ساختاردهی مدل (model construction: surface representation)

پس از انجام عمل نمونه برداری یک مجموعه نقاط یا سطحی ناپیوسته از سطح پیوسته زمین به دست آمده است. در این مرحله باید دوباره به یک سطح پیوسته یعنی DEM دست یافت. برای این کار به یک مدل نیاز است که می تواند به صورت یک رویه و یا یک حجم (solid) باشد.

سه بعدی کردن تصاویر ماهواره ای

در نرم افزار ENVI شما می توانید منطقه مورد نظر خود را سه بعدی کنید و بصورت یک منطقه واقعی مشاهده نمایید.چون این امر به شما کمک می کند تا یک درک درستی از منطقه مورد مطالعه داشته باشید.برای اکثر دانشمندان علوم زمین مثل رشته ای زمین شناسی،جغرافیا،کشاورزی و…این یک مسئله مهم و کاربردی است .مثل برای یک آبشناس خیلی مهم است که بداند وضعیت سه بعدی منطقه ای که کار می کند چگونه است چرا که سرعت رودخانه ها و … به پستی و بلندی های یک منطقه رابطه مستقیم دارد .

سه بعدی کردن تصاویر ماهواره ای

در نرم افزار ENVI شما می توانید منطقه مورد نظر خود را سه بعدی کنید و بصورت یک منطقه واقعی مشاهده نمایید.چون این امر به شما کمک می کند تا یک درک درستی از منطقه مورد مطالعه داشته باشید.برای اکثر دانشمندان علوم زمین مثل رشته ای زمین شناسی،جغرافیا،کشاورزی و…این یک مسئله مهم و کاربردی است .مثل برای یک آبشناس خیلی مهم است که بداند وضعیت سه بعدی منطقه ای که کار می کند چگونه است چرا که سرعت رودخانه ها و … به پستی و بلندی های یک منطقه رابطه مستقیم دارد .

سه بعدی کردن تصاویر ماهواره ای

در نرم افزار ENVI شما می توانید منطقه مورد نظر خود را سه بعدی کنید و بصورت یک منطقه واقعی مشاهده نمایید.چون این امر به شما کمک می کند تا یک درک درستی از منطقه مورد مطالعه داشته باشید.برای اکثر دانشمندان علوم زمین مثل رشته ای زمین شناسی،جغرافیا،کشاورزی و…این یک مسئله مهم و کاربردی است .مثل برای یک آبشناس خیلی مهم است که بداند وضعیت سه بعدی منطقه ای که کار می کند چگونه است چرا که سرعت رودخانه ها و … به پستی و بلندی های یک منطقه رابطه مستقیم دارد .

سه بعدی کردن تصاویر ماهواره ای

در نرم افزار ENVI شما می توانید منطقه مورد نظر خود را سه بعدی کنید و بصورت یک منطقه واقعی مشاهده نمایید.چون این امر به شما کمک می کند تا یک درک درستی از منطقه مورد مطالعه داشته باشید.برای اکثر دانشمندان علوم زمین مثل رشته ای زمین شناسی،جغرافیا،کشاورزی و…این یک مسئله مهم و کاربردی است .مثل برای یک آبشناس خیلی مهم است که بداند وضعیت سه بعدی منطقه ای که کار می کند چگونه است چرا که سرعت رودخانه ها و … به پستی و بلندی های یک منطقه رابطه مستقیم دارد .

ایجاد برش بر روی تصویر ماهواره ای

گاهی اوقات وسعت تصویر ماهواره ای شما خیلی بیشتر از منطقه ای است که شما می خواهید در آن تصویر کار کنید.یعنی منطقه مورد نظر شما یک قسمتی از اون تصویر ماهواره ای است .اگر شما بروی کل تصویر کار کنید ممکن است که حجم عملیات پردازش زیاد شود و شما را با مشکل مواجه سازد مثلا مجبور می شوید  زمانی بیشتری صرف کنید.و اصلا نیازی  هم به پردازش کل تصویر ندارید .پس بهتر است که از همان ابتدا منطقه مورد مطالعه خود را برش بزنید و سپس بروی آن کار کنید.

موزاییک کردن (Mosaicking)

در اغلب موارد منطقه جغرافیایی مورد مطالعه ممکن است در چارچوب یک تصویر ماهواره ای قرار نگیرد. مانند محدوده حوضه های آبریز و یا گسترش حدود دریاچه ای که توسط دو یا سه تصویر پوشش داده شده است در چنین مواقعی باید تصاویر تصحیح شده را در کنار هم قرار داد تا یک تصویر واحد ایجاد گردد به این عمل در اصطلاح پردازش تصاویر ماهواره ایی موزاییک کردن گویند.

دور روش اصلی در سنجش از دور برای  تصحیح اتمسفری وجود دارد :

روش بررسی هیستوگرام تصویر:

در این روش هیستوگرام های باند ها بصورت مجزا محاسبه و ترسیم می گردد .معمولا مناطقی که از آب صاف یا سایه و بازالت تیره تشکیل شده باشد دارای انعکاس پایین است .پیکسل های این مناطق در نزدیک DN های نزدیک به صفر دارند چنانچه هیستوگرام باند های دیکر نیز رسم شود مشاهده خواهد شد که Dطول موج مادون قرمز N های مناطق تیره در این باند ها بیشتر از باند مادون قرمز (برای مثال باند 4 در لندست 4 و 5)است و هیچ گاه از صفر شروع نمی شود.حداقل DN در هیستوگرام های باند 1 و 3 در مناطق تیره(مقدار افزون بر صفر)مبین مقدار اثر پراکنش جوی است بنابراین برای حذف آثار جوی می توان این حداقل DN  را از DN  باند های دیگر کسر کرد.

تصحیح اتمسفری

تصحیح اتمسفری یک تصویر در واقع یعنی حذف اثر اتمسفر بروی ارزش هایی که یک سنجده ثبت کرده است .و حذف اثرات اتمسفر بروی تصاویر ماهواره ایی به تصحیح اتمسفری معروف است .همچنانکه می دانید در جو یا اتمسفر ذرات معلق،ابرها،رطوبت،باد و ….وجود دارد که همه اینها باعث می شود که بر تصاویر اثر گذارد و باعث شود که ما در تجزیه و تحلیل های کاربردی با خطا مواجه شویم .

تصحیح اتمسفری

تصحیح اتمسفری یک تصویر در واقع یعنی حذف اثر اتمسفر بروی ارزش هایی که یک سنجده ثبت کرده است .و حذف اثرات اتمسفر بروی تصاویر ماهواره ایی به تصحیح اتمسفری معروف است .همچنانکه می دانید در جو یا اتمسفر ذرات معلق،ابرها،رطوبت،باد و ….وجود دارد که همه اینها باعث می شود که بر تصاویر اثر گذارد و باعث شود که ما در تجزیه و تحلیل های کاربردی با خطا مواجه شویم .

تحصحیح اتمسفریک در نرم افزار ENVI:

اولین اثر اتمسفر ، کاهش وضوح  تصویر و در نتیجه ضعیف شدن آشکار سازی تصویر و پنهان شدن جزییات آن می باشد . بنابراین قدرت تمایز بین اشیا پایین  آمده و استخراج نمودن اطلاعات مشکل خواهد شد. تصحیح اتمسفری به دو صورت وجود دارد:

• تصحیح کلی اتمسفری به روش Emperical line

این روش مستلزم آن است که اندازه گیری ها از بازتابندگی سطح در مناطق تاریک و روشن در تصویر همزمان با گذر ماهواره از منطقه انجام شود.اگر مناطق از لحاظ طیفی دارای ثبات باشند نیازی نیست که اندازه گیری ها همزمان صورت گیرددر غیر این صورت آزمایش ها باید در تحت شرایط روشنایی و اتمسفری یکسان بعمل آید.

• تصحیح کلی اتمسفری به روش Emperical line

این روش مستلزم آن است که اندازه گیری ها از بازتابندگی سطح در مناطق تاریک و روشن در تصویر همزمان با گذر ماهواره از منطقه انجام شود.اگر مناطق از لحاظ طیفی دارای ثبات باشند نیازی نیست که اندازه گیری ها همزمان صورت گیرددر غیر این صورت آزمایش ها باید در تحت شرایط روشنایی و اتمسفری یکسان بعمل آید.

• تصحیح کلی اتمسفری به روش Emperical line

این روش مستلزم آن است که اندازه گیری ها از بازتابندگی سطح در مناطق تاریک و روشن در تصویر همزمان با گذر ماهواره از منطقه انجام شود.اگر مناطق از لحاظ طیفی دارای ثبات باشند نیازی نیست که اندازه گیری ها همزمان صورت گیرددر غیر این صورت آزمایش ها باید در تحت شرایط روشنایی و اتمسفری یکسان بعمل آید.

تصحیح هندسی

ژئورفرنس کردن یا زمین مرجع یعنی اینکه مشخص شود که داده شما در کجای کره زمین قرار دارد.در نیمکره شمالی است یا جنوبی.در ایران است یا استرالیا.در استان تهران است یا همدان .در واقع یعنی دادن مختصات واقعی به فایل های وکنوری یا رستری .به عبارت دیگر ژئورفرنس کردن  يا زمين مرجع كردن به معناي تغيير سيستم مختصات اجزاي سازنده عكس و انطباق آن با عكسي كه قبلاً بر روي آن تصحيح هندسي صورت گرفته است.

