Geographic Information Systems (GIS) present one of the most important 3D modeling techniques of cities, which has become a very important and necessary for representing of contemporary cities, and doing different analyses, with the aim of finding so
lutions to the problems raised through a virtual model of reality. In addition, 3D GIS play an important role in urban planning. Despite the presence of a large number of programs capable of dealing with 3D objects, many of these applications require high technologies and advanced tools for the representation and analysis of 3D objects. The objects of 3D models represented in GIS can be associated with a set of queryable attributes, and this is not available in other 3D modeling software. This Research aims to highlight the importance of procedural 3D modeling of cities in GIS environment using ESRI CityEngine. A set of CGA (computer generated architecture) rules - programmed by procedural modeling language in CityEngine- will be presented to generate realistic 3D models that can represent all elements of cities and its infrastructure. Then, all the objects will be exported to a Web Scene viewer, which allows the creation a comprehensive platform to present a system to support decision-making, and facilitate project management related to the management of cities. The research methods will be applied to Tartous governorate through designing and modeling of proposed residential area. This study will include CGA rules applied to create a 3D model of proposed area, it will show the importance of GIS in modeling and representation of cities.
شهد مجال نظم المعلومات الجغرافية الحرة ومفتوحة المصدر في العقود القليلة الماضية معدل نمو مرتفع للغاية. وبدأت هذه البرمجيات تلعب دور حيوي وهام في المجال الأكاديمي والبحث العملي، كما في المجال المهني.
ونظراً لقلة وندرة المصادر باللغة العربية عن هذا ا
لموضوع، يهدف المشروع إلى تقديم دليل علمي باللغة العربية لتعلم برنامج QGIS الحر ومفتوح المصدر وإبراز إمكانياته الكبيرة. كما يهدف إلى تطبيق عملي في برنامج QGIS ، يتضمن إرجاع صورة فضائية وإنشاء عدد من الطبقات لرقمنة الواقع الحقيقي وترميزها بشكل جيد ثم بالنهاية سيتم العمل على تخطيط الطباعة للإخراج النهائي للمشروع.
كما يهدف إلى التحفيز على اعتماد هذه البرمجيات في الدول النامية كوسيلة للحد من تكاليف الترخيص وتعزيز التنمية التكنولوجية المحلية عن طريق الحصول على الشيفرة المصدرية لهذه الأنظمة وتطويرها.
أقسام المشروع:
يتألف المشروع من عدة فصول، حاولنا من خلالها تسليط الضوء على أهم مزايا هذه البرمجيات، مثل سهولة التنفيذ والاستخدام الجيد، القدرة على تحليل وعرض البيانات المكانية والأداء الوظيفي المضاهي للبرمجيات التجارية، وإنتاج الخرائط الاحترافية.
يعرض الفصل الأول مقدمة عن الدليل التعليمي لبرنامج QGIS ، ويوضح أهم المصطلحات، الرموز والأدوات المستخدمة في واجهة المستخدم الرسومية، كما يقدم موجز قصير عن ستة فئات عامة من الأدوات الأساسية والإضافات، كما يحوي طريقة تنزيل وتثبيت البرنامج على جهاز الكمبيوتر وطريقة البدء بالعمل عليه.
يشرح الفصل الثاني واجهة المستخدم الرسومية لبرنامج QGIS وطريقة العمل بمكوناتها المختلفة.
يتطرق الفصل الثالث إلى مجموعة من الأدوات العامة والهامة لاستخدام البرنامج بالشكل الأمثلي كاختصارات لوحة المفاتيح، ومجموعة كبيرة من طرق تغيير الإظهار.
ويوضح الفصل الرابع طريقة ضبط إعدادات البرنامج ومشروع QGIS والخصائص المختلفة.
ويشرح الفصل الخامس طريقة العمل مع الإسقاطات ونظم الإحداثيات المختلفة ضمن البرنامج QGIS.
أما الفصلين السادس والسابع فيتطرقان إلى العمل مع البيانات الشعاعية والمصفوفية في QGIS وصيغهما المدعومة في البرنامج (على التوالي).
