إنتاج الخرائط الطبوغرافية من ملفات المسح الجوي مباشرة
باستخدام نظم المعلومات الجغرافية
قدمت هذه الرسالة استكمالاً لمتطلبات درجة الماجستير
في قسم الجغرافيا كلية الآداب – جامعة الملك سعود
إعـداد الطالب
مبارك بن محمد بن ناصر المسن
إشــراف
أ.د. ناصـر بن محـمـد بن سـلمـى
الفصل الدراسي الثاني
١٤٢٤- ١٤٢٥هـ
ملخص الرسالة
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.
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 (Positional Data Files) 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 (Defence Mapping Agency) 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 (Defence Mapping Agency) 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 (Defence Mapping Agency) 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.
قائمة المراجع والمصادر
أولاً: المراجع العربية
أ- الكتب
ب- البحوث والوثائق
ثانيا المراجع الأجنبية ً
أ- الكتب
ب- البحوث والوثائق
المراجع العربية
أولاً الكتب
١- أبو صالح ، محمد صبحي ؛ عوض ، عدنان محمد(١٩٨٣م) مقدمة في الإحصاء ، جامعة اليرموك - إربد - الأردن
٢- أسود ، فلاح شاكر (١٩٨٤م) - الخرائط والرسم الجغرافي - مكتبة الفلاح ، الكويت .
٣- الإدارة العامة للمساحة العسكرية ١٤١٢هـ - نبذة عن الخرائط العسكرية واستخداماتها ( تقرير غير منشور).
٤ الإدارة العامة للمساحة العسكرية
An Assessment of 1:250,000 JOG Digital Data Planimetric Accuracy (تقرير غير منشور).
٥- الإدارة العامة للمساحة العسكرية ١٤١٠هـ - إجراءات نظام العمل بقسم إنتاج الخرائط الرقمية - خطوات الإنتاج بوحدة إعداد الخرائط (غير منشورة).
٦- الخزامـي ، عزيـز محمد (١٩٩٢م) قاموس مصطلحات نظم المعلومات الجغرافية ، دار الحقيقة ، القاهرة /، مصر.
٧- الخزامـي ، عزيـز محمـد (١٩٩٨م) - نظم المعلومات الجغرافية ( أساسيات وتطبيقات للجغرافيين) ـ منشأة المعارف بالإسكندرية.
٨- سلمى، ناصر بن محمد عبداالله (١٤١٩هـ) مدخل إلى علم الخرائط ونظم المعلومات الجغرافية ـ مكتبة الملك فهد الوطنية .
٩- شـعبان ، مصـطفى إمام (الجزء الأول) – المساحة والطبوغرافيا – دار القومية العربية للطباعة ، القاهرة /مصر.
١٠- عبدالرحـيم ، محمود حسني/ حسين ، محمد رشاد الدين مصطفى (١٩٨٤م) – المساحة الطبوغرافية والجيوديسية – دار الراتب الجامعية ، بيروت /لبنان.
١١- عبدالرحـيم ، محمـود حسني/ حسين ، محمد رشاد الدين مصطفى (١٩٨٦م) – مبادئ المساحة المستوية والطبوغرافية – منشأة المعارف بالإسكندرية . - ٢١١ -
١٢- علـي، محمـد عبدالجواد محمد (١٩٩٨م) نظم المعلومات الجغرافية – الجغرافيا العربية وعصر المعلومات: رؤية فكرية جديدة وتركيبة منهجية حديثة في المعلوماتية الجغرافية ـ الرياض ـ مكتبة الملك فهد الوطنية.
١٣- كـبارة، فوزي بن سعيد عبداالله (١٩٩٧م) نظم المعلومات الجغرافية وتطبيقاتها الحضرية والبيئية ـ ( دار العلم ، مطابع مؤسسة المدينة للصحافة بجدة).
١٤- مواصفات قاعدة المعلومات الطبوغرافية السعودية - لمقاييس الرسم ١ ،٥٠,٠٠٠ :١ : ٢٥٠,٠٠٠ – الطبعة الأولى (٢٠٠٠م) – الإدارة العامة للمساحة العسكرية.
Saudi Topographic Database Standards (1:50,000 and 1:250,000 scale,version 1.0,2000)
البحوث والوثائق
١- الإدارة العامة للمساحة العسكرية ١٤١٢ ه - نبذة عن الخرائط العسكرية واستخداماتها (تقرير غير منشور)
٢- الإدارة العامة للمساحة العسكرية
JOG Digital Data 1:250,000 An assessment of - Planimetric Accuracy (تقرير غير منشور)
٣- الإدارة العامة للمساحة العسكرية ١٤١٠ ه - إجراءات نظام العمل بقسم إنتاج الخرائط الرقمية – خطوات الإنتاج بوحدة إعداد الخرائط (غير منشورة)
ثانيا المراجع الأجنبية ً
الكتب
1. Christensen, A. H. J., (1999). Cartographic Line Generalization with Waterlines and Medial-Axes. Cartography and Geographic Information Science, Vol. 26, No. 1, p. 19-32.
