مقاله ارزیابی و بررسی بهینه ترین مسیر با ابزار آنالیز شبکه به منظور جمع آوری پسماندهای شهری در سیستم اطلاعات مکانی(GIS)

word قابل ویرایش
19 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

چکیده :
در قرن حاضر با توجه به پیشرفت علوم و تکنولوژی های نوین در هر زمینه ای، می توان از پس اکثریت شکلات با موفقیت فارغ گردید. از این رو دانشمندان در همه نقاط جهان دست به کار شده و علاقه مند شدند تا با هم فکری و استفاده از نظریات هم در رفع مشکلات زمینی سهیم باشند.یکی از مهمترین مشکلات پیش رو مسائل زیست محیطی کشور های در حال توسعه می باشد، علی الخصوص مدیریت مواد زائد جامد شهری است با مدیریت و برنامه ریزی صحیح علاوه بر کاهش وقت وهزینه ، تاثیرات منفی زیست محیطی را نیز می توان به حداقل رساند ؛ با توجه به عوامل موثر در جمع آوری پسماند شهری و همچنین وسعت زیاد مناطق ، استفاده از روشهای سنتی بسیار وقت گیر و هزینه بر است لذا در جهت تسریع روند جمع آوری پسماند و بهینه سازی از ابزار آنالیز شبکه در سیستم اطلاعات جغرافیایی بهره مند خواهیم شد سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) یکی از علوم و تکنولوژیهایست که در قرن حاضر ملت ها برای پیشبرد اهداف خود در زمینه های کاری متفاوت از آن بهره میبرند.هدف ما در این تحقیق بهینه سازی مسیر های جمع آوری پسماند شهری با استفاده از آنالیز شبکه در GIS است . در این تحقیق با انتخاب یکی از مناطق شهری تهران (ناحیه ٧ منطقه ۵ (محله جنت آباد جنوبی)) با توجه به موقعیت مکانی آن وضع موجود مسیرهای جمع آوری پسماند مورد بررسی قرار گرفته و با تخصیص صورت گرفته منطقه ما به چند محدوده بهینه جهت جمع آوری پسماند تقسیم می شود ، سپس کوتاهترین مسیر در هر محدوده انتخاب می شود. این روش می تواند برای دیگر مناطق شهری با تنظیم داده های اولیه مورد استفاده قرار گیرد .با اجرای این طرح مسیر های بهینه جمع آوری مشخص شده و سرعت کار بالا می رود و از لحاظ وقت و هزینه صرفه جویی می شود.
واژه های کلیدی : سامانه اطلاعات جغرافیایی، آنالیز شبکه ، تخصیص ، پسماند
١- مقدمه :
امروزه با مهاجرت افراد به شهر های بزرگ و پیدایش انواع فرهنگ های شهر نشینی در کنار هم ، علاوه بر پر جمعیت شدن این مناطق با نا هنجاریهای خاصی از جمله تجمع زباله و مواد زائد شهری رو به رو خواهیم شد،که به دنبال آن آلودگی روز افزون محیط زیست ، تا آنجا که همه ساله در صد قابل توجهی از بودجه شهرداریها به خصوص شهر داریهای شهرهای بزرگ و پر جمعیت صرف جمع آوری مواد پسماند شهری می شود
عدم مدیریت صحیح در فرآیند جمع آوری باعث بیرون ماندن مواد زائد و در نتیجه باعث مناظر ناپسند در سطح معابر شهری، دسترسی جانوران به پسماند در معابر ، نارضایتی شهروندان و بوجود آمدن انواع بیماریها میشود. لذا تسریع نمودن فرایند جمع اوری و حمل و نقل با توجه به اثرات بسیار سوئی که بر محیط زیست منطقه دارد از مواردی است که توجه ویژه ای را می طلبد. این فرآیند بیشترین هزینه را در بر میگیرد لذا ایجاد سیستم منظم با برنامه ریزی صحیح می تواند ضمن تسریع در عملیات ، وقت ، هزینه و نیروی انسانی را کاهش دهد. بهره گیری از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) که یک سیستم اطلاعاتی است ؛ پردازش GIS بر روی اطلاعات مکان مرجع یا اطلاعات جغرافیایی است ، از آنجا که سیستم های اطلاعات جغرافیایی GIS امکان دسترسی و تجزیه و تحلیل حجم زیادی از اطلاعات را بر مبنای موقعیت جغرافیایی بوجود می آورد یکی از مواردی که GISرا از سیستم های اطلاعاتی دیگر متمایز میکند وجود توابع تجزیه و تحلیل مکانی در آن می باشد ، آنالیز شبکه یکی از ابزار ها در GIS میباشد
، از قابلیتهای آنالیز شبکه یافتن کوتاهترین مسیر است که به عنوان یکی از کاربردهای مهم در مسائل حمل و نقل مطرح می شود ، مسئله تخصیص محدوده های مکانی هم یکی از مسائل تخصیص تسهیلات می باشد. با آنالیز شبکه در درجه اول کاهش زمان جمع آوری و به دنبال آن کاهش هزینه و نیروی انسانی را خواهیم داشت
٢- تئوریات
١-٢- سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) :
سیستم اطلاعات جغرافیایی (Geographic Information Systems) یا GIS یک سیستم کامپیوتری برای مدیریت و تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی بوده که قابلیت جمع آوری، ذخیره سازی، تجزیه وتحلیل و نمایش اطلاعات جغرافیایی (مکانی) را دارد. داده ها در یک (GIS) بر اساس موقعیتشان نشان داده می شوند. تکنولوژی GIS با جمع آوری و تلفیق اطلاعات پایگاه داده های معمولی، به وسیله تصویر سازی و استفاده از آنالیز های جغرافیایی، اطلاعاتی را برای تهیه نقشه ها فراهم می سازد. این اطلاعات به منظور واضح تر جلوه دادن رویدادها ، پیش بینی نتایج و تهیه نقشه ها به کار گرفته می شوند.
در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی واژه جغرافیا (Geographic) عبارت است از موقعیت داده ها، برحسب مختصات جغرافیایی (طول و عرض ).
واژه (Information) اطلاعات نشان می دهد که داده ها در GIS برای ارائه دانسته های مفید، نه تنها به صورت نقشه ها و تصاویر رنگی بلکه بصورت گرافیک های آماری، جداول و پاسخ های نمایشی متنوع به منظور جستجوهای عملی سازماندهی می شوند.
واژه (System) سیستم نیز نشان دهنده این است که GIS از چندین قسمت متصل و وابسته به یکدیگر برای کارکرد های گوناگون ، ساخته شده است .
سامانه (سیستم ) اطلاعات جغرافیایی (Geographic information system) یک سامانه رایانه ای متشکل از سخت افزار، نرم افزار، داده و کاربر است که قادر می باشد داده های مکان دار را بطور رقومی کسب ، نگهداری، بازیابی، مدل سازی و تجزیه و تحلیل نموده و بطور متنی و گرافیکی ارائه نماید.
٢-٢- عناصر اصلی تشکیل دهنده GIS :
اجزای متشکله یک سیستم GIS شامل مؤلفه های کامپیوتری (سخت افزار و نرم افزار) ، با یک واسطه بنام کاربر یا (User ) می باشد که دست یابی به عملیات واهداف ویژه ای را فراهم می سازد.
 مؤلفه های چنین سیستمی به ترتیب عبارتند از:
 کاربران
 سخت افزارها
 نرم افزارها
 اطلاعات و روش ها
٣-٢- فرآیند تحلیل اطلاعات در سیستم اطلاعات جغرافیایی:
GIS یک سیستم رایانه ای است که چهار قابلیت اساسی را در رابطه با داده های زمین مرجع فراهم میآورد.
١. ورودی داده ها
٢. مدیریت داده ها
٣. پردازش و تحلیل داده ها
۴. خروجی داده ها
١-٣-٢- ورودی داده ها : عبارتند از روند کد گذاری داده ها به یک شکل خوانا توسط کامپیوتر و قرار دادن داده ها در پایگاه اطلاعاتی GIS داده هایی که در سیستم اطلاعات جغرافیایی می توانند وارد شوند دو نوع هستند :
الف ) داده های مکانی که موقعیت جغرافیایی عوارض را نشان می دهند : انواع داده های مکانی (نقطه ، خط و پلی گون ) می باشند.
نقاط (point) مانند: نقاط ارتفاعی، فروشگاها و…
خطوط (Line): خیابانها، راه آهن ، رودخانها و…
پلیگون (polygon): عوارض جغرافیایی مانند کشورها، دریاچه ها، استانها، مرزها و …
ب ) داده های توصیفی غیر مکانی که به توصیف خصوصیات عوارض می پردازند ، مثل شوری آب یک دریاچه و یا اطلاعاتی مانند اسم یک خیابان .
ورود داده ها به یک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) می تواند به اشکال ، ثبت توسط صفحه کلید، هندسه مختصات ، رقومی کردن دستی، اسکن کردن و وارد کردن فایل های رقومی موجود، صورت گیرد.
٢-٣-٢- مدیریت داده ها : مدیریت داده مهمترین مؤلفه GIS می باشد که تمام مراحل را در بر می گیرد. به محض ورود داده در GIS ، ضرورت مدیریت آن مطرح می شود. شکل گیری روش مدیریت داده ، به عواملی از جمله ساختار داده ، ذخیره سازی و حفاظت داده ، بازیابی و به اشتراک گذاری آن بستگی دارد. امروزه مدیریت بانکهای داده ای (DBMS) توسط ساختار Geodatabase در تولید داده های مکانی توانمند تر شده است .
زیرا این ساختار بر پایه یکپارچه سازی داده های مختلف از نظر سیستم تصویر و مختصات ، ماهیت و روش تولید، تک فایل بودن ، ارتباط سهل با صفحات وب ، حجم کم و . . . استوار است .
سیستم مدیریت پایگاه داده ها (Data Base Management System) یا (DBMS) ، سیستم های کامپیوتری هستند که برای نظارت و کنترل بر هر نوع داده رقومی مورد استفاده قرار می گیرند.
داده های مکانی به روش های گوناگون سازماندهی می شوند که این امر به روش جمع آوری، نحوه ذخیره ومقدار تفسیر اضافه شده به آنها و همچنین هدف جمع آوری آنها بستگی دارد.
مدل های وکتوری (برداری ) و رستری، طرح های کلی شناخته شده متداول برای سازماندهی داده ها در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی هستند.
مدل وکتوری، جهان را به نقاط ، خطوط و نواحی محصور شده به وسیله خطوط تقسیم می کند، در حالی که مدل رستری سلول ها یا پیکسل ها را به عنوان واحدهای مکانی مورد استفاده قرار می دهد.
پایگاه داده ها (Data Base) نیز، مجموعه ای از داده های وابسته به یکدیگر و هر چیزی است که برای نگهداری و استفاده از آنها لازم است . سیستم مدیریت پایگاه داده ها (DBMS) نیزمجموعه ای از نرم افزارها برای ذخیره ، ویرایش و بازگرداندن داده ها در یک پایگاه داده می باشد. در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی، DBMS امکان دارد داخلی(استفاده از مدیریت داخلی) یا خارجی(اتصال به مدیریت خارجی) باشد.
٣-٣-٢- پردازش و تحلیل داده ها :
١-٣-٣-٢- کاوش و پردازش داده : عملیات کاوش ، داده ها را برای تجزیه و تحلیل آماده می کند، لذا شامل توابعی است که داده ها را مورد بررسی و جستجو قرار می دهد. در این مرحله با پرسش ، اندازه گیری و آزمون قابلیت داده برای انجام تحلیل مورد نظر، سنجیده می شود. عملیات پردازش داده ها را از فرمت اولیه خارج می کند به داده هایی با ماهیت های متفاوت تبدیل می کند. برای مثال تبدیل داده های ارتفاعی به مدل رقومی ارتفاع و انطباق نتایج حاصل از آنالیز داده های ماهواره ای با آن . نوع تجزیه و تحلیل و مدلسازی نیز در روش پردازش مؤثر است .
٢-٣-٣-٢- تجزیه و تحلیل و مدل سازی داده ها : در این مرحله داده ، پردازش را طی نموده است و توسط توابعی آماده برای پذیرش مدل می شوند برای مثال درون یابی داده های اقلیمی، تهیه لایه شیب از مدل رقومی ارتفاع یا لایه تغییرات یک پدیده در واحد سطح . در تجزیه و تحلیل داده روابط متغیرها بررسی می شود و آماده پذیرش مدل می شود. برای مثال در اجرای یک پروژه پهنه بندی یا یک پروژه مکان یابی، روش مناسب وزن گذاری سطوح مختلف لایه ها یا اعمال ضریب بر لایه ها تعیین می گردد. در GIS توابع مختلفی برای اعمال ضریب و وزن وجود دارد که در فصول بعد مورد بررسی قرار می گیرد. در فرآیند مدل سازی روشهای گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرد اما در هر حال مدل به صورت یک فرمول ریاضی اجرا می گردد. آزمونهای پس از اجرا توسط توابع مختلفی بر نتایج به دست آمده ، اعمال می شود و صحت تجزیه و تحلیل و مدلسازی اثبات می گردد.
۴-٣-٢- خروجی داده ها : خروجی داده ها روندی است که توسط آن اطلاعات حاصل از GIS به یک شکل مناسب جهت استفاده کاربر ارائه می شود. داده ها به یکی از سه فرمت زیر خارج می شوند:
١- (نمایش روی صفحه نمایش کامپیوتری ) Soft Copy
٢-(خروجی در فرمت الکترونیکی شامل فایل های کامپیوتری می باشد) Electronic
٣- (نمایش دائمی، مثل اطلاعات روی کاغذ، فیلم عکاسی و موارد مشابه ) Hardcopy
۴-٢- محاسن یک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) :
– کیفیت بالای تحلیل داده ها وامکان تجزیه و تحلیل آنها با روش های پیشرفته .
– مدیریت و تغییرسریع حجم عظیمی از داده ها در زمینه های مختلف .
– روشهای بهتروجدیدتر برای تهیه نقشه های مختلف و امکان به روز کردن آنها.
– امکان ایجادارتباط بین عوارض مختلف و اتصال حجم زیادی از اطلاعات آنها در جداول اطلاعاتی .
– کاهش زمان ، هزینه و مواد مصرفی کار وپول ساز و اشتغال ساز بودن آن .
– استفاده وسیع آن در علوم مختلف .
– اداره وسازماندهی وسیعی از داده های زمین مرجع .
– به روز رسانی سریع و جمع آوری اطلاعات پراکنده .
– قابلیت بازبینی روشها.
– مدل سازی، فرضیه وآزمایش و پیشگویی .
۵-٢- معایب یک سیستم اطلاعات جغرافیایی
– جدید بودن این فناوری که باعث عدم استفاده وسیع درتمام علوم ونیز مشکل بودن آن میشود.
– عدم اطلاع از قابلیتهای GISو نحوه استفاده از آن .
۶-٢- اهداف یک سیستم اطلاعات جغرافیایی:
هدف نهایی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی یا GIS، پشتیبانی جهت تصمیم گیری های پایه گذاری شده بر اساس داده های مکانی می باشد و عملکرد اساسی آن بدست آوردن اطلاعاتی است که از ترکیب لایه های متفاوت داده ها با روشهای مختلف و با دید گاه های گوناگون بدست
می آیند. هدف فوق از طریق فعالیتهایی که برروی داده های مکانی انجام میگرد، صورت می پذیرد، این فعالیت ها عبارتند از:
– جستجو(Search) : عبارت است از عملکرد جستجوی مجموعه هایی از داده های سازمان یافته از پایگاه داده های یک سیستم اطلاعات جغرافیایی.
– سازماندهی(Organization) : دراین سیستم ها ویژگی اصلی برای سازماندهی داده های موجود، موقعیت مکانی آنها می باشد.
– تجسم یا به تصویر درآوردن (Monitoring) : تکنولوژی GIS از توانمندیهای گرافیکی رایانه ها، برای تجسم استفاده می نماید. نمایش اطلاعات به طور معمول با استفاده از صفحه نمایش ویدیویی انجام می شود. اما سایر دستگاههای خروجی نظیر چاپگرهای رنگی نیز برای نمایش نسخه های چاپی استفاده می شوند.
– ترکیب و تلفیق (Integration) : بخش دیگری از این فعالیتها، تلفیق مجموعه داده های مکانی از منابع بسیارگوناگون جهت نمایش ، درک و تفسیر پدیده های مکانی می باشد (این پدیده ها هنگامی که داده های مکانی به صورت مجزا بکار گرفته می شوند، قابل رویت نیستند).
– تجزیه وتحلیل (Analyses) : تجزیه وتحلیل ، فرایند استنباط و دریافت مفهوم داده هاست و به معنی تجزیه وتحلیل داده های مکانی می باشد.
– پیش بینی (Prediction) : هدف از مطالعه وبررسی ها برروی داده های مکانی در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی، به طور معمول پیش بینی است .
درحقیقت یک سیستم اطلاعات جغرافیایی یا GIS ، توانمندی های کاری را برای جمع آوری، ورود، پردازش ، تغییرشکل ، به تصویر در آوردن ،ترکیب ، جستجو، تجزیه و تحلیل ، مدل سازی و خروجی کلیه داده های مکانی براساس اهداف مورد نظر فراهم می سازد.
٧-٢- کاربرد و توانایی های GIS :
امروزه با توجه به پیشرفت علوم و سیستم های کامپیوتری فناوری GIS در زمینه های مختلف علمی ظهور پیدا کرده به گونه ای که دانشمندان ، متخصصین ، برنامه نویسان و کاربران از اهمیت ویژه آن آگاه و سعی در استفاده از آن را دارند ؛ چرا که کارها و پروژه ها توسط GIS سهل و آسان شده و این علم تبدیل به یک کل در همه امور برای استفاده کنندگان آن شده است .
از نمونه های کاربردی آن بصورت مختصر به مواردی در ذیل اشاره شده است :
١- زمین شناسی
– فراوری های متنوع زمین شناسی
– تحقیقات اکتشافی در زمینه شناسایی روابط متقابل مکانی میان مجموعه داده ها در طول دوره تحقیق زمین شناسی و ….
٢- مطالعات زیست محیطی
– بررسی میزان آلودگی آب ، خاک، هوا و…. و در نهایت تهیه نقشه هایی جهت حفاظت از محیط زیست و ….
٣- تهیه نقشه
– تهیه نقشه های پتانسیل معدنی
– تهیه نقشه های حوادث و بلایای طبیعی
– تهیه نقشه های مکان یابی(Siteselection) و …
۴- منابع طبیعی ، آب و آبخیزداری
– کشف منابع آبی زیر زمینی و بررسی آبهای سطحی
– آنالیز حوادث طبیعی، شامل فرسایش خاک، سیلاب ، خشکسالی و سایر حوادث طبیعی دیگر
– مدیریت آبخیزداری
– مطالعه کاربردی زمین در توسعه کشاورزی
– پیش بینی میزان محصولات نسبت به وسعت زمین و …
۵- کشاورزی و برنامه ریزی برای کاربری اراضی
۶- جنگلداری و مدیریت حیات وحش
٧- تجارت : محلها و سیستم های تحویل مناسب درامورتجاری و …
٨- صنعت حمل و نقل ، ارتباطات
٩- استفاده در کلیه اموراستانها به صورت محلی و استانی
١٠- سرویسهای اضطراری : مثل آتشنشانی و پلیس و …

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 19 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد