جغرافیا علمی برای بهتر زیستن

 
ترکیب باند های مختلف تصویر ماهواره ای لندست در نرم افزار envi4.2
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٢:٥۱ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۳/۱۱/۸
 

http://www.4shared.com/video/kxnweGtXce/bandicam_2015-01-28_14-26-30-9.html


 
 
تو این سایت میشه هر تصویری ماهواره ای که دوست دارید رو دانلود کنید
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ۸:۱٧ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۳/۱٠/٢۱
 

http://www.pancroma.com/data.html


 
 
دانلود تصاویر ماهواره ای رایگان
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٧:٥٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۳/٩/٥
 

از سایت های زیر می توانید تصاویر ماهواره ای رایگان دریافت کنید

https://www.linkedin.com/redirect?url=https%3A%2F%2Fwww%2Edigitalglobe%2Ecom%2Fproduct-samples&urlhash=MRhN&_t=tracking_disc

https://www.linkedin.com/redirect?url=http%3A%2F%2Fwww%2Egeo-airbusds%2Ecom%2Fen%2F23-sample-imagery&urlhash=nTRx&_t=tracking_disc

https://www.linkedin.com/redirect?url=http%3A%2F%2Fearthexplorer%2Eusgs%2Egov%2F&urlhash=JXkL&_t=tracking_disc

https://www.linkedin.com/redirect?url=https%3A%2F%2Fwww%2Eted%2Ecom%2Ftalks%2Fwill_marshall_teeny_tiny_satellites_that_photograph_the_entire_planet_every_day&urlhash=Y9-9&_t=tracking_disc

https://www.linkedin.com/redirect?url=https%3A%2F%2Fwww%2Eplanet%2Ecom%2Fgallery%2F&urlhash=lq5a&_t=tracking_disc

https://www.linkedin.com/redirect?url=https%3A%2F%2Fwww%2Eplanet%2Ecom%2Fexplorers%2F&urlhash=Xual&_t=tracking_disc

https://www.linkedin.com/redirect?url=http%3A%2F%2Felgeekforestal%2Eblogspot%2Ecom%2F2014%2F11%2Fprograma-para-descargar-imagenes%2Ehtml&urlhash=kuOO&_t=tracking_disc

https://www.linkedin.com/redirect?url=https%3A%2F%2Fwww%2Eyoutube%2Ecom%2Fwatch%3Fv%3DN3F7YkLkF0k&urlhash=TZdd&_t=tracking_disc

https://www.linkedin.com/redirect?url=http%3A%2F%2Fwww%2Eallmapsoft%2Ecom%2Fgsmd%2Fdownload%2Ehtml&urlhash=Cda7&_t=tracking_disc

https://www.linkedin.com/redirect?url=http%3A%2F%2Fwww%2Eterraexploro%2Ecom%2Fterralibrary%2Findex%2Ephp%2Fspace-images&urlhash=9iUZ&_t=tracking_disc


 
 
دانلود رایگان تصاویر ماهواره ای
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٥:٠٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/۱٢/۱٠
 

http://catalog.spotimage.com/PageSearch.aspx?AspxAutoDetectCookieSupport=1

http://glcf.umd.edu/data/

http://www.satimagingcorp.com/sitemap.html

https://browse.digitalglobe.com/imagefinder/main.jsp;jsessionid=943CB98EC97C21AE18C0F6009818288A?


 
 
یه سایت خوب برای آموزش GIS,RS
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ۱۱:۱٦ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/۱٠/٢٢
 

http://www.spatialacademy.com


 
 
مدل رقومی زمین (DTM)
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ۱٢:٢۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/۸/٢٦
 

مدل رقومی زمین (DTM) در شش بخش

نقل قول :

 ابتدا یه سری بحث های مقدماتی و تئوری و بعدا کارکردن با DTM در ARcGIS

بخش اول

1- مقدمه ای بر مدل رقومی زمین (DTM)

 

1-1 نمایش سطح زمین

ویژگی های اساسی نقشه های مدرن :

1- قابل اندازه گیری (توجیه شده به وسیله قوانین ریاضی) measurability –

2- فراهم کردن دید اجمالی و کلی به وسیله generalization – overview

3- قابل درک با symbolization مناسب intuition –

 

به طور اساسی، نقشه یک جنرالیزاسیون و abstraction از اشکال موجود در زمین است. مهمترین ویژگی نقشه استفاده از نمایش دو بعدی برای واقعیت های سه بعدی است. برای نمایش دو بعدی به سه بعدی در گذشته از روش های مختلفی چون hachuring ، shading ، hypermetric units برای نقشه های توپوگرافی استفاده می کردند. امروزه فقط از shading استفاده می شوذ، چون پیاده سازی آن با کامپیوتر ساده است.

Block diagram : زمین را می توان به وسیله دید پرسپکتیو نمایش داد. پروسه نمایش یک سطح به این شیوه شامل تصویر کردن سطح در یک نقشه و حذف خطوطی است که از نقطه تصویر (projection) دیده نمی شود. به محصول این کار block diagram می گویند. برای تولید چنین محصولی به یک نمایش رومی از سطح زمین نیاز داریم.

 

1-1-1 نمایش رقومی سطح زمین

طبقه بندی روش های نمایش کامپیوتری :

نمایش رقومی سطح زمین

ریاضی

 

سراسری

سری های فوریه

چند جمله ای ها

و ...

محلی

Regular patchwise function

Irregular patchwise function

گرافیکی

نقطه

نقاط با توزیع نامنظم

نقاط با توزیع مناسب

Feature point

خط

منحنی میزان

پروفیل ها

Feature line

سطح

تصاویر

دید پرسپکتیو

و ...

 

2-1 مدل های رقومی زمین

1-2-1 مفهوم مدل و مدل ریاضی

به طور کلی سه نوع مدل داریم :

1- مفهومی

2- فیزیکی

3- ریاضی

 

 

مدل مفهومی : مدلی است که در ذهن یک قرد درباره یک وضعیت یا یک شی مبنا بر اساس دانش یا تجربیات وی شکل می گیرد. اغلب این نوع مدل مرحله اولیه مدلسازی را شکل می دهد که در دنباله با یک مدل فیزیکی یا ریاضی ادامه پیدا می کند. البته اگر نمایش وضعیت یا شی خیلی مشکل باشد مدل، مفهومی باقی می ماند.

مدل فیزیکی : اغلب مدلی آنالوگ است. یک مثال از این نوع مدل، مدل سطح زمین است که توسطrubber ، plastic یا cray ساخته شده است. مدل stereo از سطح زمین به وسیله دستگاه های اپتیکی یا مکانیکی که در فتوگرامتری زیاد به کار می رود نیز در این دسته قرار می گیرد. یک نوع مدل فیزیکی اغلب وچک تر از اشیا واقعی در علوم زمین است.

مدل ریاضی : نمایش یک وضعیت، شی یا پدیده در ترم ریاضی است. به عبارتی، مدل ریاضی، مدلی است که مؤلفه های آن مفاهیم ریاضی (ثابت ها، متغیرها، توابع، تساوی، نامساوی و...) است.

 

خود مدل ریاضی به دو دسته کیفی (بر اساس یک سیستم عددی) و کمی (بر اساس تئوری مجموعه ها و ... ، قابل ساده شدن به اعداد نیست) تقسیم می شوند. تقسیم بندی مدل های ریاضی، تقسیم آن ها به دو دسته تابعی (برای حل مسائل deterministic در نظر گرفته می شود) و احتمالی (برای حل مسائل Probabilistic در نظر گرفته می شود)

مزایای مدل های ریاضی:

1- مدل ها امکان abstraction بر اساس یک صورت منطقی را بر اساس یک زبان مرسوم را می دهد. بنابراین ابهام را کاهش می دهد و شانس توافق روی نتایج را ازایش می دهد.

2- به فرد امکان می دهد که یک خط فکری را دنبال کند و توجه هود را به قسمت های مم مساله معطوف سازد.

3- به تعمیم یت به کار بردن نتایح خل مساله، در موارد دیگر نیز کمک می کند.

4- امکان در نظر کردن حالات مختلف را راهم می کند.

5- ابزاری برای درک جهان واقعی و کشف قوانین طبیعی است.

 

 

معیارهای ارزیابی مدل های ریاضی :

1- accuracy – صحت – خروجی مدل صحیح یا نزدیک به صحیح باشد

2- descriptive realism – توصیف واقعیت – بر اساس فرضیات صحیح باشد

3- precision – دقیق – پیش بینی مدل، اعداد معین ، توابع یا اشکال هندسی است

4- robustness – قدرت – مربوط به ایمنی در مقابل خطاهای داده های ورودی

5- generality – قابل تعمیم – قابل به کار بردن در وضعیت های مختلف

6- fruitfulness – ثمربخش بودن - نتایج مناسب باشد، به عبارتی راه ها یا مدل های خوب را ایجاد یا به آن ها اشاره کند

7- simplicity – کمترین تعداد پارامترهای ممکن در مدل استفاده شود. بر اساس اینکه همواره نباید مدل های پیچیده استفاده شود.

 

2-2-1 مدل زمین و مدل رقومی زمین

مقایسه DTM در مقابل روش های مرسوم نمایش آنالوگ

1- فرم های مختلف نمایش : در فرم رقومی ، فرم های مختلف نمایش به سادگی تولید می شودمثل نقشه های توپوگرافیک ، برش های افقی و عمودی و انیمشن سه بعدی

2- با گذشت زمان نقشه های کاغذی دفرمه می شوند ولی DTM دقت خود را به واسطه استفاده از محیط رقومی حقظ می کند

3- کارایی بیشتر در اتوماسیون و پردازش های real time – یکپارچه سازی و به هنگام کردن داده ها در فرم رقومی خیلی راحت تر از فرم آنالوگ است

4- easier multi-scale representation – DTM در resolution های مختلف می تواند تنظیم شود که این مساله مطابق با نمایش در مقیاس های مختلف است.

 

3-2-1 Digital Elevation Model & DTM

DEM : Digital Elevation Model

DHM : Digital Height Model

DGM : Digital Ground Model

DTEM : Digital Elevation Terrain Model

DGM بیشتر به معنی مدل رقومی سطح جامد زمین است. در مقابل DHM و DEM تاکید بر اندازه گیری از یک دیتوم به سمت بالا دارد. DTM معنی وسیع تری داردو شامل عوارض مشخص زمین مثل رودخانه ها،ridge line ها و break line ها نیز هست.

به طور کلی DTM شامل 4 گروه اطلاعات است :

1- Landform : از قبیل ارتفاع، شیب، جهت شیب و سایر اشکال پیچیده ژئومورفولوژیاست که برای نمایش ارتفاع زمین استفاده می شود

2- terrain features : مثل عوارض هیدروگرافی (رودخانه، دریاچه ، خطوط ساحلی) و شبکه های حمل و نقل ( جاده ها ، خطوط راه آهن) ،و مرزها و ...

3- Natural Resource & Environment : مثل خاک ، پوشش گیاهی و ...

4- داده های Socioeconomic : مثل توزیع جمعیت در یک منطقه (صنعتی، کشاورزی و ...)

 

با توجه به موارد فوق تعریف کلی DTM عبارتست از :

DTM یک مجموعه منظم از داده های نقطه ای نمونه برداری شده است که توزیع مکانی انواع مختلف اطلاعات روی زمین را نشان می دهد. بیان ریاضی این مساله می تواند به صورت زیر باشد :

 

Kp=f ( up , vp ) , k = 1,2 , … , m , p= 1, 2, … , n

Kp : یک مقدار توصیفی k امین feature زمین در محل نقطه P ( که می تواند منفرد باشد ولی اغلب یک سطح کوچک به مرکز P است.)

up , vp :مختصات دو بعدی نقطه p

m>=1 : تعداد انواع اطلاعات است

n : تعداد نقاط نمونه

 

DTM یک نمایش رقومی از توزیع مکانی یک یا چند نوع اطلاعات زمین است و به وسیله موقعیت دو بعدی + نمایش ریاضی از اطلاعات زمین نمایش داده می شود. اغلب یک نمایش 2.5 بعدی از اطلاعات زمین در فضای جغرافیایی سه بعدی است. اگر m=1 باشد نتیجه همان DEM می شود.

 

3-1 مدلسازی رقومی زمین

1-3-1 پروسه مدسازی رقومی زمین

فرایند ساخت سطح DTM مدلسازی رقومی زمین نامیده می شود که یک پروسه مدلسازی ریاضی است.

به طور کلی 6 مرحله مدلسازی رقومی زمین داریم که در هر کدام از این مراحل یک یا چند فعالیت انجام می شود. به طور کلی 12 فعالیت همانطور که در شکل زیر مشخص است انجام می شد.

 

 

 

کاربردهای مهم DTM :

1- برنامه ریزی و طراحی عمرانی، راه و مهندسی معدن

2- 3D-animation برای اهداف نظامی، طراحی مناظر و طراحی شهری

3- آنالیز جمع آوری باران و شبیه سازی هیدرولیکی

4- آنالیزهای دید بین اشیا روی سطح زمین

5- بحث ژئومورفولوژی و آنالیزهای فرسایش خاک

6- تفسیر و پردازش تصاویر سنجش از دور

7- آنالیزهای زمین و محاسبات حجم

8- انواع مختلف آنالیزهای مکانی

و ...

 

4-1 ارتباط بین مدلسازی رقومی زمین و سایر رشته ها :

مدلسازی رقومی زمین 4 مؤلفه اصلی دارد که ارتباط بین آنها خطی نیست :

اخذ داده : فتوگرامتری ، نقشه برداری ، سنجش از دور ، کارتوگرافی

محاسبات و مدلسازی : هتوگرامتری، نقشه برداری، کارتوگرافی، جغرافی، محاسبا هندسی ، گرافیک کامپیوتری، پردازش تصاویر

مدیریت داده : تکنیک های پایگاه داده مکانی، تکنیک های فشرده سازی، کدگذاری داده ها، ساختار داده ، گرافیک کامپیوتری

کاربرد : تمام علوم زمینی ، نقشه برداری ، فتوگرامتری، سنجش از دور، جغرافی، ژومورفولوژی، عمران، معدن، طراحی مناظر، طراحی شهری، مدیریت منابع طبیعی و ....

. 2 – توصیف کننده های زمین و استراتژی های نمونه برداری

اخذ داده شامل دو مرحله می باشد:نمونه برداری، اندازه گیری.سه موضوع مهم در ارتباط با منابع داده های DTM عبارتند از:چگالی، دقت و توزیع.

 

1-2 توصیف کننده های کلی (کیفی) زمین

دو نوع توصیف کننده داریم:کیفی(کلی)، کمی(عددی)

توصیف کننده های کیفی:

برحسب نوع کاربرد مختلف هستند. مهمترین توصیف کننده های زمین در مدل رقومی زمین، roughnessو پوشش سطح زمین را نشان می دهند. بعضی از این توصیف کننده ها عبارتند از : توصیف کننده ها بر اساس پوشش سطح زمین، توصیف کننده ها بر اساس پیدایش شکل زمین(شکل داخلی، شکل خارجی)، توصیف کننده ها بر اساس جغرافیای طبیعی و توصیف کننده ها بر اساس سایر طبقه بندی ها.

توصیف کننده های کیفی در برنامه ریزی (و نه طراحی پروژه) و توصیف کننده های کمی در طراحی پروژه استفاده می شوند.

 

2-2-توصیف کننده های عددی زمین

شامل طیف فرکانس، بعد فراکتال، انحنا، کووریانس و اتوکووریانس، variogram و موجک می باشد.

 

1-2-2 طیف فرکانس

با تبدیل فوریه می توان از دامنه ی فضا به دامنه ی فرکانس رفت.داریم:

 

 

که در آن S شدت فرکانس، F فرکانس وa وE ثوابت هستند. a وE دو آماره ای هستند که پیچیدگی سطح یا پروفیل زمین را در کل منطقه بیا می کنند.در انواع مختلف سطح زمین ، a وE نیز تغییر می کند.اگر aبزرگتر از 2 باشد، منطقه شیبدار و صاف است. اگر a کوچکتر از 2 باشد، منطقه تخت و سطح ناهموار است.

 

2-2-2- بعد فراکتال

بعد فراکتال یک پارامتر آماری برای مشخص کردن پیچیدگی منحنی یا سطح می‌باشد. در هندسة اقلیدسی بعد منحنی برابر با یک و بعد سطح برابر با دو دست اما در هندسة فراکتان بعد باتوجه به بعد کار را تعریف می‌شود. مثلاً اگر از فاصلة بی نهایت به سطح زمین نگاه کنیم بعد آن صفر است اگر از ماه به زمین نگاه کنیم بعد آن 3 است. اگر از ارتفاع 830 کیلومتری بالای زمین به آن نگاه کنیم بعد آن حدود 2 است و اگر از روی زمین به آن نگاه کنیم بعد آن 2 است. بعد فراکتال منحنی بین 1 و 2 و بعد فراکتال سطح بین 2 و 3 است. اگر D بعد از فراکتال باشد داریم:


 

که در آن C ثابت و r مقیاس است.
بعد فراکتال سطح خیلی پیچیده و ناهموار حدود 3 است درحالیکه بعد فراکتال سطح ساده (نزدیک صفحه) تقریباً 2 است.


 


 

شکل 2-1-خط کخ با بعد فراکتال 26/1


 

شکل 2-2-رابطه بین انحنا و پیچیدگی

 

3-2-2 انحناء

سطح زمین ترکیبی از المان‌های زمینی است که به عنوان واحد ناهمواری صفحه همگون یا انحنای پروفیل تعریف می‌شود. انحنا عبارتند از:


 

هرچه مقدار c بزرگتر باشد، سطح ناهموارتر است در نتیجه c نمایشگر ناهمواری زمین است انحنا برای برنامه ریزی استراتژی نمونه‌برداری استفاده می‌شود درحالیکه برای استفراج مقدار انحنا نیاز به حجم زیادی داده داریم (مسئله مرغ و تخم مرغ).

 

4-2-2 کووریانس و اتوکووریانس

درجة شباهت بین جفت نقاط سطح را می‌توان توسط تابع همبستگی تعریف کرد که داروی فرم‌های زیادی است مانند کووریانس و اتوکورلیش.


 

با افزایش cov (d), d کاهش و R (d) نیز کاهش می‌یابد.


 

شکل 3-2: مقادیر اتوکوریشن با افزایش فاصله از 1 به 0 کاهش می‌یابد.


 


 

که در آن C فاصلة کورولیش که در آن مقدار کووریانس به سمت صفر می‌رود را نشان می‌دهد. هرچه Cکوچکتر باشد شباهت کمتر و پیچیدگی بیشتر است.

 

5-2-2 Semivariogram

شباهت سطح DTM و ناهمواری مدلسازی رقومی زمین را بیان می‌کند.

Semivariogram را با (d) γنشان می‌دهند داریم:


 

که در آن A و b ثابت بوده و ناهمواری سطح را بیان می‌کنند. هرچه b بزرگتر باشد، سطح صاف تر است. اگر b برابر با صفر باشد سطح بسیار و ناهموار است.

 

3-2 بردار ناهمواری زمین: شیب، پستی و بلندی و طول موج

 

1-3-2 شیب، پستی و بلندی و طول موج به عنوان یک بردار ناهمواری

ناهمواری را نمی‌توان با یک پارامتر به طور کامل تعریف کرد. بلکه برای تعریف کامل آن نیاز بهبردارناهمواری یا مجموعه‌ای از پارامترها داریم.

شیب در هر نقطه تغییر می‌کند

 

 

شکل 2-4- رابطة بین شیب طول موج و پستی و بلندی: (a) رابطة کامل آنها، (b) دیاگرام ساده شده.

داریم:

 

.

که در آن آلفا شیب متوسط است. رابطة فوق اگر دو تا از آنها را داشته باشیم، سومی را می‌توانیم به دست آوریم.

 

 

2-3-2- مناسب بودن بردار ناهمواری سطح برای مقاصد DIM

شیب، ارتفاع و طول موج پارامترهای مهمی برای توصیف زمین هستند.

برای توصیف شکل زمین می‌توان از ارتفاع یا مشتقات سطح استفاده کرد. مشتقات سطح را می‌توان به دو دسته شیب (جزء گرادیان یا عمودی که همان مشتق اول عمودی سطح است و جزء صفحه‌ای یاaspect که همان مشتق اول افقی سطح است) و تحدب یا انحنا تقسیم کرد. خصوصیات سطح با تحدب مشخص می‌شود که همان تغییر در گرادیان یک نقطه از پروفیل و aspect می‌باشد.

المان‌های اصلی توصیف سطح زمین، 5 صفت (ارتفاع ، گرادیان، aspect و تحدب پروفیل و تحدب صفحه) می‌باشند. گرادیان در عمیق‌ترین جهت اندازه گیری می‌شود، شیبی که شامل گرادیان و aspect است – گرادیان را در هر جهت مشخص نشان می‌دهد و یک صفت پایه‌ای می‌باشد. شیب همان مشتق اول ارتفاع روی سطح زمین است که نشاندهندة فرخ تغییر ارتفاع زمین روی فاصله است. عقلاً شیب و پستی و بلندی به عنوان توصیف‌کننده‌های اصلی زمین برای DIM در نظر گرفته می‌شوند. از نظر سنتی شیب بسیار مهم است و در نقشه برداری استفاده می‌شود مثلاً منحنی میزان ها با شیب مشخص می‌شوند. برای تعیین فاصلة قائم منحنی میزان‌ها برای نقشة توپوگرافی، شیب و پستی و بلندی پارامترهای اصلی هستند. بسیاری از محققین وابستگی زیادی بین خطاهای DIM و متوسط شیب منطقه پیدا کردند.


 

جدول 2-1- طبقه‌بندی زمین با استفاده از شیب متوسط و پستی و بلندی

 

3-3-2 تخمین شیب

در تخمین شیب با دو مشکل مواجه می‌شویم.

1- :availability برای کمک به تعیین بازة نمونه برداری، باید قبل از نمونه برداری یا مقدار شیب (با استفاده از DTM موجود) وجود داشته باشد و یا تخمین زده شود (درحالتی که DIM موجود نیست و با استفاده از نقشة منحنی میزان یا مدل استریو در فتوگرامتری هوایی)

مقدار متوسط شیب:

که در آن  فاصلة منحنی میزان‌ها،  طول کلی منحنی بر میزان‌های منطقه و A اندازة منطقه می‌باشد.

 

2- :variability مقدار شیب ممکن است از محلی به محل دیگر تغییر کند. بنابراین شیب تخمین زده شده برای یک منطقه ممکن است برای منطقة دیگر مناسب نباشد. در این حالت از مقادیر میانگین استفاده می‌شود. اگر تغییرات شیب در منطقه زیاد باشد، منطقه را به قسمت‌های کوچکتری برای تخمین شیب تقسیم می‌کنیم. در مناطق مختلف می‌توان از استراتژی‌های نمونه‌برداری مختلفی استفاده کرد.

با تخمین شیب و پستی و بلندی می‌توان طول موج تغییرات زمین را محاسبه کرد و در نتیجه استراتژی نمونه برداری و بازة نمونه‌برداری برای اخذ داده را تعیین نمود.

 

4-2 اساس تئوری نمونه برداری سطح

 

1-4-2 پس زمینة تئوری نمونه برداری

از دیدگاه تئوری، یک نقطه روی سطح زمین دارای بعد صفر است بنابراین اندازه‌ای ندارد، درحالیکه سطح زمین از تعداد نامحدودی نقطه تشکیل شده است. بنابراین به دست آوردن اطلاعات کاملی از سطح زمین امکان پذیر نمی‌باشد. اما از نظر عملی، نقطه ارتفاع یک منطقه با ابعاد مشخصی را نشان می‌دهد بنابراین از تعداد محدودی نقطه برای نمایش سطح استفاده می‌شود.

تئوری نمونه برداری: اگر تابع g(a) در بازة d نمونه برداری شود، تغییرات با فرکانس پیش از  نمی‌تواند با نقاط نمونه برداری شده بازسازی شود.

 

در نتیجه در هر پریود نیاز به دو نقطة نمونه‌برداری داریم اگر فرکانس نمونه‌برداری F باشد نمونه برداری حداقل در  می‌باشد. یک گرید منظم از نقاط نمونه برداری شده می‌تواند تنها تغییراتی را نشان دهد که طول موجشان حداقل 2 برابر بازة نمونه برداری است.


 

شکل 2-5- رابطه ی بین حداقل بازه نمونه برداری وماکزیمم فرکانس


 

 

2-4-2- نمونه‌برداری از دیدگاه‌های مختلف

روش‌های نمونه‌برداری مختلفی وجود دارد:

1- نمونه برداری آمار مبنا: این نمونه برداری در DIM مناسب نمی‌باشد. سطح زمین به عنوان یک جمعیت (فضای نمونه برداری) است. جمعیت را می‌توان با استفاده از داده نمونه برداری شده مطالعه نمود. استراتژی‌های نمونه‌برداری در اینجا عبارتند از:

- نمونه برداری رندوم: در آن هر نقطه شانسی برای انتخاب شدن دارد. در نمونه برداری رندوم ساده شانس نقاط با هم برابر است.

- نمونه برداری سیستماتیک: در آن شانس هر نقطه صد درصد است.

- نمونه برداری لایه‌ای و نمونه برداری خوشه‌ای

2- نمونه برداری هندسه مبنا

سطح زمین می‌تواند توسط الگوهای هندسی مختلفی نمایش داده شود که عبارتند از:

- الگوهای منظم: یک بعدی (پروفیل و منحنی میزان)، دو بعدی (گریدهای مربعی، گریدهای منظم، گریدهای مثلثی، گریدهای شش ضلعی)

- الگوهای نامنظم

3- نمونه برداری عارضه مبنا: شامل موارد زیر است:

نقاط یا خطوط Feature specific یا Surface specific, F.S

نقاط FS مانند اکسترسم‌های محلی (قله، دره و نقاط گذر) می‌باشد که در آنها ارتفاع نقطه همراه با اطلاعات توپولوژی اطراف آنها فراهم است

 

 

شکل 2-6- نقاط و خطوط عوارض زمینی

 

شکل 2-7- نقاط روی یک خط الرأس متعلق به ماکزیمم محلی هستند

 

خطوط FS مانند خط الرأس‌ها، خطوط ساحلی، رودخانه، دره، سیل و خطوط شکست می‌باشد که نقاطF.S خاصی را به هم متصل می‌کند.

- نقاط رندوم: از دیدگاه موروفولوژیکی همان مشخص شدن خصوصیات کامل سطح با شیب است.

در نقاط FS جهت، علامت یا بزرگی شیب تغییر می‌کند و در نقاط تحدب و تقعر زاویه عمودی (و نه علامت آن) تغییر می‌کند.

 

شکل 2-8- تغییر شیب در نقاط FS

 

5-2 استراتژی‌های نمونه‌برداری برای اخذ داده

1- نمونه برداری انتخابی (نقاط بسیار مهم + سایر نقاط)

این نمونه برداری مشابه کاری است که در نقشه برداری صورت می‌گیرد. همة نقاط بسیار مهم انتخاب می‌شوند. نقاط دیگری نیز برای ایجاد نمونه برداری با چگالی مشخص انتخاب می‌شوند. مزایای این استراتژی این است که داده به طور منطقی جامع است و با نقاط کمتری، نمایش صحیح‌تری از سطح به دست می‌آید. از جمله معایب این استراتژی می‌توان به این مواد اشاره کرد که در اخذ دیتا با فتوکارانیست، زیرا اپراتور باید مدل استریو را تفسیر کند. همچنین این کار به صورت اتوماتیک قابل انجام نمی‌باشد. سرعت اخذ داده نیز کم بوده و این استراتژی کاربرد نظامی ندارد.

3- نمونه‌برداری با دو بعد ثابت (نمونه برداری گرید منظم و نمونه برداری پیش رونده)

نمونه برداری گرید منظم: در آن داده‌ها به شکل گرید منطمی به دست می‌آیند. گرید در صفحة با اینتروژن ثابت می‌سازیم و نقاط روی نودگرید را اندازه می‌گیریم. در این روش برای نمونه‌برداری نیاز به داده اضافی زیادی داریم تا مطمئن از کشف همة ناپیوستگی‌های شیب و نمایش خوب تغییرات توپوگرافی شویم (عیب). برای رفع این عیب از روش پیش رونده استفاده می‌کنیم.

نمونه پردازی پیش رونده: برای حل مشکل زیادی داده اضافی در گرید از این استراتژی استفاده می‌شود. در اینجا ابتدا در یک چگالی پایین نقاط گرید را اندازه می‌گیریم. ارتفاع این نقاط توسط کامپیوتر آنا تحلیل شده و موقعیت نقاط جدید که با نمونه برداری بدست آمده مشخص می‌شود و این فرآیند آنقدر تکرار می‌شود تا ملاک موردنظر ها را برآورده کند. ایدة این استراتژی توسط برخی از دستگاه‌های فتوگرامتری (مانند analytical plotter) پیاده‌سازی شده است.

ملاک این استراتژی را می‌توان مقدار اختلاف دوم ارتفاع در دو جهت سطری و سنوتی از گرید بزرگتر تعریف کرد. ملاک‌های دیگری نیز مانند منحنی میزان، فاصلة سهوی و تغییرات رندوم می‌توان استفاده کرد. معایب این استراتژی عبارتند از: در تقریب سراشیبی‌های ناگهانی نمونه‌برداری اضافی زیاد هستند. همچنین ممکن است که در اولین اجرا با گریدهای بزرگ، عوارض مهمی را از دست بدهیم و به آنها دسترسی نداشته باشیم. از طرف دیگر مسیر ردیابی تقریبا طولانی است که این باعث کاهش کارایی می‌شود و لذا این روش کمتر پیاده سازی می‌شود.

4- نمونه برداری ترکیبی: استراتژی تلفیقی.

این نمونه برداری می‌تواند در دو نوع صورت گیرد.

- نمونه برداری گردید منظم به علاوة نمونه برداری انتخابی: این روش برای نمایش سطح و برای اندازه‌گیری کارا بوده و شامل تغییرات شیب ناگهانی و نقاط FS می‌باشد.

- نمونه برداری پیشرونده به علاوة نمونه‌برداری انتخابی

نمونه‌برداری ترکیبی ممکن است مشکلات نمونه برداری گرید و پیشرونده را برطرف کند.

 

6-2 صفات سورس داده‌های نمونه‌برداری شده )داده‌های خام (DTM

این خصوصیت عبارتند از:

1- توزیع: توسط نرم‌های موقعیت و الگو مشخص می‌شود.

- موقعیت: با مختصات دو بعدی (λ,ρ) یا (E, N) مشخص می‌شود.

- الگو

منظم:

- دو بعدی (گرید مربعی، گرید مستطیلی، سلسله مراتبی / پیشرونده) گرید منظم یا پیش رونده.

- یک بعدی (پروفیل، منحنی میزان) با یک بعد ثابت.

- خاص (مثلث‌های منظم، شش ضلعی).

غیرمنظم:

- رندوم (نقاط اندازه‌گیری به صورت رندوم واقع شده‌اند).

- خوشه (نقاط اندازه گیری کلاستر شده‌اند).

- رشته (خطوط شکست و خطوط عوارض را تعقیب می‌کنند)

 

 

شکل 2-9- الگوهای نقاط نمونه برداری شده

 

2- چگالی: با اندازه‌گیری‌های زیر مشخص می‌شود.

- فاصلة بین دو نقطة نمونه برداری شده (بازة نمونه برداری ، فضا، فاصله) اگر این فاصله در موقعیت‌های مختلف تغییر کند، میانگین آن در نظر گرفته می‌شود. به صورت عددی همراه با واحد بیان می‌شود.

- تعداد نقاط در هر واحد سطح: مانند صد نقطه در کیلومتر مربع.

- فرکانس قطع: وقتی از دامنة فضا به دامنة فرکانس می‌رویم فرکانس قطع (ماکزیمم فرکانسی که نمایشگر داده نمونه برداری است) به دست می‌آوریم و زیر آن را بعنوان بازة نمونه برداری در نظر می‌گیریم.


 

شکل 2-10- فرکانس قطع

 

3- دقت: بستگی به روش‌های مورد استفاده برای اندازه گیری دارو مانند موارد زیر:

- تکنیک (نقشه برداری میدانی، فتوگرافری، رقومی کردن نقشه)

2 – توصیف کننده های زمین و استراتژی های نمونه برداری

 

3- تولید TIN

برای ساخت یک شبکه مثلثی از مجموعه نقاطی که به صورت مجموعه تصادفی توزیع شده اند، راه های مختلفی وجود دارد که هر کدام بر اساس پایه های متفاوتی است که بدان ها اشاره می کنیم.

شیوه های تشکیل TIN

برای تشکیل TIN دو شیوه برای وارد کردن داده ها داریم :

1) تمام داده ها را به صورت کلی به شبکه بدهیم --> (static) batch

2) اجازه حذف یا اضافه کردن نقاط را در حین پروسه مثلث بندی بدهیم-->dynamic

باید توجه کرد منظور از دینامیک حرکت نقاط نیست. (حرکت نقاط موضوع کینماتیک است.)

داده های مکانی هم می تواند به فرم رستری و هم به فرم برداری باشد، بنابراین مثلث بندی در هر دو وضعیت می تواند انجام شود.

شبکه مثلث بندی هم می تواند به طور مستقیم از روی داده ها تولید شود و هم به طور غیر مستقیم از روی dual آن Voronoi diagram ساخته شود. شیوه غیر مستقیم بیشتر در وضعیت رستری انجام می شود، چون در فضای رستری ساخت Voronoi diagram راحت تر است.

اصول تشکیل TIN

اصل empty circumcircle : هیچ نقطه دیگری داخل دایره محیطی مثلث دلونی قرار نمی گیرد.

اصل local equiangularity : شبکه مثلثی بهینه است اگر جابجا کردن قطر چهار ضلعی محدبی که با دو مثلث مجاور ساخته شده منجر به کاهش کوچکترین زاویه داخلی یا افزایش بزرگتریم زاویه داخلی نشود. به این اصل max-min angle نیز می گویند.

اصل می نیمم کردن مجموع فاصله ها : اضافه کردن نقطه جدید، برای ساخت مثلث جدید ، مثلثی می شود که جمع فاصله آن از نقاط baseline کمترین مقدار باشد.

اصل مینیمم کردن شعاع دایره محیطی : نقطه جدید برای ساخت مثلث با کمترین شعاع دایره محیطی ساخته می شود.

Vector-based Static Delunay Triangulation

انتخاب نقطه شروع :

مزیت مثلث بندی دلونی : شکل نهایی شبکه به نقطه شروع وابسته نیست. انتخاب آن تنها برای راحتی پیاده سازی الگوریتم مطرح می شود. برخی از انتحاب ها عبارتست از :

1. مرکز (تقریبی) هندسی داده

2. دو نقطه ای که کمترین فاصله را نسبت به هم دارند

3. یک line segment روی مرز فرضی

4. یک line segment روی مرز convex hall

بعد از انتخاب اولین نقطه دومین نقطه که نزدیکترین نقطه بین نقاط موجود است شناسایی شده و نقطه سوم search می شود. نقطه سوم به صورت ساعتگرد نسبت به دو نقطه قبل انتخاب می شود. یک روش جستجوی ساده ، رسم دایره به صورتی است که خط واصل بین دو نقطه اول قطر آن دایره باشد. اگر فقط یک نقطه داخل دایره بود آن نقطه به عنوان نقطه سوم انتخاب می شود. اگر بیش از یک نقطه داخل دایره بود نقطه ای که به پایه نزدیکتر بود انتحاب می شود و اگر نقطه ای داخل دایره نبود به تدریج شعاع دایره را زیاد می کنیم طوری که پایه وتر دایره باشد، تا نقطه سومی داخل دایره قرار گیرد.

برای تشکیل مثلث های بعدی، یک راه این است که از روی مرز convex hall به تدریح حرکت کرده تا به مرکز برسیم.

Vector-based Dynamic Delunay Triangulation

هنگامی که حجم داده ها بالاست جستجوی نقاط کارایی نخواهد داشت. به همین دلیل مثلث بندی اغلب به صورت دینامیکی و با افزایش تدریجی نقاط انجام می شود.(incremental triangulation)الگوریتم های مختلفی برای مثلث بندی به این شیوه وجود دارد که در اینجا الگوریتم Bowyer-Watsonشرح داده می شود :

ایده پایه این روش شروع با مثلث های بزرگ است. مرحله اول تشکیل مثلث های بزرگ خیلی ساده است. پس از تشکیل مثلث های بزرگ نقاط به تدریج وارد می شود. به طور مثال نقطه P وارد یکی از مثلث ها می شود (تشخیص این که نقطه به کدام مثلث وارد شده یه عهده الگوریتم walk است.) و آن مثلث را به سه قسمت تقسیم می کند. سپس برای هر ضلع مثلث قبلی اصل empty circumcircle چک می شود.

الگوریتم Walk

هنگامی که حجم داده ها بالاست ، برای افزایش کارایی پیدا کردن مثلثی که نقطه جدید به آن وارد شده توسط این الگوریتم انجام می شود. در این الگوریتم دو مساله در نظر گرفته می شود :

1. یک معیار عددی که مشخص کند نقطه داخل مثلث هست یا نه

2. یک pointer که اگر نقطه داخل مثلث فعلی نبود به مثلث بعدی اشاره کند


ارتباط جهتی بین نقطه P و خط AB با فرمول زیر مشخص می شود :

 

اگر D>0 نقطه P سمت چپ AB قرار دارد. (پادساعتگرد)

اگر D=0 نقطه P روی AB قرار دارد.

اگر D<0 نقطه P سمت راست AB قرار دارد. (ساعتگرد)


به این ترتیب معیار عددی به صورت زیر خواهد بود:

1 ، 2 و 3 سه راس مثلث مورد نظر



اگر این سه مقدار مثبت بود نقطه P داخل مثلث 123 خواهد بود.

برای ایجاد pointer از اولین ضلعی که مقدار مربوط به آن منفی بود عبور می کنیم و همین روند را برای مثلث (های) بعدی تکرار می کنیم تا به مثلثی برسیم که هر سه مقدار مثبت شود.

معیار عددی برای swap :

بعد از این که مثلث پیدا شد با وصل کردن نقطه جدید به راس های آن مثلث ، مثلث قبلی به سه مثلث تقسیم می شود. حال همانطور که گفته شد باید شرط empty circumcircle برای این سه مثلث چک شود.

برای بررسی این شرط برای نقطه P و سه مثلث مجاور مثلث قبلی این شرط را چک می کنیم :

 

A ، B و C ، سه راس مثلث در جهت پادساعتگرد و D نقطه چهارم است.

اگر H>0 بود آنگاه ضلع جدید باید swap شود. این شرط برای مثلث های مجاور مثلث swap شده به وسیله stack باید چک شود و این کار تا زمانی که تمام مثلث ها در شرط دلونی صدق کند باید تکرار شود. برای جنوگیری از مشکل حلقه نامتناهی یک مقدار صفر به عنوان خارج دامنه در نظر می کیریم و وقتی به آن رسیدیم swap را انجام نمی دهیم.

حذف نقطه از شبکه مثلث بندی دلونی :

این الگوریتم عکس الگوریتم وارد کردن نقطه است. برای این کار الگوریتم های مختلفی وجود دارد :

الگوریتم Heller :

مثلثی که کوچکترین دایره محیطی را دارد با swap کردن ضلع حذف می شود. این کار برای هر سه ضلع انجام می شود و پس از swap کردن هر سه ضلع نقطه حذف می شود.

الگوریتم Deviller :

در این روش مثلث هایی که شامل نقطه مورد نظر هستند به ترتیب power of P حذف می شوند.

 

در این روش برای حذف مثلث ها از ساختار queue استفاده می شود.

الگوریتم مصطفوی :

در این روش مثلثی حذف می شود که دایره محیطی آن شامل هیچ کدام از نقاط همسایه P نباشد.

Constrained Delunay Triangulation

دقت DTM نهایی با در نظر گرفتن نقاط و خطوط F-S بالاتر خواهد رفت. به عبارتی نمی خواهیم این خطوط توسط ضلع های مثلث قطع شود.

ساده ترین راه : روی این خطوط نقاط را dense در نظر بگیریم ( فاصله بین آنها از نصف فاصله متوسط نقاط مجموعه کمتر باشد.) ایراد این روش افزایش حجم فایل است.

شیوه دیگر برخورد با این خطوط به عنوان قید است.

مثلث بندی مقید : (Constrained Delunay Triangulation – CDT)

یک CDT در حقیقت یک شبکه delunay نیست. چون برخی از مثلث ها ممکن است در شرط دلونی صدق نکند. برای یک مجموعه داده مشخص و یک مجموعه خط به عنوان قید رئوس مثلث بندی باید شرایط زیر را داشته باشد :

1. خطوط قید مشخص در مثلث بندی لحاظ می شود.

2. مثلث بندی نهایی تا جای ممکن به مثلث بندی دلونی نزدیک باشد

منظور از CDT این است که خطوط F-S توسط اضلاع مثلث قطع نشود. برای برآورده کردن این منظور این خطوط یک مانع در نظر گرفته می شوند و اصل circle circumcircle این گونه بهبود می یابد که فقط برای نقاطی که بتواند از یک سمت خط دیده شوند این اصل در نظر گرفته می شود. برای این منظور شیوه دو مرحله ای برای ساخت CDT در نظر گرفته می شود :

1. ساخت مثلث بندی دلونی استاندارد با تمام نقاط شامل داده های نقطه ای بدون در نظر گرفتن قیدها انجام می شود

2. برای برقراری قیود و سازگار کردن تمام مثلث ها ، اضلاع مثلث هایی که این خطوط را قطع کرده اند،swap می شوند.

Triangulation from Contour Data with Skeletonization

شیوه های مثلث بندی از داده های منحنی میزان :

1. با خطوط منحنی میزان به صورت نقاط تصادفی رفتار شود و از مثلث بندی دلونی برای تشکیل مثلث ها استفاده شود.

2. با خطوط منحنی میزان مثل قید رفتار شود.

3. حد وسط بین دو شیوه فوق

در شیوه اول برخی اثرات ناخواسته مثل flat triangle ( سه راس مثلث از یک منحنی انتخاب شده باشد) ممکن است اتفاق بیفتد. در شیوه دوم هم حجم محاسبات خیلی زیاد می شود.

حد وسط این دو شیوه ، این گونه است که نقاط بیشتری برای جلوگیری از این دو مشکل اضافه کنیم ßاستخراج خطوط skeleton :

برای این کار از Medial Axis Transform(MAT) استفاده می شود. نقاط روی MAT مرکز دایره های محاطی مماس حداقل در دو نقطه است.(شکل 23-5 صفحه 104)

از روی Voronoi Diagram می توان MAT را استخراج نمود.

پس از استخراج خطوط Skeleton از منحنی میزان ها باید ارتفاع آنها را استخراج نمود. قسمت عمده ای از این خطوط بین دو خط منحنی مجاور قرار می گیرند که ارتفاع آنها به ساگی از میانگین ارتفاع دو منحنی مجاور استخراج می شود. قسمت های از این خطوط شامل شاخه های کوچک است (شکل 26-5 صفحه106 ) . برای بدست آوردن ارتفاع این نقاط از مقایسه شعاع دایره هر نقطه و شعاع دایره در محل برخورد با محور اصلی Skeleton استفاده می شود :

 

Zc : ارتفاع منحنی میزان نزدیکتر

Zb : ارتفاع منحنی میزان دیگر

Zi : ارتفاع نقطه مورد نظر

Ri : شعاع دایره در نقطه مورد نظر

Rc : شعاع دایره مرجع

نقاط Skeleton برای مثلث بندی از روی منحنی میزان به شبکه نقاط اضافه می شوند.

Delunay Triangulation Via Voronoi Diagram

همانطور که گفته شد مثلث بندی دلونی را می توان به طور غیر مستقیم از روی Voronoi Diagramساخت و برعکس.

ساخت دلونی از Voronoi : پس از ساخت Voronoi هر دو نقطه ای که یک مرز مشترک در ناحیهvoronoi دارند به هم وصل می شوند و به این شیوه مثلث ها ساخته می شود. پیوستگی مثلث ها بررسی و نهایتا مثلث بندی شکل می گیرد.

ساخت Voronoi Diagram :

الگوریتم بر مبنای بردار :

از نقطه نظر محاسبات هندسی، یک Voronoi Diagram تقسیم بندی صفحه به نواحی پلیگونی n-ضلعی است که هر کدام از آنها مرتبط با یک نقطه مشخص است . ناحیه مربوط به یک نقطه مجموعه نقاطی است که به آن نقطه از سایر نقاط نزدیک تر است. پلیگون های Thiessen یا نواحی Voronoi یک الگو از پلیگون های محدب است که کل صفحه را پوشش می دهد.

روش ساده ساخت Voronoi الگوریتم تدریجی است که ایده پایه آن اضافه کردن نقطه در زمان است.

الگوریتم بر مبنای رستر :

از آنجایی که مرزهای Voronoi نقطه P از خطوط عمود منصف بین P و همسایه های نزدیکش ساخته می شود، فاصله در تولید Voronoi یک مفهوم کلیدی است. از طرفی چون کار با اعداد صحیح در فضای رستری ساده تر است مساله تعریف فاصله integer مطرح می شود. دو شیوه تعریف فاصله در شکل 32-5 صفحه 112 نشان داده شده است. با تعریف فاصله رستری فاصله هر پیکسل با پیکسل های مرجه مشخص شده و آن پیکسل به ناحیه مرجعی تعلق می گیرد که کمترین فاصله را از آن دارد. در واقع تبدیل فاصله می تواند توسط اپراتور ها در ریاضیات مورفولوژی توسعه یابد.

4 – درونیابی (انترپولاسیون)

انترپولاسیون تکنیک پایه ای در DTM هست چرا که در مراحل مختلفی از فرایند مدلسازی زمین شامل می شود مثل : دقت، آنالیز، زمین،کاربرد،کنترل کیفیت ،ارزیابی، بازسازی سطح

با معیار سایز منطقه ای برا ی انترپولاسیون ، دو روش مشخص شده است :

area based , point based

 

در روش area based سطح با استفاده از همه نقاط مرجع (معلوم) در سطح بنا می شود و ارتفاع هر نقطه در این سطح با استفاده از سطح بنا شده ، بدست می آید . این روش می توانند هم global ,همlocal باشد .

Global interpolation شامل بنای یک سطح 3D پیچیده از همه داده های نقاط اندازه گیری شده است و مقدار ارتفاع برای سایر نقاط با استفاده از این سطح بدست می آید. سودمندی این روش به پیچیدگی سطح زمین و سایز واقعی سطح وابسته است. یک روش مناسب تر تقسیم کردن سطح به مجموعه ای از patch ها با شکل و سایز یکسان (identical) است که این روش local or patchwise interpolation می گویند.

برای هر patch یک سطح بنا می شود با استفاده از همه نقاط مرجع و ارتفاع همه نقاط دیگر در اینpatch با استفاده از سطح بنا شده بدست می آید. سایز patch با پیچیدگی سطح تعیین می‌شود و می تواند با درجه معینی با patch های همسایه overlap داشته باشد برای اطمینان از smooth connectionبین patch ها استفاده می شود.

 

اگر از همه نقاط مرجع عبور کندexact reconstruction داریم که exact fitting می نامند. اگر از همه نقاط مرجع عبور نکند ( آن هم به علت خطا در بعضی نقاط ) . پس انحرافی از هر نقطه مرجع ممکن است وجود داشته باشد . اگر چنین انحرافاتی مینیمم شود (محدودیت قائل می شویم که مینیمم کنیم ) سپس سطح بهترین fit را دارا می شود به این نوع انترپولاسیون best fitting می گویند.

bilinear یک گرید مربعی که تشکیل می دهد. و می تواند برای هر 4 نقطه ( که در طول یک خط نیستند) اجرا شود .

z=a0+a1*x+a2*y+a3*x*y

یک مسئله می تواندdeterministic و یا probabilistic باشد. یک تابع deterministic برای مسائلdeterministic و یک stochastic model برای مسائل probabilistic استفاده می شود.

اتنرپولاسیون می تواند در space domain و یا در spectral domain صورت گیرد . اغلب تکنیک های انترپولاسیون برای terrain modeling برای spatial interpolation هستند. با این حال این امکان وجود دارد که داده را به فضای فرکانس انتقال دهیم و در آنجا انترپولاسیون را انجام دهیم.

همان طور که در فصل 4 گفته شد یک صفحه با سه نقطه روی آن تعیین می شود و یک رویه مثلثی یک مثال نمونه ای از چنین صفحه ای است .معادله ریاضی صفحه:

z=a0+a1*x+a2*y

 

 

درونیابی چند لایه ای (Hardy Method) :

انترپولاسیون multi-surface مشهور به hardy method هستند. ایده اصلی این است که هر سطح پیوسته curved (چه regular و چه irregular ) می تواند به وسیله مجموع یک سری از سطوح ساده با دقت مطلوبی تقریب زده شود (مثل سطوح ریاضی تک مقداری) این روش می تواند با سری فوریه مقایسه شود. این فرایند یک سطح curved برای هر نقطه مرجع با استفاده از تابع پایه (که kernel function نامیده می شود) ایجاد می کند. و ارتفاع هر نقطه بین نقاط و فرض از متوسط وزن دار این سطوح curved مقدار می گیرد. به این شیوه ، سطح نهایی continous خواهد بود واز میان همه نقاط فرض می گذرد.

Area Based Exact Fitting of Curved Surface

Bilinear interpolation به طور وسیعی در انترپولاسیون DTM استفاده می شوند چرا که هم ساده هستند و هم شهودی (intutive) اما سطح نتیجه smooth نیست . برای اینکه سطح حاصل () باشد، یک سطح پلی نومیال به مجموعه ای از سطوح linear همسایه فیت می شوند.

روش دیگر ، exact fitting برای سطوح curved ممکن هست . مثل توابع bicubic spline

 

 

 

Bicubic Spline Interpolation:

برای غلبه بر نقص توابع bilinear ، توابع bicubic spline برای ساختن یک سطح smooth DTM روی یکDTM شامل 4 نقطه گرید استفاده می شود

Z=f(x,y)=∑∑aij xi * yj

16 ضریب باید مشخص شود. 12 معادله دیگر از شرایط connection بین patch ها بدست می آید.

1- slope در هر node ای (join بین patch های همسایه ) باید در هر دو جهت x,y پیوسته باشد.

2- torque از join بین patches adjacent نیز بایدcontinuos باشد.

 

Searching For neighbor Points :

نقطه همسایه باید به نقطه انترپوله نزدیک باشند. فاصله به عنوان یک معیار می تواند مورد استفاده قرار گیرد. یک دایره و یا مستطیل حول نقطه انترپوله کشیده شود و همه نقاط در این محدوده انتخاب شوند. و اگر تعداد نقاط زیادی در این محدوده انتخاب شوند. پس تعدادی خاص مورد بررسی قرار می گیرند مثلا 6 نقطه نزدیک انتخاب می شود در انتخاب بر حسب تعداد نقاط (حالت دوم ) ، وقتی اغلب نقاط در یک جهت خاص انتخاب شوند می تواند مشکل ایجاد کند. مثل شکل های صفحه 129 کتاب

یک راه حل این است که به point distribution توجه کنیم، یعنی اینکه نقاط را به 4 و یا 8 گروه تقسیم کنیم ( در جهات مختلف ) و تعدادی مشخص نقطه در هر sector انتخاب کنیم.

