ความรู้ทั้วไป

ญี่ปุ่นปล่อยดาวเทียมสอดแนม
ญี่ปุ่นปล่อยดาวเทียมสอดแนม “นุก” โสมแดงดวงล่าสุดขึ้นสู่อวกาศ เอเอฟพี - ญี่ปุ่นปล่อยดาวเทียมสอดแนมขึ้นสู่อวกาศอีกรุ่น เพื่อเพิ่มระบบสอดส่องดูแลภัยคุกคามจากขีปนาวุธนิวเคลียร์ของเกาหลีเหนือ เจ้าหน้าที่เผยว่า จรวดเอช-2เอ บรรจุดาวเทียมรวบรวมข้อมูลหมายเลข 3 ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในเช้าวันนี้ (28) จากศูนย์อวกาศทาเนกาชิมา บนเกาะทาเนกาชิมา ทางตะวันตกเฉียงใต้ของญี่ปุ่น โทชิมิตสุ โอเซกิ เจ้าหน้าที่อุตสาหกรรมหนักของมิตซูบิชิ ซึ่งเป็นผู้สร้างจรวดกล่าวว่า “เราสามารถแยกดาวเทียมออกจากจรวดได้สำเร็จ และนำมันขึ้นสู่วงโคจรแล้ว” ดาวเทียมของรัฐบาลญี่ปุ่นดวงนี้จะขึ้นประจำการแทนที่ดาวเทียมรุ่นแรก พร้อมอุปกรณ์ออบติคัลที่ล้ำหน้า ซึ่งสามารถแยกแยะวัตถุบนพื้นดิน ด้วยความละเอียดถึง 60เซนติเมตร เจ้าหน้าที่ และสื่อท้องถิ่นรายงาน สำนักข่าวเกียวโดระบุว่า ดาวเทียมดวงใหม่นี้จะถูกทดสอบประสิทธิภาพเป็นเวลาประมาณ 3 เดือน ก่อนเริ่มปฏิบัติงานจริงกำลัง การส่งดาวเทียมครั้งนี้เป็นความพยายามล่าสุดในการสร้างระบบรวบรวม ข้อมูลข่าวกรอง หลังจากเกาหลีเหนือยิงขีปนาวุธตรงไปที่เกาะญี่ปุ่นในปี 1998 และขีปนาวุธที่เชื่อว่าน่าจะเป็นแตโปดอง-2 ซึ่งมีพิสัยยิง 6,700 กิโลเมตร ในเดือนเมษายนที่ผ่านมา ในปัจจุบัน ญี่ปุ่นมีดาวเทียมระบบออบติคัล 2 ดวง และดาวเทียมเรดาร์ 1 ดวง ขณะที่กำลังวางแผนเพิ่มดาวเทียมเรดาร์อีกดวงภายในเดือนมีนาคม ปี 2013 เพื่อให้ระบบ ที่จะสามารถตรวจดูสถานที่ต่างๆ บนโลกได้อย่างสมบูรณ์ สำหรับดาวเทียม ที่ปล่อยในวันนี้ มีมูลค่าประมาณ 48,700 ล้านเยน หรือราว 19,000 ล้านบาท สำหรับการวิจัย และพัฒนา และอีก 9,400 ล้านเยน หรือราว 3,600 ล้านบาท ในการสร้าง และยิงขึ้นสู่อวกาศ เกียวโดเสริม