تضمن الفصل الثامن التنسيق والتخطيط للطباعة ضمن QGIS باستخدام منضد(أو مؤلف أو منسق أو مخطط) الطباعة Print Composer وطرق إنشاء خرائط ليتم طباعتها أو حفظها.
وفي الفصل التاسع والأخير تم إنجاز تطبيق عملي (مشروع) في برنامج QGIS، حيث تم تنزيل صورة فضائية من جوجل إيرث لمنطقة سد الحويز (محافظة اللاذقية)، ثم قمنا بإظهار طريقة إرجاعها، بعدها تم إنشاء عدد من الطبقات لرقمنة الواقع الحقيقي (من كافة الأنواع نقطة، خط ومضلع) وتم ترميزها بشكل جيد ثم بالنهاية تم العمل على تخطيط الطباعة للإخراج النهائي للمشروع.
يبين المشروع كيفية تصميم نموذج باستخدام أدوات التحليل المكاني (spatial Analysis) المتاحة في برامج نظم المعلومات الجغرافية لاختيار أفضل المواقع لإنشاء منشأة سياحية في محافظة طرطوس, ثم قمنا بتخصيص معاملات إدخال للنموذج لكي يتم تطبيقه على مناطق مختلفة ب
استخدام بيانات إدخال مختلفة ليتمكن مستخدمو النموذج ببساطة من إدخال المعاملات الخاصة بهم في منطقتهم دون الحاجة إلى معرفة كثير من المعلومات حول واقع عمل النموذج، وتكمن أهمية المشروع من خلال تقديم نموذج كامل باستخدام باني النماذج (ModelBuilder) ضمن برنامج ArcGIS لاختيار أفضل موقع لمنشأة سياحية تحقق مجموعة من المعايير، وتقديم واجهة مستخدم لوضع البيانات الضرورية مباشرة, وسيتم تحقيق هذه الأهمية من خلال مجموعة من الأهداف نستعرضها فيما يلي :
• دراسة نظرية لنظم المعلومات الجغرافية (GIS) والتحليل المكاني حيث سنعرض مقدمة تبين أهمية برنامج ArcGIS وأدوات التحليل المكاني المتوفرة ضمن بيئة نظم المعلومات الجغرافية والتي اعتمدنا عليها لإنشاء النموذج المطلوب.
• دراسة نظرية لباني النماذج (ModelBuilder) ضمن برنامج ArcGIS، ثم سنستعرض فوائد النموذج وضبط إعداداته وبنائه بخطوات متكاملة.
• تطبيق منهجية التحليل المكاني باستخدام GIS)) وبناء نموذج لاختيار أفضل موقع لمنشأة سياحية تحقق مجموعة من المعايير في منطقة الدراسة، ذلك بالاعتماد على البيانات المتوفرة واشتقاق بيانات جديدة تساهم في إتمام عملية بناء النموذج، وتحديد المعاملات اللازمة التي ستظهر في واجهة المستخدم المطلوبة لاختيار الموقع الأفضل.
Free and Open Source software (FOSS) is one of computer software, which source code can be accessed, freely used, modify, and distribute by anyone. It is produced by many of people or organizations, and distributed under licenses that comply with the
open source definition. This software has recently begun to play an important role in the academic and scientific research field, as in the professional field. In the past few decades, Geographic Information Systems (GIS) has seen very high growth rate, and this development included each of commercial and open source GIS software.
This research aims to show the great potential of Free and Open Source Geographic Information Systems (FOSS_GIS), and motivating to adopt it in developing countries, as a means to reduce licensing costs, promote local technological development through access to the source code and developing these systems. A case study is taken, in which we have tried to highlight the most important advantages of this software (i.e. FOSS_GIS), such as ease of implementation and good use, the ability to analyze and display of spatial data, professional maps production, and functionality emulator to commercial GIS software. The case study included the methodology of spatial suitability analysis, which is one of the main tasks of GIS; this methodology has been applied to choose the optimal site of urban project in Sheikh Badr area (Tartous Governorate) by proposing a set of general conditions. Using optimal site selection analysis of urban project helps to avoid the indiscriminate expansion and the irregular land-use. The free and open source software QGIS was used in this research, as well as the algorithms and tools of GRASS and SAGA softwares.
