ว และยากที จะคาดเดาได้ ในอีก 2-3 ปี ถัดไป อย่างไรก็ตามแนวโน้ มการพัฒนาซอฟแวร์ GIS มีความสัมพันธ์ร่วมกับระบบการจัดการฐานข้ อมูล (RDBMS: Relational database management systems) ซอฟแวร์ GIS ส่วนใหญ่จะมีรูปแบบด้ านการจัดการพื %นที เฉพาะ ใน ขณะเดียวกันก็เก็บข้ อมูลที เกี ยวข้ อง (Distribute information) เฉพาะด้ วย อย่างเช่นการเลือกทีจ ะเก็บข้ อมูล รายละเอียดทางเรขาคณิตทางพื %นที เช่น การแจกแจงคุณลักษณะพื %นที หรื อถนนที ต้องกําหนดเป็ นประเภทข้ อมูลเฉพาะ (ความกว้ าง ชนิดข้ อมูลนามธรรม หรื อ binary large objects (สิง ขนาดใหญ่)) ในฐานข้ อมูล ซึง เทคโนโลยีก็จะเสนอ ระบบ RDBMS ในระบบ GIS ด้ วย เพื อเก็บข้ อมูลทางพื %นที และสามารถเพิ มองค์ประกอบต่างๆ ในรูปแบบตารางได้

5 3. การเตรี ยมความพร้ อมในการทําแผนที ดิจิทล ั • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

• • •

• • • • • • • •

•

เตรี ยมการด้ านการวางแผน การบริ หาร และการอบรม กําหนดกรอบการทําแผนที ดิจิทลั กําหนดความต้ องการและความจําเพาะของการทําแผนที ดิจิทลั ระบุสถิติที จําเป็ นต้ องใช้ วางแนวทางการลงรหัสพื %นที (geocode) กําหนดปฏิทินและกิจกรรมรายละเอียดทีต ้ องทํา กระบวนการควบคุมการออกแบบ ประมาณความต้ องการด้ านกําลังคน การอบรม ฮาร์ ดแวร์ ซอฟแวร์ เตรี ยมงบประมาณ จ้ างบุคลากรเพิ มหรื ออบรมเพิ มเติม รายการสัง เครื องมือ อุปกรณ์ ซอฟแวร์ การลงโปรแกรมและตรวจสอบเครื องมือใหม่ทงหมด ั% แจกแจงรายการด้ านการเตรี ยมการสอนและฝึ กอบรมจากอุปกรณ์ที ใช้ ทําแผนที แจกแจงรายการรับส่งไฟล์แผนที หลังจากทีด ําเนินการไปแล้ ว เตรี ยมการด้ านแผนที ฐาน กําหนดรายการและรหัสพื %นที ให้ กบั แผนที ที จะนํามาใช้ ทํารายการทรัพยากรที มีอยูแ่ ละยังใช้ ได้ ทํารายการพื %นที ที ต้องใช้ เพื อการแปลงข้ อมูลแผนที เตรี ยมซอฟแวร์ ชดุ การแปลงแผนที ที หลากหลาย การนําเข้ าข้ อมูลดิจิทลั ในลักษณะต่างๆ (จาก digitizing , scanning, editing, integration of GPS-derived filed maps) การทดสอบแผนที ฐานดิจิทลั รูปแบบการพิมพ์แผนที ขนาดใหญ่เพื อการควบคุมคุณภาภ เตรี ยมการด้ านการแจกแจงแผนที ตามพื %นที ตา่ งๆ การวางโครงร่างและรหัส การระบุแจกแจกชนิดแผนที (EA:Enumeration Areas) และพื %นที ในกลุม่ เดียวกัน (CLA:Crew Leader Areas) เพื อวางแผนการทําแผนที ดิจิทลั ทบทวนการวางโครงร่างและการลงรหัส พิมพ์ EA, CLA และแผนที จากสนามเพื อการแจงนับจํานวนแผนที ที ต้องใช้ ทบทวนจํานวนแผนที ที ต้องทํา พิมพ์ PES maps (Post-enumeration survey) เตรี ยมแผนที PES maps เพื อการแจงนับต่อไป เตรี ยมการในภาคสนาม ประสานงานกับหน่วยงานตามทีต า่ งๆ เพื อกําหนดรายการพื %นทีศ กึ ษา แหล่งวัสดุที จําเป็ นต่อการทําแผนที เช่นกระดาษทําแผนที ภาพดาวเทียม ภาพถ่ายทางอากาศ ภาพร่าง เป็ นต้ น สารสนเทศแผนที ที ทนั สมัย ได้ แก่ ขอบเขต ชื อ สถานทีต งของสิ ั% ง ต่างๆ เป็ นต้ น

6

• • • • • •

จําแนกตัวอย่างพื %นที PES ไปไว้ ใน sectors เพื อทําการแจงนับต่อไป เตรี ยมการด้ านการเผยแพร่แผนที สสู่ าธารณะ การออกแบบแผนที ที จะพิมพ์เป็ นแผ่นร่วมกับซอฟแวร์ การทําแผนที เฉพาะ การทบทวนแผนที ที จะพิมพ์เป็ นแผ่น การพิมพ์แผนที ลงใน hard – copy , CD-ROM , หรื อ WWW การออกแบบและการประยุกต์ใช้ ให้ สอดคล้ องกับฐานข้ อมูลทางภูมิศาสตร์

4. กรอบและขัน * ตอนการดําเนินงานพัฒนาฐานข้ อมูล GIS

จําแนกแหล่งข้ อมูลที ใช้

รวบรวมข้ อมูลทางภูมศิ าสตร์

แหล่ งสารสนเทศภูมิศาสตร์

แผนที กระดาษ ภาพถ่ายทาง อากาศ และภาพดาวเทียม

แผนที ภาคสนาม เช่น แผนที ร่าง

ภาพถ่ายทางอากาศ และภาพดาวเทียม

พิกดั GPS

แผนที ดิจิทลั ที มีอยู่

การแปลงข้ อมูล Digitizing

การแปลงเส้ น และ โพลิกอน

scanning

การแปลง Raster to Vector การแก้ ไขคุณลักษณะทางพื %นที การเขียนภูมิประเทศตามลักษณะทางภูมิศาสตร์ การลงรหัส (อักษร) ให้ กบั คุณลักษณะทางภูมิศาสตร์ ฐานข้ อมูลเกี ยวข้ องทางภูมิศาสตร์ อ ืน (geographic attribute database)

การบูรณาการร่ วมกับ แผนที ดิจทิ ัลอื นๆ การกําหนดขอบเขตของการจําแนกชนิด

การอ้ างอิงทางพื %นที( การแปลงพิกดั เมือ โปรเจกชัน เปลีย นไป)

รูปที 1 ขันตอนการพั % ฒนาฐานข้ อมูล GIS

7

องค์ประกอบของฐานข้ อมูลดิจิทลั สเปเทียล เนื องด้ วยฐานข้ อมูล GIS ประกอบด้ วยแผนที ดิจิทลั ซึง เป็ นชันข้ % อมูล ต่างๆ ไม่วา่ จะเป็ นชันข้ % อมูล ถนน แม่นํ %า การตังถิ % นฐาน การใช้ ที ดนิ เป็ นต้ น โดยแต่ละชันข้ % อมูลต้ องแยกเก็บเป็ นฐานข้ อมูล แยกออกจากกันในระบบฐานข้ อมูล GIS อย่างเช่นหากเป็ นชันข้ % อมูลถนน แม่นํ %า ซึง จะแสดงเป็ นเส้ น จะไม่สามารถเก็บใน รูปไฟล์ดิจิทลั ได้ ดังนันการนํ % าเข้ าข้ อมูลจําเป็ นต้ องแปลงข้ อมูลเสียก่อนโดยการกําหนดรหัสข้ อมูลในตาราง เช่น หากเป็ น พื %นที ที มีขอบเขต เป็ น polygons จะแยกชันเก็ % บไว้ โดยต้ องสัมพันธ์กบั ข้ อมูลที เกี ยวข้ องในตาราง (geographic attributes table) ซึง ไฟล์ฐานข้ อมูลนี %จะเชื อมโยงกันภายในกับข้ อมูลทางสเปเทียล และเก็บไว้ ในแต่ละ polygon ของ มันเอง โดยในตารางจะประกอบด้ วยข้ อมูลจําเป็ นต่างๆ ไม่วา่ จะเป็ นรหัสชื อ สถิติ ขนาดพื %นที จํานวนคน เพศ อายุ เป็ นต้ น ซึง สามารถนํามาคํานวณได้ ในภายหลัง (รูปที 1-2)

รูปที 2 องค์ประกอบของฐานข้ อมูลดิจิทลั สเปเทียล ที มา: United Nations (2000), หน้ า 39.

5.การเตรี ยมข้ อมูลแผนที (Cartographic data sources for enumeration area mapping) 5.1 ประเภทแผนที

เนื องจากความจําเป็ นในการใช้ แผนที กระดาษเพื อผลิตเป็ นฐานข้ อมูลแผนที ดิจิทลั หรื อแม้ แต่การ ปรับปรุงเปลีย นแปลงแผนที จากฐานข้ อมูล GIS จําเป็ นต้ องทําให้ มีความทันสมัยอยูเ่ สมอ ได้ แก่ • แผนที ระดับประเทศ มาตราส่วน 1:250,000 และ 1: 5,000,000 ขึ %นอยูก่ บ ั ขนาดประเทศ แผนที นี % แสดงขอบเขตเมือง ที ตงเมื ั % อง และลักษณะทางกายภาพ เช่น ถนนหลัก แม่นํ %า ทะเลสาบ ความสูง และ จุดอ้ างอิงสําคัญต่างๆ ซึง แผนที ประเภทนี %เหมาะสําหรับใช้ ในการวางแผน • แผนที ภม ู ิประเทศ เป็ นแผนที มาตราส่วนกลางและส่วนใหญ่ ระหว่าง 1:25,000 หรื อ 1:50,000 แสดง ข้ อมูลระดับจังหวัดได้ ดี ส่วนแผนที มาตราส่วน 1:100,000 หรื อ 1: 250,000 ก็สามารถใช้ ได้ • แผนที เมือง เป็ นแผนที มาตราส่วนใหญ่ แสดงถนน อาคาร สวนสาธารณะได้ ชด ั เจน • แผนที ด้านการบริ หารการปกครอง • แผนที เฉพาะที แสดงการกระจายประชากรหรื อแผนที สาํ มะโนอื นๆ 5.2 การปฏิบตั ิการร่ วมกับฐานข้ อมูล GIS ต้ องพิจารณาดังนี % • ข้ อมูลการอ้ างอิงทางภูมิศาสตร์ ได้ แก่ แผนที มาตราส่วน โปรเจคชัน และรูปทรงแผนที (projection and geographic datum) การแปลงแผนที • แหล่งที มาของข้ อมูลแผนที ฐาน ส่วนใหญ่เป็ นหน่วยงานของรัฐซึง ทําหน้ าที ผลิตแผนที มาตราส่วนต่างๆ เพื อแปลงไปสูฐ่ านข้ อมูลแผนที ดิจิทลั ได้ แก่ แผนที จากกรมแผนทีท หาร เป็ นหน่วยงานหลักในการผลิต

8

แผนที และมีหน่วยงานรับผิดชอบด้ านการบินสํารวจเพื อผลิตภาพถ่ายทางอากาศ และข้ อมูลรี โมทเซน ซิงอยูแ่ ล้ ว • หน่วยงานระดับจังหวัด อําเภอ หรื อเทศบาล หรื อองค์การบริ หารส่วนตําบลที ใช้ ระบบ GIS เพื อการ จัดการสารสนเทศเกี ยวกับการคมนาคม การบริ การสังคม การบริการสิง อํานวยความสะดวกและการ วางแผนต่างๆ • หน่วยงานอื นที เกี ยวข้ องกับการผลิตแผนที ได้ แก่ กรมทรัพยากรธรณี กระทรวงสิง แวดล้ อมและ ทรัพยากรธรรมชาติ กระทรวงคมนามคม กระทรวงการสือ สาร และบริ ษัทเอกชนที เกี ยวข้ องกับการผลิต แผนที • สํานักงานที ดิน • องค์กรเอกชนทีเ ป็ นภาคีร่วมในการผลิตแผนที ในการทําหน้ าทีว ิเคราะห์ข้อมูลรี โมทเซนซิง หรื อภาพถ่าย ทางอากาศ โดยต้ องเสียค่าใช้ จา่ ย 5.3 ข้ อมูลจากภาคสนาม (Additional geographic data collection) ได้ แก่ 1) ระบบ GPS เป็ นการสํารวจและรวบรวมข้ อมูลภาคสนาม ซึง เป็ นสิง สําคัญต่องานทําแผนที ดจิ ิทลั เพราะ บ่อยครัง% ที แผนที ดจิ ิทลั ต้ องมีความทันสมัยและปรับปรุงอยูต่ ลอดเวลา โดยต้ องอาศัยการอ้ างอิงทาง ภูมิศาสตร์ อย่างถูกต้ องแม่นยําด้ วยเครื องมือ GPS การทํางานของ GPS เทคโนโลยี GPS ได้ รับการพัฒนาร่วมกับการทําแผนที มาไม่กี ปีนี %เอง เป็ นระบบที มีประโยชน์ในการใช้ งานอย่าง กว้ างขวางและมีการลงทุนด้ านการพัฒนาระบบและการเติบโตทางตลาดสูง อย่างระบบ GPS แรกๆซึง เป็ นที ร้ ูจกั เป็ น ระบบที พฒ ั นาจากประเทศรัสเซีย คือ GLONASS มีหลักการทํางานโดยการรับสัญญาณที สง่ ผ่านจากดาวเทียม GPS จํานวน 24 ดวง และ 21 ดวงที สามารถปฏิบตั ิการได้ ใน 3 วงรัศมีการรับสัญญาณ นอกจากนี %ยังมีระบบ NAVSTAR สัญชาติอเมริ กนั เป็ นดาวเทียมโคจรรอบโลกที ระดับความสูง 20,000 กิโลเมตร มีวงรอบการโคจร 6 แถบ และใช้ ดาวเทียม 8 ดวงสําหรับรับสัญญาณ (สนามการรับสัญญาณ) บนพื %นโลก ซึง การกําหนดตําแหน่งพิกด ั บนพื %นโลกด้ วยดาวเทียม GPS เป็ นการวัดระยะทางจากดาวเทียมหลายดวงด้ วยการคํานวณสัญญาณด้ วยนาฬกิ าทีม ีความแม่นยําซึง ติดตังบนดาวเที % ยม (รู ปที 3-4-5)

