भौगोलिक तकनीकें I: आँकड़ों के स्रोत, मानचित्रों के प्रकार, मानचित्र-निर्माण तकनीकें, आँकड़ा निरूपण, GIS आँकड़ा प्रतिरूप और प्रकार्य, DEM, भू-संदर्भीकरण और GIS अनुप्रयोग

भौगोलिक आँकड़े प्राथमिक होते हैं — क्षेत्र-सर्वेक्षण, प्रश्नावलियों, मापन, GPS और सुदूर संवेदन द्वारा प्रत्यक्ष संगृहीत — या द्वितीयक — दूसरों द्वारा संकलित, जैसे जनगणना तालिकाएँ, राष्ट्रीय प्रतिदर्श सर्वेक्षण की रिपोर्टें, सांख्यिकीय सार और प्रकाशित मानचित्र, सबसे बढ़कर भारतीय सर्वेक्षण विभाग की स्थलाकृतिक पत्रक (1:250,000, 1:50,000 और 1:25,000 पर)। हर भौगोलिक आँकड़े के दो भाग होते हैं: स्थानिक आँकड़े, जो अवस्थिति और ज्यामिति दर्ज करते हैं (निर्देशांक, बिंदु, रेखाएँ, क्षेत्र), और अस्थानिक (गुण) आँकड़े, जो दर्ज करते हैं कि वहाँ क्या है (जनसंख्या, फ़सल, मृदा-प्रकार, नाम)। GIS दोनों को जोड़े रखता है।

मानचित्रों के प्रकार मापनी और विषय-वस्तु से वर्गीकृत होते हैं। बृहत्-मापनी मानचित्र छोटे क्षेत्रों को विस्तार से दिखाते हैं — भू-खंडों के भूकर (कैडस्ट्रल) मानचित्र (1:4,000 जैसी मापनी पर गाँव के मानचित्र) और स्थलाकृतिक मानचित्र; लघु-मापनी मानचित्र बड़े क्षेत्रों को सामान्यीकृत रूप में दिखाते हैं — भित्ति मानचित्र और एटलस मानचित्र। विषय-वस्तु से मानचित्र सामान्य-संदर्भ (स्थलाकृतिक, अनेक आकृतियाँ साथ दिखाते) या विषयगत (एक विषय दिखाते) होते हैं, और विषय भौतिक (उच्चावच, भूविज्ञान, जलवायु, मृदा, वनस्पति) या सांस्कृतिक (राजनीतिक, जनसंख्या, आर्थिक, परिवहन) होते हैं। मापनी तीन प्रकार से व्यक्त होती है: कथन ("1 सेमी बराबर 1 किमी"), प्रतिनिधि भिन्न (RF, 1:100,000 — मानचित्र और भूमि पर समान इकाइयाँ) और आलेखी (रैखिक) मापनी, जो मानचित्र के बड़ा या छोटा किए जाने पर भी सही रहने वाली एकमात्र है। 1:50,000 पत्रक पर मानचित्र के 4 सेमी 4 × 50,000 = 2,00,000 सेमी, अर्थात् 2 किमी, दर्शाते हैं।

अन्य मानक तकनीकें हैं बिंदु मानचित्र (हर बिंदु एक नियत मात्रा, घनत्व और गुच्छन दिखाने हेतु अच्छे) और आनुपातिक प्रतीक — वृत्त जिनकी त्रिज्या मान के वर्गमूल के अनुपाती होती है, ताकि उनके क्षेत्रफल उसके अनुपाती हों (गोले घनमूल का प्रयोग करते हैं)। आँकड़ा निरूपण हेतु वृत्त आरेख एक वृत्त को त्रिज्यखंडों में बाँटता है जिनके कोण भागों के अनुपाती होते हैं: कोण = मान ÷ योग × 360°। यदि किसी गाँव के 120 श्रमिकों में से 45 कृषि में हैं, तो उनका त्रिज्यखंड 45 ÷ 120 × 360° = 135° है। दंड आरेख सरल, बहु (तुलना हेतु साथ-साथ दंड) या विभाजित (संयुक्त) दंड होते हैं जो घटक दिखाते हैं; रेखा आलेख समय के साथ परिवर्तन दिखाते हैं; और जलवायु आँकड़े क्लाइमोग्राफ़ और ग्रिफ़िथ टेलर के हीदरग्राफ़ (महीने-दर-महीने वर्षा के सापेक्ष तापमान) के रूप में अंकित होते हैं।

