מהו מיפוי גיאו-מרחבי, וכיצד הוא פועל?

עבור אנשים רבים, הפתרונות הנוצרים על ידי מיפוי גיאו-מרחבי משולבים באופן מלא בחיי היומיום. מאיתור מיקום על המפה ובחירת הדרך המהירה ביותר להגיע אליו, ועד לניטור יבולים וניהול אסונות טבע. זה יכול להיות חיוני גם להבנת דפוסים וקבלת החלטות מושכלות בתחומים כמו מדעי הסביבה ותכנון עירוני.

במאמר זה, שנוצר בשיתוף פעולה עם המומחה שלנו מיכל לופה, אנו חולקים תובנות חשובות לגבי תהליך איסוף ומיפוי נתונים גיאו-מרחביים, וכן מסבירים כיצד והיכן ניתן להשתמש בטכנולוגיות גיאו-מרחביות.

מהו מיפוי גיאו-מרחבי?

מיפוי גיאו-מרחבי הוא הגדרה רחבה של כל הפעולות המעורבות בתהליך יצירת מפות המשתמשות בנתונים גיאו-מרחביים. הוא כולל קבוצה שלמה של פעולות כגון איסוף נתונים וניתוח מרחבי המובילים להמחשת אובייקט מרחבי על מפה.

מיפוי גיאו-מרחבי ניתן לתאר כצורה של טכניקת המחשה מרחבית המסייעת ליצור מפות מותאמות אישית לצרכים מסוימים. מטרת ה-GM היא להציג אובייקטים בעלי קואורדינטות גיאוגרפיות בהקשר גיאוגרפי כלשהו, על מנת להציג מודל של העולם האמיתי על גבי מפה. ניתן להשתמש בטכניקות, בפתרונות ובתוכנות שונים של מערכות מידע גיאוגרפיות (GIS) כדי לנתח נתונים גיאו-מרחביים זמינים ומאגרי נתונים גיאוגרפיים ויבשתיים.

שלבי תהליך המיפוי הגיאו-מרחבי

מיפוי גיאו-מרחבי מורכב מ-בניית ויזואליזציה של נתונים מרחביים שכבה אחר שכבה. מפה טופוגרפית לדוגמה אינה אלא הרכבה של אלו. היא כוללת שכבות של נתונים גיאו-מרחביים, פריסה גרפית ועיצוב קרטוגרפי נכון של מפה בסדר מסוים, כך שבסופו של דבר הם מהווים מודל אחד קוהרנטי של המרחב ושל תצוגתו הסופית.

מקור: https://www.researchgate.net/figure/Different-layers-of-data

מיפוי גיאו-מרחבי יכול להיתפס כתהליך בעל 4 שלבים: 

1. רכישת נתונים גיאו-מרחביים

השלב הראשון דורש איסוף של נתונים ראשוניים ו/או משניים. המקורות וסוג הנתונים משתנים ותלויים באופי התופעה שאנו עובדים איתה. ניתן להשיגם, כאחת מדוגמאות רבות, באמצעות איסוף מדידות גיאודטיות או באמצעות צילום אווירי, מצלמות רחפן או לוויין. תמונות אוויריות, לוויין ורחפן נלקחות באמצעות חיישנים לאיסוף סוגים שונים של נתונים. ראוי לציין לגבי צילום רחפן שהוא נאסף ברזולוציה גבוהה בהרבה.

באופן כללי, שיטות חישה מרחוק יכולות להשתמש בשני סוגי חיישנים: 

• חיישנים אקטיביים – לייצר מקור אנרגיה משלהם לעבר המטרה הנחקרת, ולאחר מכן לזהות ולמדוד את הקרינה המוחזרת או המוחזרת לאחור מהאובייקט. 
• חיישנים פסיביים – חיפוש אחר קרינה טבעית הנפלטת או מוחזרת מהאובייקט המטרה. במקרה זה, מקור הקרינה הנפוץ ביותר הוא אור השמש. 

חישה מרחוק יכולה לספק לנו סוגים רבים של נתונים, כגון נתונים אופטיים, LiDAR או SAR. ניתן ללכוד אותם, למשל, בצבעים טבעיים או באינפרה-אדום.

דוגמה לרכישת נתונים קלאסית (משנית) היא וקטוריזציה של משאבים קיימים (למשל מפות ישנות). נושא נוסף שמעורר עניין הולך וגובר הוא איסוף נתונים באמצעות מיקור המונים (Volunteered Geographic Information – VGI), שבו משתמשים משתתפים מרצונם ביצירת התוכן של מסדי הנתונים המרחביים.

