تمثل أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS) واحدة من أهم تقنيات النمذجة ثلاثية الأبعاد للمدن، والتي أصبحت مهمة جداً وضرورية لتمثيل المدن المعاصرة وإجراء التحليلات المختلفة، بهدف إيجاد الحلول للمشاكل المطروحة ضمن إطار نموذج افتراضي للواقع. بالإضافة لدور الـ
GIS 3D-الكبير في التخطيط العمراني وتنظيم المدن. على الرغم من وجود عدد كبير من البرامج القادرة على التعامل مع الكائنات ثلاثية الأبعاد، غير أن الكثير من هذه التطبيقات يحتاج إلى تقنيات عالية وأدوات متطورة من أجل تمثيل وتحليل الكائنات بالأبعاد الثلاثة. تتميز كائنات النماذج ثلاثية الأبعاد الممثلة في الـ (GIS) بارتباطها بمجموعة من البيانات الوصفية التي يتم استدعاؤها بسهولة، وهذا ما لا يتوفر في برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد الأخرى. يهدف البحث المقدم إلى تسليط الضوء على أهمية النمذجة الإجرائية ثلاثية الأبعاد للمدن في بيئة الـ GIS باستخدام البرنامج (ESRI CityEngine). سنقدم مجموعة من قواعد الـتوليد المعماري CGA)) المبرمجة بلغة النمذجة الإجرائية لتوليد مجموعة من النماذج الواقعية ثلاثية الأبعاد القادرة على تمثيل كافة عناصر المدن وبناها التحتية، ومن ثم تصدير كافة الكائنات إلى موقع ويب يسمح بخلق منصة واحدة شاملة تمثل نظام لدعم اتخاذ القرار وتسهيل إدارة المشاريع المتعلقة بإدارة المدن. سيتم التطبيق في محافظة طرطوس وذلك من خلال تصميم ونمذجة منطقة سكنية مقترحة، وتشمل الدراسة تطبيق قواعد البرمجة الإجرائية لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد لهذه المنطقة تُظهر أهمية استخدام أنظمة المعلومات الجغرافية في نمذجة وتمثيل المدن.
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.
تعتبر البرمجيات الحرة ومفتوحة المصدر (FOSS) من البرامج الحاسوبية التي يمكن فيها الوصول إلى الأكواد المصدرية، استخدامها بحرية، تغييرها، وتوزيعها من قبل أي شخص. وهي من إنتاج العديد من الأشخاص أو المنظمات وموزعة بموجب تراخيص تتوافق مع تعريف المصدر المفت
وح. بدأت هذه البرمجيات مؤخراً بلعب دور حيوي وهام في المجال الأكاديمي والبحث العملي، كما في المجال المهني. وقد شهد مجال نظم المعلومات الجغرافية GIS في العقود القليلة الماضية معدل نمو مرتفع للغاية وشمل هذا التطور مختلف برمجيات الـ GIS التجارية ومفتوحة المصدر.
يهدف هذا البحث إلى إظهار الإمكانيات الكبيرة لبرامج أنظمة المعلومات الجغرافية الحرة ومفتوحة المصدر(FOSS_GIS)، والتحفيز على اعتمادها في الدول النامية كوسيلة للحد من تكاليف الترخيص وتعزيز التنمية التكنولوجية المحلية عن طريق الحصول على الشيفرة المصدرية لهذه الأنظمة وتطويرها. سيتم ذلك عن طريق تطبيق حالة دراسية، 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. شملت الحالة الدراسية استخدام منهجية الملاءمة المكانية والتي تعتبر من المهام الأساسية التي تقوم بها أنظمة المعلومات الجغرافية. تم تطبيق المنهجية لاختيار أفضل موقع لبناء مشروع عمراني في منطقة الشيخ بدر بمحافظة طرطوس، وذلك باقتراح مجموعة من المعايير والشروط العامة. حيث يمكن تجنب التوسع العشوائي وتجنب استعمال الأراضي غير المنتظم أثناء اختيار مواقع جديدة للمشاريع العمرانية. تم استخدام برنامج نظام المعلومات الجغرافية QGIS الحر ومفتوح المصدر كبرنامج رئيسي، بالإضافة إلى استخدام خوارزميات وأدوات برنامجي GRASS وSAGA .
الكلمات المفتاحية: أنظمة المعلومات الجغرافية الحرة ومفتوحة المصدر، التحليل المكاني، QGIS، اختيار الموقع الأمثل، منطقة الشيخ بدر
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 .
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.
