แผนที่และระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์

แนวคิด

        ภูมิศาสตร์กายภาพเป็นสาขาหนึ่งจของวิชาภูมิศาสตร์ที่มึ่งศึกษาสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติและกระบวนการเปลี่ยนแผลงทางธรมชาติที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลก การศึกษาชาภูมิศาสตร์เป็นสิ่งสำคัญที่จะช่วให้เข้าใจปรากฎการณ์ต่าง ๆ บนพื้นผิวโลกดียิ่งขึ้น อันเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาพื้นที่นั้น ๆ ส่วนวิชาเศรษฐศาสตร์เป็นการศึกษาหาวิธีที่จะจัดสรรทรัพยากรที่มีอยู่จำกัดให้สามารถสนองตอบต่อความต้องการของมนุษย์ที่มีอยู่ไม่จำกัด โดยให้เกิดประสิทธิภาพมากที่สุดเศรษฐศาสตร์จุลภาคและเศรษฐศาสตร์มหภาพมีความสัพมันธ์กันอย่างใกล้ชิด เพราะเศรษฐกิจส่วนรวมของประเทศเกิดจากเศรษฐกิจหน่วยย่อยรวมกัน ดังนั้น การศึกษาปัญหาเศรษฐกิจของสังคมหนึ่ง ๆ จำเป็นต้องพิจารณาระบบเศรษฐกิจที่เป็นส่วนร่วมและพฤติกรรมของแต่ละบุคคลหรือแต่ละหน่วยผลิต ซึ่งเป็นเศรษฐกิจหน่วยย่อย เพราะเศรษฐกิจหน่วย่อมย่อมมีอิทธิพลสำคัญต่อพฤติกรรมและความเป็นไปของเศรษฐกิจระดับประเทศหรหือส่วนรวมของสังคม

 สาระการเรียนรู้

1. ความหมายและความสำคัญของแผนที่

          แผนที่ หมายถึง การนำเอารูปภาพสิ่งต่างๆ บนพื้นผิวโลก (Earth’ surface) มาย่อส่วนให้เล็กลง แล้วนำมาเขียนลงกระดาษแผ่นราบ สิ่งต่างๆ บนพื้นโลกประกอบไปด้วยสิ่งที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ (nature) และสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น (manmade) สิ่งเหล่านี้แสดงบนแผนที่โดยใช้สี เส้นหรือรูปร่างต่างๆ ที่เป็นสัญลักษณ์แทน

2.องค์ประกอบของแผนที่

     2.1ชื่อของแผนที่
    2.2 มาตราส่วนของแผนที่ คือ อัตราส่วนเปรียบเทียบระหว่างระยะทางในแผนที่กับระยะทางจริงในภูมิประเทศ
    2.3 สัญลักษณ์ หรือ เครื่องหมาย คือ รายละเอียดของสิ่งต่างๆ ของบนพื้นผิวโลกที่แสดงลงบนแผนที่ แบ่งออกเป็น 5 จำพวก
2.3.1 แหล่งน้ำ เช่น ลำธาร แม่น้ำ หนอง บึง ที่ลุ่มชายฝั่ง
2.3.2 สิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น ถนน ทางรถไฟ อาคาร ฯลฯ
2.3.3 ลักษณะพื้นที่สูงๆ ต่ำๆ เช่น เขา ภูเขา
2.3.4 พืชพรรณ เช่น ป่า สวน ไร่นา
2.3.5 สิ่งที่กำหนดขึ้นเป็นพิเศษ เช่น แหล่งทรัพยากร
    2.4 สีที่ใช้ในแผนที่ ที่แสดงรายละเอียดบนแผนที่ สีที่ใช้เป็นมาตรฐาน มี 6 สี
2.4.1 สีดำ ใช้แสดงรายละเอียดที่เกิดจากแรงงานของมนุษย์ เช่น วัด โรงเรียน หมู่บ้าน
2.4.2 สีแดง ใช้เป็นสัญลักษณ์ที่เป็นถนน
2.4.3 สีน้ำเงิน ใช้เป็นสัญลักษณ์ที่เป็นน้ำ เช่น แม่น้ำ ลำคลอง บึง ทะเล ฯลฯ
2.4.4 สีน้ำตาล ใช้เป็นสัญลักษณ์ที่เกี่ยวกับความสูงและทรวดทรงของพื้นที่สูงๆ ต่ำๆ
2.4.5 สีเขียว ใช้เป็นสัญลักษณ์ที่เกี่ยวกับที่ราบ ป่าไม้ บริเวณที่ทำการเพาะปลูก พืชสวน
2.4.6 สีเหลือง ใช้เป็นสัญลักษณ์ที่เกี่ยวกับที่ราบสูง
2.4.7 สีอื่นๆ บางโอกาสอาจใช้สีอื่นนอกจากที่กล่าวมาเพื่อแสดงรายละเอียดพิเศษบางอย่าง รายละเอียดเหล่านี้จะมีบ่งไว้ในรายละเอียดในแผนที่

