اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدالنمذجة ثلاثية الأبعاد للمناطق الحضرية باستخدام برامج المساحة التصويرية القريبة ونظم المعلومات الجغرافية
3D Modeling of Urban Areas by Close Range Photogrammetry Software & Geographic Information System (GIS)
3924
4 188
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
إن إنتاج النماذج ثلاثية الأبعاد للمناطق الحضرية انطلاقاً من الصور الجوية يعتبر ذا منفعة كبيرة للشركات والمكاتب الهندسية الصغيرة. والمشكلة الأساسة هي الكلفة الباهظة لمحطات عمل المساحة التصويرية الرقمية التجسيمية Digital Photogrammetry WorkStations (DPWS) التي تستخدم حالياً لإنتاج هذا النوع من النماذج، بالإضافة إلى الخبرة الجيدة المطلوبة للعمل مع هذه المحطات. في هذه الدراسة، نقترح حلاً بديلاً لإنتاج النماذج ثلاثية الأبعاد للمناطق الحضرية باستخدام مزدوج تجسيمي Stereoscopic pair من الصور الجوية، برنامج للمساحة التصويرية القريبة وتطبيقات النمذجة ثلاثية الأبعاد المتوافرة في بعض برمجيات نظم المعلومات الجغرافية (GIS). تتميز برامح المساحة التصويرية القريبة بسهولة الاستعمال والكلفة القليلة مقارنةً بالـ DPWS وسنستخدمها في دراستنا للحصول على ارتفاعات العناصر في المنطقة المدروسة. أما نظم المعلومات الجغرافية فإنها ستستخدم لإنتاج الخارطة ثنائية الأبعاد انطلاقاً من الصور الجوية. هذه الخارطة, ستستخدم لاحقاً مع بيانات ارتفاعات العناصر من أجل توليد النموذج ثلاثي الأبعاد للمنطقة المدروسة.
The production of 3D models of urban areas, using aerial photographs, is of great benefit to companies and small engineering offices. But the major problem is the high cost of Digital Photogrammetry Workstations (DPWS) that are currently used for the production of this kind of models. In addition, the use of these workstations requires long experience and good knowledge in photogrammetry. In this paper, we propose an alternative solution for 3D modeling of urban areas from a stereoscopic pair of aerial photos, a low cost close range photogrammetry software and the applications of 3D modeling available in some Geographic Information System (GIS) platforms. The close range photogrammetry software is a low coast system, compared to DPWS, and it doesn’t require any spatial background in photogrammetry. This software is used to extract the heights of elements that exist in the study area. GIS is used to produce the 2D map from the aerial photo. This map and the height data are used later to produce the 3D model of the study area.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة النمذجة ثلاثية الأبعاد للمناطق الحضرية باستخدام برامج المساحة التصويرية القريبة ونظم المعلومات الجغرافية (GIS). تُعد النماذج ثلاثية الأبعاد للمناطق الحضرية مفيدة للشركات والمكاتب الهندسية الصغيرة، ولكن المشكلة الرئيسية تكمن في التكلفة العالية لمحطات العمل الرقمية التجسيمية (DPWS) والخبرة المطلوبة لاستخدامها. يقترح الباحثان حلاً بديلاً باستخدام مزدوج تجسيمي من الصور الجوية وبرامج المساحة التصويرية القريبة المتاحة في بعض برامج نظم المعلومات الجغرافية. يتميز هذا الحل بسهولة الاستخدام وانخفاض التكلفة مقارنة بـ DPWS. استخدم الباحثان برنامج PhotoModeler لتوجيه الصور الجوية واقتطاع ارتفاعات الأبنية، وبرنامج ArcGIS 9.3 لإنتاج الخارطة ثنائية الأبعاد والنموذج ثلاثي الأبعاد للمنطقة المدروسة. النتائج أظهرت أن هذه المنهجية توفر المال والوقت ولا تتطلب خبرة خاصة بالمساحة التصويرية، مما يجعلها فعالة للشركات الصغيرة والمكاتب الهندسية غير المتخصصة.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة نحو توفير حلول اقتصادية وفعالة لإنتاج نماذج ثلاثية الأبعاد للمناطق الحضرية. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، الدراسة تعتمد على بيانات قديمة تعود لعام 1996، مما قد يؤثر على دقة النتائج في السياقات الحديثة. ثانياً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى التحديات التي قد تواجه المستخدمين غير المتخصصين في استخدام هذه البرامج. وأخيراً، كان من الممكن تقديم مقارنة أكثر تفصيلاً بين النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام هذه المنهجية والنتائج التي يمكن الحصول عليها باستخدام محطات العمل الرقمية التجسيمية (DPWS) لتوضيح الفروقات بشكل أفضل.
أسئلة حول البحث
-
ما هي المشكلة الرئيسية التي تواجه الشركات الصغيرة في إنتاج نماذج ثلاثية الأبعاد للمناطق الحضرية؟
المشكلة الرئيسية هي التكلفة العالية لمحطات العمل الرقمية التجسيمية (DPWS) والخبرة المطلوبة لاستخدامها.
-
ما هو الحل البديل الذي يقترحه الباحثان لإنتاج نماذج ثلاثية الأبعاد؟
الحل البديل هو استخدام مزدوج تجسيمي من الصور الجوية وبرامج المساحة التصويرية القريبة المتاحة في بعض برامج نظم المعلومات الجغرافية.
-
ما هي البرامج التي استخدمها الباحثان في دراستهم؟
استخدم الباحثان برنامج PhotoModeler لتوجيه الصور الجوية واقتطاع ارتفاعات الأبنية، وبرنامج ArcGIS 9.3 لإنتاج الخارطة ثنائية الأبعاد والنموذج ثلاثي الأبعاد.
-
ما هي الفوائد الرئيسية لاستخدام المنهجية المقترحة في الدراسة؟
الفوائد الرئيسية هي توفير المال والوقت وعدم الحاجة إلى خبرة خاصة بالمساحة التصويرية، مما يجعلها فعالة للشركات الصغيرة والمكاتب الهندسية غير المتخصصة.
المراجع المستخدمة
Baily, B., Collier, P., Farres, P., Inkpen, R. and Pearson, A., 2003. Comparative assessment of analytical and digital photogrammetric methods in the construction of DEMs of geomorphological forms. Earth Surface Processes and Landforms, 28(3): 307–320
Eos Systems. 2002. User Manuel of PhotoModeler Pro5.1. Canada
FGDC, 1998. Geospatial Positioning Accuracy Standard, Part 3: National Standard for Spatial Data Accuracy. Federal Geographic Data Committee, c/o USGS, Reston, Virginia. http://www.fgdc.gov/standards/documents/ standards/accuracy/chapter3
Fraser, C. S., 1993. A resume´ of some industrial applications of photogrammetry. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 48(3): 12–23
Mills, J. P., Newton, I. and Graham, R. W., 1996. Aerial photography for survey purposes with a high resolution, small format, digital camera. Photogrammetric Record, 15(88): 575–587
قيم البحث
اقرأ أيضاً
تعد النماذج ثلاثية الأبعاد للمواقع و المنشآت الأثرية ذات أهمية كبيرة في مجال علم الآثار و في مجال السياحة الرقمية, فهذه النماذج تساعد المختصين في علم الآثار على توثيق الموقع الأثري و تحليل العلاقات بين مكوناته. كما تعد عامل جذب سياحي يمكّن السياح من
زيارة المواقع الأثرية و الاطلاع على التراث الثقافي عن بعد بشكل افتراضي.
تهدف هذه الدراسة لاقتراح منهجية لاستخدام بعض إمكانيات نظم التصميم بمعونة الحاسب و نظم المعلومات الجغرافية في بناء قاعدة بيانات مكانية و دلالية للمواقع الأثرية و نمذجتها بالأبعاد الثلاثة. يمكن لمستخدمي هذه القاعدة الحصول على كل المعلومات التي تخص مكونات الموقع الأثري و الإبحار فيه بفضل توفر إمكانية توليد الحركيات Animations في نظم المعلومات الجغرافية. سيتم تطبيق هذه المنهجية على موقع رأس شمرا الأثري الواقع في محافظة اللاذقية. و هنا تم الحصول على البيانات المكانية الخاصة بالموقع من مخطط رفع طبوغرافي منجز في العام 2004 و إدخالها في بيئة نظم المعلومات الجغرافية بعد معالجتها. ثم سيتم استخدام إمكانيات برنامج نظم المعلومات الجغرافية ArcGIS من أجل إنجاز نظام المعلومات الآثاري للموقع و نمذجته مع القصر الملكي بالأبعاد الثلاثة.
إن الهدف الرئيسي لهذا البحث هو دراسة تأثير دقة التمييز الهندسية للصور فقط على النوعية الهندسية للنموذج ثلاثي الأبعاد المحسوب منها. تم في هذا البحث تثبيت كل العناصر التي تؤثر على نوعية النموذج و تغيير دقة التمييز فقط للصور المستخدمة.
يعتبر عدد الصور
الملتقطة للعنصر، عدد نقاط الضبط و توزعها و دقتها، آلة التصوير المستخدمة و كونها معايرة أم لا، من أهم العوامل المؤثرة على عملية النمذجة. لتحييد تأثير العوامل الداخلية لآلة التصوير المستخدمة في التقاط الصور، قمنا بعملية معايرة لهذه الآلة، كما حرصنا على التخطيط المسبق لعملية التصوير و ذلك لتفادي المشاكل الناتجة عن نقص أو زيادة عدد الصور و التي تؤثر بشكل مباشر على نوعية النموذج و كماليته. و من ناحية أخرى، تم استخدام معطيات ضبط دقيقة تم الحصول عليها من أعمال مساحية دقيقة (شبكة جيوديزية أفقية و شبكة تسوية).
في هذه الدراسة سنختبر تأثير دقة تمييز الصور فقط على توليد غمامة كثيفة من النقاط بتطبيق طريقة البنية انطلاقاً من الحركة Structure from Motion (SfM) و استنتاج النموذج السطوحي منها و الصورة المصححة عامودياً لواجهة من واجهات منشأ في جامعة تشرين.
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.
خلال السنوات القليلة الماضية، حصلت تطورات في مجال النمذجة ثلاثية الأبعاد للمنشآت الأثرية باستخدام المساحة التصويرية. إحدى هذه التطورات هو انتشار النمذجة باستخدام برامج المسح التصويري القائمة على طريقة "الحصول على البنية من الحركة" Structure from Moti
on (SfM) التجارية منخفضة التكاليف مثل البرنامج Agisoft Metashape وذاك في العديد من التطبيقات. يوفر هذا النوع من البرامج لعالم النمذجة ثلاثية الأبعاد للتراث الثقافي أداةً فعالة من أجل التوثيق والاظهار. يعرض هذا البحث منهجيةً لتقييم فعالية مجموعة من نظم المسح التصويري SfM التجارية وذلك عند تطبيقها في النمذجة ثلاثية الأبعاد للمنشآت الأثرية. المنشأ الذي طبقت عليه هذه النظم هو الواجهة الرئيسية لبرج صافيتا وهو منشأ أثري يرجع للقرون الوسطى ويقع في الشمال الغربي من سوريا. تتكوّن هذه النظم من آلة التصوير الرقمية Nikon Coolpix P100 10 MP ومن البرامج SfM التجارية منخفضة الكلفةAgisoft Metashap ، وZephyr Aerial وPix4D Mapper. تمت مقارنة غمامات النقاط المقتطعة لهذه الواجهة باستخدام هذه النظم مع غمامة نقاط كثيفة تم الحصول عليها باستخدام ماسح ليزري، وبرهنت هذه المقارنة أن المساحة التصويرية SfM منخفضة التكاليف تؤمن النمذجة الدقيقة للمنشآت الآثرية.
استخدمت طريقة دراستيك لتقييم الحساسية الكامنة للمياه الجوفية في حوض اللاذقية باستخدام ArcGIS 9.2 حيث تم تطوير نظام دراستيك المعدل بدمج استعمالات الأرض و تقسيماتها مع نموذج دراستيك العام, و بالمحصلة تم تنميط القيم النهائية لدراستيك في صفين اثنين (منخف
ض الحساسية و معتدل)
و قد تبين أن إدخال المعايير البشرية قد زاد من الكمون بالنسبة للحساسية المعتدلة للمياه الجوفية.
بالنتيجة النهائية فقد أظهر المضمون العام لخارطة الحساسية التي تم إنشاؤها لحوض اللاذقية, سيطرة صف الحساسية المنخفضة في المناطق الشمالية الغربية و الشمالية الشرقية التي تتمتع بأعماق توضع كبيرة للمياه الجوفية و ارتفاعات طبوغرافية عالية, بينما سيطر صف الحساسية المعتدلة في الأجزاء الجنوبية من منطقة الدراسة (المنطقة السهلية) التي تتميز بانتشار نشاطات بشرية متنوعة و بأعماق توضع لمنسوب المياه الجوفية قريبة من السطح.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
