وبلاگ جامع نقشه برداری

خروجی وبلاگ

آرشيو

صفحه نخست

گرایشهای مختلف نقشه برداری

نوشته شده در یکشنبه ٢٧ امرداد ۱۳۸٧ ساعت ۳:٥٢ ‎ب.ظ توسط محمد زراعت پیشه

- نقشه برداری زمینی:
تعیین موقعیت نسبی نقاط واقع در سطح زمین و یا نزدیک به آن هدف اصلی نقشه برداری است. از این تعریف ساده چنین استنتاج می شود که هدف، تعیین مختصات نقاط در سه بعد است. البته در بعضی موارد، برای تعیین موقعیت، بعد زمان نیز مورد توجه قرار می گیرد (سنجش های نجومی و نقشه برداری ماهواره ای). مختصات مطلوب می تواند کارتزین (Z,Y,X) و یا جغرافیایی باشد. معمولا عملیات نقشه برداری شامل دو مرحله برداشت یا اندازهگیری و محاسبه و ارائه نتایج کار است. در مرحله اندازه گیری، از وسایل و دستگاه ها و نیز روش های مختلفی استفاده می شود تا داده های لازم برای مرحله دوم بدست آید. در مرحله دوم نیز از روشهای مختلفی استفاده می گردد. در تمام روش ها، ابتدا خطاها مورد بررسی قرار گرفته و در صورت قابل قبول بودن سرشکن می شوند. نتایج کار به صورتهای آنالوگ (نقشه، مقاطع طولی و عرضی و ...) و یا دیجیتال (جداول، مدلهای رقومی زمین DGM یا DTM) ارائه می گردد. انتخاب وسایل و روشهای مناسب تابع وسعت منطقه، دقت مطلوب و امکانات است.
در نقشه برداری از مناطق کوچک اثر کرویت زمین تقریباً ناچیز است و می توان زمین را در منطقه کوچکی مسطح در نظر گرفت و به عبارت دیگر سطوح تراز که بر امتداد شاقول عمود هستند موازی هم بوده و در این صورت امتداد شاقول در نقاط مختلف موازی هم خواهند بود در صورتیکه حقیقتاً با فرض زمین کروی امتداد شاقول در نقاط مختلف موازی نبوده و از مرکز زمین می گذرند. در مواقعی که زمین را مسطح فرض کنیم روش نقشه برداری مسطحه Plane Survey)) نامیده می شود این فرضیه مادامیکه سطح منطقه مورد نظر از چند صد کیلومتر مربع تجاوز نکند قابل قبول است. نقشه برداری مسطح که بعد از این از آن بنام نقشه برداری یاد خواهیم کرد برای کارهای مهندسی – معماری – شهرسازی – باستانشناسی – کارهای ثبت و املاکی – تجاری – اکتشافی مورد استفاده است. و تنها در زمینه کارهای مهندسی و معماری همیشه مورد استفاده مهندسین و معماران به منظور بررسی طرح – اجرا – نظارت مورد استفاده است. نقشه برداری در خدمت مهندسین معمار و شهرساز شامل مراحل زیر است:
-برداشت نقشه کلی به منظور مطالعات اولیه
-برداشت نقشه دقیق برای تهیه طرح و اجرا
-پیاده کردن طرح و پروژه
-کنترل پروژه ضمن اجرا
-کنترل نهایی و تحویل کار

در خدمت باستانشناسی نقشه برداری شامل برداشت پلان ساختمانها و آثار قدیمی و همچنین تهیه نقشه جزئیات از نماها – تقاطع – رلیف ها است که در بیشتر مواقع برای تجدید بناهای از بین رفته و Restauration بکار می رود.عملیات زمینی و کارهای دفتری معمولاً تهیه نقشه شامل دو مرحله کلی است:
1-عملیات زمینی
2-کارهای دفتری

عملیات زمینی شامل مراحل زیر است:
1-شناسایی مقدماتی منطقه عملیات
2-انجام اندازه گیریهای لازم برای تعیین طولها – زوایا و غیره
3-ثبت اندازه گیریها در دفاتر و فرم های مخصوص

کارهای دفتری شامل مراحل زیر است:
1-محاسبات مقدماتی برای آنکه بتوان اندازه گیری های انجام شده روی نقشه برده شوند.
2-بردن اندازه ها روی نقشه (ترسیم)
3-پاکنویس نمودن و کنترل نقشه
4-انجام محاسبات سطح – حجم و غیره در صورت لزوم (مثل محاسبات سطح زمین یا حجم عملیات خاکبرداری و خاکریزی)

 