5.ระบบอ้างอิงบนพื้นผิวโลก
           ระบบอ้างอิงบนพื้นผิวโลก ทำให้ผู้ศึกษาแผนที่หาตำแหน่งหรือกำหนดตำแหน่งต่างๆ บนพื้นผิวโลกได้ เรียกว่า พิกัดทางภูมิศาสตร์ ซึ่งเกิดจากระบบอ้างอิงบนพื้นผิวโลก 2 ระบบ
   1. เส้นเมอริเดียน (Meridian Line) หมายถึง เส้นสมมติที่ลากเชื่อมระหว่างขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ ซึ่งมีคุณสมบัติดังนี้
- เส้นเมอริเดียนอยู่ในแนวเหนือใต้
- ปลายเส้นเมอริเดียนจะบรรจบกันที่ขั้วโลกทั้งสอง และห่างกันมากที่สุด ณ บริเวณเส้นศูนย์สูตร
- เส้นเมอริเดียนแต่ละเส้นจะมีความยาวเป็นครึ่งหนึ่งของวงกลมใหญ่
- บนพื้นโลกจะลากเส้นเมอริเดียนได้ไม่จำกัดจำนวน แต่ที่ปรากฏบนลูกโลกหรือแผนที่จะลากเส้นให้ห่างกันแต่พองาม



 เส้นเมอริเดียนที่สำคัญ คือ
       เส้นเมอริเดียนเริ่มแรก (Prime meridian) หมายถึง เส้นเมอริเดียนที่ถือเป็นหลักเริ่มแรกที่ลาก ผ่านตำบลกรีนิช ใกล้กรุงลอนดอน ประเทศอังกฤษ มีค่ามุมเท่ากับ 0 องศา โดยลากไปทางตะวันออกและทางตะวันตกของเส้นเมอริเดียนเริ่มแรก ข้างละ 180 เส้นตามค่าของมุม โดยเส้นที่ 180 จะทับกันพอดีเรียกว่า เส้นเขตวัน (International Line) หรือ เส้นแบ่งเขตวันระหว่างชาติ จัดเป็นเส้นที่เพิ่มวันใหม่และสิ้นสุดวันเก่า คือ ถ้าเดินไปทางตะวันตก(เอเชีย)โดยข้ามเส้นเขตวัน จะต้องเพิ่มวันขึ้นอีกหนึ่งวัน และถ้าข้ามเส้นเขตวันไปทางตะวันออก(อเมริกา) จะลดวันอีกหนึ่งวัน เช่น ทางเอเชียเป็นวันจันทร์ เมื่อข้ามเขตวัน (เส้นเมอริเดียนที่ 180) ไปทางอเมริกา จะเป็นวันอาทิตย์ (ลด 1 วัน) ค่าของมุมที่วัดไปตามเส้นเมอริเดียน เรียกว่า ลองจิจูด

  

       ลองจิจูด (Longitude) ค่าของมุมที่วัดเป็นองศาไปทางตะวันออกและทางตะวันตกของเส้นเมอริเดียนเริ่มแรก ข้างละ 180 องศา ฉะนั้นทุกครั้งที่บอกค่าลองจิจูด ต้องบอกเป็นค่าองศาตะวันออกหรือตะวันตกด้วย
2. เส้นขนาน (Parallels) เส้นสมมติที่ลากขนานกับเส้นศูนย์สูตรไปทางเหนือและทางใต้ มีคุณสมบัติ ดังนี้
- เส้นขนานทุกเส้นจะขนานกันและกัน
- เส้นขนานจะอยู่ในแนวตะวันออกและตะวันตก
- เส้นขนานจะตัดกับเส้นเมอริเดียนเป็นมุมฉากเสมอ ยกเว้นบริเวณขั้วโลก

- เส้นขนานทุกเส้นเป็นวงกลมเล็กทั้งสิ้น ยกเว้นเส้นศูนย์สูตร ค่าของมุมที่วัดไปตามเส้นขนาน เรียกว่า  ละติจูด

 

           ละติจูด (Latitude) หมายถึง ค่าของมุมที่วัดเป็นองศาไปทางเหนือและทางใต้ของเส้นศูนย์สูตร ข้างละ 90 องศา ฉะนั้นทุกครั้งที่บอกค่ามุมละติจูดต้องบอกเป็นองศาเหนือหรือองศาใต้ด้วย

  

       หมายเหตุ 1 องศา แบ่งออกเป็น 60 ลิปดา 1 ลิปดา แบ่งออกเป็น 60 ฟิลิปดาการหาลองจิจูด หาได้จากการหมุนรอบตัวเองของโลก ซึ่งสัมพันธ์กับเวลาดังนี้

โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ใช้เวลา 24 ชั่วโมง หรือ 1,440 นาที
ค่าของมุมตามเส้นเมอริเดียน(ลองจิจูด)มีทั้งหมด 360 องศา
ฉะนั้น ค่าลองจิจูดของเส้นเมอริเดียนแต่ละเส้น มีเวลาห่างกัน 1440 /360 = 4 นาที
นั่นคือ ค่าลองจิจูดของเส้นเมอริเดียนแต่ละเส้นห่างกัน 1 องศา มีเวลาต่างกัน 4 นาที
เวลา 4 นาที ค่าลองจิจูดต่างกัน 1 องศา
“ 60 “ “ 60/4 = 15 องศา
นั้นคือ ค่าลองจิจูดของเส้นเมอริเดียนแต่ละเส้นห่างกันทุกๆ 15 องศา มีเวลาต่างกัน 1 ชั่วโมง   

 3.การอ่านแผนที่ทางกายภาพ

       ทางกายภาพข้อมูลในแผนที่แต่ละเรื่องมีความแตกต่างกัน ผู้ศึกษาจะต้องรู้จักว่าเป็นแผนที่ประเภทใดโดยมีหลักการคือ การอ่านแผนที่เส้นชันความสูง ดังนี้

1 ในแต่ละเส้นของเส้นชันความสูงจะบอกจำนวนเส้นและหมายเลขประจำเส้นไว้ เช่น 100 , 200 ,300 ซึ่งแต่ละเส้นจะแทนความสูงในระดับที่เท่า ๆ กัน

2 เส้นชันความสูงจะแสดงด้วยตัวหนา

3 บริเวณที่เส้นชันความสูงอยู่ห่างกันมากแสดงว่าลาดชันน้อย เส้นชันความสูงอยู่ชิดกันมากแสดงว่าเป็นที่สูงชันมาก

4 ถ้าเป็นบริเวณยอดเขาเส้นชันความสูงจะเป็นวงกลมเล็ก ๆ

5 เส้นชันความสูงที่โค้งมาหาเส้นชันความสูงที่ต่ำกว่า แสดงว่าเป็นที่เนินหรือลาดเขา

6 เส้นชันความสูงรูปตัว V แสดงว่าเป็นต้นน้ำ ลำธาร

4. เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาทางภูมิศาสตร์

           เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาทางภูมิศาสตร์ ในที่นี้จะได้กล่าวถึง แหล่งข้อมูลหรือเครืองมือที่ใช้ในการศึกษาทางภูมิศาสตร์ได้แก่

     4.1 ภาพถ่ายทางอากาศ หมายถึง ภาพของภูมิประเทศที่ได้จากการถ่ายรูปทางอากาศด้วยวิธีนำกล้องถ่ายรูปติดกับอากาศยานที่บินไปเหนือภูมิประเทศที่จะทำการถ่ายรูป แล้วทำการถ่ายรูปตามตำแหน่งทิศทางและความสูงของการบินที่ได้วางแผนไว้ก่อนแล้ว หลังจากนั้นนำฟิล์มไปล้างและอัดภาพ ก็จะได้รูปที่มีรายละเอียดภูมิประเทศในบริเวณที่ต้องการถ่ายปรากฏอยู่ ภาพถ่ายทางอากาศแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ ภาพถ่ายแนวดิ่งและภาพถ่ายแนวเอียง



การนำภาพถ่ายทางอากาศไปใช้ประโยชน์

      หน่วยงานที่จัดทำ คือ กรมแผนที่ทหาร กระทรวงกลาโหม ภาพถ่ายทางอากาศนำไปใช้ประโยชน์ในการพัฒนาความเจริญของบ้านเมือง ดังนี้

  1. ทำให้ทราบการเปลี่ยนแปลงในลักษณะทางกายภาพของพื้นที่ต่างๆ โดยเปรียบเทียบกับภาพถ่ายที่ถ่ายในระยะเวลาที่แตกต่างกัน เช่น การขยายตัวของชุมชนเมืองเข้าไปในพื้นที่การเกษตร เป็นต้น

  2. การวางแผนพัฒนาการใช้ดิน โดยนำภาพถ่ายทางอากาศไปใช้เพื่อจัดทำแผนที่และจำแนกประเภทการใช้ที่ดินของประเทศ กำหนดโซนพื้นที่เป็นเขตอุตสาหกรรม เขตเกษตรกรรม และเขตที่อยู่อาศัย เป็นต้น

  3. การอนุรักษ์พื้นที่ป่าไม้ ภาพถ่ายทางอากาศทำให้ทราบถึงความอุดมสมบูรณ์ของป่าไม้ในพื้นที่ ต่างๆ เพื่อกำหนดแนวทางการอนุรักษ์และพัฒนาต่อไป

4.2 ข้อมูลดาวเทียม เป็นสัญญาณตัวเลขที่ได้รับ ณ สถานีรับสัญญาณดาวเทียมภาคพื้นดินซึ่งกระจายอยู่ในบางประเทศทั่วโลก เมื่อสถานีรับสัญญาณภาคพื้นดินได้รับข้อมูลตัวเลขที่ส่งมาแล้ว จึงแปลงตัวเลขออกเป็นภาพอีกครั้งหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าภาพจากดาวเทียม ที่นำไปแปลความหมายต่อไปได้ ในระบบคอมพิวเตอร์สามารถจะนำข้อมูลตัวเลขมาวิเคราะห์เชิงสถิติเพื่อจัดกลุ่มข้อมูลใหม่

ดาวเทียมที่เราควรรู้จั ได้แก่
    1.1) ดาวเทียมแลนด์แซต เป็นดาวเทียมของอเมริกา เริ่มส่งและดำเนินการบันทึกข้อมูลจากดาวเทียมแลนด์แซตดวงแรก
   1.2) ดาวเทียมสปอต เป็นดาวเทียมของฝรั่งเศสและกลุ่มประเทศยุโรป ใช้ศึกษาตะกอนในน้ำ ปากแม่น้ำ น้ำชายฝั่งทะเล แยกประเภทพืช ศึกษาสภาพภูมิประเทศ
1.3) ดาวเทียมโนอา เป็นดาวเทียมขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งอเมริกา มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อศึกษาด้านอุตุนิยมวิทยา โดยเฉพาะการพยากรณ์อากาศ

การใช้ประโยชน์ข้อมูลจากดาวเทียม

           ในการจัดการทรัพยากรและสิ่งแวดล้อมหลังจากที่ได้มีการศึกษาและวางแผนอย่างมีระบบและได้มีการดำเนินงานในพื้นที่แล้ว เช่น พื้นที่ที่ควรคืนสภาพป่า พื้นที่ที่อนุญาตให้ตัดป่า จำเป็นต้องมีวิธีการจัดการอย่างต่อเนื่องเช่น การเช้าไปสังเกตการณ์การตรวจวัด แต่ถ้าพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่ การติดตามตรวจสอบทำได้ยากและมีค่าใช้จ่ายสูง จึงต้องนำเทคโนโลยีมาใช้คือการใช้ข้อมูลจากดาวเทียม แต่ละดวงมีการเก็บข้อมูลด้วยความถี่สม่ำเสมอและสามารถใช้ ทดแทนกันได้ ข้อมูลดาวเทียมมีประโยชน์มากในการสำรวจทรัพยากร ข้อมูลบางชนิดหลังจากสร้างเป็นแผนที่เฉพาะแบบแล้ว เช่น แผนที่ธรณีวิทยา แผนที่ดิน หรือแผนที่แหล่งน้ำ จะมีการเปลี่ยนแปลงช้า ข้อมูลบางชนิดที่มีการเปลี่ยนแปลงรวดเร็ว เช่น สภาพอากาศ การเคลื่อนย้ายของสัตว์ป่า และการใช้ที่ดิน ดังนั้น ในประเทศไทยประโยชน์ของข้อมูลจากดาวเทียมจึงค่อนข้างจะจำกัดสำหรับการจัดทำแผนที่เฉพาะแบบ เช่น การปรับปรุงแผนที่ภูมิประเทศ การเปลี่ยนแปลงที่ดิน เป็นต้น การใช้ข้อมูลดาวเทียมควรคำนึงถึงรายละเอียดภาคพื้นดินที่จำเป็นจะต้องใช้ และระยะความถี่ของข้อมูลเป็นอันดับแรก

5.ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์

          ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์(Geographic Information System : GIS) คือ กระบวนการทำงานเกี่ยวกับข้อมูลเชิงพื้นที่ (spatial data) ด้วยระบบคอมพิวเตอร์ โดยการกำหนดข้อมูลเชิงบรรยายหรือข้อมูลคุณลักษณะ (attribute data) และสารสนเทศ เช่น ที่อยู่ บ้านเลขที่ ที่มีความสัมพันธ์กับตำแหน่งในเชิงพื้นที่ (spatial data) เช่น ตำแหน่งบ้าน ถนน แม่น้ำ เป็นต้น ในรูปของ ตารางข้อมูล และ ฐานข้อมูล ซึ่งองค์ประกอบดังรูป

จากรูป

  1. ฮาร์แวร์หรือส่วนอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ใช้ในงานระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ เช่นหน่วยประมวลผลกลาง หน่วยจัดเก็บข้อมูลด้วยเครื่องขับดิสก์ ดิจิไทเซอร์ เครื่องขับเทป หน่วยแสดงผล พล็อตเตอร์ และเครืองพิมพ์

  2. ซอฟแวร์ ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์หรือโปรแกรมที่ใช้ในการดำเนินการร่วมกับอุปกรณ์ เพื่อให้ได้มาซึ่งสารสนเทศที่ต้องการ

  3. บุคลากร มีบทบาทในการเลือกและออกแบบฐานข้อมูล GIS กำหนดข้อกำหนดเพื่อเป็นมาตรฐานเดียวกันในการจัดทำฐานข้อมูล อัพเดทหรือปรับปรุงข้อมูลให้ทันสมัย วิเคราะห์ วิเคราะห์ผล GIS ตามวัตถุประสงค์ของงาน

  4. ข้อมูลภูมิสารสนเทศ แบ่งออกเป็น ข้อมูลเชิงภาพ (Graphic data หรือ Geometric data) และ ข้อมูลเชิงคุณลักษณะ (Attributes หรือ Thematic data) ข้อมูลเชิงภาพ (Graphic data) 5. กระบวนการการวิเคราะห์ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ความถูกต้องของข้อมูลเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุด เพราะการวิเคราะห์และตัดสินใจจากข้อมูลที่ผิดพลาดสามารถทำให้เกิดผลเสียอันใหญ่หลวง ในการสร้างฐานข้อมูลที่ดีจึงต้องมีขั้นตอนที่ละเอียดถูกต้อง

อ้างอิง : http://www.bp-smakom.org

              http://www.tice.ac.th