COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ

Veriden bilgiye geçiş yapabileceğimiz üç mekânsal bağlam vardır: yaşam boşlukları, fiziksel boşluklar ve fikri (zihinsel) boşluklar. Her durumda, boşluk, veriye anlam veren yorumlayıcı bağlamı sağlar.

Mekânsal düşünme, bir şeyin nasıl ve neden çalıştığının anlaşılmasıdır. Bir şeyin zamanla nasıl değiştiğini (kinematik / hareket bilim) gösterir ve zaman değişkenli mekânsal dokudaki değişen düzenlemeleri açıklamamıza imkân sağlar (dinamik bilimi). Yani mekânsal düşünme fonksiyonel düşünerek bir şeyin nasıl ve nedenini de araştırmaktır.

Mekânsal düşünmenin, dünyanın mekânsal özelliklerini ayırt etme ve kodlama ile başladığı söylenebilir. Kodlama süreçleri şunlardır: Zeminden şekilleri ayırt etmek; Dokuların, ana hat şekilleri ve içsel yapısal düzenlemelerin ikisininde, farkına varmak; Boyutu değerlendirmek; Dokuyu ayırt etmek; Rengin farkına varmak ve Diğer özellikleri tespit etmek vb. sıralanabilir. Kodlamayı planlamak ve kodlamayı kontrol etmek bu süreçler arasında değildir.

Dünya statik değildir ve akıl hareket eden nesneleri kodlamak, yorumlamak ve ifade etmek için yollar bulur. Dinamik varlıkların karakteristiklerini değerlendirmek de diğer varlıklar ya da bir referans çerçevesine göre yapılır. B şıkkı haricinde tüm şıklar dinamik özellikler arasında iken bölünme ya da parçalanma dinamik bir özellik arasında değildir.

Modern bilimde büyük keşiflerin her biri mekânsal düşünmenin rolünü tanımlar. Crick ve Watson’ın biyokimyadaki DNA strüktür modeli.

Mekânsal düşünme, başarılı düşüncenin ve problem çözmenin başlangıcıdır. Mekânsal düşüncede becerili olma, K 12 eğitim müfredatında hakim kılınmıştır.

Coğrafi mekânsal bağlamda, sekiz takım araç vardır: Coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ve uzaktan algılama analiz sistemleri; yer bilim analitik sistemleri; CAD sistemleri; matematiksel ve istatistiki analiz sistemleri; üretim grafik ortamları; animasyon ortamları; enformasyon görselleştirme sistemleri ve kavram haritalama araçları (Bu araçlar için detaylar sunan web sitelerine bakınız). Mekânsal düşünme için, protein analizi, tıbbi görüntüleme ve yıldız sistemlerini haritalama gibi çeşitli birçok alanda başka birçok yüksek teknoloji sistemleri bulunmaktadır. GPRS ise cep telefon üzerinden internete bağlanabilmeye olanak sağlayan bir teknolojidir.

CBS ve Küresel Konumlandırma Sistemi (Global Positioning System - GPS) gibi ona bağlı olan uydu sistemleri, coğrafi mekânsal veri toplamasında, analizinde de gösteriminde devrim yaratmıştır.
(1) Bütün yüksek teknoloji sistemleri, analitik kapasite ekleyerek,
(2) Görsel olarak ilgi çekici ve esnek grafik ve kartografik temsiller sağlayarak,
(3) Multimedya ve multiformat veriyi destekleyerek,
(4) API gibi özel ama kullanımı kolay ara yüz uygulamaları üreten araçları destekleyerek,
(5) bağlama duyarlı yardım ve yazılım ustalıkları tarafından desteklenen, daha kolay kullanılabilen işlevsellik sağlamak,
(6) Yeni çıkan özel yazılım standartları yoluyla diğer bilgi sistem ürünleri ile daha iyi entegrasyon sağlamak, açıkça belirtilmiş coğrafi veri idaresinin ve işlem kapasitelerinin bu sistemlerin bir çoğuna yerleştirilmesini sağlamak, yollarıyla daha güçlü hale gelmektedirler.

Kodlama süreci şunları içerir:
- Zeminden şekilleri ayırt etmek;
- Dokuların, ana hat şekilleri ve içsel yapısal düzenlemelerin ikisinin de, farkına varmak;
- Boyutu değerlendirmek;
- Dokuyu ayırt etmek;
- Rengin farkına varmak ve
- Diğer özellikleri tespit etmek vb. sıralanabilir.

Değerlendirilebilir dinamik özellikler şunları içermektedir:
- Hareketin yönü
- Hareketin tarzı
- Hız ya da ivme
- Kesişme ya da çarpışma.

Veriden bilgiye geçiş yapabileceğimiz üç mekânsal bağlam vardır: yaşam boşlukları, fiziksel boşluklar ve fikri (zihinsel) boşluklar. Her durumda, boşluk, veriye anlam veren yorumlayıcı bağlamı sağlar.

İşte mekânsal düşünme çalışmadan önce, gidiş-dönüşün günlük mücadelesi sırasında, başlar. Çoğu sürücü ev ve iş arasındaki karmaşık iki boyutlu düzlemi belirli noktalarda dönüş dizisi içeren bir çizgiye basitleştirir. Deneyimli taksi sürücüleri hizmet verdikleri alanlara dair, sıradan kullanıcıların sahip olduğundan daha kapsamlı ve detaylı zihinsel haritalarına sahiptir. Yine de taksi sürücülerinin zihinsel haritaları basitleştirilmiştir. Örneğin taksi sürücüleri bir şehrin ana arterleri hakkında, gerçekte olduğundan daha düzeltilmiş ve ana yönler ile daha hizalanmış gibi olduğunu düşünürler. Bu deneyimin önemli bir karakteristiğini göstermektedir.

Bazıları için, merkezi yer teorisi, Dünya'nın üzerindeki dokulara ve kalıplara neden olan süreçleri anlamayı ve modellemeyi amaçlayan bir yaklaşımdır ve coğrafyaya mekânsal analiz açısından yaklaşmayı sembolize eder. Ancak bunun yanında, alanın bütün bilim insanları için, merkezi yer teorisi coğrafyada mekânsal düşüncenin gücünün bir örneklenmesidir.

Bilimde mekânsal düşünmede dört örnek olay çalışması sunulmaktadır. İlki, astronomiden, uzun vadelidir. Bir disiplin içinde, astrofiziksel mekânsallaşma, bir mekânsal düşünme yaklaşımının gelişimini hesaba katar. İkincisi, jeolojiden, mekânsal düşünmeyi iki perspektiften karşılaştırır. Birisi zanaatı uygulayan uzmanın perspektifi, diğeri ise zanaat öğrenen çırağın perspektifi. Üçüncü ve dördüncü çalışmalar mekânsal düşünmenin gücünü örnekleme çalışmaları olan iki bilim adamına odaklanır. Üçüncü çalışma çığır açan deniz tabanını haritalarını meydana getiren Marie Tharp'ın deniz jeolojisti, çalışmasını tanımlar. Son çalışma merkezi yer teorisini geliştiren Walter Christaller'ın çalışmasını analiz eder.

Ulusal Fen Eğitimi Standartları, 1996'da Ulusal Araştırma Konseyi tarafından hazırlanmıştır. Okul Matematiği için Prensipler ve Standartlar, 2000'de Matematik Öğretmenleri Ulusal Konseyi tarafından hazırlanmıştır. Bu ilk kez yapılan, 1989'da matematik için basılan, takım standartların güncellenmiş bir halidir.

Mekânsal düşünme güçlü bir süreçtir. Destek sistemleri bu gücün uygun kullanımını şu şekilde sağlama alabilirler;
- Rolleri kesin kılarak;
- Pratiğini geniş bir kesim kullanıcıya erişilebilir kılarak;
- Bağlamların geniş bir kesiminde eğitimi ve uygulamaları başarılı kılarak,
- Olabilecek kadar çok farklı kesimde disiplinlerin deneyimlerinden ve bu disiplinlerin üyelerinin uzmanlığından yararlanarak (en iyi pratiklerin fikirleri);
- Veri ve sonuç sunumları için birçok ve farklı format sunarak,
- Ana aktivitelere erişilebilirlik sağlayarak (değişim, işlem ve analiz gibi)
- Veride eksiklik ve hatanın, analizde belirsizliğin ve buna bağlı olarak sonuçlardaki muğlaklığın rollerinin farkına vararak.

Birçok yazılım aracı coğrafi boşlukta ya da mekânsallaştırma yoluyla oluşturulan bazı diğer bilgi boşluklarında objeleri temsil ve manipüle etme amacıyla geliştirilmiştir. Coğrafi mekânsal bağlamda, sekiz takım araç vardır: Coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ve uzaktan algılama analiz sistemleri; yer bilim analitik sistemleri; CAD sistemleri; matematiksel ve istatistiki analiz sistemleri; üretim grafik ortamları; animasyon ortamları; enformasyon görselleştirme sistemleri ve kavram haritalama araçları.