2- ژئودزی:
در مورد تاریخچه ژئودزی می توان به ریشه یونانی کلمه ژئودزی به معنای تقسیم کردن زمین اشاره کرد. این تعریف نشان می دهد که از نظر تاریخی، ژئودزی با تهیه نقشه و تجزیه و تحلیل در مورد وضعیت زمین و داده های مکانی ارتباط نزدیکی دارد.تقریباً در اواخر قرن 19 میلادی دانشمندی به نام هاملت (F.R Hamlet) تعریف ژئودزی را به "علم اندازه گیری و تهیه نقشه از سطح زمین" محدود کرد. اگر چه این تعریف ممکن است فشرده به نظر برسد ولی اساساً بیانگر آنچه امروزه بعنوان ژئودزی ارائه می شود می باشد.
ژئودزی معمولاً به طریقه یا روشی اطلاق می شود که برای تهیه نقشه های دقیق از یک منطقه بسیار وسیع نظیر یک کشور یا یک استان به کار می رود و در حقیقت این نوع نقشه برداری یک جنبه ملی دارد. همچنین برای تعیین فرم و شکل زمین و علوم مربوطه به آن مورد استفاده است. در این نوع نقشه برداری زمین مسطح فرض نشده بلکه انحناء آن در نظر گرفته می شود به همین جهت محاسبات روی سطح بیضوی شکلی که به جای شکل زمین انتخاب می گردد انجام می گیرد.
بنابراین نقشه برداری کلاسیک که شامل تعیین موقعیت، مکان یابی عوامل، اندازه گیری تغییرات ناشی از حوادث طبیعی مثل زلزله و تعیین سطح دریا (از ارتفاعی که ماهواره قرار دارد) می باشد، همگی در شاخه ژئودزی گنجانده می شوند که این به عنوان اولین جزء مهم در گرایش ژئودزی به حساب می آید.
دومین جزء اصلی ژئودزی عبارت است از تعیین میدان جاذبه خارجی زمین (ژئوئید) که تعیین بردار جاذبه محلی نیز از جمله مواردی است که در این شاخه از ژئودزی گنجانده می شود.
پایه سوم ژئودزی مربوط است به بررسی حرکت وضعی زمین و تعیین موقعیت آن. تمام اندازه گیریهای ژئودتیک با توجه به کاربری مورد نظر در یک چهار چوب مرجع-مثلاً یک چهارچوب مختصات محلی- سنجیده می شود. و تبدیلات بین آنها (با توجه به حرکت وضعی زمین و تغییرات محوری آن) بستگی به زمان دارد. بنابراین همانطور که بیان شد، هدف ژئودزی مدرن جمع بندی سه شاخه فوق می باشد (ژئومتری، جاذبه و حرکت وضعی زمین).

 GPS چیست؟
سیستم تعیین موقعیت جهانی Global Positioning System می‌باشد که از طریق ردیابی سیگنالهایی که توسط ماهواره های در حال چرخش به دور زمین فرستاده می شوند عمل می کند به عبارت دیگر یک گیرنده GPS می تواند موقعیتش را بر مبنای فاصله زمانی ارسال سیگنالها (توسط فرستنده های ماهواره ای) تعیین کند. GPS مجموعه‌ای از 24 ماهواره است که در مداری به دور زمین می‌چرخند و توسط گیرنده‌های زمینی به مردم امکان می‌دهند مکان جغرافیایی خود را پیدا کنند. ماهواره‌ها طوری از هم فاصله دارند که در هر نقطه زمین، 4 ماهواره بالای افق قرار خواهد گرفت. هر ماهواره شامل یک کامپیوتر، یک ساعت اتمی و یک رادیو است. هر ماهواره با دانستن موقعیت زمانی مدار خود، به طور مداوم تغییر مکان و زمان خود را اعلام می دارد. هر گیرنده GPS در روی زمین شامل کامپیوتری است که موقعیت خود را با گرفتن اطلاعات از 3 ماهواره دریافت می‌کند. نتیجه بصورت طول و عرض جغرافیایی با دقت 10 تا 100 متر در اختیار بیشتر گیرنده‌ها قرار می‌گیرد و اگر ماهواره چهارم نیز قابل دریافت باشد، گیرنده می‌تواند ارتفاع را نیز به خوبی مکان جغرافیایی نشان دهد. و اگر گیرنده در حال حرکت باشد، جهت و سرعت را اندازه‌گیری کرده و زمان تخمینی رسیدن به مقصد را نشان می‌دهد.

 

3- فتوگرامتری
به بیان ساده فرآیند اندازه گیری تصاویر اجسام در روی عکسهای هوایی را فتوگرامتری گویند و بعبارت دقیق تر فتوگرامتری عبارتست از هنر ، علم و تکنولوژی تهیه اطلاعات درست از عوارض از طریق اندازه گیری ، ثبت و تفسیر بر روی عکس و یا سایر مدارکی که در بر دارنده اثری از انرژی الکترومنیتیک تابشی ثبت شده باشد.
عکس بعنوان مهمترین منبع اطلاعاتی در این علم می باشد و در داقع اصول کار در فتوگرامتری بر روی عکسهای هوایی است.
عموماً فتوگرامتری را به دو شاخه فتوگرامتری متریک و فتوگرامتری تفسیری تقسیم بندی می کنند.
در فتوگرامتری متریکی ، اندازه گیریهای کمی مطرح است ، یعنی با استفاده از اندازه گیریهای دقیق نقاط از طریق عکس می توان فواصل حجم، ارتفاع و شکل زمین را تعیین کرد ، که معمولترین کاربردهای این شاخه از فتوگرامتری تهیه نقشه های مسطحاتی و توپوگرافی از روی عکسهاست. اما فتوگرامتری تفسیری خود به دو شاخه تفسیر عکس و سنجش از دور تقسیم می شود.
در قسمت تفسیر عکس بیشتر مطالعات کیفی بر روی عکس انجام می گیرد،بعنوان مثال وضعیت پوشش گیاهی یک منطقه و یا میزان جمعیت یک شهر را از طریق عکس مورد مطالعه و تحقیق قرار می دهند.
عکسهای هوایی امروزه حداقل در دو رشته بزرگ علمی یعنی فتوگرامتری به معنی کلی تهیه نقشه از عکسهای هوایی و دیگری تفسیر به معنی شناسایی و تشخیص عوارض و اشیاء از روی تصویر به کار می روند و دارای شروع و تاریخ همزمانی می باشند که بتدریج و با پیشرفتهای تکنولوژی، این دو رشته توسعه یافته و در نتیجه، استفاده و ابزار برای دو گروه کم کم از هم فاصله گرفته و در هر یک، تخصص های جداگانه ای به وجود آمده و بتدریج نیز اضافه خواهد شد. عکسبرداری هوایی برای هر دو مصارف فوق دارای قدمت چندان زیادی نیست، بلکه تاریخ آن کم و بیش مقارن با پیدایش هنر و علم عکاسی و همچنین، صنعت هوانوردی است. اولین گزارش کتبی اختراع عکسبرداری به علوم آکادمی علوم و هنرهای فرانسه به سال 1839 باز می گردد. این عکسبرداری توسط دو فرانسوی به نامهای Daguerre و Niepce انجام گرفت. اولین گزارش قطعی پرواز هواپیما نیز مربوط به 17 دسامبر 1903 بوسیله برادران آمریکایی Wright می باشد، بنابراین باید توجه نمود که تاریخ عکسبرداری هوایی به زمان بینابین دو تاریخ فوق برمی گردد. اولین عکسبرداری هوایی از اروپا (فرانسه) به وسیله G.S.Tournachon که بعداً Nadar نامیده شد، در 1858 در پاریس انجام گردید و مقارن با او، یعنی مجدداً در همان سال شخص دیگری به نام Laussedat با دوربین عکاسی و فیلمهای شیشه ای که با خود در بالن داشت، از دهکده ای نزدیک عکسبرداری نمود. او توانست از عکسها نقشه توپوگرافیک تهیه نماید و دومی موفق به تجزیه و تحلیل ریاضی برای برگردان تصویر پرسپکتیو به تصویر ارتوفتو شد. در آمریکا، اولین عکس هوایی که با بالن گرفته شد، به تاریخ 13 اکتبر 1860 ثبت گردید. این عکس از ارتفاع 1200 پایی (365 متری) از بندر بوستون گرفته شده و در اتحاد جماهیر شوروی سابق، تاریخ اولین عکسبرداری هوایی به سال 1886 بر می گردد.
اولین فیلمبرداری هوایی بوسیله ویلبر رایت در 1909 با هواپیما از چنتوچیلی ایتالیا انجام شد. ولی استفاده عظیم از عکسهای هوایی، در ارتش و از جنگ جهانی اول بود، در حالی که برای مصارف غیر نظامی، از جنگ جهانی دوم به طور وسیع آغاز گردید. با پیشرفت در صنایع شیمیایی و تهیه فیلم بهتر و همچنین تکنولوژی هوایی، در مجموع، این شاخه از علوم توسعه پیدا نمود. دوربینهای عکسبرداری هوایی با پیشرفتهای شگرف در صنعت و هنر ساختمان عدسیها به حد بسیار مرغوب رسید. ساختمان انواع فیلمهای سفید و سیاه بصورت پانکروماتیک و مادون قرمز توسعه یافت و فیلم رنگی نیز از 1935 بصورت کداکرم عرضه گردید. فیلمهای رنگی کاذب نیز کاربردی عظیم در تفسیر پیدا نمود.

 

4- سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)
سیستمی است متشکل از داده ها، روشها و الگوریتمها، سخت افزار، نرم افزار، نیروی انسانی و شبکه که برای ورود، مدیریت، تحلیل و نمایش "اطلاعات جغرافیایی" مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم اطلاعات جغرافیایی ابزاری قدرتمند برای کار با داده های مکانی می باشد. در GIS داده ها بصورت رقومی نگهداری می شوند لذا از نظر فیزیکی حجم کمتری را نسبت به روش های سنتی (مانند نقشه های کاغذی) اشغال می کنند. در یک GIS با استفاده از توانایی های کامپیوتر مقادیر بسیار عظیمی از داده ها را می توان با سرعت زیاد و هزینه نسبتاً کم نگهداری و بازیابی نمود. قابلیت کار کردن با داده های مکانی و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها و ترکیب انواع مختلف داده ها در یک آنالیز و با سرعت زیاد، با روش های دستی سازگار نمی باشد. توانایی اجرای آنالیزهای مکانی پیچیده، مزیت های کمی و کیفی را برای GIS فراهم می کند. انجام پردازش های تکراری با در نظر گرفتن شرایط مختلف برای دستیابی به نتیجه بهینه، تنها توسط کامپیوتر امکان پذیر می باشد که می تواند اینگونه عملیات را با سرعت زیاد و هزینه نسبتا کم انجام دهد. این توانایی تجزیه و تحلیل داده های مکانی است که GIS را از دیگر سیستم های گرافیکی کامپیوتری (computer aided design) مجزا می سازد. امکان انجام آنالیزهای پیچیده با مجموعه داده های مختلف مکانی (spatial) و غیرمکانی (non-spatial) بصورت توأم، مهمترین قابلیت GIS می باشد که نمی توان آن را با روش های دیگر مثل روش های آنالوگ انجام داد. توانایی تجزیه و تحلیل توأم داده های مختلف، امکان ایجاد و استفاده از اطلاعات زمین مرجع را به شکلی کاملاً متفاوت با گذشته را فراهم می سازد. نه تنها امکان ترکیب مجموعه داده های مختلف وجود دارد بلکه روش های مختلف را نیز می توان با یکدیگر ترکیب نمود مثلاً روش های جمع آوری، رسیدگی و ممیزی و به روز رسانی داده ها را می توان با یکدیگر ترکیب نمود. مثلاً وقتی که تغییری در کاربری یا مالکیت یک قطعه زمین وارد سیستم GIS می شود، این سیستم می تواند دقت تغییرات را کنترل نموده و سپس نقشه و جداول مربوطه را به روز در آورد. بدین ترتیب کاربران GIS می توانند اطلاعات جدیدتر را در اختیار داشته و با توجه به نیازهایشان آن را بکار گیرند.

- مؤلفه های سیستم اطلاعات جغرافیایی
1- ورودی داده ها (Data Input) مؤلفه ورودی داده ها، آنها را از شکل موجودشان به شکل قابل استفاده در GIS تبدیل می‌کند. داده‌های زمین مرجع، معمولا به شکل نقشه های کاغذی و جداولی از اطلاعات توصیفی فایل های الکترونیک از نقشه ها و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها، عکس های هوایی و یا تصادیر ماهواره‌ای می‌باشند. وارد نمودن داده ها ممکن است به راحتی تغییر فرمت یک فایل و یا بسیار پیچیده باشد. ایجاد پایگاه های بزرگ داده ها ممکن است 5 تا 10 برابر سخت افزار و نرم افزار GIS هزینه در برداشته باشد. به طور کلی مرحله وارد نمودن داده ها بسیار وقت گیر و پر هزینه بوده و ممکن است ماه ها و یا حتی سال ها به طول انجامد. قبل از اینکه مرحله وارد نمودن داده ها آغاز شود، روش های وارد کردن این داده ها و استانداردهای کیفیت باید دقیقا مورد توجه قرار گیرند. روش های مختلف وارد نمودن داده ها باید براساس پردازش هایی که قرار است روی داده ها انجام گیرند، استانداردهای مورد نظر برای دقت و خروجی هایی که قرار است تهیه گردند مورد ارزیابی قرار گیرند.

