کاربرد GIS در GCIS

۱) مقدمه
امروزه بیشترین اهمیت جنگ‌افزارها در کشورهای توسعه‌یافته براساس تکنولوژی و فن‌آوری اطلاعات مورد استفاده می‌باشد. بعد از پیدایش انسان، کسب اطلاعات در مورد نیروهای دشمن، نقش بسیار مهمی را در پیروزی بر نیروهای دشمن ایفاء می‌کند. همچنین کسب اطلاعات، تفسیر و پردازش آنها از اهمیت خاصی در تصمیم‌گیری‌های سیستمی دارد. در این برهه زمانی، تولید، تبدیل، انتقال اطلاعات و همچنین مدیریت آنها در عین حال که امری بسیار حساس و بااهمیت تلقی می‌گردد، بسیار پیچیده و دشوار نیز می‌باشد. به‌طوری که جنگ خلیج‌فارس در حقیقت جنگ فناوری‌های نیروها در مقابل یکدیگر بود. در مواقعی نیازی به جنگیدن رودررو نیست. بلکه با استفاده از فناوری، مبارزه صورت می‌گیرد. چنانکه در مواردی، نبرد در مدت زمان کوتاهی به سبب وجود فن‌آوری اطلاعات پایان می‌پذیرد. یکی از مهمترین تاکتیک‌های رزمی، عملیات اطلاعاتی و ضداطلاعاتی نیروهای خودی و نیروهای دشمن می‌باشد که باید به‌هنگام، سریع، درست و قابل تفسیر و دارای شرح باشد. چرا که در موفقیت یک نبرد نقش بسیار اساسی و حیاتی دارد. این قضیه در مورد نیروهای ائتلافی در جنگ عراق به اثبات رسیده است. سیستم‌های جنگ‌افزاری مدرن قادر خواهند بود که زمان حمله دشمن را پیش‌بینی نموده و جزئیات آن را با بالاترین دقت در اختیار نیروهای خودی قرار دهند. این مسئله باعث پیروزی بر دشمن با هزینه‌ای کمتر می‌گردد که نشان‌دهنده اهمیت اطلاعات فضائی مناسب و درست و میزان کاربرد آنها جهت برنامه‌ریزی و فرماندهی عملیات رزمی می‌باشد.
۲) اطلاعات مورد نیاز در GIS نظامی
۲-۱) نقشه‌ها و نمودارها
کاربران برای استفاده GIS در سیستم GCIS به نقشه‌های مختلف تهیه، تولید و ذخیره شده در پایگاه داده‌ها نیاز دارند تا برای اهداف مختلف در سیستم GCIS مورد استفاده قرار گیرد.
۲-۲) تصاویر هوائی بزرگ مقیاس با قدرت تفکیک بالا
عکس‌هائی هوائی با دقت بالا و یا تصاویر ماهواره‌ای برای مقاصد جاسوسی، یا به‌طور ویژه برای عملیات زمینی و هوائی که شامل موقعیت هدف و گره آتش (مختصات آتش) می‌باشد از اهمیت خاصی برخوردار است.
۲-۳) نقشه‌ها و نمودارهای با مقیاس ۱:۲۵۰۰۰۰ و ۱:۵۰۰۰۰ (اطلاعات رقومی سطح دو):
نقشه‌های توپوگرافی ۱:۲۵۰۰۰۰ و ۱:۵۰۰۰۰ بزرگ مقیاس و چارت‌های دریائی ویژه جهت انجام عملیات خشکی، هوائی و عملیات آبی و خاکی در عملیات رزمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین در اکثر اوقات در سطوح پائین‌تر برای برنامه‌ریزی عملیاتی و جزئیات امور جاسوسی، نقشه‌های توپوگرافی برای مقاصد و نیازمندی‌های نظامی بسیار مناسب می‌باشند.
۲-۴) نقشه‌ها و نمودارهای با مقیاس ۱:۲۵۰۰۰۰ (اطلاعات رقومی سطح یک)
نقشه‌ها و چارت‌های ۱:۲۵۰۰۰۰ در سطوح بالاتر برای حرکات و جابه‌جائی‌ها در خشکی و هوا (شامل پروازهای سطح پائین) همچنین برای عملیات پشتیبانی و در سطوح پائین‌تر برای برنامه‌ریزی‌های عمومی و امور جاسوسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در استانداردها و عملیات مشترک نظامی این نقشه‌ها با نقشه راه‌های ملی و چارت‌های هلیکوپترهای ویژه، بارها مورد بازبینی و پردازش قرار می‌گیرند.
۲-۵) نقشه‌ها و چارت‌های ۱:۵۰۰۰۰۰
نقشه‌ها و چارت‌های ۱:۵۰۰۰۰۰ به مقدار بسیار زیاد برای حرکات و جابه‌جائی در خشکی و هوا، شامل موقعیت‌های سطح متوسط پروازی و همچنین در مواردی برای برنامه‌ریزی‌های جامع، موقعیت‌ها و جهت‌گیری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۲-۶) نقشه‌های کوچک‌مقیاس ۱:۱۰۰۰۰۰۰ و کوچکتر (اطلاعات رقومی سطح صفر)
نقشه‌های مقیاس ۱:۱۰۰۰۰۰۰ و کوچکتر برای مقاصد نظامی بین‌المللی و چارت‌های عملیاتی راهبری هوائی یا سری‌های ONC و در سطوح بالاتر برای عملیات هوائی مورد استفاده هستند، اگرچه در موارد جزئی برای نقشه‌های برنامه‌ریزی و توجیهات نیز کاربرد دارند. چارت‌های رقومی سراسر دنیا (DCW) برگرفته از (ONC) نیز از محصولات رقومی استاندارد سطح صفر محسوب می‌شوند.
۲-۷) چارت‌های دریائی
چارت‌های دریائی که از نقشه‌های زمینی (و چارت‌های نظامی هوائی) تهیه شده‌اند در مقیاس و منطقه یکسان دارای تفاوت می‌باشند و معمولاً دارای کاربرد نظامی و شهری بوده و نقشه‌های هیدروگرافی نامیده می‌شوند. بدین ترتیب به ترکیب اطلاعات نقشه‌های دریائی با اطلاعات نقشه‌های توپوگرافی در چارت‌های ویژه دریائی، همچون پوشش مناطق کم‌عمق جهت نبرد، پشتیبانی عملیات آبی - خاکی نیاز می‌باشد.
۲-۸) اسناد و اطلاعات جغرافیائی نظامی (MGID)
MJID مانند نقشه‌های روی هم چاپ شده بوده که شامل نقشه‌های آموزشی، راه‌ها، پل‌ها، مناطق و غیره می‌باشد. بنابراین به مشخصات و خصوصیات نقشه‌های پایه تهیه شده، وابستگی دارند. دیگر موارد مطرح در MGID اطلاعات آبادی‌ها در فرهنگ‌های جغرافیائی می‌باشد که در بعضی از MGIDهای حساس و بااهمیت، اطلاعات داده‌های ارتفاعی رقومی زمین (DTED) دارای خروجی چاپی نمی‌باشند. اگرچه در فرمت استاندارد به‌طور معمول در طراحی نقشه از آنها استفاده می‌گردد.
۳) GIS در علوم نظامی
کاربردهای متعددی برای GIS در علوم نظامی وجود دارد که بعضی از آنها عبارتند از:
۳-۱) فرماندهی، کنترل، ارتباطات، سیستم جاسوسی و اطلاعات عملیات
کلیه اطلاعات نقشه‌های فوق برای مقاصد گوناگون و کاربردهای متفاوت زیرسیستم‌های دیگر در سیستم CGIS نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همه این سیستم‌ها به اطلاعات مکانی عوارض و همچنین نقشه‌های زمینه‌ای که با ابزارهای تحلیلی GIS در ارتباط هستند، وابسته می‌باشند.
۳-۲) سیستم ردیابی یک گروهان نظامی (GPS)
واحدها و حتی افراد با ردیابی شدن توسط (GPS) سازماندهی می‌شوند که دستگاهی جهت تعیین موقعیت عوارض در سطوح مختلف نقشه می‌باشد.
۳.۳) سیستم‌های عملیاتی و جاسوسی
تعداد کمی از نقشه‌ها و نمودارها که مورد استفاده در سرویس‌های عملیاتی و جاسوسی قرار می‌گیرند، نیاز به جمع‌آوری اطلاعات از جاسوسان نظامی دارند. نیاز اولیه، برای جمع‌آوری چنین اطلاعات نظامی، نقشه‌های موجود با جزئیات اطلاعات مکانی و اطلاعات فرهنگی می‌باشد، اگرچه اطلاعات موقعیتی موردنیاز است، ولی می‌توان آنها را از دیگر منابع تأمین کرد. به همین علت به نقشه‌های جاسوسی یا چارت‌های خاص نیاز نمی‌باشد، بلکه اطلاعات بروز و به‌هنگام، به همراه توانائی ارتباط اطلاعات با سیستم مختصاتی مرجع و پشتیبانی از عکس‌های هوائی منطقه، نقش اصلی و اساسی را ایفاء می‌نمایند. به بیان دیگر، به روزرسانی اطلاعات جغرافیائی دارای ضرورتی اساسی می‌باشد، همچنین توانائی گزارش‌گیری از این اطلاعات به استانداردسازی آنها ارتباط دارد. مواردی که برای عملیات نظامی موردنیاز می‌باشد، جزئیات نقشه و نمودارهای اطلاعاتی است که به میزان کافی در دسترس بوده و برای هر نیروئی متناسب آن موجود می‌باشد. این نقشه‌ها و نمودارها نقشه‌های متداول بوده و شامل استانداردهای راهبری و اطلاعات موقعیتی (به شکل شبکه شطرنجی یا شبکه مدارات و نصف‌النهارات) همچنین شامل اطلاعات جزئی توپوگرافی و هیدروگرافی بوده و قابلیت تعمیم را دارند.
۳-۴) سیستم اطلاعات پشتیبانی
این سیستم برای امور لجستیک با تعریف جزئیات راه‌ها، مدل‌های توزیع، تحلیل مسیرهای کوتاه، جستجو و نمایش امکانات و زیرساخت‌های پشتیبانی و دیگر موضوعات وابسته، توسط سیستم اطلاعات جغرافیائی (GIS) طراحی شده است.
۳-۵) سیستم میدان جنگ الکترونیکی
کلیه سیستم‌های الکترونیکی جنگی، برای تحلیل و یا برای نمایش اطلاعات، نیازمند داده‌های زمینی می‌باشند.
۳-۶) سیستم تحلیل فرکانس‌ها و مناطق تحت پوشش رادار
برای مکان‌یابی آنتن‌های رادیوئی و رادارها، تحلیل مناطق تحت پوشش، تحلیل پخش امواج، زاغه مهمات و موشک‌ها، سیستم مختصات پروازی و غیره، می‌توان از قابلیت‌های سیستم GIS برای تجزیه و تحلیل و نمایش استفاده کرد.
۷.۳) نقشه‌های عملیات مشترک - تصاویر شناسائی زمینی - دریائی و هوائی (COP)
مجموعه‌ای از یک مفهوم جدید در GIS می‌باشد که جزئیات آن در ادامه مطرح می‌شود.
۸.۳) مدل سه‌بعدی زمین، سیستم آفندوپدافند هوائی
قبل از شروع عملیات، شناخت مدل ارتفاعی زمین، صحت نقشه‌ها و تصاویر مختلف زمینی، از درجه اهمیت فراوانی حتی برای سرویس‌های جاسوسی برخوردار می‌باشد. از این فناوری همچنین برای شبیه‌سازی پروازی استفاده می‌گردد.
۹.۳) سیستم جستجوی نقشه‌های نظامی
علاوه بر اینکه اصلاحات سیستم GIS دارای کاربرهای بنیادین و مهم می‌باشد، از طرفی باعث افزایش کاربردهای آن در محیط‌های چندکاربره و شبکه‌ها گردیده است چرا که از قابلیت‌های دیگر آن، اجراء در محیط web می‌باشد. محیطی که امروزه نقش بسیار اساسی و اصلی در انتقال اطلاعات و دسترسی بالا را ایفاء نموده و امکان جستجوی اطلاعات موردنیاز کاربران را فراهم می‌نماید.۱۰.۳) موارد ذیل را از دیگر کاربردهای GIS در علوم نظامی می‌توان برشمرد:
گونه‌های دیگر از تحلیل جغرافیائی همچون تحلیل پروفیل‌های طولی و عرضی - اندازه‌گیری فاصله - اندازه‌گیری زاویه - آنالیز توانائی دید و شب - ابزار آماده‌سازی کالک‌های نظامی - تولید دوباره نقشه‌های بروز از لحاظ کمیت‌های برداری و عادی - سیستم مختصات آتش - سیستم نظارت و برنامه‌ریزی حمل و نقل و صف‌آرائی و غیره.
۴) روند شکل‌گیری و نمونه‌ای از نقشه‌های عملیاتی مشترک (COP)
۱.۴) آزمون‌هائی جهت روند ارزیابی
در سال‌های اخیر، نقش سیستم اطلاعات جغرافیائی (GIS) در سیستم کنترل و فرماندهی دگرگون گردیده است. در عوض سرویس مجزا و گسترده‌ای جهت انجام عملیات، کاملاً یکپارچه و تقریباً در همه سطوح، شکل گرفته است. در این بخش از مبحث درباره فناوری جدید و نقش آن در سیستم کنترل و فرماندهی بر مبنای بعضی آزمایشات مختلف در علوم نظامی بحث می‌نمائیم. برای ارزیابی تخصصی از کاربرد GIS در سیستم CCIS می‌توان آزمایشات را انجام داد. آزمایشاتی که درباره علوم مختلف نظامی به‌صورت متمرکز انجام می‌شود عبارتند از:
الف) مقایسه محیط RDBMS (سیستم مدیریت پایگاه داده‌های رابطه‌ای) با سیستم فایل برای ذخیره داده‌های فضائی.
ب ) مقایسه محیط Web با محیط سرویس‌دهنده / سرویس گیرنده (Client/Server).
تحت این شرایط، آزمایشات پایه‌ای براساس قابلیت‌هائی همچون: دسترسی به اطلاعات، جستجوها، نمایش، نمادسازی، بزرگنمائی، کوچکنمائی، حرکت روی صفحه و غیره صورت پذیرفته است. در این آزمایشات، نوع داده‌های به‌کار رفته دوبعدی و سه‌بعدی، رستری و برداری، تصاویر ماهواره‌ای و اطلاعات فرهنگ‌های جغرافیائی می‌باشد. نتایج این بررسی‌ها به شکل زیر خلاصه می‌گردد.
بنابراین بیشترین و بالاترین کارآئی مربوط به ”استفاده از سیستم GIS در محیط Web بر مبنای ذخیره داده‌های فضائی در سیستم RDBMS می‌باشد“.
۲.۴) به کاربردن نتایج آزمایشات در نقشه‌های عملیاتی مشترک (COP)
نقشه‌های عملیاتی مشترک برای دو منظور طراحی شده بود: از یک طرف، به‌عنوان ابزار موقعیت‌یابی جهت تعیین کردن حوزه پاسخگوئی و حوزه سود و زیان، مخصوصاً برای مکانیزم تصمیم‌گیری و افزایش کاربری در امور پشتیبانی، جاسوسی و غیره با ایجاد نمایش چندبعدی و از طرف دیگر، به‌عنوان ابزاری کمک‌کننده در تصمیم‌گیری‌ها با نظارت و شناسائی تصاویر زمینی و هوائی در یک صفحه منفرد و مستقل. بنابراین COP اصولاً اشتراک داده‌ها و فرصت همکاری در جریان اطلاعات دیگر را در میان سیستم‌های اطلاعاتی مختلف و کاربران گروه‌ها در شبکه، فراهم می‌آورد. همچنین قابلیت کار با بخش‌های دیگر در محیط GIS را بر مبنای اطلاعات کاربردی صحیح فراهم می‌نماید.
