إنتاج الخرائط الطبوغرافية من ملفات المسح الجوي مباشرة
باستخدام نظم المعلومات الجغرافية
ﻗﺩﻤﺕ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﺭﺴﺎﻟﺔ ﺇﺴﺘﻜﻤﺎﻻ ﻟﻤﺘﻁﻠﺒﺎﺕ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﻤﺎﺠﺴﺘﻴﺭ
ﻓﻲ ﻗﺴﻡ ﺍﻟﺠﻐﺭﺍﻓﻴﺎ - ﻜﻠية الآداب - جامعة الملك سعود
إعداد
مبارك بن محمد بن ناصر المسن
إشراف
أ. د. ناصر بن محمد بن سلمي
الفصل الدراسي الثاني
الملخص :
خضع علم وفن إنتاج الخرائط (الكارتوغرافي) لتغيرات عظيمة نتيجة التطورات التقنية الحديثة مما أدى إلى ظهور برامج ومعدات وتطبيقات جديدة في عالم الحاسب الآلي. وترافق ذلك مع ظهور عصر المعلومات وبرامج نظم المعلومات الجغرافية التي حولت الخارطة الطبوغرافية التقليدية من مجرد خارطة إلى أداة عرض وتحليل. ويهدف هذا البحث إلى إظهار قدرة هذه النظم على استخدام ملفات المسح الجوي لإنتاج خارطة مطبوعة أو رقمية دون الحاجة إلى عمليات الكارتوغرافي.
ويعرض الفصل الأول موضوع وخطة وأهداف البحث إضافة إلى تعريف المنطقة التي تناولتها الدراسة. كما يقدم رؤية مفصلة لعملية الإنتقال من الطرق التقليدية إلى الطرق الحديثة ويطرح تساؤلات البحث متناولاً منهج البحث وأسلوبه عارضاً مراحل تنفيذ اختبار التساؤلات المطروحة.
ويركز الفصل الثاني على ماهية الخارطة الطبوغرافية وكيفية قراءتها وعمليات استخدامها المتنوعة، إضافة إلى شرح مقاييس رسم الخارطة الطبوغرافية وأبعاد اللوحات متناولاً مراحل إنتاج الخرائط الطبوغرافية إضافة إلى عرض مفصل لماهية النظم الجغرافية.
ويوضح الفصل الثالث مراحل التطبيق العملي لعملية إنتاج الخارطة الطبوغرافية وعملية تحويل ملف البيانات الموضعية إلى صيغة نظام المعلومات الجغرافية شارحاً كيفية هيكلة البيانات حسب المواصفات الطبوغرافية السعودية ثم ترميز المعالم قبل عرض مواصفات النظم الجغرافية من أجهزة وبرامج ومتخصصين.
ويقدم الفصل الرابع عملية مقارنة في الدقة الموضعية بين مواقع ٢٨ نقطة تحقق تم رصدها عبر نظام التحديد الكوني وبين مواقع هذه النقاط في ملفات المسح الجوي، الرسم الرقمي (الكارتوغرافي) ونظم المعلومات الجغرافية.
أما الفصل الخامس فيعرض خلاصة ما تم إنجازه في هذا البحث والتوصيات التي تم التوصل إليها.