भौगोलिक सूचना तंत्र (GIS) भौगोलिक रूप से संदर्भित आँकड़ों को ग्रहण करने, संगृहीत करने, पूछताछ करने, विश्लेषण करने और प्रदर्शित करने हेतु हार्डवेयर, सॉफ़्टवेयर, आँकड़ों, लोगों और विधियों का तंत्र है; 1960 के दशक का रॉजर टॉमलिन्सन का कनाडा भौगोलिक सूचना तंत्र प्रायः पहला गिना जाता है। स्थानिक आँकड़े दो प्रतिरूपों में से एक में संगृहीत होते हैं। वेक्टर प्रतिरूप असतत आकृतियों को निर्देशांकों से परिभाषित बिंदुओं, रेखाओं और बहुभुजों के रूप में दर्शाता है, और सांस्थितिकी (टोपोलॉजी) — संयोजकता, आसन्नता और अंतर्विष्टता — संगृहीत कर सकता है, जो इसे सटीक, सघन और जालों व सीमाओं हेतु अच्छा बनाता है (शेपफ़ाइल, GeoJSON और KML जैसे प्रारूप)। रास्टर प्रतिरूप स्थान को कोशिकाओं (पिक्सेल) की जाली में बाँटता है, हर एक एक मान रखती है; इसकी सटीकता कोशिका-आकार (विभेदन) पर निर्भर करती है, यह सतत सतहों और उपग्रह चित्रों हेतु आदर्श है, और अध्यारोपण को सरल बनाता है, पर फ़ाइलें बड़ी होती हैं (GeoTIFF जैसे प्रारूप; रन-लेंथ एन्कोडिंग या क्वाडट्री से संपीडित)। गुण आँकड़े एक पहचानकर्ता द्वारा आकृतियों से जुड़ी तालिकाओं में, प्रायः एक संबंधपरक आँकड़ाकोश में, रखे जाते हैं, और नामिक, क्रमिक, अंतराल या अनुपात हो सकते हैं।

डिजिटल उन्नयन प्रतिरूप (DEM) भू-सतह की ऊँचाई का निरूपण है, प्रायः उन्नयन-मानों के रास्टर के रूप में; डिजिटल सतह प्रतिरूप इमारतों और वृक्षों को सम्मिलित करता है, जबकि डिजिटल भू-भाग प्रतिरूप नग्न भूमि है। वेक्टर विकल्प त्रिकोणित अनियमित जाल (TIN) है, जो भू-भाग को अनियमित त्रिभुजों (डेलाने त्रिकोणन) से प्रतिरूपित करता है — जहाँ उच्चावच जटिल हो वहाँ सघन और जहाँ समतल हो वहाँ विरल। DEM से GIS ढाल, ढाल-दिशा (आस्पेक्ट), छाया-उच्चावच, दृश्य-क्षेत्र, प्रवाह-दिशा और प्रवाह-संचय, तथा जलविभाजक और अपवाह-जाल सीमांकन व्युत्पन्न करता है — इस इकाई के तीसरे अध्याय के आकारमितीय विश्लेषण का स्वचालित प्रतिरूप। व्यापक रूप से प्रयुक्त DEM में शटल रडार स्थलाकृति मिशन (SRTM, 2000 में उड़ाया गया), ASTER GDEM और कार्टोसैट-1 से इसरो का कार्टोडेम (CartoDEM) सम्मिलित हैं।

भू-संदर्भीकरण किसी स्कैन किए मानचित्र या चित्र को पहचानने योग्य भू-नियंत्रण बिंदुओं को उनके ज्ञात निर्देशांकों से मिलाकर और एक रूपांतरण (एफ़ाइन या बहुपदीय) बैठाकर वास्तविक-विश्व निर्देशांक देता है; इस बैठाव को उसकी वर्ग-माध्य-मूल (RMS) त्रुटि से आँका जाता है। निर्देशांक या तो भौगोलिक होते हैं — वक्र सतह पर अंशों में अक्षांश और देशांतर — या प्रक्षेपित — समतल पर मीटरों में कार्तीय x और y। सबसे व्यापक रूप से प्रयुक्त प्रक्षेपित तंत्र सार्वभौमिक अनुप्रस्थ मर्केटर (UTM) है, जो विश्व को 60 क्षेत्रों में, हर एक देशांतर के 6° चौड़ा, बाँटता है, हर एक का अपना अनुप्रस्थ मर्केटर प्रक्षेप; भारत क्षेत्र 42 से 47 तक फैला है। डेटम संदर्भ दीर्घवृत्तज (पृथ्वी का निकटतम गणितीय आकार) और पृथ्वी के सापेक्ष उसकी स्थिति परिभाषित करता है; वास्तविक, गुरुत्व-परिभाषित सतह भू-आभ (जियॉइड) है। भारत ने अपने भारतीय डेटम में लंबे समय तक एवरेस्ट गोलाभ (1830) का प्रयोग किया; GPS WGS 84 में कार्य करता है, और बिना रूपांतरण के डेटम मिलाने से स्थितियाँ सैकड़ों मीटर खिसक जाती हैं।

दस्तावेज़ द्वारा नामित GIS अनुप्रयोग दो हैं। विषयगत मानचित्रकला — आँकड़ाकोशों से वर्णमात्री, सममान रेखा, बिंदु और प्रवाह मानचित्रों का स्वचालित उत्पादन, वर्गीकरण और प्रतीकीकरण विश्लेषक के नियंत्रण में। स्थानिक निर्णय सहायता तंत्र (SDSS) एक GIS को विश्लेषणात्मक प्रतिरूपों और बहु-कसौटी मूल्यांकन — उदाहरण के लिए विश्लेषणात्मक पदानुक्रम प्रक्रिया, जो ढाल, भू-उपयोग, सड़कों से दूरी और बाढ़-जोखिम को भार देती है — से जोड़ते हैं ताकि नियोजक भराव-स्थलों, अस्पतालों या उद्योगों हेतु स्थल चुन सकें और परिदृश्यों की तुलना कर सकें। भारत में इसरो भू-पोर्टल भुवन और पीएम गति शक्ति राष्ट्रीय मास्टर प्लान (2021), मंत्रालयों के बीच अवसंरचना का समन्वय करने वाला एक GIS मंच, बड़े पैमाने के उदाहरण हैं।