اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديددراسة مقارنة لعدة طرائق استقراء رياضية لسطح مستمر اعتماداً على غمامات المسح الليزري ثلاثي الأبعاد
Comparative Study Of Several Mathematical Methods for building Continuous surface Based On 3D Laser Scanning Clouds
1581
0 16
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
يركز البحث على دراسة مقارنة بين مجموعة من طرائق استقراء رياضية تطبق على حزمة كبيرة و كثيفة من النقاط لمنطقة ممسوحة بتقنية الليزر الجوي ذات الدقة العالية، بحيث تعبر عن تمثيل سطح الأرض الطبيعية الرقمي فقط. اعتمد لتطبيق ذلك مجموعة متنوعة من المناطق التي مسحت ليزرياً و التي تعبر عن حالات متنوعة من حيث تعقيد التضاريس، مع الأخذ بالحسبان إهمال الأجسام الصنعية و أخذ كثافات متنوعة من الغمامات الليزرية لجعل الدراسة أكثر شمولاً. طبقت بعد ذلك مجموعة من خوارزميات الاستقراء الرياضي للسطوح على المناطق السابقة بهدف تحديد طريقة الاستقراء الأمثل، و من ثم قورنت نتائج الاستقراء التي أعطتها الطرائق جميعها، و قد أظهرت النتائج تأثير كثافة البيانات المستخدمة في اختيار نوع طريقة الاستقراء الرياضية المثلى و أن تابع الاستقراء باستخدام خوارزمية المجاور الأقرب ( Nearest Neighbor ) لنقاط الليزر الجوي الكثيف يعطي نتائج جيدة جداً مقارنة ببقية الطرائق.
In this paper, comparisons between several mathematical interpolation methods applied on high accuracy and huge laser clouds which only represents the DTM. In order to implicate the aforementioned, a group of a variety of Laser Scanned Areas has been chosen to represent different types of terrain including complex and flat terrain, taking into account that man-made features are not involved in this study and that different Laser Clouds density is used to make the study more general. A different set of algorithms were applied to conclude which one is more suitable. This step was followed by the comparison between different interpolation results. The results have shown that the Points' Density has a great impact on a manner in which the optimal interpolation method is applied. Moreover, it has proven that the Nearest Neighbor Algorithm is the best applied method compared with the other alternatives
المراجع المستخدمة
American Society for Photogrammetry and Remote Sensing (ASPRS). 2007. “ASPRS Guidelines: Vertical Accuracy Reporting for Lidar Data.” American Society for Photogrammetry and Remote Sensing. Accessed http:// www.asprs.org
A. Carrara, G. Bitelli and R. Carla, 1997. Comparison of techniques for generating digital terrain models from contour lines, in International Journal of Geographical Information Science 11(5), pp. 451-473
Christopher D. Lloyd, 2010. Local Models for Spatial Analysis, second edition, pages 150-168, http://books.google.com/books
قيم البحث
اقرأ أيضاً
هذه المقالة تقدم طريقة جديدة مقترحة للتعرف على بصمات الأصـابع باسـتخدام تحويـل
رجليت Ridglet الثلاثي الأبعاد. في المرحلة الأولى نعد بصمة الأصابع الثلاثية البعد بمنزلة
رقم تعريف شخصي، ثم تقوم باستخلاص الخصائص المطلوبة باستخدام طريقة جديدة تعتمد
على
تحويل رجليت الثلاثي الأبعاد، و المستنتج من تحويل رجليت ثنائي البعد.
في المرحلة الثانية نستخدم التعرف باستخدام الشبكات العصبونية لإنشاء قاعدة المعطيـات
الضرورية لتدريب النظام، حيث نقوم باختبار النظام باستخدام خمسين بصمة أصابع مختلفة،
حيث تبين النتائج أن النظام يعطي نتائج تعرف ممتازة (بالمقارنة بما هو مبين في [12]).
باستخدام تجارب التقييم السابقة، يمكن التحقق من بصمة أصبع فـي ظـروف ضـجيجية،
بضجيج يصل إلى نسبة %96 ،و برابط يصل إلى درجة 9 مع البصمة المدخلة.
ازداد استخدام الليزر و تطبيقاته في مجال طب الأسنان ازدياداً كبيراً في السنوات الأخيرة. يمكن للتخريش الليزري للميناء أن يقدم بديلاً للتخريش الحمضي المعتاد. إن هدف هذا البحث هو دراسة شكل سطح الميناء بواسطة المجهر الالكتروني الماسح بعد تعريضه لليزر، مع
إضافة الحبر الأسود كمادة ممتصة للضوء أو من دونها، متبوعاً بالتخريش الحمضي أو غير متبوع.
أنتج التخريش الليزري للميناء خشونة سطحية التي قد يكون ممكناً استخدامها لتثبيت الحشوات الراتنجية.
يهدف البحث إلى انجاز دراسة نظرية و عملية للشبكات الجيوديزية المرتبطة بالأعمال البحرية الشاطئية، سواءً كانت أفقية أو ارتفاعية، مع عرض الطرق و الأجهزة المستخدمة في إنجاز أعمال المسح الطبوغرافي في كل من الجزئين البري و البحري.
في الجزء النظري تم التطرق
إلى الأشكال الخاصة للشبكات الجيوديزية التي تميز الأعمال البحرية الشاطئية، و التي تأخذ شكلها من الخصائص المورفولوجية لطبيعة الأرض المنشأة عليها الشبكة، و الخصائص العددية التي تميز كل بناء مقترح للشبكة.
في الجزء العملي تم عرض نتائج القياسات و نتائج التعديل لبعض أشكال الشبكات الجيوديزية الشاطئية المنفذة، لعدة أشكال من الأعمال ( إنجاز رفع طبوغرافي ضمن حوض قائم و مستثمر بغرض إنشاء مزلقان، إنجاز أعمال مساحية شاطئية بغرض إنشاء رصيف جديد، إنجاز أعمال مساحية شاطئية من أجل تحديد التشوهات في رصيف بحري قائم، تعزيل أحواض السفن من الطمي و الرسوبيات ). تم استعراض البرمجيات المساعدة في إنجاز تلك الأعمال البحرية، بغاية الحصول على المخططات البحرية النهائية
و قد خلص البحث إلى مقترحات محددة بشأن الشبكات الارتفاعية الجيوديزية المدروسة، و تحديد أجزاء البرمجيات المتعلقة بالأعمال البحرية المختلفة و طرق الاستفادة منها.
النموذج ثلاثي الأبعاد 3D Model ببساطة هو تمثيل وصفي ومكاني مبسط لواقع معقد. يتم وعلى نطاق واسع استخدام النماذج ثلاثية الأبعاد للمباني من قبل المهندسين والعلماء بمن فيهم علماء الآثار والمؤرخين. تعتبر النماذج ثلاثية الأبعاد مفيدة في أغراض التوثيق والعر
ض البصري وإعادة الإعمار. يمكن إنتاجها للحصول على البيانات لتمثّل البقايا و/ أو لإيضاح عملية إعادة الإعمار الافتراضي، تبعاً للطريقة التي يتم بها جمع البيانات ذات الصلة، يمكن للنموذج الثلاثي الأبعاد أن يكون شديد التفصيل أو أن يقدّم ببساطة نظرة عامة سريعة عن وضع معماري ما، ولكونها نماذج افتراضية يمكن مشاركتها على مستوى العالم من خلال الإنترنت وتخزينها بسهولة رقمياً أو طباعتها باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد. نظراً للتنوع الكبير للنماذج ثلاثية الأبعاد يمكن أن يتراوح نطاق مستخدميها من المتخصصين إلى المستهلكين. يمكن إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للمباني بالاعتماد على المسح الطبوغرافي التقليدي والخرائط وصور الأقمار الصناعية وقياسات المباني والمسح الليزري ثلاثي الأبعاد. إن الجيل القادم من نظم المعلومات الجغرافية يسرع نحونا بما يستغله من تقدم كبير في التقنيات الرقمية الحاسوبية، وهو يحتاج إلى طرق جديدة في تمثيل أو نمذجة البيانات المكانية وتحتل النمذجة ثلاثية الأبعاد الصدارة في هذا التمثيل. حتى أن هذا الجيل القادم يسمى بجيل نظم المعلومات الجغرافية ثلاثية الأبعاد 3D GIS، ومن المتوقع أنه سيشهد ظهور أنواع جديدة من النمذجة قريباً. تكمن قوة التمثيل ثلاثي الأبعاد في نظم المعلومات الجغرافية في قابلية النموذج الرقمي على ربط المعالم (الممثلة شكلياً) بالأوصاف (التي تمثل بشكل نصوص ظاهرة على النموذج أو مرتبطة معه بجداول). توفر نظم المعلومات الجغرافية مجموعة من المزايا والمنافع لإدارة نماذج المجسمات الافتراضية ثلاثية الأبعاد المستندة إلى بيئة واقعية حقيقية، ومنها:
• إدارة المعلومات المكانية والوصفية: تساهم الأجهزة المتاحة في نظم المعلومات الجغرافية في جمع البيانات وتخزينها، واستعادتها وإدارتها وتحويلها لتعديل الظروف والشروط الملازمة لها، مع عرض المعلومات بطريقة تساعد على فهمها بصريا من قبل المستخدم.
• نظم حيوية ديناميكية: من خلال التحكم وتغيير سمات محتملة غير حقيقية للعناصر الممثلة، أو عن طريق إدخال معطيات جديدة تحدد المواقع المكانية والخصائص المتعلقة بها، يمكن تحديث قواعد بيانات هذه النظم بسهولة، مما يجعلها نظماً حيوية ديناميكية.
• تسمح قاعدة بيانات هذه النظم للمستخدم بتنفيذ استعلامات متعلقة بالموقع المدروس وبعض من عناصره المتعلقة بأخرى بالإضافة إلى خصائص كل من هذه العناصر.
• صناعة القرار: يتم استخدام البحوث والتحليلات المنجزة بإمكانات نظم المعلومات الجغرافية كأداة لصنع القرار لأغراض تجنب فقدان المعلومات المدروسة والتي يمكن أن تؤثر في دراسات المواقع وعملية التخطيط العمراني.
• المشاهدة الصورية التفاعلية: يمكن استخدام نظم المعلومات الجغرافية لإنشاء رسومات ومخططات وصور وخرائط وأفلام متحركة، ويمكن للباحثين استكشاف ودراسة مواضيعهم في الوضع المتقدم عن طريق تشغيل خيار التصور والمشاهدة الصورية.
بالرغم من مجموعة المزايا سابقة الذكر والتي تقدمها نظم المعلومات الجغرافية، إلا أن عملية تكوين نماذج ثلاثية الأبعاد للعناصر والمكونات في هذه النظم تتضمن بعض الصعوبات، فعادة ما تكون عملية إنشاء مجسمات هندسية للعناصر المعقدة جداً أو الأجسام متعددة المستويات (غير النظامية الشكل) المشكلة الأكثر صعوبة، وذلك أنه حتى الآن لم يتم توفير إمكانية تمثيل درجة تعقيد هذه المكونات، بسبب عدم كفاءة مؤهلات معايير تبادل البيانات أو أدوات عملية المشاهدة البصرية لهذه التطبيقات ضمن التقنية وهو ما سنشهده ضمن مشروعنا.
2-أهداف المشروع
تهدف هذه الدراسة إلى بناء نموذج ثلاثي الأبعاد في بيئة GIS باستخدام برنامج ArcGIS وذلك من خلال تطبيق عملي على مبنى كلية طب الأسنان الجديدة في جامعة تشرين.
3-محتويات المشروع
يتألف المشروع من الفصول التالية:
• الفصل الأول: تضمن معلومات نظرية عن تعريف المضلعات وأنواعها وطريقة تعديل المضلع المفتوح الموثوق من الطرفين.
• الفصل الثاني: تضمن شرحاً عن عملية التسوية وأنواعها والقوانين والعلاقات الرياضية والأجهزة المستخدمة.
• الفصل الثالث: تضمن شرحاً عن الأعمال المكتبية والحقلية في الرفع التفصيلي والأجهزة والأدوات المستخدمة لذلك كما تضمن لمحة نظرية عن جهاز المحطة المتكاملة، مكوناتها، ملحقاتها ومجالات استخدامها.
• الفصل الرابع: تضمن مقدمة نظرية في نظم المعلومات الجغرافية، تعريفها، مكوناتها، وظائفها ومزاياها مع شرح لأنواع البيانات والتمثيل الرقمي في هذه النظم كما تم تقديم لمحة عن مجموعة برامج ArcGIS والقائمة 3D Analyst ومزايا هذه القائمة.
• الفصل الخامس: تضمن مقدمة نظرية عن الملحقArcScene بالإضافة إلى شرح للحركية فيه من خلال توضيح أوامر الأداة Animation.
• الفصل السادس: تضمن شرحاً تفصيلياً للتطبيق العملي (الأعمال الحقلية) لنمذجة مبنى كلية طب الأسنان الجديدة مع ما يحيط به من معالم، تضمنت الأعمال الحقلية استطلاع المنطقة والبحث عن الأساس الجيوديزي فيها، أعمال المضلعات، أعمال التسوية، أعمال الرفع التفصيلي.
• الفصل السابع: تضمن شرحاً تفصيلياً للتطبيق العملي (الأعمال المكتبية) لنمذجة مبنى كلية طب الأسنان الجديدة مع ما يحيط به من معالم، وتتضمن إنشاء قاعدة بيانات للمشروع وإنشاء الطبقات اللازمة، رسم المعالم والتفاصيل ضمن هذه الطبقات باستخدام برنامجArcMap بشكل ثنائي البعد وإنشاء سطح، ثم تحويل هذه الطبقات إلى طبقات ثلاثية الأبعاد وعرضها في برنامج ArcScene لبناء النموذج.
• الفصل الثامن: الاستنتاجات والتوصيات.
• ملحق يتضمن كروكيات للمعالم المحيطة بمبنى الكلية.
تفرض طرائق الانحدار الخطية قيوداً شديدة على نماذج الانحدار و خاصة على حدود الخطأ حيث تفترض أنها مستقلة و تتبع التوزيع الطبيعي و هذا قد لا يتحقق في كثير من الدراسات مما يؤدي الى انحياز لا يمكن إهماله عن النموذج الفعلي مما يؤثر على مصداقية الدراسة.
يق
دم هذا البحث مسألة تقدير دالة الانحدار باستخدام مقدّري النواة ناداريا واتسون و الجوارات الـ k الأكثر قرباً اللاوسيطيين كبدائل لمقدّرات الانحدار الخطية الوسيطية من خلال دراسة محاكاة على نموذج مفروض حيث قمنا بإجراء دراسة مقارنة بين هذه الطرائق باستخدام الحزمة الإحصائية R بغية معرفة أفضل هذه المقدّرات حيث تم استخدام معيار MSEمتوسط مربعات الخطأ ( Mean Squares Errors) لمعرفة المقدّر الأفضل. كما تشير نتائج دراسة المحاكاة إلى فعالية و كفاءة المقدّرات اللاوسيطية في تمثيل دالة الانحدار بالمقارنة مع مقدّرات الانحدار الخطية كما تشير إلى تقارب أداء هذين المقدّرين.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