قائمة المحتويات
شكر قدير
إهداء
ملخص الرسالة
قائمة المحتويات
قائمة الأشكال
قائمة الجداول
الفصل الأول
- الإجراءات المنهجية
- مقدمة
- موضوع البحث وأهميته
موضوع البحث
أهمية البحث
الناحية النظرية
الناحية التطبيقية
- مشكلة البحث وأهدافه
مشكلة البحث
أهداف البحث
- مفاهيم ومصطلحات البحث
الخارطة الطبوغرافية
نظم المعلومات الجغرافية
ملف البيانات الموضعية (Positional Data File)
ملف الطباعة الكارتوغرافي(Fin File)
مواصفات قاعدة البيانات الطبوغرافية السعودية (STDBS)
شفافات الحقل - (Field Overlays)
ميكروستايشن (MicroStation)
نظام التحديد الكوني
(Global Positioning System)
آرك إنفو (Arc Info)
- الدراسات السابقة
تساؤلات البحث
منهج البحث وأسلوبه
بناء قاعدة البيانات
تحويل البيانات إلى طبقات
ترميز المعالم
عمليات التعميم والحذف (الإخفاء) بمقاييس الرسم وكثافة المعالم
مراحل تنفيذ إختبار التساؤلات
الفصل الثاني
الخرائط الطبوغرافية
مقدمة
مميزات الخارطة الطبوغرافية
دلالات رموز الخارطة الطبوغرافية
استخدامات الخارطة الطبوغرافية
أبعاد اللوحات حسب مقاييس الرسم
- طريقة إنتاج الخارطة الطبوغرافية السعودية
1 مرحلة التخطيط
2توزيع ونصب ومسح ومعالجة نقاط التحكم الأرضي
3 عمليات التصوير ومعالجتها
4 عمليات المسح الجوي
الجوي التثليث
عمليات توجيه النموذج (إرشاد أو تصحيح)
عملية جمع المعلومات
5 عمليات التحقق الحقلي والميداني
6 العمليات الكارتوغرافية
- ملف التفاصيل النهائية
(Final Details File - .FIN)
- ملفات الأشكال المركبة
(Complex Shape Files - .CPX)
- ملف خطوط الكونتور النهائية
(Final Contour File - .FCN)
- ملف خطوط الكونتور الثانوية
(Supplementary Contour File - .SUP)
ملف الشبكة الجغرافية
(Graticule File - .GRT)
- ملف النصوص
(Text File - .TXT)
- الملفات المحيطة
(Surround Files - .SUR)
- الملفات التكميلية
(Supplementary Files - .SUP)
- التصحيحات
- البروفة البلاستيكية
معوقات التعامل مع الخارطة الحالية من حيث الدقة وتكامل المعلومات
- المساحة التي تغطيها الخارطة الطبوغرافية
- عمليات الحذف والتعميم والإزاحة
- عوامل الوقت والجهد والتكلفة
- عمليات التسمية وإدراج النصوص
- عدم القدرة على الإستفادة من المعلومات المتوافرة لإنتاج خرائط ذات مقاييس متنوعة
- صعوبة استخدام الخارطة الطبوغرافية كأداة تحليل
- تعقيدات عمليات استعراض المعلومات
نظم المعلومات الجغرافية
- تعريف نظم المعلومات الجغرافية
-علاقة نظم المعلومات الجغرافية بالمجالات العلمية الأخرى
علم الخرائط أوالكارتوغرافي (Cartography)
الاستشعار عن بعد (Remote Sensing)
علم المساحة الجوية (Photogrammetry)
علم المسح الأرضي (Land Survey)
علم الحاسب الآلي (Computer)
- مجالات استخدام نظم المعلومات الجغرافية
- مواصفات نظم المعلومات الجغرافية
- مواصفات الأجهزة
- الفصل الثالث
- مراحل التطبيق العملي لإنتاج خارطة طبوغرافية باستخدام نظم المعلومات الجغرافية
- مقدمة
- تحويل ملف البيانات الموضعية إلى صيغة نظم المعلومات الجغرافية
الهدف
مصادر البيانات
الخطوات والإجراءات
تغطيات آرك إنفو (Arc Info Coverages)
عملية تحويل البيانات باستخدام برنامج آرك إنفو
-هيكلة البيانات حسب مواصفات قاعدة البيانات الطبوغرافية السعودية (STDBS)
الهدف
الخطوات والإجراءات
ترميز المعالم حسب المواصفات
كيفية إنشاء ملف نموذجي
تجربة تطبيق الترميز المطابق للمواصفات على سلسلة من الخرائط
شرح خطوات الترميز للخارطة
شرح عملية وضع النصوص على الخارطة
الفصل الرابع
دراسة حالة إنتاج خريطة طبوغرافية بمقياس رسم ١:٠٠٠،٢٥٠
- مقدمة
- كيفية التعامل مع النظام
إنتاج الخرائط باستخدام برنامج آرك فيو
- مقارنة بين الطريقة الحالية والطريقة المقترحة لإنتاج الخارطة الطبوغرافية من حيث الكم والدقة
منهج البحث
ملف قسم المسح الجوي (Photogrammetry
ملف قسم الكارتوغرافي (Cartography
ملف نظام المعلومات الجغرافية (GIS
مقارنة وتحليل القراءات المختلفة
الفصل الخامس
- الخلاصة والتوصيات
- النتائج والتوصيات
- قائمة المراجع والمصادر
أولاً: المراجع العربية
الكتب
البحوث والوثائق
ثانياً: المراجع الأجنبية
الكتب
البحوث والوثائق
الملاحق
ملحق قاعدة المعلومات الطبوغرافية السعودية
التطبيق العملي لإنتاج الخارطة بواسطة نظم المعلومات الجغرافية
Main.aml
Covfromdgn.aml
Filter.aml
Hydro.aml
Addi.am
الفصل الخامس
الخلاصة والتوصيات
هدف هذا البحث إلى إظهار إمكانية وفعالية نظم المعلومات الجغرافية في تحويل ملفات المسح الجوي ومن ثم إنتاج خارطة مطبوعة أو رقمية دون الحاجة إلى عمليات الكارتوغرافي وما تسببه من تراجع في دقة المعلومات بسبب عمليات التعميم والإزاحة والحذف.
