Downloaded 14 times
First Week
- 1. เทคโนโลยีภูมิสารสนเทศ (Geo-information technology) คำำว่ำเทคโนโลยีภูมิสำรสนเทศ อำจเป็ นคำำใหม่สำำหรับผููท่ไม่เกี่ยวขูองกับแวดวงวิชำ ี นี้ หรือวิชำที่เกี่ยวขูอง หำกดูท่ภำษำอังกฤษใชู “Geo-information technology” น่ำจะเขูำใจ ี ไดูง่ำยกว่ำ เนื่ องจำกแยกคำำออกมำชัดเจน ดูท่ี “Information technology” ก่อน เพรำะคำำนี้ ใชูกันอย่ำงแพร่หลำย ไดูหลำยวงกำร “IT” มีควำมหมำยในภำษำไทยว่ำ "เทคโนโลยี สำรสนเทศ" หมำยถึงอุปกรณ์เครื่องมือหรือวิธีกำรที่เกี่ยวขูองกับกำรรวบรวม ประมวล เก็บรักษำ วิเครำะห์ และเผยแพร่สำรสนเทศ ไปส่ผูรับ ู Illustration 1: http://gotoknow.org/file/chankrachang/95634.gif ส่วนคำำว่ำ Geo หมำยถึงโลกในบริบทที่เกี่ยวขูองกับสิงต่ำง ๆ ที่อยู่บนหรือเปลือกโลก ่ ซึ่งหมำยรวมไปถึงในบรรยำกำศของโลก มักจะเป็ นคำำนำำหนูำของคำำอื่น ๆ ที่มีควำมหมำย เกี่ยวกับโลก เช่น Geography ที่หมำยถึงภูมิศำสตร์ Geology วิชำที่ว่ำดูวยโลก หรือที่เรียก ว่ำธรณีวิทยำเป็ นตูน รวมแลูว Ge-information technology จึงมีควำมหมำยถึงกำรใชู เทคโนโลยีสำรสนเทศจัดกำรกับขูอมูลที่เกี่ยวขูองกับโลกของเรำ ไม่ว่ำจะเก็บรวบรวม
- 2. ขูอมูล ปรับปรุงแกูไข วิเครำะห์สังเครำะห์ และเผยแพร่ดูวยวิธีกำรต่ำง ๆ ขอบเขตของเทคโนโลยีภูมิสารสนเทศ เทคโนโลยีภูมิสำรสนเทศอำจเกี่ยวขูองกับ เทคโนโลยีต่ำง ๆ มำกมำย ทั้งนี้ เนื่ องมำ จำกพื้นฐำนที่เกี่ยวขูอง เทคโนโลยีสำรสนเทศ (Information technology) แต่หำกระบุใหู ชัดเจน เฉพำะที่เป็ นแก่นของสำขำวิชำเทคโนโลยีภูมิสำรสนเทศ จะประกอบดูวยเทคโนโลยี ดูำนกำรรับรููระยะไกล (Remote sensing : RS) ระบบสำรสนเทศภูมิศำสตร์ (Geographic Information System : GIS) และระบบกำำหนดตำำแหน่งบนพื้นโลก (Global Positioning System : GPS) หรือปั จจุบันเรียกว่ำ ระบบนำำทำงดูวยดำวเทียม (Global Navigation Satellite System : GNSS) ซึ่งประสำนเอำระบบนำำทำงดูวยดำวเทียมของหลำยประเทศ มำ ใชูประโยชน์อย่ำงเต็มที่
- 3. Illustration 2: รูปแสดงดาวเทียมที่ขึ้นประจำาการใน ปี ค.ศ. 2003 จาก M.V.K. Sivakumar and D.E. Illustration 3: ภาพการกระ Hinsman.2004.Principles of Remote Sensing จายตัวของคลอโรฟิ ลล์จาก ภาพ MODIS หำกสังเกตจะพบว่ำทั้ง 3 เทคโนโลยีมีวัตถุประสงค์ท่ชัดเจนในตัวเอง คือกำร ี รวบรวมขูอมูล โดยเทคโนโลยี Remote Sensing และ GPS ซึ่งกำรเก็บขูอมูลของเทคโนโลยี RS อำศัยกำรสะทูอนของพลังงำนแม่เหล็กไฟฟู ำ ไม่ว่ำจะเป็ นแหล่งพลังงำนธรรมชำติหรือ ดวงอำทิตย์ หรือแหล่งพลังงำนจำกแหล่งอื่นๆ เช่นดำวเทียมสรูำงพลังงำนและส่งลงมำกระ ทบวัตถุบนพื้นโลกแลูวสะทูอนกลับขึ้นไป
- 4. Illustration 4: ช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เทคโนโลยีการสำารวจระยะไกล (Remote Sensing Technology) เทคโนโลยีดาวเทียมมีการพัฒนามานาน พอๆ กับเทคโนโลยีการบิน หากแต่ได้แบ่งแยก ออกไปตามวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น ดาวเทียมเพื่อการสื่อสาร เช่นไทยคม ปาลาป้ า ดาวเทียมเพื่อ งานอุตุนิยมวิทยา เช่น GEOS ดาวเทียมเพื่อการสำารวจทรัพยากร เช่น LANDSAT MODIS THEOS หรือดาวเทียมเพื่อกิจการพิเศษ เช่น ดาวเทียมจารกรรม ดาวเทียมบอกตำาแหน่ ง ดาวเทียมสำารวจดาวอื่นๆ กล้องโทรทัศน์อวกาศ หรือสถานี อวกาศ ซึงดาวเทียมแต่ละกลุ่มจะมี ่ ลักษณะเฉพาะ เช่นวงโคจร รูปแบบการสื่อสารและอายุการใช้งาน ในส่วนของการสำารวจระยะ ไกลจากดาวเทียม หรือ Remote sensing จะเป็ นดาวเทียมกลุ่มสำารวจทรัพยากรธรรมชาติเป็ น หลัก ซึงมีวงโคจรในลักษณะ เหนื อ-ใต้ (Polar orbit) หรือวงโคจรสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ (Sun ่ synchronous) กล่าวคือ มีการกำาหนดการโคจรไว้ล่วงหน้า ผ่านตำาแหน่ งบนพื้นโลกในเวลาที่ กำาหนดไว้ เคลื่อนที่จากขัวโลกเหนื อ ลงสู่ขวโลกใต้ และ ขึนจากขัวโลกใต้ ไปขัวโลกเหนื อ ้ ั้ ้ ้ ้ มักเรียกทับศัพท์กันว่า รีโมทเซนเซิ่ง (Remote sensing) ราชบัณฑิตยสถานใช้คำาว่า "การ รับรู้จากระยะไกล" ซึงตรงกับความหมายของ Remote sensing มากที่สุด แต่ไม่ค่อยตรงกับความ ่ รู้สึกผู้ใช้โดยทั่วไป กล่าวคือ Remote sensing ไม่ได้หมายเพียง การใช้ดาวเทียมสำารวจเท่านั้ น หากแต่ การสำารวจโดยไม่สัมผัส วัตถุที่สังเกตการณ์ จะรวมเรียกวิธีการนั้ นว่า Remote sensing
- 5. ในที่นี่ขอเน้นที่ การสำารวจระยะไกลโดยดาวเทียมเป็ นหลักซึงเป็ นทังศาสตร์และศิลป์ ่ ้ ของการได้มาซึงข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับสิ่งหรือปรากฎการณ์ที่เราสนใจศึกษา โดยได้จาก ่ เครื่องบันทึก (Sensor) โดยไม่เข้าไปรบกวน สัมผัส หรือเปลี่ยนแปลงลักษณะของสิ่งที่ต้อง ตรวจวัด โดยอาศัยพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnetic energy) และ คุณสมบัติการสะท้อนพลังงานของวัตถุในแต่ละช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า (Spectral characteristics) เช่นการที่เราเห็น ใบไม้ เป็ นสีเขียว เนื่ องจาก ใบไม้ สะท้อนพลังงานใน ช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ าที่เป็ นสีเขียว มาเข้าตาเรา ซึงหากเราติดตามปรากฏการณ์ที่สนใจ ่ ไปในแต่ละช่วงเวลา (Temporal characteristics) เราจะสามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลง ของปรากฏการณ์นั้นได้ เช่นการเจริญเติบโตของข้าวในนา การทำางานกับระบบการสำารวจระยะไกลประกอบด้วย 2 ส่วนคือ • การได้มาซึงข้อมูล (Data acquisition) โดยอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า และคุณสมบัติการ ่ ตอบสนองของวัตถุที่มีต่อพลังงานดังกล่าว โดยมีแหล่งกำาเนิ ดพลังงานที่สำาคัญคือดวงอาทิตย์ ผ่านชันบรรยากาศมายังพื้นโลก และปฏิสัมพันธ์กับวัตถุต่างๆบนพื้นโลก สะท้อนกลับขึนสู่ ้ ้ อวกาศเข้าสู่เครื่องบันทึกสัญญาณ ซึงติดตังอยู่บนอากาศยาน หรือยานอวกาศ หรือ ่ ้ ดาวเทียม ผลิตข้อมูลในรูปแบบสัญญาณต่างๆ เช่น รูปภาพเชิงดิจิตอล • การวิเคราะห์ข้อมูล (Data analysis) เป็ นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการตีความ แปลภาพ จากสัญญาณภาพ ข้อมูลเชิงเลขที่ได้จาก การบันทึกของเครื่องบันทึกภาพ บนดาวเทียม ส่ง ลงมายังสถานี รับ โดยการตีความหรือแปลภาพ มีกระบวนการอยู่ 2 วิธีคือ • แปลภาพด้วยสายตาคน (Visual interpretation) โดยใช้ทักษะของผู้ศึกษา ประเมินลักษณะของพื้นที่ รายละเอียดของ ภาพ รูปร่าง บวกกับการผสมสี ให้เห็นเด่น ชัด แยกเอาสิ่งที่สนใจเอาจาก สิ่งที่ไม่ได้ ข้องเกี่ยว เช่นการผสมสีเท็จ เพื่อให้เห็น พื้นที่พืชพรรณชัดเจนขึน ทังยังสามารถใช้ ้ ้ เทคนิ คปรับปรุงคุณภาพสี (Enhancement) เข้ามาช่วย • แปลภาพด้วยกระบวนการวิเคราะห์ข้อมูล จุดภาพ (Image processing) เป็ นการ วิเคราะห์เชิงสถิติ ร่วมกับเชิงพื้นที่ ตลอด จนการคำานวนทางคณิ ตศาสตร์ เพื่อ แยกแยะข้อมูลที่ต้องการออกมา
- 6. นอกจากแหล่งพลังงานจากดวงอาทิตย์ ที่เรียกว่า Passiveremote sensing แล้ว ยังมี เทคโนโลยีของการเก็บข้อมูลที่ใช้พลังงานจากตัวดาวเทียมเอง โดยดาวเทียมจะสร้างและส่ง คลื่นวิทยุ ลงมากระทบกับวัตถุบนพื้นโลก และใช้กล้องหรือเครื่องบันทึกสัญญาณที่สะท้อนกลับ เรียกเทคโนโลยีนี้ว่า Active remote sensing กลุ่มที่ใช้เป็ นช่วงคลื่น Microwave เพื่อลดข้อจำากัด ของแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ ที่มีเฉพาะกลางวัน และการบดบังของ เมฆ ความชื้นในอากาศ ตลอดจนในระหว่างช่วงฝนตก เนื่ องจากคลื่น Microwave มีศักยภาพในการทะลุทะลวงได้ดี เช่น กล้องบันทึก PALSAR บนดาวเทียม ALOS ขององค์การอวกาศประเทศญี่ปุ่น กล้องบันทึก RADARSAT บนดาวเทียม RADARSAT ของประเทศแคนาดา ปั จจุบันประเทศไทยมีดาวเทียมสำารวจทรัพยากรซึงสามารถควบคุมและสั่งการให้ถ่ายภาพได้ ่ อยู่ 2 ดวง คือดาวเทียม ไทพัฒน์ ของมหาวิทยาลัยมหานคร เป็ นทังดาวเทียมสื่อสาร และ ้ ดาวเทียมสำารวจทรัพยากรธรรมชาติ และดาวเทียม ธีออส ของสำานั กงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศ และภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) ทัง 2 มีกล้องบันทึกภาพในกลุ่มที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ้ (Passive remote sensing) หรือช่วงคลื่นที่ตามองเห็น หรือ Optical sensor ในช่วงที่ผ่านการพัฒนาเทคโนโลยีการบันทึกภาพโดยดาวเทียม จะพยายามเลือกเก็บ รายละเอียดของวัตถุที่สำาคัญเช่น พืชพรรณ สิ่งปลูกสร้าง พื้นผิวนำ้ า พื้นผิวดิน จึงทำาให้การ ออกแบบกล้องบันทึกมีความสำาคัญ ต่อมาเมื่อนั กวิจัยสนใจ สิ่งต่าง ๆ มากขึน ความหลาก ้ หลายของสิ่งที่สนใจมีมากขึน จำานวนข้อมูลที่ได้จาก กล้องบันทึกภาพเดิม ๆ มีข้อจำากัด จึง ้ มีความพยายามพัฒนาให้กล้องบันทึกภาพมีความสามารถแยกแยะช่วงคลื่นทีบันทึกให้ได้ ่ มากขึน เรียกกล้องบันทึกกล่มนี้ ว่า Hyper spectrum sensor ซึงทำาให้การใช้งาน ้ ุ ่ เทคโนโลยี Remote sensing ก้าวไปสู่อีกขันของการได้มาซึงข้อมูล เพื่อช่วยในการตัดสิน ้ ่ ใจต่อไป ระบบกำาหนดตำาแหน่ งโดยดาวเทียม (Global positioning system: GPS) หรือสมัยใหม่เรียกว่าระบบนำ าทาง โดยดาวเทียม (Global Navigation Satellite System: GNSS)
- 7. ในที่นี่จะขออธิบายในส่วนของ ระบบ GPSที่มีใช้ในบ้านเราและคุ้นเคยกันพอสมควร ระบบ GPS เป็ นระบบที่ใช้บอกพิกัดตำาแหน่ งบนโลก โดยการรับสัญญาณ จากกลุ่มดาวเทียมชื่อ NavStar GPS มาจาก Navigation Signal Timing and Ranging Global Positioning System มีทงหมด 24 ดวง ั้ ใน 6 วงโคจร ใช้งาน 21 ดวง สำารองไว้ 3 ดวง อยู่บนความสูงจากโลก 20200 กิโลเมตร ซึงใช้งานมาตังแต่ ปี พ.ศ. 2516 ด้วยเพราะมีวงโคจร ่ ้ ครอบคลุมพื้นที่ทงโลก ทำาให้ระบบ GPS สามารถบอกพิกัดตำาแหน่ งได้ทุก ั้ พื้นที่และทุกเวลา ระบบดาวเทียม GPS ประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก คือ 1. ส่วนอวกาศ คือกลุ่มดาวเทียมทั้ง 24 ดวง 2. ส่วนควบคุม มีสถานี ติดตามภาคพื้นดินกระจายอยู่ทั่วโลก เพื่อติดตามคำานวนวงโคจรและ ตำาแหน่ งของดาวเทียมแต่ละดวง และติดต่อสื่อสารกับดาวเทียมเพื่อให้ดาวเทียมคงอยู่ใน ตำาแหน่ งทีถูกต้อง อยู่ตลอดเวลา และคำานวนวงโคจรล่วงหน้า เพื่อส่งให้ดาวเทียมส่งต่อลง ่ มายังโลก 3. ส่วนผู้ใช้ คือส่วนที่รับสัญญานคลื่นวิทยุจากดาวเทียมในตำาแหน่ งที่ต้องการทราบ เครื่องรับ สัญญาณจะประมวลผลและแจ้งตำาแหน่ งของเครื่องรับสัญญาณ ซึงเครื่องรับสัญญาณเองยัง ่ แบ่งเป็ น คลื่นความถี่ L1 ที่ 1575.42 เมกะเฮิรตซ์ และ ความถี่ L2 ที่ 1227.60 เมกะเฮิรตซ์ โดยทังสองความถี่ ยังมีการผนวกสัญญาณ (Modulation) ด้วยรหัสและข้อมูล ้ ของดาวเทียม ซึงแบ่งออกเป็ ่น 2 กล่มคือ C/A (Clear access or coarse acquisition ่ ุ code) ซึงมีความถี่ที่ 1.023 เมกะเฮิรตซ์ และกลุ่ม P (Precise code) มีความถี่ที่ 10.23 ่ เมกะเฮิรตซ์ โดยอนุญาตให้พลเรือนทั่วไปใช้ได้เฉพาะ คลื่น C/A ขณะที่ คลื่น P สงวนไว้ สำาหรับกองทัพอเมริกัน
- 8. ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ Geographic InformationSystem เป็ นระบบสารสนเทศที่นำาเอาข้อมูล ที่เกี่ยวข้องกับ ปั ญหา หรือสิ่งที่สนใจ มารวบรวม จัดเก็บ และที่สำาคัญคือ วิเคราะห์ร่วมกัน อย่างเป็ นระบบ ซึงสามารถทำาการสืบค้น ่ ปรับปรุงข้อมูล วิเคราะห์และนำ าเสนอ ผลการวิเคราะห์ เพื่อ ประกอบการตัดสินใจในเรื่องต่าง ๆ ได้ โดยข้อมูลที่นำามา รวบรวมและจัดเก็บในระบบ จะอยู่ในรูปแบบของข้อมูลเชิง พื้นที่ (Spatial data) โดยข้อมูลเชิงพื้นที่ยังมีความสัมพันธ์ กับข้อมูลเชิงบรรยาย (Attribute data) ซึงให้รายละเอียด ่ ของข้อมูล ในลักษณะการอธิบาย บรรยาย ของปรากฎ การณ์และคุณสมบัติของข้อมูลเชิงพื้นที่นั้นๆ ซึงนำ าไปสู่การ ่ วิเคราะห์ข้อมูลได้ดีย่งขึน ตลอดจนสามารถเพิ่มความ ิ ้ สมบูรณ์ของข้อมูลให้ดีขน ึ้ วัตถุประสงค์ของการใช้ระบบสารสนเทศ ภูมิศาสตร์ คือ การใช้สารสนเทศเพื่อสนั บสนุนการตัดสินใจในด้านต่าง ๆ ที่สนใจ หรือที่ต้องการแก้ปัญหา เช่น การวางแผนการใช้ ทรัพยากรธรรมชาติ รวมถึงการจัดการสิ่งแวดล้อมที่มนุษย์สร้างขึน ้ ข้อมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ สามารถตอบคำาถามได้ว่า สถาน ที่ หรือสิ่งที่สนใจ ที่ค้นหานั้ นอยู่ที่ใด และเกี่ยวข้องกับ สิ่งรอบข้าง อย่างไร นอกจากนี้ ยังบอกได้ว่ามีทางเลือก อย่างไรบ้าง แต่ละทาง เลือกมีลักษณะอย่างไร เพื่อเปรียบเทียบหาทางเลือกที่ดีที่สุด ข้อมูลที่ได้จากระบบสารสนเทศ ภูมิศาสตร์เป็ นข้อมูลเชิงพื้นที่ ซึงสามารถบอกตำาแหน่ งของข้อมูลที่เราสนใจอ้างอิงถูกต้องกับระบบ ่ พิกัดทางภูมิศาสตร์บนพื้นผิวโลก (Geo-referenced data) ซึงเกี่ยวข้องกับเรื่องลักษณะทาง ่ กายภาพ สังคม ทังเชิงปริมาณและคุณภาพของสิ่งที่สนใจ รวมไปถึงการคำานึ งถึงเรื่องเวลา ้
- 9. ประโยชน์ของเทคโนโลยีภูมิสารสนเทศ จำกหลักกำรกำรทำำงำนเทคโนโลยีภูมิสำรสนเทศในแต่ละดูำน พอจะมองเห็น ประโยชน์ของเทคโนโลยีภูมิสำรสนเทศบำงแลูว เพรำะหำกจะตูองบอกประโยชน์ท่มี ี
- 10. ทั้งหมดคงไม่สำมำรถทำำไดู ก็ตูองขึ้นอยู่กับว่ำผูใชูงำนเทคโนโลยีภูมิสำรสนเทศ สนใจ ู จำำเพำะเจำะจงไปดูำนใด เช่นควำมสนใจในกำรจัดกำรทรัพยำกรชำยฝั่ งทะเล • กำรรำยงำนสถำนภำพ (Monitoring) ทั้งดูำนกำยภำพ ชีวภำพ ของบริเวณที่สนใจ Illustration 5: การใช้ประโยชน์ท่ดินบริเวณ ี Illustration 6: ชั้นความลึกชายฝั่ งทะเล ชายฝั่ งทะเล • กำรติดตำมกำรเปลี่ยนแปลงตำมช่วงเวลำ (Change detection) เป็ นเครื่องมือที่นิยมใชูในกำรติดตำมกำรเปลี่ยนแปลงเรื่องใดๆ ในช่วงเวลำที่สนใจ ซึ่งจะสรูำงควำมเขูำใจใหูแก่ผูรับสำรไดูดียิ่งขึ้น
- 11.
- 12. Illustration 8: การรายงานสถานภาพชายฝั่งทะเล Illustration 9: รายงานสถานภาพ บริเวณเกาะในจีน โดย ภาพ IKONOS
- 13.
- 14. เทคโนโลยีทเกียวข้องกับเทคโนโลยีภูมิสารสนเทศ ี่ ่ จำกที่กล่ำวไวูขูำงตูนว่ำเทคโนโลยีภูมิสำรสนเทศ เป็ นส่วนหนึ่ งของเทคโนโลยี สำรสนเทศ ดังนั้นไม่ว่ำเทคโนโลยีใด ๆ ที่เกี่ยวขูองหรือมีส่วนร่วมกับเทคโนโลยีสำรสนเทศ มักสำมำรถนำำมำช่วยสนับสนุนหรือเชื่อมต่อกับเทคโนโลยีภูมิสำรสนเทศไดูเสมอ • รูปทรงของโลกและกำรแปลควำม Illustration 11: ความเชื่อมโยงระหว่างเทคโนโลยีต่าง ๆที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีภูมิ สารสนเทศ ซึงปั จจุบันโลกของเทคโนโลยีสำรสนเทศมีกำรพัฒนำอย่ำงรวดเร็วมำก เรียกว่ำมี ่ เทคโนโลยีเกิดใหม่ และตำยไปอยู่ตลอดเวลำ
- 15.
- 16. เทคโนโลยีท่เกี่ยวขูองอย่ำงใกลูชิด ี • กำรพัฒนำของกำรประมวลผลคอมพิวเตอร์ (Processor) • กำรพัฒนำของกำรอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ (Hardware) • กำรพัฒนำของกำรสื่อสำรขูอมูล (Network) • กำรพัฒนำของระบบกำรจัดกำรฐำนขูอมูล (Database System) • กำรพัฒนำของกลูองบันทึกภำพบนดำวเทียม (Sensor) • กำรพัฒนำของตัวแปลภำษำคอมพิวเตอร์ (Programing language) รูปทรงของโลก และการแปลความ >>>>