ابزار ویرایش TIN در ArcGIS

به کمک این ابزار میتوان به ویرایش TIN تولید شده پرداخت. همانطور که اشاره شد از هر نوع عارضه نقطه ای،خطی و … مثل نقاط ارتفاعی به دست آمده از نقشه برداری زمینی،داده های GPS ،خطوط منحنی میزان که دارای عدد ارتفاعی هستند،میتوان در ساخت TIN استفاده کرد.حتی بعضی از عوارض دو بعدی هم میتوانند در تولید TIN نقش داشته باشند. مثلا خطوط مربوط به شبکه آبراهه ها،خط الراس ها،خط القعر ها،جاده ها،و داده های سطحی نظیر دریاچه های طبیعی و مصنوعی،نقاط مربوط به حلقه چاه ها و……همه و همه میتوانند در ساخت بهتر و دقیق تر TIN مورد استفاده قرار گیرند.حال اگر پس از ساخت TIN با استفاده از خطوط منحنی میزان منطقه،اطلاعاتی شامل شبکه آبراهه ها و …. آن بدست آوردیم با استفاده از این ابزار میتوانیم TIN ساخته شده را به وسیله این ابزار ویرایش کنیم و از تاثیر آنها در ساخت بهتر و دقیقتر TIN استفاده کنیم.

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.

مزایای سیستم GPS

• دقت بسیارزیاددرموقعیت یابی
• داشتن پوشش جهانی
• دارا بودن زمان بندی دقیق
• نداشتن هیچ گونه هزینه برای استفاده کنندگان
• تعیین سرعت
• قابلیت دسترسی همیشگی
• قابلیت کاربردی در هرشرایط آب وهوایی

Arc Scan

الحاقیه Arc Scan ابزارهایی را برای تبدیل نمودن تصاویر اسکن شده به یکی از فرمت های برداری فراهم
می نماید. به پروسه تبدیل داده های رستری به عوارض برداری vectorization (برداری نمودن) گفته می شود. Vectorization به دو روش نیمه اتوماتیک و اتوماتیک صورت می پذیرد. انتخاب هر یک از این روش ها بستگی به تنظیماتی دارد که کاربر قبل از انجام این عمل تعیین می نماید. از توانایی های این الحاقیه می توان به تصحیح داده های رستری قبل از برداری نمودن آنها اشاره کرد، که به این عمل پیش پردازی رستری گفته می شود. به روش نیمه اتوماتیک برداری نمودن داده های رستری، روش Trace نیز گفته می شود، زیرا در این روش عمل برداری نمودن از طریق Trace(ردیابی) کردن سلولها انجام می پذیرد.

نمونه برداری

همانطور که گفته شد، از آنجا که نقاط نمونه جزئی از DEM هستند، پراکندگی آنها روی دقت DEM تاثیر می گذارد. برای نمونه برداری روشهای مختلفی وجود دارد که عبارتند از:

• Raster to TIN

به کمک این ابزار لایه رستری که برمبنای عدد ارتفاعی ساخته شده است به شبکه نامنظم مثلثی که تبدیل می شود، از آنجایی که بهترین مدل ارتفاعی ونمایش سه بعدی برای منطقه مورد نظر،مدلی است که براساس TIN ساخته می شود،بنابراین می توان ازفایل رستری که دارای ارزش عددی ارتفاعی اند،مدلی سه بعدی را ساخت.برای این منظوراز ابزار Raster  to TINاستفاده می کنیم.

ساختاردهی مدل (model construction: surface representation)

پس از انجام عمل نمونه برداری یک مجموعه نقاط یا سطحی ناپیوسته از سطح پیوسته زمین به دست آمده است. در این مرحله باید دوباره به یک سطح پیوسته یعنی DEM دست یافت. برای این کار به یک مدل نیاز است که می تواند به صورت یک رویه و یا یک حجم (solid) باشد.

Arc Hydro که با همکاری صنعت، دولت و دانشگاه توسعه یافته است، ساختار داده ای در GIS است که داده های هیدرولوژیک را به روش های تصمیم گیری و مدل سازی منابع آب لینک می کند. استفاده از آرک هیدرو به شما کمک می کند تا مجموعه داده هایی بسازید که بتواند با مدل منابع آب یکپارچه شود. مدل داده های Arc Hydro ساختار داده های آب را استاندارد کرده به طوری که داده ها را می توان به طور مداوم و کارآمد برای حل مشکلات منابع آب در هر مقیاسی استفاده نمود. Arc Hydro برای شما امکان ساخت مدل داده های خود و ادغام آن با ابزارهای آرک هیدرو را فراهم می آورد.

سری های زمانی و ترکیب های (Composite) شاخص پوشش گیاهی NDVI:

تهيه اطلاعات مربوط به شاخص های پوشش گياهی در مقياس جهانی از سال 1981 و به کمک داده های سنجنده AVHRRماهواره NOAA امکان پذيرگرديد. بعد ها به کمک ماهواره هایی با قدرت تفکیک پایین تر و سنجنده های توسعه یافته تری مانند VEGETATION ماهواره SPOT و MODIS ماهواره TERRA برای سطوح جهانی و ملی توسعه یافته تر گردید. استفاده از سری های زمانی تصاویر MODIS با قدرت تفکیک 250 متر در سطح ملی ایران بهتر از تصاویر NOAA خواهد بود. سریهای زمانی و ترکیبهای (Composite) شاخص گیاهی NDVI انواع وکاربردهای زیادی دارند. از جمله انواع آنها می توان به ترکیب های 10 روزه، ماهیانه و سالیانه شاخص پوشش گیاهی NDVI اشاره نمود. تحلیل سری های زمانی این شاخص در طول مدت های مختلف از انواع دیگر استفاده از شاخص ها در طول زمان است.

کاربردهای NDVI

مطالعه رفتار زماني پوشش گياهي، مدلساري آب و هوايي،  در سطح جهاني، پايش محصولات کشاورزي، مطالعات بيابانزدايي و خشکسالی، حفاظت محيط زيست، بررسي تعادل میزان انرژی و آب در سطح جهانی از جمله کاربردهای شاخص NDVI می باشد. کاربردهای مختلف ترکیبهای (Composite) شاخص پوشش گیاهی NDVI می توان به تغییر رفتار گیاهان در طول زمان، طبقه بندی گیاهان، تهیه نقشه های کاربری و پوشش گیاهی، کشف تغییرات پوشش گیاهی در طول زمان، مطالعه پارامترهایی از جمله فتوسنتز، تنفس، کلروفیل و آب بین سلولی که در ارتباط مستقیم با شرایط پوشش گیاهی هستند، اشاره نمود. همچنین پدیده هایی که در سطح زمین رخ داده و در ارتباط مستقیم با پوشش گیاهی هستند. از این پدیده ها می توان به خشکسالی، تغییرات اقلیمی و آب و هوایی اشاره نمود.

درون یابی Interpolation

درون یابی

روش اندازه گیری یا برداشت مکانی داده ها، پدیده های طبیعی را در محیط GIS شکل می دهند. زمانی که پدیده ها به صورت نقطه ای برداشت می شوند؛ روشهای خاصی برای شکل دادن یا لایه ساختن از آنها به کار می رود که درونیابی نام دارد. در واقع به روشهای تخمین و برآورد متغیر های مجهول توسط نقاط معلوم، درون یابی یا Interpolation گفته می شود. داده هایی که به عنوان ورودی در Interpolation مورد استفاده قرار می گیرند از نوع داده های نقطه ای می باشند. در این روش ها با استفاده از نقاط معلوم، یک سطح رستری ساخته می شود. درونیابی یک نوع تحلیل ریاضی و آماری است که در این جا شرح داده می شود.

روشهای درون یابی (Interpolation):

روشهای درون یابی (Interpolation) مجموعه ای از مدلهای مختلف ریاضی و آماری را برای پیش بینی مقادیر نامعلوم بکار می گیرند. آنچه مسلم است شباهت نقاط مجهول به نزدیکترین نقاط معلوم یا اصل نزدیکترین همسایه پایه روشهای دورن یابی است و اینکه چگونه این اصل مورد استفاده قرار می گیرد بستگی به مدل انتخابی دارد که جزییات آن شرح داده می شود. در یک دسته بندی کلی روشهای درون یابی به دو رده بزرگ تقسیم می شوند:

روشهای درون یابی جبری یا قطعی (Deterministic)

درون یابی جبری بر نقاط اندازه گیری شده متکی است و برای درون یابی از توابع ریاضی استفاده می کند. این درون یابی فرض می کند که تخمین پدیده مورد نظر قطعی انجام می شود و با خطا مواجه نیست، بنابراین درون یابی جبری یک درون یابی غیر احتمالی است. این درون یابی به کمک اندازه گیریهای نقطه ای دقیق انجام می شود و اگر فرض شود که این اندازه گیریها بدون خطا انجام گرفته اند آنگاه تابع درون یابی به گونه ای تعیین می شود که مقادیر برآوردی دقیقاً با مقادیر اندازه گیری شده برابر شوند. این گونه درون یابی دقیق (Exact) است و مقدار برآوردی تنها تابعی از ساختار مکانی متغیر مورد نظر است و در آن نشانی از تغییرات تصادفی وجود ندارد.

روشهای درون یابی زمین آماری (Geostatistical)

علم زمین آمار از آماره ها در علوم مربوط به زمین مانند زمین شناسی و جغرافیا استفاده می کند به بیانی دیگر علم آمار فضایی می باشد. روشهای زمین آمار توابع ریاضی و آماری را در درون یابی به کار می گیرند و بر پایه ویژگی های آماری داده ها می باشند. این تکنیک نقاط مجهول را بر اساس خود همبستگی بین نقاط اندازه گیری شده و ساختار فضایی آنها پیش بینی می کند. در واقع درون یابی زمین آماری، یک درون یابی غیر دقیق (Inexact) یا احتمالی است که در آن نقاط پیش بینی شده با اندازه های واقعی تفاوت دارد. این روش می تواند از تاًثیر داده های نادر مثل حداکثر ها و حداقل های مطلق جلوگیری کند. برای درک مفهوم درون یابی زمین آمار به شکل زیر توجه کنید. 

درون یابی همسایگی طبیعی (Natural Neighbor Interpolation):

همسایگی طبیعی از روشهای وزنی در درون یابی است. روش وزن دهی نقاط اندازه گیری شده یا معلوم به این ترتیب است که نزدیکترین مجموعه نقاط معلوم نسبت به نقطه مجهول وزن دهی می شود و بر اساس حاصلضرب وزن در مقدار نقطه معلوم، درون یابی انجام می شود . این درون یابی به درون یابی سیبسون یا درون یابی مساحت ربایی (Sibson or “area-stealing”) نیز معروف است. ویژگی اساسی این درون یابی محلی بودن آن و استفاده از نمونه های اطراف نقاط مجهول است. در این درون یابی مقدار برآورد شده برای نقطه مجهول در بازه نقاط نمونه گیری است و هیچگاه نقاطی مانند قله یا چاله در درون یابی ایجاد نمی شود.

ابزار Kriging

این روش مهمترین و گسترده ترین روش درون یابی است که برپایه مدل ها و روابط آماری پایه ریزی شده است.لایه رستری تولید شده از این روش،سطحی بسیار دقیق را نمایش میدهد.( این روش در مورد مناطق کوهستانی بهترین و دقیق ترین خروجی را تولید میکند.)روش Kriging بر خلاف روش IDW که یک روش درون یابی محلی است،روش جهانی است.به این معنا که در این روش تمام مشاهدات منطقه مورد نظر مورد استفاده قرار میگیرد.

ابزار Neighbor Natural

این روش شبیه مدل IDW است و از میانگین وزن دار در درونیابی استفاده میکند.تفاوتش با مدل IDW در این است که بین نقاط،مثلثهای هم ارتفاع می سازد و بر اساس درصد مساحت اشغال شده بوسیله هر مثلث،وزن دهی می کند.روش Neighbor Natural ،از نوع روش های درونیابی محلی است .این روش از الگوریتم همسایگی یا مجاورت استفاده کرده و ارتفاع نقاط مجهول را بدین روش محاسبه میکند.مهمترین ویژگی این مدل،کاربرد آن برای مناطق ناهماهنگ با سطح زمین است واز دیگر خصوصیات آن سادگی در اجرا و عدم استفاده از شعاع جستجو یا تعیین تعداد نقاط همسایه می باشد.

نرم افزار    ArcScene

نرم افزار    ArcSceneکاربر را قادر می سازد تا یکسری لایه ها را به صورت سه بعدی مشاهده کند. مبنای مشاهده سه بعدی لایه ها به وسیله ی نرم افزار ArcScene، وجود نقشه های DEM و TIN می باشد. برای سه بعدی کردن لایه های وکتوری تنها داشتن فیلد ارتفاعی کافی می باشد .

نکته: لایه ها در اولین فراخوانی بصورت دوبعدی درون نرم افزار نمایش می یابد و کاربران با اعمال تغییراتی آنها را به عوراض سه بعدی تبدیل میکنند.

بدین منظور ابتدا نرم افزار مذکور را فراخوانی نمایید. برای فراخوانی از دو طریق می توان اقدام کرد:

شیب(Slope)

تابع شیب حداکثر مقدار تغییراتی که ارزش یک سلول نسبت به مقدار ارزش 8 سلول مجاور خود دارد را محاسبه می کند.برای مثال در یک کاربرد آبی شب دار ترین زاویه حرکت به سمت پایین آب را از موقعیت یک سلول ارتفاعی به سمت یک سلول مجاور که دارای کمترین ارتفاع در بین 8 سلول مجاور می باشد را تعیین می کند.در لایه رستر خروجی شیب ایجاد شده هر سلول دارای ارزشی می باشد که معرف شیب بیشترین تغییرات ارزش آن سلول نسبت به کمترین ارزش سلول مجاور در موقعیت آن سلول می باشد .هر چه مقدار ارزش شیب یک سلول عدد کمتری باشد سطح اولیه رویه ما سطحی صاف تر و یکنواخت تر خواهد بود و هر چه مقدار ارزش شیب در یک سلول عدد بزرگتری باشد سطح اولیه ما سطحی نا صاف تر و غیر یکنواخت تر و با تغییرات شیب های تند تر خواهد بود.لایه رستری خروجی که از پردازش و محاسبه شیب ایجاد می شود می تواند بر مبنای واحد های درصد شیب و یا درجه شیب ایجاد شود.

جهت شیب (Aspect)

لایه جهت شیب نشان دهنده جهت جغرافیایی بیشترین شیب رو به سمت پایین در موقعیت هر سلول نسبت به سایر سلول های مجاور آن می باشد و می توان آن را بعنوان جهت شیب یا جهت قطب نمایی در نظر گرفت که جهتی را که رویه یک تپه رو به آن جهت واقع شده را مشخص می کند.این کمیت بر اساس واحد درجه اندازه گیری می شود و مقدار آن از صفر درجه (جهت شمال)تا سیصد و شصت درجه(مجددا جهت شمال)و طی کردن تمام زوایای یک دایره کامل جغرافیایی در جهت موافق حرکت عقربه های ساعت اندازه گیری می شود.ارزش هر سلول در یک لایه رستری جهت نشان دهنده جهتی است که شیب سلول رو به آن جهت است .به جاهایی که مسطح باشند و شیب ندارند در هنگام انجام محاسبه در لایه رستر خروجی ارزش منهای یک به آنها اختصاص داده خواهد شد.

خطوط تراز چیست:

منحنی تراز یا منحنی میزان،: contour line منحنی است که همهٔ نقاط هم‌ارتفاع زمین را به هم وصل می‌کند. منحنی‌های میزان همدیگر را قطع نمی‌کند و کوچکترین محیط بسته در این نقشه‌ها، بلندترین نقطه و یا پایین‌ترین نقطه می‌باشد.فواصل عمودی بین خطوط منحنی‌های میزان، همگی یکسان هستند.

قوانین مربوط به منحنی‌های میزان

نقشه میدان دید(Viewshed):

با استفاده از تابع میدان دید(Viewshed)می توان در بین سلول های یک لایه رستر ورودی سلول هایی را مشخص کنید که می توان آنها را از موقعیت یک یا چندین نقطه و یا حتی می توان آنها را در طول نقاط مختلف روی یک خط مشاهده کرد.هر سلول در لایه رستر خروجی مقدار عددی را در خود ذخیره می کند که مشخص می کند چه تعداد از نقاط یا خطوط مشاهداتی را در موقعیت هر سلول می توان دید.اگر شما تنها دارای یک نقطه مشاهداتی باشید هر سلولی که بتواند نقطه مشاهداتی را ببیند ارزش یک را دریافت خواهد کرد و سایر سلول هایی که نمی توانند نقطه مشاهداتی را ببیننند ارزش صفر خواهند گرفت.

مدل سازی با Model Builder

هنگامی که شما با ابزارهای ژئوپروسسینگ geoprocessing کار می کنید، اغلب می خواهید خروجی یک ابزار به عنوان ورودی به یکی دیگر از ابزارها به کار ببرید. به عنوان مثال، فرض کنید می خواهید همه شیرهای آتش نشانی در محدوده ۲۰۰ متری از یک ساختمان را پیداکنید. در ابتدا ساختمان را بافر زده، سپس با استفاده از خروجی بافر به عنوان یک محدودیت مکانی، شیرهای آتش نشانی را انتخاب می کنید. در اینجا، خروجی ابزار Buffer به عنوان یک ورودی برای ابزار Select by Location استفاده می شود.به مجموعه ای از ابزارهایی که با هم به صورت زنجیری تلفیق شده اند مدل گفته می شود. مدل می تواند ساده باشد، متشکل از تنها چند ابزار و یا پیچیده باشد، متشکل از بسیاری از ابزارها و پارامترهای مختلف و گاهی اوقات دارای منطق تکرار شونده. چه مدل بزرگ باشد و چه کوچک، فایده مدل این است که مسائل مکانی منحصر به فردی را که توسط یکی از ابزار به تنهایی حل نمی شود را می تواند حل کند.

چرا Model Builder را یاد بگیریم؟

Model Builder رابط گرافیکی ESRI برای ساخت مدل ها است. شما می توانید با کشیدن و رها کردن ابزار از پنجره کاتالوگ را به مدل و “اتصال” آنها به یکدیگر، و سپس تعیین نظم و ترتیبی که طبق آن باید اجرا شوند یک مدل بسازید.

دو دلیل مهم برای استفاده از Model Builder وجود دارد:

معایب استفاده از فناوری سنجش از دور در تهیه نقشه های کاربری اراضی

1. ممکن است برخی از انواع کاربری ها بر روی تصاویر تشخیص داده نشوند.
2. برخی تصاویر، پرسپکتیو افقی که برای تشخیص کلاسهایکاربری اراضی در سطح بالا باارزش است را ندارند .