รูปที 3 ดาวเทียม GPS ที มา: http://www.everyipod.com/images/other_images/gps-satellites.jpg

9

รูปที 4 การรับสัญญาณ GPS ภาคพื %นดิน ที มา: http://www.gps-tracking-solution.com/blog/

รูปที 5 การรับสัญญาณดาวเทียม GPS อย่างน้ อยจํานวน 3 ตัวในเวลาเดียวกัน ที มา: United Nations (2000), หน้ า 51. ความแม่นยําของระบบ GPS เนื องจากระบบ GPS ที ราคาไม่แพงนักจะให้ ความแม่นยําทางพิกดั ละติจดู ลองจิจดู และความสูง ประมาณ 15 – 100 เมตร แต่ถ้าหากระบบ GPS ที มีความแม่นยําทางพื %นที สงู จะมีราคาแพงระหว่าง 3 – 10 เมตร ย่อมมีผลต่อการ กําหนดพิกดั ทางพื %นที ได้ ดีแต่ไม่ได้ อนุญาตให้ พลเรื อนใช้ จากข้ อจํากัดดังกล่าวจําเป็ นต้ องหาวิธีการคํานวณความแม่นยํา ทางพื %นที ด้วยวิธีการอื นร่วมด้ วย เช่นการใช้ ร่วมกันแผนที ที เคยตีพมิ พ์มาแล้ ว ภาพถ่ายทางอากาศ หรื อแผนที ร่างในสนาม เป็ นต้ น นอกจากนี %แล้ วต้ องอาศัยสถานีรับสัญญาณ GPS ภาคพื %นดินเพื อการทําแผนที ที มีความแม่นยําสูงด้ วยค่า DGPS (Differential Global Positional Systems) แต่สาํ หรับในประเทศกําลังพัฒนา อาจเป็ นข้ อจํากัดในระบบเครื อข่ายทีย งั ไม่พฒ ั นา เนื องจาก GPS มีข้อจํากัดที ไม่สามารถรับสัญญาณได้ ในบริ เวณอับคลืน (ในอาคาร ต้ นไม้ สงู สิง กีดขวาง สัญญาณ) จึงเป็ นการยากที จะรับสัญญาณได้ เพียงพอ จําเป็ นต้ องอยูใ่ นพื %นที โล่งเท่านัน%

10

ข้ อดีและข้ อจํากัดของ GPS ข้ อดี • ราคาไม่แพงนัก ง่ายต่อการใช้ งานในภาคสนามได้ ดี มีความเหมาะสมและคล่องตัวในการพกพา • รวบรวมข้ อมูล และบันทึกลงในระบบฐานข้ อมูล GIS ได้ โดยตรง การนําเข้ าข้ อมูลโดยไม่ต้องแปลง • ใช้ ได้ อย่างกว้ างขวางทัว โลก • มีความแม่นยําพอสมควรในการประยุกต์ใช้ ทําแผนที มีความแม่นยําสูงเมื อมีการรับสัญญาณแบบ DGPS

ข้ อจํากัด • •

•

• 2)

ไม่สามารถรับสัญญาณในที อบั คลืน อย่างเช่น ในอาคาร หรื อต้ นไม้ หนาแน่น ความแม่นยําของ GPS บางทีไม่เหมาะกับการศึกษาสิง ก่อสร้ างในเมือง จําเป็ นต้ องใช้ ระบบ DGPS เข้ า มาช่วยเพื อคํานวณหาความแม่นยําของวัตถุตา่ งๆ ระบบ DGPS ค่อนข้ างมีราคาแพงและใช้ เวลาในการคํานวณทางพื %นที พอควร และค่อนข้ างมี กระบวนการคํานวณที ซบั ซ้ อนกว่าจะได้ มาซึง ข้ อมูลความแม่นยํา ระบบ GPS เป็ นที ต้องการในช่วงเวลาสันๆของการรวบรวมข้ % อมูลเท่านัน%

ภาพถ่ ายทางอากาศ (Aerial photo) เป็ นวิธีการในการเลือกการทําแผนที ที ต้องการความแม่นยําสูงและ รวดเร็ว ซึง เกี ยวข้ องกับหลักการทางโฟโตแกรมมิทรี (Photogrammetry) ของการได้ มาซึง การวัดค่าจาก ภาพถ่ายทางอากาศเพื อใช้ ในการกําหนดเป็ นแผนทีฐ านภูมิประเทศ นอกจากนี %ยังได้ บนั ทึกข้ อมูลด้ าน การเกษตรและดิน และการวางผังเมืองและภาคด้ วย ในบางโครงการจําเป็ นต้ องใช้ ภาพถ่ายทางอากาศเป็ น ส่วนหนึง ของการสํารวจเพื อการทําแผนที อย่างรวดเร็ ว และทันสมัย เพราะการบินถ่ายภาพทางอากาศนันใช้ % เวลาสันและค่ % อนข้ างได้ ข้อมูลที เป็ นปั จจุบนั แต่ต้องมาผ่านกระบวนการทางโฟโตแกรมมิทรี เสียก่อน

ข้ อดีของภาพถ่ายทางอากาศด้ วยฟิ ล์ม • ภาพถ่ายทางอากาศให้ รายละเอียดทางพื %นที ได้ มากไม่วา่ จะเป็ นคุณลักษณะของถนน แม่นํ %า บ้ านเรื อน และ ดูได้ ด้วยตาเปล่า • การรวบรวมข้ อมูลทําได้ อย่างรวดเร็ ว และผลิตได้ มากกว่าการสํารวจภาคพื %นดิน (ground surveys) ภาพถ่ายที ได้ เป็ นที นา่ เชื อถือ เหมาะสําหรับใช้ เปรียบเทียบกับแผนที ที ยงั ไม่อพั เดทได้ ั ตราย • ภาพถ่ายทางอากาศ เหมาะสําหรับใช้ ผลิตแผนที ที ยากต่อการเข้ าถึงหรื อเป็ นพื %นที อน • การทําแผนที ภม ู ิประเทศ (topographic mapping) ต้ องอาศัยภาพถ่ายทางอากาศซึง มีราคาถูกกว่าการ ทําแผนที ด้วยเทคนิคการสํารวจภาคสนาม แต่บางทีก็ไม่จําเป็ นขึ %นอยูก่ บั จุดประสงค์ของการใช้ งานนัน% • ภาพถ่ายทางอากาศที พิมพ์ออกมาเป็ นประโยชน์ตอ่ งานภาคสนาม ทุกคนสามารถมองเห็นสภาพพื %นที ศกึ ษา ได้ ด้วยตา และให้ มมุ มองกว้ างขึ %น ส่วนภาพถ่ายทางอากาศระบบดิจิทลั ต้ องใช้ ร่วมกับระบบข้ อมูล GIS ข้ อจํากัด • กระบวนการได้ มาซึง ภาพถ่ายทางอากาศต้ องการอุปกรณ์เฉพาะทีม ีราคาแพง และอาศัยผู้เชี ยวชาญ และ ต้ องอิงกับหน่วยงานข้ างนอกมาสนับสนุนโครงการ

11

ภาพถ่ายทางอากาศต้ องการสารสนเทศทังชื % อและคุณลักษณะจากแผนที ย้อนหลังด้ วย บางทีไม่จําเป็ นต้ อง ทํางานในภาคสนาม • การแปลภาพถ่ายทางอากาศอาจจะเป็ นเรื องยาก ซึง คุณลักษณะทางพื %นที บางอยางถูกซ่อนอยูภ ่ ายใต้ พมุ่ ไม้ หรื อใต้ ก้อนเมฆ หรื อที ซงึ มีข้อจํากัดในมุมมอง % องอาศัยเครื อง • ภาพถ่ายทางอากาศระบบดิจิทลั เก็บข้ อมูลได้ เป็ นจํานวนมากในรูปแบบดิจิทลั ดังนันต้ คอมพิวเตอร์ ที ใช้ ในการประมวลผลและแสดงข้ อมูลที มีศกั ยภาพเพียงพอ ข้ อจํากัดของภาพถ่ายทางอากาศเมื อนํามาใช้ ร่วมกับระบบ GIS ภาพถ่ายทางอากาศได้ จากการบินถ่ายภาพในระดับตํ า ความสามารถของกล้ องจับภาพพื %นที เก็บไว้ ในรูปฟิ ล์ม เมื อเปรี ยบเทียบกับเซนเซอร์ ระบบดิจิทลั การบันทึกด้ วยฟิ ล์มจึงมีรายละเอียดตํา กว่า (resolution :ความสามารถในการ จําแนกวัตถุ) ภาพถ่ายทางอากาศจะมีความเหลือ มกันระหว่างร้ อยละ 30-60 ดังนันจํ % าเป็ นต้ องใช้ หลักการทางโฟโตแกรม % และการพิมพ์ภาพถ่ายทาง มิทรี มาช่วยในการทําแผนที โดยการต่อภาพโมเสก (photo mosaic)ของพื %นทีศ กึ ษาทังหมด อากาศก็เหมือนกับวิธีการทําแผนที แบบเดียวกัน และนําไปอ้ างอิงทางสนามและทําการดิจิไตส์ (digitizing)คุณลักษณะ ต่างๆ หรื อสร้ างบนฐานข้ อมูล GIS ได้ •

ความแตกต่างระหว่างภาพถ่ายทางอากาศและภาพอิเมจ (Photographic film versus the Scanned Image ) กล่าวคือภาพถ่ายทางอากาศมีความคล้ ายกับแผนที ซงึ ได้ จากมุมมองในแนวดิง แต่จะแตกต่างจากแผนที ตรงที การแสดงคุณลักษณะทางพื %นผิวโลกที มองเห็นได้ จริง หากยังไม่มกี ารปรับแก้ ให้ ถกู ต้ องทางเรขาคณิตก่อนการนําภาพถ่าย ทางอากาศมาใช้ ทําแผนที ก็ไม่สามารถกระทําได้ เพราะมุมกล้ อง องศา และความผันแปรทางพื %นที ดังกล่าวยังคงมีความ บิดเบือน จําเป็ นต้ องปรับแก้ ให้ มคี วามถูกต้ องแม่นยําเสียก่อน ซึง กระบวนการนี %เรี ยกว่า แผนที ออโธ (Orthophoto maps) เป็ นการคํานวณความแม่นยําทางเรขาคณิตร่ วมกับแผนที ภม ู ิประเทศซึง ต้ องอาศัยวิธีการด้ านโฟโตแกรมมิทรี การ ทําแผนที ออโธ ค่อนข้ างใช้ เวลาและมีคา่ ใช้ จา่ ยสูง ขึ %นอยูก่ บั ความจําเป็ นในการนําไปใช้ ด้วย (รูปที 6)

รูปที 6 ความแตกต่างระหว่างภาพถ่ายทางอากาศกับภาพอิเมจ ที มา: United Nations (2000), หน้ า 56. ส่วนใหญ่แล้ วแผนที ออโธ สามารถเก็บในรูปแบบมาตรฐานกราฟิ ก เช่น TIFF file (Tagged Image File format) ซึง เป็ นลักษณะของกราฟิ กสามารถทํางานร่วมกับ GIS สามารถตัดบางส่วนของภาพไปใช้ ได้ แต่อาจจะสูญเสีย ข้ อมูลการอ้ างอิงทางพิกดั ไปบ้ าง การใช้ แผนที ออโธ เหมาะสําหรับงานที ต้องการความถูกต้ องแม่นยําทางพื %นที อย่างเช่น

12

การสํารวจหลังคาบ้ านเรื อนในเมือง การประเมินจํานวนประชากร เพราะแผนที ออโธจะมีความถูกต้ องแม่นยําทางพิกดั อ้ างอิงสูง (พิสยั 5 -30 เซนติเมตร)สามารถนําไปใช้ กําหนดขอบเขตพื %นที ได้ แต่ข้อจํากัดในการใช้ แผนที ออโธ ไม่เหมาะกับ การใช้ ศกึ ษาพื %นทีใ หญ่ ที ต้องใช้ การประมวลผลข้ อมูลจํานวนมาก นอกจากนี %แล้ วกล้ องที ติดตังไปกั % บเครื องบินเพื อผลิต ภาพถ่ายทางอากาศมีความก้ าวหน้ ามากและเก็บข้ อมูลในรูปพิกเซลได้ ถึง 9,216 x 9,216 พิกเซลของแต่ละเฟรม มีความ แม่นยําทางพื %นที ระหว่าง 1-4 เซนติเมตร จึงทําให้ สง่ ผลต่อฮาร์ ดแวร์ และซอฟแวร์ ที นาํ มาใช้ สาํ หรับการประมวลผลก็ต้อง เพิ มศักยภาพตามไปด้ วย โดยเฉพาะอย่างยิง หากต้ องมีการคํานวณตามระยะทางที เป็ นจริงแล้ ว (real-time) และการทํา แผนที ภาพถ่ายทางอากาศดิจิทลั ก็ยิ งทําให้ ต้องเสริ มสมรรถนะของเครื องคอมพิวเตอร์ ให้ สอดคล้ อง รีโมทเซนซิง หลักการ เนื องจากข้ อจํากัดของภาพถ่ายทางอากาศเหมาะสําหรับการสํารวจพื %นที ขนาดเล็กบนพื %นโลกและจําเป็ นต้ องใช้ ผู้เชี ยวชาญ แต่สาํ หรับเทคนิครี โมทเซนซิงแล้ วได้ จากการรวบรวมข้ อมูลจากอวกาศ ที มีระบบเซนเซอร์ ทงั % passive and active sensors ในการตรวจวัดค่าพลังงานที สะท้ อนจากวัตถุด้วยช่วงคลืน ที มองเห็น (visible electromagnetic อื นๆ ในงานรี โมทเซนซิงเท่านัน% การบันทึกข้ อมูลของระบบรี โมทเซนซิง จึงมิได้ เกี ยวข้ องกับการ spectrum) และช่วงคลืน ใช้ ฟิล์มในการบันทึกข้ อมูลแต่อย่างใด แต่ใช้ อปุ กรณ์ตรวจวัดพลังงาน (detectors) คลืน แม่เหล็กไฟฟ้ า แล้ วบันทึกไว้ ด้วย ระบบดิจิทลั รูปแบบกริ ดเซล หรือพิกเซล นัน เอง ระบบเซนเซอร์ เซนเซอร์ ที ติดตังไปกั % บดาวเทียมมีทงระบบหลายช่ ั% วงคลืน (multi-spectral mode) หรื อช่วงคลืน เดียวต่อเนื อง (panchromatic mode) กล่าวคือ • เซนเซอร์ ประเภทหลายช่วงคลืน (multi spectral sensors)หมายถึง ความสามารถของเซนเซอร์ สามารถบันทึกข้ อมูลได้ หลายช่วงคลืน (bands) ผลิตข้ อมูลได้ หลายอิเมจ ซึง มีคณ ุ สมบัติในการบันทึก ข้ อมูลไปตามช่วงคลืน ที กําหนดทีไ ด้ จากการสะท้ อนพลังงานแม่แหล็กไฟฟ้ าจากวัตถุ โดยปกติแล้ วจะ อยูใ่ นพิสยั ของช่วงคลืน ที สายตามองเห็น (visible band) และช่วงคลืน อินฟราเรดใกล้ (near % %เมื อนําภาพอิเมจมาวิเคราะห์สามารถนํามาซ้ อนทับกันเพื อการจําแนกคุณลักษณะ infrared) ซึง ทังนี วัตถุตา่ งๆที ได้ จากค่าการสะท้ อนพลังงานของวัตถุที แตกต่างกันนัน เอง ตัวอย่างพื %นที นาข้ าว จะแสดง คุณลักษณะได้ ชดั เจนสูงสุดในแบนด์เฉพาะเท่านัน% ในขณะที อาคารบ้ านเรื อนก็จะปรากฏค่าความ สว่างสูงสุด จึงทําให้ เห็นความแตกต่างระหว่างวัตถุ 2 ชนิดนี %จึงสามารถจําแนกประเภทได้ • เซนเซอร์ ประเภทช่วงคลืน เดียวต่อเนื อง (panchromatic sensors) หมายถึงเซนเซอร์ ที สามารถจับค่า การสะท้ อนพลังงานในพิสยั กว้ าง เป็ นภาพขาว-ดํา ให้ รายละเอียดสูงกว่าเซนเซอร์ หลายช่วงคลืน เหมาะสําหรับการทําแผนที 3)

ข้ อมูลดิจทัลที ได้ จากระบบรี โมทเซนซิง เนื องจากข้ อมูลอิเมจที ได้ จากการสะท้ อนค่าพลังงานจากวัตถุจากพื %นดิน ส่งผ่านมายังสถานีรับสัญญาณ ดังนัน% จึงยังไม่มีความถูกต้ องทางพื %นที จําเป็ นต้ องเข้ าสูร่ ะบบการปรับแก้ ความถูกต้ องทังที % เป็ นการปรับแก้ ทางเรขาคณิต (geometric correction)และการปรับแก้ ทางพื %นที (georeference correction)เสียก่อน และเมื อพิมพ์ภาพอิเมจก็ สามารถแปลได้ ด้วยตาเปล่าคล้ ายกับการแปลภาพถ่ายทางอากาศ

13

ภาพอิเมจสามารถนําไปใช้ ร่วมกับระบบ GIS ขึ %นอยูก่ บั ความเชี ยวชาญและทักษะของผู้ปฎิบตั ิการ เช่น การ สํารวจการใช้ ที ดิน หรื อการจัดการทรัพยากรธรรมชาติ อย่างไรก็ตามอิเมจหลายช่วงคลืน (multi-spectral images) สามารถจําแนกประเภทด้ วยเทคนิคทางสถิติ ความละเอียด (resolution) ของจุดภาพ (pixel) ความละเอียดของภาพอิเมจ คํานวณจากขนาดของพิกเซลบนพื %นดิน หากเป็ นดาวเทียมเอกชนจะมีความ ละเอียดระหว่าง 10-80 เมตร ซึง เป็ นที ร้ ูจกั ได้ แก่ ดาวเทียมสปอต (SPOT) เซนเซอร์ ระบบช่วงคลืน เดียว และดาวเทียม แลนด์แซต (Landsat) เซนเซอร์ ระบบหลายช่วงคลืน ซึง ความละเอียดดังกล่าวมีเหมาะสมต่อการทําแผนที มาตราส่วน 1: 25,000 ถึง 1: 50,000 หรื อมาตราส่วนเล็กกว่านัน% จากรู ปที 7 เปรี ยบเทียบขนาดพิกเซลจากภาพถ่ายทางอากาศตังแต่ % ความละเอียดที 50 เซนติเมตร ครอบคลุมพื %นที 100x150 เมตร สําหรับความละเอียดจุดภาพที 2 เมตรนันสามารถ % จําแนกหลังคาบ้ าน รถยนต์ ออกจากกันได้ อย่างไรก็ตามข้ อมูลทีไ ด้ จากการสกัดข้ อมูลรี โมทเซนซิงต้ องใช้ วิธีการด้ านการ คํานวณเชิงเลข (image processing methods) ขันสู % งรวมทังการใช้ % วธิ ีทางอัลกอริ ทมึ ในแต่ละเทคนิคมีประโยชน์ตอ่ การ ทําแผนที และการเปลีย นแปลงการตรวจสอบพื %นที เมืองที มกี ารขยายตัวอย่างรวดเร็ ว ดังนันข้ % อมูลดาวเทียมเหมาะสําหรับ การใช้ กบั พื %นที ชนบทได้ ดี เพื อดูการเปลีย นแปลงการใช้ ที ดิน การประยุกต์ใช้ ที เป็ นที นยิ มคือ การทําแผนที ภมู ิประเทศที เกี ยวข้ องกับการขยายตัวของประชากร

รูปที 7 ความละเอียดของจุดภาพ ที มา: United Nations (2000), หน้ า 62. ทุกวันนี %ภาพดาวเทียมมีความละเอียดสูงมากและเป็ นการค้ ามากขึ %น ไม่วา่ จะเป็ นดาวเทียมของรัสเซียหรื อ อินเดียซึง มีรายละเอียดที 2 เมตร และ 5 เมตร และก็จะมีการพัฒนาดาวเทียมโดยเอกชนให้ มีระบบเซนเซอร์ ที ให้ ความ ละเอียดทางพื %นที สงู ขึ %นไปอีกที 82 เซนติเมตร อีกทังราคาก็ % จะถูกลงและรวดเร็วขึ %นกว่าภาพถ่ายทางอากาศต่อไป อย่างไรก็ ตามเนื องด้ วยการลงทุนด้ านเทคโนโลยีดาวเทียมต้ องมีต้นทุนการลงทุนและการดูแลสูง ดังนันจํ % าเป็ นต้ องพิจารณาให้ รอบคอบถึงความคุ้มทุน ประกอบกับภาพดาวเทียมไม่สามารถนํามาใช้ ได้ ทนั ที จําเป็ นต้ องมีการปรับแก้ ความถูกต้ องทาง พื %นที ทางรังสี และทางเรขาคณิตเสียก่อน โดยต้ องอาศัยผู้เชี ยวชาญด้ านนี % แต่เมื อเปรียบเทียบภาพดาวเทียมทีม ีความ ละเอียดสูงก็จะให้ รายละเอียดทางภูมิศาสตร์ คล้ ายกับแผนที ดิออโธจิทลั ที ผลิตจากภาพถ่ายทางอากาศเช่นกัน แต่ความ แตกต่างอยูท่ ี การรับภาพดาวเทียมมักเจออุปสรรคด้ านเมฆบดบังพื %นที ใต้ เมฆ แต่ในการบินถ่ายภาพทางอากาศจาก

14

เครื องบินจะลดปั ญหานี %ลงได้ ดังนันต้ % องพิจารณาถึงความยืดหยุน่ ในการใช้ งาน เพราะเรื องเมฆเป็ นอุปสรรคต่อการแจงนับ หลังคาเรื อน หรื อ จํานวนสิง ที สาํ คัญบนพื %นที ศกึ ษานันหรื % อไม่ ข้ อดีของภาพดาวเทียม • มีความทันสมัย เหมาะสําหรับตรวจสอบพื %นที ขนาดใหญ่ได้ ดี ภาพที มีรายละเอียดตํา จะมีราคาถูก • สามารถสกัดข้ อมูลจากอิเมจได้ เพื อศึกษารายละเอียดต่างๆ • ปรับปรุ งแผนที ภม ู ิประเทศให้ ทนั สมัยเท่าทีเ ป็ นไปได้ เช่น การระบุการตังบ้ % านเรื อนทีเ กิดใหม่ ข้ อจํากัดของภาพดาวเทียม • เรื องของรายละเอียด เกี ยวข้ องกับระบบต่างๆซึง ไม่เพียงพอสําหรับการประยุกต์ใช้ ในบางโครงการ • อุปสรรคเรื องเมฆปกคลุมสิง ที อยูใ่ ต้ เมฆ ไม่สามารถแปลความหมายได้ • ความแตกต่างระหว่างคุณลักษณะที มีระดับความแตกต่างกันไม่มากนัก เช่น ถนนที ปกคลุมไปด้ วยฝุ่ น และวัสดุ ที ใช้ ก่อสร้ างอาคาร ทําให้ ยากต่อการจําแนกรายละเอียด 6.การแปลงข้ อมูลภูมิศาสตร์

การแปลงข้ อมูลจากแผนที แผ่นเป็ นข้ อมูลดิจิทลั เนื องด้ วยคุณลักษณะที มองได้ จากแผนที เมื อแปลงไปสู่ ข้ อมูลดิจิทลั จะประกอบด้ วย จุด (point) เส้ น (line) โพลิกอน (polygon) เพื อทําการกําหนดรหัสเสียก่อน ในขันตอนนี % % มักเป็ นการบันทึกข้ อมูลด้ วยการดิจิไตซ์ หรื อการสแกนเนอร์ ซึง จําเป็ นต้ องแปลงไปสูพ่ ิกดั ที ถูกต้ องทางภูมิศาสตร์ ก่อน ตามหลักการแปลงโปรเจกชัน แผนที ขันต่ % อไปเป็ นการลงรหัสให้ กบั วัตถุตา่ งๆ หรื อเรี ยกว่าการสร้ าง topology เช่น หากเป็ นฐานข้ อมูลของถนน (จะเป็ นหนึง ช่องทาง หรื อหลายช่องทาง ก็ตาม ) จะต้ องกําหนด nodes ในแต่ละสีแ ยก แต่หากกําหนดให้ เป็ นข้ อมูล polygon แล้ วระบบจะกําหนด line แสดงขอบเขตในแต่ละ polygon กําหนดในฐานข้ อมูล จากนันจึ % งกําหนด additional attributes ต่อไป ทังหมดนี % %จะมีการเชื อมโยงฐานข้ อมูลถึงกัน โดยเก็บแยกไฟล์ 6.2 การดิจิไตซ์ (digitizing) เป็ นการปฏิบตั ิการด้ วยมือเพื อนําเข้ าข้ อมูลดิจิทลั กระดานดิจิไตซ์มีหลายขนาด ตังแต่ % เล็กที สดุ ที 30x30 เซนติเมตร และขนาดใหญที 120x180 เซนติเมตร สําหรับแผนที แผ่นใหญ่ ใน ระหว่างการดิจิไตซ์แผนที ต้องอย่าให้ กระดาษเคลือ น ต้ องตรึงมุมกระดาษแผนที ด้วยเทปกาวไว้ และอย่าทํา แผนที ขาด จนกว่าจะเสร็ จสิ %นกระบวนการดิจิไตซ์ แต่ด้วยข้ อจํากัดของแผนที กระดาษคือ เมื อเจอความชื %น จําทําให้ กระดาษบิดเบี %ยวย่อมส่งผลกระทบต่อฐานข้ อมูลแผนที ดิจิทลั ด้ วย ขันตอน % • กําหนดจุดควบคุมที แน่นอนอย่างน้ อย 4 จุด (control point) เสียก่อน ซึง มีจด ุ ประสงค์ 2 ประการคือ 1) หากเป็ นแผนที ขนาดใหญ่ทจี ะนํามาดิจิไตซ์แล้ วจําเป็ นต้ องเคลือ นหรื อขยับแผนที หากไม่กําหนด จุดควบคุม ก็จะทําให้ ไม่ร้ ูพิกดั ทีแ น่นอน และ2) จุดควบคุมที เลือกนี %เป็ นพิกดั บนโลกจริ งของระบบโปร เจกชัน แผนที ที นํามาใช้ ดังนันการกํ % าหนดจุดควบคุมทีด ี โดยปกติมกั จะเป็ นสีแ ยกที มเี ส้ นละติจดู ลอง กิจดู ตัดกัน เพื อใช้ เป็ นพิกดั อ้ างอิงที ถกู ต้ อง อีกทังยั % งสามารถวัดระยะทางเป็ นนิ %วหรื อเซนติเมตรบน โต๊ ะดิจิไตซ์เข้ าไปสูโ่ ลกที เป็ นจริงได้ ถกู ต้ องอีกด้ วย (รูปที 8) ในระหว่างที ดิจิไตซ์ ต้ องกําหนดรหัสให้ กบั ข้ อมูลที กําลังทําอยู่ ไม่วา่ จะเป็ นเส้ น หรื อ จุด หากเป็ น polygon ก็ต้องกําหนดชื อลงไปด้ วย เพื อ นําเข้ าสูร่ ะบบฐานข้ อมูล GIS 6.1

15

รูปที 8 โต๊ ะดิจิไตซ์ ข้ อดี • • •

การดิจิไตซ์ทําได้ ง่าย และเรี ยนรู้ได้ เร็ ว ในระหว่างการดิจิไตซ์ สามารถบันทึกข้ อมูลที เกี ยวข้ อง (attribute information) ไปพร้ อมกันได้ เลย มีความแม่ยําสูง ผ่านการทําด้ วยมือ โดยปกติแล้ วข้ อมูลที จําเป็ นจะได้ รับการบันทึกหมด

ข้ อจํากัด • เหนื อยและเสียเวลาในการดิจิไตซ์ อาจจะทําให้ เกิดปั ญหาด้ านคุณภาพของการดิจิไตซ์ได้ และต้ องใช้ เวลา ตรวจสอบหลังการดิจิไตซ์แล้ ว • การดิจิไตซ์ด้วยมือค่อนข้ างช้ า หากเป็ นแผนที มาตราส่วนใหญ่แล้ ว ก็ต้องการโต๊ ะดิจิไตซ์ขนาดใหญ่ตามไป ด้ วย • ในทางตรงข้ าม หากเป็ นข้ อมูลที ได้ จาก GPS หรื อ ภาพถ่ายทางอากาศ ความแม่นยําของแผนที ดิจิไตซ์ อาจจะเป็ นข้ อจํากัดในเรื องคุณภาพข้ อมูลของแหล่งที มาไม่ตรงกันก็ได้ 6.3

การสแกนนิง (Scanning) งานนําเข้ าข้ อมูลอีกประเภทหนึง คือการสแกน ซึง เป็ นทางเลือกหนึง ที ไม่ต้องดิจิ ไตซ์ แต่ก็มคี วามแตกต่างกันออกไปตามเครื องสแกนเนอร์ ที เป็ นการบันทึกด้ วยแสงที มคี วามเข้ มข้ นของ แสงแตกต่างกันในแต่ละพิกเซล ซึง ในแต่ละพิกเซลจะมีคา่ ประจํากริ ดเซลตังแต่ % 0-255 เรี ยกข้ อมูลชนิดนี %ว่า ข้ อมูลราสเตอร์ (raster data)และเมื อนํามาผสมแสง (แดง เขียว นํ %าเงิน) ก็จะได้ ภาพ (image)สีผสม ขึ %นมา ส่วนใหญ่การเก็บข้ อมูลพิกเซล จะอยูใ่ นรูป geographic interchange file (GIF) หรื อ TIFF file หลังจากทีก ําหนดพิกดั อ้ างอิงทางพื %นที ให้ กบั ภาพ ก็จะทําให้ อิเมจ (image) มีพิกดั สอดคล้ องกับโลกแห่ง ความเป็ นจริ ง แล้ วสามารถนํามาเชื อมโยงกับข้ อมูลเวกเตอร์ (vector data)ได้ โดยปกติแล้ วเราสามารถ แปลงข้ อมูลจาก ราสเตอร์ เป็ นเวกเตอร์ ได้ อยูแ่ ล้ ว (รูปที 9)

รูปที 9 การแปลงข้ อมูล ราสเตอร์ เป็ นเวกเตอร์

16

ข้ อดี ั ข้ อมูลเวกเตอร์ ได้ • แผนที สแกนสารมารถใช้ เป็ นอิเมจฉากหลังให้ กบ • เป็ นแผนที ฐานซึง ซึง ซอฟแวร์ สามารถแปลงเป็ นเวกเตอร์ ได้ ง่าย • ใช้ สแกนเนอร์ ขนาดเล็ก ราคาไม่แพงและง่ายต่อการจับข้ อมูล ข้ อจํากัด • การแปลงแผนที ขนาดใหญ่ไปกับเครื องสแกนเนอร์ ขนาดเล็กจะต้ องนํามาประกอบกันภายหลังเป็ นเรื อง ที เหนื อย • หากต้ องใช้ สแกนเนอร์ ที มศ ี กั ยภาพดี สแกนเนอร์ ขนาดใหญ่ก็มีราคาแพงตามไปด้ วย • ความก้ าวหน้ าทางด้ านซอฟแวร์ การแปลงไปสูเ่ วกเตอร์ การแก้ ไข และการลงข้ อความ (label)ยังเป็ นที ต้ องการมาก

รูปที 9 รูปแบบองค์ประกอบของแผนที ดิจิทลั

17

รูปที 10 แผนที ดิจิทลั ของเขตเมือง 7.มาตรฐานไฟล์ ข้อมูล 7.1 มาตรฐานไฟล์ข้อมูลราสเตอร์ ที สาํ คัญดังนี % •

BMP format (bitmap)

เป็ นมาตรฐานการเก็บข้ อมูลราสเตอร์ พื %นฐาน มักเป็ นไฟล์ขนาดใหญ่กว่ารูปแบบ

อื นๆ •

TIFF format เป็ นไฟล์ที นิยมและใช้ กน ั อย่างกว้ างขวางสําหรับเก็บข้ อมูลอิเมจ ซึง สนับสนุนกราฟิ กต่างๆ

แม้ วา่ จะมีปัญหาในด้ านการนําข้ อมูลเข้ าจากฮาร์ ดแวร์ อื นอยูบ่ ้ าง TIFF format ก็ยงั มีความสําคัญต่องาน กราฟิ ก เพราะมีความเหมาะสมในการแสดงภาพรี โมทเซนซิง ภาพถ่ายทางอากาศ แผนที สแกน หรื อข้ อมูล ราสเตอร์ อื นๆ ในระบบ GIS หรื อ ชุดการทําแผนที เดสท๊ อบ เป็ นต้ น จนทําให้ มกี ารพัฒนา GeoTIFF % วยงานของรัฐ เอกชน และ standard เพื อกําหนดเป็ นมาตรฐานข้ อมูลเดียวกันสําหรับวงการ GIS ทังในหน่ ด้ านการศึกษา • GIF format (graphic interchange file) เป็ นการออกแบบการแปลงข้ อมูลภาพราสเตอร์ ข้ามไปยัง ฮาร์ ดแวร์ อื นๆ มีการลดขนาดไฟล์ลงแต่ก็มีความเหมาะสมต่อการโยกย้ ายไฟล์ไปยังเครื อข่ายคอมพิวเตอร์ มี 256 ระดับสี ส่วนใหญ่อิเมจที ไม่ใช่เป็ นภาพสีในหน้ าเว๊ บมักจะเป็ น GIFF format JPEC format (Joint Photographic Experts Group) ได้ รับการพัฒนาขึ %นโดยการบีบอัดระดับสีให้ กบ ั อิ เมจซึง มีจํานวนมากนระดับสีหรื อสีเทา (colors or grey shades) เช่นภาพถ่าย หรื ออิเมจ ซึง JPEC เหมาะ สําหรับการใช้ ในเครื อข่าย web pages ในการนําเข้ า ส่งออกข้ อมูลได้ อย่างดี 7.2 มาตรฐานไฟล์ข้อมูลเวกเตอร์ • WMF (Window Metafile) เป็ นไฟล์กราฟิ กที ใช้ กบ ั วินโดว์ ส่วนใหญ่ใช้ ในการบันทึกข้ อมูลเวกเตอร์ เหมือนกับการเก็บไว้ ในรูป bitmap ส่วน EMF (Enhanced WMF) มีความหลากหลายมากกว่า WMF ซึง พัฒนาให้ สอดคล้ องกับวินโดว์ 32 bit (window 95 และ NT) ถือได้ วา่ ไฟล์นี %มีความเป็ นมาตรฐานใน การนําเข้ า ส่งออก กราฟิ กระหว่างวินโดว์ได้ ดี

18

•

CGM (Computer Graphics Metafiles) เป็ นไฟล์มาตรฐานสากล ซึง เก็บข้ อมูลกราฟิ ก 2 มิติ เพื อการ

พัฒนาเวกเตอร์ มาตรฐาน •

•

•

•

HPGL (Hewlett-Packard Graphics Language) เป็ นไฟล์ที ใช้ สาํ หรับ pen plotters ซึง เป็ นทีน ิยมใน

การใช้ เป็ นอุปกรณ์นาํ ออกข้ อมูลสําหรับ GIS ซึง มีความจําเป็ นต่อการพิมพ์แผนที ขนาดใหญ่ DXF (Drawing Exchange format) ได้ รับการพัฒนาโดยบริ ษัท Autodesk ผู้ผลิตซอฟแวร์ CAD และ GIS รายใหญ่ ซึง ไฟล์ DXF ได้ กลายเป็ นมาตรฐานสําหรับการแลกเปลีย น format กันซึง สนับสนุนงาน GIS ที ใช้ ซอฟแวร์ หลายชนิด PS and EPS (Postscript) เป็ นภาษาโปรแกรมมิงเพื อการอธิบายข้ อมูลเวกเตอร์ ใน plain- text file ซึง มี การใช้ อย่างกว้ างขวางสําหรับงานออกแบบ พัฒนาโดยบริษัท Adobe นอกจากนี %ยังสามารถทํางานร่วมกับ ข้ อมูลราสเตอร์ ได้ ดี สิง ที สาํ คัญของไฟล์ postscript คือเหมาะสําหรับการนําออกข้ อมูลเพื อส่งเป็ นเอกสาร และกราฟิ กไปสูเ่ ครื องพิมพ์ ส่วนใหญ่แล้ วไฟล์นี %เหมาะสําหรับการนําออกข้ อมูล ซอฟแวร์ กราฟิ กต่างๆ สนับสนุนไฟล์นี % แต่เนื องจากข้ อจํากัดของไฟล์นี %อยูท่ ี รหัส (postscript codes)ที ยงั ไม่เป็ นมาตรฐานที สมบูรณ์นนั เอง เมื อมีการนําเข้ าข้ อมูลมาแล้ วจะแก้ ไขได้ ยากในภายหลัง จําเป็ นต้ องใช้ คอมพิวเตอร์ อื น PDF format (Portable document format ) เป็ นไฟล์ที พฒ ั นาจากบริ ษัท Adobe ใช้ เพื อการจัดการ เอกสารที ซบั ซ้ อน รวมไปถึงข้ อมูลและกราฟิ กในอินเตอร์ เน็ต โดยไฟล์ PDF สามารถสร้ างจาก textprocessing or graphics package ได้ เลย ทังนี % %ผู้ใช้ สามารถดาวน์โหลดฟรี จากเว๊ บ Adobe web site มี ผู้เชี ยวชาญกล่าวว่า ไฟล์ PDF จะเข้ ามาแทนที มาตรฐานการพิมพ์กราฟิ กขนาดใหญ่ได้ และเป็ นไฟล์ที ง่าย ต่อการทําข้ อมูลราสเตอร์ ซึง สามารถแสดงผลได้ ที หน้ าจอ และเครื องพิมพ์ที มีรายละเอียดสูง

8.ซอฟแวร์ GIS •

•

•

•

•

AutoCAD DXF format (.dxf) พัฒนาโดยบรษัท CAD เหมาะสําหรับการส่งข้ อมูลภูมิศาสตร์ ได้ แต่

ไม่ดีนกั เมื อต้ องใช้ ร่วมกับข้ อมูล attribute information Arc/Info export format (.e00) ได้ รับการพัฒนาให้ มค ี วามสามารถโยกย้ ายข้ อมูลสําหรับ ฐานข้ อมูล GIS ผลิตโดยบริ ษัท ESRI (the Environmental Systems Research Institute) สามารถงบีบอัดข้ อมูลให้ มีขนาดเล็กได้ อย่างไรก็ตามต้ องแน่ใจว่าจะไม่ทําให้ ข้อมูลบางส่วนสูญหายใน การโยกย้ าย การบีบอัดข้ อมูลทําเป็ นมาตรฐานเดียวกันอยูใ่ นรูป PKZIP ส่วน .e00 format ยังไม่ได้ นําออกสูส่ าธารณะ แต่ในกลุม่ GIS แล้ วได้ มีการพัฒนาแล้ ว ArcView shape files (.shp) เป็ น format ธรรมดาของค่าย ESRI สําหรับซอฟแวร์ แผนที แบบเดสท๊ อบ ซึง shape file database ประกอบด้ วยข้ อมูลพิกดั ดัชนีสเปเทียล และข้ อมูล attribute เหมาะ สําหรับการปฏิบตั ิงานในระบบ GIS ในการนําเข้ าไฟล์ชนิดนี % MapInfo interchange format (.mif) ใช้ สาํ หรับการแลกเปลีย นไฟล์ พัฒนาโดยบริ ษัท MapInfo ผู้นําด้ านระบบการทําแผนที เดสท๊ อบ (desktop mapping system) MIF format อยูใ่ นรูป ASCII format ซึง โปรแกรมต่างๆ สามารถอ่านได้ MicroStation design file format (.dgn) พัฒนาโดย Bentley’s Modular GIS environment (MGE) และ Geographics GIS package ซึง ไฟล์นี %ไม่ได้ สนับสนุน attribute data โดยตรง แต่

19

สามารถเชื อมโยงกับตารางฐานข้ อมูลภายนอก เป็ น format ที แยกออกต่างหากจากข้ อมูลภูมิศาสตร์ กับข้ อมูล attribute 9.สรุ ป

จากระบวนการทําแผนที ดิจิทลั มีรายละเอียดและสิง ที ต้องพิจารณาตังแต่ % การเตรียมข้ อมูลเข้ า การคัดเลือก อุปกรณ์นําเข้ า ส่งออก รวมถึงการนระบบการจัดเก็บไฟล์ในรูปต่างๆ ซึง มีข้อดี ข้ อจํากัดของแต่ละระบบ ดังนันจํ % าเป็ นอย่าง ยิ งที ผ้ นู ําระบบ GIS มาประยุกต์ใช้ ต้องมีความรู้พื %นฐานในระบบฐานข้ อมูลแผนที ดิจิทลั ให้ ชดั เจนเสียก่อน ยิ งในอนาคต อันใกล้ นี %รูปแบบการจัดเก็บข้ อมูล หรื อฐานข้ อมูล GIS จะมีการเปลีย นแปลงไปสูร่ ะบบการคํานวณที เรี ยกว่า Cloud Computing แล้ ว .............................. เอกสารอ้ างอิง United Nations (2000). Handbook on Geographic and Digital Mapping. UN: Department of Economic and Social Affairs ,Statistic Division.