روش دیگر که مشابه ایده partitioning هست، این است که یک voronoi diagram برای نقاط داده ایجاد کنیم و سپس نقاطی که voronoi diagram آنها مرز مشترک باvoronoi region نقطه انترپوله دارد، برای انترپولاسیون انتخاب شوند. البته بحث پیش می آید که اگر ما voronoi diagram مجموعه نقاط را بنا کرده ایم چرا که نباید انترپولاسیون را روی شبکه مثلثی انجام دهیم .

 

Determination of weighting Function :

ایده اصلی دادن وزن به نقاط رفرنس بررسی اثر آن نقاط روی نقطه انترپوله هست. تابع distanceاستفاده می شود . هر چه فاصله کوچک تر باشد، وزن بیشتر است. این معلوم است که هر چه نقاط به هم نزدیک تر باشند شباهت آنها بیشتر است و بالعکس در روش moving average معمولا تابع مرتبط با فاصله پذیرفته می شود. wi وزن برای نقاط رفرنس R شعاع دایره ، di فاصله نقطه رفرنس از نقطه انترپولهk ثابت.

* روش جایگزینی آن است که وزن یک تابع از سطح باشد بجای تابعی ازفاصله .

Voronoi region هر نقطه رفرنس می تواند مورد استفاده قرارگیرد برای بنا کردن تابع وزن.

میزان مساحت stolenمی تواند به عنوان وزن در انترپولاسیون مورد استفاده قرار گیرد.

Point-Based Moving Surfaces:

در moving average ، مقدار متوسط تعدادی نقاط همسایه برای نقطه انترپوله بکار می رفت در واقع باmoving average یک moving surface تولید می شود. انواع مختلفی از سطوح می توانند برای point besed interpolation تولید شوند.

 

Principle of Moving Surfaces :

برای یک مجموعه داده، انواع مختلفی از سطح می تواند تولید شود. حالت اول اگر ارتفاع نقطه رفرنس که نزدیک ترین به نقطه انترپوله هست به نقطه انترپوله داده شود، این nearest neighbor interpolationنام دارد (اگر چه که هیچ انترپولاسیون د رواقع صورت نگرفته ) این مورد یک صفحه افقی با استفاده ازdeterministic function ایجاد می شود.

If di=min(d1,d2,…..,di,……,dn)

 

Point-Based Moving average:

در یخش قبل، روشهایarea based معرفی شد.

The principle of point Based moving average:

یک روش انترپولاسیونpoint based عبارت است ازmoving average که به عنوانsmoothing methodمطرح می شود.

 

تکنیک معمول درDTM:

روش moving average برای انترپوله کردن یک نقطه با استفاده از تعداد نقاط رفرنس در نزدیک آن صورت می گیرد. بیان ریاضی به صورت زیر است : Z=∑zi / n

n تعداد کل نقاط رفرنس برای .average

zi ارتفاعi امین نقطه رفرنس یک averaging simple است یعنی اینکه اهمیتی ندارد که چقدر نقاط رفرنس به نقطه انترپوله نزدیک باشند ، وزن برای همه نقاط یکسان است . وزن های مساوی به نظر منصفانه نمی آید (weighted moving average)

دو مسئله مطرح می شود1- کدام نقاط باید به عنوان نقطه رفرنس برای نقطه انترپوله در نظر گرفته شوند 2- چگونه به نقاط رفرنس وزن دهیم.

 

Least Square Fitting of Finite Elements:

Finite Elements روشی است که به طور وسیع در مکانیک مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش قطعات بزرگ به واحد های کوچک (cell) تقسیم میشود. در موردDTM، یک سطح روی یک منطقه بزرگ می تواند به واحد های کوچکی مثلgrid,triangular تقسیم شود. سپس یک تابع ریاضی ساده برای تقریب زدن سطح روی هر () کوچک مورد استفاده قرارمی گیرد. پس سطح بزرگ شامل تعدادی واحد های کوچک می شود.

در حقیقت انترپولاسیونbicubic,bilinear برای آنالیز این المان ها بکار گرفته می شود (بخصوص درموردexact fittingازbicubic spline استفاده میشود. ) در روشی که در اینجا بحث می شود،node های گرید نا شناخته هستند و لازم است انترپوله شوند (توجه کن که در قبلnode های گرید ، نقاط رفرنس بودند و ما از آن ها استفاده می کردیم با روشbilinear برای تعیین مقدار برای سایر نقاط) در اینجا برای نقطهp معلوم است p(x,y,z) برای نقاط گرید ،z نداریم ( z مجهول هست)

 

Area Based Best Fitting Of Surfaces:

این قابل فهم است که اگر سطح زمین پیچیده باشد ، غیر ممکن است تابع ریاضی‌ای بتواند آن را به طور کامل توضیح دهد بجای آن ازinterpolation function استفاده میشود برای تقریب سطح زمین . در اینجا باید بیان کنیم که یک سطحی که از میان همه نقاط رفرنس می گذرد لزوما بهترینapproximationنسبت به سایر سطوح نیست . اگر منطقه خیلی بزرگ باشد و نقاط رفرنس زیاد در دسترس باشد، لازم است که پلی نومیال با درجات بالا برای رسیدنexact fitting استفاده کنیم . در حقیقت این روش ، روشیdangerous است چرا که نوساناتunstable میتواند با چنین تابع های پلی نومیال درجه بالا ایجاد شود شکل زیر چنین نوسانه را نشانه میدهد.

Best fittingبجایexact fitting برای سطوحcurved یک روشی که به طور وسیعی استفاده می شود تئوری در پسbest fitting آن است کهvariationهای کوچک روی سطح زمین آنقدر پیچیده هستند که می توانند به عنوان یک فرایندstochastic مورد بحث قرارگیرند.

 

Least Square Fitting of a local surface:

possibilityهای زیادی برایbest fitting وابسته به تعریفbest وجود دارد. یک تعریف ساده می تواند به صورتsum of the absolute value of the errors is at a minimum باشد. تعریف مشهور دیگر است که به روش حداقل مربعات (که به طور وسیعی در تئوری خطا ها استفاده می شود) راهنمایی می کند.

بیان ریاضی در تعریف فوق:=min ei2 =min , ∑│ei│∑

ei:انحراف نقطه رفرنسiام ازfitting surface وn تعداد کل نقاط رفرنس برای یک مجموعه نقاط رفرنس و یکfitting function شمار زیادیfitting وجود دارد (deviation در نقاط رفرنس از سطوحfitted به عنوانresidual در تئوری خطا مطرح هست )

به طور تابع های زیر مورد استفاده برایcurved surface fitting هستند :

1- پلی نومیالsecond order 2- پلی نومیالthird order 3- توابعbi cubic

. 5- نمایش multi scale از مدل رقومی زمین(DTM)


 

مقدمه:

Scale یک مفهوم گیج کننده است و اغلب معانی مختلفی وابسته به چارچوب مطالعه دارد.

Level Of Detail (LOD) که روی نقشه بزرگ مقیاس نشان داده می شود, نمی توان روی نقشه کوچک مقیاس نشان داد. یعنی نمایش یک feature در یک منطقه در مقیاس های مختلف نقشه, متفاوت است ومسئلهmulti scale در کارتوگرافی مطرح می شود. مسئله این است که چگونه یک نقشه small scale از نقشه large scale با عملیاتی چون simplification وaggregation بدست آوریم که یک مسئلهgeneralization نامیده می شود.

 

تبدیل در مقیاس: یک فرآیند غیر قابل برگشت در geographic space

در فضای اقلیدسی هر شی یک بعد صحیح دارد. افزایش(ویا کاهش) در مقیاس باعث افزایش (ویا کاهش) در طول در فضای دوبعدی و در حجم در فضای سه بعدی می شود.


 

 

از شکل مشخص می شود که تبدیل مقیاس در فضای اقلیدسی یک تبدیل برگشت پذیر است. یعنی از مقیاس کوچک به مقیاس بزرگ می توان رسید.

در geographical space , بعد شی عدد صحیح نیست (مفهوم بعد فرکتالی توسط Mandelbrot معرفی شده است) ومقداری بین 1و2 برای خط وبین 2 و3 برای سطح می باشد. مدت ها قبل کشف شده است که طول های مختلف برای coastline نمایش داده شده روی نقشه در مقیاس های مختلف به دست می آید. طول اندازه گیری شده در مقیاس های کوچک تر, کوتاهتر خواهند بود واین به خاطر آن است که سطوح مختلف reality اندازه گیری شده است. در واقع روی نقشه با مقیاس کوچک تر, میزان پیچیدگی شی کاهش پیدا می کند تا این که برای نمایش در آن مقیاس مناسب باشد. اما وقتی نمایش در مقیاس کوچک تر قرار است که enlarge شود وبه سایز اولیه خود برسد, سطح پیچیدگی قبل نمی تواند دوباره به دست بیاید و چنین تبدیلی غیر قابل برگشت نامیده می شود.

 

 

Generalization یکDTM از مقیاس بزرگ به مقیاس کوچک یک فرایند غیر قابل برگشت است.

مقیاس و رزولوشن وساده سازی نمایش

سایز واحد پایه برای اندازه گیری یا نمایش به عنوان رزولوشن اشاره می شود. اگر داده ها در فرمت رستری هستند, سایز پیکسل ها به عنوان رزولوشن مطرح است. در مورد گریدهای DTM, فاصله بین گرید ها به عنوان رزولوشن مطرح است.

رزولوشن,Level Of Detail معنی می دهد ومقیاس Level Of Abstraction معنی می دهد.

شکل زیر چهار تصویر در یک مقیاس, اما با چهار رزولوشن مختلف نشان می دهد.

 

 

روش ها برای نمایش multi scale

دو نوع مختلف از نمایش multi scale وجود دارد:

1-metric multi scale representation : شبیه به نقشه است و تاکید روی کیفیت متریک دارد. مسئلهmulti scale در DTM مرتبط با با این است که چگونه به طور خودکار بتوانیم داده های DTM مناسب برای هر نمایش با مقیاس کوچک تر را از داده های DTM در مقیاس بزرگ تر استخراج کنیم(چرا که داده هایDTM در مقیاس بزرگ به طور پیوسته update می شود) چنین پروسه ای generalization نامیده می شود و به طور یکنواخت برای همه سطح داده به کار می رود وداده ها در سطح دقت یکسانی دارند.

2-visual multi scale representation :این نوع نمایش multi scale تنها برای visual impression (مثل بازی های کامپیوتری) بکار می رود. به عبارت دیگر LOD نمایش داده شده روی یک تصویر از محلی به محل دیگر متفاوت است و به آن LOD در computer graphics می گویند.به این روش view dependant LOD نیز می گویند ودر مقابل به روش قبل view independent LOD می گویند.

دو نوع تبدیل در مقیاس وجود دارد:تبدیل گسسته وپیوسته

در تبدیل گسسته, تعداد مقیاس های مختلف از یک منطقه تعداد معدودی است. در حالی که در تبدیل پیوسته, از منطقه در همه مقیاس ها داده می توانیم داشته باشیم.

نمایش سلسله مراتبی DTM در مقیاس های گسسته

نمایش سلسله مراتبی در مقیاس های گسسته برای داده های DTM نمایش معروفی است. این نمایش برای سرعت بخشیدن به پردازش داده ها می باشد.هم شبکه های مثلثی وهم شبکه های گریدی در فرم سلسله مراتبی می توانند نمایش داده شوند.

ساختار هرمی برای نمایش سلسله مراتبی

شکل زیر ساختار هرمی از گرید مربعی ومثلثی را نشان می دهد .چهار مربع (مثلث) در سطح سوم تشکیل یک مربع (مثلث) بزرگ تر در سطح دوم را نشان می دهند.تعداد مربع ها در level k برابر k-14 است.سایز مربع ها(مثلث ها)در یک سطح از ساختار هرمی برابر هستند.

 

 

 

در یک فرایند four to one aggregation , متوسط گیری ساده برای محاسبه مقدار ارتفاع گرید جدید پذیرفته می شود.

در این روش , feature های مشخص زمینی در نظر گرفته نمی شوند. پس به طور واضح از شکل افتادگی های بصری نسبتا واضحی به علت از دست دادن مشخصه های سطح زمین و عدم پیوستگی در مرز گریدها ایجاد می شود.

ساختار quadtree برای نمایش سلسله مراتبی

نقص بزرگ ساختار هرمی ساده در این است که فاصله گرید ها در یک سطح از هرم برابر هستند, حال چه سطح زمین پیچیده باشد وچه ساده. همین مسئله در مورد مناطق ناهمگون مشکل ایجاد می کند. در این موارد ساختار سلسله مراتبی با سایز گرید متغیر مناسب تر هستند. قسمت های پیچیده تر می توانند با گرید هایی با رزولوشن بهتر (فاصله گرید های کوچک تر) وقسمت های ساده تر با گریدهایی با رزولوشن کمتر (فاصله گرید های بزرگ تر)نمایش داده شوند.

شکل زیر مثالی از ساختار quadtree مثلثی است. Aggregation چهار سلول در یک سلول مشابه ساختار هرمی است. تنها اختلاف آن در این است که در quadtree معیار هایی برای این که آیاAggregation برای چهار سلول داده شده لازم هست یا نه, تنظیم می شوند. برای مثال اگر اختلاف ارتفاع از یک حد آستانه بزرگ تر باشد, نیازی به Aggregation نیست ودر غیر این صورت لازم است.

 

 

نمایش multi scale از DTM در مقیاس پیوسته

لیستی با شش معیار توسط Weibel برای ارزیابی روش های multi scale مطرح شده است که عبارتند از:

1-اجرا روش به صورت اتوماتیک ممکن باشد.

2-بتوان بازه وسیعی از تغییرات مقیاس را درآن اجرا کرد.

3-برای مشخصه های توپوگرافی منطقه قابل تطبیق باشد.

4-به طور مستقیم روی پایه DTM کار کند.

5-بتواند از نتایج یک آنالیز داشته باشد.

6-فرصتی برای جایگزینی feature ها بر اساس feature های مهم توپوگرافی وland form ها فراهم کند.

سه روش برای نمایشmetric multi scale برای داده های DTM ارائه شده است:

1-روش های فیلترینگ

2-جنرالیزه کردن structure lines

3-ترکیبی از دو روش فوق

اگر مجموعه معیار های پیشنهادی Weibel برای ارزیابی نمایش هرمی به کار رود, نتیجه خیلی خوبی نمی دهد. مهم ترین عیب این روش آن است که تنها شمار مشخصی از مقیاس ها را می توان تولید کند.

 

اصل طبیعی برای جنرالیزه کردن DTM

اگر سطح زمین از ارتفاعات مختلف دیده شود, شکل های متفاوتی از آن می بیند. اگر سطح زمین از ماه دیده شود , همه ناهمواری های زمینی ناپدید می شود وسطح زمین شبیه یک توپ آبی ظاهر می شود. اگر سطح زمین از محل یک هواپیما دیده شود, جزئیات کوچک هنوز آشکار نیست بلکه مشخصه های اصلی تغییرات زمین واضح است.

اصل طبیعی که به وسیله Li & Openshow معرفی شده است, بیان می کند که:

برای هر مقیاس داده شده , همه جزئیات در مورد تغییرات فضایی اشیا که ورای حد مشخصی هستند نمی توانند نمایش داده شوندو باید نادیده گرفته شوند.

Li & Openshow این حد مشخص را به عنوان Smallest Visible Object(SVO) معرفی کردند. در این کتاب با عنوان Smallest Visible Size(SVS) آن را می شناسیم.

سوال مهم آن است که چگونه SVS را محاسبه کنیم؟در میان تست های مختلفی که Li & Openshowانجام دادند به این نتیجه رسیدند که, مقدار 0.5 تا 0.7 میلیمتر روی تارگت (نقشه) مقدار مناسبی است.

اگر SVS روی سطح زمین را باK وSVS روی نقشه را با k وSt فاکتور مقیاس برای نقشه تارگت باشد, آن گاه داریم: K=k*St

در ارتباط با این فرمول مشکلی وجود دارد وآن این است که مقدارK هیچ فرقی نمی کند که مقیاس ورودی (منبع) چقدربزرگ باشد. برای حل این مشکل فرمول به صورت زیر اصلاح شده است:


 

وقتی که اختلاف بین Ss وSt کم است, مقدار K کوچک است واین یعنی می دهد که تغییر کمتر لازم است. در حالت نهایی اگر Ss =St باشد, آن گاه K=0 است وهیچ جنرالیزه کردنی لازم نیست.

فرایند به کار بردن اصل طبیعی برای جنرالیزه کردن DTM شبیه به فرایند کانولوشن است که cell به cellروی DTM ورودی اجرا می شود.در هر زمان یک template با سایز مساوی با SVS روی یک cell از DTMورودی گذاشته می شود.همه cell ها در template برای تخمین ارتفاع cell در DTM خروجی بکار برده می شود. در حقیقت تمام متد های انترپولاسیون point based برای این منظور می تواند مورد استفاده قرار گیرد. هر چه قدر مقیاس کوچک تر می شود, سطح smooth تر می شود و این در تطابق با اصل طبیعی است.