ขอโทดที่คับ

พอดีอัฟรูปลงไม่ได้

เดี่ยวพรุ่งนี้ลองใหม่คับ

บ้างหัวข้ออาจไม่คบ

เดี่ยวพรุ่งนี้ลองใหม่ครับ

ขั้นตอนการดำเนินงานสำหรับการสร้างแผนที่ตัวเลข

ขั้นตอนระเบียบวิธีการจัดสร้างแผนที่ตัวเลข ไม่ค่อยจะต่างจากการออกแบบระบบข่าวสาร(Information System)เท่าไหรนัก เพราะข้อมูลแผนที่ที่จัดเก็บก็ถือว่าเป็น ข่าวสาร(Information)เช่นเดียวกัน เพียงแต่ต้องมีข้อมูลภาพ(Graphic)เกี่ยวข้องด้วย ฉะนั้นอุปกรณ์ที่นำเข้าข้อมูลแผนที่จึงเป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้างจะมีมากมายและพิเศษกว่าการนำเข้าข้อมูลเพื่อจัดเก็บในฐานข้อมูลธรรมดา ยกตัวอย่างการนำเข้าข้อมูลที่ได้มาจากภาพถ่ายทางอากาศ หรือภาพถ่ายดาวเทียม ที่ต้องมีการดำเนินกรรมวิธีทางหลักของการสำรวจด้วยภาพถ่าย(Photogrammetry) ซึ่งอาจจะต้องมีอุปกรณ์จำพวก scanner ฟิลม์ภาพถ่ายหรือเครื่องอ่าน ข้อมูลภาพจากดาวเทียม ซึ่งทำให้ต้นทุนการผลิตแผนที่ตัวเลขมีค่าสูงขึ้นตามลำดับ
ในหลักการทั่วๆไปของขั้นตอนการดำเนินงานสำหรับการสร้างแผนที่ตัวเลข อาจจะแบ่งขั้นตอนได้ดังนี้
1.ขั้นตอนการกำหนดวัตถุประสงค์สำหรับการสร้างแผนที่ตัวเลข
2.ขั้นตอนในการรวบรวมข้อมูล ด้านแผนที่
3.ขั้นตอนการออกแบบฐานข้อมูล
4.ขั้นตอนการทำ data dictionary
5.ขั้นตอนการนำเข้าข้อมูลแผนที่ เพื่อให้อยู่ในรูปลักษณะตัวเลข
6.ขั้นตอนการจัดเก็บแผนที่ตัวเลข ในรูปของสื่อทางคอมพิวเตอร์ เช่น CD-ROM และแจกจ่ายต่อไป
1.ขั้นตอนการกำหนดวัตถุประสงค์สำหรับการสร้างแผนที่ตัวเลขสำหรับขั้นตอนขั้นนี้นับเป็นส่วนสำคัญที่สุด ในการทำงาน เนื่องจากแผนที่ตัวเลข ไม่ได้เป็นสิ่งที่เป็นคำตอบทุกอย่าง บางคนอาจเข้าใจว่า เมื่อมีแผนที่ตัวเลขแล้ว เป็นสิ่งที่สามารถทำอะไรก็ได้ ต้องทำความเข้าใจว่า แผนที่ตัวเลขอาจถูกออกแบบมาสำหรับงานด้านนี้ แต่ไม่เหมาะสมหรือ อาจต้องมีการดัดแปลงเล็กน้อยเพื่อ ให้เหมาะแก่การทำ งานอีกประเภทหนึ่ง ยกตัวอย่าง แผนที่ตัวเลขที่ผลิตมาสำหรับงานด้าน การเขียนแผนที่ (Cartography) อาจจะถูกออกแบบมาไม่เหมาะสมต่อการทำงานด้าน GIS หรือ แผนที่ตัวเลขที่ใช้ด้านการทหารอาจจะมีข้อมูลน้อยไปสำหรับทางด้านพลเรือนหรือธุรกิจ ฉะนั้นในขั้นตอนนี้ โดยมากจะเป็นการประชุมระหว่างหน่วยงานที่สร้างแผนที่ กับผู้ที่จะใช้แผนที่ตัวเลขว่า วัตถุประสงค์ในการผลิตแผนที่ตัวเลขคือนำไปใช้ในงานประเภทใด
2.ขั้นตอนในการรวบรวมข้อมูล ด้านแผนที่
ขั้นตอนนี้ ต้องรวบรวมข้อมูลแผนที่ ซึ่งปกติจะอยู่ในรูปของสิ่งพิมพ์ ภาพถ่ายทางอากาศ ภาพถ่ายดาวเทียม ตลอดจน เอกสารประกอบหลายอย่าง ซึ่งอาจจะได้มาจากการสำรวจภาคพื้นดิน หรือ การวิเคราะห์ภาพดาวเทียมทางคอมพิวเตอร์ (Supervised or Unsupervised Classification) หรืออาจเป็นข้อมูลทางแผนที่ที่เป็นตัวเลขที่หน่วยงานอื่น จัดทำไว้แล้ว เพื่อลดปริมาณงานซ้ำซ้อน ในการวางแผนงานที่ดี ผู้ที่เป็นหัวหน้าควบคุมงาน ต้องสามารถที่จะมีความรู้หลายด้าน เพื่อในการสั่งงาน ตลอดจนการตรวจสอบ เพื่อจะได้เป็นที่มั่นใจว่า ข้อมูลแผนที่ที่รวบรวมมาได้นั้น จะมีพอเพียงและมีความถูกต้องต่อมาตรฐานในการจัดทำแผนที่ตัวเลข และที่สำคัญคือตรงต่อ วัตถุประสงค์ของการสร้างแผนที่ตัวเลข
3.ขั้นตอนการออกแบบฐานข้อมูล
ในขั้นตอนนี้ค่อนข้างจะยากเพราะ ต้องมีการใช้ ทฤษฏีและความรู้ทางด้านการออกแบบฐานข้อมูล(Database Design)แต่ก็มีหลักการ ง่ายๆ คือ ประการแรก ให้ท่านแบ่งข้อมูลแผนที่ เป็นสองส่วนเสียก่อน คือส่วนแรก ในส่วนของข้อมูลภาพ ส่วนที่สองคือส่วนที่เป็นข้อมูลคำอธิบาย (Attribute) ในส่วนของที่เป็นข้อมูลภาพให้ท่านแบ่งข้อมูลภาพตามลักษณะเด่น(feature)ของข้อมูลภาพเช่น ข้อมูลภาพในส่วนที่เป็นถนน กับข้อมูลภาพในส่วนที่เป็นทางน้ำ ย่อมมีลักษณะเด่น(Feature) ของข้อมูลที่ต่างกัน แม้ว่าข้อมูลทั้งสองประเภทจะมีโครงสร้างข้อมูลที่เป็น เส้น(Line) เหมือนกัน หรือข้อมูลที่เป็นแหล่งน้ำ เช่น แม่น้ำ หรือ อ่างเก็บน้ำ แม้ว่าจะมีลักษณะเด่น(Feature)ทางข้อมูลเหมือนกับทางน้ำ แต่มีโครงสร้างข้อมูลที่ต่างกัน คือ ทางน้ำมีโครงสร้างข้อมูลเป็น เส้น (Line) แต่ ข้อมูลที่เป็นแหล่งน้ำจะมีโครงสร้างข้อมูลเป็น รูปเหลี่ยม(Polygon) จึงควรแยกข้อมูลออกจากกัน ข้อมูลที่แยกจากกันนี้เราเรียกว่า layer หรือ coverage ส่วนหลายๆ layer หรือ หลายๆ coverage รวมกันเราเรียกว่า 1 workspace จากนั้นในแต่ละ layer หรือ coverageให้มาพิจารณาถึงข้อมูลในส่วนที่เป็นข้อมูลคำอธิบาย(Attribute) เพราะแต่ละลักษณะเด่น(Feature) ของแต่ละ layer ต้องเชื่อมต่อกับ ฐานข้อมูลเพื่ออธิบายความแตกต่างข้อมูลทั้งหมดใน layer นั้น ขั้นตอนนี้จะเหมือนกับการออกแบบฐานข้อมูลที่เป็นตัวอักษรทั่วๆไป โดยในหลักการการออกแบบฐานข้อมูลตัวอักษรเพื่ออธิบาย ลักษณะเด่น(Feature) จะเป็นการออกแบบในลักษณะของ รูปแบบความสัมพันธ์(Relational Model) นั้นคือการนำข้อมูลมาผ่านกระบวนการ Normalize เพื่อแยกข้อมูลที่อยู่ในลักษณะของตาราง(Table) ออกเป็น หลายTable เพื่อให้เข้ากับกฎต่างๆของการออกแบบในลักษณะของรูปแบบความสัมพันธ์(Relational Model)
4.ขั้นตอนการทำ data dictionary
ขั้นตอนนี้ให้ผู้ใช้ เข้าใจในโครงสร้างของข้อมูลที่เราออกแบบไว้ทั้งในส่วนของข้อมูลแผนที่ที่เป็นภาพ(Graphic) ที่ถูกเราจัดแบ่งออกมาเป็น layer หรือ coverage โดยที่ส่วนของที่เป็นข้อมูลคำอธิบาย(Attribute)ของแต่ละลักษณะเด่น(feature) จะแสดงประกอบ เพื่อให้ผู้ใช้สามารถรู้ถึง โครงสร้างข้อมูล ตัวอย่างของ data dictionary ได้แสดงไว้ ใน ดัชนี ก.
5.ขั้นตอนการนำเข้าข้อมูลแผนที่ เพื่อให้อยู่ในรูปลักษณะตัวเลข
ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนที่เสียเวลาที่สุด และอาจต้องใช้เวลา เกือบ 60-70 เปอร์เซนต์ของโครงการทั้งหมด โดยจุดมุ่งหมายของในขั้นตอนนี้ก็คือ การนำเข้าข้อมูลแผนที่ให้อยู่ในรูปของตัวเลขในรูปแบบโครงสร้างข้อมูลที่ได้ผ่านการออกแบบไว้ทั้งในส่วนของข้อมูลที่เป็นภาพ(Graphic)และส่วนของข้อมูลที่เป็นคำอธิบาย(Attribute) ความรวดเร็วของการนำเข้าข้อมูลขึ้นอยู่กับ การควบคุมและบุคลากรที่มีความสามารถ และ อุปกรณ์เครื่องมือในการนำเข้า
6.ขั้นตอนการจัดเก็บแผนที่ตัวเลข ในรูปของสื่อทางคอมพิวเตอร์ เช่น CD-ROM และแจกจ่ายต่อไป
ปัจจุบันกระแสการจัดทำข้อมูลแผนที่ตัวเลข ให้อยู่ในรูปแบบของ metadata นั่นคืออยู่ในรูปแบบข้อมูลที่สามารถแลกเปลี่ยนและใช้ร่วมกันในระหว่าง โปรแกรม โดยไม่ต้องเสียเวลาในการ แปลง(Convert) เป็นสิ่งที่เป็นความต้องการของนักทำแผนที่ตัวเลขทั่วไป ในประเทศสหรัฐอเมริกาเอง ในทางทหารก็เกิดมาตรฐานข้อมูลที่เรียกว่า Digest เพื่อกำหนดโครงสร้างข้อมูลของแผนที่ตัวเลขที่ใช้ในวงการทหาร โดยในหลักการจะมีอยู่ 3 ระดับคือ
ระดับ 0 (Level 0) คือแผนที่ตัวเลขที่มีมาตรฐานในระดับมาตราส่วน 1: 1 000 000
ระดับ 1 (Level 1) คือแผนที่ตัวเลขที่มีมาตรฐานในระดับมาตราส่วน 1: 250 000
ระดับ 2 (Level 2) คือแผนที่ตัวเลขที่มีมาตรฐานในระดับมาตราส่วน 1: 50 000
ในประเทศไทยเองก็มีการพยายามให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลแผนที่ตัวเลขสร้างข้อมูล(Meta data)ออกมาในลักษณะมาตรฐานใช้ร่วมกัน ทางกรมแผนที่ทหาร เองก็มีความพยายามทีจะทำแผนที่ตัวเลขให้ออกมาในลักษณะ Meta data โดยตั้งรูปแบบข้อมูลแผนที่ตัวเลขออกมาใน 7 รูปแบบคือ
ส่วนที่เป็น Vector มีรูปแบบข้อมูลดังต่อไปนี้
Vmap อยู่ในมาตรฐานของ Digest
Shape file มาตรฐานข้อมูลที่ใช้ใน software ส่วนมาก
Dgnหรือ DXF มาตรฐานข้อมูลที่ใช้ใน software ส่วนมาก
ส่วนที่เป็น Raster มีรูปแบบข้อมูลดังต่อไปนี้
DTED อยู่ในมาตรฐานของ Digest
ADRG อยู่ในมาตรฐานของ Digest
Geotiff มาตรฐานข้อมูลที่ใช้ใน software ส่วนมาก
ข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียม ภาพถ่ายทางอากาศหรือภาพแผนที่ที่มิได้ผ่านกระบวนการตรึงให้เข้ากับพิกัดโลก(Georeference)ในส่วนของที่เป็นตัวเลข ปัจจุบันจะผลิตออกมาในลักษณะ ของ Tiff
โดยที่มีการตกลงกันว่า กรมแผนที่ทหารจะผลิตข้อมูลออกมาในลักษณะ 7 รูปแบบ หน่วยราชการที่มีความต้องการข้อมูลแผนที่ตัวเลข ต้องมีเครื่องมือหรือโปรแกรมที่จะรับข้อมูลทั้ง 7 รูปแบบได้
เรื่องราวของ แผนที่ตัวเลข เป็น ข้อมูลที่เราสามารถจะนำไปใช้ประโยชน์ได้ในหลายรูปแบบ ข้อมูลแผนที่ตัวเลขที่ผ่านการออกแบบมาเป็นอย่างดี และผลิตเพื่อแจกจ่ายที่เป็นในรูปแบบข้อมูลที่เป็นมาตรฐาน นอกจากจะเป็นการลดความไม่เข้ากันในระหว่างขั้นตอนการแลกเปลี่ยนข้อมูลแล้ว ยังเป็นการลดความซ้ำซ้อนในการจัดทำข้อมูล จึงเป็นสิ่งที่หน่วยงานที่ใช้ข้อมูลแผนที่ตัวเลขควรคำนึงถึง ก่อนที่จะจัดทำระบบ ในอดีตที่ผ่านมา หลายหน่วยงานที่จัดทำระบบขึ้นมา มักจะคำนึงถึงเฉพาะเรื่อง ที่เกี่ยวกับ Hardware และ Software มากกว่าที่จะคำนึงในส่วนของ บุคลากรและข้อมูล เมื่อจัดหาระบบขึ้นมาใช้งาน มักจะทำงานออกมาเป็นผลผลิตไม่ตรงตามเป้าหมายที่วางไว้ ก่อให้เกิดความเสียหายต่อหน่วยงานเอง จึงเป็นส่วนที่นักวิเคราะห์ระบบต้องคำนึงไว้

แผนที่ตัวเลข(Digital Map)

ในวงการการทำแผนที่ ก็หนีไม่พ้นวัฎจักรเหล่านั้น ก่อนอื่น ขอให้เรามาทำความเข้าใจว่า แผนที่คืออะไรเสียก่อน แผนที่คือ สิ่งที่แทนลักษณะของภูมิประเทศ บนพื้นผิวโลก ด้วย รูปร่าง สี สัญลักษณ์ ฉะนั้นแผนที่คือแหล่งข้อมูล หรือ ข่าวสารที่แสดงข้อมูลภูมิประเทศ ถ้าเราสามารถนำแผนที่มาออกแบบเป็นฐานข้อมูล(Database) เพื่อนำเข้าข้อมูลแผนที่ที่อยู่ในรูปกระดาษ ให้เป็นในลักษณะของตัวเลข เพื่อสามารถเรียกใช้ ในคอมพิวเตอร์ได้ ก็คือเราได้สามารถที่จะสร้าง แผนที่ตัวเลข หรือแผนที่เชิงเลขขึ้นมา หรือถ้าจะพูดเป็นภาษาทางการ แผนที่ตัวเลขก็คือ ข้อมูลแผนที่ที่ผ่านการออกแบบเป็นระบบ โดยจัดเก็บในลักษณะตัวเลขผ่านทางสื่อทางคอมพิวเตอร์เช่น CD-ROM เทป ฯลฯ เพื่อให้สามารถเรียกใช้ ให้ได้โดยผ่านทาง เครื่องคอมพิวเตอร์
โดยทั่วไปแล้วข้อมูลแผนที่ ที่จะจัดเก็บเป็นลักษณะตัวเลขประกอบด้วยข้อมูล สองลักษณะคือ
ข้อมูลแผนที่ในส่วนที่เป็นภาพหรือ Graphic
ข้อมูลแผนที่ในส่วนที่เป็นคำอธิบาย หรือ Attribute
การจัดเก็บข้อมูลทั้งสองส่วนนี้ ต้องผ่านการออกแบบฐานข้อมูล ซึ่งจะกล่าวกันต่อไปในขั้น การจัดทำระบบแผนที่ตัวเลข แต่ในที่นี้ขอขยายความในส่วนของข้อมูลแผนที่ดังนี้
1. ข้อมูลแผนที่ในส่วนที่เป็นภาพหรือ Graphic
การจัดเก็บข้อมูลในส่วนนี้เราสามารถจัดเก็บได้ในสองลักษณะคือ
1.1 เก็บในลักษณะ RASTER หรือข้อมูลที่เป็นจุดภาพ
การจัดเก็บในลักษณะนี้คือการนำเอาข้อมูลแผนที่ในส่วนที่เป็นภาพ มาจัดเก็บในลักษณะจุดภาพ เปรียบเทียบเหมือนกับการนำเอาตารางกริดมาครอบตัวภาพ ส่วนไหนที่เป็นข้อมูลที่ต้องการก็ใส่ข้อมูลไปให้รู้ในรูปของเลขระหัส ดังแสดงในรูป 1.1 ความสมจริงของข้อมูลขึ้นอยู่กับ จำนวนหรือ ขนาดของตารางกริด โดยอาจจะใช้คำว่า resolution แทน ขนาดของตารางกริด หรือ dot per inch แทนจำนวนของตารางกริด อุปกรณ์ในการจัดเก็บข้อมูล raster ที่เรารู้จักกันดี เช่น scanner

