بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله به بررسی امکان توسعه ابزارهای ژئومورفولوژیکی در قالب نرم افزار ArcGIS پرداخته است. هدف تولید ابزارهایی به منظور انجام تحلیل های ژئومورفولوژی کمی در نرم افزارهای GIS میباشد. نمونه ابزار انتخابی برای تولید، ابزار استخراج و رده بندی شبکه زهکشی است. بدین منظور حوضه آبریز باراندوز چای ارومیه به عنوان نمونه آزمایشی انتخاب گردید. داده ها و ابزار مورد نیاز در این تحقیق نرم افزار ArcGIS 10,5 و مدل رقومی ارتفاعی است. ابزار مورد نظر با استفاده از Model Builder در محیط نرم افزار ArcGIS طراحی شد. پس از طراحی و تعین پارامترهای مربوطه، ابزار در قالب برنامه Arc toolbox ذخیره گردید و برای تحلیلهای آینده میتوان به مانند سایر ابزارهای موجود در نرم افزار از آن استفاده کرد. نتایج نشان میدهد که با استفاده از Model Builder، می توان ابزارهایی را ایجاد و توسعه داد که در تحلیل های ژئومورفولوژیکی بهترین کارایی را داشته و در وقت و هزینه صرفه جویی قابل توجهی صورت پذیرد.
کلمات کلیدی: ژئومورفولوژی کمی، مدل بیلدر، GIS
-1 مقدمه
امروزه توسعه و گسترش نرمافزارهای کامپیوتری، موجب بالا رفتن دقت تحلیلها و صرفه جویی در وقت و هزینهها شده است . - Suárez, 2012 - در سالهای گذشته و در حوزه مطالعات جغرافیایی - طبیعی و انسانی - ، نرمافزارهای متعددی توسعه و گسترش پیدا کردهاند. یکی از مهمترین نرم-افزارهای موجود در زمینه مطالعات جغرافیایی، نرم افزار ArcGIS است که توسط شرکت ESRI توسعه پیدا کرده است - سنجری، . - 1390 این نرم افزار قادر است بر پایه سیستمهای اطلاعات جغرافیایی، دادههای مختلف را اخذ و پس از آماده سازی آنها را تجزیه و تحلیل کرده و در قالب خروجی از قبیل نقشه، نمودار، جدول اطلاعاتی و ... در اختیار کاربر قرار دهد. این امر موجب میشود تا بتوان با سرعت و دقت بسیار بالا تحلیلهای مورد نظر را انجام داد. یکی از ویژگیهای این نرم افزار این است که کاربر میتواند در آن بر اساس نیازهای خود به برنامه نویسی پرداخته و در واقع ابزار مورد نیاز خود را تولید کند. از سوی دیگر به کار گیری دانش ژئومورفولوژی به عنوان یکی از شاخههای جغرافیا در حل مشکلات محیطی، استفاده از نرم-افزارهای GIS را ضروری ساخته است - قهرودی تالی، . - 1383 نرم افزار ArcGIS بویژه در بخش تحلیلهای کمی ژئومورفولوژی کاربرد فراوانی دارد. به عنوان مثال می توان در مطالعه حوضههای آبریز، با کمک این نرمافزار و به صورت اتوماتیک تحلیلهای مربوط به شبکه زهکشی و محاسبات حوضه آبریز را انجام داد - اصغری، . - 1393 هدف از این مقاله ایجاد و توسعه ابزارهایی در نرم افزار ArcGIS، به منظور استفاده در تحلیلهای ژئومورفولوژیکی است.
-2 مواد و روشها
به منظور تولید ابزارهای کاربردی ژئومورفولوژیکی در نرم افزار میبایست یک ناحیه به عنوان منطقه مطالعاتی اولیه انتخاب و ابزار بر اساس آن تولید و تکمیل گردد تا بتوان از آن برای سایر مناطق نیز استفاده کرد. منطقه مورد مطالعه در مقاله حاضر، حوضه آبریز باراندوز چای با مساحت 1170 متر و حداکثر ارتفاع 3453 متر واقع در بخش مرکزی استان آذربایجان غربی است - شکل . - 1 اشاره شد که نرم افزار ArcGIS به ویژه در بخش تحلیلهای کمی ژئومورفولوژی کاربرد فراوانی دارد. با توجه به گستردگی این تحلیلها می توان ابزارهای متعددی هم تولید و از آنها استفاده کرد. توضیح نحوه تولید این ابزارها با توجه به تنوع آنها، از حوزه تدوین این مقاله خارج است. بنابراین در این مقاله فقط به ذکر یک مثال پر کاربرد و تولید ابزار مربوط به آن اقدام شده است. هدف در این مقاله، ایجاد ابزاری جدید در نرم افزار ArcGIS ، به منظور استخراج و طبقه بندی اتوماتیک شبکه زهکشی یک حوضه است. جهت انجام این فرایند تنها به مدل رقومی ارتفاعی نیاز است. در این مقاله از مدلهای SRTM با قدر تفکیک 30 متر استفاده شده است.
به طور کلی سه روش اساسی برای تولید یک ابزار در ArcGIS وجود دارد. ابزارها یا از طریق نرمافزارهای ArcObject، .NET و C++ ایجاد میشوند یا بوسیله زبان Python و AML و نهایتا یا توسط ابزار Model Builder در خود نرم افزار ArcGIS تولید میشوند - عباسی، . - 1393 در این مقالعه ابزارها از طریق Model Builder تولید شده و مورد استفاده قرار میگیرند. در واقع Model Builder زبان برنامه نویسی تصویری برای ساختن جریانات کاری است و امکان تلفیق نرم افزار ArcGIS با سایر اپلیکیشنها را فراهم میکند. Model Builder از اجزاء مختلفی تشکیل شده است که در شکل 2 نشان داده شده است - شکل . - 2
-3 بحث و یافتهها
جهت تولی ابزار استخراج اتوماتیک شبکه زهکشی در نرم افزار ArcGIS، ابتدا مدل رقومی ارتفاعی منطقه باراندوز چای به همراه مرز حوضه وارد نرم افزار شد. در مرحله بعدی نوبت به ایجاد مدل و در نهایت تبدیل آن به ابزار شد. MB را میتوان در نرم افزار ArcGIS و از ابزار استاندارد آن فراخوانی کرد. استخراج شبکه زهکشی یک منطقه یا یک حوضه مراحل مختلفی دارد. در ابتدا اقدام به حذف خطاهای احتمالی مدل رقومی ارتفاعی منطقه مورد مطالعه گردید. سپس نقشه جهت جریان آب - FDR - ، تراکم رودخانه - FAC - ، آستانه تراکم برای مشخص کردن رودخانه، استخراج رودخانه و در نهایت طبقه بندی رودخانه انجام گرفت . - Kenny, 2005; Kopp, 2008 - توضیح اینکه همه این مراحل را می توان به صورت جداگانه و تک به تک انجام داد. ولی بسیار زمان بر و هزینه بر خواهد بود. در حالی که اگر همین فرایند به ابزار تبدیل شود هم در زمان صرفه جویی خواهد شد و هم برای تحلیلهای آینده میتوان از آن استفاده کرد.
پس از فراخوانی محیط MB در نرم افزار ArcGIS و وارد کردن لایه ارتفاعی استان و محدوده حوضه آبریز باراندوز چای اقدام به تولید ابزار مربوطه شد. ابتدا در محیط MB جهت حذف خطاهای احتمالی مدل رقومی ارتفاعی دستور Fill وارد شد. به موازات آن بایستی مشخص شود که آیا کل لایه ارتفاعی اصلاح شود یا بخش خاصی از آن. با توجه به اینکه در این مقاله هدف روی حوضه آبریز باراندوز چای متمرکز شده است بنابراین در محیط MB دو پارامتر Value variables طراحی شد که هر دو شامل لایه مربوط به حوضه آبریز باراندوز چای است. با اجرای این دستورات، لایه ارتفاعی هم بر اساس محدوده حوضه برش خورده و هم تصحیح میشود.
جهت اسخراج جریان آب و تراکم رودخانه نیز از ابزارهای مربوطه که در نرم افزار موجود است استفاده و به محیط MB اضافه گردید. با اجرای مدل تا این مرحله لایه های مورد نظر استخراج شد. در مرحله بعدی با استفاده از Raster Calculator اقدام به وارد کردن آستانه تراکم آب در حوضه و در نتیجه استخراج شبکه رودخانه گردید - شکل . - 3 در نهایت پس از طی این مراحل، لایه رودخانه های استخراج شده، با استفاده از روش استرالر رتبه بندی و در نهایت به صورت وکتور استخراج گردید - شکل . - 4 همه این مراحل در محیط MB انجام شد. پس از طراحی مدل و مشخص کردن پارامترهای مختلف آن، مدل به صورت ابزار ذخیره شد. توضیح اینکه به هنگام ذخیره ابزار، بایستی آن را در قالب Arc Toolbox ذخیره کرد - شکل . - 5 در این مرحله نیز میتوان توضیحات لازم در خصوص ابزار را به آن اضافه کرد و در تحلیل های آینده آن را از Toolbox فرا خواند و استفاده کرد.شکل :4 نقشه نهایی تولید شده توسط ابزار طراحی شده شکل :5 ذخیره سازی و محیط ابزار تولید شده در - MB -
3 نتیجه گیری
