تهیه نقشه سه بعدی و نقشه برداری از چاله های جاده ها توسط Google

Google در تدارک توسعه سیستم نقشه برداری از چاله های جاده و تهیه نقشه سه بعدی برای رانندگان 

تقریباً همه‌مان به یک اندازه از چاله‌ها و دست اندازهای جاده‌ها متنفریم، این چاله‌ها ممکن است نوشیدنی شمارا واژگون کند، به سیستم تعلیق خودروی‌تان آسیب وارد کند و اگر دوچرخه‌سوار باشید، امکان دارد به‌راحتی استخوان ترقوهتان بشکند.

شرکت گوگل در برنامه‌ای ویژه قصد دارد تا به کمک سیستم موقعیت‌یاب جهانی، نقشه‌ای از چاله‌های موجود در جاده‌ها را تهیه‌کرده و در اختیار کاربران قرار بدهد.

سیستمی که با استفاده از GPS سیستم‌های مسیریابی خودرو بااتصال به سنسوری که قابلیت تشخیص حرکت عمودی دارد، 

نقشه‌برداری از چاله‌ها را انجام می‌دهد، سپس این داده‌ها در سرویس ابری بارگذاری می‌شوند.

شاید به نظرتان بیاید، حل مشکل چاله‌ها راه‌حل ساده‌تری داشته باشد. شهرداری و دولت به‌سادگی این چاله‌ها را پر می‌کنند، اما تشخیص محل چاله‌ها چندان کارآمد نیست و معمولاً متکی به پر کردن فرم و گزارش افراد به‌صورت مجزا است. اگر گوگل بخواهد این تکنولوژی را برای خودروها توسعه دهد، یک پایگاه داده کامل از شرایط جاده در دسترس وزارت ترابری قرار می‌گیرد که می‌تواند به‌راحتی مناطق مشکل‌دار را شناسایی و اولویت‌بندی کند.

برای نمونه پیشرفت‌هایی مانند افزوده شدن ساختار ترافیکی به نقشه‌های دیجیتالی، افزوده شدن وضعیت وجود مغازه‌ها و سایر موارد در طول جند سال به سامانه‌هایی مانند نقشه گوگل افزوده شدند. به‌این‌ترتیب می‌توان به سراغ مراحل تکمیلی این‌گونه از پروژه‌ها رفت.

این هدفی که Google  پیش رو گرفته است ین چاله‌ها سالانه منجر به بسیاری از تصادف‌ها و خسارت‌های مالی و حتی در برخی از موارد جانی می‌شود. گوگل قصد دارد تا با کمک سیستم نقشه خود و سامانه موقعیت‌یاب جهانی یا جی‌پی‌اس، این چاله‌ها را نیز در نقشه خود جای بدهد.

لازم به ذکر است که شرکت Googleبرای اجرایی کردن این پروژه نیاز به همکاری کردن کاربران دارد 

 و تنها کافی است که کاربران حسگرهای مربوطه(مانند ژیروسکوپ) در تلفن همراه خود را روشن بگذارند تا گوگل بتواند از تغییرات ناگهانی ارتفاع خودرو به وجود چاله‌ها پی ببرد این سیستم به‌اندازه کافی هوشمند خواهد بود تا بتواند جاده‌های خاکی را از چاله‌های موجود در مسیرهای آسفالته تفکیک کند.

هنوز زمان عرضه نسخه نهایی از این سامانه اعلام‌نشده است ولی می‌توان انتظار داشت که این سیستم به‌صورت منطقه‌ای و برای چند شهر آمریکا به‌زودی به ساختار نقشه گوگل افزوده شود.

انواع قوس Arcs

انواع قوس ها 

قوس ها به دو دسته کلی قائم و افقی تقسیم می شوند

قوس های قائم:

قوس های قائم نیز خود دارای دو نوع کاسه ای و گنبدی می باشند.

قوس های قائم عبارتند از قوس هایی که تقاطع دو شیب قائم در مسیر راهسازی را به طور یکنواخت وصاف ،بدون تغییر حرکت عمودی به هم وصل می کند. در حقیقت در مورد راهسازی و راه آهن این قوس ها سبب ایمنی و راحتی و همچنین ایجاد ظاهری اساسی مانند قوس های افقی می شوند.فقط در مراحلی که جمع جبری شیب های طرفین کمتر از نیم درصد باشد وجود قوس عمود ضروری نیست.