การจัดเก็บข้อมูลแผนที่แบบ raster ข้อดี คือ จัดเก็บได้ง่าย โครงสร้างของข้อมูลไม่ซับซ้อน แต่ข้อเสียคือต้องใช้เนื้อที่ในการจัดเก็บค่อนข้างมาก ยิ่งมี resolution ที่สูงก็จะใช้เนื้อที่ในการจัดเก็บมาก

เพิ่มเติม

Binarize Mode จะมีการเก็บค่าสีของ Pixel เพียง 2 ค่า คือขาวกับดำ หรือ 0 กับ 1
Gray Mode ใน Mode นี้จะมีการเก็บค่าของ Dot Pixel ไล่เฉดสีตั้งแต่สีขาวจนถึงสีดำ เป็นจำนวนทั้งสิน 255 step หรือที่เรียกว่า Gray Scale โดยมี Step ที่ 128 เป็น Middle Gray ซึ่งจะใช้ในการ Calibrate ค่าแสงในการถ่ายด้วย ในทางตัวเลขค่าของ Dot Pixel จึงมีค่าอยู่ระหว่าง 0-255
RGB Mode หรือ Color Mode ก็จะมี step การไล่เฉดสีตั้งแต่ 0-255 เหมือนกัน เพียงแต่ว่าเราจะต้องเก็บด้วยกันทั้งหมด 3 สีก็คือแม่สี R, G, B นั้นเอง จึงได้ภาพออกมาเป็นสีสรรสวยงานอย่างที่เราเห็น ยิ่งมีจำนวน Dot Pixel มากยิ่งขึ้นเ่ท่าไรภาพก็จะมีความรายละเอียดมากยิ่งขึ้นเท่านนั้น ซึ่งจะมีผลให้ขนาดภาพใหญ่ตามขึ้นไปด้วย ส่งผลให้ขนาดไฟล์ที่ใช้ในการเก็บมีขนาดใหญ่ขึ้นนั้นเอง
แล้วเราจะได้อะไรจากความเข้าใจพื้นฐานในตรงนี้ หากเป็นการตกแต่งภาพปรับแต่างภาพก็จะช่วยให้มีความเข้าใจได้มากขึ้น แต่ถ้าเป็นในทาง Image Processing ก็ยังไม่หมดเพียงเท่านี้ ในทาง Image Processing เราสามารถสั่งให้ Computer ทำการแยกแยะรูปภาพที่แตกต่างจากภาพที่เรากำหนดไว้เป็นภาพ Master ได้ ถ้าเคยเล่นเกมส์หยอดเหรียญตามห้างจำพวก Picture Hunter ที่มีภาพที่เหมือนกันอยู่ 2 ภาพแล้วให้เรานั้งจิ้มหา จุดที่แตกต่างกัน นั้นแหลพกระบวนการคิดตรงนั้นแหละ ที่เรานำมาให้ Computer คิดได้แทนเรา โดยมากเป็น ค่าตัวเลข ระหว่าง 0 - 255 นั้นเอง แล้วนำไปแยกเป็น Level ออกมาดูเป็นค่า Histogram ของรูปภาพนั้นๆ เปรียบเทียบกัยอีกทีหนึ่ง ประกอบกับการเพิ่ม Windows ROI (Region of Interest) เพื่อ Focus ในจุดที่เราต้องการตรวจจับเป็นพิเศษ เหล่านี้ล้วนถูกเรียกว่า Algorithm โดยจะมากหรือน้อยหรือมีความแตกต่างกันอย่างไรขึ้นอยู่กับ Programmer จะเป็นคนเขียนคำสั่งเข้าไปเพื่อให้คอมพิวเตอร์ประมวลผลนั้นเอง แต่ถ้าหากเราทำการ Analyze รูปภาพโดยปราศจาก Algorithm หรือ ROI โดยอาศัยการ Mapping Pixel-by-Pixel แล้วจะพบว่ามีจุดที่แตกต่างกันมากเกินไปที่เรียกว่า Overkill หรือ FaultFail นั้นเอง

ปกติเวลาเรามองภาพถ่ายที่เป็น ภาพแบบ Digital ถ้าเป็นคนทั่วไปก็จะมองเห็นเป็นสิ่งของ สิ่งมีชีวิตต่างๆที่รูปถ่ายนั้นแสดงออกมา แต่ในหากเราจะมองให้ลึกลงไปกว่านั้น เมื่อเราใช้แว่นขยาย หรือกล้องขยายทำการส่ิองเข้าไปดูใกล้ๆ จะพบว่ารูปภาพเหล่านั้นประกอบด้วยจุดเล็กๆจำนวนมาก เรียงต่อกันอยู่อย่างเป็นระเบียบ หรือมี่เราเรียกกันว่า Dot Pixel โดยจะสอดคล้องกับขนาดภาพที่เราต้องการด้วย หรือที่เรียกกันว่า Resolution นั้นเอง อย่างเช่น 640x480, 800x600, 1024x768 เป็นต้น ยิ่ง Resolution ยิ่งเยอะจำนวน Dot Pixel ก็จะเยอะตามไปด้วย โดยเราสามารถวัดออกมาเป็นขนาดในหน่วยเมตริกซ์ได้ คือ Micron, mm, M, Km ซึ่งจะขึ้นอยู่กับ Fine pitch ของ Dot Pixel อีกทีหนึ่ง
โดยรูปภาพในปัจจุบันสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 Mode คือ Binarize, Gray, RGB ถ้าสังเกตุความแตกต่างด้วยสายตาแล้วก็จะพบว่า Binarize ก็คือภาพขาวดำ ส่วน Gray ก็จะคล้ายๆภาพขาวดำแต่จะมีความละเอียดมากกว่ามาก และสุดท้ายคือ RGB ก็คือรูปภาพสีที่เราถ่ายได้จากกล้องปกติโดยทั่วไปนั้นเอง แต่หากจะมองในทาง Digital จะทำให้เราสังเกตุความแตกต่างได้มากยิ่งขึ้นไปอีก

histogram

การแสดงค่า RGB
ฮิสโทแกรม (histogram) นี้จะแสดงกราฟความสว่างของภาพในแนวนอน (Left: Dark; Right: Bright) และไล่จำนวนพิกเซลที่ระดับความสว่างของภาพในแนวตั้งในแต่ละสี R (Red)/G (Green)/B (Blue)
ในหน้าจอ ยอดของกราฟที่มีแนวโน้มไปทางด้านซ้ายนั้นเป็นการแสดงค่าของภาพถ่ายที่มืด สีของภาพจะดูจาง และยอดของกราฟที่มีแนวโน้มไปทางด้านขวานั้นเป็นการแสดงค่าของภาพถ่ายที่มีความสว่าง ซึ่งสีของภาพจะดูทึบกว่า ส่วนประกอบทางด้านซ้ายนั้นจะมีข้อมูลสีเพียงนิดเดียวหรือแทบไม่มีเลย และส่วนประกอบทางด้านขวานั้นจะเป้นค่าความอิ่มตัวของสี (saturated) โดยที่ไม่มี gradation
ในฮิสโทแกรม (histogram) ท่านสามารถตรวจสอบระดับค่า saturation ของสี และ gradations ในภาพได้

ฮิสโทแกรม (histogram) เป็นกราฟที่แสดงจำนวนข้อมูลต่างๆของภาพ ซึ่งช่วยให้ง่ายต่อการตรวจสอบความสว่างและความมืดของภาพ หรือทิศทางของสีที่ใช้
ท่านสามารถตรวจสอบค่าฮิสโทแกรม (histogram) ในกล้องได้ดังต่อไปนี้
การแสดงค่าความสว่าง (Brightness Display): ระดับค่าความสว่างและ gradation โดยรวม
การแสดงค่า RGB: Color saturation และ gradation
สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับการแสดงฮิสโทแกรม (histogram) โปรดดูรายละเอียดใน ท่านสามารถแสดงข้อมูลในการถ่ายภาพระหว่างการเรียกดูภาพได้อย่างไร?
ท่านสามารถสับเปลี่ยนการแสดงผลระหว่าง [Brightness] และ [RGB] ได้ โดยใช้รายการเมนูที่แสดงขึ้นบนหน้าจอ LCD
[Brightness] การแสดงค่าความสว่าง
ฮิสโทแกรม (histogram) นี้จะแสดงกราฟความสว่างของภาพในแนวนอน (Left: Dark; Right: Bright) และไล่จำนวนพิกเซลที่ระดับความสว่างของภาพในแนวตั้ง
ในหน้าจอ ยอดของกราฟที่มีแนวโน้มไปทางด้านซ้ายนั้นเป็นการแสดงค่าของภาพถ่ายที่มืด และยอดของกราฟที่มีแนวโน้มไปทางด้านขวานั้นเป็นการแสดงค่าของภาพถ่ายที่มีความสว่าง โดยตรงบริเวณส่วนอื่นๆนั้นจะเป็นค่า gradation
ในฮิสโทแกรม (histogram) ท่านสามารถตรวจสอบระดับค่าความสว่างของแสงและ gradation ในภาพได้

