بخشی از مقاله
چکیده
تولید نقشه یکی از شاخص های پیشرفت و توسعه یافتگی کشورهای مختلف می باشد و زمینه ساز توسعه و استفاده بهینه و بجا از منابع و امکانات ملی است و دستیابی به نقشه های بروز و دقیق همواره یکی از ابزارهای موفقیت مدیران و بخش های اجرائی کشور بویژه فعالیت ها و مطالعات مربوط به زمین بوده و باعث افزایش کارائی آنها خواهد شد. در کشور ما با توجه به محدودیت های موجود در زمینه دستیابی به اطلاعات بروز و دقیق از طرفی و بالا بودن هزینه تولید اطلاعات از طرف دیگر ، استفاده از نقشه های رقومی1/250000 بصورت یکپارچه می تواند پایه مناسبی برای غالب مطالعات جغرافیائی ایجاد نماید.
نقشه های 1/250000 فوق بصورت رستر بوده و بعد از اسکن و همسان سازی رنگها ، تصحیح هندسی شده و با استفاده از سیستم مختصات لامبرت کنار یکدیگر موزائیک گردیده اند. همسان سازی رنگها بدلیل اختلاف رنگ های موجود بین عوارض مختلف صورت گرفت و تفاوت بین نقشه ها و رنگ های مورد استفاده با استفاده از نرم افزار های گرافیکی اصلاح گردید. سپس سیستم تصویر کلیه نقشه های تصحیح شده به سیستم مختصات لامبرت تبدیل شد و کلیه نقشه های فوق کنار یکدیگر موزائیک گردیدند. نهایتاً جهت استفاده موثر از اطلاعات فوق ، نقشه های فوق فشرده سازی گردید و در سیستم اطلاعات جغرافیائی سازماندهی شد.
مقدمه
استفاده از نقشه های اسکن شده و یا تصاویر ماهواره ای یکی از منابع مهم تامین اطلاعات مورد نیاز متخصصین و کارشناسان علوم مختلف مربوط به زمین و بویژه سیستم های اطلاعات جغرافیائی می باشد. استفاده از نقشه های تصویری اگرچه مشکلاتی را در زمینه ذخیره سازی ، بازیابی ، پردازش ، موزائیک و تجزیه و تحلیل اطلاعات مورد نیاز ایجاد می نماید ، ولی بدلیل سهولت تهیه آنها ابزار مناسبی جهت استفاده از این نقشه ها در پایگاههای اطلاعات جغرافیائی می باشند و می توانند پایه مناسبی جهت سیستم اطلاعات جغرافیائی در کاربردهای مختلف بویژه در پروژه های مطالعات جغرافیائی باشند. در این مقاله روش تهیه اطلاعات فوق به تفکیک تشریح شده است.
آماده سازى اطلاعات مورد نیاز
اطلاعات مورد نیاز این پروژه نقشه های کاغذی 1/250000 کل کشور می باشد که از طریق سازمان جغرافیائی نیروهای مسلح تهیه گردید. نقشه های پوششی 1/250000 توسط سازمان جغرافیائی نیروهای مسلح و بااستفاده از عکسهای سال 1334 تولید شده و از مجموع 135 شیت نقشه های فوق تعداد حدود 87 شیت آن در سالهای اخیر بازنگری شده است.در نقشه های اسکن شده بدلیل مسائل فنی چاپ و رعایت نشدن استانداردهای تولید نقشه مشکلاتی ایجاد گردیده و در بعضی از نقشه ها رنگ زمینه مورد استفاده برای عوارض موجود در سطح نقشه ، با رنگ استفاده شده برای سایر نقشه ها مغایرت بسیاری دارد و می بایست در مرحله آماده سازی اطلاعات اصلاح گردد. برای این منظورکلیه نقشه های فوق با 200 DPI اسکن گردید و بعد از اسکن نقشه های کاغذی 1/250000 ، با استفاده از نرم افزار photo shop رنگهای نقشه های فوق با یکدیگر همسان شد. همسان سازی رنگها در دو مرحله انجام شد.در مرحله اول شیت هائی که رنگهای کاملاً متفاوت داشتند تعیین شده و رنگ زمینه آنها با توجه به رنگ زمینه نقشه های اطراف اصلاح شد - شکل . - 1 مرحله دوم همسان سازی رنگها هنگام فشرده سازی اطلاعات انجام گرفت و در این مرحله بهترین هیستوگرام انتخاب گردید و look up table سایر نقشه ها بر اساس هیستوگرام نقشه نمونه همسان سازی گردید.
تصحیح هندسی نقشه هاى ٢٥٠٠٠٠/١
در این پروژه از نقشه های اسکن شده 1/ 250000 استفاده گردید و این نقشه ها بدلیل کیفیت کاغذ ، مراحل اسکن و روش چاپ دارای تغییر حالت و اعوجاج در جهات مختلفی می باشند و می بایست برای یکپارچه سازی از لحاظ هندسی تصحیح گردند. نقاط کنترل مورد نیاز برای تصحیح هندسی نقشه های فوق از روی شبکه مختصات آنها استخراج شد. برای تصحیح هندسی هر یک از نقشه های 1/ 250000 تعداد نه نقطه کنترل استخراج شد که چهار نقطه در چهار گوش نقشه ها و چهار نقطه در مراکز هر یک از اضلاع و همچنین یک نقطه در مرکز نقشه واقع شده است. تعداد نقاط کنترل ، پراکندگی این نقاط در سطح تصویر ، درجه چند جمله ای مورد استفاده و دقت هندسی نقشه ها از مهمترین عوامل تعیین کننده دقت هندسی تصاویر ماهواره ای بعد از تصحیح هندسی می باشند. - عابدینی، - 1379
برای تصحیح هندسی از مدل ریاضی Polynomial استفاده شد و بعد از تصحیح هندسی حاشیه اضافی نقشه ها بریده گردید. از آنجائیکه بیضوی مبنأ در نقشه های 1/ 250000 ، ED50 می باشد ، لذا بیضوی مورد استفاده همان بیضوی نقشه های فوق یعنیED50 است.سیستم تصویر نقشه های مورد استفاده در این پروژه ، سیستم تصویرجهانی مرکاتور - UTM - است. این سیستم یک سیستم تصویر استوانه ای جانبی می باشد. نقطه شروع سیستم مختصات UTM در نقطه مقابل نصف النهار گرینویچ بر روی خط استوا بوده و جهت حرکت آن خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت است و در این سیستم تصویر ایران در چهار zone مختلف واقع گردیده است. بدلیل اینکه در سیستم تصویر UTM نقشه های مختلف با یکدیگر بصورت رقومی موزائیک نمی گردند ، لذا بعد از تصحیح هندسی ، سیستم تصویر نقشه های فوق به سیستم تصویر لامبرت با مشخصات ذیل تبدیل شد.
محاسبه RMS
بر اساس بازنگری استاندارد دقت نقشه ایالات متحده در سال 1947 ، نقشه ها نبایستی در %10 از نقاط آزمایش شده خطائی بیش از 1/30 اینچ برای نقشه های با مقیاس 1/20000 داشته باشند ، همچنین این خطا نباید بیش از 1/50 اینچ برای نقشه های بزرگتر از 1/20000 باشد.سطح اعتبار δ برابر %68 خطای تصادفی و به میزان 1,66 است که باید در محاسبات منظور گردد. برای سطح اعتبار 2 δ یا %90 خطای تصادفی این ضریب 1,96 و برای سطح اعتبار 3 δ یا %99/5 درصد خطای تصادفی این ضریب 2,56 می باشد و می توان در صورت نیاز از سطوح اعتبار بالاتر استفاده کرد.بنابراین با توجه به سطح اعتبار δ داریم :
/ 1,66 - درجه خطای قابل قبول بر روی زمین - RMS = مجاز
بنابراین با توجه به اینکه مقیاس عکس نقشه خروجی در اینجا 1/250000 می باشد بنابر این داریم :
خطای روی زمین = خطا روی نقشه × ضریب تبدیل مقیاس × ضریب تبدیل واحد که نتیجه برابر است با127 متر.
با توجه به سطح اعتبار δ و با تقسیم 127 بر 1/66 ، خطای مجاز 75 متر بدست می آید.
حداکثر خطای مشاهده شده در هنگام تصحیح هندسی نقشه های 1/250000 برابر 2 ثانبه می باشد که از خطای مجاز قابل قبول کمتر است.
فشرده سازى اطلاعات
اطلاعات حاصل از این پروژه دارای حجمی حدود 8 گیگابایت می باشد که نگهداری ، پردازش ، ذخیره سازی ، استفاده و نمایش اطلاعاتی با این حجم مشکلات بسیاری را ایجاد می نماید. اگرچه ساختار اطلاعات حاصل از این پروژه بصورت تصویری می باشد و این نوع ساختار اطلاعاتی از نظر نمایش همواره با سیستم های سخت افزاری هماهنگ تر است و سریعتر از اطلاعات وکتور بر روی صفحه نمایش آورده می شود ، ولی ذخیره سازی و بازیابی حجم زیادی از اطلاعات همواره مدیران سیستم را با مشکل روبرو می کند. برای رفع این مشکل در سیسم های اطلاعات جغرافیائی از روشهای فشرده سازی و اندکس کردن اطلاعات استفاده می گردد. روشهای متعددی برای اندکس و فشرده سازی اطلاعات تصویری ابداع گردیده است که هر یک دارای معایب و مزایای خاص خود می باشد و بحث راجع به آنها خارج از حیطه این مقوله می باشد.
نتیجه نهائی این پروژه می تواند پایه ای مناسب و ارزان برای مطالعات جغرافیائی بوده و همچنین پایهاطلاعاتی یک سیستم اطلاعات جغرافیائی رستری در مقیاس 1/250000 باشد. امروزه برای بیشتر نرم افزارهای پردازش تصویر یکسری برنامه های ارتباط با سیستم های اطلاعات جغرافیائی تهیه گردیده است که بعنوان Pluginشناخته می شوند. در این پروژه برای ورود تصاویر ماهواره ای از برنامه های فشرده سازی تصاویر ماهواره ای به همراه Plugin مربوط به آن استفاده گردید. روش فشرده سازی اطلاعات نیز ، استفاده از الگوریتم Wavelet میباشد. در این روش اطلاعات مربوط به نقشه های تصویر از طریق یکسری معادلات ریاضی بازسازی می شود.استفاده از این روش کیفیت اطلاعات را کمی کاهش می دهد ولی می توان حجم اطلاعات را تا 50 برابر کاهش داد.در این پروژه حجم اطلاعات مورد استفاده با استفاده از این الگوریتم از 8 گیگا بایت به حدود 500 مگابایت کاهش داده شد. - شکل - 1
بررسی صرف اقتصادى
کلیه فعالیت های اجرائی این پروژه در مدت سه هفته انجام گرفت و مجموعاً حدود 500 نفر ساعت کار کارشناسی بر روی آن انجام شد. بنابراین هزینه تمام شده این پروژه با احتساب هزینه سخت افزار حدود یک میلیون تومان می باشد. اگر این هزینه با هزینه رقومی سازی نقشه های 1/250000 مقایسه گردد ، و اگر هزینه رقومی سازی نقشه های فوق بطور متوسط 1500000 ریال فرض شود ، مشاهده می شود که در این پروژه با هزینه ای کمتر
