در مطالعات حيات در فضا
در ارتباط با اينکه آيا انسان مى‌تواند براى مدت زيادى در فضا به حيات خود ادامه دهد؟
سيستم اطلاعات جغرافيائى توانسته است در بيوسفر ۲ (چيزى که پژوهشگران آن را بزرگترين لوله آزمايش جهان مى‌نامند) مورد توجه قرار گيرد. بيش از دو سال است که دانشمندان مى‌خواهند اين پرسش را با بيوسفر (سازه فولاد و شيشه به وسعت ۱۵/۳ هکتار که در دامنه کوه Catalina در ايالت آريزونا) پاسخ گويند. اين حباب عظيم طورى طراحى شده که انواع زيادى از گياهان و جانوران را در خود جاى مى‌دهد. تمامى آب و هوا و ضايعات اين آزمايشگاه بازيافت مى‌گردد. کليه مواد غذائى در درون اين فضاى بسيار بزرگ پرورش مى‌يابد. در اين حباب شش محيط طبيعى متفاوت شامل شرايط محيطى بيابان‌هاى مه‌آلود، ساواناى استوائي، اقيانوسي، جنگل‌هاى باراني، باتلاقى و منطقه‌اى براى پرورش گياهان و جانواران پيش‌بينى شده است. در سرتاسر حباب، دو هزار سنجنده، اطلاعاتى را درباره شرايط مربوط به ميزان دما، دى‌اکسيدکربن، اکسيژن، نور، رطوبت هوا و خاک و ديگر عوامل اتمسفر جمع‌آورى مى‌کنند. اين اطلاعات هر پانزده دقيقه يک‌بار به‌طور شبانه‌روزى گردآورى مى‌گردد. طى يک مدت دو ساله ۱۴۰،۱۶۰،۰۰۰ اطلاعات قرائت گرديده که به‌علاوه ضمن توانائى بررسى اطلاعات در زمان واقعي، اطلاعاتى نيز در ارتباط با رشد و شرايط هر يک بيش از ۸۸۰۰ گونه گياه در بيوسفر وجود دارد. بانک اطلاعات بايد توانائى تجزيه و تحليل اين اطلاعات را داشته باشد تا يک تصوير جامع کاملى از درون بيوسفر ارائه نمايد.
لازم است که پيوسته شرايط درون بيوسفر تحت کنترل باشد. نه تنها شرايط اقليمى بلکه همواره سعى در جهت تشخيص است تا مشخص نمايد تأثير گونه‌هاى مختلف بر يکديگر، چگونه است؟ آيا گونه‌هاى گياهى با يکديگر رقابت مى‌کنند؟ آيا با از بين رفتن گونه‌اي، گونه ديگرى جايش را مى‌گيرد؟ و سؤالات بسيارى که پردازش حجم گسترده اطلاعات تنها با يک GIS ميسر مى‌گردد. يک GIS ابزار مفيدى جهت تحليل تصاوير و تجزيه و تحليل اطلاعات است. اگر چه مساحت بيوسفر براى GIS کوچک است ليکن داده‌هاى بسيارى زيادى براى هر يک از گونه‌هاى گياهى وجود دارد که تنها GIS اجازه ذخيره اطلاعات و تجزيه آنها را مى‌دهد. GIS توانائى انواع تحليل گونه‌هاى موجود در بيوسفر را دارد در صورتى که بتوان شرايط درون بيوسفر را به‌صورت گرافيکى ارائه کرد. امکان مشاهدهٔ بسيار سريع ناهنجارى‌هائى مى‌رود و در نتيجه گياه‌شناسان در صورت مشاهده ناهنجاري، به بررسى دقيق آن خواهند پرداخت. با GIS توانائى ارائه داده‌هاى خاص يک‌گونه را داريم و اين اطلاعات براى درک و ارتباط‌دهى به مراتب آسان‌تر است.
بکارگیری GIS در حل مسئله کمبود غذا در دنيا
به‌کارگيرى GIS در طرح‌هاى تحليلى بيولوژيک توانست توليد و بهره‌بردارى اقتصادى از کشاورزى منطقه‌اى در تايلند را به بالاترين سطح برساند. آمار جمعيت جهان بسيار نگران‌کننده است. ساليانه يک ميليون کودک در اثر سوءتغذيه جان خود را از دست مى‌دهند. نزديک به ۷۸۰ ميليون نفر که اکثراً در آفريقا، آسياى جنوبى و آمريکاى لاتين سکونت دارند، با کمبود غذا مواجه هستند و نيازهاى غذاى روزانه خود را نمى‌توانند برآورده سازند و بدتر از همه اينکه جمعيت دنيا هر ۵۰ سال به دو برابر افزايش مى‌يابد. پيدا است که کشاورزى در شرايط موجود نمى‌تواند رودرروى اين جمعيت روزافزون قرار گيرد و يا اينکه پايه اقتصادى براى توسعه پايدار گردد. اين وظيفه جامعه است که با ايجاد و بهره‌بردارى از تکنولوژى مناسب از شدت مشکلات بکاهد. در اين رابطه آيا تکنولوژى GIS مى‌تواند نقش مؤثرى داشته باشد؟ GIS با توانائى در تحليل همه جانبه يک ناحيه جغرافيائي، ابزار سودمندى است که مى‌تواند توليد کشاورزى در دنيا را بهبود بخشد. در عمل، تجريه به‌کارگيرى GIS در بخشى از کشور تايلند را مى‌توان به‌عنوان مثال آورد. اين ناحيه طى ساليان دراز ميدان نبرد و کشمکش بوده و با کشور کامبوج هم‌مرز است. مهاجرين کشور همسايه فشار زيادى را به اين سرزمين وارد ساخته‌اند. فقر و عدم توسعه به‌وضوح در آنجا ديده مى‌شود اين ناحيه در حالى‌که يک‌سوم سطح کشور را تشکيل مى‌دهد، تنها پانزده درصد توليد ناخالص ملى را تأمين مى‌کند. بخش‌هائى از اين منطقه داراى خصوصيات کوهستانى است و براى کشت محصولات نواحى مرتفع چون کاساوا (Cassava، کاساوا: مائده زمينى است غده‌اى شکل به مانند چغندرقند در شرق آسيا به‌عمل مى‌آيد. آن را خشک کرده و از آرد آن نان درست مى‌کنند) مستعد مى‌باشد. اما کشاورزان محلى ترجيح مى‌دهند که به کشت برنج بپردازند، زيرا با آنکه کشت برنج مخصوص زمين‌هاى پست مى‌باشد و در اين مناطق نسبت به کاساوا محصول کمترى مى‌دهد، بهاء آن ۳ تا ۴ برابر کاساوا (Cassava) و ارزش کالرى آن در واحد گرم ۳۰۳ برابر مى‌باشد.
با استفاده از مدل باردهى WOFOST (مدلى از فرآيند رشد گياهان مى‌باشد که در سال ۱۹۸۶ توسط Van Keulen و WOLF ارائه گرديد و فرآيند رشد در يک گياه خاص را نسبت به مجموعه وسيعى از اطلاعات ورودى شبيه‌سازى مى‌کند و در پروژه‌هاى کشاورزى به‌کار مى‌رود) و داده‌هاى مربوط به قابليت خاک، GIS در حل اين سؤال به‌کار گرفته شد آيا نحوه کاربرى فعلى زمين و ميزان توليد مناسب است يا خير؟ به کمک GIS و ترکيب نقشه کاربرى اراضى و نقشه قابليت خاک چهار منطقه مشخص گرديد.
- اراضى که کاربرى آنها با استعداد خاک مطابقت دارد؛
- اراضى که به کشت محصولات نواحى مرتفع اختصاص داده شده است، در حالى‌که مطالعه خاک نشان مى‌دهد که توليد محصولات نواحى پست در آنها بالاتر است؛
- اراضى که به کشت محصولات نواحى پست اختصاص داده شده و در صورتى‌که کشت محصولات نواحى مرتفع در آنها مناسب‌تر مى‌باشد؛
- اراضى که در آنها فعاليت کشاورزى صورت مى‌گيرد، در حالى‌که طبق نقشه‌هاى حاصلخيزى خاک غيرمستعد مى‌باشند.
در اين پروژه يک تصوير ماهواره‌اى از منطقه مورد مطالعه، طبقه‌بندى گرديد و با استفاده از نقشه‌هاى توپوگرافى موجود نقشه‌هاى موضوعى متعدد از جمله نقشه کاربرى اراضى تهيه گريده است. GIS با استفاده از اطلاعات نقشه‌ها، خاک، فرم زمين، ژئومورفولوژى و فرسايش خاک، نسبت به يک محصول معين طبقه‌بندى مى‌نمايد. اين اطلاعات، محصول مناسب هر نوع خاک را معرفى مى‌کند. در اين پروژه نيز، نقشه‌هاى ايجاد شده، نواحى مستعد براى محصولات نواحى مرتفع و نواحى پست را نشان مى‌دهد و مقايسه اين نقشه، با نقشه کاربرى اراضى وضعيت موجود، مشخص نموده که نحوه بهره‌بردارى کشاورزان از اراضى اين منطقه با کاربرى بهيه از آن تفاوت زيادى دارد.
GIS نشان داد که انتخاب برنج در برابر کاساوا تصميمى اقتصادى از جانب کشاورزان بوده است اما سطح توليد کشاورزى در اين منطقه بهينه نمى‌باشد. با توليد نقشه‌هاى ترکيبى و استفاده از مدل WOFOST نشان داد که چگونه مى‌توان توليد رايج ۳۴۶ دلار در هر هکتار را به ۴۰۸ دلار در هکتار افزايش داد، اين افزايش با انتخاب کاربرى صحيح زمين و بنابر استعداد خاک و قيمت محصول در سرزمين ميسر مى‌باشد.