האמור לעיל הם רק כמה דוגמאות שיכולות להוות בסיס למיפוי גיאו-מרחבי ולהמחשה חזותית, מבין רבות אחרות.

2. עיבוד נתונים והזנה למסדי נתונים 

הנתונים שנאספו מעובדים כדי להזין את מסדי הנתונים הרלוונטיים. מסדים אלה מאחסנים מידע על הגיאומטריה הגולמית של אובייקטים ללא סמלים גרפיים כלשהם. יתרה מכך, הם מכילים נתונים על מיקומם של אובייקטים במרחב ועל גבולותיהם המדויקים, אם אופי הנתונים מאפשר זאת. פרטים אלה לבדם נחשבים למידע מרחבי המספיק להסקת מסקנות ולבניית סוגים שונים של ניתוחים. הפרטים הכלולים במסדי נתונים כאלה מועברים לאחר מכן לתוכנות האחראיות על פונקציות אנליטיות. על בסיסם אנו יכולים לעבד נתונים אלה הלאה ולבצע ניתוחים מרחביים.

3. יצירת מודל ועיצוב 

לאחר שיש לנו את הנתונים בסכימת מסד הנתונים המתאימה, מעובדים באופן שמאפשר לנו להשתמש בהם בהמשך, השלב הבא כולל יצירת עיצובים וגרפיקה עבור המפה. בתהליך זה, סמלים וצבעים מוקצים בהתאם לכללים קרטוגרפיים ספציפיים, כך שהאובייקטים או המקומות יהיו מזוהים ככל האפשר, והתפיסה הכוללת תהיה מובנת למשתמש הממוצע.

בשלב זה מתרחשת אחת הפעילויות החשובות ביותר בתהליך יצירת המפה, דהיינו הכללה קרטוגרפית. במקרים מסוימים, ייתכן שיהיה צורך להכליל נתונים ברמת דיוק גבוהה. השימוש בנתונים ברמת דיוק נתונה תלוי באופן מוחלט בקנה המידה של כל מפה. מידע ברמת דיוק גבוהה נדרש רק עבור מודלים רב-קנה מידה, אך עבור מפות בקנה מידה בינוני וקטן, דיוק גבוה שכזה אינו הכרחי. הכללה קרטוגרפית עוסקת בהפחתת הדיוק של גיאומטריות ואובייקטים מרחביים קיימים באופן כזה שלמרות פחות פרטים, נשמרת יכולת הזיהוי של האובייקטים ומיקומם. תהליך ההכללה מבוצע על מנת להפחית את כמות הפרטים תוך שמירה על עומס המידע הגבוה ביותר האפשרי בכל מפה.

4. פרסום 

השלב האחרון הוא פרסום המוצר או המודל המוכן כמפה מיוצאת או כשירות מפה שניתן להטמיע באתר אינטרנט.

השלבים לעיל עשויים להתייחס למפות טופוגרפיות ותמטיות, כמו גם להצגת נקודות המציינות מיקום, למשל מ-GPS, והצבתן על רקע של מפה קיימת כלשהי. באחרונה, מפת הבסיס משמשת כרקע לשכבת הנתונים הנוספת שברצוננו להציג, למשל המסלול מנקודה A ל-B. מעבר לכך, מיפוי גיאו-מרחבי מציע גם את האפשרות ליצור מודלים תלת-ממדיים, אשר מפותחים בדרך דומה מאוד. תהליך זה מאפשר להוסיף מימד שלישי לנתונים ולחזות אותם בפירוט רב יותר. הוא מסייע להציג מידע נוסף כמו גובה בקנה מידה של עצמים מהעולם האמיתי. כל זה מקל על זיהוי דפוסים וקשרים לא מובנים מאליהם, אשר יכולים להיות שימושיים בתחומים כמו תכנון עירוני, מידול חופים ומבנים ותגובה לאסונות.

גלה עוד על שירותי המידע הגיאוגרפי שלנו

מידע נוסף

מידע נוסף

טכנולוגיות וכלים במיפוי גיאו-מרחבי

מיפוי גיאו-מרחבי מחייב שימוש בטכנולוגיות גיאו-מרחביות מסוימות בעלות תפקיד משמעותי בתהליך כולו. טכנולוגיות אלו מספקות נתונים שניתן להשתמש בהם במידול, בניתוח ובהמחזה של המפה. הן גם מסייעות בקבלת החלטות המבוססות על רלוונטיות ועדיפות של משאבים.

טכנולוגיות גיאו-מרחביות כוללות כלים כגון:

GIS (מערכות מידע גיאוגרפיות) – היא מערכת המסייעת ליצור, לנהל, לנתח ולמקם סוגים שונים של נתונים על המפה. המערכת מחוברת למפות ומשלבת נתוני מיקום עם מידע רלוונטי אחר. הודות ליישום טכנולוגיית GIS, קל יותר להבין דפוסים והקשר גיאוגרפי.

GNSS – היא מערכת עם מערכי לוויינים המשדרים אותות מהחלל ומעבירים נתוני מיקום וזמן למקלטי GNSS. מקלטים אלה משתמשים לאחר מכן בנתונים שנאספו כדי לקבוע את המיקום. למערכת כיסוי עולמי והיא כוללת את Galileo של אירופה, GPS של ארה"ב, GLONASS של רוסיה ומערכת הניווט הלוויינית BeiDou של סין.

חישה מרחוק (RS) – הוא תהליך המסייע באיסוף מרחוק של נתונים גיאו-מרחביים ותמונות לוויין המסופקות על ידי חיישני לוויין ומצלמות אוויריות. הוא משתמש בקרינה מוחזרת ונפלטת של אזור כדי לזהות ולנטר את המאפיינים הפיזיים שלו. הוא גם יכול לשפר פרויקטים של מיפוי GIS בכך שהוא מהווה מקור לנתונים ומידע שימושיים התומכים בניתוח להערכה ומידול גיאו-מרחביים.

השימוש בטכנולוגיות אלה כיום קל מתמיד. עם חיפוש פשוט באינטרנט, תוכלו למצוא כלים נגישים רבים. חלקם יכולים לשמש לקריאה, ניהול וניתוח נתונים, אחרים יכולים לעזור לעבד מידע ספציפי מלוויינים. כלים רבים מציעים גם את האפשרות לשתף נתונים או אפילו ליצור ולהטמיע מפות בכל אתר אינטרנט. כמה מהכלים המועילים הללו הם:

• QGIS 
• ArcGIS 
• ENVI 
• SNAP 
• Geokettle 
• Geoserver 
• Mapbox 
• PostGIS 
• Oracle Spatial 

כדי לגלות עוד על כלי ניתוח מרחבי המשמשים במגזר הגיאו, עיינו במבוא שלנו לניתוח גיאו-מרחבי לעסקים.

היכן להשתמש במיפוי גיאו-מרחבי?

ארגונים וחברות ברחבי העולם מיישמים מיפוי גיאו-מרחבי מסיבות שונות ובדרכים רבות ומגוונות. חלקם מחפשים ערך עסקי נוסף, ניווט ותכנון טובים יותר או יתרונות ללקוחות ולעובדים. מיפוי גיאו-מרחבי משמש בדרך כלל בתחומים כמו:

• שינויים ועדכונים במפות 
• לוגיסטיקה ואופטימיזציה של מסלולים 
• מיפוי כמויות וצפיפויות 
• ניהול ומניעת אסונות טבע 
• מעקב צבאי והגנה 
• חקלאות וסריקת שדות 
• קיימות ושימור הסביבה 
• תכנון עירוני 

לצוות של Spyrosoft יש ניסיון בשיתוף פעולה בתחומים ובפרויקטים רבים ושונים. זה כולל הכנת אפליקציות עם מפות טיפוגרפיות ואוויריות ויצירת פונקציונליות ליצירת מסלולי פעילות בחוץ ולהפקת מפות לא מקוונות. דוגמה נוספת לעבודתנו הייתה יצירת אפליקציה עם מפה תת-קרקעית של נכסים across utilities. מטרת המוצר הייתה לסייע לבחון מקרוב את כל התשתית כדי לנטר תקלות בנכסים תת-קרקעיים ולנווט את תיקונם באופן פחות פולשני. מומחי הגיאו-מרחב שלנו שיתפו פעולה גם בפרויקטים אחרים עבור תעשיות כמו קמעונאי ו חקלאות.

תורך

התעשיות והתחומים שבהם מיפוי גיאו-מרחבי ושירותים השימושים האפשריים הם כמעט אין-סופיים, והיתרונות שלו ניכרים הן בעסקים והן בחיי היום-יום. אם אתם זקוקים לעזרה ביישום פתרונות מיפוי גיאו-מרחבי בארגון שלכם, אל תהססו לפנות לצוות שלנו דרך טופס יצירת הקשר שלהלן.