Key Words: FOSS_GIS, spatial analysis, QGIS, optimal site selection, Sheikh Bader area
يعرف نظام المعلومات الجغرافية (Geographic Information System) بأنه نظام حاسوبي لجمع وإدارة ومعالجة وتحليل البيانات ذات الطبيعة المكانية ويقصد بكلمة مكانية spatial أن تصف هذه البيانات معالم features جغرافية على سطح الأرض، سواء أكانت هذه المعالم طبيعية
كالغابات والأنهار أم اصطناعية كالمباني والطرق والجسور والسدود. يستخدم مصطلح معالم للإشارة أيضا" إلى الظواهر الطبيعية والبيئية مثل المد والجزر والتلوث وغيرها.
تعتبر خرائط الويب من الوسائل المهمة في العمل المؤسسي . وذلك لأنها تعتبر من الوسائل الأساسية في تسهيل انشاء ونقل البيانات ومشاركتها بين أفراد المؤسسة ، لهذا تلجأ الكثير من المؤسسات الكبيرة والصغيرة لإنشاء صفحات ويب خاصة بها تستخدمها لنشر الخرائط وتحريرها ومشاركتها ، وهذ الاجراء تتخذه المؤسسات نظرا لسهولة الوصول للبيانات عن طريق الويب وسهولة الاطلاع عليها بين أقسام المؤسسة ، من هذا المنطلق كان لابد من فهم نظم المعلومات الجغرافية بطريقة أفضل بل وأوسع إن صح التعبير فهي ليست مجرد برمجيات مكتبية أو قواعد بيانات صغيرة بل تتعدا أكثر من ذلك لتصل لأضخم البيانات والعمليات البرمجية فلا تجد تقنية حديثة إلا وتستخدم نظم المعلومات الجغرافية فيها وبل لاتجد عمل مؤسسي عملاق إلا ونظم المعلومات الجغرافية أساسا فيه فهي تعتبر مركزية قوية لدعم القرار وتنفيذه والتعرف على أدق التفاصيل.
ساعد تقدم وسائل الاتصالات وتطور شبكة الإنترنت في خلق وتطوير مفهوم خرائط الويب، وخاصة إذا تم اقترانها مع التقنيات الحديثة لنظم المعلومات مثل نظم المعلومات الجغرافية، حيث أنها لا تتطلب من المستخدم الإلمام بالأسس التقنية ورائها بقدر ما تهدف إلى جعل المستخدم يتفاعل مع هذا النوع من الخرائط بطريقة أكثر فاعلية وفائدة. من جانب آخر، سمحت هذه الخرائط بتعدد مصادر المعلومات ومكنت المستخدمين من الاستفادة منها، الأمر الذي جعل تبادل البيانات والمعلومات أصبح أكثر فعالية.
كما ساعدت خصائص الشبكة العنكبوتية العالمية الحديثة وإمكاناتها في تطوير تطبيقات عدة في مختلف المجالات، كما هو الحال مع التطبيقات الخرائطية أو ما يعرف بخرائط الويب. وعليه فإن مستخدمي الإنترنت أصبح في حوزتهم بيانات ضخمة يزداد حجمها على مدار الساعة. وتتميز خرائط الويب بمحتويات غنية وخصائص ومميزات مثل الاستعراض الجغرافي، وسهولة الاستخدام، والتفاعلية، ، وسهولة الوصول إلى البيانات وتبادلها. كما أن التطور في تقنية الاتصالات أسهم بشكل كبير في انتشار خرائط الويب، خاصة أنها سمحت للمستخدمين بأن يعبّروا عن اهتماماتهم وثقافتهم، ومكنتهم من تحرير البيانات الخاصة بهم وإضافتها، ومشاركتها وإدارتها وصيانتها من خلال مواقعهم عبر الإنترنت .ولأن هناك حاجة إلى الوصول إلى البيانات ذات البعدين المكاني والزمني فإن مثل هذه الخرائط تصبح وسيلة فعالة لعرض هذه البيانات والاستعلام منها وتحليلها من خلال هذه الشبكة، خصوصا متى ما كانت البيانات تمثل ظاهرة حرجة بالغة الأهمية للعامة أو المختصين، ومتى ما كانت هذه البيانات في شكل بيانات خام لا يفهمها إلا المختص. ولأهمية هذه الخرائط في الوقت الحاضر وتزايد دورها في المستقبل فإن هذ المشروع يركز على التعريف بخرائط الويب وخرائط نظم المعلومات الجغرافية المستندة إلى الويب من حيث مفهومها وطبيعتها وأنواعها وأبرز القضايا المتعلقة بها، وذلك بهدف تقديمها للمهتمين والدراسين في شكل دليل تعليمي وتدريبي. وفي هذا المشروع حاولنا تقديم منهجية علمية متسلسلة لتصميم خريطة رقمية لمحافظة طرطوس ضمن بيئة أنظمة المعلومات الجغرافية المكتبية (ArcGIS Desktop & QGIS، ومن ثم ونشر المنتج الخرائطي على الويب باستخدام ArcGIS online و QGIS Cloud.
الهدف من المشروع وأهميته:
يهدف المشروع المقدم إلى:
(1) التعريف بخرائط الويب وخرائط نظم المعلومات الجغرافية المستندة إلى الويب من حيث مفهومها وطبيعتها وأنواعها وأبرز القضايا المتعلقة بها، وذلك بهدف تقديمها للمهتمين والدراسين في شكل دليل تعليمي وتدريبي.
(2) بناء قاعدة بيانات مكانية مبدأية لمحافظة طرطوس، ضمن برنامج ArcGIS انطلاقا من بيانات من مصادر متنوعة. وتقديم منهجية علمية متسلسلة لتصميم خريطة رقمية لمحافظة طرطوس ضمن بيئة أنظمة المعلومات الجغرافية المكتبية (ArcGIS Desktop & QGIS ) بشكل عام وتغطي الجانب السياحي بشكل خاص موضحاً عليها المعالم الأساسية كالمواقع الأثرية (قلاع ....) ومنشأت سياحية (المطاعم والفنادق .... الخ) ، أماكن سياحية وترفيهية، أماكن خدمية (مشافي، محطات وقود..).
(3) تصميم وبناء خريطة الويب ونشرها باستخدام كل من ArcGIS online و QGIS Cloud.
تكمن أهمية المشروع من خلال تقديم نموذج كامل رقمي لمحافظة طرطوس متاح للاستعراض من قبل العموم، يساعد بالتعريف بالمحافظة كمنطقة سياحية في سورية والتعريف بالأماكن الخدمية والسياحية ومواقعها المكانية ومواصفاتها.
محتوى المشروع:
يحتوي المشروع الفصول التالية:
الفصل الأول: يتضمن مقدمة عن أنظمة المعلومات الجغرافية وتطبيقاتهاوأهداف العمل عليها ووظائفها وأهم مزاياها والعناصر الرئيسية التي يجب أن تغطيها أنظمة المعلومات الجغرافية لأي تطبيق
والبيانات المكانية والوصفية ومعالجة البيانات المكانية وأنواع بيانات .
الفصل الثاني: يتضمن تطبيق عملي ضمن ArcGIS وبناء قاعدة البيانات المكانية لمحافظة طرطوس من مصادر بيانات مختلفة. وإضافة عناصر الخريطة واخراجها وطباعتها.
الفصل الثالث : يتضمن شرح نظري عن خرائط الويب وأنواعها. كما يتضمن استخدام برنامج ArcGIS online وتكوين الموقع وانشاء خرائط الويب وكيفية الدخول إلى ArcGIS online وأنواع الخرائط المدعومة وكيف يمكن استخدامه مجاناً وكيفية التعامل مع خرائط ويب وآلية نشرها.
الفصل الرابع : يتضمن لمحة عن برنامج QGIS وهو عبارة عن برنامج نظم معلومات جغرافية مفتوح المصدر ومجاني يتيح للمستخدم تجميع البيانات وإدارتها وتحريرها وتحليلها وإعداد خرائط يمكن طباعتها. وكيف يتم نشر الخريطة على الويب باستخدام طريقتين مختلفتين والحصول على رابط ويب يمكن من خلاله لأي شخص الدخول على الرابط واستعراض الخريطة .
