Subscribe to the gold package and get unlimited access to Shamra Academy
Register a new userSemi-Automatic Methodology for 3D Modeling and Visualization of Utility Networks in the GIS Environment
اقتراح منهجية نصف آلية لنمذجة وتمثيل شبكات البنى التحتية بشكل ثلاثي الأبعاد في بيئة أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS)
1157
0 3
0.0
(
0
)
Added by
Aِl-Baath University مقالة
Publication date
2018
fields
Civil Engineering
and research's language is
العربية
Created by
Fadi CHAABAN
Ask ChatGPT about the research
تعتبر النمذجة ثلاثية الأبعاد لشبكات الخدمات العامة من الوسائل الهامة في تصميم الشبكات وتنفيذها وإدارتها وصيانتها فيما بعد. تواجهنا أثناء عملية النمذجة مجموعة كبيرة من العمليات والإجراءات للوصول إلى النموذج النهائي الصحيح. يقترح البحث المقدم منهجية نصف آلية لنمذجة شبكات البنى التحتية بشكل ثلاثي الأبعاد في بيئة أنظمة المعلومات الجغرافية GIS. تستند هذه المنهجية على باني النماذج في برنامج ArcGIS لأتمتة المهام عن طريق تطوير أداتين لأتمتة بناء الشبكات ثلاثية الأبعاد. حيث تمثل الأداة الأولى أداة لإنشاء طبقة حفر تفتيش ثلاثية الأبعاد (3D Manhole) انطلاقاً من طبقة نقاط. أما الأداة الثانية فهي عبارة عن أداة لإنشاء طبقة أنابيب ثلاثية الأبعاد (3D Pipe). وقد تم بناء خوارزمية عمل بالإضافة لتصميم واجهة رئيسية لكلتا الأداتين (واجهة المستخدم). تم تخزين هذه الأدوات ضمن صندوق أدوات خاص (Toolbox) أطلقنا عليه اسم " 3D Manhole & Pipe.tbx". تمثل المنهجية المقترحة وسيلة سهلة وفعالة في بناء نماذج الشبكات3D، وتسمح الأدوات المطورة بتنفيذ مجموعة من العمليات الضرورية واللازمة لبناء الشبكات ثلاثية الأبعاد.
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. This 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.
Artificial intelligence review:
Research summary
تناول البحث منهجية نصف آلية لنمذجة وتمثيل شبكات البنى التحتية بشكل ثلاثي الأبعاد في بيئة أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS). تركز المنهجية على استخدام أدوات ModelBuilder في برنامج ArcGIS لتطوير أداتين رئيسيتين: الأولى لإنشاء طبقة حفر تفتيش ثلاثية الأبعاد (3D Manhole) من نقاط، والثانية لإنشاء طبقة أنابيب ثلاثية الأبعاد (3D Pipe). تم تصميم واجهات مستخدم لكلتا الأداتين وتخزينها ضمن صندوق أدوات خاص. تهدف المنهجية إلى تسهيل وتسريع عملية بناء نماذج ثلاثية الأبعاد للشبكات، مما يوفر الوقت والجهد ويضمن دقة العلاقات المكانية والطوبولوجية بين مكونات الشبكات. تم اختبار الأدوات على بيانات شبكة الصرف الصحي والشبكة المطرية في منطقة دراسية محددة، وأظهرت النتائج فعالية الأدوات في تحويل البيانات ثنائية الأبعاد إلى نماذج ثلاثية الأبعاد يمكن استخدامها في التخطيط والإدارة والتحليل المكاني.
Critical review
دراسة نقدية: البحث يقدم منهجية مبتكرة وفعالة لنمذجة الشبكات البنى التحتية ثلاثية الأبعاد، ومع ذلك، يمكن تحسين البحث من خلال تضمين المزيد من الدراسات المقارنة مع منهجيات أخرى مماثلة لتوضيح الفروقات والميزات بشكل أفضل. كما أن التركيز على تطبيقات عملية إضافية في مجالات أخرى غير شبكات الصرف الصحي والشبكات المطرية قد يعزز من قيمة البحث. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحسين واجهات المستخدم للأدوات المطورة لتكون أكثر تفاعلية وسهولة في الاستخدام من قبل غير المختصين.