وقد تم في الفصل الأول تقديم موضوع وخطة وأهداف البحث. كذلك تم تعريف المنطقة التي تناولتها الدراسة عبر عرض ثلاث خرائط طبوغرافية لنفس المنطقة صادرة عن أقسام المسح الجوي والكارتوغرافي ونظم المعلومات الجغرافية موضحاً المشاكل الناتجة عن عمليات الحذف والإزاحة والتعميم. كما قدم هذا الفصل رؤية مفصلة عن عملية الإنتقال من الطرق التقليدية إلى الطرق الحديثة التي استفادت من تطور برامج نظم المعلومات الجغرافية مستعرضا بعض الدراسات السابقة التي تناولت الموضوع نفسه. وعرض الفصل تساؤلات البحث وهي:
١. هل بالإمكان إنتاج الخرائط الطبوغرافية مباشرة من ملفات البيانات الموضعية (Files Data Positional )الناتجة عن دمج ملفي المسح الجوي (2dm). والإضافات الحقلية (GPS ) باستخدام نظم المعلومات الجغرافية (GIS)؟ .
٢. هل هناك اختلافات كمية ونوعية جوهرية بين طريقة المعالجة الكارتوغرافية وطريقة نظم المعلومات الجغرافية ؟.
ثم تناول الفصل منهج البحث وأسلوبه عبر شرح مفصل للخطوات الأربع التالية:
١. بناء قاعدة البيانات من ملفات المسح الجوي وملفات البيانات الحقلية المكملة لها.
٢. استخدام نظم المعلومات الجغرافية في تحويل البيانات إلى طبقات موضعية.
٣. ترميز المعالم.
٤. عمليات التعميم والحذف (الإخفاء) بمقاييس الرسم وكثافة المعالم.
وأخيراً عرضت مراحل تنفيذ اختبار التساؤلات التي سبق ذكرها والقواعد التي استخدمت لحساب النسب المئوية للمعالم الخطية والنقطية المحذوفة من ملفي الكارتوغرافي ونظم المعلومات الجغرافية، وحساب مقدار الإزاحة في المحاور السينية والصادية في نفس الملفين، إضافة إلى عرض المتوسطات الحسابية والتربيعية.
أما الفصل الثاني فقد ركز على ماهية الخارطة الطبوغرافية وكيفية قراءتها وعمليات استخدامها المتنوعة، إضافة إلى شرح مقاييس رسم الخارطة الطبوغرافية وأبعاد اللوحات. ثم تناول هذا الفصل مراحل إنتاج الخرائط الطبوغرافية بدءاً من مرحلة التخطيط مروراً بعمليات توزيع ونصب ومسح ومعالجة نقاط التحكم الأرضي، ومعالجة الصور الجوية إضافة إلى عمليات المسح الجوي وما تتضمنه من خطوات كالتثليث الجوي وتوجيه النماذج وجمع المعلومات وبناء نموذج التضاريس الرقمي ومن ثم بناء اللوحات وعمليات فحص الجودة والتحقق الحقلي والميداني، وانتهاء بالتحقق من نقاط دقة الخارطة قبل تحويلها إلى قسم الكارتوغرافي للقيام بعمليات التعديل والتعميم والإزاحة وإضافة الفهارس تمهيداً لطباعة الخارطة النهائية إضافة إلى عرض مفصل لماهية النظم الجغرافية وعلاقتها بالعلوم الأخرى ومصادر معلوماتها وأنواع المستخدمين.
وتم في الفصل الثالث توضيح مراحل التطبيق العملي لعملية انتاج الخارطة الطبوغرافية وعملية تحويل ملف البيانات الموضعية إلى صيغة نظام المعلومات الجغرافية عبر استخدام برنامج (AcrView) من شركة (ESRI) . كما شرح الفصل بشكل مسهب كيفية هيكلة البيانات حسب المواصفات الطبوغرافية السعودية ثم ترميز المعالم. وتعرض الفصل بشكل معمق لمواصفات النظم الجغرافية من أجهزة وبرامج ومتخصصين.
كما تمت في الفصل الرابع عملية مقارنة في الدقة الموضعية عبر مقارنة مواقع ٢٨ نقطة تحقق واضحة ومحددة ويسهل التعرف عليها تم جمعها وملاحظتها عن طريق نظام التحديد الكوني مع مواقع مثيلاتها في ملفات أقسام المسح الجوي، الرسم الرقمي (الكارتوغرافي) ونظم المعلومات الجغرافية، بالإضافة إلى شرحٍ لكيفية قراءة إحداثيات النقاط ال ٢٨ في ملفات الأقسام الثلاثة التي سبق ذكرها ومقارنتها ومن ثم استنتاج فروقات المحورين الأفقي والرأسي ومعدلاتها ومتوسطها وانحرافها المعياري ومتوسطها التربيعي وتقديمها في جداول واضحة. وقد أظهرت الأرقام السابقة تدنياً واضحاً في الدقة الموضعية في ملف قسم الكارتوغرافي عن ملفي قسم المسح الجوي وقسم نظم المعلومات الجغرافية.
وأكدت المقارنة التي تمت في الفصل الرابع لكمية المعالم الخطية والنقطية بين ملف قسم المسح الجوي وملفي قسم نظم المعلومات الجغرافية وقسم الكارتوغرافي على التوالي نسبة الفقدان العالية التي تسببها عمليات التعميم والحذف والإزاحة في ملف قسم الكارتوغرافي.
النتائج و التوصيات
١. تؤدي العمليات الكارتوغرافية المعتمدة على مواصفات وكالة الخـرائط العسكرية الأمريكية (Agency Mapping Defence ) إلى السماح للمصمم بالتدخل في اختيار محتويات الخريطة مما يؤدي إلى حذف العديد من المعالم المجمعة في مرحلتي المسح الجوي والإضافات الحقلية.
٢. تسمح مواصفات وكالة الخـرائط العسكرية الأمريكية (Agency Mapping Defence) للمصمم بالحذف والإزاحة لبعض المعالم لتحقيق الوضوح مما يؤدي إلى انخفاض ملحوظ في الدقة الموضعية للمعالم.
٣. إن الاعتماد على نظم المعلومات في إبراز المعالم التي يحتويها ملف المسح الجوي أدى إلى زيادة في الدقة بالإضافة إلى كم الظواهر الممثلة على الخريطة.
٤. الاستفادة من نظم المعلومات الجغرافية في تحويل الخرائط الطبوغرافية إلى شكل رقمي، يساعد على عمليات الاستفسار والإظهار والإخفاء.
٥. الاعتماد على مواصفات قواعد البيانات الطبوغرافية السعودية (STDBS) لهيكلة ملف المسح الجوي بدلا من مواصفات وكالة الخـرائط العسكرية الأمريكية (Agency Mapping Defence) يقلص الإختلافات بين مصممي الخرائط ويساعد على إخراج خريطة طبوغرافية مقننة دون تأثير للمصممين في عملية التصميم.
٦. ضرورة توظيف نظم المعلومات الجغرافية لإنتاج الخرائط الطبوغرافية مباشرة من ملفات المسح الجوي.
٧. الاعتماد على مواصفات قواعد البيانات الطبوغرافية السعودية كأساس لإنتاج ذلك النوع من الخرائط.
٨. ضرورة تبني قسم الكارتوغرافى لذلك الأسلوب التقني لإنتاج الخرائط الطبوغرافية مستقبلاً.
٩. ضرورة تعميم ذلك على الدوائر الحكومية والمؤسسات ذات العلاقة.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق