مهارت های برنامه نویسی معمولا به عنوان یک ابزار برای مدلسازان و دانشمندان کمی دیده می شود. مهارت های برنامه نویسی تقریبا برای هر محققی بسیار مفید می باشد خصوصا با پیدایش برنامه هایی با قابلیت نوشتن دستورات به صورت متنی (اسکریپت) مانند نرم افزارهای MATLAB، R و...

فرد با داشتن مهارت های برنامه نویسی قادر به پرسش، پیش پردازش، تجسم و تجزیه و تحلیل مجموعه ای از داده ها با درصد خطایی بسیار کمتر از سایر روش ها می شود. زبان برنامه نویسی در علوم محیطی بسیار پر کاربرد است زیرا در بسیاری از مستندات طبیعی نیاز به پیش پردازش داده ها می باشد تا در صورت لزوم تحقیقات تکرار شود که به کمک برنامه نویسی این امر به راحتی میسر می شود.

متاسفانه اغلب محققین علوم محیطی به منظور ذخیره سازی و دستکاری داده ها، از صفحات گسترده مانند نرم افزار Excel استفاده می نمایند که احتمالا این مطلب به دلیل عدم قرار گرفتن مهارت های برنامه نویسی به عنوان بخشی از آموزش های رسمی در بین رشته های علوم محیطی می باشد.

فواید مهارت های برنامه نویسی

مهارت های برنامه نویسی برای پردازش های اولیه داده ها امری حیاتی است که امکان ترکیب کردن، پرس و جو و خلاصه سازی داده ها را فراهم می آورد. این مهارت ها خصوصا زمانی که داده ها توسط چندین محقق در مناطق مختلف جمع آوری شده باشد یا در مواردی که ما برای درک پدیده های زیست محیطی در مناطق بزرگتر و در مقیاس زمانی طولانی تر تلاش می کنیم بسیار مفید واقع می شود.

در بسیاری از موارد پردازش اولیه داده ها دارای مفهومی ساده می باشد که می توان آن را به طور منظم در صفحات گسترده مانند Excel انجام داد. ولی انجام این فرایند بدون استفاده از برنامه نویسی می تواند مستعد خطا و وقت گیر باشد. زبان برنامه نویسی در مرحله پیش پردازش امکان ویرایش داده ها به سادگی را فراهم می آورد. زمانی که حجم داده ها زیاد باشد نیاز به استفاده از صفحات زیاد در نرم افزارهایی مانند Excel می باشد و باید تجزیه و تحلیل داده ها در مراحل متعددی با استفاده از چند نرم افزار انجام شود. در صورتی که زبان برنامه نویسی به مدیریت داده ها کمک کرده و قادر به انجام آنالیزهای متعدد بدون پیچیدگی و صرف وقت زیاد می باشد. متاسفانه در میان رشته های علوم محیطی تعداد کمی از محققین اهمیت آموزش برنامه نویسی برای مدیریت اطلاعات را به رسمیت می شناسند.

بهینه سازی عددی

بهینه سازی عددی در طیف گسترده ای از رشته ها از جمله در علوم آمار مورد استفاده قرار می گیرد. برنامه های کاربردی بهینه سازی در علوم محیطی با تمرکز بر مدیریت منابع طبیعی مانند جنگلداری و شیلات و... (مانند تعیین حداکثر عملکرد پایدار) مورد استفاده قرار می گیرد. بهینه سازی به طور فزاینده در تحقیقاتی مانند طراحی مناطق حفاظت شده (برای تعیین اندازه بهینه، محل و تعداد مناطق حفاظت شده برای به حداقل رساندن انقراض) و ترکیب صفت گیاهی مطلوب و.... بکار می رود. متاسفانه در صورت عدم وجود حداقل برخی از مهارت های برنامه نویسی کامپیوتری، این ابزار قرتمند برای محققین علوم محیطی غیر قابل دسترس است.

آمار

علوم آمار در اکثر تحقیقات مربوط به رشته های علوم محیطی مورد استفاده قرار می گیرد. در بسیاری از موارد به دلیل پیچیدگی و حجم زیاد داده ها انجام آنالیزهای آماری در نرم افزارهای مربوطه دشوار می باشد در صورتی که با داشتن مهارت های برنامه نویسی به سادگی می توان تمام آنالیزهای آماری یک طرح را در کوتاهترین زمان ممکن انجام داد.

مدل سازی

در بسیاری از موارد محققین رشته های علوم محیطی برای حل مشکلات زیست محیطی از روش مدل سازی استفاده می نمایند. زبان برنامه نویسی ابزاری قدرتمند برای واردسازی حجم زیادی از داده ها، انجام آنالیزهای پیچیده در قالب مدل نوشته شده توسط کاربر در محیط نرم افزار برنامه نویسی مانند MATLAB و در نهایت دریافت خروجی مدل می باشد. از مزایای بهره گیری از زبان برنامه نویسی برای مدل سازی در پروژه های علوم محیطی می توان به انعطاف پذیر بودن نرم افزار برنامه نویسی نظیر MATLAB اشاره کرد. بنابراین با توجه به اینکه در علوم محیطی محقق با داده های طبیعی سر و کار دارد و طبیعت دارای ابعاد قابل تغییر و ناشناخته می باشد و دارای شرایط ثابت نیست با استفاده از برنامه نویسی می توان به راحتی مدل را متناسب با شرایط محدوده مورد مطالعه با استفاده از دستورات برنامه نویسی آماده سازی نمود و در صورت نیاز هرگونه ویرایش را در مدل نوشته شده توسط کاربر انجام داد. بنابراین ارائه یک مدل منطقه ای از مزایای مهارت های برنامه نویسی می باشد.

منبع : 
Computer Programming Skills for Environmental Sciences, Valle, D; Berdanier, A. 2012. Bulletin of the Ecological Society of America, 93(4).