Questions related to the research
-
ما هي الأدوات الرئيسية التي تم تطويرها في البحث؟
تم تطوير أداتين رئيسيتين: الأولى لإنشاء طبقة حفر تفتيش ثلاثية الأبعاد (3D Manhole) من نقاط، والثانية لإنشاء طبقة أنابيب ثلاثية الأبعاد (3D Pipe).
-
ما هي الفائدة الرئيسية من استخدام المنهجية المقترحة في البحث؟
تسهل وتسريع عملية بناء نماذج ثلاثية الأبعاد للشبكات، مما يوفر الوقت والجهد ويضمن دقة العلاقات المكانية والطوبولوجية بين مكونات الشبكات.
-
ما هي البرامج المستخدمة في تطوير الأدوات؟
تم استخدام برنامج ArcGIS وتحديداً أدوات ModelBuilder في تطوير الأدوات.
-
ما هي التطبيقات العملية التي تم اختبار الأدوات عليها؟
تم اختبار الأدوات على بيانات شبكة الصرف الصحي والشبكة المطرية في منطقة دراسية محددة.
References used
M. ZHAO AND X. LIU. 2016. “Regional risk assessment for urban major hazards based on GIS geoprocessing to improve public safety,” Saf. Sci., vol. 87, pp. 18–24.
D. W. ALLEN.2011. Getting to Know ArcGIS ModelBuilder. Redlands, CA: Esri Press.
S. SCHEIDER AND A. BALLATORE. 2017.“Semantic typing of linked geoprocessing workflows,”International Journal of Digital Earth,pp. 1–9.
F. CHAABAN, H. DARWISHE, Y. BATTIAU-QUENEY, et al. 2012. “Using ArcGIS® Modelbuilder and Aerial Photographs to Measure Coastline Retreat and Advance: North of France,” J. Coast. Res., vol. 285, pp. 1567–1579.
rate research
Read More
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.
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.
The overlay functions in Geographic Information Systems (GIS) are considered as one of the basic functions of these systems, and often, a variety of data stored in layers may be integrated together to generate new layers that contain useful informati
on for decision-makers. All geographic objects are stored in layers and usually rely on crisp set theory, whether, stored in a vector or raster format. In many cases, boundaries of classes or objects are not clearly defined, or when we perform classification of features into classes, the geographic objects located in the boundaries of classes could be classified into the wrong class. This research aims to develop overlay functions methodology based on fuzzy logic, reclassify the objects into fuzzy classes, and study the usability of this method to integrate data of specific phenomenon to help make optimal decisions. To implement and examine this idea, a set of Fuzzy Membership Functions was developed using the Python programming language embedded within the ArcGIS environment. Through this Fuzzy Membership Functions, the user can generate fuzzy sets and combine with each other according to one of fuzzy operations, and thus the generation of fuzzy sets allows supporting the right and reliable decision. To test the proposed fuzzy model capabilities, it has been applied in Tartous governorate to select suitable tourist facility sites in accordance with groups of factors. In summary, data integration using proposed fuzzy overlay functions can improve the reliability of data representation and thus the reliability of make the best decisions.
3D models of historical sites and monuments are very interesting in archaeology and digital tourism fields. These models help archeologists document historical sites and analyze the relationships between their components. Moreover, 3D models constitu
te an attractive factor that encourages visiting sites and presents virtual information about cultural heritage.
In this paper, we propose an approach that uses capabilities of CAD (Computer Aided Design) and GIS (Geographic Information System) systems to construct spatial and semantic database for historical sites and modeling them in 3D. Users of the mentioned database can use it to gather information about sites and to navigate across them via the animation capabilities in GIS.
The proposed ideas will be applied on the historical site of Ras-SHAMRA in Lattakia. Spatial data concerning the site will be acquired form a topographic plan designed in 2004. These data will then be processed and introduced into GIS environment. ArcGIS software will be used to achieve an Archeological Information System (AIS) for the site and to construct a 3D model of the site and the royal palace.
Building a 3D model in GIS environment using ArcGIS program Application on building of the new faculty of dentistry at Tishreen Universit
Log in to be able to interact and post comments
comments
Fetching comments
Sign in to be able to follow your search criteria