 2- مدیریت داده ها (data management) مدیریت داده ها یکی از مولفه های GIS بوده و شامل توابعی برای ذخیره، نگهداری و بازیابی اطلاعات موجود در پایگاه داده ها می باشد. روش های گوناگونی برای سازماندهی داده ها به صورت فایل هایی که کامپیوتر بتواند آنها را بخواند وجود دارند. ساختار داده ها(data structure) روشی است که داده ها براساس آن سازماندهی می شوند و چگونگی ارتباط فایل ها با یکدیگر (سازماندهی پایگاه داده ها)، تعیین کننده محدودیت های موجود در بازیابی اطلاعات و سرعت عملیات بازیابی می باشند. در هنگام ارزیابی سازماندهی داده ها باید نیازهای کوتاه مدت و دراز مدت کاربران در نظر گرفته شوند. این ارزیابی باید توسط شخصی انجام گیرد که در روش های طراحی و تجزیه وتحلیل پایگاه داده های GIS متخصص باشد.

3- تجزیه و تحلیل و کار با داده ها (data manipulation and analysis) توابع مربوط به تجزیه و تحلیل و کار با داده ها در یک GIS، تعیین کننده اطلاعاتی هستند که می‌تواند توسط این سیستم ایجاد شود. لیستی از قابلیت های مورد نیاز به عنوان جزئی از نیازمندی های سیستم باید تعریف شوند. مسئله ای که معمولاً پیش بینی نمی شود این است که ایجاد GIS در یک سازمان تنها باعث اتوماسیون بعضی فعالیت های خاص نمی‌گردد، بلکه ممکن است راه و روشی که سازمان براساس آن کار می کند را نیز تغییر دهد. برای پیش بینی روش تجزیه و تحلیل داده ها در یک GIS نیاز به دخالت کاربران در مشخص نمودن توابع و عملکردهای لازم برای سیستم می باشد.

 4- خروجی داده ها (data output) داده های خروجی در GIS های مختلف از لحاظ کیفیت، دقت و سهولت استفاده، بسیار متنوع تر از قابلیت ‌های این سیستم ها می باشند. داده های خروجی ممکن است به اشکالی از قبیل نقشه، جدولی از مقادیر یا نوشتار بوده و بصورت کاغذی (hard-copy) و یا بصورت رقومی (soft-copy) ارائه گردند. توابع خروجی مورد نیاز براساس نیازهای کاربران تعیین می شوند لذا دخالت کاربران در مشخص نمودن خروجی‌های مورد نیاز بسیار مهم می باشد.

 

5- سنجش از دور(امیدوارم بتونم به این رشته که مورد علاقم هست برسم)
علم و هنر کسب اطلاعات از عوارض سطح زمین از راه دور بدون تماس فیزیکی با آنها می باشد.
سنجش از دور شامل اندازه‌گیری و ثبت انرژی بازتابی یا منتشر شده الکترومغناطیسی از سطح زمین و جو از یک نقطه مناسب بالاتر از سطح زمین و ربط دادن اندازه‌های به دست آمده به ماهیت و پراکند گی مواد سطح زمین و وضعیت جوی است. سنجنده‌های تعبیه شده در هواپیما یا سکوهای ماهواره‌ای مقدار انرژی بازتابی یا منتشر شده از سطح زمین را اندازه‌ گیری می کنند. این اندازه‌گیری‌ها یا از تعداد بسیار زیادی نقطه در امتداد یک پروفیل یک بعدی از روی سطح زمین در زیر سکوی ماهواره و یا از ناحیه‌ای دوبعدی در دو طرف مسیر زمین سکو حاصل می‌شود. (Mather)

 

6- کارتوگرافی
به صورت سنتی بعنوان علم و هنر ترسیم نقشه تعریف شده است. نقشه ها بصورت سنتی بوسیله مداد و کاغذ ترسیم می‌شدند ولی گسترش و مزایای کامپیوترها، کارتوگرافی را متحول کرده است. بیشتر نقشه های کیفی _ تجاری هم اکنون توسط نرم‌افزارهای نقشه کشی از انواع CAD,GIS و دیگر نرم افزارهای خاص کارتوگرافی می باشد، تهیه می گردند که این عمل خود باعث استفاده موثر از تصاویر دورسنجی و GIS (سیستم های اطلاعات جغرافیایی) می گردد
 

7- کاداستر
کاداستر نقشه برداری ثبتی است ، یعنی نقشه برداری که ارزش حقوقی داشته باشد و بتوان بر اساس مرزهای آن سند مالکیت صادر کرد .

نظرات ()