متدهای جنرالیزه کردن شبیه به فیلترهای زیر گذر می باشند, اما در برخی جنبه ها متفاوت هستند. از آن جمله می توان گفت که:

1-template می تواند به تدریج پیکسل به پیکسل حرکت کند ویا از یک پیکسل به دیگری جهش داشته باشد. ممکن است حتی overlap ای بین template ها نباشد که به ساختار هرمی ما را هدایت می کند.

2- سایز template ها از مقادیر مقیاس تارگت ومنبع محاسبه می شوند.

اصول برای view dependant LOD

جزئیات بیشتر برای مناطق واشیا نزدیک تر به viewpoint وجزئیات کمتر برای مناظر واشیا دورتر ازviewpoint استفاده می شود. اگر DTM در فرم گرید است, پس cell های Coarse تر برای نمایش مناظر واشیا دورتر بکار می روند و cell های fine تر برای نمایش مناظر واشیا نزدیک تر به کار میروند.

Cell های coarse تر در گرید مربعی وشبکه مثلثی به وسیله تعدادی عملگر شبیه collapse & removalتولید می شوند.

در شکل چهار عملگر پایه برای ساده سازی شبکه مثلثی برای اهداف LOD نشان داده شده است:

1-vertex removal: یک vertex حذف می شود ومثلث های جدید ایجاد می شود.

2-triangle removal:یک مثلث با سه راس آن حذف می شود ومثلث های جدید تشکیل می شوند.

3- edge collapse:یک edge با دو vertex به یک نقطه تبدیل می شود ومثلث های جدید ایجاد می شوند.

4-triangle collapse: یک مثلث با سه vertex تبدیل به یک نقطه می شود ومثلث های جدید ایجاد می شوند.

سوالی که مطرح است این است که چه زمانی از این الگوریتم ها استفاده کنیم ؟ در انتخاب VIP دو کانسترین استفاده می شود: 1-تعداد VIP ها باید حفظ بماند .2-accuracy loss مجاز باشد.

این دو کانسترین برای ساده سازی داده های DTM برای تولید view dependant LODنیز استفاده می شود, که به دو روش مجزا ما را هدایت می کند. به هر حال تعداد مثلث ها در LOD بجای تعداد VIPها استفاده می شوند که این کانسترین به نام budget- based simplification است واستفاده از کانسترین خطای مجاز به نام fidelity_based simplification است.


 

.


 
 
منابع سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٢:۱۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٧/۱٩
 

در قسمت زیر لیست منابع کارشناسی ارشد رشته سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی برای استفاده دوستان عزیزی که قصد شرکت در آزمون این رشته رو دارن ، آورده شده. با شناختی که از سوالات سالهای قبل وجود داره این لیست بالای ۹۰٪ از سرفصلها رو پوشش می ده البته من از بین همین منابع هم دو کتاب "دیدگاههای نو در جغرافیای شهری دکتر شکوئی" و "ژئومورفولوژی اقلیمی دکتر محمودی" رو به خاطر جلوگیری از اختلاط مطلب و ذیق وقت و کتاب "اصول و مبانی سنجش از دور دکتر مالیمریان" به خاطر اهمیت نسبی کمترش نخوندم.ولی چون نخوندن دو کتاب اول ریسک زیادی داره توصیه می کنم که شما این کتابها رو مطالعه بفرمایید. اگر وقت کافی ندارید از کتاب"دیدگاههای نو در جغرافیای شهری" فصول۶،۵،۴،۳،۲،۱و فصل آخر رو مطالعه کنید یا خلاصه شده ی این کتاب یعنی"جغرافیای شهری دکتر شکوئی ، پیام نور" رو بخونید.

 

برای ریاضی میتونید از کتب ریاضی عمومی مانند رنجبران، نیکوکار، سعادت و ... استفاده کنید.کتابی که در لیست برای آمار معرفی شده کتاب بسیار جامعیه ولی در کنارش می تونید از منابعی مانند "مفاهیم آمار و احتمال دکتر عبدالمجید رضایی" هم استفاده کنید.

سوالات زبان منبع مشخصی نداره ولی سوالات سالهای قبل این رشته و رشته های دیگری چون جغرافیای طبیعی و همچنین متون انگلیسی و زبان تخصصی در مورد اصول تفسیر عکسهای هوایی ، هیدرولوژی، اقلیم شناسی ، ژئومورفولوژی ، جغرافیای شهری و روستایی و زیستی میتونه کمکتون کنه.

دقت داشته باشید که این لیست برای آزمون کارشناسی ارشد دولتیه.در ضمن سوالات خود در مورد آزمون ، نحوه تهیه منابع و... رامی توانیدازقسمت نظرات مطرح کنید.


 

منابع سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی

GIS & RS


 

۱.درس اصول تفسیر عکسهای هوایی


 

1.اصول تفسیر عکسهای هوایی با کاربرد در منابع طبیعی،تالیف دکتر زبیری و مهندس دالکی، انتشارات دانشگاه تهران

2.آشنایی با فن سنجش از دور و کاربرد در منابع طبیعی، تالیف دکتر زبیری و مهندس مجد، انتشارات دانشگاه تهران

3.سنجش از دور (اصول و کاربرد)، تالیف دکتر حسن علیزاده ربیعی، انتشارات سمت

4.اصول عکسهای هوایی، دکتر علیجانی، انتشارات پیام نور

توضیح: این کتاب جزء کتابهای نایاب می باشد بزای تهیه آن به یکی از کتابخانه های دانشگاهها مراجعه کردو و کپی آنرا تهیه نمایید.

5.کاربرد عکسهای هوایی و ماهواره ای در جغرافیا، دکتر رضوانی، پیام نور

توضیح: این کتاب گرد آوری شده می باشد و اکثر مطالب آن در چهار کتاب بالا هست ولی چون مقداری مطالب جدید هم دارد توصیه می کنم اول چهار کتاب بالا را خوانده و سپس مطالب غیر مشترک این کتاب را هم مطالعه نمایید.

6.اصول و مبانی سنجش از دور و تعبیر و تفسیر تصاویر هوایی و ماهواره ای، ترجمه و تدوین حمید مالیمریان، انتشارات سازمان جغرافیایی وزارت دفاع و پشتیبانی نیرو های مسلح.

توضیح: بعضی سالها از این کتاب یک یا دو سوال طرح شده اگر وقت داشتید مطالعه آن خالی از لطف نیست.


2.درس هیدرو اقلیم


 

1.مبانی آب و هواشناسی، دکتر کاویانی و دکتر علیجانی، انتشارات سمت

2.آب و هوای ایران، دکتر علیجانی، پیام نور

3.اصول هیدرولوژی کاربردی، دکتر امین علیزاده، انتشارات دانشگاه امام رضا


3. درس ژئومرفولوژی و جغرافیای زیستی


 

1.ژئومرفولوژی ایران، دکتر جداری عیوضی، پیام نور

2. ژئومرفولوژی ساختمانی، دکتر محمودی، پیام نور

3.مبانی ژئومرفولوژی ماکس درائو، ترجمه مقصود خیام، انتشارات مبنا

4. ژئومرفولوژی اقلیمی، دکتر محمودی، پیام نور

توضیح: این کتاب را انتشارات دانشگاه تهران هم دارد که به صورت حجیم تر و دو جلدی است ولی اگر زمان کافی ندارید و از آنجایی که تقریبا" تمام سوالات طرح شده در نشر پیام نور موجودند بهتر است شما کتاب پیام نور را که تک جلدی و در 178 صفحه است را تهیه نمایید.

5.ژئومرفولوژی دینامیک، دکتر محمودی، پیام نور

6.جغرافیای زیستی، اصغر نیشابوری، انتشارات سمت

7. جغرافیای زیستی،دکتر خالدی، پیام نور (جلد آزمایشی)

8. جغرافیای زیستی، دکتر خالدی، انتشارات قومس

توضیح: این کتاب جزء کتابهای نایاب می باشد بزای تهیه آن به یکی از کتابخانه های دانشگاهها مراجعه کردو و کپی آنرا تهیه نمایید.


4.درس جغرافیای شهری و روستایی


 

1.مبانی جغرافیای روستایی، دکتر عباس سعیدی، انتشارات سمت

توضیح: حتما" عین عنوان را تهیه نمایید.

2.مقدمه ای بر جغرافیای روستایی، دکتر مسعود مهدوی، انتشارات سمت

توضیح: حتما" عین عنوان را تهیه نمایید.

3.جغرافیای شهری ایران، دکتر اصغر نظریان، پیام نور

4.جغرافیا و شهر شناسی، دکتر فرید، انتشارات دانشگاه تبریز

توضیح: این کتاب جزء کتابهای نایاب می باشد بزای تهیه آن به یکی از کتابخانه های دانشگاهها مراجعه کردو و کپی آنرا تهیه نمایید.

5.دیدگاههای نو در جغرافیای شهری، دکتر حسین شکوئی، سمت

توضیح: بیشتر سوالات از فصول 6،5،4،3،2،1 و فصل آخر این کتاب طرح می گردد.


5. درس آمار و ریاضیات


 

برای آمار کتاب "آمار و احتمالات" دکتر هادی رنجبران

توضیح: این کتاب به صورت تست و تشریحی به منظور آمادگی برای کارشناسی ارشد رشته های اقتصاد، حسابداری و مدیریت تهیه شده و کتاب بسیار خوبی در این زمینه بوده و در بهترین شکل شامل بیشتر سرفصلهای آمار جی آی اس می شه .


6.کتاب تست


کتاب مجموعه سوالهای کارشناسی ارشد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، ناصر علی قلیزاده فیروز جایی، انتشارات پردازشگران

توضیح: کتاب مفیدی برای پیدا کردن منابع کلی سوالات و همینطور صفحه و منبعی که سوال از آن طرح شده ولی دقت نمایید چه سوالاتی که به صورت دفترچه ای تهیه نموده اید و چه جواب سوالات این کتاب از روی کلید اولیه ( اصلاح نشده ) تعیین شده پس در استفاده از پاسخهای آنها احتیاط کنید.


 
 
تاریخچهٔ جغرافیا
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٩:۳٤ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/۳/۱٦
 

تاریخچهٔ جغرافیا 

نقشهٔ جهان باز ساختهٔ بتلمیوس از جغرافیای بتملیوسی در سدهٔ هشتم/نهم خورشیدی

این اندیشه از آناکسیماندر(۱۲۳۱/۳۲ – ۱۱۶۶/۶۷ سال پیش از هجرت)، -که واپسین نویسندگان یونانی به بنیان‌گذار واقعی جغرافیا مطرحش نمودند-، از طریق پاره‌ای از بازگویی‌های جانشینان او به ما رسیده‌است. آناکسیماندر را به نوآوری شاخص‌ها (ابزار ساده و کارآمد یونانی که اندازه‌گیری اولیه از عرض جغرافیایی را انجام داد) می‌شناسند. تالس و آناکسیماندر هم‌چنین به پیش‌گویی گرفت‌ها معروف اند. شالودهٔ جغرافیا را می‌توان در فرهنگ‌های دیرینه، از قبیل چین باستان، سده‌های میانه و دوران باستان ردیابی کرد. یونانیان نخستین بار جغرافیا را با هر دو سرفصل هنر و دانش یافته‌بودند و این را با نقشه‌نگاری، فلسفه، ادبیات و ریاضیات به دست آورده‌اند. بحث‌های گرمی در بارهٔ این که نخستین بار کی داوی کرد که زمین گرد می‌باشد، هست؛ که به اعتبار یا مراجعه به پارمنیدس، فیثاغورث یا اناکساغورث می‌شود گفت هر کدامشان با بهره‌گیری از توضیح گرفت‌ها توانست ثابت کند که زمین گرد است. با این وجود، او همانند بسیاری از معاصرانش بازهم باور داشت که زمین یک لوح هموار است. یکی از نخستین برآوردهایی که شعاع زمین را تخمین می‌زند را اراتوستن به جا هشتهاست.

نخستین سامانهٔ خیلی دقیق خطوط دستگاه مختصات جغرافیایی به هیپارخوس (ابرخس) منسوب است. او دستگاه مبنای شصت‌تایی را به کار بست که از ریاضیات بابلی برگرفته شده‌بود. وی مدارها و نصف النهارها را به °۳۶۰، و هر درجه به '۶۰ تقسیم‌بندی کرد. او برای اندازه‌گیری طول جغرافیایی در محل‌های مختلف روی زمین، پیش‌نهاد کرد از گرفت‌ها برای تعیین اختلاف زمانی نسبی استفاده کنند. نقشه‌کشی گستردهٔ رومیان به خاطر کاوش‌هایشان در زمین‌های جدید، بعدها سطح بالای اطلاعاتی‌ای را برای بتلمیوس به منظور ساخت اطلس‌های مو شکافانه گرد هم آورد. وی با استفاده از دستگاه شبکه‌ای روی نقشه‌هایش و اتخاذ طول ۹۰/۹۲ کیلومتر به ازای هر درجه، کار هیپارکوس را پیش‌برد.


 
 
روش‌های کیفی جغرافیا
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٩:۳۳ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/۳/۱٦
 

روش‌های کیفی جغرافیا

روش‌های کیفی جغرافیایی یا قوم‌نگاشتی؛ روش‌های پژوهش، را بشرجغرافی‌دانان استفاده می‌کنند. در جغرافیای فرهنگی، به کارگیری فنون پژوهش کیفی، سنتی است که نیز در مردم‌شناسی و جامعه‌شناسی اَزَش استفاده می‌کنند. مشاهدهٔ همراه با مشارکت و مصاحبه‌های عمقی و موشکافانه، داده‌های کیفی را برای بشرجغرافی‌دانان فراهم می‌کند.


 
 
سامانهٔ اطلاعات مکانی
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٩:۳۱ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/۳/۱٦
 

سامانهٔ اطلاعات مکانی

 نقشهٔ برداری‌ای ساده، استفاده از عناصر برداری: نقاط چاه، خطوط رودخانه و چنربر دریاچه

سامانهٔ اطلاعات مکانی(جی‌آی‌اس یا سام) به جمع‌آوری اطلاعات پیرامون زمین، برای بازیابیِ خودکار توسط یک رایانه، با دقتی مناسب به منظور توختن(کسب) اطلاعات، رسیدگی می‌کند. افزون بر زیررشته‌های دیگر جغرافیا، کارآزمودگان سام باید با علوم رایانه و سامانه‌های دادگانی (پایگاه‌داده‌ای) آشنا باشند. سامانهٔ اطلاعات مکانی انقلابی در زمینهٔ نقشه‌نگاری ایجاد کرد؛ هم اکنون تقریبا تمام نقشه‌سازی را با کمک گونه‌ای از نرم‌افزار سام انجام می‌دهند. هم‌چنین سامانهٔ اطلاعات مکانی دانش بهره‌گیری از نرم‌افزار سام و فنون آن را برای نمایش، واکاوی و پیش‌بینی روابط مکانی هدایت می‌کند. در این زمینه،«جی‌آی‌اس» به معنی «دانش اطلاعات جغرافیایی»[۳] می‌باشد.


 
 
نقشه‌نگاری
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٩:۳٠ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/۳/۱٦
 


نقشه‌نگاری نمایش سطح زمین با استفاده از نمادهای انتزاعی است(نقشه‌سازی). اگرچه زیررشته‌های دیگر جغرافیا برای ارایهٔ تجزیه و تحلیل‌هایشان به نقشه‌ها تکیه می‌کنند، ولی ساخت واقعی نقشه‌ها به اندازهٔ کافی مجرد هست که بتوانیم جداگانه در نظر بگیریمش. نقشه‌نگاری از گردهمایی پیش‌نویس فنون به صورت دانش واقعی سر برآورده‌است. نقشه‌کشان باید روان‌شناسیِ شناختی و کارپژوهی (ارگونومی) را بیاموزند تا بفهمند چه نمادهایی بیشترین اثر را در جابه‌جایی اطلاعات زمین دارا است، و روان‌شناسی رفتاری را بیاموزند تا کسانی را که از نقشه‌هایشان استفاده می‌کنند را به اثرپذیری از اطلاعات وادارند. ایشان باید زمین‌سنجی و ریاضیات نسبتا پیش‌رفته را یاد بگیرند تا بدانند چگونه شکل زمین بر واپیچش(اعوجاج) نمادهای پیش‌دیدهٔ نقشهٔ هموار برای مشاهده تاثیر می‌گذارد. بی‌جنجال می‌توان ادعا کرد که نقشه‌نگاری دانه‌ای است که از کشتزار بزرگ‌تر جغرافیا رُسته‌است. بیشتر جغرافی‌دانان بیان خواهندکرد که شیفتگی دوران کودکی به نقشه‌ها در حقیقت پیش‌گویی گرایش ایشان به این زمینه بوده‌است.


 
 
فنون و روش‌ها
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٩:۳٠ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/۳/۱٦
 

فنون و روش‌ها

همان طور که روابط متقابل مکانی کلیدهای این علوم مختصر هستند، نقشه‌ها نیز ابزاری کلیدی اند. نقشه‌نگاری سنتی با روی‌کردی تازه‌تر به واکاوی جغرافیایی، سامانه‌های اطلاعات مکانی (سام) مبتنی بر رایانه پیوسته‌است. در مطالعهٔ ایشان، جغرافی‌دانان از چهار روش وابسته استفاده می‌نمایند:

  • سامانمند: دانسته‌های جغرافیایی را در مقوله‌هایی که می‌تواند به کاوش سراسری بپردازد، دسته‌بندی می‌کند.
  • منطقه‌ای: به بررسی رابطهٔ سامانمند میان رَسته‌های منطقه‌ای خاص یا موقعیت مکان سیاره می‌پردازد.
  • توصیفی: موقعیتی از سیما و جمعیت را به سادگی مشخص می‌کند.
  • تحلیلی: می‌پرسد که چرا ما به دنبال سیما و ساکنان در یک منطقهٔ خاص جغرافیایی می‌گردیم.

 
 
دانش نقشه‌برداری
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٩:٢٧ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/۳/۱٦
 

دانش نقشه‌برداری

علوم نقشه‌برداری شاخه‌ای از جغرافیا است که پس از انقلاب کمّی در جغرافیا در اواسط دههٔ ۱۳۳۰ خورشیدی پدید آمده‌است. علوم نقشه‌برداری شامل بهره‌گیری از روش‌های سنتی فضایی مورد استفاده در نقشه‌نگاری و عارضه‌نگاری (توپوگرافی) و کاربردشان در رایانه می‌باشد. دانش نقشه‌برداری با استفاده از روش‌هایی مانند سامانهٔ اطلاعات مکانی (سام) و دورکاوی(سنجش از دور) دارای حوزهٔ مشتکی گسترده با بسیاری از رشته‌های دیگر است. علوم نقشه‌برداری هم‌چنین به باززیستی(تجدید حیات)برخی گروه‌های جغرافیایی انجامید، به ویژه در حین دههٔ ۱۳۳۰ خورشیدی و در شمال امریکا که در آن زمینه داشت افول می‌کرد. دانش نقشه‌برداری محدودهٔ گسترده‌ای از زمینه‌های درگیر با واکاوی فضایی، از قبیل نقشه‌نگاری، سامانهٔ اطلاعات مکانی (سام یا جی‌آی‌اس)، دورکاوی و سامانهٔ موقعیت‌یابی جهانی (جی‌پی‌اس) را در بر می‌گیرد.


 
 
رقومی سازی DIGITIZING
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ۳:٥٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/۱٢/۱٩
 

مفاهیم و روش های رقومی سازی:

در روش های نوین تهیه نقشه تکنیک های کامپیوتری نقش مهمی را ایفا می کنند. بسیاری از سازمانهای تهیه نقشه در راه اندازی سیستم اطلاعات جغرافیایی ، سیستم های نوین تهیه نقشه با استفاده از کامپیوتر را بکار می گیرند با بکارگیری چنین سیستم هایی ، اولین و مهمترین مرحله عبارت است از تبدیل اطلاعات نقشه از حالت خطی و غیر رقومی به شکل رقومی و سازگار با کامپیوتر تکنیک تبدیل نقشه های سنتی کاغذی یا سایر مدارک گرافیکی به داده های رقومی سازگار با کامپیوتر را رقومی سازی ( DIGITIZING ) می نامند.

 

چرا DIGITIZE  می کنیم:

تبدیل اطلاعات نقشه های موجود به شکل رقومی و سازگار منطقی تر و کم هزینه تر در صرف زمان و هزینه برای تکرار برداشت داده ها می باشد به عبارتی دیگر با رقومی سازی نقشه های موجود از انجام دوباره کاری ها و صرف هزینه های گزاف جلوگیری خواهد شد حتی اگر اطلاعات نقشه ها بهنگام نباشند تکنیک رقومی سازی بمراتب اقتصادی تر است زیرا بهنگام سازی نقشه های رقومی که در محیط کامپیوتری ذخیره شده اند نسبت به بهنگام سازی نقشه های سنتی کاغذی کار آمدتر بوده و زمان بهنگام سازی و همچنین هزینه ها را کاهش خواهد داد.

بسیاری از نقشه های خطی موجود در سیستم انگلیسی تهیه شده اند برای استفاده از این نقشه ها در سیستم متریک لازم است سیستم اندازه گیری انگلیسی به سیستم متریک تبدیل شود. در مرحله رقومی سازی این تبدیل را می توان به سادگی انجام داد.

 

انواع رقومی سازی:

با توجه به اینکه داده اولیه یک نقشه خطی کاغذی و یا یک تصویر هوایی باشد ، انواع رقومی سازی را می توان به دو دسته تقسیم کرد.

رقومی سازی نقشه های خطی موجود می باشد.

رقومی سازی تصاویر هوایی یا روش فتوگرامتری است.

خصوصیات کارتوگرافی عارضه:

هر عارضه در روی نقشه دارای دو خصوصیت است.

1-   موقعیت عارض( کجاست ) که مشخص کننده این است که عارضه در کجا واقع شده است.

2-   معنا و مفهوم عارضه است ( چیست ) که با یک نماد نمایش داده می شود. و مشخص کننده این است که این عارضه چیست ؟

هماهنگونه که عوارض در روی نقشه های خطی کاغذی دارای دو خاصیت موقعیت و مفهوم می باشند این خصوصیات با دو نوع داده نمایش داده می شود.

نوع اول داده ها داده های موقعیتی است داده های موقعیتی یا داده های گرافیکی نمایانگر مکان عارضه بر روی سطح زمین ، سطح نقشه و تصویر باشد داده های موقعیتی ، همچنین شکل و اندازه عارضه را نشان میدهند.

نوع دوم داده ها ، داده های توصیفی است داده های توصیفی شامل اطلاعاتی در رابطه با سایر خصوصیات عارضه غیر از موقعیت آن است اطلاعات توصیفی می توانند خود بر دو نوع تقسیم بندی شوند که عبارتند از : داده های توصیفی عددی مانند مساحت ، تعداد، جمعیت ، میزان ، درجه حرارت  و غیره

داده های توصیفی مفهومی مانند  نام نوع ، کیفیت ، طبقه و غیره

 

داده های جغرافیایی از لحاظ خصوصیات ابعادی می توانند در سه گروه عمده طبقه بندی شوند در حقیقت این نوع طبقه بندی وابسته به مقیاس نقشه ای است که تهیه خواهد شد دسته اول اطلاعات نقطه ای است این نوع اطلاعات به یک نقطه مشخص و معین که دارای هیچ بعد و کشیدگی نمی باشد نسبت داده می شود دسته دوم اطلاعات خطی است این نوع اطلاعات در یک جهت دارای بعد و کشیدگی هستند و دسته سوم اطلاعات سطحی است . این دسته از اطلاعات در دو جهت دارای کشیدگی یا بعد می باشد.

انواع علائم و نمادها :

بر اساس خصوصیات ابعادی اطلاعات جغرافیائی علائم و نمادها را می توان به سه گروه تقسیم بندی نمود .

1-   علائم نقطه ای 2- علائم خطی 3- علائم سطحی

انواع دستگاههای DIGITIZER :

1-   میزهای دیجیتایزر که شامل یک صفحه و یک CURSOR دستی هستند

2-  اسکنرها با آرایه های خطی می باشند جزء اصلی SCANNER یک SEN SOR است که بصورت منظم تمام سطح تصویری را نقطه به نقطه و در راستای خطوط موازی SCAN می کند.

3-   دستگاههایی می باشند که از روی صفحه مانیتور عوارض را DIGITIZE می نمایند.

 

انواع روش های رقومی سازی:

بر اساس دستگاههایی که برای دیجیتایز کردن بکار می روند  سه روش رقومی کردن را می توان نام برد.

دیجتایز مستقیم یا رقومی سازی دستی :

در این روش اپراتور با استفاده از یک CURSOR دستی تمامی المانها و عوارض نقشه را ردیابی کرده و مختصات تمامی عوارض ثبت و ذخیره می گردد نتیجه این روش یک فایل  رقومی در سیستم برداری می باشد.

روش دوم دیجتایز با استفاده از SCANNER می باشد.

تمامی سطح نقشه نقطه به نقطه توسط SENSOR اسکنر در راستای خطوط موازی و بصورت منظم SCAN  شده و نقشه به صورت خودکار به اطلاعات رقومی تبدیل می گردد. البته باید توجه داشت که نتیجه این روش یک فایل رقومی رستری خواهد بود.

روش سوم دیجیتایز کردن از روی صفحه مانیتور است

که خیلی شبیه به روش DIGITIZE مستقیم می باشد  تفاوت عمده این روش با روش دیجیتایز مستقیم در این است  که ابتدا نقشه توسط SCANNER   اسکنر شده و پس از SCAN دیجتایز کردن عوارض از روی صفحه مانیتور آغاز می گردد.

رقومی سازی با استفاده از میز DIGITIZER :

مراحل رقومی سازی :

بطور کلی شش مرحله عمده در رقومی سازی وجود دارد که عبارتند از :

1-   آماده سازی منابع و امکانات

2-   پیش پردازش اسناد و مدارک

3-   تنظیم دیجیتایزر

4-   دیجیتایز کردن عوارض

5-   ورود اطلاعات توصیفی

6-   ویرایش و اصلاح

 

آماده سازی منابع و امکانات :

قبل از این که فرآیند رقومی سازی آغاز گردد باید مدارک گرافیکی انتخاب گردد اطلاعات توصیفی جمع آوری شود و ساختار و محتویات پایگاه داده مشخص شود. در مرحله اماده سازی منابع و امکانات انواع مدارکی که به عنوان ورودی رقومی سازی می توانند مورد استفاده قرار گیرند ارزیابی و بررسی می گردند ، استانداردها و مشخصات داده های رقومی خروجی مطالعه و بررسی می گردند ، بودجه مورد نیاز برای رقومی سازی مد نظر قرار می گیرد محدودیت های زمان و سخت افزارها و نرم افزارهای موجود بررسی و ارزیابی می شود نتیجه این مطالعات و بررسی ها انتخاب روش رقومی سازی تعیین ساختار و پیکر بندی سخت افزار ونرم افزار تعیین و ترسیم طرح نهایی رقومی سازی ، تعیین پرسنل و هزینه مورد نیاز برای رقومی سازی خواهد بود.

پیش پردازش اسناد مدارک:

پیش پردازش اسناد ، مدارک برای افزایش سرعت رقومی سازی ، رفع موارد ابهام ، اطمینان از ثبت اطلاعات مناسب و آگاه کردن عامل رقومی سازی از فرآیندهایی که مورد نیاز نمی باشند ضروری است.

همه عوارض که دیجیتایز می گردند بصورت واضح روی نقشه ها ترسیم شده اند به هر حال برای برخی از این عوارض لازم است نحوه رقومی سازی دقیقا مشخص گردد همچنین در این مرحله تمامی نقاط ویژه ای که مد نظر می باشد مانند تقاطع شبکه راهها باید علامت گذاری شوند. نوع و تعداد اطلاعات توصیفی برای هر عارضه باید قبل از رقومی سازی دقیقا مشخص گردد. لایه های مختلف نقشه اگر موجود و در دسترس باشند نسبت به نقشه های چاپ شده برای رقومی سازی مناسب تر هستند زیرا عامل رقومی سازی با مدارک و اسنادی ساده تر با کیفیت کیفی بالاتری سروکار دارد و این مسئله باعث افزایش سرعت و کیفیت رقومی سازی می گردد. کیفیت خطوط در پیش نویس نقشه ها پائین است لذا بهبود کیفیت خطوط ضروری می باشد اغلب انواع مختلف یک پیش نویس ممکن است بر روی برگه های جداگانه وجود داشته باشد  رقومی سازی این المانها از روی برگه های جدا نسبت به انتقال همه المانها بر روی یک برگه و دیجتایز آنها کارآمدتر و مناسب تر می باشد قبل از آغاز مرحله رقومی سازی برای انتقال مختصات از سیستم مختصات دیجیتایزر به سیستم مختصات مرجع لازم است نقاط کنترل مناسب انتخاب گردد. نقاط کنترل باید دقیقا روی نقشه مشخص شده و مختصات آنها روی زمین معلوم باشد.

تنظیم دیجیتایزر:

دیجیتایزر از لحاظ مکان و موقعیت باید تنظیم کرد. برای افزایش سرعت و کارآیی رقومی سازی لازم است محدوده دیجیتایزر که نقشه روی آن قرار می گیرد با محدوده فرمانها و منوهای ورود توصیفات از یکدیگر مجزا گردند. در این صورت برنامه رقومی سازی می تواند تشخیص دهد که نقطه ای که مختصات آن ثبت می گردد در داخل محدوده نقشه قرار می گیرد  نقاط کنترل تعیین شده در این مرحله برای ترانسفورماسیون وارد سیستم می شود.

دیجیتایز عوارض : دیجیتایز عوارض نقطه ای :

معمولا عوارض نقطه ای در نقشههای کاغذی بصورت نماد نمایش داده می شود لذا برای دیجیتایز عوارض نقطه ای باید کاملا مشخص شود که کدام نقطه از نماد باید دیجیتایز شده و مختصات آن ثبت گردد.

دیجیتایز عوارض خطی : دو روش برای دیجیتایز عوارض خطی وجود دارد:

حالت ثبت نقطه ای با POINT MODE و ثبت پیوسته یا STREAM MODE

در حالت ثبت نقطه ای یا POINT MODE عامل دیجیتایز با قرار دادن کرسر دیجیتایزر بر روی نقاط مورد نظر در محل شکستگی خطوط مختصات این نقاط  را ثبت می نماید. در حالت ثبت پیوسته عامل مجود پیوسته و دقیقا بصورتی که کاملا کرسر دیجیتایزر بر روی خط قرار می گیرد خط را ردیابی می کند و نقاط خط بصورت اتوماتیک ثبت می شود.

دیجیتایز عوارض سطحی :

در دیجیتایز این عوارض خطوط تشکیل دهنده این سطوح یا به عبارت دیگر خطوط ممیزی سطح یا پلیگون دقیقا مانند عوارض خطی دیجیتایز می گردد مشکلی که ایجاد می شود زمانی است که مرز مشترک بین دو سطح مورد نیاز باشد در چنین حالتی خط مشترک بین دو سطح یا POLYGON باید تنها یکبار دیجیتایز گردد. تا از ایجاد SLIVER بین دو سطح جلوگیری شود.

روش های تولید POLYGON :

سه روش برای تولید سطح یا POLYGON وجود دارد:

1-   ایجاد پلیگون به روش محاوره ای ( IN TERACTIVE )

2-   ایجاد پلیگون با استفاده از کد گذاری چپ و راست.

3-   ایجاد پلیگون با استفاده از برنامه های پشتیبان

ورود اطلاعات توصیفی :

عموما اطلاعات توصیفی در پایگاه داده ذخیره می گردد. این اطلاعات توصیفی می توانند قبل ما بعد و یا حتی همزمان با دیجیتایز کردن عوارض در پایگاه داده قرار گیرند دو روش برای برقراری ارتباط بین اطلاعات توصیفی و داده های مکانی وجود دارد زمانیکه روش منطقی یا LOGICAL مورد استفاده قرار نگیرد هم اطلاعات توصیفی و هم داده های مکان متناظر باید با استفاده از یک شناسه منحصر بفرد مشخص گردد. این شناسه منحصر به فرد برای هر عارضه باید در مرحله DIGITIZE کردن و ورود اطلاعات توصیفی معرفی گردد.

زمانیکه روش موقعیتی یا POSITIONAL مورد استفاده قرار گیرد مجموعه اطلاعات توصیفی متعلق به یک عارضه به همراه یک نقطه در کنار عارضه ای که باید به آن متصل شود قرار می گیرد.

 

ویرایش و اصلاح :

مرحله ویرایش و اصلاح جزء لاینفک دیجیتایز کردن می باشد. زیرا اطلاعات دیجیتایز شده باید بدون خطا باشد ویرایش و اصلاح در سه مرحله انجام می گیرد.

کشف خطا- تعیین موقعیت عارضه دارای خط- برطرف ساختن خط

انواع خطاهای موقعیتی :

انواع خطاهای موقعیتی در دیجیتایز کردن عوارض را می توان به سه دسته تقسیم کرد که عبارتند از : 1-اشتباه 2- حذف عوارض3 – عدم شناسایی درست نقاط کنترل4 – عدم بسته بودن پلگونها5 – اتصال غلط نقاط و…6-بی دقتی در ردیابی عوارض 7-عدم دقت در ردیابی عوارض در روش ثبت پیوسته 8- عدم تلافی نقاط و…  9-خطای ظاهری 10-به هم نرسیدگی از هم رد شدگی خطوط غیر هموار 11- SNAP نشدن سر و انتهای خطوط12- عمود نبودن خطوط 13- موازی نبودن خطوط و…

انواع خطاهای اطلاعات توصیفی:

سه نوع خطا در اطلاعات توصیفی را می توان نام برد که عبارتند از

1-جاافتادگی اطلاعات توصیفی

2 – تقسیر غلط عوارض

 3– ورود اطلاعات توصیفی اشتباه

 

عوارض موثر از سرعت و دقت:

سرعت و دقت دیجیتایز دستی به عوامل زیاد بستگی دارد که عبارتند از

1-نوع سند یا مدرکی که دیجیتایز می گردد2 – پیچیدگی سند3- تعداد اطلاعات توصیفی که باید وارد گردند5- مهارت اپراتوری که عمل دیجیتایز را انجام می دهد6  – نوع دستگاه دیجیتایزر که مورد استفاده قرار می گیرد.7- میزان پیش پردازش که روی سند با مدارک انجام گرفته –8- برنامه ها و نرم افزارهای دیجیتایز کردن از روی صفحه مانیتور : ( ON- SCREEN  DIGITIZING )

اخیرا روش دیگری در دیجیتایز نقشه ها متداول شده است که دیجیتایز از روی صفحه MONITOR یا ON SCREEN DIGITIZING نامیده می شود در این روش ابتدا سند مورد نظر SCAN می گردد. نتیجه این مرحله یک فایل رقومی رستری می باشد این فایل می تواند بر روی صفحه مانیتور نمایش داده شود. در چنین حالتی اپراتور لازم است با قرار دادن CURSOR روی عوارض و ردیابی آنها تمامی عوارض را دیجیتایز نمایند. این فرآیند زمانی امکان پذیر است که سیستم امکان نمایش همزمان و رجیستر کردن فرمت RASTER  و فرمت برداری را داشته باشد.

SCAN کردن اسناد:

دیجیتایز کردن یکی از مراحل عمده در تهیه نقشه با استفاده از کامپیوتر می باشد این مرحله مستلزم صرف زمان هزینه و نیروی انسانی و همراه با خطا می باشد SCAN کردن روشی برای رفع این مسئله می باشد. برای اسکن کردن اسناد یک اسکنر مورد نیاز است. اسکنر شامل یک منبع نور است که یک موقعیت یا PIXEL را روی نقشه تحت تابش قرار می دهد و همچنین شامل یک SENSOR می باشد که   نور منعکس شده یا عبور کردن از آن منطقه را اندازه گیری می نماید. حاصل این فرآیند یک COPY رقومی از سند است که بصورت گامهای خاکستری ذخیره می گردد.

انواع مختلف اسکنرها را می توان با توجه به کاربرد مورد نظر بکار گرفت چهار مشخصه عمده در دسته بندی اسکنرها مورد استفاده قرار می گیرند قدرت تفکیک اسکنر را می توان به عنوان کوچکترین جزء قابل تشخیص توسط اسکنر تعریف نمود این کوچکترین جزء منطقه ای است که توسط منبع نور تحت تابش قرار گرفته و بازگشت یا عبور نور از آن توسط SENSOR اندازه گیری می شود در انتخاب قدرت تفکیک مورد نیاز باید چگونگی نمایش اطلاعات و حجم حافظه مورد نیاز برای ذخیره اطلاعات در نظر گرفته شود.

با توجه به ابعاد سد یا نفشه نیز می توان اسکنر را انتخاب نمود معمولا برای نقشه های کوچک یا نقشه هایی که می توان آنها را به سادگی تقسیم بندی نمود از اسکنرهای کوچک استفاده می شود ولی در بقیه موارد اسکنرهای با سایز بزرگ تر بکار گرفته می شود از لحاظ تکنیک اسکن اسکنرها را می توان به دو دسته تقسیم بندی نمود.

1- در اسکنرهای نوع اول سند یا نقشه بر روی سطح اسکنر بصورت کاملا مسطح قرار گرفته و منبع نور و سنجنده تمامی سطح نقشه را در طول خطوط موازی بصورت سیستماتیک اسکن می نماید این نوع اسکنرها را اسکنرهای تخت می نامند. در اسکنرهای دسته  دوم که اسکنرهای استوانه ای نامیده می شوند نقشه یا کاغذ در یک جهت به دور استوانه حرکت کرده و منبع نوروسنجنده تنها در یک جهت در امتداد دو بال استوانه ای حرکت نموده و تمامی سطح نقشه را اسکن می کند. از لحاظ قابلیت اسکن تصویر زندگی ، اسکنرها را به دو دسته می توان تقسیم بندی نمود.

در اسکنرهای تک رنگ یا سیاه و سفید تنها گام خاکستری برای هر PIXEL اندازه گیری و ثبت می گردد بنابراین برای هرPIXEL تنها مقادیر سفید ، سیاه و یا مقادیر خاکستری ذخیره می گرد در اسکنرهای رنگی امکان تشخیص رنگها وجود دارد برخی از اسکنرهای رنگی سطح نقشه را سه بار اسکن کردن و در هر مرتبه یک فیلتر برای یکی از سه رنگ اصلی بکار گرفته می شود. در نهایت رنگ نهایی با استفاده از ترکیب مقادیر متفاوت سه رنگ اصلی با یکدیگر بدست می آید. در انواع دیگر اسکنرهای رنگی سطح نقشه را یک بار اسکنر کرده که در این حالت با استفاده از آینه های نیمه شفاف نور منعکس شده و به اجزای مختلف تشکیل دهنده رنگ تفکیک می گردد.

پس از قرار دادن سند یا نقشه روی سطح اسکنر بطور کاملا منطبق برروی آن خواه تخت یا استوانه ای مرحله اسکن کردن آغاز می گردد فرآیند اسکن نقشه یک فرآیند کاملا اتوماتیک است و نیازی به نظارت اپراتور نمی باشد.

در مقایسه با دیجیتایزر دستی اسکن کردن سریع مستلزم نیروی انسانی کمتر وعادی از خط می باشد.

مزایای دیجیتایز از روی صفحه مانیتور نسبت به دیجیتایز دستی عبارت است از:

1- این روش برای عامل  دیجیتایز راحتر است 2- امکان ZOOM  کردن و PAN کردن و قابلیت دید مستقیم عامل بر آنچه دیجیتایز می کند را فراهم کرده لذا دقت دیجیتایز افزایش می یابد . از آنجا که مراحل دیجیتایز کردن و عملیات ویرایش و تصحیح همزمان انجام می گیرد لذا سرعت دیجیتایز افزایش پیدا می کند


 
 
استفاده از علم انفور ماتیک و it درجغرافیا
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ۱:٥٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/۱٠/۱٠
 

 

استفاده از علم انفور ماتیک و it درجغرافیا

امروزه استفاده از علم انفور ماتیک و it در کلیه ابعاد زندگی بشر گسترش یافته و اکثر افراد جامعه به نوعی با رایانه و خدمات آن آشنا هستند. در جغرافیا نیز استفاده از رایانه کسترش وسیعی یافته و افق های تازهای را در انجام پژوهش، آموزش و نمایش اطلاعات جغرافیایی به وجود آورده است. استفاده از نرم افرار های مختلف، سایت های اینترنتی (وب سایت ها و وبلاگها) و مواردی از این قبیل در آموزشهای جغرافیایی توسعه رور افزونی یافته است. برای مثال نرم افزار های شناخت کشور ها، نرم افزارهای شناخت منظومه شمسی، استفاده از رایانه در پردازش داده های جغرافیایی، استفاده از اینترنت در جغرافیا، ارتباط با سایر جغرافی دانان از طریق Email ، استفاده از رایانه در طراحی و ساخت مدل های مختلف، استفاده از نرم افزار های رایانه ای Gis و Gps در زمینه سیستم اطلاعات جغرافیا و سیستم تعیین موقعیت جهانی و...همگی موجب گردیده تا علم جغرافیا روند تکاملی را در پیش گرفته و ماهیت آن دچار دگرگونی گردد.
اکنون استفاده از فنون جغرافیایی به مراتب پر اهمیت تر از آموزش جغرافیای محض و مسائل مربوط به مبانی دانش جغرافیا، فلسفه جغرافیا، و حتی آموختن مکتب های جغرافیا است. خوشبختانه بسیاری از اساتید دانشگاههای کشورمان گر چه خود تربیت شدگان عصر آموزش جغرافیای محض بوده اند اما هم اکنون هماهنگ با روند تکاملی دانش جغرافیا با علم انفورماتیک وIt آشنایی کامل داشته و دانشجویان را به استفاده از رایانه و علم انفورماتیک ترغیب می نمایند. تردیدی نیست که جهانی شدن (Globalization) از طریق رایانه و سیستمهای ماهواره ای بر دیدگاههای جغرافی دانان کشور های مختلف اثر گذاشته و برای عقب نماندن از قافله جهانی، حد اقل کاری که باید انجام دهیم این است که به عنوان کاربر به نحو مطلوبی از رایانه و It استفاده و بهره برداری نمائیم.
استفاده از علم انفور ماتیک که زائیده جهانی شدن است بر دیدگاهها و تفکرات جغرافیایی و بطور کلی تمام برنامه ریزی هایی که مرتبط با علم جغرافیاست تاثیر می گذارد. همانطور که در توضیح رابطه جهانی شدن (Globalization) و تاثیر آن بر دیدگاهها و تفکرات جغرافیایی اشاره شد، امروزه مکتب های جغرافیایی بصورت سنتی وجود ندارند بلکه مدل ها و روشها هستند که نشان دهنده مکتب ها هستند. برای مثال نرم افرارهای آرک ویو (Arc view)، آرک اینفو (Arc/info)، ادریسی (Idrisi)، کاریس (caric)،آرک جی آی اس (Arc Gis) و ایلویس (Ilwis) در حقیقت مکاتب جغرافیایی کشور های سازنده آنها هستند که به کاربران خود در سراسر جهان القاء می شوند. نتایج نهایی حاصل از این سیستم های اطلاعات جغرافیایی در تصمیم گیری برنامه ریزان و جغرافیدانان نقش زیادی دارد و آنان را در اجرای طرح های مختلف یاری می دهد.
امید است که تمام جغرافیدان، خصوصا دانشجوان جوان از علم انفور ماتیک و it که در تمام ابعاد زندگی و علوم مختلف بشر(خصوصا علم جغرافیا) گسترش یافته است استفاده لازم را ببرند

 

 


 
 
 
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٦:٢٩ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/۱٠/٧
 

arccatalog.ppt 

اگه یه زره زبان انگلیسی بلد باشی خیلی کمکت میکنه حتما دانلود کن و بخون  عزیز 


 
 
استفاده از علم انفور ماتیک و it درجغرافیا
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٦:٠۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/۱٠/۳
 

 

 

امروزه استفاده از علم انفور ماتیک و it در کلیه ابعاد زندگی بشر گسترش یافته و اکثر افراد جامعه به نوعی با رایانه و خدمات آن آشنا هستند. در جغرافیا نیز استفاده از رایانه کسترش وسیعی یافته و افق های تازهای را در انجام پژوهش، آموزش و نمایش اطلاعات جغرافیایی به وجود آورده است. استفاده از نرم افرار های مختلف، سایت های اینترنتی (وب سایت ها و وبلاگها) و مواردی از این قبیل در آموزشهای جغرافیایی توسعه رور افزونی یافته است. برای مثال نرم افزار های شناخت کشور ها، نرم افزارهای شناخت منظومه شمسی، استفاده از رایانه در پردازش داده های جغرافیایی، استفاده از اینترنت در جغرافیا، ارتباط با سایر جغرافی دانان از طریق Email ، استفاده از رایانه در طراحی و ساخت مدل های مختلف، استفاده از نرم افزار های رایانه ای Gis و Gps در زمینه سیستم اطلاعات جغرافیا و سیستم تعیین موقعیت جهانی و...همگی موجب گردیده تا علم جغرافیا روند تکاملی را در پیش گرفته و ماهیت آن دچار دگرگونی گردد.
اکنون استفاده از فنون جغرافیایی به مراتب پر اهمیت تر از آموزش جغرافیای محض و مسائل مربوط به مبانی دانش جغرافیا، فلسفه جغرافیا، و حتی آموختن مکتب های جغرافیا است. خوشبختانه بسیاری از اساتید دانشگاههای کشورمان گر چه خود تربیت شدگان عصر آموزش جغرافیای محض بوده اند اما هم اکنون هماهنگ با روند تکاملی دانش جغرافیا با علم انفورماتیک وIt آشنایی کامل داشته و دانشجویان را به استفاده از رایانه و علم انفورماتیک ترغیب می نمایند. تردیدی نیست که جهانی شدن (Globalization) از طریق رایانه و سیستمهای ماهواره ای بر دیدگاههای جغرافی دانان کشور های مختلف اثر گذاشته و برای عقب نماندن از قافله جهانی، حد اقل کاری که باید انجام دهیم این است که به عنوان کاربر به نحو مطلوبی از رایانه و It استفاده و بهره برداری نمائیم.
استفاده از علم انفور ماتیک که زائیده جهانی شدن است بر دیدگاهها و تفکرات جغرافیایی و بطور کلی تمام برنامه ریزی هایی که مرتبط با علم جغرافیاست تاثیر می گذارد. همانطور که در توضیح رابطه جهانی شدن (Globalization) و تاثیر آن بر دیدگاهها و تفکرات جغرافیایی اشاره شد، امروزه مکتب های جغرافیایی بصورت سنتی وجود ندارند بلکه مدل ها و روشها هستند که نشان دهنده مکتب ها هستند. برای مثال نرم افرارهای آرک ویو (Arc view)، آرک اینفو (Arc/info)، ادریسی (Idrisi)، کاریس (caric)،آرک جی آی اس (Arc Gis) و ایلویس (Ilwis) در حقیقت مکاتب جغرافیایی کشور های سازنده آنها هستند که به کاربران خود در سراسر جهان القاء می شوند. نتایج نهایی حاصل از این سیستم های اطلاعات جغرافیایی در تصمیم گیری برنامه ریزان و جغرافیدانان نقش زیادی دارد و آنان را در اجرای طرح های مختلف یاری می دهد.
امید است که تمام جغرافیدان، خصوصا دانشجوان جوان از علم انفور ماتیک و it که در تمام ابعاد زندگی و علوم مختلف بشر(خصوصا علم جغرافیا) گسترش یافته است استفاده لازم را ببرند

 
 
استفاده از GIS در امور شهری خاصه طرحهای جامع و تفصیلی (ایران)
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٤:٤۱ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٩/۳٠
 

طی چند سال اخیر اقداماتی در زمینه طرح ریزی بعضی از مناطق شهری در ایران صورت گرفته است. در روند تولید طرح ابتدا باید هدف مشخص گردد، سپس شناسایی و بعد اهداف اجرایی آن تحلیل گرددو در نهایت طرح را انتخاب و اجرا نموده و نهادی بر آن نظارت نماید.

این طرح ها در قالب طرح توسعه شهری مطرح می گردند که طرح های هادی روستا – هادی شهری- تفصیلی و ... نیزاز آن دسته اند.

درطی چند دهه اخیر و به خصوص پس از انقلاب اسلامی با رشدفزاینده شهرنشینی مواجه شده ایم و این در حالی است که وضعیت شهرها پاسخگوی نیازهای مردم     نمی باشد در نتیجه این نیازها باید از بعد اجتماعی و اقتصادی مورد بررسی قرار گیرد چون مشکلات اجتماعی و اقتصادی طبعاً پیامدهای روانی را به دنبال خواهد داشت. البته مشکلات با یکدیگر در تعاملند و نمی توان گفت که اگر شخصی از لحاظ درآمدی در رفاه باشد مشکل مسکن، آموزش بهداشت و ... را نخواهد داشت و یا به عکس.

برای حل این مسائل می توان از طرحهای توسعه شهری در مقیاسهای متفاوت استفاده نمود. برای نمونه به طرح تفصیلی می پردازیم. در این طرح ابتدا باید ماهیت و ارزش زمین را در طرحهای مکان یابی و ضوابط طرح تفصیلی وارد کنیم که علاوه بر پارامترهای هندسی و دسترسی، ، پارامترهای قیمت زمین را هم در اختیار بگیریم.

برای به دست آوردن ماهیت و ارزش زمین ابتدا باید برداشتی از وضع موجود انجام شود. برای حفظ و نگهداری آن اطلاعات و وارد کردن داده ها نرم افزار GIS به کمک می آید. به وسیله این نرم افزار همه اطلاعات مربوط به وضع موجود از لحاظ کاربری، کیفیت، عمر بنا، طبقات، وضعیت معابر و تفکیک پلاکها و ... را وارد، مشخص و حتی آنها را به روز نمود.

البته در مورد تفکیک زمینها باید گفت که یک فعالیت ساختمانی نمی باشد و بایستی در چهارچوب طرحهای آماده سازی زمین که سند پایین دست طرح تفصیلی می باشد استفاده نمود. ولی برای شروع کار ساختمانی و ساخت و ساز مهم است چون بدین ترتیب نوع کاربری و ارتفاع پذیری و معابر و ... آن مشخص می گردد. یا بهتر است بگوییم که بسته به نوع کاربری یا منطقه بندی شهرها به مناطق مسکونی -تجاری- صنعتی - اداری .... تفکیکها فرق می کند. برای مثال: روش LR بیشتر برای زمینهای بزرگ کاربرد  دارد زیرا مالکین این زمینها بایستی مقداری از زمین خود را به منظور اجرای طرح توسعه شهری و دستیابی به خدمات در خدمت نهاد و یا ارگانهای محلی و  قرار دهند. از جنبه های قابل توجه این طرح بعد مشارکتی آن است که هم سود برای ساکنین و هم برای دولت را دربردارد. دلیل استفاده از GIS در روش LR به این صورت می باشد که داده های اولیه برای تعیین ارزش ملک و نیز جایگاه آن در قطعه بندی جدید بسیاز زیاداند و GIS می تواند این داده ها را با هم مورد بررسی قرار دهد.

پس از مشخص شدن همه این موارد و وارد شدن داده ها و اطلاعات نوبت ارائه طرح می باشد. بدین صورت که با اطلاعات موجود برای سال طرح مثلا دوره 5 یا 10 ساله برنامه ریزی کنیم. با توجه به جمعیت و بعد مسافت و به کمک آنالیز داده ها توسط نرم افزار GIS در محیط Arcmap ببینیم مثلا چند مدرسه در مقاطع مختلف، یا چند مرکز بهداشتی – درمانی، چند فرهنگسرا- کتابخانه و ... نیاز داریم و آنها را در طرح خود پیش بینی کنیم.

با اطلاعات وارد شده در برنامه GIS، محیط Arcmap   بر اساس کیفیت و عمر بناها می توان محله هایی را که فرسوده هستند و نیازمند نوسازی و بهسازی می باشند شناسایی کرد و برای هر کدام طرحهای جداگانه موضوعی یا موضعی در نظر گرفت و در بطن همان طرح تفصیلی گنجاند و راهکارهایی برای اصلاح و ترمیم و بهسازی آنها ارائه داد. به کمک یکی دیگر از محیطهای GIS به نام Arcsceen می توان نقاط ارتفاعی و توپوگرافی سطح زمین را در وضع موجود شناسایی، داده را وارد نمود و مطالعات مورد نظر را روی آن انجام داد. و بدین ترتیب می توان شیبهای بخشهای مسئله دار از قبیل دفع آبهای سطحی ، آب باران، آب و فاضلاب و ... را اصلاح کرد.

از آنجایی که درصد بیشتر سطح یک منطقه مربوط به پلاکهای مسکونی می باشد (حدود 50 درصد) پس از لحاظ کیفیت و کمیت از اهمیت بیشتری برخوردار می باشد. علاوه بر این که اطلاعات مربوط به کاربری و کیفیت و عمر بنا و .... وارد شده، حد و حدود مالکیتها هم مشخص می باشد و بدین ترتیب سعی می شود که حق و حقوق شهروندی ضایع نگردد (در حین تعیین کاربری جدید، یا همان کاربری، یا تغییر عرض گذرها با توجه به نیاز محل و یا این که ارتفاع پذیری پلاکها را با توجه به حدود پلاکهای مجاور و مسئله  سایه اندازی و عرض معابر و ... در نظر گرفت. پس اطلاعات وارده باید آن قدر دقیق باشد که بتوان به آنها استناد نمود و آنها را به ثبت رسانید. حتی می توان برای بعضی  از محله ها مرکز محله در نظر گرفت بدین صورت که با توجه به اطلاعات وارده بر اساس کیفیت، عمر بنا و ... محلهای قدیمی و قابل تخریب را خراب و تعریض گذر انجام داد و مراکز محله ای که شامل مراکز تجاری، آموزشی، فرهنگی و ... ایجاد کرد. و سپس در محیط Arcsceen یک الگوی سه بعدی برای طرح در نظر گرفت که آیا ایده ها و طرح های پیشنهادی قابل اجرا می باشد یا خیر؟

باید توجه داشت که کاربری یک زمین می تواند همزمان به یک تصویر ماهواره ای وابسته باشد. اما به دلیل این که داده های دیجیتالی به روشهای متفاوت جمع و نگهداری شده اند ممکن است دو منبع داده ای نتواند کاملاً همساز باشد. بنابراین GIS باید بتواند داده ها را از یک ساختار به ساختای دیگر پوشش دهد.

هنگامی که همه وضع موجود شهر، طرحهای پیشنهادی و ... مناطق مختلف یک شهر همپوشانی  شوند بسیاری از مسائل ترافیکی، حمل و نقل، سرویسهای پستی، تسهیلات مانند برق و تلفن و ... حل خواهد شد و کمک بزرگی به سازمانهای اجرایی شهر از جمله شهرداریها، آتشفشانیها، بیمارستانها و ... خواهد شد. چرا که یکی دیگر از قابلیتهای GIS استفاده از سیستم کدگذاری (آدرس دهی) است. در جهان واقعی از آدرس، به عنوان یک تفسیر مهم جهت مشخص کردن مکان یک عارضه استفاده می شود. در واقع، آدرس، رابطه یکتایی بین مکان عارضه و توصیف محل آن را برقرار می کند. باید در نظر داشت که به کارگیری آدرس برای کاربران از لحاظ ساختاری  نسبت به مختصات قابل فهم ترمی باشد. به عنوان مثال برای یک شهروند پرسش و پاسخ از پایگاه داده اطلاعات مکانی به وسیله آدرس بسیا راحت تر است تا استفاده از روشهای دیگر. به همین علت است که آدرس دهی به اطلاعات مکانی در سیستم GIS شهری به عنوان یکی از داده های پایه و زیرساختی به اطلاعات مکانی از اهمیت بسیار بالایی در دنیای GIS برخوردا است. می توان از این سیستم برای اطلاعات زیرساختاری، جهت اشاره به محل دقیق ارگانهایی که افراد در آنها به فعالیتهایی از قبیل کار، تجارت، تفریح و یا مکانهای آموزشی می پردازند، استفاده نمود. چنین اطلاعاتی در بسیاری از کشورها به عنوان یکی از اساسی ترین اطلاعات به شمار می رود.

آخرین مبحث در مورد GIS پیاده سازی آن به صورت تبادل باز اطلاعات در یک سازمان است. به این معنا که اطلاعات، فردی مرزهای سازمانی باید به اشتراک گذارده شود. در حال حاضر کمتر سازمانی در ایران را می توان یافت که انگیزه و تمایلی به اشتراک داده در ماورای مرزهای سازمانی خود داشته باشد.


 
 
استفاده از GIS در طرحهای توسعه شهری
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٤:٤٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٩/۳٠
 

استفاده از GIS در طرحهای توسعه شهری

 (نمونه موردی شهر لندن)

طرح توسعه لندن (انگلستان – 1971)

در طرح توسعه لندن، اظهارنظرها و انگاره های طراحانه زیادی، راجع بع کاربردی اراضی، تاثیر ادراکی فضاهای شهری و بدنه های آن، کیفیت و طرح روشنایی و نور طبیعی وجود دارد که در ذیل به برخی از آنها اشاره می شود:

-       طراحی شبکه خیابان ها و مسیرها

-       توسعه و بهسازی محله ها بر اساس معیارهای عملکردی و طراحی شهری

-       کیفیت فضایی کمربند سبز و طراحی فضای باز

-       طراحی پروفیل خیابانها و سلسله مراتب فضایی آنها

-       پستی و بلندی ساختمانهای شهری

-       آفتابگیری و نور طبیعی

-       روشنایی و نورپردازی محله ها و محدوده بر اساس فضا و شب و روز فضا و نوع خیابان ها

-       محدودیت ارتفاع برای ساختمان ها

برای جلوگیری از توسعه بی رویه ساختمانهای بلندمرتبه، همزمان با تهیه نقشه های کاربردی اراضی، نوع راهنما نیز برای احداث ساختمانهای بلندمرتبه تهیه گردید. انگاره ای که بر اساس این راهنما ارتفاع و حجم ساختمان ها را کنترل می کرد، این بود که هر تقاضا می بایست بر اساس ضوابط جدید بازبینی گردد. معیارهای بازبینی و صدور مجوز ساختمان به شرح ذیل است:

-       آیا ساختمان درخواستی، به گونه ای برای ساختمان ها و اراضی همجوار شکل آفرین خواهد بود؟

- آیا در طراحی ساختمان بلندمرتبه، شرایط محیط پیرامون نیز در نظر گرفته شده است؟ نحوه ترکیب و فاصله بین ساختمان های بلندمرتبه چگونه است؟

- آیا وسعت زمین، اجازه ترکیب مناسب ساختمان درخواستی را با ساختمان های کوتاه  محوطه سازی مناسب خواهد داد؟

- آیا ساختمان درخواستی، ویژگی یا شخصیت قلمرو اطراف خود را تغییر می دهد؟

- آیا ساختمان بلندمرتبه تأثیر مخربی بر سواد شهر می گذارد، و از جهات مختلف، مانع دید به ساختمان های معروف و هویت بخش شهر را می گردد؟

- آیا ساختمان  بلندمرتبه درخواستی، به عنوان نشانه شهری به فضا به قلمرو خاصی اشاره می کند(میزان حوزه نفوذ بصری بنا) و محدوده پیرامون خود را از دور شاخص می نماید؟

- با توجه به عظمت حجم و جثه ساختمان مورد درخواست، بنا دارای کیفیت معمارانه بالاتر از معمول است؟

نمونه لندن نشان می دهد که هدایت هدفمند سیلوئیت شهر، به وسیله انگاره حجم و توده ساختمان ها، وسیله ای است که با آن می توان تأثیرات منفی و مثبت ساختمان های بلند مرتبه را از لحاظ بصری، و بالطبع تصور ذهنی شهروندان کنترل کرد و به این ترتیب حتی بورس بازی زمین را کنترل کرد.


 
 
تاریخچه استفاده از GIS
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٤:۳۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٩/۳٠
 

حدود 3500 سال پیش بر روی دیوارهای غارهای نزدیک ladcauax ، cro-magnon و فرانسه شکارچیان عکسهایی از حیواناتی را که شکار کرده بودند را کشیدند. این ارتباط شکارچیان با شکارها و کشیدن عکسها باعث شد طرحها و فکرهایی به ذهن آنها خطور کند.

در سال 1854 جان اسنو در مورد بیماری وبا و ارتباط آن با بعضی مکانها در لندن تحقیقی کرد. مطالعات وی در مورد شیوع بیماری وبا او را به یک پمپ آلوده آب رساند  که باعث بروز این بیماری شده بود. وی برای کشیدن یافته هایش از روش کاریتوگرافی استفاده کرد.

نزدیک قرن 20 پیشرفتهایی از «عکس لیتوگرافی» دیده شد و نقشه ها به صورت لایه های جداگانه درآمده بود. در سال 1964، GIS وارد دنیای عملی شد در شهرهای اوتاوا و اونتیاریوی کانادا به وسیله دانشمندی به نام روجر توملنیون در زمینه انرژی، معادن و تحقیقات که آن را سیستمهای جغرافیایی کانادا نامیدند،وارد دنیای عمل شد. این سیستم برای نگهداری، آنالیز و کنترل داده های جمع آوری شده برای فهرست زمین کانادایی به کار می رفت. و با نقشه  هایی با مقیاس 10250000 به کشاورزان در مورد کود کشاورزی حیوانات وحشی، جنگلداری و کاربری و ... کمک می کرد.

CGIS اولین سیستم پیشرفته نقشه کشی بود که دارای سیستم مختصات بین المللی بود. این سیستم خطوط توپولوپی و مشخصات آنها را در فایلهای جداگانه نگهداری می کرد. به تومیلتون لقب پدر GIS دادند چرا که وی از روش هم پوشانی برای تجزیه و تحلیل داده های مکانی استفاده می کرد.

سیستم CGIS تا آن زمان به عنوان منبع نقشه  و مدیریت نقشه به کار می رفت و به صورت تجاری در دسترس نبود.

همچنین در سال 1964، هوارد فیشر آزمایشگاهی را برای گرافیکهای کامپیوتر و تجزیه و تحلیل داده های مکانی فراهم نمود. در دهه 1970 وی نرم افزارهای Autocad و سیستمهای دیگری مثل (symap)، (Grid) و (Odyssey) که به پیشرفت تجاری نرم افزار GIS در دانشگاه ها و مراکز تحقیق و ... کمکهای شایانذکری کردندرا به خدمت گرفت.

در اواخر دهه 1970 نیز نرم افزارهای دیگری مثل Autodesk ، Esri، Mapinfo، Intergraph، General Electric به موفقیت CGIS کمک زیادی کرد. در سالهای 1980 و 1990 رشد صنعت و GIS با هم همسو شده بود. اواخر قرن 20 سرعت رشد در انواع سیستمها محکم تر شد.و در نهایت یک رشد آزاد با منبع باز (از طریق اینترنت) برای GIS ایجاد گردید مثل Grass GIS و Quantun GIS که در دامنه ای از سیستم عملی حرکت می کند.


 
 
GIS و کاربرد آن در طرحهای توسعه شهری
نویسنده : خلیل غلام نیا - ساعت ٤:٢٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٩/۳٠
 
GIS و اثر آن بر مدیریت و توسعه شهری

اهمیت کاربرد اطلاعات در مدیریت شهری و اجرای طرحها و قوانین همچنین در برخورد بابحرانهای سیاسی، اجتماعی و طبیعی بر کسی پوشیده نیست، اما در این میان وجود یک سیستم منطقی، از ملزومات اولیه این کاربرد است چرا که باید سیستمی وجود داشته باشد تا بتوان در قالب آن به ساماندهی و تعیین روشهای دریافت، پردازش و ارائه اطلاعات پرداخت، سیستمی که نگهداری، نحوه پردازش و از همه مهمتر چگونگی ارتباط کاربران با اطلاعات و استفاده از آنها را مشخص نمود.

یکی از اجزای سیستمهای اطلاعات شهری سیستم سخت افزار و نرم افزاری آن می باشد و در مجموع توانایی رایانه ای این سیستم را می توان به عنوان ابزاری جهت ورود، ذخیره سازی، اصلاح، پردازش و ارائه اطلاعات مورد استفاده قرار داد. ولی متاسفانه مفهوم واژه سیستم اطلاعات جغرافیایی با مفهوم واژه یکی از اجزای آن یعنی نرم افزار مترادف شده که این اشتباه منجر به از بین رفتن و خدشه دار شدن مفهوم GIS شده است. در واقع پایین ترین سطحی که می توان از GIS استفاده نمود همین سطح است. اما باید گفت بیشترین استفاده ای هم که از این سیستم صورت می گیرد همین کاربرد است.

سطح بندی کاربرد GIS، ایجاد سیستمی است که بتوان در سایه آن به امر تصمیم سازی پرداخت، در این سطح است که سیستم اطلاعات جغرافیایی به انجام رسالت اصلی خود می پردازد. اطلاعات مناسب بر مبنای مناسبات سیستمی جمع آوری شده و منطبق با عملکرد و سیستم در آن مدیریت خواهد شد. د این سطح کارشناسان رشته های مختلف با ارائه اطلاعات تخصصی به سیستم، ایفای نقش نموده و از تعامل تمامی اجزای سیستم با یکدیگر نتیجه ای ارائه می گردد که نتایج فوق به عنوان آلترناتیوهای توسعه در اختیار تصمیم گیران قرار خواهد گرفت.

بالاترین سطح کاربردی سیستم زمانی است که این سیستم خود به عنوان زیرسیستم یک سیستم کلان تر مطرح شده و نتایج ناشی از آن به عنوان یکی از ورودی های سیستم بالاتر مورد استفاده خواهد گردید. با توجه به سطوح مختلف کاربردی این سیستم می توان میزان اهمیت و کاربرد آنها در ایجاد و حفظ امنیت را تعیین نمود.

GIS باید از علم برخیزد و بر اساس نیاز کاربر شکل گیرد و این بار از بستر علم شهرسازی بر اساس نیاز کاربران آن که همانا برنامه ریزان شهری هستند به منظور تهیه طرحهای توسعه شهری برخاسته است. GIS سیستمی است ساده که ارتباط میان نقشه و اطلاعات توصیفی را به صورت دوسویه برقرار می کند یعنی هم از نقشه می توان به اطلاعات توصیفی رسید و هم از اطلاعات توصیفی به نقشه. GIS می تواند اطلاعات وارده را یکپارچه کند. اطلاعاتی که پیوستگی بین آنها مشکل می باشد. به کمک GIS می توان انواع مختلف نقشه ها را با هم ترکیب نمود و سپس آنها را تجزیه تحلیل کرد.

بهره وری موثر از GIS بستگی خیلی زیادی به عوامل نهادی و سازمانی دارد. عوامل نهادی عبارتند از رضایت جمع آوری کنندگان اطلاعات برای تقسیم  اطلاعات خود با کاربران بالقوه. در نتیجه، یکی از مهم ترین مشکلات در 10 الی 20 سال آینده تا تربیت کاربران بالقوه برای دسترسی به اطلاعات مورد نیازشان است. بدین منظور ایجاد زیرساختهای اطلاعات فضایی در سطح محلی، ملی و حتی جهانی مورد نیاز خوهد بود. عوامل نهادی در ایران دو دسته اند: 1- مدیرانی که متاسفانه اصلا GIS نمی دانند و 2- متخصصینی که از مدیریت سردرنمی آورند.

عوامل سازمانی عبارتند از: ایجاد سازمانهایی که قادر هستند خودشان را برای بهره برداری از فرصتهای بالقوه به وجود آمده به وسیله GIS با آن وفق دهند. این امر همچنین نیازمند نوآوریهای جدید تکنولوپیک برای برآورده ساختن احتیاجات متعدد و در حال تغییر هر سازمانی است. لازم به ذکر است که وزارت مسکن و شهرسازی از پیشگامان عوامل سازمانی حوزه GIS به شمار می رود و در فرآیند تهیه طرحهای ملی و منطقه ای از آن استفاده می کند.