برزت المعلوماتية كأهم عامل في تنمية المجتمعات البشرية ومواردها الطبيعية بعد التطور الكبير الذي شهدته في ميادينها إثر الثورة الشاملة لمختلف ميادين الحياة، وتبين لجميع العاملين في حقول التنمية مدى أهمية توظيف المعلومات في تحقيق وتسريع عملية التنمية.
إ
ن التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) هو أحد التكنولوجيات التي تعتمد على الحاسوب في الرسم والإظهار الهندسي، وتُستخدم هذه التقنية في العديد من المجالات منها الهندسة المدنية والعمارة. تتميز تلك التقنية بدقة المنتج النهائي للنماذج التي يتم رسمها أو إظهارها وكذلك التنوع ما بين الرسومات ثنائية أو ثلاثية الأبعاد التي تحققها تلك التكنولوجيا. أحدثَ التصميم بمساعدة الحاسوب طفرة في مجال التصميمات الهندسية من حيث نوعية الإظهار وكذلك سهولة الحسابات الهندسية المتعلقة بالحجوم والمساحات. تحفظ رسومات (CAD) كنقاط وخطوط و منحنيات باستخدام شبكة إحداثيات رياضية تحفظ نقاط البدء و النهاية لكل شكل و تحافظ الرسومات على دقتها عند تكبيرها أو تصغيرها إلى أي حجم حيث تبقى العلاقات بين كافة العناصر في الرسم ثابتة . يمكن استخدام ملفات (CAD) من قبل العديد من البرمجيات و نظم الحاسوب بسهولة حيث تبنى معظم مصنعي البرمجيات الهيئة التي يستخدمها برنامج أوتوكاد و هي (DXF).
كما تعتبر أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS) Geographic Information Systems إحدى أهم أنظمة المعلوماتيّة، إذ أصبحت تفي بأغلب متطلبات العمل المرتبط بالأراضي وما عليها على مختلف الصعد وضمن مجالات في غاية التنوع والتباين، وبعد تطور صناعة الحواسيب من حيث سرعة المعالجة وقدرتها على التخزين بدأت مؤسسات حكومية وجامعية في أغلب الدول المتقدمة بتطوير أنظمة المعلومات الجغرافية إضافة إلى أن المساحة التصويرية الجوية والاستشعار عن بعد والمعالجة العددية للصور قد لعبت دوراً هاماً في هذا، ومع تزايد الطلب وحاجة المستخدمين لنظم المعلومات الجغرافية بدأ الكثيرون باستخدام هذه التقنية الفعالة لإنشاء الخرائط وتجميع المعطيات وإنجاز مراحل تحليل متقدمة باستخدام برامج GIS التجارية والمجانية.
تنشأ الحاجة إلى تكامل CAD / GIS في العديد من التطبيقات. يؤدي هذا التكامل بين (CAD) ونظم المعلومات الجغرافية (GIS) إلى تقليل العديد من أوجه القصور والأخطاء التي حدثت أثناء تصميم المشروع وتخطيطه وتنفيذه. كما يمكن أيضا تبسيط عملية اتخاذ القرار أثناء العمليات. والتي تتطلب العديد من المهام، ولا سيما المهام الهندسية في التصميم والبناء وإدارة الأصول طوال دورة حياة البنية التحتية أو المنشأة، بالإضافة إلى المعرفة والمهارة في العديد من البرامج والأدوات الخاصة بالبرامج المترابطة فيما بينها.
من أكثر الحالات التي يمكن أن نواجھھا في تحويل البيانات المكانية من CAD إلى GIS هي الفرق البنيوي بين صيغة بيانات الأتوكاد وصيغ البيانات في نظم المعلومات الجغرافية. فبينما يتم الفصل في نظم المعلومات الجغرافية بين البيانات بحسب نوعها الجيومتري (أي نقطة، خط، مضلع)، فإن CAD يمكن أن تتضمن بيانات من مختلف الأنواع الجيومترية دون تمييز. ويتفاقم ھذا الوضع في بعض الحالات عندما لا يقوم الشخص الذي أنشأ خريطة بالتمييز بين السمات بحسب غايتها فيضع في شريحة واحدة، على سبيل المثال، سمات من أنواع مختلفة (أشجار، أعمدة كهرباء، حفر تفتيش). وهنالك وجه آخر للاختلاف بين بيانات CAD وبيانات GIS يؤثر على عملية التحويل. ويكمن ھذا الاختلاف في الطريقة التي يتعامل بواسطتها كل من ھذين النظامين مع الكارتوغرافيا. فبينما تفصل نظم المعلومات الجغرافية الكارتوغرافيا عن البيانات، فإن ھذا الفصل غير موجود في نظم الرسم بمعونة الحاسب، كما أن الكارتوغرافيا في ھذه الأخيرة تعتبر بدائية إلى حد ما حيث تقتصر على الألوان وأنوع الخطوط وثخاناتھا لتمثيل السمات البسيطة أما إذا كان الرمز الكارتوغرافي معقداً في نظم CAD، فيتم تركيبه بالاستعانة بعناصر جيومترية بسيطة.
الهدف من المشروع وأهميته:
تأتي أهمية المشروع من كون أنظمة المعلومات الجغرافية عملت طفرة في المجال الهندسي عامة والمساحي خاصة حيث اصبح المهندسين يستخدمونه في كل اعمالهم عن طريق عمل تكامل بين هذه البرامج والبرامج المرتبطة بها مثل الاوتوكاد على سبيل المثال لعمل التحليلات المكانية او الإحصائية عليها، والتي توفرها برمجيات GIS نظرا لإمكانية التعامل مع البيانات الوصفية والمكانية في آن واحد، كما تمكننا من تجميع وتخزين ومعالجه وتحليل كم هائل من البيانات .ومع تزايد شعبية أنظمة المعلومات الجغرافية، أصبحت أداة مشتركة لجميع التخصصات وتنامت مجموعة واسعة من قواعد البيانات المتاحة، حيت تعددت صيغ وأشكال الملفات و أصبح أمر التنسيق بينها أمرا ملحا.
وسيتم تحقيق هذه الأهمية من خلال مجموعة من الأهداف نستعرضها فيما يلي:
• دراسة نظرية في التوجه الحالي والمستقبلي في CAD و GIS. بالإضافة لتكامل CAD/GIS،الأسباب والتحديات والتقنيات المستخدمة.
• بناء قاعدة بيانات مكانية باستخدام برنامج ArcGIS، من خلال تحويل بيانات مخطط أوتوكاد لجزء من مدينة طرطوس، ومخطط أوتوكاد آخر يبين الطرق لجزء من مدينة دمشق، إلى بيانات مكانية، ومن ثم معالجة وتعديل وتصحيح البيانات المكانية وإنتاج خرائط رقمية.
• تحويل بيانات مخططات الأوتوكاد السابقة إلى بيانات مكانية باستخدام برنامج QGIS ومن ثم معالجة وتعديل وتصحيح البيانات المكانية وإنتاج خرائط رقمية.
محتوى المشروع:
تم تلخيص محتوى فصول المشروع كالتالي:
الفصل الأول: بعنوان " التوجه الحالي والمستقبلي في CAD " يقدم لمحة عامة عن أنظمة الــ CAD ومراحل نشأته وتطوره ونماذجه، بالإضافة إلى التوجهات المستقبلية في هذا المجال وخصوصا نمذجة معلومات البناء BIM.
الفصل الثاني: بعنوان " التوجه الحالي والمستقبلي في GIS " يقدم لمحة عامة عن الــ GIS ومراحل نشأته وتطوره ونماذجه، أساسياته، مكونات ووظائف الــ GIS، المتثيل الجغرافي للكائنات، التحليل المكاني، مستوى التقدم الجاري في الــ GIS، بالإضافة إلى التوجهات المستقبلية في هذا المجال.
الفصل الثالث: بعنوان "تكامل CAD/GIS،الأسباب والتحديات "توضيح التكامل بين CAD و GIS، واستعراض المشاكل الناشئة عن هذا التكامل، ومن ثم تقديم الحلول المناسبة.
الفصل الرابع: بعنوان " تحويل مخططات الأوتوكاد إلى بيئة GIS باستخدام برنامجARCGIS" يبين الخطوات المتبعة في برنامج ArcGIS لتحويل بيانات CAD لمخطط مدينة طرطوس وأخرى لشبكة طرق دمشق إلى بيانات مكانية، وإجراء العمليات اللازمة لمعالجة وتحليل هذه البيانات، ومن ثم إجراء الضبط المكاني لإنتاج خريطة للمدينة.
الفصل الخامس: بعنوان " تحويل مخططات الأوتوكاد إلى بيئة GIS باستخدام برنامج QGIS " يوضح الخطوات السابقة ذاتها باستخدام برنامج QGIS.
في السنوات الأخيرة ، تم إنجاز قدر كبير من الابتكار التقني في مجالات التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) ، والهندسة المعمارية والبناء (AEC) ، والحلول الجغرافية المكانية ، والتصور ثلاثي الأبعاد ، والمحاكاة الحضرية. تتوفر مجموعة متنوعة من المنتجات والمعلوما
ت والخدمات في كل من هذه البيئات. يجب أن يوجد إطار من التشغيل المتداخل للبيانات والخدمات التي يمكن أن تستخدم هذه الابتكارات والتقنيات طوال دورة حياة الاستثمار في البناء والبنية التحتية: التخطيط والتصميم والبناء والتشغيل وإيقاف التشغيل. إن مثل سير العمل هذا المتكامل لدورة حياة المعلومات هو أمر يهم المجتمع الجغرافي المكاني ( يشمل المجتمع الجغرافي المكاني المجالات التقليدية لنظم المعلومات الجغرافية ورصد الأرض ، فضلاً عن خدمات الموقع وأنظمة الاستشعار التي تتيح الموقع ، وأي مجتمع آخر والذي يجب أن يتيح إمكانية التشغيل البيني للموقع) لأن هناك حاجة متزايدة للتكنولوجيات والمعلومات للتفاعل بشكل فعال بين هذه المجالات لدعم مجموعة من الخدمات الحيوية واحتياجات دعم القرار.
لوضع هذه القضية في منظور واضح ، فان تقرير عام 2004 الصادر عن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) بعنوان "تحليل تكلفة عدم قابلية التشغيل البيني غير الكافي في صناعة منشآت المرافق الأساسية الأمريكية" ، يحدد التكلفة السنوية للنفايات بسبب عدم قابلية التشغيل البيني بصورة كافية بين أنظمة CAD والبرامج الهندسية والحاسوبية في صناعة البناء والتشييد إلى 15.8 مليار دولار. وكان هذا الرقم فقط لصناعة البناء في الولايات المتحدة.
يتم تعريف إمكانية التشغيل البيني كجانب هام من تكامل CAD-GIS. لكي تعمل إمكانية التشغيل البيني ، يجب أن يتفق العديد من أصحاب المصلحة على الدلالات الشائعة والواجهات ونماذج المعلومات والمخططات وأفضل الممارسات التي تلبي متطلبات محددة. وعادة ما يتم توثيق اتفاقيات المجتمع هذه كمعايير. عادةً ما يكون المعيار مستندًا تم إنشاؤه بالإجماع وتمت الموافقة عليه من قبل مجتمع المصالح ، والذي يوفر ، للاستخدام المشترك والمتكرر ، قواعد أو إرشادات أو خصائص للأنشطة أو نتائجها ، بهدف تحقيق الدرجة المثلى من الترتيب في سياق معين. بوجد العديد من المنصات البرمجية التي تدعم هذه المعايير وتسمح إمكانية التشغيل البيني مثل برنامج FME Desktop الذي يعتبر منصة قوية في مجال نظم المعلومات الجغرافية، فهي تعتبر من الأدوات الهامة لتحويل البيانات من صيغة إلى صيغة أخرى حسب المواصفات، وهي قادرة على التحويل من 300 صيغة إلى 300 صيغة أخرى على الأقل.
الهدف من المشروع وأهميته:
تأتي أهمية المشروع من كونه أول مشروع عربي (وخصوصا في سورية) يتطرق لإمكانية التشغيل البيني كجانب هام من تكامل CAD-GIS. حيث يقدم هذا المشروع أساس نظري مهم لأهم المعايير العالمية المعتمدة للبيانات المكانية واهم المؤسسات العالمية المعتمدة لوضع هذه المعايير. كما يقدم هذا المشروع أول دليل تعليمي باللغة العربية لبرنامج FME Desktop (محرك معالجة الكائنات) وتقديم تطبيقات عملية ضمنه لتحويل BIM الى الصيغة العالمية لنمذجة المدن ثلاثية الأبعاد CityGML والحصول على منتج نهائي ثلاثي الابعاد في بيئة أنظمة المعلومات الجغرافية. كما أن FME Desktop سوف يكون نقلة نوعية في مجال نظم المعلومات الجغرافية وتطبيقاتها، وخصوصا أنه يحاكي معظم برامج وتطبيقات نظم المعلومات الجغرافية (ESRI, Intergraph, Oracle Spatial, Bentley) وغيرها من البرامج مثل برامج الرسم المدني والمعماري ثلاثي وثنائي البعد، وكذلك ال BIM.
وسيتم تحقيق هذه الأهمية من خلال مجموعة من الأهداف نستعرضها فيما يلي:
• دراسة نظرية لمعرفة التقنيات والمنهجيات المتبادلة في CAD , و تقديم لمحة عامة عن معايير تبادل البيانات الرئيسية التي تم تطويرها لدعم قابلية التشغيل البيني ضمن مجال الهندسة المعمارية والبناء وإدارة المرافق (AEC / FM) .
• تقديم مناقشة حول منهجيات قابلة للتشغيل البيني في جهود توحيد تكامل CAD/GIS من وجهة نظر الاتحاد الجغرافي المكاني المفتوح.
• دراسة تكامل وإدارة BIM في نظم المعلومات الجغرافية باستخدام برامج متنوعة
• تطبيقات عملية على برنامج FME Desktop .
محتوى المشروع:
يحتوي المشروع الفصول التالية:
الفصل الأول: بعنوان " التقنيات والمنهجيات المتبادلة في CAD " يقدم لمحة عامة عن أنظمة الــ CAD ومراحل نشأته وتطوره ونماذجه، بالإضافة إلى دراسة تطور أنظمة CAD من الرسومات ثنائية الأبعاد إلى بناء نمذجة المعلومات ودور علم الدلالة.
الفصل الثاني: بعنوان " منهجيات قابلة للتشغيل البيني في جهود توحید تكامل CAD/GIS " يقدم لمحة عامة عن الاتحاد الجيومكاني المفتوح OGC وكيف يتم إنجاز إنشاء BIM مع بیانات السیاق باستخدام خدمات الویب.
الفصل الثالث: بعنوان "تكامل وإدارة BIM في نظم المعلومات الجغرافیة " يقدم لمحة عن تحویل البیانات بین أنظمة ,CAD / BIM وGIS , و نمذجة المباني باستخدام برامج GIS المحددة.
الفصل الرابع: بعنوان "تطبيقات عملية ضمن برنامج FME Desktop " يقدم تعريف عن برنامج FME Desktop وأدواته واستخداماته مع تطبيق عملي على البرنامج , وكيفية التحويل من BIM إلى GIS في ثلاثة مستويات (مبتدئ – متوسط - متقدم) مع تطبيق عملي على فندق LAWDISA , وسير عملية تحويل ملف النمذجة CityGML إلى بيئة ArcGIS .
Three dimensional modeling of utility networks is an important mean of networks design, implementation, management and maintenance. During the modeling process, we face a wide range of processes and procedures to arrive at the correct final model.
T
his research proposes a semi-automatic methodology for 3D modeling of infrastructure networks in GIS environment. This methodology is based on the ModelBuilder in ArcGIS software by developing two tools to automate the construction processes of 3D networks.
The first presents a tool to create a 3D Manhole layer from points, and the second is a tool to create a 3D pipe layer. For both tools, a work algorithm has been built, in addition to designing user interfaces elements. These tools are stored in a Toolbox called “3D Manhole & Pipe.tbx”.
The proposed methodology is an easy and an effective way to build 3D network models, and the developed tools allow the implementation of a set of necessary processes needed to build 3D networks.