ศึกษาเพิ่มเติม

การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล หรือ ที่เรียกกันติดปากสั้น ๆ ว่า ดีเอสพี (DSP - digital signal processing) เป็นการศึกษาการประมวลผลสัญญาณที่อยู่ในรูปดิจิทัล (digital)
โดยทั่วๆ ไป การประมวลผลสัญญาณ อาจแบ่งได้ตาม:
รูปแบบของตัวแทนสัญญาณ : การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (digital signal processing) และ การประมวลผลสัญญาณแอนะล็อก (analog signal processing)
คุณสมบัติของสัญญาณ : การประมวลผลสัญญาณไม่สุ่ม (deterministic signal processing) และ การประมวลผลสัญญาณสุ่ม (stochastic/statistical signal processing)
ลักษณะการประมวลสัญญาณ : เชิงเส้น (linear signal processing) และ ไม่เป็นเชิงเส้น (nonlinear signal processing)
และ อื่นๆ ที่แบ่งตามคุณลักษณะเฉพาะของสัญญาณ หรือ ลักษณะเฉพาะของการประมวลผล เช่น adaptive signal processing, mutlirate/multiresolution signal processing, chaotic signal processing ฯลฯ
ดีเอสพีนี้อาจแบ่งออกได้เป็นในส่วนของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ หรือตามการประยุกต์เป็น การประมวลผลสัญญาณเสียง (audio signal processing) การประมวลผลภาพดิจิทัล (digital image processing) และ การประมวลผลคำพูด (speech processing)
ถึงแม้ว่าในดีเอสพีนั้น สัญญาณที่เราพิจารณากันจะเป็นดิจิทัล แต่โดยทั่วไปสัญญาณเหล่านี้จากแหล่งกำเนิด จะอยู่ในรูปเดิมที่เป็นแอนะล็อก การได้มาซึ่งสัญญาณดิจิทัลซึ่งเป็นตัวแทนสัญญาณแอนะล็อกที่เราสนใจนี้ จะต้องผ่านกระบวนการแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (Analog-to-Digital Conversion - ADC) หรือการดิจิไทซ์ (digitization) ซึ่งประกอบด้วยการสุ่มตัวอย่าง (sampling) (อย่าสับสนกับคำว่า สุ่ม ที่มาจาก random หรือ stochastic) และการควอนไทซ์ (quantization) ให้อยู่ในรูปดิจิทัลก่อนที่จะทำการประมวลผลต่อไป

ความรู้ทั่วไป

water on the moon

นาซา พบแหล่งนํ้าบน ดวงจันทร์

วันนี้ (14 พย. 2552) ใครที่เขาเว็บไซต์ Google ต้องพากันสงสัยกับรูปสัญลักษณ์ที่เปลี่ยนไป เป็นภาพดวงจันทร์ถูกยิงแล้วมีของเหลวเหมือนนํ้าพุ่งออกมา
ไขข้อข้องใจเลยแล้วกัน เมื่อคืน( ศุกร์ 13 พย.)ถือเป็นวันประวัติศาสตร์วันหนึ่งของวงการวิทยาศาสตร์และดาราศาสตร์ กับการค้นพบครั้งใหญ่ขององค์กรนาซา หลังการทดลองยิงพื้นผิวดวงจันทร์เพื่อค้นหาแหล่งนํ้า ในที่สุดความพยายามก็เป็นผล
นาซาเปิดแถลงข่าวว่าพบนํ้าจำนวนหนึ่งบนดวงจันทร์ ซึ่งพบเป็นชั้นนํ้าแข็งบางๆจับตัวอยู่ในบริเวณหนึ่ง แม้จะไม่มากแต่นํ้าก็เป็นสัญญาณการบ่งบอกถึงการมีชีวิต

แอนโธนี คอลาเพรต นักวิทยาศาสตร์จากนาซ่ารายงานถึงการค้นพบน้ำบนดวงจันทร์ในปล่องภูเขาไฟใกล้กับขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์ว่าทีมของนาซ่าใช้ข้อมูลที่ได้จากสเปกโทรมิเตอร์ของดาวเทียมในการค้นหาแหล่งน้ำบนดวงจันทร์ โดยการค้นพบครังนี้สามารถช่วยในการพัฒนาโครงการสถานีอวกาศบนดวงจันทร์ต่อไปได้
ไมเคิล วาร์โก หัวหน้านักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดวงจันทร์ที่สำนักงานใหญ่ของนาซ่า กล่าวว่าการค้นพบครั้งล่าสุดนี้จะช่วยตอบคำถามเกี่ยวกับระบบสุริยะที่ยังคง เป็นปริศนาอีกหลายเรื่อง เหมือนกับที่แกนน้ำแข็งในโลกสามารถให้ข้อมูลทางประวัติศาสตร์์ได้
ถือเป็นการก้าวไปข้างหน้าอีกหนึ่งก้าวของโครงการสำรวจอวกาศต่อความลับของจักวาล หลังจากยํ้าอยู่กับที่มาหลายปี และยังช่วยเพิ่มความหวังของมนุษย์ชาติในการดำรงชีวิตบนดาวดวงอื่น นอกจากโลก

Introduction to Digital Image Processing

1.1 แนะนำ การมองเห็นของมนุษย์เป็นสิ่งที่สำคัญและเป็นกลไกการรับภาพที่ซับซ้อนอย่างหนึ่ง ซึ่งจะให้ข้อมูลที่มีความจำเป็นสำหรับใช้ในงานง่าย ๆ (ตัวอย่างเช่น การจดจำวัตถุ)และสำหรับงานที่มีความซับซ้อน(ได้แก่ การวางแผน การตัดสินใจ การค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ การพัฒนาทางด้านความคิด) ดังคำสุภาษิตของจีนกล่าวไว้ว่า "รูปภาพสามารถแทนคำได้เป็นพัน ๆ คำ" รูปภาพมีบทบาทมากสำหรับองค์กรต่าง ๆ เช่น หนังสือพิมพ์ โทรทัศน์ ภาพยนต์ซึ่งได้ใช้ภาพ(ภาพนิ่ง ภาพเคลื่อนที่)เป็นสื่อนำเสนอข้อมูลข่าวสารต่าง ๆ สิ่งที่น่าสนใจของข้อมูลที่เกี่ยวกับการมองเห็นหรือข้อมูลภาพนั้นก็คือกระบวนการประมวลผลภาพ (Image Processing) โดยใช้ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ ความพยายามทางด้านการประมวลผลภาพได้เริ่มขึ้นในปี 1964 ณ ห้องเลป Jet Propulsion (Pasasena California)ซึ่งได้นำการบวนการการประมวลผลภาพมาใช้ในการพิจารณาภาพถ่ายดาวเทียมของดวงจันทร์ ต่อมาได้มีการตั้งสาขาทางวิทยาศาสตร์สาขาใหม่มีชื่อว่า Digital image processing หลังจากนั้นงานทางด้านการประมวลผลภาพก็พัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ และใช้กันอย่างกว้างขวางสำหรับงานในหลาย ๆ ด้านตัวอย่างเช่นทางได้สื่อสารโทรคมนาคม การสื่อสารทางโทรทัศน์ ทางด้านการพิมพ์ ทางด้านกราฟฟิก การแพทย์ และการค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ Digital image processing จะเกี่ยวกับการแปลงข้อมูลภาพให้อยู่ในรูปแบบข้อมูลดิจิตอล(Digital format) ซึ่งสามารถที่จะนำเอาข้อมูลนี้จัดผ่านกระบวนการต่าง ๆ ด้วยดิจิตอลคอมพิวเตอร์ได้ ในระบบของดิจิตอล อินพุตและเอาพุตของระบบจะอยู่ในรูปแบบดิจิตอลเท่านั้น Digital image analysis จะเกี่ยวกับวิธีการอธิบายและการจดจำข้อมูลภาพดิจิตอล ซึ่งอินพุตของระบบจะเป็นข้อมูลภาพดิจิตอลและเอาพุตจะเป็นเครื่องหมายที่ใช้แทนข้อมูลภาพดิจิตอลเหล่านั้น ในการวิเคราะห์ภาพมีอยู่หลายวิธีด้วยกันที่ได้นำมาจากการทำงานของตามนุษย์(human vision)นั่นก็คืองานทางด้าน Computer Vision เป็นลักษณะเดียวกับ Digital image analysis นั่นเอง การมองเห็นของมนุษย์นับว่าเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งลักษณะเทคนิคโดยทั่ว ๆ ไปในกระบวนการ Digital image analysis และ Computer Vision จะค่อนข้างซับซ้อนเช่นกัน

1.2 รูปร่างของภาพ (Image Shape) วัตถุที่มีอยู่ตามธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นมีรูปร่างที่แตกต่างกันไป ทั้งที่เป็นรูปทรงเรขาคณิตและไม่เป็นรูปทรงเรขาคณิต ในศาสตร์ของการประมวลผลภาพนั้น การกำหนดขอบเขตของภาพทุกภาพให้อยู่ในรูปสี่เหลี่ยม (Rectangular image model) เป็นวิธีที่นิยมใช้กันมากที่สุด เนื่องจากทำให้การอ่านภาพ การจัดเก็บข้อมูลภาพในหน่วยความจำ และการแสดงภาพออกทางอุปกรณ์ต่าง ๆ เป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเก็บข้อมูลภาพลงหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์สามารถทำได้โดยการจองหน่วยความจำของเครื่องไว้ในรูปของตัวแปรอะเรย์ (array) โดยค่าในแต่ละช่องของอะเรย์แสดงถึงคุณสมบัติของจุดภาพ (pixel) และตำแหน่งของช่องอะเรย์เป็นตัวกำหนดตำแหน่งของจุดภาพ สมมุติให้ Image เป็นตัวแปรแบบอะเรย์ขนาด M X N (M แถว และ N คอลัมน์) ที่ใช้เก็บภาพขนาด M x N จุด (M จุดในแนวนอน และ N จุดในแนวตั้ง) ค่าสี (หรือความสว่าง ในกรณีที่เป็นภาพ grey level) ของจุดภาพในแถวที่ 5 คอลัมน์ที่ 4 จะตรงกับค่าของ Image(5,4) จะเห็นว่าเราใช้ตำแหน่งของจุดภาพทั้งสองแกนเป็นตัวชี้ค่าข้อมูลในอะเรย์ จากการใช้หน่วยความจำเพื่อการเก็บภาพในลักษณะที่กล่าวมา เนื้อที่ในการเก็บภาพสามารถคำนวณได้จาก M x N x g เมื่อ g เป็นจำนวนเต็มที่แทนจำนวนบิตของข้อมูลในแต่ละจุดภาพ ตัวอย่างถ้า g มีค่าเท่ากับ 8 บิต เราจะสามารถเก็บความแตกต่างของระดับสีที่เป็นไปสูงสุด 256 ระดับ ค่า M และ N จะเป็นตัวบอกถึงความละเอียดของภาพ สำหรับคอมพิวเตอร์ทั่วไปในระบบ VGA (Video Graphic Array) จะมีขนาด 640x480, 800x600 และ 1024x768 จุด เป็นต้น การกำหนดความละเอียดจะขึ้นอยู่กับงานที่จะใช้ ในงานบางอย่างใช้ความละเอียดแค่ 30 x 50 จุด ก็พอแล้วแต่ในงานบางชนิด ใช้ความละเอียดถึง 1000 x 1000 จุด ก็ยังไม่พอ ปกติแล้วในการเก็บข้อมูลภาพโดยเครื่องมือต่าง ๆ จะเก็บตามมาตรฐานของโทรทัศน์ซึ่งมีอัตราส่วน x ต่อ y เท่ากับ 4:3 สำหรับเครื่องมือเก็บข้อมูลภาพที่ไม่เป็นไปตามอัตราส่วน 4:3 เมื่อนำภาพนี้ไปแสดงในจอภาพมาตรฐานจะทำให้ภาพที่แสดงนั้นมีขนาดของจุดภาพไม่เป็นสีเหลื่ยมจัตุรัสเช่นในบางระบบอาจจะใช้ความละเอียดในการแสดงเท่ากับ 640 x 512 ซึ่งจะทำให้ขนาดของจุดภาพที่ได้มีขนาดของด้านกว้างมีความยาวมากกว่าด้านสูง ซึ่งลักษณะดังกล่าวนี้เป็นหัวข้อที่ต้องสนใจสำหรับการเขียนโปรแกรมทางด้านกราฟพิกและการจัดการข้อมูล จำนวนสีสูงสุดที่เป็นไปได้ของแต่ละะจุดภาพขึ้นอยู่กับจำนวนบิตที่ใช้ เมื่อมีการกำหนดให้ขนาดของบิตต่อจุด มากขึ้นจะทำให้จำนวนของสีมากขึ้นด้วย ตัวอย่างเช่น 1 บิต = 21=4 สี 2 บิต = 22=4 สี 4 บิต = 24=16 สี 8 บิต = 28=256 สี 16 บิต = 216=65536 สี เป็นต้น สำหรับการแสดงข้อมูลภาพที่มีขนาด 1 บิตและ 8 บิตนั้นจะมีการทำงานที่จะใกล้เคียงกันเนื่องจากหน่วยประมวลผลจะไม่สามารถจัดการกับข้อมูลที่เป็นบิตเดี่ยว ๆ ได้ดังนั้นในการแสดงข้อมูลออกทางจอภาพตัวโปรเซสเซอร์จะทำการก็อปปี้ข้อมูลทั้ง 8 บิต(1 Byte) ส่งให้กับจอภาพซึ่งในกรณีที่ Pixel มีขนาด 1 บิต เมื่อโปรเซสเซอร์จะทำงานกับบิตแรกที่ต้องการแล้วก็จะทำการก็อปปี้ข้อมูลชุดใหม่ทันที่โดยที่ไม่เกี่ยวกับข้อมูลอีก 7 บิตที่เหลือส่วนในกรณี Pixel ที่มีขนาด 8 บิต โปรเซสเซอร์จะทำการก็อปปี้ข้อมูลจุดใหม่ก็ต่อเมื่อโปรเซสเซอร์ทำงานกับทุกบิตแล้ว ตัวอย่างสำหรับระบบที่มีความละเอียดเท่ากับ 800x600 และมีขนาด 16 บิตต่อ Pixel จะสามารถแสดงสีได้ทั้งหมด 65536 ระดับและต้องใช้เนื้อที่ในการเก็บเท่ากับ 800x600x16 บิต

1.3 มาตรฐานของสี มาตรฐานของสีที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีอยู่หลายระบบด้วยกัน ทั้งนี้จะขึ้นอยู่กับการนำไปใช้ แต่โดยทั่วไปแล้วทุกมาตรฐานจะมีแนวคิดเดียวกันคือ การแทนจุดสีด้วยจุดที่อยู่ภายในสเปส 3 มิติ โดยจะมีแกนอ้างอิงสำหรับจุดสีนั้นในสเปสซึ่งแต่ละแกนจะมีความเป็นอิสระต่อกัน ตัวอย่างเช่นในระบบ RGB จะมีแกนสีคือ แกนสีแดง เขียว และน้ำเงินในระบบ HLS จะมีแกนเป็น ค่าสี(hue) ความสว่าง(lightness)และความบริสุทธิ์ของสี(saturation) ตัวอย่างระบบสีที่นิยมใช้กันได้แก่ ระบบ RGB HSV (Hue Saturation Value) และ HLS (Hue Lightness Saturation)

1.3.1 ระบบสี RGB ระบบสี RGB เป็นระบบสีที่เกิดจากการรวมกันของแสงสีแดง เขียวและน้ำเงินโดยมีการรวมกันแบบ Additive ซึ่งโดยปกติจะนำไปใช้ในจอภาพแบบ CRT (Cathode ray tube) ในการใช้งานระบบสีRGB ยังมีการสร้างมาตรฐานที่แตกต่างกันออกไปที่นิยมใช้งานได้แต่ RGBCIE และ RGBNTSC ระบบสีแบบ RGB ของ CIE เป็นระบบสีที่พัฒนาขึ้นโดย CIE (Commission International l 'Eclairage) ซึ่งอ้างอิงสีด้วยสีแดงที่ 700 nm สีเขียวเท่ากับ 546.1 nm และสีน้ำเงิน 435.8 nm ระบบสีแบบ RGB ของ NTSC เป็นระบบที่พัฒนาโดย NTSC (National Television System Committee) เพื่อใช้สำหรับการแสดงภาพของจอภาพแบบ CRT เป็นมาตรฐานสำหรับผู้ผลิตแบบ CRT ให้มีลักษณะเดียวกัน
1.3.2 ระบบสี HSV ระบบสี HSV (Hue Saturation Value) เป็นการพิจารณาสีโดยใช้ Hue Saturation และ Value ซึ่ง Hue คือค่าสีของสีหลัก(แดง เขียวและน้ำเงิน)ในทางปฏิบัติจะอยู่ระหว่าง 0 และ 255 ซึ่งถ้า Hue มีค่าเท่ากับ 0 จะแทนสีแดงและเมื่อ Hue มีค่าเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ สีก็จะเปลี่ยนแปลงไปตามสเปกตรัมของสีจนถึง 256 จึงจะกลับมาเป็นสีแดงอีกครั้ง ซึ่งสามารถแทนให้อยู่ในรูปขององศาได้ ดังนี้คือ สีแดง = 0 องศา สีเขียวเท่ากับ 120 องศา สีน้ำเงินเท่ากับ 240 องศา Hue

ภาพที่ได้จากดาวเทียม

ภาพที่ได้แต่ละภาพจะมีความคมชัดหรือลายละเอียดไม่เหมือนกัน
ขึ้นอยู่กับดาวเทียวแต่ละดวงซึ้งมีลายละเอียดที่แตกต่างกันไป

ภาพการทำงานของรีโมทเซนซิง

http://www.gis2me.com/th/wp-content/uploads/2009/04/landsat-etm.jpg

การทางานของรีโมทเซนซิง

จะมีอยู่ 2 แบบคือ

1.passive คือต้องอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์เข้าช่วย
2.active คือมีพลังงานในตัวเองไม่ต้องอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์

http://www.gis2me.com/th/wp-content/uploads/2008/08/rssystem.jpg

ภาพการทำงานรีโมทเซนซิง

ความรู้เพิ่มเติม

แผนที่และโปรเจคชัน

แผนที่คือสิ่งที่แสดงลักษณะภูมิประเทศของผิวโลกทั้งที่เป็นอยู่ตามธรรมชาติและส่วนที่มนุษย์ปรุงแต่งขึ้น โดยนำมาแสดงลงในพื้นราบจะเป็นกระดาษหรือวัตถุอย่างใดอย่างหนึ่งที่แบน ด้วยการย่อส่วนให้เล็กลงตามขนาดที่ต้องการ ซึ่งต้องอาศัยเครื่องหมาย สัญลักษณ์ ทิศทาง มาตราส่วน และสิ่งอื่นๆ ที่ทำให้การอ่านลักษณะภูมิประเทศได้ถูกต้องและแม่นยำยิ่งขึ้น หรือ “แผนที่คือเครื่องมือที่ดีที่สุดในการใช้ศึกษาวิชาภูมิศาสตร์ เพราะช่วยประหยัดเวลาเปรียบเสมือนเป็นชวเลข (Short Hand) ที่ยอดเยี่ยมที่สุดของนักภูมิศาสตร์และผู้ที่เกี่ยวข้องอื่นๆ ให้ได้ความหมายไว้ว่า “แผนที่คือการนำเอาภาพของสิ่งต่างๆ บนพื้นผิวโลกหรือบางส่วนมาย่อลงบนกระดาษหรือวัตถุที่แบนราบตามขนาดที่ต้องการ ซึ่งประกอบด้วยสิ่งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นโดยใช้สี เส้นและรูปแบบเป็นสัญลักษณ์แทนสิ่งเหล่านั้น”
ส่วนแผนผังต่างกับแผนที่ซึ่งมิได้ใส่รายละเอียดทางธรรมชาติลงไปให้เห็นปรากฏบนกระดาษแบนหรือวัตถุแบน
การอ่านแผนที่ คือ การค้นหารายละเอียดบนภูมิประเทศซึ่งรายละเอียดบนภูมิประเทศดังกล่าวนี้หมายถึงสิ่งต่างๆ บนผิวพิภพ ที่ปรากฏตามธรรมชาติ และสิ่งที่เกิดจากแรงงานของมนุษย์ แผนที่ที่ดีที่ทันสมัยย่อมให้ประโยชน์แก่ผู้ใช้อย่างมากในการหารายละเอียดของภูมิประเทศแบบต่างๆ ข้อสำคัญผู้อ่านจะต้องทราบ มีดังต่อไปนี้
เครื่องหมายที่ใช้แทนลักษณะภูมิประเทศหรือสีที่ใช้เป็นสัญลักษณ์
ลักษณะภูมิประเทศ
กริด และอาซิมุทส์
มาตราส่วน และทิศทาง
เพราะสิ่งเหล่านี้ช่วยให้ผู้ศึกษาเข้าใจสิ่งที่ปรากฏขึ้นตามธรรมชาติ และกิจกรรมของมนุษย์ได้ชัดเจนขึ้น การอ่านแผนที่เป็นเรื่องที่ไม่ยากนัก สิ่งที่จะต้องจดจำก็คือ คำตอบถูกต้องโดยสมบูรณ์หรือผิดโดยสิ้นเชิง ตามความหมายของแผนที่ที่กำหนดขึ้นจะช่วยให้เข้าใจได้โดยอัตโนมัติ ในเมื่อมีความรู้ที่จะอ่านได้
การแบ่งชนิดของแผนที่ ถ้าจะนับแผนที่ที่ใช้กันทั้งหมดมีเป็นร้อยชนิด โดยทั่วไปแบ่งเป็น 3 ชนิด คือ
1. แผนที่แบบแบน (Planimetric Maps) คือแผนที่ที่แสดงพื้นผิวของโลกในทางราบ ไม่แสดงความสูงไว้ให้ประโยชน์มากในการใช้แสดงตำแหน่ง หาระยะในทางราบและเส้นทาง
2. แผนที่ภูมิประเทศ (Topographic Maps) คือแผนที่แสดงพื้นผิวโลกให้เห็นความสูงต่ำด้วย ให้คุณประโยชน์กว่าแบบแบน แต่เสียเวลาและแรงงานในการจัดทำมาก แผนที่แบบนี้มีรายละเอียด เช่นเดียวกับแผนที่แบบแบนด้วย
3. แผนที่ภาพถ่าย (Photo Maps) คือผลิตผลจากภาพถ่ายทางอากาศ หรือโมเซค (Mosaic) ซึ่งมีเส้นโครงพิกัด นามศัพท์และรายละเอียดประจำขอบระวางประกอบไว้ด้วย แผนที่แบบนี้ให้คุณประโยชน์มาก สามารถถ่ายทำได้รวดเร็ว แต่มีความยากในการอ่าน และไม่สามารถสังเกตหาความสูงต่ำของภูมิประเทศได้โดยชัดเจน ต้องใช้กล้องกระจกหรือแว่นขยายประกอบการดูจะเห็นภาพสามมิติชัดเจน

ความรู้เพิ่มเติม

ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก (GPS)

GPS ย่อมาจาก Global Positioning System ซึ่งถ้าแปลให้ตรงตัวแล้วคือ “ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก” ระบบนี้ได้พัฒนาขึ้นโดยกระทรวงกลาโหม ประเทศสหรัฐอเมริกาซึ่งจัดทำโครงการ Global Positioning System มาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2521 โดยอาศัยดาวเทียมและระบวิทยุนำร่องเป็นพื้นฐานในการกำหนดตำแหน่งค่าพิกัดของเครื่องรับ (Receiver) ซึ่งเมื่อเสร็จสิ้นโครงการจะมีจำนวนดาวเทียมทั้งหมดถึง 24 ดวง พร้อมด้วยสถานี ควบคุมภาคพื้นดินเพื่อให้ระบบ GPS สามารถที่จะทำงานได้ทุกสภาวะและตลอด 24 ชั่วโมง ลักษณะการทำงานในการกำหนดค่าพิกัดของระบบ GPS ทำได้ด้วยการนำเครื่องรับไปยังตำแหน่งที่ต้องการจะทราบค่าพิทักจากนั้นเครื่องรับจะรอสัญญานจากดาวเทียม เมื่อเรื่องรับได้สัญญานจากจำนวนดาวเทียมที่เพียงพอก็จะประมวลสัญญานจากดาวเทียม เมื่อเครื่องรับได้สัญญานจากจำนวนดาวเทียมที่เพียงพอก็จะประมวลผลสัญญาณข้อมูลที่ได้จากดาวเทียมและแสดงผลออกมาเป็นค่าพิกัดของตำแหน่งเครื่องรับ ซึ่งจะเสร็จสิ้นในระยะเวลาที่รวดเร็วมากเมื่อเทียบกับการรังวัดในแบบเดิม ความถูกต้องของค่าพิกัดที่ได้จากระบบ GPS จะขึ้นอยู่กับความสามารถของอุปกรณ์เครื่องรับซึ่งอาจจะมีความถูกต้องได้ตั้งแต่ 1 เซนติเมตรไปจนถึง 300 เมตรทีเดียว โดยที่กระทรวงกลาโหม สหรัฐอเมริกายังสามารถที่จะลดค่าความถูกต้องของเครื่องระบุได้อีกด้วยการส่งค่า Selective Availability (SA) ออกมาเพื่อทำให้การคำนวณค่าพิกัดคลาดเคลื่อน อย่างไรก็ตามก็ยังคงมีวิธีการที่จะแก้ไขปัญหาดังกล่าวได้ด้วยการใช้วิธี Differential Correction ซึ่งทำให้ความถูกต้องของค่าพิกัดที่ได้อยู่ในช่วง 1-5 เมตรเท่านั้น เนื่องจากการที่ระบบ GPS สามารถท่จะในการจัดเก็บค่าพิกัดได้ด้วยความรวดเร็ว มีความถูกต้องสูง และทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมงนี้เองจึงทำให้มีการนำระบบ GPS ไปใช้ในงานด้านต่างๆ อย่างกว้างขวางโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับงานทางด้านแผนที่และงานทางด้านการสำรวจและทำให้ระบบ GPS มีความสำคัญมากขึ้น
ดาวเทียมที่ใช้ในการสำรวจด้วยระบบ GPS จะมีด้วยกันทั้งหมดในปัจจุบัน 24 ดวงครบตามที่กระทรวงกลาโหม สหรัฐอเมริกากำหนดไว้ในโครงการ GPS โดยที่ดาวเทียมทั้งหมดจะโคจรครอบคลุมทั่วทั้งโลก การที่เครื่องรับสัญญาณจะสามารถที่จะกำหนดค่าพิกัด (X,Y) ได้จะต้องรับสัญญานดาวเทียมได้อย่างน้อย 3 ดวงขึ้นไป แต่ถ้ารับได้ 4 ดวงก็จะสามารถกำหนดค่าพิกัด(X,Y) พร้อมทั้งค่าความสูง(Z) ของตำแหน่งนั้นได้ด้วย

http://www.arts.chula.ac.th/~geography/Geo_Know.htm#g6

รีโมทเซ็นซิง (Remote Sensing)

การวางแผนการบริหารทรัพยากรธรรมชาติและสภาพแวดล้อมอย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องรู้ถึงข้อมูลข้อเท็จจริงของทรัพยากรธรรมชาติในสภาวการณ์ปัจจุบัน รีโมทเซนซิงเป็นวิทยาการด้านหนึ่งที่สามารถนำมาใช้ในการสำรวจข้อมูลที่ให้รายละเอียดเกี่ยวกับสภาพปัจจุบันและการเปลี่ยนแปลงอย่างประหยัดและรวดเร็วอันเป็นประโยชน์ในการวิเคราะห์และวางแผนแก้ปัญหาในการจัดการทรัพยากรและสภาพแวดล้อม
รีโมทเซนซิง หมายถึง การบันทึกหรือการได้มาซึ่งข้อมูลข่าวสารเกี่ยวกับวัตถุ พื้นที่เป้าหมายด้วยอุปกรณ์บันทึกข้อมูล (sensor) โดยปราศจากการสัมผัสกับวัตถุนั้นๆ ซึ่งอาศัยคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อในการได้มาของข้อมูลใน 3 ลักษณะ คือ ช่วงคลื่น (spectral) รูปทรงสัณฐาน (spatial) และการเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลา (temporal) ของสิ่งต่างๆ บนพื้นผิวโลก
ระบบรีโมทเซนซิง ถ้าแบ่งตามแหล่งกำเนิดพลังงานที่ก่อให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มี 2 กลุ่มใหญ่ คือ
Passive remote sensing เป็นระบบที่ใช้กันกว้างขวางตั้งแต่เริ่มแรกจนถึงปัจจุบัน โดยมีแหล่ง พลังงานที่เกิดตามธรรมชาติ คือ ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดพลังงาน ระบบนี้จะรับและบันทึกข้อมูลได้ ส่วนใหญ่ในเวลากลางวัน และมีข้อจำกัดด้านภาวะอากาศ ไม่สามารถรับข้อมูลได้ในฤดูฝน หรือเมื่อมีเมฆ หมอก ฝน
Active remote sensing เป็นระบบที่แหล่งพลังงานเกิดจากการสร้างขึ้นในตัวของเครื่องมือสำรวจ เช่น ช่วงคลื่นไมโครเวฟที่สร้างในระบบเรดาห์ แล้วส่งพลังงานนั้นไปยังพื้นที่เป้าหมาย ระบบนี้ สามารถทำการรับและบันทึกข้อมูล ได้โดยไม่มีข้อจำกัดด้านเวลา หรือ ด้านสภาวะภูมิอากาศ คือสามารถรับส่งสัญญาณได้ทั้งกลางวันและกลางคืน อีกทั้งยังสามารถทะลุผ่านกลุ่มเมฆ หมอก ฝนได้ในทุกฤดูกาล
ในช่วงแรกระบบ passive remote sensing ได้รับการพัฒนามาก่อน และยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ส่วนระบบ active remote sensing มีการพัฒนาจากวงการทหาร แล้วจึงเผยแพร่เทคโนโลยีนี้ต่อกิจการพลเรือนในช่วงหลัง การสำรวจในด้านนี้ได้รับความสนใจมากขึ้นโดยเฉพาะกับประเทศในเขตร้อนที่มีปัญหาเมฆ หมอก ปกคลุมอยู่เป็นประจำ
การวิเคราะห์ข้อมูล (data analysis)ภาพถ่ายดาวเทียม ประกอบด้วยวิธีการ ดังต่อไปนี้
1) การวิเคราะห์ข้อมูลด้วยสายตา (visual interpretation) เป็นการแปลตีความจากลักษณะองค์ประกอบของภาพ โดยอาศัยการพิจารณาปัจจัยด้านต่างๆ ได้แก่ สี (color, shade, tone) เงา (shadow) รูปทรง (fron) ขนาดของวัตถุ (size) รูปแบบ (pattern) ลวดลายหรือ ลักษณะเฉพาะ (texture) และองค์ประกอบทางพื้นที่ (spatial components) ซึ่งเป็นหลักการตีความ เช่นเดียวกับการแปลภาพถ่ายทางอากาศ
2) การวิเคราะห์ข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์ (digital analysis and image processing) เป็นการตีความ ค้นหาข้อมูลส่วนที่ต้องการ โดยอาศัยหลักการทางคณิตศาสตร์และสถิติ ซึ่งการที่มีข้อมูลจำนวนมาก จึงไม่สะดวกที่จะทำการคำนวณด้วยมือได้ ดังนั้นจึงมีการนำคอมพิวเตอร์มาใช้ ช่วยให้รวดเร็วในการประมวลผล มีวิธีการแปลหรือจำแนกประเภทข้อมูลได้ 2 วิธีหลัก คือ
การแปลแบบกำกับดูแล (supervised classification) หมายถึง การที่ผู้แปล เป็นผู้กำหนดตัวอย่างของประเภทข้อมูลให้แก่คอมพิวเตอร์ โดยใช้การเลือกพื้นที่ตัวอย่าง (traning areas) จากความรู้ด้านต่างๆเกี่ยวกับพื้นที่ศึกษา รวมทั้งจากการสำรวจภาคสนาม
การแปลแบบไม่กำกับดูแล (unsupervised classification) เป็นวิธีการที่ผู้แปลกำหนดให้คอมพิวเตอร์แปลข้อมูลเอง โดยใช้หลักการทางสถิติ เพียงแต่ผู้แปลกำหนดจำนวน ประเภทข้อมูล (classes) ให้แก่เครื่อง โดยไม่ต้องเลือกพื้นที่ตัวอย่างให้ ผลลัพธ์จากการแปลจะต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องและความน่าเชื่อถือ ก่อนนำไปใช้งานโดยการเปรียบเทียบกับสภาพจริงหรือข้อมูลที่น่าเชื่อถือได้ โดยวิธีการทางสถิติ
คุณสมบัติของภาพจากดาวเทียมสำรวจทรัพยากร
การบันทึกข้อมูลเป็นบริเวณกว้าง (Synoptic view) ภาพจากดาวเทียมภาพหนึ่งๆ ครอบคลุมพื้นที่กว้างทำให้ได้ข้อมูลในลักษณะต่อเนื่องในระยะเวลาบันทึกภาพสั้นๆ สามารถศึกษาสภาพแวดล้อมต่างๆ ในบริเวณกว้างขวางต่อเนื่องในเวลาเดียวกันทั้นภาพ เช่น ภาพจาก LANDSAT MSS และ TM หนึ่งภาพคลุมพื้นที่ 185X185 ตร.กม. หรือ 34,225 ตร.กม. ภาพจาก SPOT คลุมพื้นที่ 3,600 ตร.กม. เป็นต้น
การบันทึกภาพได้หลายช่วงคลื่น ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรมีระบบกล้องสแกนเนอร์ ที่บันทึกภาพได้หลายช่วงคลื่นในบริเวณเดียวกัน ทั้งในช่วงคลื่นที่เห็นได้ด้วยตาเปล่า และช่วงคลื่นนอกเหนือสายตามนุษย์ ทำให้แยกวัตถุต่างๆ บนพื้นผิวโลกได้อย่างชัดเจน เช่น ระบบ TM มี 7 ช่วงคลื่น เป็นต้น
การบันทึกภาพบริเวณเดิม (Repetitive coverage) ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรมีวงโคจรจากเหนือลงใต้ และกลับมายังจุดเดิมในเวลาท้องถิ่นอย่างสม่ำเสมอและในช่วงเวลาที่แน่นอน เช่น LANDSAT ทุก ๆ 16 วัน MOS ทุกๆ 17 วัน เป็นต้น ทำให้ได้ข้อมูลบริเวณเดียวกันหลายๆ ช่วงเวลาที่ทันสมัยสามารถเปรียบเทียบและติดตามการเปลี่ยนแปลงต่างๆ บนพื้นผิวโลกได้เป็นอย่างดี และมีโอกาสที่จะได้ข้อมูลไม่มีเมฆปกคลุม
การให้รายละเอียดหลายระดับ ภาพจากดาวเทียมให้รายละเอียดหลายระดับ มีผลดีในการเลือกนำไปใช้ประโยชน์ในการศึกษาด้านต่างๆ ตามวัตถุประสงค์ เช่น ภาพจากดาวเทียม SPOT ระบบ PLA มีรายละเอียด 10 ม. สามารถศึกษาตัวเมือง เส้นทางคมนาคมระดับหมู่บ้าน ภาพสีระบบ MLA มีรายละเอียด 20 ม. ศึกษาการบุกรุกพื้นที่ป่าไม้เฉพาะจุดเล็กๆ และแหล่งน้ำขนาดเล็ก และภาพระบบ TM รายละเอียด 30 ม. ศึกษาสภาพการใช้ที่ดินระดับจังหวัด เป็นต้น
ภาพจากดาวเทียมสามารถให้ภาพสีผสม (False color composite) ได้หลายแบบ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ที่ต้องการขยายรายละเอียดเฉพาะเรื่องให้เด่นชัดเจน สามารถจำแนกหรือมีสีแตกต่างจากสิ่งแวดล้อม
การเน้นคุณภาพของภาพ (Image enhancement) ภาพจากดาวเทียมต้นฉบับสามารถนำมาปรับปรุงคุณภาพให้มีรายละเอียดเพิ่มขึ้น โดยการปรับเปลี่ยนค่าความเข้ม ระดับสีเทา เพื่อเน้นข้อมูลที่ต้องการศึกษาให้เด่นชัดขึ้น

เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับ GIS การจัดทำแผนที่ภูมิศาสตร์ด้วยระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์นั้นโดยปกติจะต้องใช้เทคโนโลยีหรือศาสตร์อื่น ๆ มาใช้ผสมผสาน (Integrated) เข้าด้วยกันเพื่อให้ได้คำตอบที่ถูกต้องและมีความแม่นยำมากขึ้น โดยเฉพาะการผสมผสานกันระหว่าง ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ( Geographic Information System) การสำรวจระยะไกล ( Remote Sensing ) และ ระบบพิกัดเชิงภูมิศาสตร์ (Global Positioning System ) เพื่อการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่อาจเรียกได้ว่า Geo - Informatics หรือ Geomatics เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับ GIS
- วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ (Computer Science) : Hardware, Software,
- การสำรวจ และการทำแผนที่ (Survey and Mapping)
- ระบบการจัดการฐานข้อมูล (Database Management System : DBMS)
- การสำรวจระยะไกล (Remote Sensing : RS)
- การสำรวจพิกัดเชิงภูมิศาสตร์ (Global Positioning System : GPS)
วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ (Computer Science) : ในปัจจุบันนี้เทคโนโลยีและองค์ความรู้ทางด้านคอมพิวเตอร์ได้พัฒนาไปอย่างรวดเร็ว มีประสิทธิภาพสูง สามารถทำงานได้รวดเร็วมากขึ้น ซึ่งเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ได้แก่ อุปกรณ์และวิธีการหรือโปรแกรมในการนำเข้าข้อมูล ระบบการบันทึกหรือจัดเก็บสำรองข้อมูล ตลอดจนการแสดงผลหรือการส่งออกข้อมูล GIS ซึ่งผลกระทบของความก้าวหน้าทางด้านฮาร์ดแวร์ และซอฟท์แวร์ จะทำให้เกิดผลโดยตรงต่อการใช้และการพัฒนาระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ นอกจากนี้ได้แก่ความรู้ทางด้านการจัดการฐานข้อมูล (Database Management) ซึ่งจะต้องเกี่ยวข้องกับการออกแบบฐานข้อมูลให้เป็นระบบมากขึ้น
การสำรวจและการทำแผนที่ (Survey and Mapping) : เป็นศาสตร์ในการทำแผนที่โดยการสำรวจภาคสนาม โดยอาศัยความรู้เชิงวิศวกรรมในการใช้เครื่องมือในการสำรวจ เช่น กล้องวัดมุมในการจัดทำวงรอบของพื้นที่ศึกษา กล้องวัดระดับในการจัดทำระดับความสูงในพื้นที่ศึกษา และการคำนวนโครงร่างอิงพิกัดภูมิศาสตร์ การถ่ายค่าพิกัดหมุดหลักฐานอ้างอิงไปยังจุดสำรวจต่างๆ และวาดสัญลักษณ์ เส้น และคำอธิบายชื่อเฉพาะนั้น ดังนั้นวิชาการสำรวจและการทำแผนที่จึงมีผลสำคัญต่อการพัฒนาการผลิตแผนที่ GIS อย่างมาก
ระบบการจัดการฐานข้อมูล (Database Management System) : เป็นส่วนหนึ่งของความรู้ทางด้านคอมพิวเตอร์แต่เป็นการศึกษาถึงโครงสร้างและการจัดเก็บจัดการฐานข้อมูลในรูปแบบต่างๆ ซึ่งทำให้การจัดนำเข้าข้อมูลและควบคุมการกระทำกับข้อมูลเป็นไปได้อย่างเป็นระบบ ความสัมพันธ์ในฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ รวมถึงการจัดเก็บข้อมูลในฐานข้อมูลในสื่อ (media) ต่างๆ ซึ่งจะทำให้การจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่เสียค่าใช้จ่ายน้อยลง ซึ่งทำให้การบันทึกและจัดการกับข้อมูล GIS เป็นไปได้อย่างสมบูรณ์มากขึ้น
การสำรวจระยะไกล (Remote Sensing) : เป็นศาสตร์ในการสำรวจข้อมูลพื้นที่ผิวโลก ปรากฏการณ์ต่างๆ ในโลก โดยใช้อุปกรณ์ในการบันทึกภาพ (sensor) ในการตรวจวัดการสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัตถุเหล่านั้นขึ้นไปกระทบอุปกรณ์ในการบันทึกภาพ โดยไม่ต้องสัมผัสกับวัตถุโดยตรง ซึ่งทำให้เราสามารถวิเคราะห์และแปลภาพที่ได้ออกเป็นสภาพการใช้ที่ดินบนพื้นผิวโลก หรือทรัพยากรต่างๆ ในโลก ข้อมูลที่ได้เหล่านี้จะเป็นข้อมูลนำเข้าที่สำคัญในระบบ GIS
การสำรวจพิกัดเชิงภูมิศาสตร์ (Global Positioning System) : เป็นระบบการค้นหาตำแหน่งและนำทางด้วยดาวเทียม โดยใช้คลื่นความถี่สูง ความยาวคลื่นสั้นจึงมีความเที่ยงตรงสูง และมีดาวเทียม GPS ที่โคจรอยู่รอบโลก ทำให้สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งพิกัดภูมิศาสตร์บนพื้นโลกได้ตลอด 24 ชั่วโมง ซึ่งสามารถใช้บอกตำแหน่งโดยอัตโนมัติ ในระดับความถูกต้อง 10-20 เมตร เป็นระบบที่ต้องอาศัยสัญญาณดาวเทียม GPS ในการทราบถึงค่าพิกัดบนพื้นผิวโลกอย่างถูกต้อง ซึ่งสามารถนำมาเข้าสู่ระบบ GIS ได้โดยตรง หรืออาจจะนำระบบ GPS เข้ามาประยุกต์ใช้กับการสำรวจและการทำแผนที่ หรือการสำรวจระยะไกล ในการตรึงหมุดหรือตรึงพิกัดแผนที่ ภาพถ่ายทางอากาศ หรือภาพถ่ายดาวเทียม เพื่อนำไปเป็นข้อมูลนำเข้าในระบบ GIS


http://student.nu.ac.th/geographica/Geo-3unit2.htm

หน้าที่ของ GIS
1. การนำเข้าข้อมูล (Input) ก่อนที่ข้อมูลทางภูมิศาสตร์จะถูกใช้งานได้ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ข้อมูลจะต้องได้รับการแปลง ให้มาอยู่ในรูปแบบของข้อมูลเชิงตัวเลข (digital format) เสียก่อน เช่น จากแผนที่กระดาษไปสู่ข้อมูลใน รูปแบบดิจิตอลหรือแฟ้มข้อมูลบนเครื่องคอมพิวเตอร์อุปกรณ์ที่ใช้ในการนำเข้าเช่น Digitizer Scanner หรือ Keyboard เป็นต้น
2. การปรับแต่งข้อมูล (Manipulation) ข้อมูลที่ได้รับเข้าสู่ระบบบางอย่างจำเป็นต้องได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมกับงาน เช่น ข้อมูลบางอย่างมีขนาด หรือสเกล (scale) ที่แตกต่างกัน หรือใช้ระบบพิกัดแผนที่ที่แตกต่างกัน ข้อมูลเหล่านี้จะต้องได้รับการปรับให้อยู่ใน ระดับเดียวกันเสียก่อน
3. การบริหารข้อมูล (Management) ระบบจัดการฐานข้อมูลหรือ DBMS จะถูกนำมาใช้ในการบริหารข้อมูลเพื่อการทำงานที่มีประสิทธิภาพในระบบ GIS DBMS ที่ได้รับการเชื่อถือและนิยมใช้กันอย่างกว้างขวางที่สุดคือ DBMS แบบ Relational หรือระบบจัดการฐานข้อมูลแบบสัมพัทธ์ (DBMS) ซึ่งมีหลักการทำงานพื้นฐานดังนี้คือ ข้อมูลจะถูกจัดเก็บ ในรูปของตารางหลาย ๆ ตาราง
4. การเรียกค้นและวิเคราะห์ข้อมูล (Query and Analysis) เมื่อระบบ GIS มีความพร้อมในเรื่องของข้อมูลแล้ว ขั้นตอนต่อไป คือ การนำข้อมูลเหล่านี่มาใช้ให้เกิด ประโยชน์ เช่น
ใครคือเจ้าของกรรมสิทธิ์ในที่ดินผืนที่ติดกับโรงเรียน ?
เมืองสองเมืองนี้มีระยะห่างกันกี่กิโลเมตร ?
ดินชนิดใดบ้างที่เหมาะสำหรับปลูกอ้อย ?

หรือ ต้องมีการสอบถามอย่างง่าย ๆ เช่น ชี้เมาส์ไปในบริเวณที่ต้องการแล้วเลือก (point and click) เพื่อสอบถามหรือเรียกค้นข้อมูล นอกจากนี้ระบบ GIS ยังมีเครื่องมือในการวิเคราะห์ เช่น การวิเคราะห์เชิงประมาณค่า (Proximity หรือ Buffer) การวิเคราะห์เชิงซ้อน (Overlay Analysis) เป็นต้น หรือ ต้องมีการสอบถามอย่างง่าย ๆ เช่น ชี้เมาส์ไปในบริเวณที่ต้องการแล้วเลือก (point and click) เพื่อสอบถามหรือเรียกค้นข้อมูล นอกจากนี้ระบบ GIS ยังมีเครื่องมือในการวิเคราะห์ เช่น การวิเคราะห์เชิงประมาณค่า (Proximity หรือ Buffer) การวิเคราะห์เชิงซ้อน (Overlay Analysis) เป็นต้น 5. การนำเสนอข้อมูล (Visualization) จากการดำเนินการเรียกค้นและวิเคราะห์ข้อมูล ผลลัพธ์ที่ได้จะอยู่ในรูปของตัวเลขหรือตัวอักษร ซึ่งยากต่อการตีความหมายหรือทำความเข้าใจ การนำเสนอข้อมูลที่ดี เช่น การแสดงชาร์ต (chart) แบบ 2 มิติ หรือ 3 มิติ รูปภาพจากสถานที่จริง ภาพเคลื่อนไหว แผนที่ หรือแม้กระทั้งระบบมัลติมีเดียสื่อต่าง ๆ เหล่านี้จะทำให้ผู้ใช้เข้าใจความหมายและมองภาพของผลลัพธ์ที่กำลังนำเสนอได้ดียิ่งขึ้น อีก ทั้งเป็นการดึงดูดความสนใจของผู้ฟังอีกด้วย

http://student.nu.ac.th/geographica/Geo-3unit4.htm

กระบวนการในการวิเคราะห์ข้อมูลของ GIS ในระบบ GIS แบ่งการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ออกเป็น 2 รูปแบบ คือ

1. Manual Approach การวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ด้วยมือ หรือระบบแบบดั้งเดิม (traditional) เป็นการนำข้อมูลในรูปแบบของแผนที่หรือ ลายเส้นต่างๆ ถ่ายลงบนแผ่นใส หรือกระดาษลอกลายใส โดยแบ่งแผ่นใส 1 แผ่นลอกลายเพียง 1 เรื่อง เช่น แผนที่เส้นแม่น้ำ แผนที่เส้นถนน แผนที่ขอบเขตการปกครอง แล้วนำมาซ้อนทับกันบนโต๊ะฉายแสดงหรือเครื่องฉายแผ่นใส กระบวนการนี้อาจเรียกกันว่า "Overlay Techniques" การซ้อนข้อมูลแผนที่ในแต่ละปัจจัยเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ แต่วิธีการนี้ยังมีข้อจำกัดในเรื่องของจำนวนแผ่นใสที่จะนำมาซ้อนทับกัน ทั้งนี้เนื่องจากความสามารถในการวิเคราะห์ด้วยสายตา (Eyes Interpretation) จะกระทำได้ในจำนวนของแผ่นใสที่ค่อนข้างจำกัด ยิ่งจำนวนของแผ่นใสซ้อนกันมากขึ้น ยิ่งทำให้ปริมาณแสงที่สามารถส่องทะลุผ่านแผ่นใสค่อนข้างจำกัดในขณะที่จำนวนแผ่นใสซ้อนมากขึ้น และจำเป็นต้องใช้เนื้อที่และวัสดุในการจัดเก็บข้อมูลค่อนข้างมาก นอกจากนี้การตรึงพิกัดแผนที่แผ่นใสแต่ละแผ่นให้ตรงกันนั้นเป็นสิ่งที่เป็นข้อจำกัดอีกประการหนึ่ง ถึงแม้จะวาดจุดอ้างอิง (control point) ลงบนแผ่นใสแล้วก็ตาม การทำให้แผ่นใสมากกว่าสองแผ่นขึ้นไปให้มีจุดที่ตรงกันนั้น เป็นเรื่องที่ทำได้ไม่ง่ายเช่นกัน อาจจะมีผลต่อความผิดพลาดเชิงพื้นที่ หรือตำแหน่งในการวิเคราะห์ข้อมูลได้

2. Computer Assisted Approch การวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ด้วยการใช้คอมพิวเตอร์ช่วย เป็นการนำระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในกระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลแผนที่และข้อมูลสารสนเทศที่จัดเก็บอยู่ในรูปของตัวเลขหรือดิจิตอล (Digital) โดยการเปลี่ยนรูปแบบของข้อมูลแผนที่หรือลายเส้นให้อยู่ในรูปของตัวเลข นั่นหมายถึงกระบวนการวิเคราะห์หรือนำเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่ด้วยมือ จาก Manual Approach สามารถนำมาเป็นแผนที่ต้นฉบับสำหรับการนำเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ได้เช่นกัน ดังนั้นจึงมีความสัมพันธ์กันทั้งขั้นตอนที่ 1.และ2. แล้วนำข้อมูล Digital ที่ได้รับมาทำการซ้อนทับ (Overlay) กันโดยการนำหลักคณิตศาสตร์ เช่นนำข้อมูลมาบวก ลบ หารหรือคูณกัน เพื่อให้ได้รับผลลัพธ์เป็นแผนที่ชุดใหม่ และตรรกศาสตร์ เช่นการทำการเปรียบเทียบแผนที่ข้อมูลที่มีอยู่ว่ามีค่าเท่ากันหรือต่างกันจุดใดบ้าง เพื่อหาการพื้นที่ที่มีการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินบนแผนที่ วิธีการเก็บข้อมูลในรูปแบบเชิงตัวเลขนั้น จึงช่วยลดเนื้อที่ในการเก็บข้อมูลลง และสามารถเรียกมาแสดงหรือทำการวิเคราะห์ซ้ำๆ ได้โดยง่าย รวมทั้งการพิมพ์ผลลัพธ์ได้โดยง่าย และรวดเร็วขึ้น