2. Davies, C. 1997. Organisational Influences on the University Electronic Library. Information Processing and Manage-ment, vol. 33, no. 3, pp. 377-392.
3. Federico,T. (1998), Generating Street Center-Lines from Inaccurate Vector City Maps.
4. Cartography and Geo-graphic Information Systems, Vol. 25, No. 4, p. 221-230.
5. Korte, George B., The GIS Book 4th Edition Updated and Expanded
6. Mackaness, W. A. (1994), An Algorithm for Conflict Identification and Feature Displacement in Automated Map Generalization. Cartography and Geographic Information Systems, vol. 21, no. 4, pp. 219-232.
7. Morrison, J.L. (1997), Topographic Mapping in the twenty-first century. Framework for the World 1st Edition 1997, GeoInformation International, Cambridge.
8. Rigaux, Philippe; Scholl, Michel; Voisard, Agnes; Spatial Databases With Application to GIS.
9. Ware, J.M., and Jones, C.B. (1998) Conflict Reduction in Map Generalisation Using Iterative Improvement. GeoInformatica 2(4),383-407 10. Wise, Stephen, GIS Basics
البحوث والوثائق
1. Allam, M. M., and Wong C.K. April (1986), Data Capture And Editing, Proceedings of the digital Mapping and land Information Systems symposium, the university of Calgary, Alberta, 53 Pages.
2. Brazile, F. A. (1998), Generalization Machine Design that Incorporates Quality Assessment. In T. Poiker and N. Chrisman, (Eds.), Proceedings 8 th International Symposium on Spatial Data Handling, pp. 349-360, Vancouver, 1998. Simon Fraser University.
3. Brazile, F.A. (1999), Computational Methods for the Automated Symbolization of 1:24,000 and 1:100,000 USGS SDTS Data, Proceedings of the 19TH International Cartographic Conference and 11th General Assembly of ICA, Volume 2, P.1155-1164, August 15-27, 1999, Ottawa, Canada
4. Buttenfield, B. P. (1997), Delivering Maps to the Information Society: A Digital Library for Cartographic Data. InProceedings of the 18th ICA/ACI International Cartographic Conference, vol. 3, pp. 1409- 1416.
5. Buziek, G. ; Döllner, J. (1999), Concept and Implementation of an Interactive, Cartographic Virtual Reality System, Proceedings of the 19TH International Cartographic Conference and 11th General Assembly of ICA, Volume 1, P.637- 648, August 15-27, 1999, Ottawa, Canada.
6. Goodchild, M.F. (1999), Cartographic Futures on a Digital Earth, Proceedings of the 19TH International Cartographic Conference and 11th General Assembly of ICA, Volume 1, P.5-13, August 14-20, 1999, Ottawa, Canada.
7. Howard, G.; Mole, D. ; Pickering, R. ; and Woodsford, P.; (1999) A National Topographic Database for the 21st Century- Paradigm Shifts in Business Process and Technology, Laser Scan of Cambridge, UK, Internet paper.
8. Lamy, S. ; Ruas, A.; Demazeau, Y. ; Jackson, M.; and Mackaness, W. A. (1999),The Application of Agents in Automated Map Generalisation, Proceedings of the 19TH International Cartographic Conference and 11th General Assembly of ICA, Volume 2, P.1225-1234, August 15-27, 1999, Ottawa, Canada
9. Lee, D. (1999a), New Cartographic Generalization Tools , Proceedings of the 19TH International Cartographic Conference and 11th General Assembly of ICA, Volume 2, P.1235-1242, August 15-27, 1999, Ottawa, Canada.
10. Lee, D. (1998b), “Simplification of Buildings”, ESRI internal design document.
11. Lee, D. (1998c), “Creating Centerlines from Road Casings”, ESRI internal design document.
12. Lonergan, M. E., Christopher B. Jones, and J. Mark Ware (1999), Optimal Map Generalization: saving time with appropriate measures of imperfection, Proceedings of the 19TH International Cartographic Conference and 11th General Assembly of ICA, Volume 1, P.1205-1213, August 15-27, 1999, Ottawa, Canada
13. Mackaness, W. A. and Purves,R. (1999), Issues and Solutions to Displacement in Map Generalization, Proceedings of the 19TH International Cartographic Conference and 11th General Assembly of ICA, Volume 1, P.1081-1090, August 15-27, 1999, Ottawa, Canada
14. Pickles, J. (1999), Cartography, Digital Transitions, and Questions of History, Proceedings of the 19TH International Cartographic Conference and 11th General Assembly of ICA, Volume 1, P.15-28, August 15-27, 1999, Ottawa, Canada.
15. Ramirez, J. P., (1991). Development of a Cartographic Language, Proceedings COSIT’91, Elba.
16. Ramirez, J. P., (1999) Maps for the Future: A Discussion, Proceedings of the 19TH International Cartographic Conference and 11th General Assembly of ICA, Volume 1, P.549-558, August 43-49, 1999, Ottawa, Canada
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق