اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدالنمذجة الإجرائية ثلاثية الأبعاد للمدن في بيئة أنظمة المعلومات الجغرافية باستخدام ESRI CityEngine
Procedural 3D Modeling of Cities in Geographic Information Systems Environment Using ESRI Cityengine
2599
1 57
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
تمثل أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS) واحدة من أهم تقنيات النمذجة ثلاثية الأبعاد للمدن، و التي أصبحت مهمة جداً و ضرورية لتمثيل المدن المعاصرة و اجراء التحليلات المختلفة، بهدف إيجاد الحلول للمشاكل المطروحة ضمن إطار نموذج افتراضي للواقع. بالإضافة لدور ال3D- GIS الكبير في التخطيط العمراني و تنظيم 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 و أدوات متطورة من أجل تمثيل و تحليل الكائنات بالأبعاد الثلاثة.
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 solutions 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.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول هذه الورقة البحثية أهمية النمذجة الإجرائية ثلاثية الأبعاد للمدن باستخدام برنامج Esri CityEngine ضمن بيئة أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS). تبرز الورقة دور النمذجة ثلاثية الأبعاد في التخطيط العمراني وتحليل المدن، مع التركيز على قدرة برنامج CityEngine على توليد نماذج ثلاثية الأبعاد واقعية باستخدام قواعد التوليد المعماري (CGA). يتم تطبيق المنهجية على محافظة طرطوس من خلال تصميم ونمذجة منطقة سكنية مقترحة، حيث يتم إنشاء مكتبة للكائنات الممثلة للعناصر الأساسية للمدن مثل الأبنية، الطرق، الحدائق، وغيرها من البنى التحتية. يتم تصدير النماذج إلى منصة ويب تتيح دعم اتخاذ القرار وإدارة المشاريع المتعلقة بإدارة المدن. تتضمن الورقة مراحل النمذجة المختلفة، من تصميم المجمع السكني إلى إنشاء قاعدة البيانات واستيرادها إلى برنامج CityEngine، مع توضيح المشاكل التي واجهت الباحثين وكيفية حلها. تختتم الورقة بالتأكيد على فعالية النمذجة الإجرائية في تمثيل المدن ثلاثية الأبعاد وتقديم توصيات لتطوير البحث في المستقبل.
قراءة نقدية
تُعد الورقة البحثية شاملة ومفصلة في شرح أهمية النمذجة الإجرائية ثلاثية الأبعاد واستخدام برنامج CityEngine. ومع ذلك، يمكن تقديم بعض الملاحظات النقدية لتحسين البحث. أولاً، كان من الممكن تقديم مقارنة أعمق بين النمذجة الإجرائية والنماذج التقليدية الأخرى لتوضيح الفروقات بشكل أوضح. ثانياً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى التحديات التقنية التي قد تواجه المستخدمين غير المتخصصين في البرمجة عند استخدام قواعد التوليد المعماري (CGA). ثالثاً، كان من الممكن تضمين دراسة حالة إضافية أو أمثلة تطبيقية من مناطق أخرى لتعزيز النتائج وتعميم الفوائد. بشكل عام، البحث قيم ويقدم مساهمة هامة في مجال النمذجة ثلاثية الأبعاد للمدن، ولكن يمكن تحسينه من خلال معالجة هذه النقاط.
أسئلة حول البحث
-
ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟
الهدف الرئيسي من البحث هو اختبار النمذجة الإجرائية في تمثيل المدن بالأبعاد الثلاثة وإظهار أهميتها وقدرتها على محاكاة الواقع، بالإضافة إلى إنشاء مكتبة للكائنات الممثلة للعناصر الأساسية للمدن باستخدام قواعد التوليد المعماري (CGA).
-
ما هي المزايا الرئيسية لاستخدام برنامج CityEngine في النمذجة ثلاثية الأبعاد؟
من المزايا الرئيسية لاستخدام برنامج CityEngine في النمذجة ثلاثية الأبعاد هي قدرته على توليد نماذج واقعية بسرعة كبيرة وبتكلفة منخفضة، بالإضافة إلى مرونته في تعديل وتحكم العناصر في أي مرحلة من مراحل النمذجة وإمكانية تخزين البيانات الوصفية مع الكائنات الرسومية.
-
ما هي التحديات التي واجهت الباحثين أثناء عملية النمذجة وكيف تم حلها؟
واجه الباحثون عدة تحديات مثل إنشاء الأبواب على الواجهات الخاطئة وعدم تطابق المباني مع شبكة الشوارع. تم حل هذه المشاكل باستخدام أدوات داخل برنامج CityEngine مثل تابع تحديد الواجهة الرئيسية وتصحيح البيانات.
-
كيف يمكن استخدام نتائج البحث في إدارة المدن وإعادة الإعمار؟
يمكن استخدام نتائج البحث في إدارة المدن وإعادة الإعمار من خلال بناء نظام دعم قرار ذكي قادر على إدارة عملية إعادة الإعمار، وربط الخطط بالواقع العملي، وتسهيل اتخاذ القرار وإدارة المشاريع بدقة واحترافية، وذلك من خلال بناء قاعدة بيانات ثلاثية الأبعاد شاملة تمثل المدن افتراضياً.
كلمات مفتاحية
GIS
النمذجة الإجرائية
CityEngine
CGA
نمذجة ثلاثية الأبعاد
إدارة المدن
دعم اتخاذ القرار
المراجع المستخدمة
Y. I. H. PARISH AND P. MÜLLER,2001 “Procedural Modeling of Cities,” in SIGGRAPH, pp. 301–308
S. ZLATANOVA, A RAHMAN, AND M. PILOUK,2002 “3D GIS: current status and perspectives,” Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci., vol. 34, no. 4, pp. 66–71
B. WATSON, P. MÜLLER, O. VERYOVKA, A. FULLER, P. WONKA, AND C. SEXTON,2008 “Procedural urban modeling in practice,” IEEE Comput. Graph. Appl., vol. 28, no. 3, pp. 18– 26
قيم البحث
اقرأ أيضاً
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.
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 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 (DP
WS) 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.
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.
تعد نظم المعلومات الجغرافية ثلاثية الأبعاد مولداً و حاضناً حقيقياً للفضاءات الحضرية المبنية. اهتم هذا البحث بأتمتة بناء نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد للمدن بالمقاييس الطبوغرافية الكبيرة المنجزة بطريقة المساحة التصويرية الرقمية. سابقاً، اعتمدت طرائق تولي
د النماذج الأسلوب اليدوي أو النصف آلي، مما استدعى تطوير منهجية تساعد على التحويل الآلي للبيانات الشعاعية الخطية المستخلصة من محطات التثليث الرقمي وصولاً إلى شكل حجمي كتلي، إِذ تتألف العملية من ثلاث مراحل رئيسة و هي: توليد سطوح السقف، و توليد سطوح الجدران، و تجميع الكتلة. في مرحلة توليد سطوح السقوف
يسَتخدم تثليث دولوني المحلي و المشروط الذي يعالج آليا معظم الأشكال الهندسية للسقوف بغض النظر عن النمط الهندسي للمسّقف؛ أما مرحلة توليد الجدران فتتم بشكل آلي من خلال الإسقاط العمودي للخط الرئيسي المغلف لسقف المنشأة على سطح الأرض المرجعي و من ثم اختيار المستوى الأكثر انخفاضاً كارتفاع للمنشاة و كمستوى قاعدة معتمد. تُجمع بعد ذلك عناصر المنشأة من خلال علاقات ارتباط مكانية (نمط "متعدد لمتعدد") التي تدعمها نظم المعلومات الجغرافية. تعتمد الطريقة المطورة الأسلوب الآلي بشكل كامل، لا تحتاج إلى مكتبة هندسية لأنماط المسقفات، و بما يؤكد أن نظم المعلومات الجغرافية هي منصة بناء و عرض و تخزين لنماذج المدن.
نظم معلومات جغرافية
GIS
نظم تصميم بمعونة الحاسب
تمثيل شعاعي
CAD
RDBMS
Vector
النماذج الرقمية ثلاثية الأبعاد
المساحة التصويرية الجوية الرقمية
الرؤية الاستريوسكوبية
المسح الجوي الليزري
قواعد البيانات المكانية العلائقية
تلثيث دولوني
3D Digital Model
Digital Aerial Photogrammetry
Stereoscopic Viewing
LIDAR
Delaunay Triangulation
المزيد..
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
