زبان‌های برنامه‌نویسی برتر در GIS

امروزه، سیستم‌های اطلاعات مکانی (GIS) به سمتی گرایش پیداکرده‌اند تا بتوانند علاوه بر تولید و طراحی نقشه، با مدل‌ها و تئوری‌های علوم مختلف به‌خوبی کار کرده و مسائل آن‌ها را به‌خوبی حل کنند. بخش‌های مختلفی از GIS ، مانند زبان‌های برنامه‌نویسی ، همیشه و همه‌جا همراه آن بوده و یار جدانشدنی آن محسوب می‌شدند.

برخی معتقدند، ۹۰ درصد سیستم‌های اطلاعات مکانی را برنامه‌نویسی تشکیل می‌دهد و زبان‌های برنامه‌نویسی را مانند اسکلت‌بندی GIS می‌دانند.

یکی از بخش‌های مهم سامانه اطلاعات مکانی، همان زبان‌های برنامه‌نویسی هستند. بنابراین یکی از مواردی که برای متخصصان سیستم‌های اطلاعات مکانی ضروری به نظر می‌رسد، آگاهی داشتن از تازه‌های این حوزه و یادگیری زبان‌های برنامه‌نویسی مرتبط با فعالیت آن‌ها است.

در این جا به توضیح برترین زبان های برنامه نویسی GIS می پردازیم:

۱- پایتون (Python)

پایتون یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی محبوب و سطح بالا است که کاربران بسیاری داشته و برای اهداف مختلفی نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد. یادگیری آن ساده بوده و متن دستورات آن روان و قابل‌فهم است. می‌توان گفت که پایتون زبانی همه‌کاره و با قابلیت انجام تحلیل‌ها و پردازش‌های پیچیده است.

پایتون زبان بسیار محبوب برای کار در محیط ESRI است و در ساهای اخیر، به عنوان زبان اصلی Arc GIS برای اجرای پردازش های مکانی مورد استفاده قرار گرفته است این زبان از نسخه Arc GIS 9 به ان افزوده شد و با انتشار هر نسخه جدید، چارچوب پایتون گسترش یافته و قابلیت های بیشتر و غنی تری به آن افزوده شد. به عبارت دیگر، پایتون به زبانی برای تحلیل، تبدیل و مدیریت داده و همچنین  خودکارسازی بسیاری از عملیات های مکانی در Arc GIS  تبدیل شده است. پایتون قادر به دسترسی به تمام ابزار های Arc Toolbox  و همچنین متد های پرازشگر مکانی می باشد. شی پرازشگر مکانی پایتون، بسته به نسخه Arc GIS به صورت های مختلفی قابل دسترسی است.

در نسخه ۱۰  Arc GIS، اسکریپت پایتون به شدت با Arc Map و Arc Catalog یکپارچه شده و امکان ایجاد و خودکارسازی جریان های کاری   GIS به طور سریع و آسان فراهم شده است.

نرم‌افزارها یا افزونه‌های زیادی مانند ArcPy و ArcGIS Python API و Django در حوزه GIS وجود دارند که می‌توان با استفاده از پایتون، آن‌ها را توسعه داد. حتی کاربران QGIS هم می‌توانند برای اتوماتیک کردن پردازش‌ها، شخصی‌سازی و توسعه QGIS به‌راحتی از پایتون بهره ببرند.

منابع آموزشی جهت یادگیری کامل پایتون:

• آموزش پردازش تصاویر ماهواره ای در پایتون – اولین و کامل ترین پکیج در ایران
• آموزش جامع کار با سری های زمانی با استفاده از پایتون – بدون مشابه داخلی و خارجی

۲- جاوا اسکریپت

جاوا اسکریپت یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا است. در کنار HTML و CSS همیشه موضوعی که هسته برنامه‌نویسی وب را کامل می‌کند،  JavaScript بوده است و امروزه اکثر سامانه‌هایی که در فضای وب فعالیت می‌کنند با آن کار می‌کنند، حتی بدون نصب افزونه‌های جانبی.

بی شک Web GIS آینده خوبی در زمینه توسعه GIS و Big Data خواهد داشت که می توان به بصری سازی داده های حجیم تولیدی در شبکه های اجتماعی همچون Twitter اشاره کرد.جاوا اسکریپ دارای رابط کاربردی وب بوده که می تواند یک تجربه بزرگ در توسعه Web GIS با جاوا اسکریپ می باشد زیرا که توانمندی این زبان در دستیابی به اهداف کار GIS در بستر وب و نیز نرم افزارهای کاربردی تخت وب از اهمیت بالایی برخوردار است.

علاوه بر این، اکثر فریم‌ورک‌هایی که در Web GIS با آن‌ها کار می‌کنیم، مانند  Open Layers، Leaflet  و Geo Ext نیز برمبنای جاوا اسکریپت طراحی‌شده‌اند.

۳- برنامه نویسی R

R  یک زبان برنامه ‌نویسی متن‌ باز است که برای انجام محاسبات آماری و گرافیکی توسعه داده شده است. زیرساخت محیط این زبان با استفاده از زبان‌های C و Fortran و خود R ایجاد شده است. این زبان برنامه‌نویسی برای انجام آنالیزهای زمین‌آمار، طراحی گرافیکی، علوم داده و آنالیزهای مکانی بسیار مناسب است. شما می‌توانید در نرم‌افزارهایی چون  ArcGIS و QGIS به‌خوبی اسکریپت نویسی کنید.

منابع آموزشی جهت یادگیری کامل برنامه نویسی R:

• معرفی زبان برنامه نویسی R در علوم مکانی
• آموزش جامع نرم افزار R در علوم مکانی

۴- SQL

بدون استفاده از یک پایگاه داده نمی‌توان سیستم‌های اطلاعات مکانی را شکل داد SQL یک زبان برنامه‌نویسی پایگاه داده در  GIS محسوب می‌شود و اکثر کسانی که با پایگاه داده کار می‌کنند می‌بایست بر این زبان مسلط باشند.

اگر شما بخواهید با پایگاه داده مکانی کار کنید، دانستن زبان SQL برای شما امری ضروری است. در حقیقت پرسش‌هایی که از یک پایگاه داده پرسیده می‌شود اغلب به‌صورت یک دستور SQL تبدیل شده و اجرا می‌گردد.  یک سیستم اطلاعات جغرافیایی بدون پایگاه داده ناقص می باشد و SQL نیز به طور قطع معروفترین زبان برای دسترسی و مدیریت پایگاه داده محسوب می شود. اکثر پایگاه های داده با SQL انطباق داشته و برای کارهای معمول یک زبان استاندارد است.

۵- جاوا

جاوا یک زبان برنامه‌نویسی چندمنظوره، شیءگرا و مبتنی بر تعریف کلاس‌های اشیاء است. برنامه‌ها و اپلیکیشن‌های موبایل با این زبان توسعه می‌یابند. جاوا برای برنامه نویسی وب به طور کلی بسیار محبوب است و بسیاری از زبان های برنامه نویسی فراگیر را انتخاب می کند. این یکی از نامزدهای محبوب ترین زبانهای GIS Open Source است که برای پروژه هایGeo Server و JTS مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از قابلیت‌های خاص این زبان که به‌راحتی می‌تواند از یک سیستم به سیستم دیگر انتقال پیدا کند و اصطلاحاً وابسته به سیستم‌ عامل نیست. این قابلیت باعث شده تا در کاربردهای مبتنی بر وب بتوان از آن به‌خوبی بهره برد. جاوا بیشترین میزان آموزش در دانشگاه هاست.

۶- سی شارپ

زبان #C طوری طراحی شده تا ساده، مدرن، چندمنظوره و شیءگرا باشد. به دلیل قابلیت‌های بسیار و کاربردهای فراوان این زبان، بسیاری از برنامه‌نویسان و توسعه‌دهندگان سیستم‌ها این زبان به زبان‌های دیگر برنامه‌نویسی ارجحیت می‌دهند.

همان‌طور که بیان شد پایه برخی زبان‌های برنامه‌نویسی همین زبان #C است و این هم به دلیل قدرت و سرعت اجرای دستوراتی است که در این زبان کد نویسی می‌گردد. این زبان، توسعه‌یافته زبان C و سپس ++C است.

۷-  سی پلاس پلاس

اکثریت قریب به اتفاق نرم افزارهایی که مورد استفاده قرار می گیرد با زبان برنامه نویسی سی پلاس پلاس نوشته شده است. اکثر شرکت ها هنوز نیز برای توسعه برنامه های کاربردی خود این زبان را ترجیح می دهند. در واقع، GRASS GIS،  QGIS و بسیاری از نرم افزار GIS با استفاده از( C++و پایتون) نوشته شده است. اکثر گیرنده های GPS و فریم ورک آن با C++ نوشته شده است.

این مطلب به کوشش آقای عبدالخالق حقیقی، کارشناسی ارشد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه شده است.