บทที่ 4 : 4.2 การนำเข้าข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์
ตุลาคม 4th, 2006 | 
Author: 4.2 การนำเข้าข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ บทที่ ๔
โครงสร้างและการนำเข้าข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์
(GIS Structure and Data Input)
๔.๒ การนำเข้าข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์
การนำเข้าข้อมูล หมายถึง การกำหนดรหัสให้แก่ข้อมูล แล้วบันทึกข้อมูลเหล่านั้นลงในฐานข้อมูล การสร้างข้อมูลตัวเลขที่ปราศจากที่ผิด (errors) เป็นงานสำคัญและซับซ้อนที่สุด
การนำเข้าข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์อาจนำเข้าได้ดังกระบวนการดังต่อไปนี้
1) การนำเข้าข้อมูลทางพื้นที่ (Spatial Data) (การดิจิไทซ์)
2) การนำเข้าข้อมูลลักษณะประจำที่เกี่ยวข้องที่ไม่อิงพื้นที่ (Attribute Data)
3) การเชื่อมโยงข้อมูลทางพื้นที่กับข้อมูลลักษณะประจำที่ไม่อิงพื้นที่
ในแต่ละขั้นตอนจะต้องมีการตรวจสอบข้อมูลเพื่อให้แน่ใจว่าฐานข้อมูลที่ได้ให้มีจุดที่ผิดพลาดน้อยที่สุด
๔.๒.๑ การนำเข้าข้อมูลทางพื้นที่
วิธีการนำเข้าข้อมูลทางพื้นที่ใน GIS มีหลายวิธี ซึ่งขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ของหน่วยงานนั้นๆ หรืองบประมาณที่สามารถจัดซื้อ ลักษณะของการใช้งาน และชนิดของข้อมูลที่จะนำเข้าด้วย
ชนิดของข้อมูล ได้แก่ แผนที่ที่มีอยู่แล้ว เอกสารจากการสำรวจภาคสนาม เอกสารที่เขียนด้วยมือ ภาพถ่ายทางอากาศ และภาพถ่ายด้วยระบบการรับรู้ระยะไกล (Remotely Sensed Imagery) ข้อมูลจากการสำรวจภาคสนาม เช่น กระบวนการศึกษาชุมชนอย่างรวดเร็ว (Rural Rapid Appraisal -RRA)
(1) การนำเข้าข้อมูลสู่ระบบเวกเตอร์ด้วยมือ
ข้อมูลพื้นฐานของระบบนี้คือ จุด เส้น และพื้นที่ ค่าพิกัดของข้อมูลที่ได้จากกริดอ้างอิงที่มีอยู่ในแผนที่ หรือได้จากการอ้างอิงจากกริดที่นำมาซ้อนบนแผนที่ ข้อมูลเหล่านี้อาจจะพิมพ์เข้าเครื่องเพื่อเก็บในแฟ้มข้อมูลธรรมดา หรือนำเข้าสู่โปรแกรมก็ได้
(2) การนำเข้าข้อมูลสู่ระบบกริดด้วยมือ
สำหรับระบบกริดนั้น ทั้งจุด เส้น และพื้นที่ ล้วนแสดงด้วยช่องกริด
(2.1) เลือกขนาดของช่องกริด (ราสเตอร์) แล้ววางแผ่นกริดโปร่งใสตามขนาดที่เลือกซ้อนบนแผนที่
(2.2) กรอกค่าลักษณะประจำของแผนที่หนึ่งค่าต่อช่องกริดหนึ่งช่อง หรือใช้สีสัญลักษณ์แทน
(2.3) พิมพ์เข้าแฟ้มข้อความในคอมพิวเตอร์
(3) การนำเข้าด้วยการดิจิไทซ์
การเขียนรหัสและพิมพ์รหัสนำเข้าแฟ้มคอมพิวเตอร์จะต้องใช้เวลาและค่าใช้จ่ายสูง เราสามารถใช้เครื่องอ่านพิกัดในการกำหนดรหัส (X,Y) ให้แก่จุด เส้น และพื้นที่ หรือช่องกริดได้อย่างรวดเร็วขึ้น สำหรับเครื่องอ่านพิกัดที่นิยมใช้กันมากคือ Digitizer ซึ่งเครื่องที่ใช้สำหรับการทำแผนที่หรืองานกราฟิกคุณภาพสูงชนิดที่นิยมกันในปัจจุบัน ได้แก่ แบบที่ใช้ลวดเส้นเล็กๆ สานตัดกันในแนวฉากเป็นกริด หรือชนิดที่ใช้เฟสคลื่นไฟฟ้า มีขนาดตั้งแต่ 11×11 นิ้ว ถึงขนาด 40×60 นิ้ว ทั้งแบบวางบนโต๊ะหรือมีขาตั้งในตัว ทั้งที่มีและไม่มีแสงส่องจากใต้โต๊ะ
คอมพิวเตอร์จะติดต่อกับเครื่องอ่านพิกัดได้ด้วยคำสั่งทางเมนูกราฟฟิก ค่าพิกัดของจุดที่อยู่บนกระดานเครื่องอ่านพิกัดจะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ทางปากกาแม่เหล็กที่ลากด้วยมือ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ง่ายๆ ที่เรียกว่า “เมาส์” (Mouse) หรือ “พัค” (Puck) สำหรับการทำแผนที่ซึ่งต้องการความถูกต้องสูง ในเมาส์จะมีขดลวดฝังอยู่ในกล่องพลาสติกซึ่งมีช่องพร้อมกับกากบาทซึ่งออกแบบเพื่อให้มีความถูกต้องแม่นยำสูงขึ้น พิกัดของจุดจะถูกดิจิไทซ์ด้วยการวางเส้นกากบาทเหนือจุดที่ต้องการแล้วกดปุ่มบนเมาส์
รูปที่ 4.5 เครื่องวาดพิกัด Digitizer
เครื่องอ่านพิกัดใช้ในการนำเข้าข้อมูลในรูปแบบ จุด เส้น และพื้นที่หลายเหลี่ยม โดยอาศัยการทำงานร่วมกับโปรแกรมประยุกต์ด้าน GIS ส่วนการแปลงเป็นฐานข้อมูลเวกเตอร์หรือกริด (ราสเตอร์) ทำด้วยโปรแกรมหลังการดิจิไทซ์
(4) การแปลงเวกเตอร์ให้เป็นกริด การแปลงข้อมูลเวกเตอร์ให้เป็นราสเตอร์ทำให้มีการสูญเสียข้อมูลโดยไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ เพราะจุดภาพที่ใกล้เส้นของมักคลาดเคลื่อนหรือมีรหัสผิดไป การสูญเสียความถูกต้องแปรผันตามขนาดของช่องกริด คือช่องกริดยิ่งเล็กมากเท่าไร ความผิดพลาดยิ่งลดลง ดังรูปที่ 5.6
เครื่องอ่านพิกัดที่มีความละเอียดสูง 0.001 นิ้ว (0.0254 มม.) มีค่าเบี่ยงเบนไม่ควรจะเกิน + 0.07-0.15 มม. ความผิดพลาดเกิดจากความเหนื่อยล้าจากการทำงาน ไม่ควรทำงานกับเครื่องอ่านพิกัดเกิน 4 ชั่วโมงต่อวัน ถ้าต้องการงานที่มีคุณภาพสม่ำเสมอ
เมื่อแผนที่ถูกดิจิไทซ์แล้ว สามารถบันทึกเก็บไว้ในเทปแม่เหล็กเพื่อการใช้ประโยชน์ต่อไป ขณะที่การทำแผนที่ด้วยคอมพิวเตอร์มีความสำคัญมากขึ้น ได้มีการแปลงแผนที่ภูมิประเทศมาตรฐาน และแผนที่ดิน ธรณีวิทยา การใช้ที่ดิน ฯลฯ เป็นข้อมูลเชิงตัวเลขมากขึ้น การดิจิไทซ์ก็ยังคงจะต้องกระทำในการทำแผนที่นั้นๆ ให้ทันสมัยยิ่งขึ้น
แต่การดิจิไทซ์เป็นงานที่ใช้เวลา และพลังงาน การทำแผนที่ฉบับหนึ่งๆ ให้มีความถูกต้อง อาจใช้เวลาเท่าๆ กับการเขียนใหม่ด้วยมือ อัตราความเร็วเฉลี่ยของการดิจิไทซ์ประมาณ 10 ซม. ต่อนาที การดิจิไทซ์แผนที่ดินมาตรส่วน 1:50,000 ขนาด 60×40 ซม. ต้องใช้เวลาประมาณ 20-40 คน-ชั่วโมง
เมื่อได้มีการนำเข้าข้อมูลแผนที่เข้าสู่ระบบ Vector แล้วเราสามารถแปลงไปเป็น Raster ได้โดยมีรูปแบบของทฤษฎีในการแปลงไปสู่ระบบราสเตอร์ คือ
1. จากรูป 5.7 a ให้พิจารณาว่า “อยู่หรือไม่อยู่บนเส้น presence/absence” ์ เช่นการแปลงเส้นแม่น้ำซึ่งอยู่ในรูปแบบเวกเตอร์ ให้ไปอยู่ในรูปแบบราสเตอร์ โดยพิจารณาว่าเส้นลากผ่านที่กริดหรือเซลใด ให้เซลนั้นมีความหมายรหัสเป็น 1 คือแม่น้ำ
2. จากรูปที่ 5.7 b ให้พิจารณาว่า “ผ่านกึ่งกลางกริด centroid-of-cell method” ตัวอย่างเช่น ถ้ามีการแบ่งการใช้ที่ดินเป็น 2 ประเภทคือ 1 เป็นป่าไม้ และ 2 คือทุ่งหญ้า จากรูป ถ้าเราแปลงจากเวกเตอร์ซึ่งเป็นขอบเขตของโซนแบ่งการใช้ที่ดิน 2 ประเภทนั้น โดยอาศัยการพิจารณาว่า เส้นแบ่งเขตลากผ่านกึ่งกลางเซลใดมากกว่ากัน หรือขอบเขตโซนกินเนื้อที่ของกึ่งกลางเซลการใช้ที่ดินประเภทใดให้ยึดหรือจำแนกเป็นรหัสการใช้ที่ดินประเภทนั้นโดยไม่สนใจว่ารูปแบบการใช้ที่ดินใดมีเนื้อที่มากกว่ากัน แต่อาศัยจุดศูนย์กลางเซลหรือกริดเป็นตัวแบ่ง
3. รูปที่ 5.7 c ให้พิจารณาว่า “ที่มีมากที่สุด dominant type method” ตัวอย่างเช่น ให้เส้นแบ่งเขตการใช้ที่ดินเป็นตัวแบ่ง และตัวแบ่งนั้นกินเนื้อที่เขตการใช้ที่ดินประเภทใดมากกว่ากัน ให้ยึดเป็นการใช้ที่ดินประเภทที่มากนั้นเป็นหลัก
4. รูปที่ 5.7 d ให้พิจารณาว่า “คิดตามเปอร์เซ็นต์ที่ผู้ใช้สนใจหรือตั้งเงื่อนไข persent occurrence method” โดยให้พิจารณายึดผู้ใช้ซึ่งเป็นผู้ตั้งเงื่อนไขความสนใจของประเภทการใช้ที่ดินนั้น และถ้าประเภทการใช้ที่ดินนั้นอยู่เต็ม pixel ให้เป็น 100% โดยถ้ามีการผสมกันให้ยึดการใช้ที่ดินที่สนใจเป็นหลัก ส่วนที่ไม่สนใจให้ค่าเป็น 0% นั่นเอง
รูปที่ 4.7 กระบวนการในการนำเข้าข้อมูลประเภทราสเตอร์ มี 4 ขั้นตอนในการนำเข้าข้อมูลประเภทราสเตอร์ (a) อยู่หรือไม่อยู่บนเส้น presence/absence (b) ผ่านกึ่งกลางกริด centroid-of-cell method (c) ที่มีมากที่สุด dominant type method (d) คิดตามเปอร์เซ็นต์ที่ผู้ใช้สนใจหรือตั้งเงื่อนไข persent occurrence method
Source : Michael N. Demers, Fundamentals of Geographic Information System, John Wiley & Sons, Inc., 1997, Figure 5.6, Page 143.