کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در تهیه نقشه‌های ژئومورفولوژی

نویسنده: دکتر منوچهر فرج زاده* مریم جابری

مقدمه

ژئومورفولوژی هم یک اصطلاح و هم یک رشته علمی است که در سال 1880م. پایه‌گذاری شد و بوسیله تلاش‌های دانشمندان آمریکایی چون پارل، گیلبرت، مک‌گی و دیویس گسترش یافت. این علم برای مدتها بر توضیح دادن تاریخ توسعه سطح زمین بویژه فرسایش در طول زمان متمرکز بود. اخیراً ژئومورفولوژیستها کمتر به تاریخ پیدایش لندفرمها توجه کرده و بیشتر به مطالعه فرایندهای ژئومورفولوژیکی همراه با دانستن طریق عملکرد سیستمهای ژئومورفولوژیکی توجه نشان داده‌اند؛ لذا آنها تمایل به رویکرد سیستمی و مدل‌های پدیده‌های ژئومورفولوژیکی پیدا نمودند.

در ژئومورفولوژی، تحلیل‌ها و پژوهشهای ژئومورفولوژیکی بصورت نقشه‌های ژئومورفولوژی نمایش داده می‌شوند که این نقشه‌ها در واقع نمایش توزیع فضایی پدیده‌های مختلف سطح زمین و فرایندهای ژئومورفولوژیکی هستند. به عبارت دیگر نقشه‌های ژئومورفولوژی، اشکال مختلف سطح کره زمین و فرایندهای تشکیل دهنده آنها یعنی محصول عملکرد نیروهای ژئودینامیک درونی و بیرونی را بر روی این سطح نشان می‌دهند. نقشه‌های ژئومورفولوژی عملکرد برآیند نیروهای ژئودینامیک درونی و بیرونی بر روی پوسته کره زمین را که همان کره ناهمواریها است، نمایش می‌دهد. نقشه‌های ژئومورفولوژی، مورفوگرافی و مورفولوژی اشکال سطح زمین و بویژه مورفوژنز و مورفودینامیک حاکم بر آن اشکال را گویا می‌کند (ثروتی،1381).

 در ابتدا در این نقشه‌ها تنها اشکال و عوارض مشخص و یا فرایندها نشان داده می‌شد، اما همانند تمام رشته‌های علمی، ژئومورفولوژی دامنه متنوع و دائماً در حال رشدی دارد. در 1912  Gehn و در 1914 Passarge  شروع به توسعه نقشه‌های ژئومورفولوژی کردند و اینکار ادامه پیدا کرد تا اینکه در دهه 1970 به اوج رشد و توسعه خود رسید. در حال حاضر نقشه‌های ژئومورفولوژی به عنوان روشی در ارزیابی منابع طبیعی از سوی یونسکو پذیرفته شده و مورد بهره برداری قرار می‌گیرد. (Franzle , 1966).

موضوع نقشه‌های ژئومورفولوژی دربرنامه توسعه مناطق و نواحی بر حسب ماهیت و نوع طرحها و پروژه‌های اجرائی تعیین می‌شود و بدیهی است که بر این مبنا نوع اطلاعات مورد نیاز متفاوت خواهد بود.

در ایران برای نخستین بار نقشه ژئومورفولوژی ایران با مقیاس 000/500/1:2 در دانشگاه توبینگن آلمان توسط ثروتی و با همکاری بوشه و گرونرت تهیه و منتشر گردید. این نقشه با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی، زمین شناسی، عکس‌های هوایی و تصاویر ماهواره‌ای، مقالات و کتب محدود درباره ژئومورفولوژی ایران و تا حدودی مطالعات روی زمین تهیه شد. ترجمه فارسی آن توسط سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح در سال 1370به چاپ رسید. از آنجا که مقیاس این نقشه بسیار کوچک بوده؛ بنابراین اطلاعات آن کلی و عمومی است و بیشتر بر روی داده‌های زمین شناسی، ساختمانی و توپوگرافی تأکید شده است. این نقشه تا کنون سه بار مورد بازنگری قرار گرفته و با استفاده از عکسهای هوایی 1:55000 و نیز تصاویر ماهواره‌ای کوچک مقیاس، اصلاح و تکمیل گردیده است.

در حال حاضر نیز نقشه ژئومورفولوژی ایران با مقیاس 1:250000 در مؤسسه جغرافیای تهران در حال تهیه است که اطلاعات این نقشه در 4 گروه ویژگیهای لیتولوژیک زمین، ساختمان زمین شناسی، عناصر مختلف اشکال سطحی و فرایندها، سن و تکامل مورفولوژیکی عناصر مختلف ژئومورفولوژیکی طبقه بندی شده است. در شکل 1، بخشی از نقشه ژئومورفولوژی کرج مشاهده می‌شود.

در مقاله حاضر سعی گردیده تا تکنیکها و مفاهیم جدید در تهیه نقشه‌های ژئومورفولوژی با تأکید بر نقش سیستم اطلاعات جغرافیایی تشریح گردد. به همین منظور ضمن بیان ابزارهای جدید، ساختار و محتوای یک پایگاه اطلاعات جغرافیایی ژئومورفولوژیکی و نحوه ساختن آن که شامل اطلاعات فضایی از مورفوگرافی/ مورفومتری، هیدروگرافی، لیتولوژی، منشاء، فرایندها و زمان (سن) می‌باشد به همراه اطلاعات توصیفی همراه آنها، توضیح داده شده است.

2. داده‌های مورد نیاز برای تهیه نقشه‌های ژئومورفولوژی

در ایران، تحلیل فرم و فرایند یک منطقه به منظور تهیه نقشه ژئومورفولوژی به اتکای ابزارهایی چون نقشه‌های توپوگرافی، عکسهای هوایی، پردازش تصاویر ماهواره‌ای و عملیات میدانی صورت می‌گیرد، ولی با ابزارهایی جدیدی چون مدلهای ارتفاعی رقومی با قدرت تفکیک بالا وتصاویرLIDAR ، بهتر می‌توان داده‌های مورد نیاز و ارکان نمادین در نقشه‌های ژئومورفولوژی را تشخیص داد و موقعیت آنها را تعیین کرد. آشنایی با این روش‌ها و ابزار برای یک ژئومورفولوژیست که قصد تهیه تألیف و تهیه نقشه ژئومورفولوژی را دارد ضروری و اجتناب‌ناپذیر است. عمده داده‌هایی که برای تهیه نفشه‌های ژئومورفولوزی مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از:

1ـ2. نقشه توپوگرافی

نقشه‌های توپوگرافی مبنای تحلیل سه رکن از ارکان نمادین در نقشه‌های ژئومورفولوژی یعنی فرمهای اراضی، فرآیند و جنس مواد مادری قرار می‌گیرد. چهار عنصر عمده که به اتکای آنها می‌توان به تشخیص موارد ذکر شده مبادرت ورزید و داده‌های مورد نیاز نقشه‌های ژئومورفولوژی را فراهم کرد عبارتند از: فرم خطوط منحنی میزان، آرایش قلل (شاخص‌های نقطه‌ای)، فرم شبکه آبراهه‌ای و گسل‌ها (شاخص‌های خطی) ونقاط ارتفاعی منفرد (شاخص‌های نقطه‌ای). نقشه‌های توپوگرافی با پوشش سراسری موجود در ایران شامل نقشه‌های 1:250000، 1:50000 و 1:25000 است.

2ـ2. عکسهای هوایی

برجسته بینی عکس‌های زوج هوایی شرایط مطلوبی را فراهم می‌آورد تا بسیاری از پدیده‌های ژئومورفولوژی شناسایی شود. از اینرو به‌کارگیری این روش در شناخت پدیده‌ها و رخساره‌های ارضی مؤثر است. عکس‌های هوایی در اغلب موارد در تشخیص لایه‌های زمین شناسی، جهت شیب لایه‌ها، جنس لایه‌ها، پدیده‌های گسلی، پوشش‌گیاهی و محاسبه درصد آن، تحلیل آبراهه‌ها و قلل، فازهای فرسایشی و ... می‌تواند ما را یاری دهد؛ ضمن آنکه اگر عکس‌های گرفته شده در دو فاز زمانی متفاوت برداشت شده باشد به عنوان اسناد تاریخی در تبیین نحوه تغییرات اراضی بسیار مفید و مؤثر خواهد بود.

3ـ2. تصاویر ماهواره‌ای

سنجش از دور به عنوان روش جدیدی در مطالعات ژئومورفولوژی به‌کار می‌رود. این روش توان ژئومورفولوژیستها را در بازسازی محیطها و تشخیص فرمها به ویژه فرمهای پنهان بالا برده است. ویژگیهایی چون ماهیت گسسته و رقومی داده‌های ماهواره‌ای، چند طیفی بودن داده‌ها، برخورداری از دید افقی و عمودی تصاویر و دسترسی به مناطق صعب‌العبور از مزایای تصاویر ماهواره‌ای است.

یکی از باارزشترین خصیصه‌های تصاویر ماهواره‌ای، امکان دید از بالاست. این نما غالبا به ما امکان می‌دهد الگوهای مختلف اشکال را مشاهده نمائیم و رابطه فضایی مجموعه‌ای از پدیده‌ها را نسبت به سایر عوارض مورد بررسی قرار دهیم. برای نمونه، الگوی رودخانه‌ها که معمولا از بالا بهتر احساس می‌شود یا جهت‌های مختلف حرکت و رانش ماسه در یک ناحیه بیابانی.

یکی از مزایای مهم تصاویر ماهواره‌ای نسبت به عکسهای هوایی آن است که می‌تواند منظره‌ای واحد و یکپارچه از ناحیه بزرگتر را فراهم آورد. همچنین برخی از سنجنده‌های آن این توانایی را دارند که داده‌های خارج از طیف قابل دید را ثبت کنند مانند باندهای مادون قرمز و مادون قرمز حرارتی(TIR).

اطلاعات بدست آمده از مادون قرمز حرارتی، کمک زیادی به مطالعه پدیده‌های مختلف می‌کند از آن جمله می‌توان به تشخیص واحدهای زمین‌شناسی و محل گسلها، هیدرولوژی، زلزله، حرارت ساختمان‌ها، صخره‌ها و ...، آتشفشان، تعیین محل چشمه‌های آب سرد و چشمه‌های آب گرم معدنی . غیره اشاره نمود (علوی پناه،1381).

تصاویر رادار یکی دیگر از روشهای مطالعه لندفرمها در ژئومورفولوژی هست. رادار یك سیستم الكترومغناطیسی است كه برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بكار می‌رود. با رادار می‌توان درون محیطی را كه برای چشم ،غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریكی، باران، مه. برف، غبار، ابر، مناطق پوشیده از پوشش گیاهی متراکم و غیره. بطور کلی می‌توان عملکرد رادار را در چگونگی عملکرد سنسورهای آن خلاصه کرد. سنسورها سیگنالهای مایکروویو را به سمت اهدف مورد نظر ارسال کرده وسپس سیگنالهای بازتابیده شده از سطوح مختلف را شناسایی می‌کند. قدرت (میزان انرژی) سیگنالهای پراکنده شده جهت تفکیک اهداف مورد استفاده قرارمی‌گیرد. با اندازه‌گیری فاصله زمانی بین ارسال و دریافت سیگنالها می‌توان فاصله تا اهداف را مشخص کرد. از مزایای شاخص رادار می‌توان به عملکرد رادار در شب یا روز و همچنین قابلیت تصویربرداری در شرایط آب و هوایی مختلف اشاره کرد. از آنجایی که عملکرد رادار با طرز کار سنجنده‌هایی که با طیفهای مرئی و مادون قرمز کار می‌کنند متفاوت است از اینرو می‌توان با تلفیق اطلاعات بدست آمده تصاویر دقیقی را بدست آورد . لذا بر این اساس تصاویر رادار در ژئومورفولوژی کاربرد بسیار خوبی در مطالعه ساختمانهای زمین‌شناسی و نئوتکتونیک، در مناطق جنگلی به منظور بررسی الگوهای زهکشی، مطالعه نواحی ساحلی، ژئومورفولوژی شهری و ... دارد.

4ـ2. مدلهای ارتفاعی رقومی

امروزه مدل‌های ارتفاعی رقومی در زمینه‌های مختلف کاربرد وسیعی پیدا نموده‌اند، بگونه‌ای که بسیاری از پژوهشهای کاربردی و توسعه‌ای بر پایه آن انجام می‌شود. از آنجا که هدف مدل‌های ارتفاعی ساخت لایه سطحی زمین است و لایه سطحی زمین را پستی و بلندیها تشکیل می‌دهند، لذا ساخت مدلهای ارتفاعی بدون توجه به شرایط ژئومورفولوژیکی بر طبیعت زمین منطبق نیست. روش‌هایی که برای تهیه مدل‌های رقومی زمین بکار می‌روند عبارتند از:

1. رقومی کردن نقشه‌های دارای خطوط منحنی میزان

2. اندازه‌گیری‌های استرئوسکوپیک از عکسهای هوایی

3. اندازه‌گیری‌های استرئوسکوپیک از تصاویر ماهواره‌ای

4. اطلاعات ماهواره‌ای رادار

5. اندازه‌گیری بوسیله لیزر

6. اندازه‌گیری‌های زمینی

مدل‌های ارتفاعی رقومی تولید شده می‌توانند با ترکیب دیگر تصاویر در تعیین اطلاعات دیگر مانند استفاده در مطالعات هیدرولوژی و استخراج زیر حوضه‌ها و نیز شبکه آبراهه ها, شیب زمین، استفاده برای مکانیابی و کاهش بلایای طبیعی مورد استفاده قرار گیرد. دیگر کاربردهای مدل‌های ارتفاعی رقومی عبارتند از: نقشه توزیع ارتفاعات، نقشه میزان شیب، نقشه جهت شیب، نقشه سایه‌انداز، محاسبه حجم و محاسبات ویژگی‌های مورفومتری حوضه‌های آبریز.

امروزه یکی از قویترین ابزار ساختن مدلهای ارتفاعی رقومی با قدرت تفکیک بسیار دقیق استفاده از تکنولوژی لیدار است. در واقع سنجش از دور بوسیله لیزر را (Light Detection and Ranging) LIDAR گویند. استفاده از لیزر بوسیله هواپیما انجام شده در نتیجه سرعت داده برداری بسیار بالاست . تکنیک لیدار مشابه اصول رادار کار می‌کند که بعضی اوقات نیز رادار لیزری نامیده می‌شود. اختلاف اصلی بین لیدار و رادار در واقع نوع طول موج‌های تابشی مورد استفاده‌است. رادار طول موجهایی در ناحیه رادیویی را استفاده می‌کند در حالی که لیدار طول موجهای لیزری را بکار می‌برد. لیدار تغییرات توپوگرافیک را نشان می‌دهد به همین جهت برای نواحی ساحلی و كم عمق بسیار كاراست.

3. اصول تهیه نقشه ژئومورفولوژی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی

قبل از ورود سیستم اطلاعات جغرافیایی به این عرصه، ترسیم دستی نقشه‌ها و تحلیل چشم اندازها، پیچیده و نمایش آنها وقت گیر و مشکل بود. بنابراین مهمترین ملاک و معیار تخصص در زمینه ژئومورفولوژی، توانایی تفسیر نقشه‌های کاربردی ژئومورفولوژیکی بود.

در اواخر دهه 1980 استفاده از در ژئومورفولوژی شروع به‌گسترش نمود و ابزاری را برای مدیریت حجم وسیعی از سیستم اطلاعات جغرافیایی داده‌های فضایی مورد نیاز برای ارائه مسائل علمی و تحلیل چشم اندازها فراهم نمود. یک پایگاه اطلاعات سیستم اطلاعات جغرافیایی که در ارتباط با نقشه‌های ژئومورفولوژیکی تهیه می‌شود باید در بر گیرنده داده‌های توصیفی خام و طراحی شده‌ای برای کاربران مختلف باشد. علی‌رغم گسترش مطالعات ژئومورفولوژیکی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی، غالب کارها در پایگاه اطلاعاتی یا نقشه‌هایی متمرکز شده است که به بررسی یک مورد موضوعی خاص یا مطالعات کاربردی یک موضوع می‌پردازد، به عبارت دیگر پتانسیل کلی‌نگر علمی سیستم اطلاعات جغرافیایی هنوز بطور کامل شناخته نشده است.

در واقع تمرکز کردن بدین گونه دید کلی و بافت را عوض کرده به موضوع خاص یا مشکلی که باید حل شود. اگرچه استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی به عنوان یک ابزار در ژئومورفولوژی شرایط مناسبی را برای بررسیهای علمی و عملی فراهم نموده است، به نوعی نیز باعث شده است که نگاه کل‌گرایانه به نقشه‌های ژئومورفولوژی به‌دید جزئی و توجه به یک ناحیه یا عارضه خاص گرایش پیدا کند.

زمینه‌های مهم کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در ژئومورفولوژی عبارتند از:

1. کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در مطالعات ساختار لندفرمها

2. کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در تحلیل شیب‌ها و پنه بندی مخاطرات طبیعی و مدیریت آنها

3. طبقه‌بندی خودکار چشم اندازها با استفاده از داده‌های سنجش از دور در ترکیب با مدل‌های ارتفاعی رقومی

با وجود تلاش‌های گسترده‌ای که در خصوص ساختار گسترده داده‌های موضوعی و علمی سیستم اطلاعات جغرافیایی صورت گرفته است، هنوز طراحی یک پایگاه اطلاعات ژئومورفولوژیکی وسیع و جامع که دربرگیرنده حجم وسیعی از داده‌های مربوط به ویژگیهای همه جانبه یک عارضه یا چشم انداز باشد صورت نگرفته است. پایگاه اطلاعات سیستم اطلاعات جغرافیایی می‌تواند زمینه‌ای باشد برای استخراج نقشه‌های موضوعی، تحلیل‌های ژئومورفولوژیکی و یا تغییر دادن آنها با استفاده از داده‌های خارجی.

با وجود اینکه اخیراً در تفسیر داده‌های سنجش از دور (چند طیفی) و مدل‌های ارتفاعی با قدرت تفکیک بالا پیشرفتهای زیادی صورت گرفته است؛ جزئیات ارزیابی منشاء لندفرمها و توزیع مواد همچنان پیچیده باقی مانده است. بر این اساس داده‌های سنجش از دور به منظور تأئید اعتبار تفسیر و طبقه بندی در مورد لندفرمهایی که مورفوگرافی مشابهی دارند ولی از مواد مختلفی تشکیل شده و بنابراین منشاء متفاوتی هم دارند، نیاز به ترکیب با مشاهدات میدانی دارد.

Eeckhoutm و همکارانش (2004) با مثال نشان داده که مزایای بررسیهای میدانی بیش از تفسیر عکسهای هوایی و سایه روشن مدل‌های رقومی ارتفاع برای تفسیر اشکال ژئومورفولوژیکی و تراکم پوشش گیاهی ضرورت دارد.

بسیاری از متخصصین ژئومورفولوژیکی میدانی هنوز در فرمول‌بندی کردن دانش خود به قوانین قطعی که مورد نیاز مدلهای اصلی سیستم اطلاعات جغرافیایی است مشکل دارند و این در حالی است که روشهای مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی بیشتر توسط متخصصان سیستم اطلاعات جغرافیایی بکار برده می‌شود تا متخصصان ژئومورفولوژی. اهمیت این خلاء اولین بار توسط Wasten و همکارانش در سال 2003 بیان شد . وی اهمیت حساسیت نقشه‌های مخاطرات طبیعی را از 25% به 76% رساند، وی این کار را با اضافه کردن اطلاعات از نقشه‌های ژئومورفولوژیکی به تحلیل‌های سیستم اطلاعات جغرافیایی انجام داد. وی همچنین پی برد که بسیاری از علائم نقشه‌های ژئومورفولوژی در محیط GIS به راحتی قابل استفاده نیستند.

با اینحال اگر کارشناسان ژئومورفولوژی قوانینی را بیان کنند که قابلیت فرمول بندی شدن را داشته باشد، اطلاعات نقشه‌های ژئومورفولوژیکی کلاسیک می‌تواند در پایگاه اطلاعات سیستم اطلاعات جغرافیایی ژئومورفولویکی تبدیل شود و در تحلیلهای بعدی اشکال از آنها به عنوان مبنا استفاده کرد.

4. طرح، ساختار و محتوای پایگاه اطلاعات ژئومورفولوژیکی در محیط GIS

اولین گام در جهت ایجاد پایگاه اطلات ژئومورفولوژیکی در محیط ArcGIS، تکمیل طرح پایگاه اطلاعات زمین (geo database) است. طرحی که شامل نمونه‌های مختلفی از اطلاعات خواهد بود که به مجموعه اصلی زیر از اطلاعات اشاره می‌شود:

1. مجموعه داده‌های عوارض ژئومورفولوژیکی

2. مجموعه داده‌های عوارض هیدرولوژیکی

3. مجموعه داده‌های عوارض زمین شناسی

4. سایر کلاسهای اشکال و جداول غیر فضایی در پایگاه داده زمین

این مجموعه داده‌ها با فرمتهای مختلف در پایگاه داده زمین ذخیره می‌شوند و یا در ارتباط با آن قرار می‌گیرند.

5. انتقال نقشه ژئومورفولوژیکی به پایگاه اطلاعات زمین در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی

تصمیم‌گیری برای انتخاب چگونگی انتقال اطلاعات ژئومورفولوژیکی (آنالوگ) به محیط دیجیتالی پایگاه اطلاعات گام اصلی و تعیین کننده می‌باشد. بسیاری از عوارض با گذشت زمان در اثر تغییرات اقلیمی و فرایندها و کاربری اراضی تغییر می‌یابند. لذا تعریف واحدهای چشم‌انداز یکسان همراه با مقایسه شرایط حاضر و قدیمی ضروری است. برای سهولت بخشیدن به ذخیره ساختار و فرایند داده‌های ژئومورفولوژیکی سه گام وجود دارد:

1. تعریف واحدهای اصلی

2. اضافه کردن داده‌های توصیفی

3. ایجاد پایگاه اطلاعات و گسترش آن

در گام اول عوارض ژئومورفولوژیکی به مفاهیم رقومی تبدیل می‌شوند ( نقاط، خطوط و چند ضلعیها) این کار بر مبنای ویژگیهای کیفی و کمی ژئومورفولوژیکی ( مورفوگرافی، لیتولوژی، شکل زایی و فرایند و سن) صورت می‌گیرد. در اینجا، باز کردن ساختار داده‌ها بصورت مجزا در سیستم نقشه کشی جدید، آشکارا سودمند است. خصوصیات ژئومورفولوژیکی به تنهایی نیز می‌تواند مورد مطالعه قرار بگیرد بخش عمده در مدل اشکال لندفرمها نوع سیستم نقشه‌کشی است. واحدهایی که در این روش ساخته می‌شوند، واحدهای اصلی نامیده می‌شوند. گام بعدی انتخاب این موضوع است که داده‌های ژئومورفولوژیکی در قالب رستری یا وکتوری و یا هر دو حالت ذخیره شوند.

در گام دوم ویژگیهای کیفی و کمی ژئومورفولوژیکی واحدها بصورت جدول اطلاعات توصیفی اضافه می‌شود و این اطلاعات به اطلاعات وکتوری داده‌های توصیفی اضافه می‌شود.

در گام سوم، خلاصه‌ای از اطلاعات خارجی شامل ( منابع توصیفی، مقیاس، خطاها و ...) به پایگاه اطلاعات ژئومورفولوژیکی اضافه می‌شود. اطلاعات مورفوگرافی، مورفومتری، لیتولوژی، هیدرولوژی، فرایند و سن را می‌توان بصورت داده‌های برداری رقومی و ذخیره کرد. دلیل انتخاب داده‌های برداری این است که مورفوگرافی را بهتر نمایش می‌دهد و برای ارتباط داده‌های توصیفی متفاوت با موضوعات برداری مشابه سودمند است. اطلاعات اصلی ژئومورفولوژیکی به صورت کدهایی در جدول اطلاعات توصیفی مرتبط با موضوع برداری ذخیره می‌شود.

6. ساختار پایگاه داده

پایگاه اطلاعات ژئومورفولوژیکی از دو جزء اصلی ترکیب یافته است:

1. کلاسهای اشکالی که بصورت داده روابط فضایی ذخیره می‌شوند.

2. جدول‌های غیر فضایی که در داده‌های جداولی ذخیره می‌شوند.

کلاسهای اشکال می‌تواند بر پایه مجموعه داده‌ها به صورت موضوعی ذخیره شود. این از آن جهت سودمند است که در ایجاد روابط توپولوژیکی میان کلاسهای اشکال ترکیبی و مدیریت داده‌ها بسیار کارآمد است. در زمان مناسب، دیگر کلاسهای عوارض مستقل را می‌توان به آن اضافه کرد مانند خطوط منحنی میزان و نامهای مکانها. جداول غیر فضایی مرتبط با کلاس عوارض در پایگاه اطلاعات زمین برای ذخیره کردن بیشتر داده‌ها می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد مانند مشخص کردن چینه شناسی.

اکثر اطلاعات اصلی پایگاه اطلاعات جغرافیایی از نقشه توپوگرافی و زمین شناسی انتقال داده شده است، از سایر منابع نیز می‌توان داده‌ها را وارد نمود. در این روش منطقه مورد مطالعه بطور کامل توصیف می‌شود.

1ـ6. مجموعه اطلاعاتی عوارض ژئومورفولوژیکی

همانگونه که ذکر شد اکثر اطلاعات رقومی شده که بصورت مجموعه داده‌های ژئومورفولوژی و هیدرولوژی در پایگاه اطلاعات ذخیره می‌شود از نقشه‌های توپوگرافی و زمین‌شناسی گرفته می‌شود. مجموعه داده‌های اشکال ژئومورفولوژیک شامل سه کلاس اشکال می‌باشد (واحدهای اصلی، عوارض خطی مجزا و عوارض نقطه‌ای مجزا) که بصورت اطلاعات رقومی از راهنمای نقشه اصلی گرفته و ذخیره شده‌اند. کلاس اشکال چند ضلعی واحدهای اصلی به صورت اطلاعات تبدیل شده‌ای از مورفوگرافی، لیتولوژی، فرایندها ومنشاء ذخیره می‌شود. طبقه عوارض پلی گونی به صورت سلسله مراتبی تعریف شده از :

1. مرزهای ژئومورفولوژیکی در راهنمای اصلی نقشه

2. لیتولوژی

3. مورفوگرافی و مورفومتری (شامل شیب و شکل دامنه)

4. فرایندها

اشکال بسیار کوچک در مقیاس نقشه (اشکالی که در مقیاس نقشه چندان قابل بررسی نیست) یا به‌عبارتی اشکالی که بوسیله مرزی محدود نشده‌اند، عوارضی نظیر آبراهه‌ها یا گودالهای بسیار کوچک که در نقشه اولیه بسیار ناواضح بوده‌اند، می‌توانند به صورت یک واحد جداگانه نمایش داده‌شوند. علایم خوشه‌ای یا ردیفی نظیر شیارهای v شکل و اشکال موجی روی دامنه‌ها نیز می‌توانند بصورت یک واحد جداگانه نمایش داده شوند.

در اینجا لازم است که درباره مفاهیم شکل زایی و منشاء توضیح داده شود. اصطلاح شکل‌زایی (genesis) منشاء لندفرم را بیان می‌کند در حالی که اصطلاح منشاء مواد
(origin of material) منشاء رسوب را بیان می‌کند. در مواردی که مواد دارای چند منشاء مختلف بوده و چند ژئومورفولوژی جداگانه دارند، جداول توصیفی می‌تواند شامل چند ستون از منشاء و ژنز آنها باشد. در این مورد ستون اول منشاء ژنز غالب و ستونهای بعدی منشاء موادی که در درجه بعدی اهمیت قرار دارند به همین شکل توصیف می‌شوند. تفاوتهای مورفوگرافیکی میان واحدهای اصلی در داده‌های توصیفی اشکال ژئومورفولوژیکی قابل تشخیص است که شامل توصیف کیفی ساده‌ای از شکل هستند. جدول توزیع شامل چند ستون است که در ستون اول مهمترین فرایند و در ستون آخر کم اهمیت‌ترین آن نوشته می‌شود. اطلاعاتی نظیر اطلاعات توصیفی مربوط به عوارض خطی، لبه‌های باریک نواحی مرتفع و عوارض کوچک خطی در طبقه مجزایی به صورت عوارض خطی ذخیره می‌شود، عوارضی نظیر چالابها و شیارهای یخچالی نیز به صورت عوارض نقطه‌ای ذخیره می‌شوند. اطلاعات مربوط به تغییرات شیب و مورفومتری قابل رقومی شدن نیستند، زیرا هنوز تبدیل آن به مفهوم مفیدی در GIS بسیار مشکل است.

2ـ6. مجموعه داده‌های عوارض هیدروگرافی

مجموعه داده‌های عوارض هیدروگرافی در سه طبقه مجزا داده‌های مربوط به دریاچه‌ها، رودخانه‌های بزرگ و مناطق اشباع از آب طبقه بندی می‌شوند که بصورت پلی گونهایی در طبقه عوارض پلی گن هیدروگرافی ذخیره می‌شوند. در حالی که اطلاعات خطی نظیر رودهای کوچکتر در طبقه عوارض خطوط هیدروگرافی و چشمه‌ها، سدها و آبشارها بصورت عوارض نفطه‌ای در کلاس نقطه‌ای هیدروگرافی ذخیره می‌شوند. برای ترسیم شبکه آبراهه‌ها، رودهایی که داده‌های آنها رقومی شده باید به دریاچه‌ها و سایر عوارض هیروگرافیک چندضلعی متصل شوند. در یک شبکه آبراهه‌ای، پارامترهایی نظیر جهت‌جریان، دبی و ... نیز می‌تواند ذخیره شود.

3ـ6. مجموعه اطلاعات سنگ بستر

مجموعه داده‌های سنگ‌بستر که در سیستم اطلاعات جغرافیایی نمایش داده می‌شود بر پایه نقشه‌های زمین شناسی و داده‌های ژئوفیزیکی حاصل شده و سه طبقه از عوارض را می‌سازد. نوع سنگ (چندضلعی)، ساختمان خطی و ساختمان نقطه‌ای که در مجموعه داده‌های عوارض ذخیره می‌شود، شامل اطلاعات زیادی در زمینه سنگ‌بستر، ساختمان زمین‌شناسی بوده که از نقشه زمین‌شناسی کسب می‌شود. جداول توصیفی تا زمانی که این مجموعه داده‌های عوارض به یکسری داده‌های خارجی دیگر وابسته باشند، نمایش داده نمی‌شوند.

4ـ6. داده‌های افزوده شده مورد نیاز در پایگاه اطلاعات زمین

برای گسترش استفاده از پایگاه اطلاعات ژئومورفولوژیکی سیستم اطلاعات جغرافیایی، دیگر داده‌های برداری و رستری می‌توانند اضافه شده یا خارج از پایگاه اطلاعات زمین ذخیره شوند. پایگاه اطلاعات زمین بهتر است که به‌مدل ارتفاعی‌رقومی زمین مرتبط باشد که از TIN  مشتق شده‌است. همچنین می‌توان پوشش گیاهی و عکس‌های هوایی را به پایگاه داده‌ها اضافه نمود.

7. بحث و نتیجه‌گیری

استفاده از ابزارهای جدید در شناسایی و مطالعه لندفرمها و نیز ایجاد پایگاه اطلاعات ژئومورفولوژیکی که در این مقاله توضیح داده شد، گسترش بسیاری یافته است. با استفاده از سیستم‌های نقشه‌کشی‌نوین می‌توان به راحتی اطلاعات موجود در نقشه‌های سنتی را به محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی وارد و پایگاه اطلاعات ایجاد نمود. پایگاه اطلاعات ژئومورفولوژیکی مزایای بسیاری دارد از آن جمله می‌توان با اتصال آن به یک مدل رقومی ارتفاع علاوه بر ایجاد مدل سه بعدی از منطقه، امکان شناسایی لندفرمهای موجود در منطقه و نیز تجزیه و تحلیل نیمرخهای موجود، بررسی شیب، انحنا و عناصر شکل را می‌دهد. همچنین ترکیب عکسهای‌هوایی نیز با داده‌ها در انتخاب مرزهای واحد‌های ژئومورفولوژیکی بسیار مؤثر است. چنین ساختاری می‌تواند برای کلیه مناطق مورد استفاده قرار بگیرد.

پایگاه اطلاعات ژئومورفولوژیکی سیستم اطلاعات جغرافیایی شامل اطلاعات علمی سازمان یافته‌ای است که شامل اطلاعات موضوعی و قابل اتصال به پایگاه اطلاعات دیگر می‌باشد. این پایگاه این قابلیت را دارد که بتوان تغییرات صورت گرفته در لندفرمها را به آن اضافه کرد. همچنین برای زمینه‌های مدیریت محیط، تحلیل و بصری سازی داده‌های ژئومورفولوژیکی بسیار توانمند است.

فهرست منابع:

• رامشت، محمد حسین؛ 1384، نقشه‌های ژئومورفولوژی (نمادها و مجازها)، انتشارات سمت.
• کوک و دورکمپ، 1377، ژئومورفولوژی و مدیریت محیط، ترجمه شاپور گودرزی‌نژاد، ج 1، انتشارات سمت.
• رجبی، معصومه؛1382، نقشه کشی در ژئومورفولوژی، مجله سپر، شماره 40، ص 7-12.
• ثروتی، محمدرضا؛ 1381، ژئومورفولوژی منطقه‌ای ایران، انتشارات سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح.
• دایرةالمعارف، ویکی پدیا http://fa.wikipedia.org
• علوی پناه, سید کاظم؛ 1382، کاربرد سنجش از دور در علوم زمین، انتشارات دانشگاه تهران.
• Gustavsson, Marcus., Seijmonsbergen, Arie C., Kolstrup, Else,.2007. Structure and contents of a new geomorphological GIS database linked to a geomorphological map—With an example from Liden, central Sweden,Geomorphology.
• Eeckhaut Van Den, M.,Poesen, J,Verstraeten, G., Vanacker,. Moeyersons, J.,Nyssen, J.,Van Beek, L.p.h., 2004.The effectiveness of hillshade maps and expert knowledge in mapping old deep-stead landslides. Geomorphology 67, 351-361.