तुम्हाला माहित आहे की संगणक डेटा प्रक्रिया आणि आलेख, आकृत्या आणि नकाशे तयार करण्यात आपली क्षमता वाढवतात. संगणक हार्डवेअर आणि अनुप्रयोग सॉफ्टवेअरच्या संयोजनाचा वापर करून डेटा प्रक्रिया आणि मॅपिंगच्या तत्त्वांशी आणि पद्धतींशी संबंधित असलेल्या शिस्तींना अनुक्रमे डेटाबेस मॅनेजमेंट सिस्टम (DBMS) आणि संगणक-सहाय्यित कार्टोग्राफी म्हणून संबोधले जाते. तथापि, अशा संगणक अनुप्रयोगांची भूमिका केवळ डेटाची प्रक्रिया आणि त्यांची ग्राफिकल प्रस्तुतीकरणापुरती मर्यादित आहे. दुसऱ्या शब्दांत, अशा प्रकारे प्रक्रिया केलेला डेटा किंवा तयार केलेले नकाशे आणि आकृत्या निर्णय समर्थन प्रणाली विकसित करण्यासाठी वापरले जाऊ शकत नाहीत. वास्तवात, असे अनेक प्रश्न आहेत ज्यांचा आपण सामान्यतः आपल्या दैनंदिन जीवनात सामना करतो आणि समाधानकारक उपाय शोधतो. हे प्रश्न असू शकतात: काय आहे ते कोठे आहे? ते तिथे का आहे? जर ते नवीन स्थानावर हलवले तर काय होईल? अशा पुनर्वाटपाने कोणाला फायदा होईल? पुनर्वाटप झाल्यास कोणाचा फायदा गमावण्याची अपेक्षा आहे? हे आणि इतर अनेक प्रश्न समजून घेण्यासाठी, आपल्याला विविध स्रोतांकडून गोळा केलेला आवश्यक डेटा मिळवावा लागेल आणि भू-प्रक्रिया साधनांद्वारे समर्थित असलेल्या संगणकाचा वापर करून त्यांचे एकत्रीकरण करावे लागेल. येथेच स्थानिक माहिती प्रणालीची संकल्पना आहे. या प्रकरणात, आपण स्थानिक माहिती तंत्रज्ञानाची मूलभूत तत्त्वे आणि त्याचा स्थानिक माहिती प्रणालीपर्यंतचा विस्तार याबद्दल चर्चा करू, ज्याला सामान्यतः भौगोलिक माहिती प्रणाली म्हणून ओळखले जाते.

स्थानिक माहिती तंत्रज्ञान म्हणजे काय?

स्थानिक हा शब्द अवकाश या शब्दापासून तयार झाला आहे. हे भौगोलिकदृष्ट्या परिभाषित करता येण्याजोग्या जागेवर वितरित केलेल्या वैशिष्ट्ये आणि घटनांना संदर्भित करते, अशा प्रकारे, भौतिकदृष्ट्या मोजता येण्याजोग्या परिमाणांसह. आपल्याला माहित आहे की आज वापरल्या जाणाऱ्या बहुतेक डेटामध्ये स्थानिक घटक (स्थान) असतात, जसे की नगरपालिकेच्या सुविधेचा पत्ता, किंवा शेतीच्या जमिनीच्या सीमा, इ. म्हणून, स्थानिक माहिती तंत्रज्ञान हे स्थानिक माहिती गोळा करणे, साठवणे, पुनर्प्राप्त करणे, प्रदर्शित करणे, हाताळणे, व्यवस्थापित करणे आणि विश्लेषण करण्यासाठी तांत्रिक आदानांच्या वापराशी संबंधित आहे. हे रिमोट सेन्सिंग, जीपीएस, जीआयएस, डिजिटल कार्टोग्राफी आणि डेटाबेस मॅनेजमेंट सिस्टीमचे एकत्रीकरण आहे.

जीआयएस (भौगोलिक माहिती प्रणाली) म्हणजे काय?

१९७० च्या दशकाच्या मध्यापासून उपलब्ध असलेली प्रगत संगणक प्रणाली स्थानिक आणि गुणधर्म डेटा आणि त्यांचे एकत्रीकरण आयोजित करण्याच्या उद्देशाने भू-संदर्भित माहितीची प्रक्रिया करण्यास सक्षम करतात; वैयक्तिक फायलींमधील विशिष्ट माहिती शोधणे आणि संगणनांची अंमलबजावणी करणे, विश्लेषण करणे आणि निर्णय समर्थन प्रणाली विकसित करणे. अशा सर्व कार्यक्षमता असलेल्या प्रणालीला भौगोलिक माहिती प्रणाली (जीआयएस) म्हणतात. हे पृथ्वीशी स्थानिकदृष्ट्या संदर्भित केलेला डेटा मिळवणे, साठवणे, तपासणे, एकत्रीकरण करणे, हाताळणे, विश्लेषण करणे आणि प्रदर्शित करण्यासाठीची एक प्रणाली म्हणून परिभाषित केले जाते. हे सामान्यतः स्थानिकदृष्ट्या संदर्भित संगणक डेटाबेस आणि योग्य अनुप्रयोग सॉफ्टवेअरचा समावेश असल्याचे मानले जाते. हे संगणक-सहाय्यित कार्टोग्राफी आणि डेटाबेस मॅनेजमेंट सिस्टीमचे एकत्रीकरण आहे आणि ते स्थानिक आणि संबंधित विज्ञान जसे की संगणक विज्ञान, सांख्यिकी, कार्टोग्राफी, रिमोट सेन्सिंग, डेटाबेस तंत्रज्ञान, भूगोल, भूविज्ञान, जलविज्ञान, शेती, संसाधन व्यवस्थापन, पर्यावरण विज्ञान आणि सार्वजनिक प्रशासन या दोन्हीकडून संकल्पनात्मक आणि पद्धतशीर सामर्थ्य मिळवते.

भौगोलिक माहितीचे प्रकार

दोन प्रकारचे डेटा भौगोलिक माहितीचे प्रतिनिधित्व करतात. हे स्थानिक आणि अ-स्थानिक डेटा (बॉक्स ४.१) आहेत. स्थानिक डेटा त्यांच्या स्थितीय, रेषीय आणि क्षेत्रीय स्वरूपाच्या दर्शनी रूपाने वैशिष्ट्यीकृत आहेत (आकृती ४.१).

$\hspace{2cm}$ बॉक्स ४.१ : स्थानिक आणि अ-स्थानिक डेटा

भौगोलिक डेटाबेस : डेटाबेसमध्ये गुणधर्म आणि त्यांचे मूल्य किंवा वर्ग असतात. डावीकडील अ-स्थानिक डेटा सायकलचे भाग दर्शवतात, जे कोठेही स्थित असू शकतात. उजवीकडील डेटा रेकॉर्ड स्थानिक आहे कारण गुणधर्मांपैकी एक, विविध राज्यांचे नाव, ज्यांचे नकाशामध्ये निश्चित स्थान आहेत. हा डेटा जीआयएसमध्ये वापरला जाऊ शकतो.

आकृती ४.१ : बिंदू, रेषा आणि क्षेत्र वैशिष्ट्य

या डेटा स्वरूपांना सामान्यतः स्वीकारल्या गेलेल्या आणि योग्यरित्या परिभाषित समन्वय प्रणालीमध्ये भूमितीयदृष्ट्या नोंदणीकृत केले जाणे आवश्यक आहे आणि कोड केले जाणे आवश्यक आहे जेणेकरून ते जीआयएसच्या अंतर्गत डेटाबेस संरचनेमध्ये साठवले जाऊ शकतील. दुसरीकडे, स्थानिक डेटाचे वर्णन करणाऱ्या डेटाला अ-स्थानिक किंवा गुणधर्म डेटा म्हणतात. स्थानिक किंवा भौगोलिक माहिती प्रणालीमध्ये स्थानिक डेटा ही सर्वात महत्त्वाची पूर्वआवश्यकता आहे. जीआयएस कोअरमध्ये, ते अनेक प्रकारे तयार केले जाऊ शकते. हे आहेत :

• डेटा पुरवठादाराकडून डिजिटल स्वरूपात डेटा मिळवा
• विद्यमान ॲनालॉग डेटा डिजिटाइझ करा
• भौगोलिक घटकांचे स्वतःचे सर्वेक्षण करा

तथापि, जीआयएस अनुप्रयोगासाठी भौगोलिक डेटाच्या स्त्रोताची निवड मुख्यतः खालील गोष्टींद्वारे नियंत्रित केली जाते:

• अनुप्रयोग क्षेत्र स्वतः
• उपलब्ध अर्थसंकल्प, आणि
• डेटा संरचनेचा प्रकार, म्हणजे, वेक्टर/रास्टर.