COP قابلیت نمایش دادن اطلاعات زیر را دارد:
- نقشه‌های دریائی
- نقشه‌های زمینی
- نقشه‌های هوائی
- نقشه‌های حمل‌ونقل و شبکه راه
- نقشه‌های هواشناسی
COP به‌دلیل منطبق بودن بر نیازمندی‌های اطلاعاتی در سیستم CCIS و نمایش آنها در یک صفحه، ابزاری مفید برای تصمیم‌گیری محسوب می‌شود. در واقع تصاویر عملیاتی مشترک در سه بعد از نمایش واقعیت یعنی تصاویر دریائی، هوائی و زمینی نقش مهمی با توجه به سطح مکانیزم تصمیم‌گیری در سیستم CCIS ایفاء می‌نماید.
▪ اطلاعات موردنیاز برای COP از منابع زیر تهیه می‌شود:
- داده‌های حاصله از نقشه‌های شناسائی دریائی (MRP) هوائی (ARP) زمینی (LRP)
- اطلاعات نیروها (نیروهای دشمن، خودی و نیروهای بی‌طرف)
- داده‌های برنامه‌ریزی
- داده‌های تاریخی
- داده‌های لجستیکی و جاسوسی
- داده‌های هواشناسی و جغرافیائی
- داده‌های مختلف سیستم CCIS
- داده‌های وب بر مبنای HTML
- ارتباطات تاکتیکی داده‌ها
- داده‌های ارتباطی
- فهرست نظامی‌ها
- پایگاه داده‌های مشترک
۵) نتیجه‌گیری
GIS ابزاری اختصاصی برای مدیریت جزئیات اطلاعات فضائی جغرافیائی، فراهم آورده است. در یک GIS شایسته، بعضی از اجزاء اصلی دارای پتانسیل وسیع برحسب ناحیه‌کاری را دربرمی‌گیرد. یکی از عمده کاربردهای ناحیه‌ای GIS در خصوص کمک به مسلح شدن نیروها در یک فرآیند تکاملی تدریجی می‌باشد. GIS در ابتدا همانند یک ابزار تنها مورد استفاده بود که مطابق آخرین دستاوردها و گرایش‌های استراتژیک، تبدیل به یک مدل صحیح و درست اطلاعات در سیستم CCIS گردیده است.
بیشتر امکانات و تجزیه تحلیل‌های جغرافیائی و تسهیلات کاربردی موجود در GIS به‌صورت توسعه‌یافته و پذیرفته‌شده برای سرویس‌های کاربردی منطقه‌ای در سیستم CCIS بوده و همچنین قابلیت اضافه شدن در زیر مدل‌های مخصوص آن را دارا است.
در این بین استانداردهای اطلاعات فضائی جغرافیائی، نوع معماری پایگاه داده‌ها و نیز مشخصات لازم، به‌طور کامل شناسائی شده‌اند. به‌طوری که پایگاه داده‌های جغرافیائی با یک طیف وسیع از اطلاعات فضای جغرافیائی پایه‌ریزی شده است. مطابق نتایج آزمایشات مختلف، مشخص گردید که بیشترین کارآئی شناخته شده برای اجزاء فوق، ساختار زیر می‌باشد.
GIS در محیط WEB بر مبنای داده‌های فضائی ذخیره شده در قالب RDBMSبا به‌کار بردن نتایج این آزمایشات بعضی کاربردهای جدید در COP توسعه‌یافته است. به‌طوری که در آینده نزدیک، اتصال، یکپارچگی اطلاعات و همکاری با دیگر یگان‌ها و قسمت‌ها، به‌عنوان خروجی اصلی سیستم CCIS در محیط GIS خواهد بود.

مهندس مهران رفیعی
اختصارات
GIS - Geographic Information System
COP - Common Operational Picture
CCIS - Command & Control Information Systems
ARP - Air Recognized Picture
LRP- Land Recognized Picture
MRP - Maritime Recognized Picture
منابع
۱. P.Satyanarayana, GIS Consultan & Editorial Associate , GIS INDIA,S.Yogendran GIS Analyst, ENC-Division IIC Tecnologies Private Limited, Hyderabad, India
۲. The GIS in CCIS" by Lain Whittington, ۱۶ May ۱۹۹۶"
۳. (Developments In Uk Defence Digital Geographic Support" WHITTINGTON, I.F.G,Colonel (UK Army"