الجيوماتكس

تتضمن منهجية مسح الأراضي قياس وتحليل النقاط على الأرض. توفر هذه القراءات معلومات حول زوايا النقاط ومسافاتها وارتفاعاتها. ^{[ 13 ]} وغالبًا ما يُنظر إليها على أنها الفن والعلم اللذان ساهما في تحديد حدود الأراضي التي تطورت إلى ملكية قانونية قائمة. ^{[ 14 ]}

تُعدّ أعمال مسح الأراضي ذات صلة وثيقة بتخطيط وتصميم تقسيم الأراضي، والهندسة المدنية ، والبناء. ^{[ 14 ]}

تجمع تقنية التصور الجغرافي بين علم الخرائط وعلوم الحاسوب لإضفاء الحيوية على البيانات المكانية . وتساعد الأدوات والتقنيات التفاعلية المستخدمة في دعم الاستكشاف وإيصال النتائج النهائية. وبذلك، يتم التركيز على عملية بناء المعرفة، على عكس الخرائط التقليدية. ^{[ 15 ]} ويمكن عرض هذه النتائج في شكل نماذج ثلاثية الأبعاد ، ورسوم متحركة بتقنية الفاصل الزمني، وصور مُعدّلة. ^{[ 16 ]}

تتيح المعالجة الحاسوبية للمستخدمين تغيير المعايير المرئية بسرعة من خلال طبقات بيانات التصفية، مما ينتج عنه صورة أكثر وضوحًا مقارنةً بالخرائط الورقية الثابتة. ^{[ 17 ]} وفي مجال الجيوماتكس، يقوم مهندس الجيوماتكس بجمع البيانات الأولية، بينما تعمل تقنيات التصور الجغرافي على جعل هذه المعلومات سهلة الفهم. ^{[ 16 ]}

يُغطي مجال الهيدروجيوماتيكس ذو الصلة المنطقة المرتبطة بأعمال المسح التي تُجرى على سطح البحر أو فوقه أو تحته، أو على مسطحات مائية أخرى. ويُعرف هذا المجال الفرعي أيضاً، وبشكل أكثر شيوعاً، باسم الهيدروغرافيا ، وهو مصطلح صِيغ في منتصف القرن السادس عشر. ^{[ 18 ]}

يُعدّ ألكسندر دالريمبل أحد رواد علم الهيدروغرافيا ، وهو أول رسام هيدروغرافي عُيّن من قِبل البحرية البريطانية عام 1795. كانت مهمته إعداد وطباعة الخرائط لأغراض السفر، مساهمًا بذلك في الملاحة البحرية والتجارية. ^{[ 19 ] [ 20 ]} يرتبط تاريخ دالريمبل ارتباطًا وثيقًا بالأسس العسكرية التي يقوم عليها هذا المجال، وقد اتسع نطاقه في العصر الحديث ليشمل جوانب أخرى من الهيدروغرافيا، بدءًا من المراقبة العسكرية وصولًا إلى حماية الموائل المحيطية . ^{[ 21 ] [ 22 ]} بعد تأسيس المكتب الهيدروغرافي البريطاني (UKHO) عام 1795، أُنشئ رسميًا المرصد البحري الأمريكي والمكتب الهيدروغرافي الأمريكي (USNO) عام 1854، مما مهّد الطريق للملاحة الآمنة والشحن العالمي والدفاع. ^{[ 23 ]}

تُعدّ الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، وهي وكالة حكومية أمريكية، مثالاً على كيفية تطبيق علم الهيدروجيوماتكس/الهيدروغرافيا. ويُسعى إلى الحصول على معلومات عن تضاريس قاع البحر (أو قياس الأعماق )، وتُستخدم تقنيات الجيوماتكس الشائعة، مثل أجهزة السونار متعددة الحزم ، لرسم خرائط قاع البحر. ^{[ 24 ]}

يمكن لعلم المعلومات الجغرافية الصحية أن يُحسّن فهمنا للعلاقة المهمة بين الموقع والصحة، وبالتالي يُساعدنا في مهام الصحة العامة مثل الوقاية من الأمراض، وكذلك في تحسين تخطيط خدمات الرعاية الصحية. ^{[ 25 ]} ومن المجالات البحثية المهمة استخدام البيانات المفتوحة في تخطيط الأنشطة المنقذة للحياة. ^{[ 26 ]}

الجيوماتكس التعدينية هي فرع من الجيوماتكس مُخصَّص للتعدين. وتركز على جمع ومعالجة وتحليل البيانات المكانية المتعلقة بالأجسام والظواهر في بيئات التعدين لدعم عمليات الرصد والنمذجة والتنبؤ والتصوير واتخاذ القرارات في عمليات التعدين. ^{[ 27 ]} ويرتبط تطورها بشكل متزايد بالتعليم المتخصص وتكوين الكفاءات المهنية المُكيَّفة مع احتياجات التعدين الحديث. ^{[ 28 ]}

تزايد عدد الأقسام الجامعية التي كانت تحمل سابقًا مسميات مثل "المسح" أو "هندسة المسح" أو " العلوم الطبوغرافية "، والتي أعادت تسمية نفسها باستخدام مصطلحات مثل "الجيوماتكس" أو "هندسة الجيوماتكس"، بينما تحولت أقسام أخرى إلى مسميات برامج مثل "تقنية المعلومات المكانية" وأسماء مشابهة. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

لقد أصبح التقدم السريع وزيادة وضوح علم الجيوماتكس منذ التسعينيات ممكناً بفضل التطورات في أجهزة الكمبيوتر وعلوم الكمبيوتر وهندسة البرمجيات ، فضلاً عن تقنيات الاستشعار عن بعد المحمولة جواً والفضائية.

تُعدّ أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية مجموعة من الأنظمة الجغرافية المكانية التي توفر تغطية عالمية. وتتعدد استخدامات هذه التقنية، بدءًا من الاتصالات وصولًا إلى الملاحة المتنقلة. ^{[ 31 ] [ 32 ]} وتشمل كوكبات أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية الست العاملة حاليًا : كوكبة نظام تحديد المواقع العالمي ( GPS ) التشغيلية الأمريكية، ونظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية ( GLONASS ) الروسي، ونظام غاليليو الأوروبي، ونظام بيدو/كومباس الصيني ، ونظام الأقمار الصناعية شبه السمتية الياباني ( QZSS )، ونظام الملاحة الإقليمي الهندي عبر الأقمار الصناعية ( IRNSS ).

يتولى علماء الجيوماتكس إدارة سلسلة القيمة الكاملة المرتبطة بمعالجة البيانات الجغرافية. يبدأ عملهم بجمع البيانات والحصول عليها. يجب أن يكون متخصصو الجيوماتكس قادرين على التمييز بين الطرق الطبوغرافية (مثل المحطة الشاملة أو نظام تحديد المواقع التفاضلي GPS ) (التي تتطلب الذهاب إلى النقطة المراد قياسها) وطرق الاستشعار عن بُعد (مثل التصوير المساحي أو الليدار ) (القياس عن بُعد). كما يجب أن يكونوا قادرين على إجراء قياسات مستوية (x، y أو خط العرض، خط الطول)، ومسح الارتفاع (z أو H)، أو قياسات القياس عن بُعد عبر الأقمار الصناعية (تحليل القياسات المأخوذة من الفضاء). بعد ذلك، تُنظف البيانات المجمعة وتُتاح لمزيد من المعالجة. ^{[ 42 ]}

يُعنى علماء الجيوماتكس بالتحقق من دقة البيانات الجغرافية (مكانيًا وزمنيًا)، واكتمالها، وفي حال تعذر التحقق (كوجود تضاريس وعرة)، التحقق من مصداقيتها. ورغم محاولات الأتمتة، لا يزال يُطلب منهم حساب الموقع ونظام الإحداثيات الجغرافية ، ثم إحداثيين على الأقل: خط العرض وخط الطول، وأحيانًا ارتفاع الكيانات (النقاط، الخطوط، المناطق) وخصائصها المرتبطة بها (مثل طبيعتها، مساحتها، حجمها، عدد سكانها، وما إذا كانت متصلة بشبكة مياه الشرب أم لا). بعد ذلك، تُعالج بياناتهم الجغرافية وتُحلل لإنشاء نماذج بيانات، ومن ثم قواعد بيانات. وعند الضرورة، تُنسق البيانات (اختيار المقياس، والألوان، وسماكة الخطوط، والمفتاح) لإنشاء الخرائط.

هناك نقص في المتخصصين المهرة في مجال الجيوماتكس، ولا يوجد عدد كافٍ من المهنيين القادرين على التمييز بين تنسيقات تبادل البيانات المختلفة، وتحويلها، وتقييمها، وتفسيرها، ودمج البيانات من مصادر متنوعة. ^{[ 43 ]}

يشمل عمل مهندسي الجيوماتكس تحليل البيانات المكانية والإحصاءات . ^{[ 44 ]} تُنمذج هذه المعلومات "هياكل التبعية المفهرسة مكانيًا"، مما يُفنّد فكرة مجموعة البيانات المستقلة والموزعة بشكل متطابق. ^{[ 44 ]} يُعرف هذا أيضًا بالتحليلات الجغرافية المكانية ، وهو المعلومات المتعلقة بموقع محدد في الفضاء الجغرافي. يوفر التحليل الذي يُجريه مهندسو الجيوماتكس في هذا المجال رؤى قابلة للتنفيذ وفقًا لما يتم فحصه. ^{[ 45 ]}

بالتعاون مع مهندسي الإنشاءات المدنية ، سيستخدم مهندسو الجيوماتكس نظام تحديد المواقع العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS) وأجهزة عالية الدقة لتحديد الحدود القانونية والجغرافية لمنطقة ما. ^{[ 46 ] [ 47 ]} تُعالج البيانات الأولية من خلال قاعدة بيانات نظام المعلومات الجغرافية (GIS)، والتي سيستخدمها الفريق كمصدر للمعلومات.

لتقييم التصميم الأمثل، يُطبَّق التصميم المقترح على بيانات القيود مثل السهول الفيضية والأراضي الرطبة والمنحدرات الشديدة. ^{[ 48 ]} يتم إعداد مخطط تقسيم فرعي ، وهو الخريطة المسجلة قانونيًا التي توضح الحدود والأبعاد والتقسيمات المرتبطة بها. ^{[ 49 ]}

تُسهم القدرة على تحليل البيانات الجغرافية في دفع الشركات في هذا القطاع نحو تحقيق صافي انبعاثات صفري. ^{[ 54 ]} وتُعزز الاتفاقيات والخطط في جميع أنحاء العالم الحياد المناخي، مثل أهداف التنمية المستدامة (SDGs) ومختلف دورات سلسلة مؤتمرات الأمم المتحدة بشأن تغير المناخ . ^{[ 54 ] [ 55 ]}

تهدف مبادرة أرشيف الأرض، التي أطلقها كريستوفر فيشر، إلى إنشاء قاعدة بيانات رقمية للأرض والتخفيف من حدة أزمة المناخ. ^{[ 54 ] [ 56 ]} سيتم استخدام تقنية LiDAR ، وهي تقنية استشعار عن بُعد، لإجراء مسح شامل لكتلة اليابسة على كوكب الأرض، والتي تُقدّر بنحو 30% من مساحة سطح الأرض. ستوفر عمليات مسح LiDAR مجموعة بيانات تتضمن البيانات الحالية المتاحة وحالة الأرض المستقبلية. سيساعد ذلك في فهم أزمة تغير المناخ ومكافحتها من خلال تمثيل مرئي. ^{[ 57 ]}