به دلایلى نظیر آنچه بیان گردید، در هنگام تفسیر تصاویر ماهواره اى، علاوه بر استفاده از نقشه ها و اطلاعات کمکى جهت تشخیص انواع کاربرى ها، کنترل زمینى پس از تهیه نقشه اولیه به دلایل زیر نیز امرى ضرورى است.

مراحل کلی تهیه نقشه های کاربری اراضی با استفاده از اطلاعات دور سنجی

یکی از مراحل اساسی و ابتدایی مطالعه اراضی به کمک اطلاعات سنجش از دور ایجاد یک سیستم طبقه بندی است که باید با توجه به اهداف مطالعه و ویژگی های جغرافیایی هر کشور و با مشورت کلیه گروههای دست اندرکار و افراد صاحب نظر در این زمینه تهیه شود. به علاوه یک چنین سیستم طبقهب ندی باید دارای دو شرط مهم باشد:

تحلیل شبکه Network Analyst

زیربنای اقتصادی هر کشور را زیر ساخت که مجموعه ای از راه ها و بزرگراه هاف خطوط برق، شبکه توزیع آب، و گاز و لوله های نفت می باشد تشکیل می دهد. این زیرساخت که از مجموعه ای از عوارض با نام شبکه تشکیل شده است، حرکت مردم، انرژی، کالاها و خدمات را امکان پذیر می سازد. با توجه به نقش مهم شبکه ها، طیف وسیعی از مسائل و موضوعات مرتبط با این مقوله وجود دارد که نیازمند بستر مناسب مدیریتی و تحلیلی می باشد. نمونه هایی از این موضوعات به شرح زیر است:

کاربردهای Model Builder

در صورتیکه تعداد فرآیندهای مربوط به یک پروژه متعدد بوده (مثلا پهنه بندی و یا مکانیابی) و یا اینکه نیاز به تکرار یک مجموعه از فرآیندها باشد در این صورت به دلایلی که در زیر عنوان می گردد بهتر است از قابلیت های Model Builder استفاده شود. این دلایل عبارتند از:

• مستند سازی مراحل انجام کار
• توسعه پذیری مدل
• جلوگیری از عملیات تکراری
• سهولت در انجام عملیات پیچیده
• صرفه جویی در زمان
• جلوگیری و یا کاهش خطای کاربر
• تبدیل مدل به کدهای برنامه نویسیبرگرفته از کتاب آموزش ArcGis پیشرفته

  نویسندگان: دکتر سعید جوی زاده، منیزه براهیمی، میلاد قمرزاده، مسلم شمشیری

   

  دوره آموزش کاربردی  ArcGis مقدماتی و پیشرفته

  تلفن تماس : 09382252774-07132341477

  آدرس: شیراز-خیابان برق، کوچه 1

  پست الکترونیک:

  Sjavizadeh@yahoo.com

  وب سایت:

  www.gisland.org

• برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

  https://gisland.org/

ساخت انیمیشن از لایه های سه بعدی

جهت ايجاد انيميشن از عوارض سه بعدی موجود بايد از ابزار Animation کمك گرفت. جهت فعال نمودن ابزار مذکور از مسير Toolbars/Customize گزينه ی  Animation را تيك گذاری نماييد یا بالای نرم افزار راست کلیک کنید و Animation را انتخاب نمایید تا ابزار مورد نظر به محيط اضافه شود.

با کليك بر روی آيکون (Open Animation Control) پنجرهای به شکل زير باز میشود که کاربران میتوانند با استفاده از آن از پرواز بر روی پروژهی سه بعدی خود انيميشن تهيه نموده و به فرمت AVI خروجی گرفت.

توپولوژی

امروزه اکثر نقشه های ورودی GIS در محیط نرم افزارهایی مانند CAD و سایر نرم افزارهای دیگر و یا در محیط Arc scan خود GIS ساخته می شوند. همان طور که میدانیم مراحل اولیه کار یعنی اسکن کردن و دیجیت کردن نقشه های کاغذی می باشد، بنابراین بخاطر دقت کم در این مراحل خصوصا هنگام دیجیت کردن نقشه دچار خطاهای بسیار زیادی می شود که حذف تک تک این خطاها نیازمند زمان بسیار زیاد و مقرون به صرفه نمی باشد. یکی از بهترین روشها برای حذف این خطاها اعمالی قوانیین توپولوژی می باشد که GIS بطور بسیار نیرومندی قادر به انجام این کار می باشد. در این پروژه توانایی های این ابزار برای خوانندگان عزیز مورد بحث قرار میگیرد.

روابط توپولوژیک در GIS

هنگامی شما بر فراز تپه ای ایستاده اید و در محدوده چشم انداز موجود جاده ای را ناظر هستید که رودخانه ها را قطع میکنند و چگونه یک قطعه زمین با کاربری زراعی در کنار مرتعی قرار گرفته است، در واقع نوعی روابط فضائی بین عوارض زمین را ملاحظه مینمائید. حال اگر خواسته باشید، این نوع روابط را در محیط کامپیوتر ایجاد نمائید، نیاز به ایجاد روابط توپولوژیک دارید که در این حالت توپولوژی به مفهوم اعمال قوانین ریاضی با هدف تعریف دقیق روابط بین پدیده های جغرافیایی در یک لایۀ رقومی است.

توپولوژی اتصال

در این مدل قوسها (Arcs) توسط گره ها (Nodes) به هم متصل میشوند، که توپولوژی قوس- گره خوانده میشود. در ساختار قوس- گره یک قوس از طریق دو گره انتهایی محدود و تعریف میشود. نقطه مبدا یا “از- گره” (node- From) مشخص کننده جایی است که قوس شروع میشود و نقطۀ مقصد یا “به- گره” (node- To) نیز مشخص کننده جایی است که قوس در آنجا خاتمه می یابد. این نوع توپولوژی، کمک میکند تا مسیری را به طرف نقطه مورد نظر شناسایی و جهت معینی مشخصشود. از طریق این توپولوژی میتوان شبکه های آبراه های فرعی را به یک رودخانه متصل کرد و یا اینکه مسیری را در شبکۀ ترافیک شهری از مبدا تا مقصد ردیابی نمود. اصولا توپولوژی “قوس- گره” از طریق جدول اطلاعاتی مرتبط تعریف میشود. در این جدول ، مسیر نقاط (از گره و به گره) مربوط به هر قوس، مشخص و شماره و یا کد شناسایی گره های مشترک تنظیم میشود. در شکل بالا میتوان ملاحظه نمود که قوس شماره ۲ از گره ۱۱ شروع و به گره ۱۲ ختم شده است.

 مزایای ایجاد روابط توپولوژیک

با ایجاد منطقی روابط توپولوژیک در محیط هر نرم افزار GIS مزایای متعددی عاید میشود، که اهم آنها به قرار زیر است.

• داده های حجیم به طور موثرتری ذخیره سازی میشوند؛
• انجام عملیات مرکب بر روی چندین لایۀ اطلاعاتی ممکن میگردد؛
• عملیات با سرعت بیشتری صورت میگیرد؛
• مزیت اصلی GIS بر سایر سیستمهای گرافیکی محقق میشود؛

توپولوژی محدوده

در این نوع توپولوژی پلیگونها توسط یک رشته از قوسها با مختصات معین و به هم پیوسته ای تعریف میشوند. در این ساختار، پلیگونها با فهرستی از قوسهایی که پلیگون را احاطه نموده اند، نمایش داده میشود و بنابراین به توپولوژی قوس- پلیگون (arc Topology- Polygon) معروف اند. خیلی از عوارض که یک منطقه یا سطح مشخصی را بر روی زمین میپوشانند (مانند دریاچه ها و جنگلها) توسط این مدل قابل تحلیل هستند. در شکل بالا پلیگون C توسط قوس های ۲، ۴، ۹، ۶ محدود شده است. توجه کنید که پلیگون E در داخل پلیگون بزرگتری مشخصشده توسط حرف F قرار گرفته است که فقط با یک قوس محدود شده است. در مواقعی درج حرف صفر مبین واقعیت تودرتو بودن پلیگونها است. مانند دریاچهای که یک جزیره هم داشته باشد. مانند پلیگون E که با قوس ۷ ایجاد و در داخل پلیگون بزرگتر F قرار گرفته است. در این مدل، ممکن است یک قوس در تشکیل بیش از چندین پلیگون مشارکت نماید. همچنانکه در شکل قبل مشخص است، قوس شماره ۸ در لیست مربوط به پلیگونهای B و F ذکر گردیده است. با این ساختار هر قوس فقط یک بار در حافظۀ کامپیوتر ذخیره شده و از این طریق از تکرار بی مورد قوسها خودداری میشود.

سیستم اطلاعات جغرافیایی، سامانه اطلاعات مکانی[1]، یا جی‌آی‌اس  معمولاً کامپیوتری است که به تولید،پردازش، تحلیل، و مدیریت اطلاعات جغرافیایی )اطلاعات مکانی( می‌پردازد. به عبارت دیگر جی‌آی‌اس یک سیستم کامپیوتری برای مدیریت و تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی بوده که قابلیت جمع‌آوری، ذخیره، تجزیه و تحلیل و نمایش اطلاعات جغرافیایی (مکانی) را دارد. هدف نهایی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی، پشتیبانی جهت تصمیم‌گیری‌های پایه‌گذاری‌شده بر اساس داده‌های مکانی می‌باشد.....