अनेक वापरकर्त्यांसाठी, स्थानिक डेटाचा सर्वात सामान्य स्रोत म्हणजे हार्ड कॉपी (कागद) किंवा सॉफ्ट कॉपी स्वरूपातील (डिजिटल) स्थलाकृतिक किंवा विषयगत नकाशे. असे सर्व नकाशे खालील गोष्टींद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत:

• एक निश्चित प्रमाण जे नकाशा आणि ते प्रतिनिधित्व करत असलेल्या पृष्ठभाग यांच्यातील संबंध प्रदान करते,
• चिन्हे आणि रंगांचा वापर जे मॅप केलेल्या घटकांचे गुणधर्म परिभाषित करतात, आणि
• एक सहमत समन्वय प्रणाली, जी पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील घटकांचे स्थान परिभाषित करते.

मॅन्युअल पद्धतींवर जीआयएसचे फायदे

भौगोलिक माहितीच्या संप्रेषणाचे ग्राफिक माध्यम आणि भूमितीय निष्ठा असलेले नकाशे, खालील मर्यादांसह वारसाहक्काने प्राप्त झाले आहेत:

(i) नकाशाची माहिती विशिष्ट पद्धतीने प्रक्रिया केली जाते आणि सादर केली जाते.

(ii) नकाशा एक किंवा एकापेक्षा जास्त पूर्वनिर्धारित विषय दर्शवतो.

(iii) नकाशावर चित्रित केलेल्या माहितीमध्ये बदल करण्यासाठी नवीन नकाशा काढणे आवश्यक आहे.

याउलट, जीआयएसमध्ये स्वतंत्र डेटा संग्रहण आणि प्रस्तुतीकरणाचे अंतर्निहित फायदे आहेत. हे डेटा पाहण्यासाठी आणि सादर करण्यासाठी अनेक मार्ग देखील प्रदान करते. जीआयएसचे खालील फायदे उल्लेख करण्यासारखे आहेत:

१. वापरकर्ते प्रदर्शित केलेल्या स्थानिक वैशिष्ट्यांची चौकशी करू शकतात आणि विश्लेषणासाठी संबंधित गुणधर्म माहिती पुनर्प्राप्त करू शकतात. २. गुणधर्म डेटाची चौकशी किंवा विश्लेषण करून नकाशे काढता येतात. ३. नवीन माहिती संच निर्माण करण्यासाठी एकत्रित डेटाबेसवर स्थानिक क्रिया (बहुभुज ओव्हरले किंवा बफरिंग) लागू केल्या जाऊ शकतात. ४. सामायिक स्थान कोडद्वारे गुणधर्म डेटाच्या वेगवेगळ्या आयटम एकमेकांशी संबंधित केले जाऊ शकतात.

जीआयएसचे घटक

भौगोलिक माहिती प्रणालीच्या महत्त्वाच्या घटकांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे: (अ) हार्डवेअर (ब) सॉफ्टवेअर (क) डेटा (ड) लोक (इ) प्रक्रिया

जीआयएसचे विविध घटक आकृती ४.२ मध्ये दाखवले आहेत.

हार्डवेअर

अध्याय ४ मध्ये चर्चा केल्याप्रमाणे जीआयएसमध्ये तीन प्रमुख घटक आहेत:

• प्रक्रिया, संग्रहण, प्रदर्शन आणि इनपुट आणि आउटपुट उपप्रणालींचा समावेश असलेले हार्डवेअर.
• डेटा प्रविष्टी, संपादन, देखभाल, विश्लेषण, परिवर्तन, हाताळणी, डेटा प्रदर्शन आणि आउटपुटसाठी सॉफ्टवेअर मॉड्यूल्स.
• डेटा संस्थेची काळजी घेण्यासाठी डेटाबेस मॅनेजमेंट सिस्टीम.

सॉफ्टवेअर

खालील कार्यात्मक मॉड्यूल्ससह एक अनुप्रयोग सॉफ्टवेअर ही जीआयएसची महत्त्वाची पूर्वआवश्यकता आहे:

• डेटा प्रविष्टी, संपादन आणि देखभालशी संबंधित सॉफ्टवेअर
• विश्लेषण/परिवर्तन/हाताळणीशी संबंधित सॉफ्टवेअर
• डेटा प्रदर्शन आणि आउटपुटशी संबंधित सॉफ्टवेअर.

डेटा

स्थानिक डेटा आणि संबंधित सारणीबद्ध डेटा हे जीआयएसचे मेरुदंड आहेत. विद्यमान डेटा पुरवठादाराकडून मिळवता येऊ शकतात किंवा नवीन डेटा वापरकर्त्याद्वारे अंतर्गत तयार/गोळा केला जाऊ शकतो. डिजिटल नकाशा जीआयएससाठी मूलभूत डेटा इनपुट बनवते. नकाशा वस्तूंशी संबंधित सारणीबद्ध डेटा देखील डिजिटल डेटाशी जोडला जाऊ शकतो. जीआयएस स्थानिक डेटाचे इतर डेटा संसाधनांसह एकत्रीकरण करेल आणि डीबीएमएस देखील वापरू शकते.

लोक

जीआयएस वापरकर्त्यांची श्रेणी हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर अभियंते ते संसाधने आणि पर्यावरणशास्त्रज्ञ, धोरणनिर्माते आणि निरीक्षण आणि अंमलबजावणी करणाऱ्या संस्थांपर्यंत विस्तृत आहे. लोकांचे हे क्रॉस-सेक्शन निर्णय समर्थन प्रणाली विकसित करण्यासाठी आणि वास्तविक-वेळेच्या समस्या सोडवण्यासाठी जीआयएस वापरतात.

प्रक्रिया

प्रक्रियांमध्ये डेटा कसा पुनर्प्राप्त केला जाईल, सिस्टीममध्ये इनपुट केला जाईल, साठवला जाईल, व्यवस्थापित केला जाईल, रूपांतरित केला जाईल, विश्लेषित केला जाईल आणि शेवटी अंतिम आउटपुटमध्ये सादर केला जाईल याचा समावेश होतो.

आकृती ४.२ : जीआयएसचे मूलभूत घटक

स्थानिक डेटा स्वरूप

स्थानिक डेटा रास्टर आणि वेक्टर डेटा स्वरूपांमध्ये दर्शविले जातात:

रास्टर डेटा स्वरूप

रास्टर डेटा ग्राफिक वैशिष्ट्याचे चौरसांच्या ग्रिडच्या नमुन्याचे प्रतिनिधित्व करतात, तर वेक्टर डेटा विशिष्ट बिंदूंमधील रेषांच्या संचाचे प्रतिनिधित्व करतात. कागदाच्या तुकड्यावर कर्णरेषा काढलेली रेषा विचारात घ्या. रास्टर फाइल ही प्रतिमा कागदाचे लहान आयतांच्या मॅट्रिक्समध्ये उपविभाजित करून दर्शवेल, सेल म्हणतात. प्रत्येक सेलला डेटा फाइलमध्ये स्थान नियुक्त केले जाते आणि त्या स्थानावरील गुणधर्मावर आधारित मूल्य दिले जाते. त्याच्या पंक्ती आणि स्तंभ समन्वयांद्वारे कोणताही वैयक्तिक पिक्सेल ओळखला जाऊ शकतो (आकृती ४.३). हे डेटा प्रतिनिधित्व वापरकर्त्याला मूळ प्रतिमा सहजपणे पुन्हा तयार करण्यास किंवा कल्पना करण्यास सक्षम करते.

आकृती ४.३ : ग्रिडसाठी सामान्य संरचना

सेल आकार आणि सेलच्या संख्येमधील संबंध रास्टरचे रिझोल्यूशन म्हणून व्यक्त केला जातो. रास्टर स्वरूपातील डेटावर ग्रिड आकाराचा प्रभाव आकृती ४.४ मध्ये स्पष्ट केला आहे.

आकृती ४.४ : रास्टर स्वरूपातील डेटावर ग्रिड आकाराचा प्रभाव

रास्टर फाइल स्वरूप बहुतेक वेळा खालील क्रियाकलापांसाठी वापरले जातात:

• हवाई छायाचित्रे, उपग्रह प्रतिमा, स्कॅन केलेले कागदी नकाशे इत्यादींच्या डिजिटल प्रतिनिधित्वासाठी.
• जेव्हा खर्च कमी ठेवणे आवश्यक असते.
• जेव्हा नकाशाला वैयक्तिक नकाशा वैशिष्ट्यांच्या विश्लेषणाची आवश्यकता नसते.
• जेव्हा “बॅकड्रॉप” नकाशे आवश्यक असतात.

वेक्टर डेटा स्वरूप

त्याच कर्णरेषेचे वेक्टर प्रतिनिधित्व त्याच्या सुरुवातीच्या आणि शेवटच्या बिंदूंचे समन्वय नोंदवून रेषेचे स्थान नोंदवेल. प्रत्येक बिंदू दोन किंवा तीन संख्यांनी (हे प्रतिनिधित्व $2 \mathrm{D}$ किंवा $3 \mathrm{D}$ होते की नाही यावर अवलंबून, अनेकदा $\mathrm{X}, \mathrm{Y}$ किंवा $\mathrm{X}, \mathrm{Y}, \mathrm{Z}$ समन्वय म्हणून संबोधले जाते) (आकृती ४.५) व्यक्त केला जाईल. पहिली संख्या, $\mathrm{X}$, हा बिंदू आणि कागदाच्या डाव्या बाजूमधील अंतर आहे; $\mathrm{Y}$, बिंदू आणि कागदाच्या तळामधील अंतर; $\mathrm{Z}$, कागदाच्या वर किंवा खाली बिंदूची उंची. मोजलेल्या बिंदूंना जोडल्याने वेक्टर तयार होतो.

आकृती ४.५ : वेक्टर डेटा मॉडेल समन्वय जोड्यांभोवती आधारित आहे

वेक्टर डेटा मॉडेल त्यांच्या वास्तविक (पृथ्वी) समन्वयांद्वारे साठवलेले बिंदू वापरते. येथे रेषा आणि क्षेत्रे क्रमाने बिंदूंच्या क्रमवारीतून तयार केली जातात. रेषांमध्ये बिंदूंच्या क्रमवारीकडे दिशा असते. बिंदू किंवा रेषांपासून बहुभुज तयार केले जाऊ शकतात. वेक्टर टोपोलॉजीबद्दल माहिती साठवू शकतात. मॅन्युअल डिजिटायझिंग हा वेक्टर डेटा इनपुटचा सर्वोत्तम मार्ग आहे.

वेक्टर फाइली बहुतेक वेळा खालील गोष्टींसाठी वापरल्या जातात:

• अत्यंत अचूक अनुप्रयोग
• जेव्हा फाइल आकार महत्त्वाचे असतात
• जेव्हा वैयक्तिक नकाशा वैशिष्ट्यांना विश्लेषणाची आवश्यकता असते
• जेव्हा वर्णनात्मक माहिती साठवणे आवश्यक असते

रास्टर आणि वेक्टर डेटा स्वरूपांचे फायदे आणि तोटे बॉक्स ४.२ मध्ये स्पष्ट केले आहेत.

आकृती ४.६ : रास्टर आणि वेक्टर डेटा स्वरूपांमध्ये स्थानिक घटकांचे प्रतिनिधित्व

जीआयएस क्रियाकलापांचा क्रम

जीआयएस-संबंधित कामात खालील क्रियाकलापांचा समावेश आहे:

१. स्थानिक डेटा इनपुट २. गुणधर्म डेटाची प्रविष्टी ३. डेटा सत्यापन आणि संपादन ४. स्थानिक आणि गुणधर्म डेटा दुवे ५. स्थानिक विश्लेषण

स्थानिक डेटा इनपुट

आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, जीआयएसमध्ये स्थानिक डेटाबेस विविध स्रोतांपासून तयार केला जाऊ शकतो. यांचा सारांश खालील दोन श्रेणींमध्ये केला जाऊ शकतो:

(अ) डेटा पुरवठादाराकडून डिजिटल डेटा संच मिळवणे

आजचे डेटा पुरवठादार डिजिटल डेटा सहज उपलब्ध करतात, जे लहान-प्रमाणातील नकाशांपासून मोठ्या-प्रमाणातील योजनांपर्यंत असतात. अनेक स्थानिक सरकार आणि खाजगी संस्थांसाठी, असे डेटा एक आवश्यक स्रोत बनवतात आणि अशा वापरकर्त्यांच्या गटांना डिजिटायझिंग किंवा स्वतःचा डेटा गोळा करण्याच्या ओव्हरहेडपासून मुक्त ठेवतात. जरी, अशा विद्यमान डेटा संचांचा वापर आकर्षक आणि वेळ वाचवणारा असला तरी, एकाच प्रकल्पात विविध स्रोतांकडून/पुरवठादारांकडून डेटा एकत्र केल्यावर डेटा सुसंगततेकडे गंभीर लक्ष दिले पाहिजे. प्रक्षेपण, प्रमाण, आधार स्तर आणि गुणधर्मांमधील वर्णन या बाबतीतील फरकांमुळे समस्या निर्माण होऊ शकतात.

व्यावहारिक स्तरावर, वापरकर्त्यांनी डेटाची खालील वैशिष्ट्ये विचारात घ्यावीत जेणेकरून ते अनुप्रयोगाशी सुसंगत आहेत याची खात्री होईल:

• डेटाचे प्रमाण
• वापरलेली भू-संदर्भ प्रणाली
• वापरलेली डेटा संकलन तंत्रे आणि नमुना धोरण
• गोळा केलेल्या डेटाची गुणवत्ता
• वापरलेली डेटा वर्गीकरण आणि प्रक्षेपण पद्धती
• वैयक्तिक मॅपिंग युनिट्सचा आकार आणि आकार
• रेकॉर्डची लांबी.

हे देखील लक्षात घेतले पाहिजे की जेथे अनेक स्रोतांकडून डेटा वापरला जातो आणि विशेषत: जेथे अभ्यासाचे क्षेत्र प्रशासकीय सीमा ओलांडते, तेथे भिन्न भौगोलिक संदर्भ प्रणाली, डेटा वर्गीकरण आणि नमुना यामुळे डेटा एकत्रीकरणात अडचणी निर्माण होतात. म्हणून, वापरकर्त्याने या समस्यांबद्दल जागरूक असणे आवश्यक आहे, ज्या विशेषत: प्रांतांमधील आणि जिल्ह्यांमधील डेटा संच संकलित करताना उद्भवतात. एकदा, विविध पुरवठादारांकडून मिळालेल्या डेटामधील सुसंगतता स्थापित झाल्यानंतर, पुढील टप्प्यामध्ये हस्तांतरणाच्या माध्यमातून जीआयएसमध्ये डेटाचे हस्तांतरण समाविष्ट आहे. या उद्देशासाठी डीएटी टेप्स, सीडी रोम्स आणि फ्लॉपी डिस्कचा वापर वाढत आहे. या टप्प्यावर, स्त्रोताच्या एन्कोडिंग आणि स्ट्रक्चरिंग सिस्टीमपासून वापरल्या जाणाऱ्या जीआयएसच्या रूपांतरण महत्त्वाचे आहे.

(ब) मॅन्युअल इनपुटद्वारे डिजिटल डेटा संच तयार करणे

जीआयएसमध्ये मॅन्युअल डेटा इनपुटमध्ये चार मुख्य टप्पे समाविष्ट आहेत:

• स्थानिक डेटा प्रविष्ट करणे.
• गुणधर्म डेटा प्रविष्ट करणे.
• स्थानिक आणि गुणधर्म डेटा सत्यापन आणि संपादन.
• आवश्यकतेनुसार, स्थानिक डेटाला गुणधर्म डेटाशी जोडणे.

मॅन्युअल डेटा इनपुट पद्धती डेटाबेसमध्ये वेक्टर टोपोलॉजी किंवा ग्रिड सेल (रास्टर) संरचना आहे की नाही यावर अवलंबून असतात. जीआयएसमध्ये स्थानिक डेटा इनपुट करण्याचे सर्वात सामान्य मार्ग आहेत: