بخشی از مقاله
چکیده :
استخراج اطلاعات مربوط به روند رشد ساخت و سازهای شهری و لزوم برنامه ریزی در زمینه میزان رشد حاشیه نشینی شهرها، ساخت وسازهای مجاز و غیر مجاز شهری، همچنین طولانی بودن زمان و هزینه تهیه و بازنگری نقشه از تصاویر هوائی، بکارگیری روشی سریع در استخراج تغییرات ساختمانهای شهری ضروری به نظر می رسد. لذا با استفاده از تصاویر هوائی جدید و مقایسه آن با اطلاعات تصاویر قبل و آنالیز نتایج پایگاه اطلاعات سه بعدی شهری، نسبت به استخراج این تغییرات اقدام نمود.
در این تحقیق از قابلیت تولید مدل رقومی سطح1 از تصاویر استرئو استفاده گردیده و با بهکار گیری اختلاف دو مدل رقومی سطح در دو بازه زمانی، با استفاده از روشهای پردازش تصاویر، و با مقایسه آن با عرصه و اعیان پلاکها که از پایگاه داده مکانی شهری قابل استخراج می باشد، به تجزیه و تحلیل آن و طبقهبندی ساختمانهای تغییر کرده بر اساس نوع تغییر، اقدام گردید. این تغییرات شامل احداث ساختمان جدید، ساختمان بازسازیشده، تغییر ارتفاعی ساختمان و تغییر در سطح زیر بنا میباشد. محصول نهائی این روش تهیه نقشه تغییرات ساختمانها و طبقهبندی نوع تغییرات میباشد. با بررسی نتایج این تحقیق، دقت %83.9 و صحت %78.2 برای استخراج و طبقه بندی تغییرات، برآورد گردیده است.
-1 مقدمه
بهکارگیری روش فتوگرامتری کلاسیک برای بازنگری نقشه شهرها و سپس استخراج تغییرات ساختمانها دارای روند طولانی و پر هزینه ایست و نیاز مدیران و برنامه ریزان را برای داشتن اطلاعات سریع میزان تغییرات ساخت و ساز های شهری برآورده نمی نماید. در این تحقیق استخراج ساختمانهای شهری بصورت نیمه اتوماتیک از عکسهای هوایی با هدف شناسایی تغییرات عمده مانند ساخت و سازهای حاشیه شهرها، خسارات ناشی از سیل و زلزله مورد مطالعه قرار گرفته است. تشخیص دقیق تغییرات، بویژه در زمینه رشد محدوده های شهری و ساخت و سازهای غیرمجاز از موارد مربوط به این تحقیق می باشد.
بویژه اینکه از پایگاه اطلاعات مکانی و کاداستر شامل نقشه اعیان و عرصه پلاکهای ثبتی نیز بهعنوان نقشه پایه استفاده گردیده و ساختمانهای سه بعدی استخراج شده با این پایگاه اطلاعاتی تجزیه و تحلیل میگردد. این تحقیق شامل سه مرحله آماده سازی اطلاعات، پیاده سازی الگوریتم استخراج تغییرات و تجزیه و تحلیل نتایج می باشد. در مرحله آماده سازی دادهها به نحوه آماده سازی عکسهای هوائی در دو مقطع زمانی، آمادهسازی پایگاه داده مکانی شهری و نیز پایگاه داده کاداستر برای منطقه مورد مطالعه اشاره گردیده است.
در مرحله دوم به چگونگی اجزای الگوریتم استخراج تغییرات اشاره شده است.این بخش شامل استخراج مدل رقومی سطح از زوج تصویر هوائی، اختلاف گیری بین مدلهای رقومی بهدست آمده و تولید DDSM، فیلتر درختان از DDSM و نهایتا حذف اطلاعات اضافه از DDSM میباشد. در مرحله تجزیه و تحلیل به مقایسه DDSM تولید شده با پایگاه داده مکانی و عرصه پلاکهای ثبتی اقدام نموده و با تعریف چند قانون، ساختمانهای تغییر یافته را شناسائی نموده و آنها را بر اساس نوع تغییرات طبقهبندی مینماییم.
- 2 آماده سازی داده ها
در این بخش ضمن معرفی داده های مورد استفاده در تحقیق، به نحوه آماده سازی که شامل انجام توجیهات، استخراج DSM، آماده سازی پایگاه داده مکانی و پایگاه داده کاداستر اشاره میگردد.
-1-2 دادهها و منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه در این تحقیق، بخشی از منطقه جنوب شرقی شهر مشهد است که در آن از تصاویر هوایی سال 1380 و تصاویر رقومی هوایی سال 1391 برای بهدست آوردن تغییرات استفاده شده است. این محدوده منطقه نیمه شهری به مساحت 145789 متر مربع میباشد که شامل140 ساختمان - که تعداد 130 ساختمان از قبل وجود داشته است و در آن 40 ساختمان تغییر کرده و10 ساختمان جدید ایجاد گردیده است - . - شکل - - - 1 شکل :1 محدوده مورد مطالعه و مدل رقومی سطح استخراج شده از آنها به ترتیب از راست : تصویرهوائی رقومی سال 1391 ، عکس هوائی سال 1380 ، مدل رقومی سطح سال 1391 و 1380
- 2-2 انجام توجیهات تصاویر و استخراج DSM
در این مرحله ابتدا توجیه داخلی برای تصاویر آنالوگ سال 1380 و توجیه خارجی با استفاده از پارامترهای خارجی موجود از مدلهای تبدیل انجام گرفت.همچنین توجیه خارجی برای تصاویر رقومی سال 91 با استفاده از اطلاعات GPS/IMU1 دوربین رقومی انجام گردید. با اجرای این عملیات هر دو زوج تصویر مربوط به سالهای 1380 و 1391 برای استخراج مدل رقومی سطح آماده میگردند.[1]
برای تولید مدل رقومی سطح از نرم افزار ERDAS LPS استفاده گردیده است. ماژول تولید مدل رقومی زمین در این نرم افزار روی دو زوج تصویر آماده سازی شده اجرا میگردد. تعیین پارامترهای مربوط به این بخش نرم افزار با تعریف الگوریتم Urban و استفاده از مدل رقومی ماهواره ای Pleiades بهعنوان مقادیر اولیه ارتفاعی انجام میگیرد. در اینجا میتوان از هر مدل رقومی دیگر مانند SRTM برای این منظور استفاده نمود ولی استفاده از مدل رقومی دقیقتر بهسرعت و دقت همگرائی الگوریتم کمک مینماید.[3]
- 3-2 انطباق دو مدل رقومی سطح2
در این قسمت دو مدل رقومی سطح که در مرحله قبل تولید گردید، از نظر موقعیت سه بعدی با یکدیگر مقایسه شد و به این نتیجه رسیدیم که دو مدل رقومی نسبت به یکدیگر 0.5 متر در راستای x و 0.9 متر در جهت y و 1 متر در جهت ارتفاع دارای جابجایی می باشد که با استفاده از برنامه نویسی مطلب این تطابق انجام گردید و موقعیت دو مدل رقومی نسبت به یکدیگر بهبود یافت.[6 ]
- 4-2 اختلاف گیری از دو مدل رقومی سطح DDSM
بعد از انطباق دو مدل رقومی سطح و حذف جابجائی بین دو مدل رقومی سطح، برای استخراج تغییرات سه بعدی ساختمانها باید اختلاف ارتفاع ساختمانها در دو بازه زمانی مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. برای این هدف ابتدا از دو مدل رقومی سطح تولید شده در قسمت قبل اختلاف گرفته می شود و نتیجه بهعنوان DDSM ذخیره و نمایش داده میشود.[5 ]
