เครื่องมือทางภูมิศาสตร์ ส 33101 สาระการเรียนรู้สังคมศึกษา ศาสนา และวัฒนธรรม

จุดประสงค์การเรียนรู้ ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง มีความรู้ความเข้าใจในความหมาย ประเภท และประโยชน์ของเครื่องมือทางภูมิศาสตร์ สามารถนำความรู้ประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้ จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. บอกความหมายของเครื่องมือทางภูมิศาสตร์ได้ 2. บอกชื่อของเครื่องมือทางภูมิศาสตร์ได้อย่างน้อย 3 ชื่อ 3. ระบุบอกประเภทของเครื่องมือทางภูมิศาสตร์ได้ 4. จำแนกประเภทของเครื่องมือทางภูมิศาสตร์ได้ 5. วิเคราะห์ประโยชน์ของเครื่องมือทางภูมิศาสตร์ได้อย่างน้อย 3 ข้อ

เครื่องมือทางภูมิศาสตร์ เครื่องมือทางภูมิศาสตร์  หมายถึง  สื่อที่ใช้ในการศึกษาข้อมูลทางภูมิศาสตร์ไม่ว่าจะเป็นข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งที่ตั้ง การกระจาย  ขอบเขต  ความหนาแน่นของข้อมูลหรือปรากฏการณ์ต่างๆ ของข้อมูลบางประเภทต้องอาศัยการวัดด้วยอุปกรณ์ ส่วนข้อมูลบางประเภทต้องออกไปเก็บยังพื้นที่นั้น ๆ แล้วนำมาสรุปวิเคราะห์ 

เครื่องมือทางภูมิศาสตร์จึงแบ่งได้เป็น 2 กลุ่ม คือ เครื่องมือทางภูมิศาสตร์จึงแบ่งได้เป็น  2 กลุ่ม  คือ 1. เครื่องมือประเภทที่ให้ข้อมูล  เครื่องมือประเภทที่ให้ข้อมูลนี้ได้แก่  แผนที่  รูปถ่ายทางอากาศ  และภาพจากดาวเทียม  รวมทั้งอินเทอร์เน็ต 2. เครื่องมือประเภทที่เป็นอุปกรณ์  เครื่องมือประเภทที่ให้ข้อมูลหมายถึงอุปกรณ์ ที่ใช้วัดข้อมูลเชิงภูมิศาสตร์ เช่น มุม ระยะทาง ความสูง ภูมิอากาศ ตำแหน่งที่ตั้ง เป็นต้น

ลูกโลก เป็นวัสดุสามมิติประเภทหุ่นจำลองแบบย่อส่วน โดยย่อส่วนหรือลดขนาดของโลก อาศัยมาตราส่วนกำหนดขนาด และระยะทางที่ใกล้เคียงข้อเท็จจริงมากที่สุดเป็นเครื่องมือทางภูมิศาสตร์ที่ทำให้เห็นภาพรวมว่าโลกมีรูปร่างลักษณะอย่างไร ลูกโลกส่วนมากจะหมุนได้ จึงแสดงให้เห็นช่วงเวลากลางวันและกลางคืนได้

รูปทรงของโลก รูปทรงของโลก โลกมีรูปทรงเป็นทรงกลม (Sphere) โดยอาศัยเหตุผลจากการสังเกตเรือที่แล่นออกจากฝั่ง ในระยะไกลๆ ออกไป เราจะเห็นว่า เรือค่อยๆ จมลงๆ ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล ต่อมาเห็นแต่ควันจาก ปล่องไฟของเรือปรากฏอยู่เหนือขอบฟ้า และหายไปในที่สุด สิ่งนี้ก็เป็นการพิสูจน์ว่าโลกของเรามี ส่วนโค้ง นอกจากนี้ยังมีเหตุผลอื่นๆ เช่น การเกิดจันทรุปราคา เงาของโลกไปบังดวงจันทร์เห็นเป็น ส่วนโค้ง เป็นต้น จนกระทั่งในศตวรรษที่ 17 ความเชื่อที่ว่า โลกมีรูปทรงกลมก็เปลี่ยนแปลงไปโดยการค้นพบ โดยบังเอิญของนักดาราศาสตร์ว่าโลกมีลักษณะเป็นรูปทรงรี (Oblate Ellipsoid) กล่าวคือ มีลักษณะ ยุบที่ขั้วโลกและโป่งออกบริเวณเส้นศูนย์สูตร

รูปทรงของโลก  มีรูปทรงกลมคล้ายลูกฟุตบอล  เนื่องจากโลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์  147,152 ล้านกิโลเมตร  โลกมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศูนย์สูตร  ยาว  12,756  กิโลเมตร  และมีเส้นผ่านศูนย์กลางจากขั้วโลกเหนือถึงขั้วโลกใต้  ยาว  12,714  กิโลเมตร จึงเห็นได้ว่ารูปร่างของโลกไม่เป็นทรงกลมอย่างแท้จริง  แต่จะมีลักษณะแบนเล็กน้อย ทางด้านขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้  บนผิวโลกจะมีองค์ประกอบหลัก 2 ส่วน  คือ  ส่วนที่เป็นพื้นน้ำ  ได้แก่  มหาสมุทรต่างๆมีเนื้อที่รวมกัน  227  ล้านตารางกิโลเมตร  และส่วนที่เป็นแผ่นดิน  ได้แก่  ทวีปและเกาะต่างๆมีเนื้อที่รวมกัน  90  ล้านตารางกิโลเมตรโดยคิดสัดส่วนพื้นน้ำเป็น  2  ใน  3  ส่วนและเป็นแผ่นดิน  1  ใน  3  ส่วน

องค์ประกอบของลูกโลกจำลอง องค์ประกอบของลูกโลกจำลอง  มีหลายแบบตามวัตถุประสงค์ของการแสดง  ซึ่งอาจแบ่งได้เป็น  2  แบบคือ     1.) ลูกโลกแสดงลักษณะผิวโลก   โดยแบ่งผิวโลกออกเป็น  2  ส่วนอย่างชัดเจน  คือ ส่วนที่เป็นพื้นน้ำ   ซึ่งได้แก่น้ำทะเลเป็นส่วนใหญ่   จะแสดงด้วยสีน้ำเงินอ่อน  และส่วนที่เป็นแผ่นดินซึ่งได้แก่ทวีปและเกาะขนาดต่างกัน     2.) ส่วนที่เป็นแผ่นดิน   ลูกโลกจำลองจะแสดงลักษณะอย่างใดอย่างหนึ่ง  หรือหลายอย่างได้แก่  แสดงลักษณะภูมิอากาศ  พืชพรรณธรรมชาติ  เขตประเทศ  หรือชื่อเมืองหลวงหลักบนผิวโลก http://203.172.244.194/ict49/kanokrat/c1.htm

ความหมายของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (Geographic Information System: GIS) หมายถึง เครื่องมือที่ใช้ระบบ คอมพิวเตอร์เพื่อใช้ในการนำเข้า จัดเก็บ จัดเตรียม ดัดแปลง แก้ไข จัดการ และวิเคราะห์ พร้อมทั้งแสดงผลข้อมูลเชิงพื้นที่ ตามวัตถุประสงค์ต่างๆ ที่ได้กำหนดไว้ ดังนั้น GIS จึงเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์เพื่อใช้ในการจัดการ และบริหารการใช้ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม และสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงข้อมูลด้านพื้นที่ ให้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากเป็นระบบที่เกี่ยวข้องกับระบบการไหลเวียนของข้อมูลและการผสานข้อมูลจากแหล่งข้อมูลต่างๆ เช่น ข้อมูลปฐมภูมิ (primary data) หรือข้อมูลทุติยภูมิ (secondary data) เพื่อให้เป็นข่าวสารที่มีคุณค่า

อินเตอร์เน็ต ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ หรือ GIS ( Geographic Information System ) หมายถึง การเก็บ รวบรวม และบันทึกข้อมูลทางภูมิศาสตร์ด้วยระบบคอมพิวเตอร์โดยข้อมูลเหล่านี้สามารถ ปรับปรุงแก้ไขให้ถูกต้อง ทันสมัย สามารถแสดงผลและเผยแพร่เป็นตัวเลข สถิติ ตาราง แผนที่ พิมพ์ออกมาเป็นเอกสารได้

องค์ประกอบของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ มีองค์ประกอบที่สำคัญหลายอย่าง แต่ละอย่างล้วนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญทั้งสิ้นแต่ที่สำคัญประกอบด้วย 4 ส่วน คือ ข้อมูลและสารสนเทศ (Data/Information) เครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆ (Hardware) โปรแกรม (software) และบุคลากร (User/People) ดังภาพที่ 1  

1. ข้อมูล (Data/Information) ข้อมูลที่จะนำเข้าสู่ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ควรเป็นข้อมูลเฉพาะเรื่อง (theme) และเป็นข้อมูลที่สามารถ นำมาใช้ในการตอบคำถามต่างๆ ได้ตรงตามวัตถุประสงค์ เป็นข้อมูลที่มีความถูกต้องและเชื่อถือได้ และเป็นปัจจุบันมากที่สุด อนึ่ง ข้อมูลหรือสารสนเทศสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ ข้อมูลที่มีลักษณะเชิงพื้นที่ (spatial data) และข้อมูลอธิบายพื้นที่ (non-spatial data or attribute data) ข้อมูลเชิงพื้นที่ เป็นข้อมูลที่แสดงตำแหน่งที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ (geo-referenced data) ของรูปลักษณ์ของพื้นที่ (graphic feature) ซึ่งมี 2 แบบ คือ ข้อมูลที่แสดงทิศทาง (vector data) และข้อมูลที่แสดงเป็นตารางกริด (raster data) ข้อมูลที่มีทิศทางประกอบด้วยลักษณะ 3 อย่าง คือ - ข้อมูลจุด (point) เช่น ที่ตั้งหมู่บ้าน โรงเรียน เป็นต้น - ข้อมูลเส้น (arc or line) เช่น ถนน แม่น้ำ ท่อประปา เป็นต้น - ข้อมูลพื้นที่ หรือเส้นรอบรูป (polygon) เช่น พื้นที่ป่าไม้ ตัวเมือง เป็นต้น

ข้อมูลที่มีลักษณะเป็นกริด (raster data) จะเป็นลักษณะตารางสี่เหลี่ยมเล็กๆ (grid cell or pixel) เท่ากันและต่อเนื่องกัน ซึ่งสามารถอ้างอิงค่าพิกัดทางภูมิศาสตร์ได้ ขนาดของตารางกริด หรือความละเอียด (resolution) ในการเก็บข้อมูล จะใหญ่หรือเล็กขึ้นอยู่กับการจัดแบ่งจำนวนแถว (row) และจำนวนคอลัมน์ (column) ตัวอย่างข้อมูลที่จัดเก็บโดยใช้ตารางกริด เช่น ภาพถ่ายดาวเทียม Landsat หรือข้อมูลระดับค่าความสูง (digital elevation model:DEM) เป็นต้น ดังภาพที่ 3

ฐานข้อมูล (database) เป็นโครงสร้างของสารสนเทศ (information) ที่ประกอบด้วยข้อมูลเชิงพื้นที่(spatial data) และข้อมูลอธิบาย (non-spatial) ที่มีความสัมพันธ์กัน ซึ่งการจัดการหรือการเรียกใช้ฐานข้อมูลจะถูกควบคุมโดยโปรแกรม GIS ดังภาพที่ 4

2. เครื่องคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ต่างๆ เครื่องคอมพิวเตอร์ รวมกันเรียกว่า ระบบฮาร์ดแวร์ (hardware) จะประกอบด้วย คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์นำเข้า เช่น digitizer scannerอุปกรณ์อ่านข้อมูล เก็บรักษาข้อมูล และแสดงผลข้อมูล เช่น printer plotter เป็นต้น ซึ่งอุปกรณ์แต่ละชนิดจะมีหน้าที่และคุณภาพแตกต่างกันออกไป

3. โปรแกรม หรือระบบซอฟแวร์ (software) หรือเรียกใช้ข้อมูลที่จัดเก็บในระบบฐานข้อมูล ทำงานตามวัตถุประสงค์ โดยทั่วไปชุดคำสั่งหรือโปรแกรมของสารสนเทศภูมิศาสตร์ จะประกอบด้วย หน่วยนำเข้าข้อมูล หน่วยเก็บข้อมูลและการจัดการข้อมูล หน่วยวิเคราะห์ แสดงผล หน่วยแปลงข้อมูล และหน่วยโต้ตอบกับผู้ใช้

4. บุคลากร (human resources) บุคลากร จะประกอบด้วยผู้ใช้ระบบ (analyst) และผู้ใช้สารสนเทศ (user) ผู้ใช้ระบบหรือผู้ชำนาญการ GIS จะต้องมีความชำนาญในหน้าที่ และได้รับการฝึกฝนมาแล้วเป็นอย่างดี พร้อมที่จะทำงานได้เต็มความสามารถ โดยทั่วไปผู้ใช้ระบบจะเป็นผู้เลือกระบบฮาร์ดแวร์ และระบบซอฟแวร์ เพื่อให้ตรงตามวัตถุประสงค์ และสนองตอบความต้องการของหน่วยงาน ส่วนผู้ใช้สารสนเทศ (user) คือนักวางแผน หรือผู้มีอำนาจตัดสินใจ (decision-maker) เพื่อนำข้อมูลมาใช้ในการแก้ไขปัญหาต่างๆ นอกจากองค์ประกอบที่สำคัญทั้ง 4 ส่วนแล้ว องค์กรที่รองรับ (organization) ก็นับว่ามีความสำคัญต่อการดำเนินงานระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ทั้งนี้เพราะองค์กรที่เหมาะสม และมีวัตถุประสงค์ที่สอดคล้องกับระบบงานสารสนเทศภูมิศาสตร์ จะสามารถรองรับและให้การสนับสนุนการนำระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ เข้ามาใช้ในแผนงานขององค์กรได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยได้รับการสนับสนุนงบประมาณ อุปกรณ์ และบุคลากรที่เหมาะสมกับหน้าที่

ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ทำอะไรได้บ้าง ? GIS เป็นระบบสารสนเทศที่รวบรวมข้อมูลเชิงพื้นที่ (spatial data) และข้อมูลอธิบายต่างๆ (attribute data) ดังนั้น จึงมีประสิทธิภาพในการวิเคราะห์ และตอบคำถามเกี่ยวกับความสัมพันธ์ด้านพื้นที่ได้หลายประการ ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภท คือ

1. Location What is at …? มีอะไรอยู่ที่ไหน คำถามแรกที่ GIS สามารถตอบได้ คือ มีอะไรอยู่ที่ไหน หากผู้ถามรู้ตำแหน่งที่แน่นอน เช่น ทราบชื่อหมู่บ้าน ตำบล หรืออำเภอแต่ต้องการรู้ว่าที่ตำแหน่งนั้นๆ ที่รายละเอียดข้อมูลอะไรบ้าง 2. Condition Where is it? สิ่งที่อยากทราบอยู่ที่ไหน คำถามนี้จะตรงกันข้ามกับคำถามแรก และต้องมีการวิเคราะห์ข้อมูล ยกตัวอย่างเช่น เราต้องการ ทราบว่าบริเวณใดมีดินที่เหมาะสมต่อการปลูกพืช อยู่ใกล้แหล่งน้ำ และไม่อยู่ในเขตป่าอนุรักษ์ เป็นต้น

3. Trends What has changed since… คำถามที่สามเป็นการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงในระยะช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง ซึ่งคำถามนี้จะเกี่ยวข้องกับ คำถามที่หนึ่งและคำถามที่สอง ว่าต้องการทราบการเปลี่ยนแปลงของอะไร และสิ่งที่ได้เปลี่ยนแปลงอยู่ที่ไหน มีขนาดเท่าไร เป็นต้น

5. Modeling What if…? จะมีอะไรเกิดขึ้นหาก 4. Patterns What spatial patterns exist? ความสัมพันธ์ด้านพื้นที่เป็นอย่างไร คำถามนี้ค่อนข้างจะซับซ้อนกว่าคำถามที่ 1-3 ตัวอย่างของคำถามนี้ เช่นเราอยากทราบว่าปัจจัยอะไรเป็นสาเหตุของการเกิดโรคท้องร่วงของคนที่อาศัยอยู่เชิงเขา หรือเชื้อโรคมาจากแหล่งใด การตอบคำถามดังกล่าว จำเป็นต้องแสดงที่ตั้งแหล่งมลพิษต่างๆ ที่อยู่ใกล้เคียง หรืออยู่เหนือลำธาร ซึ่งลักษณะการกระจาย และตำแหน่งที่ตั้งของสถานที่ดังกล่าวทำให้เราทราบถึงความสัมพันธ์ของปัญหาดังกล่าว เป็นต้น 5. Modeling What if…? จะมีอะไรเกิดขึ้นหาก คำถามนี้จะเกี่ยวข้องกับการคาดการณ์ว่าจะมีอะไรเกิดขึ้นหากปัจจัยอิสระ (independence factor) ซึ่งเป็นตัวกำหนดการเปลี่ยนแปลงไป ยกตัวอย่างเช่น จะเกิดอะไรขึ้นหากมีการตัดถนนเข้าไปในพื้นที่ป่าสมบูรณ์ การตอบคำถามเหล่านี้บางครั้งต้องการข้อมูลอื่นเพิ่มเติม หรือใช้วิธีการทางสถิติในการวิเคราะห์ เป็นต้น

ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ GIS ทำอะไรไม่ได้บ้าง ? GIS เป็นเพียงเครื่องมือ (tool) ที่ช่วยให้การวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ สามารถทำได้รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพแต่อย่างไรก็ตาม GIS ไม่สามารถทำอะไรได้ทุกอย่าง เช่น. GIS ไม่สามารถปรับปรุงคุณภาพของข้อมูลดิบ (raw data) ให้มีความถูกต้อง หรือแม่นยำขึ้นได้ ยกตัวอย่าง เช่นได้นำข้อมูลแผนที่ดิน มาตราส่วน 1:100,000 ถึงแม้ว่า GIS สามารถพิมพ์แผนที่มาตราส่วน 1:50,000 แต่ความแม่นยำของข้อมูลยังคงเดิม 2. GIS ไม่สามารถระบุความผิดพลาดของข้อมูลได้ ยกตัวอย่างเช่น เจ้าหน้าที่ GIS ได้นำเข้าข้อมูลดินทราย แต่ได้กำหนดข้อมูลดังกล่าวผิดพลาดเป็นดินร่วนปนทราย GIS ไม่สามารถบอกได้ว่าพื้นที่ดังกล่าวให้รายละเอียดข้อมูลผิด 3. GIS ไม่สามารถเปรียบเทียบคุณภาพของข้อมูล แต่ละชั้นข้อมูลหรือข้อมูลแต่ละแหล่งว่าข้อมูลชุดใด หรือหน่วยงานใดผลิตข้อมูลที่มีคุณภาพมากน้อยกว่ากัน

4. GIS ไม่สามารถระบุได้ว่าแบบจำลองในการวิเคราะห์ หรือเงื่อนไขต่างๆ ที่นักวิเคราะห์ GIS หรือผู้มีอำนาจ ตัดสินใจได้เลือกไปนั้น ถูกต้องหรือไม่ เพราะ GIS เป็นเพียงเครื่องมือที่นำมาใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูลเท่านั้น 5. GIS ไม่ทราบมาตรฐานหรือรูปแบบแผนที่ที่เป็นสากล ยกตัวอย่างเช่น ข้อมูล GIS ชุดเดียวกัน แต่ถ้า นักวิเคราะห์ GIS 2 ท่าน มาจัดทำแผนที่ จะได้แผนที่ไม่เหมือนกัน ความสวยงามแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับประสบการณ์และความรู้ของผู้ผลิตแผนที่เป็นหลัก 6. GIS ไม่สามารถทดแทนความรู้ ความสามารถ ของผู้เชี่ยวชาญได้ ยกตัวอย่างเช่นการวิเคราะห์หาพื้นที่ ที่เหมาะสมต่อการใช้ประโยชน์ที่ดิน ยังมีความจำเป็นจะต้องมีผู้เชี่ยวชาญเรื่องดินและการวางแผนใช้ที่ดิน เป็นผู้กำหนดปัจจัยหรือเงื่อนไขต่างๆ นักวิเคราะห์ GIS ถึงแม้ว่าจะมีประสบการณ์ในการใช้โปรแกรม หรือมีข้อมูลเชิงพื้นที่และข้อมูลอธิบายครบถ้วน ไม่สามารถดำเนินการวิเคราะห์ดังกล่าวให้ได้ผลที่เป็นที่ถูกต้องตามหลักวิชาการได้ เพราะไม่ได้มีความรู้ในเรื่องนั้นๆ

ระบบค่าพิกัดทางภูมิศาสตร์ เนื่องจาก GIS เป็นระบบสารสนเทศที่รวบรวมข้อมูลเชิงพื้นที่ จากแหล่งข้อมูลและมาตราส่วนต่างๆ ดังนั้น ระบบค่าพิกัดทางภูมิศาสตร์ จึงเป็นสิ่งที่จำเป็น ทั้งนี้เพราะหากข้อมูลดังกล่าวใช้ระบบอ้างอิงที่แตกต่างกันจะทำให้ไม่สามารถซ้อนทับ หรือซ้อนทับได้แต่มีตำแหน่งที่ผิดพลาด หรือการเชื่อมต่อข้อมูลแผนที่ที่อยู่ใกล้เคียงกัน ไม่สามารถดำเนินการได้ ระบบค่าพิกัดภูมิศาสตร์ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ระบบใหญ่ๆ คือ Spherical Coordinate และ Map Projection

1. Spherical Coordinate System เป็นระบบค่าพิกัดที่อ้างอินเส้นรุ้ง (Latitude) และเส้นแวง (Longitude)โดยตั้งอยู่บนพื้นฐานว่าโลกมีลักษณะกลม ซึ่งเป็นภาพ 3 มิติ เส้นแวง (longitude or meridians) จะลากจากขั้วโลกเหนือมายังขั้วโลกใต้ เส้นแวง 0 องศา (Prime Meridian) จะลากผ่านเมือง Greenwich ประเทศอังกฤษ ทางทิศตะวันออก จะมีค่า 0-180 องศา ส่วนทางทิศตะวันตกของเส้น Prime Meridian จะมีค่า 0-(-180) องศา เส้นรุ้ง บางครั้งเรียกว่า Parallels เนื่องจากจะมีระยะห่างที่เท่ากันตลอด เส้นรุ้งที่ลากผ่านเส้นศูนย์สูตร (equartor) จะมีค่า 0 องศา เส้นรุ้งที่อยู่ทางทิศเหนือของเส้นศูนย์สูตร จะมีค่าจาก 0-90 องศา ถึงขั้วโลกเหนือ และเส้นรุ้งที่อยู่ทางทิศใต้ของเส้นศูนย์สูตร จะมีค่าจาก 0-(-90) องศา ถึงขั้วโลกใต้ ดังนั้น ค่าพิกัดหนึ่งๆ ของระบบเส้นรุ้ง เส้นแวงจะมีเพียงตำแหน่งเดียวบนพื้นโลก ดังภาพที่ 1

2. Cortesian Coordinate System or Planar Coordinate System เป็นระบบค่าพิกัด ทางภูมิศาสตร์ที่แปลงค่า (projection) เส้นรุ้ง เส้นแวง ที่เป็นรูป 3 มิติ ให้เป็น ให้เป็นแผนที่ในลักษระพื้นราบ 2 มิติ โดยค่า X แทนค่าระยะทางจากจุดอ้างอิงสมมุติ ในแนวแกนนอน (horizontal axis) และ Y แทนระยะทางจากจุดอ้างอิงสมมุติ ในแนวแกนตั้ง (vertical axis) ดังภาพที่ 2

ค่าพิกัด Planar Coordinate System มีหลายระบบด้วยกัน เช่น Mercator, Transvers Mercator, Albers Equal-Area Conic, State Plane Coordinate System, และ Universal Tranvers Mercator (UTM) ซึ่งระบบการแปลงค่า (Projection system) แต่ละระบบหรือแต่ละโซน จะให้ผลที่แตกต่างกัน สำหรับประเทศไทย และประเทศอื่นๆ โดยมากจะใช้ระบบ UTM ซึ่งได้แบ่งโลกออกเป็น 60 ส่วน ส่วนละ 6 องศา โซนที่ 1 ตั้งอยู่ระหว่างเส้นแวงที่ 180ฐ West - 174ฐ West ส่วนประเทศไทยตั้งอยู่ 2 โซน คือ โซน 47 (96ฐ East - 102ฐ East) และโซน 48 (102ฐ East - 108ฐ East) หรือตั้งอยู่ในภูมิภาค 1830 Everest ในกลุ่มประเทศเดียวกับอินเดีย พม่า ปากีสถาน อัฟกานิสถาน

3. คุณลักษณะของ Spherical Coordinate System และ Planar Coordinate System Spherical Coordinate System - เป็นค่าพิกัดจริง โดยอ้างอิงจากผิวโลก พบเพียงตำแหน่งเดียว - เส้นแนวตั้ง (เส้นแวง) ไม่ขนานกัน แต่จะบรรจบกันที่ขั้วโลก เส้นแนวนอน (เส้นรุ้ง) จะขนานกับบนพื้นโลก - ทิศเหนือของแผนที่ (cartographic north) แตกต่างจากทิศเหนือของขั้วโลก (pole) - หน่วยเป็นองศา ลิปดา และวิลิปดา - ค่าพิกัดระบุเป็น เส้นรุ้ง (latitude) เส้นแวง (longitude) Planar Coordinate System (UTM) - เป็นค่าพิกัดจริง อ้างอิงจากจุดสมมุติ พบหลายตำแหน่งบนพื้นโลก - พื้นที่แต่ละตารางกริดมีขนาดเท่ากัน เพราะพิจารณาในแนวราบ โลกถูกแบ่งออกเป็น 60 ส่วน ขนาดเท่ากัน ส่วนละ 6ฐ latititude - แต่ละส่วนจะมีเส้นแนวตั้งสมมุติ ค่าที่ได้จะมีความถูกต้องมากในบริเวณ เส้นแวง +/- 60ฐ เหนือและใต้ - หน่วยเป็นเมตร แต่ค่าความถูกต้องอาจเป็นเซนติเมตร สามารถคำนวณหาพื้นที่ได้ - ค่าพิกัดระบุเป็น x,y

การทำงานของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ Gis การทำงานของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ประกอบด้วย 5 ขั้นตอนหลัก คือ 1) การวิเคราะห์ปัญหาหรือการกำหนดวัตถุประสงค์ 2) การจัดเตรียมฐานข้อมูล 3) การวิเคราะห์ข้อมูล และ 4) การแสดงผลข้อมูล ดังภาพที่ 1 5) เป็นผู้นำผลการวิเคราะห์ไปใช้ในขั้นตอนต่อไป

การจัดเตรียมข้อมูล (Database Preparation) 1) การนำเข้าข้อมูล (Data Input) สามารถแบ่งได้ออกเป็น 2 ประเภท คือ การนำเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่ (spatial data) และข้อมูลทั่วไป การนำเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่เป็นการแปลงข้อมูลเชิงพื้นที่ ให้เป็นข้อมูลเชิงตัวเลข (digital data) ซึ่งสามารถนำเข้าได้ หลายวิธี เช่น digitizing table, คีย์บอร์ด (computer keyboard) สแกนเนอร์ (scanner) นำเข้าข้อมูลแผ่นฟิล์ม (file importation) และแปลงค่าพิกัดทางภูมิศาสตร์ที่จัดเก็บจากเครื่อง Global Positioning System (GPS) ทั้งนี้ โปรแกรม (software) ที่ใช้ในการนำเข้ามีหลายโปรแกรม เช่น ArcInfo, Arc View, SPAN, ERDAS เป็นต้น ส่วนการนำเข้าฐานข้อมูลที่มีความสัมพันธ์กับข้อมูลเชิงพื้นที่ สามารถนำเข้าโดยโปรแกรม spreadsheet หรือโปรแกรมทั่วไป เช่น Excel, Lotus, FoxPro, Word หรือโปรแกรม GIS

2) การจัดเก็บข้อมูลพื้นที่ในระบบ GIS (Cartographic Representation) ข้อมูลพื้นที่ที่แสดงทิศทาง (vector data) ประกอบด้วยข้อมูล 3 ประเภท คือ จุด ลายเส้น และพื้นที่ รายละเอียดตามที่กล่าวมาแล้วข้างต้น ซึ่งข้อมูลดังกล่าวจะถูกจัดเก็บโดยอ้างอิงจากค่าพิกัดทางภูมิศาสตร์ ทั้งนี้ รหัสของข้อมูลอาจเรียงตามลำดับของการนำเข้า หรือเรียงตามค่ารหัสที่ถูกกำหนดโดยผู้ใช้ระบบ (User ID) ยกเว้นข้อมูลกริดที่จัดเก็บตามตำแหน่งของแนวตั้ง (column) และแนวนอน (row) ดังภาพที่ 2

4) การจัดเก็บและเรียกค้นตารางฐานข้อมูล (database) ฐานข้อมูลที่ใช้อธิบายข้อมูลพื้นที่ (attributes) จะถูกจัดเก็บในรูปแบบที่สัมพันธ์กับข้อมูลเชิงพื้นที่ เป็นข้อมูลที่ถูกต้อง และง่ายต่อการปรับแก้และเรียกใช้ ดังภาพที่ 1.8 ทั้งนี้ ข้อมูลแต่ละเรื่องควรแยกเก็บเป็นคนละแฟ้มข้อมูล (file) และแยกจากข้อมูลแผนที่ แต่ต้องมีรายละเอียดในรายการใด รายการหนึ่ง (field) ที่มีค่าและคุณลักษณะ (ตัวเลขหรือตัวอักษร) ที่เหมือนกัน เพื่อใช้ในการเชื่อมต่อฐานข้อมูลเข้ากับข้อมูลพื้นที่ หรือเชื่อมตารางฐานข้อมูลหนึ่ง กับอีกตารางฐานข้อมูลหนึ่ง ดังภาพที่ 4

การวิเคราะห์ข้อมูล (Data Analysis) สารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) มีความสามารถในการนำข้อมูลเชิงพื้นที่หลายๆ ชั้นข้อมูล (layers)มาซ้อนทับกัน (overlay) เพื่อทำการวิเคราะห์ และกำหนดเงื่อนไขต่างๆ โดยใช้คอมพิวเตอร์ตามวัตถุประสงค์ หรือตามแบบจำลอง (model) ต่างๆ ซึ่งอาจเป็นการเรียกค้นข้อมูลอย่างง่าย หรือซับซ้อน เช่น โมเดลทางสถิติ หรือโมเดลทางคณิตศาสตร์ เป็นต้น ทั้งนี้ เนื่องจากชั้นข้อมูลต่างๆ ถูกจัดเก็บโดยอ้างอิงค่าพิกัดทางภูมิศาสตร์ และมีการจัดเก็บอย่างมีระบบ และประมวลผลโดยใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ ผลที่ได้รับจากการวิเคราะห์ จะเป็นชั้นข้อมูลอีกลักษณะหนึ่ง ที่แตกต่างไปจากชั้นข้อมูลเดิม ดังภาพที่ 5

การแสดงผล (Data Display) ผลที่ได้รับจากการวิเคราะห์ข้อมูล สามารถนำเสนอหรือแสดงผลได้ทั้งบนจอคอมพิวเตอร์ (monitor) ผลิตออกเป็นเอกสาร (แผนที่และตาราง) โดยใช้เครื่องพิมพ์ หรือ plotter หรือสามารถแปลงข้อมูลเหล่านั้นไปสู่ระบบการทำงานในโปรแกรมอื่นๆ ในรูปแบบของแผนที่ (map) แผนภูมิ (chart) หรือตาราง (table) ที่มา http://www.mahadthai.com/gis/index.htm

ประโยชน์ของเครื่องมือทางภูมิศาสตร์ ใช้ประกอบการเก็บข้อมูล เพื่อการบรรยายเชิงปริมาณและคุณภาพ ใช้ประกอบการเรียนและการสอนในห้องเรียนหรือในห้องปฏิบัติการ ใช้เพื่อศึกษาเส้นทางการเดินทาง หมายเหตุ เครื่องมือบางชนิดใช้ประกอบการศึกษาและเก็บข้อมูลเฉพาะในสนามเท่านั้น

ข้อมูลอ้างอิง http://www.arts.chula.ac.th/~geography/Geo_Know.htm http://ebook.nfe.go.th/ebook/html/011/113.htm

คำถามหลังการเรียนรู้ 1.โลกมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศูนย์สูตรยาวกี่กิโลเมตร ก.12,345 ข.21,345 ค.12,756 ง.13,456 2.ข้อมูลที่มีทิศทางประกอบด้วยกี่ลักษณะ อะไรบ้าง ก.2ลักษณะได้แก่ ข้อมูลจุด ข้อมูลเส้น ข.3ลักษณะ ได้แก่ ข้อมูลจุด ข้อมูลเส้น ข้อมูลพื้นที่หรือเส้นรอบรูป ค.1ลักษณะ ได้แก่ ข้อมูลภาพ ง.4ลักษณะ ได้แก่ ข้อมูลภาพ ข้อมูลจุด ข้อมูลเส้น ข้อมูลพื้นที่

3. เครื่องมือประเภทที่ให้ข้อมูลมีอะไรบ้าง ก. แผนที่ ภาพจากดาวเทียม ข 3.เครื่องมือประเภทที่ให้ข้อมูลมีอะไรบ้าง ก.แผนที่ ภาพจากดาวเทียม ข.รูปถ่ายทางอากาศ แผนที่ ค.อินเตอร์เน็ต ภาพจากดาวเทียม ง.แผนที่ รูปถ่ายทางอากาศ ภาพจากดาวเทียม และอินเตอร์เน็ต

4. โลกมีรูปทรงเป็นทรงกลม โดยอาศัยเหตุผลใดจากการสังเกต ? สังเกตเรือที่แล่นออกจากฝั่งในระยะไกลๆ ออกไป สังเกตเรือที่แล่นออกจากฝั่งในระยะใกล้ๆ สังเกตเรือที่แล่นไปตามทิศทางของลม สังเกตจาก GPS

5. พื้นที่แต่ละตารางกริดมีขนาดเท่ากัน เพราะพิจารณาในแนวราบ โลกถูกแบ่งออกเป็นกี่ส่วน 40 50 60 70

นาย ยุทธภูมิ โสเส เลขที่ 10 นาย ปัญจลักษณ์ หาปู่ทน เลขที่ 9 ผู้จัดทำ สมาชิกในกลุ่ม นาย ยุทธภูมิ โสเส เลขที่ 10 นาย ปัญจลักษณ์ หาปู่ทน เลขที่ 9 นาย ณัฐพงษ์ วงศ์สุวรรณ เลขที่ 4 นาย สิทธิชัย ละเหลา เลขที่ 12 นาย กฤษฎา พิจิตรแสงเสรี เลขที่1 นางสาว อภิญญา อนุสุเรนทร์ เลขที่ 37 นางสาว กมลชนารถ ทวีศักดิ์ เลขที่ 17 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6/1 เสนอ ครู อรวรรณ กองพิลา โรงเรียนฝางวิทยายน เลข