 

تمام طول هایی که در امتداد قوس است به صورت افقی وتمام اختلاف طول های مماس تا قوس را عمودی اندازه گیری می نمایند.بنابراین طول یک قوس قائم عبارت از طول تصویر افقی ان قوس می باشد. خطای تولید شده از این طریقه در عمل بسیار ناچیز است.چون که قوس کاملا صاف است به جز در بعضی حالات مخصوص.مانند رمپ ورودی.

نمونه رمپ ورودی

قوس های افقی (پیچ):

معیار های کلی طراحی :

تامین ایمنی و جریان مداوم ترافیک برای سرعت طرح معین،دو اصل اساسی راه است. بنابراین در طرح هندسی ضرورت دارد که کلیه عوامل محدود کننده این دو اصل به گونه ای حذف شود یا در صورت امکان، اثر آنها کاهش داده شود.

شعاع پیچ ازیک طرف به سرعت طرح وازطرف دیگر به پستی و بلندی محل وابسته است.

سرعت طرح، فاصله دید را تعیین می کند و از طرف دیگر،فاصله دید همراه با پستی و بلندی محل مورد توجه قرار می گیرد زیرا اغلب، فاصله دید، شعاع پیچ بزرگتری را نسبت به سرعت طرح طلب می کند. همه عامل های ذکر شده مد نظر قرار می گیرد تا مشخصات هندسی پلان و نیمرخ طولی و نیمرخ عرضی راه، ایمن،اقتصادی، هماهنگ با طبیعت منطقه و گنجایش راه و متناسب با درجه بندی راه و متناسب با درجه بندی راه باشد.

مشخصات هندسی راه، تعیین کننده فاصله دید توقف و گنجایش خواهد بود.

شعاع قوس:

در طرح پیچ راه،رابطه بین سرعت طرح،حداقل شعاع پیچ،حداکثر بربلندی و حداکثرضریب اصطکاک جانبی بین لاستیک چرخ و سطح راه ،به صورت زیر است:

 

((Rmin=(V^2)/(127(e+f

در این رابطه، Rmin حداقل شعاع پیچ (متر)،V سرعت طرح (کیلومتر در ساعت)،e  حداکثر بربلندی (متر بر متر) وf  حداکثر ضریب اصطکاک جانبی است.

بهتر است در صورت امکان ازبه کارگیری شعاع پیچ حداقل،خودداری شود، مگر اینکه محدودیت های شدیدی در انتخاب شعاع بزرگتر وجود داشته باشد.انتخاب شعاع های کوچکتر ،ازدیاد طول راه و ضرورت تعریض بیشتر راه در پیچ است.

 طول پیچ و زاویه مرکزی:

حداقل طول پیچ برای زاویه مرکزی(زاویه انحراف)کوچکتر از ۱۰درجه ،۲۴۰ متر است.اگر زاویه مرکزی کوچکتر از ۳۰ دقیقه باشد ، نیازی به منظور کردن پیچ نیست.

 

برای شعاع پیچ بزرگتر از ۶۰۰۰  متر ، به جای قوس دایره ای از منحنی سهمی نیز می توان استفاده کرد.

به هر حال در راه دو خطه بهتر است طول پیچ از ۱۰۰۰ متر کمتر و از ۱۵۰ متر بیشتر باشد.

انواع قوس های افقی:

 قوسهای افقی به سه دسته دایره ای، سهمی،کلوتوئید تقسیم بندی می شوند که درادامه به هر کدام و انواع مختلف از هر یک اشاره خواهد شد.

 

قوسهای دایره ای:

بطور کلی خط پروژه یک راه از یک سری خطوط مستقیم و قوس تشکیل شده است.

 

در اصطلاح فنی خطوط مستقیم را به نام تانژانت و قوس متصل کننده دو تانژانت را بانام شعاع آن و یا به وسیله درجه قوس مشخص می کنیم. درجه قوس عبارت است از زاویه مرکزی روبروی قوسی برابر با ۱۰ متر، بطور کلی قوسهای دایره ای به سه گروه تقسیم بندی میشوند که عبارتند از:

 

۱) قوس های ساده       ۲) قوس های مرکب         ۳) قوس های معکوس

قوس های مرکب:

دوقوس دایره ای متوالی تشکیل یک قوس مرکب را می دهند،در صورتی که آنها درنقطه تماس طوری به یکدیگر متصل شوندکه هر دو در یک طرف تماس مشترک واقع شوند.شعاع های هر دو دایره متفاوت ولی هم جهت در نقطه تقاطع میباشند.

 نقطه تماس را به نام PCC یعنی نقطه قوس های مرکب می نامند.

 موقعی که این قبیل قوس ها دارای مرکز واقع در دو طرف مماس مشترک باشداین ترکیب را به نام قوس معکوس می نامند.

 با ترکیب قوس های مختلف دایره ای به شعاع های گوناگون می توان پیچ مرکب مناسبی برای وضعیت های مختلف طراحی کرد و مسیر را با موقعیت های مشکل فیزیکی تطبیق داد. با این حال اگر با صرف هزینه نسبتا کم ، بتوان از پیچ ساده استفاده کرد بهتر است از بکارگیری پیچ مرکب خودداری شود.

 

در پیچ مرکب ، هنگامی که شعاع قوس بزرگتر ، ۴۵۰ متر یا کمتر باشد،شعاع قوس کوچکتر باید حداقل دو سوم شعاع قوس بزرگتر در نظر گرفته شود. طول کل قوس در پیچ مرکب نباید کمتر از ۱۵۰ متر باشد.

 کاربرد قوس های مرکب در راهسازی دارای امتیازات زیادی می باشد بخصوص در نقاط کوهستانی که قوس های مرکب دو – سه و یا چهار مرکزی با شعاع های مختلف مورد نیاز است.این نوع سیستم قوس های مرکب را به نام دو مرکزی یا سه مرکزی و چهار مرکزی و غیره می نامند.

نکته:

موقعی که دو قوس دارای شعاع کوچک باشند و در امتداد راه قرار گرفته باشند برای دید کامل حد فاصل بین دو قوس را با یک مماس کوچک به هم وصل می کند و این سیستم را به عنوان اتصال دو قوس با خط مستقیم می گویند.

معمولا امکان تغییر این سیستم با قوس مرکب سه مرکزی وجود دارد ویاحتی دربعضی مواقع برای ایجاد وضع ظاهری بهتر و بهبود بخشیدن به وضع رانندگی میتوان به جای سیستم مزبور از یک قوس دایره ای با شعاع بزرگتر استفاده کرد.

قوس های معکوس:

دو قوس دایره ای که در دو طرف مخالف نسبت به مماس مشترک واقع شده اند قوس معکوس می نامند. نقطه تماس دو قوس را به نام نقطه مشترک قوس های معکوس می گویند و به PRC نمایش می دهند.

در پیچ معکوس به دلیل تغییر جهت پیچ ، به منظور تامین بربلندی قطعه مستقیمی بین دو پیچ تعبیه می شود تا تعدیلی بین خارج شدن از یک بربلندی دیگر صورت گیرد.

قوس های معکوس چندان مناسب نیستند وحتی المقدور از استفاده آنها درشاهراه های سرعت زیاد باید اجتناب کرد. به هر صورت غالبا این قوس ها در مناطق کوهستانی و حتی بعضی مواقع در شهر ها هم استفاده می شوند. علت نامناسب بودن قوس های معکوس این است که ارتفاع دادن به لبه خارجی در نقطه PRC مقدور نیست و برای رفع این اشکال بعضی مواقع قطعه خط مستقیم بین دو قوس قرار می دهند تا تعدیلی بین خارج شدن از یک دور و داخل شدن به دور دیگر گردد.

قوس معکوس بین دو مماس موازی:

این نوع قوس معکوس بین دو مماس موازی واقع می شود.از این نوع قوس معکوس معمولا جهت تغییر خط بین دو ریل موازی در راه آهن استفاده می شود.

طراحی گردنه ها با پیچ های معکوس(سرپانتین):

در مناطق کوهستانی به علت محدودیت های اقتصادی و اجرایی ، مسیر به صورت مارپیچ و گردنه طراحی می گردد.امکان استفاده از قوسهای باشعاع بزرگ به علت افزایش هزینه عملیات خاکی و کوه بری امکانپذیر نیست و نتیجتا گردنه ها از پیچ های تند معکوس تشکیل می گردد.

قوس های سهمی:

این نوع قوس ها معمولا برای اتصال شاهراه در سطح قائم و در بعضی موارد به خصوص در سطح افقی به کار میرود و همچنین این قوس ها در قسمت تاج روسازی (خط وسط روسازی )یا پروفیل عرضی راه مصرف بسیار زیاد دارد. معمولا قوس های سهمی موقعی که در سطوح افقی به کار روند مزیت های کمتری نسبت به قوس های دایره و کلوتوئید دارند. زیرا این نوع قوس ها را نمی توان به راحتی به وسیله زاویه انحراف نسبت به خط مماس یا به وسیله شعاع های نقاط مختلف در امتداد قوس پیاده کرد. در بعضی از قوس های کوچک افقی بدون استفاده از اتصال کلوتوئیدی می توان این قوس ها را به جای قوس های دایره ای مصرف نمود.

عواملی که در طول قوس موثرند:

در انتخاب طول قوس در قوس های محدب و مقعر یکی از عوامل مهم در شاهراه ها عبارت از اختلاف جبری نسبت ها می باشد.عوامل دیگر از قبیل دید کافی-راحتی هنگام عبور و شکل ظاهری و همچنین نسبت تغییرات شیب در انتخاب طول قوس موثرند.

قوس های کلوتوئیدی:

قوس کلوتوئید در راهسازی و راه آهن عبارت است از قوس هایی که بین مسیر مستقیم و مسیر منحنی دایره ای برای سرعت های زیاد از نقطه نظر راحتی عمل رانندگی و همچنین تغییر تدریجی از شیب معمولی جاده به دور کامل به کار می رود . مصرف کلوتوئید در راه ، تولید یک ضریب ایمنی می کند.

موقعی که یک وسیله نقلیه بر روی یک مسیر مستقیم حرکت می کند و وارد یک قوس دایره ای می شود هم زمان وسیله نقلیه باید برای یک زاویه جدید که بستگی به شعاع قوس دارد ،میزان گردد. این حرکت به طور یکدفعه کار مشکلی است در صورتی که اگر به تدریج انجام گیرد تولید سهولت در حرکت می کند. این عمل باعث شده که ازکلوتوئید جهت اتصال استفاده گردد.

استفاده از قوس اتصال تدریجی برای راه ها به ندرت ضرورت پیدا می کند ولی قوس اتصال تدریجی دارای مزایایی به شرح زیر است:

 الف)اتصال پیچ دایره ای شکل به مسیر های مستقیم می تواند با تغییر تدریجی شعاع انحنا انجام گیرد.

 ب)اعمال بربلندی از مقدار حداقل تا مقدار حداکثر آن می تواند در طول قوس اتصال تدریجی انجام گیرد.

 ج)اعمال اضافه عرض روسازی در پیچ ، می تواند در طول قوس اتصال تدریجی انجام گیرد.

 د)به کار بردن قوس اتصال تدریجی سبب می شود که از وجود شکستگی در نقطه شروع و پایان پیچ دایره ای شکل اجتناب شود و در نتیجه ، راه، ظاهری خوش منظرداشته باشد.

انواع کلوتوئید :

۱- اتصال کلوتوئیدی با سیستم کلوتوئید- دایره – کلوتوئید

 

۲- کلوتوئید مرکب با سیستم کلوتوئید دوبل

 

۳- کلوتوئید معکوس با سیستم دایره – کلوتوئید – کلوتوئید – دایره

 

۴- کلوتوئید C شکل با سیستم دایره – کلوتوئید – دایره

 

۵- کلوتوئید بیضوی با سیستم چند کلوتوئید هم جهت

 

روش RTK در GPS

معرفی فرایند RTK  در برداشت با GPS

 تاریخچه: در اواسط دهه 90 سازندگان GPS روش کینماتیک آنی (RTK) را ارائه نمودند که با استفاده از آن می توان به صورت آنی به  دقتهای مورد نظر در نقشه برداری دست یافت. در این روش کاربر برای تعیین موقعیت به طور معمول نیاز به یک ایستگاه مرجع در فاصله  حداکثر 10 کیلومتری دارد تا بتواند به دقت سانتیمتری در تعیین موقعیت دست یابد.

 کاربرد ها: از موارد استفاده از این روش میتوان به تعیین موقعیت با دقت بالا جهت سیستم های ناوبری ، راهنمایی ماشین های  اتوماتیک  ، هواپیماهای بدون سرنشین  ، عملیات دریایی مانند لایروبی و بروزرسانی نقشه های بزرگ مقیاس اشاره کرد.

 فرایند RTK: به طور کلی RTK فرایندی است که در آن تصحیحات سیگنال GPS بصورت آنی(real-time )از یک ایستگاه گیرنده     مرجع با موقعیت معلوم برای یک یا چند گیرنده متحرک مخابره می شود. بدین معنا که با استفاده از مشاهدات کوتاه مدت امکان تعیین    موقعیت دینامک (تعیین موقعیت در حال حرکت بین ایستگاهها) فراهم شده و با استفاده از سیگنالهای فاز حامل (carrier code) فورا موقعیت مکانی ایستگاه سیار باصحت سانتیمتری تعیین می گردد.

  در حقیقت در روش RTK با استفاده از یک گیرنده  ثابت GPS (به نام Base) که بر روی یک ایستگاه با مختصات معلوم مستقر شده  است،  خطاهای مشاهدات آشکار سازی شده و از طریق یک آنتن رادیویی به گیرنده های متحرک(Rover) ارسال می شوند و آن گیرنده ها  با  اعمال تصحیحات به مشاهدات خود موقعیت دقیق محل خود را مشخص می نمایند.

 به عبارت دیگر سیستمRTK شبیه تصحیح تفاضلی است با این تفاوت که این متد از یک ایستگاه مرجع محلی (base) استفاده می کند که تصحیحاتی با دقت بسیار زیاد را از طریق ارتباطات رادیویی  به گیرنده سیار(rover) مخابره می نماید.  بنابراین فاصله و دید مستقیم base نسبت به rover  مهمترین پارامتر قابل توجه در این روش می باشد که محدودیتهایی را نیز درهنگام استفاده از آن به وجود می آورد، به این معنا که با افزایش فاصله ایستگاه سیار از ثابت صحت تعیین موقعیت سیر نزولی خواهد داشت و این کاهش به دلیل یکسان نبودن مدل خطاهای یونسفریک و تروپوسفریک در مناطق مختلف و تاثیرات سیستماتیک برافمریدها می باشد.

 محدودیت ها: محدودیتهایی چون فاصله بین ایستگاههای ثابت و متحرک، و میرا بودن امواج رادیویی منجر به نامطلوب بودن صحت در    فواصل دورتر و افزایش زمان و هزینه انجام عملیات می گردد.

 Network RTK: 

راه حلی که امروزه در بسیاری از کشورها جهت حل این مشکلات مورد استفاده قرار می گیرد استفاده از چندین ایستگاه مرجع و درحقیقت ایجاد یک شبکه ملی یا منطقه ای است که اطلاعات RTK را ارسال می کند و در نتیجه تنها با استفاده از یک گیرنده GPS می توان به دقت سانتیمتری به صورت آنی دست یافت. در این روش که اصطلاحا Network RTK نامیده می شود(در مقابل حالت اول SingleBase خوانده می شود) ایستگاه مجهول برای تعیین موقعیت می تواند از یک یا چند ایستگاه معلوم(مرجع) موجود استفاده کند. افزایش تعداد ایستگاههای مرجع سبب بهبود شرایط سرشکنی خطاهای مشاهداتی و دستیابی به نتایج دقیق تر می گردد. درحقیقت علت تاکید بر روش RTK شبکه ای آن است که می تواند تنها با یک نیروی انسانی به کار گرفته شود و به صحت بهتر از 3 سانتیمتر دست یابد.

شرایط راه اندازی شبکه RTK:

از لحاظ زیرساختاری مهمترین بخش در راه اندازی شبکه RTK ایجاد ایستگاه های دائمی GPS است. این ایستگاه ها می بایست دارای GPS  دوفرکانسه، کامپیوتر، تجهیزات لینک اطلاعاتی با مرکز کنترل محاسبات و سیستم تامین انرژی باشند. فاصله بین ایستگاههای شبکه نباید از 20 کیلومتر بیشتر باشد و برای برآورده کردن این امر نسبت به شبکه های DGPS تعداد ایستگاههای بسیار بیشتری مورد نیاز است. ضمنا نگهداری از این ایستگاهها یکی از مسائل مهمی است که باید به طور مستمر مورد توجه قرار داشته باشد. بخش مهم دیگر سیستم ارتباطی بسیار قوی برای شبکه است که می بایست به طور دائم میان کاربر و ایستگاه مرکزی از یک سو، و ایستگاه دائمی با مرکزی از سوی دیگر، به صورت دو طرفه وجود داشته باشد که این ارتباط می تواند از طریق امواج رادیویی، تلفن موبایل یا اینترنت انجام گیرد.

 

اگرچه به نظر می رسد که ایجاد زیرساختار مورد نیاز و راه اندازی شبکه RTK در ابتدای امر مستلزم صرف هزینه نسبتا بالایی می باشد اما در عمل در دراز مدت نه­ تنها مقرون به صرفه است بلکه صحت و سرعت تعیین موقعیت را نیز افزایش می دهد. به عبارت دیگر ایجاد یک شبکه ملی (یامنطقه ای)در یک کشور (با شهر)از این لحاظ مقرون به صرفه و مفید است که با یکبار صرف هزینه، این شبکه تا مدتها و به دفعات برای کاربردهای مختلف قابل استفاده خواهد بود.

میکروژئودزی

میکروژئودزی چیست؟

 مقدمه:

  مجموعه اقداماتی که بوسیله ابزار دقیق جهت رفتار سنجی و بررسی حرکات یک سازه بزرگ مانند سد و… با دقت    بسیار   زیاد و با استفاده از مشاهدات و محاسبات ژئودتیک و با هدف آشکار سازی جابجائی های آن می باشد. 

  سازه­های بزرگ و حساس همچون سدها، نیروگاه­ها و برجها از اهمیت بسیار بالائی برخوردار بوده و رفتار سنجی  اینگونه سازه ­ها معمولا به دو صورت ژئوتکنیکی و ژئودتیکی (ژئودزی مهندسی) صورت می­پذیرد. بدین لحاظ امروزه در  کشورهای پیشرفته تقریبا هیچ سازه بزرگی را نمی­توان یافت که فاقد مشاهدات پایش پایداری باشد. در ایران نیز این  موضوع همواره مد نظر قرار داشته، بطوری که امروزه همه سدهای کشور دارای ابزارهای دقیق کنترل و مشاهدات  ژئودزی مهندسی برای رفتارسنجی می­باشند.

  در روش ژئوتکنیکی، ابزارهای سنجنده کشش، برش و انحراف (tilt) در داخل سازه در حین ساخت نصب گردیده و اطلاعات  حاصل از این سنجنده ­ها بطور مستمر در حین و پس از بهره ­برداری از سازه به منظور کنترل پایداری مورد مطالعه  قرار می­گیرند. این ابزارها امکان کنترل درونی سازه را پدید می ­آورند. در روش ژئودتیکی، شبکه­ای از نقاط بر روی بدنه و محیط اطراف سازه ایجاد و از طریق مشاهدات ژئودتیکی (عمدتا طول، زاویه و مختصات) در وهله ­های زمانی  مختلف، رفتار سازه مورد پایش واقع می­گردد. اینگونه مشاهدات امکان کنترل تغییر شکل بیرونی سازه را مهیا می­سازند.

بکار گیری مشاهدات ژئودزی مهندسی به منظور رفتارسنجی خارجی سازه ­ها در سالهای اخیر خصوصا با افزایش دقت  وسایل اندازه­ گیری، به ویژه GPS، از اهمیت و توجه بیش از پیش برخوردار گردیده است. GPS به علاوه می­تواند  بصورت چند آنتنی (یعنی یک گیرنده با چندین آنتن) نیز برای کنترل دقیق سازه ­ها، خصوصا پایش زاویه ه­ای رفتار سازه،  مورد استفاده قرار گیرد. از عمده ­ترین تحولات سالهای اخیر، بوجود آمدن امکان پایش پیوسته سازه ­ها بصورت آنی و  خودکار بوده که GPS در این میان سهم عمده­ای داشته است. در رفتارسنجی سازه­ ها به کمک مشاهدات ژئودتیکی نوعا    کار با ارائه بردارهای جابجائی خاتمه یافته و مهندسین از طریق تفسیر بردارهای جابجائی رفتار سازه را تحلیل می­  کنند. شکی نیست که تعبیر و تفسیر تغییر شکل سازه از طریق بردارهای جابجائی کاری دشوار بوده و نیازمند  تجربه عملی بسیار است .

 شبکه ژئودزی

 شبکه ژئودزی یک شکل هندسی متشکل از حداقل سه نقطه زمینی ( نقاط کنترل زمینی) می باشد که این نقاط از طریق  مشاهدات ژئودزی با یکدیگر در ارتباط هستند.

 یک شبکه ژئودزی محلی با دقت بالا که با هدف پیاده سازی نقاط یک سازه مهندسی و یا آشکارسازی تغییر شکل , طراحی و اجرا می شود . علاوه بر کنترل سازه های عمرانی وحساس ، شبکه های ژئودتیکی در تعیین حرکات پدیده های طبیعی نیز کاربرد وسیعی دارند که می توان به پدیده هایی نظیر حرکات صفحات تکتونیکی ، گسلها وآتشفشان ها اشاره نمود.

 ویژگی خاص آن دقت بالای آن در مختصات نقاط است .

طراحی ،اجرا ومحاسبات شبکه های میکروژئودزی (آشکارسازی) از موضوعات بسیار جذاب وموردعلاقه علوم ژئودزی می باشد.

 

 طراحی شبکه های میکروژئودزی

 هر شبکه ژئودزی برای دستیابی به هدف یا اهداف خاصی ایجاد می شودکه برای دستیابی به اهداف شبکه قطعا راه های  گوناگونی را می توان انتخاب نمود.تعیین مناسب ترین راه دستیابی به اهداف شبکه پاسخی است که در طراحی شبکه به دنبال آن هستیم.

 در مجموع شبکه های کنترل (میکروژئودزی) دارای دو پتانسیل زیر میباشد:

 ایجاد یک زیر بنا و اساس مطمئن ، دقیق و قابل اطمینان برای انجام اندازه گیری های دقیق نقشه برداری ، مانند تهیه نقشه  توپوگرافی دقیق ، پیاده نمودن پروژه های دقیق مانند سد، تونل، پل، اسکله و سازه های که نیاز به دقت بالای هندسی در  پیاده شدن اجزای خود دارند.

 مطالعه و تعیین تغییر شکل و جابجائی سازه های عظیم مانند سدها ویا پوسته زمین(حرکات تکتونیکی پلیتها) در اطراف  گسل ها ومکان هائی که از نظر زمین شناسی احتمال جابجائی و تغییر شکل برای آنها وجود دارد. تفاوت اصلی شبکه کنترل با شبکه های معمولی مانند پیمایش های ساده در بحث اهمیت دقت وصحت اندازه گیری های این دوشبکه است.برای شبکه های معمولی هیچگاه تحلیل دقت وطراحی صورت نمیگیرد بلکه برآوردهای تقریبی وگاهاً تجربه در حصول دقت این شبکه  ها مورد استفاده واقع میگردد و آنالیزهای پیچیده و سنگین بر روی مشاهدات ضرورتی ندارد در حالیکه برای یک شبکه  کنترل (شبکه های میکروژئودزی)انجام تمامی مراحل طراحی الزامیست و بعلاوه اینکه طراح نا گزیر است شبکه را به  صورتی طراحی نماید که لزوماً اهداف از پیش تعیین شده را در یک سطح اطمینان قابل قبول پوشش دهد زیرا که  نرسیدن به دقت از پیش تعیین شده ممکن است خسارات وصدمات بسیار جبران ناپذیری چه در بحث هزینه ها و چه در مقوله  ایمنی در بر داشته باشد.

 همانگونه که در بالا ذکر گردید طراح یک شبکه باید یکسری پارامترها را برای رسیدن به اهداف از پیش تعیین  شده برای یک شبکه کنترل مد نظر داشته باشد .

 

 

 این پارامترها را می توان در چهار جمله کوتاه زیر خلاصه نمود:

 دقت (Precision)

 اعتماد پذیری (Reliability)

 هزینه (Evpense)

 حساسیت (Sensibility)

 به طور کلی هدف نهایی طراحی شبکه به صورت زیر خلاصه می شود:

 بهینه واقتصادی =(حساسیت) + (هزینه) + (اعتماد پذیری) + (دقت)

 کاربرد شبکه های ژئودزی:

- تهیه نقشه Mapping : مهمترین و اصلی ترین کاربرد شبکه های ژئودزی می باشد.

- تعیین حدود و مرزهای استانی، که مناطق وسیعی را شامل می شود.

- پروژه تحقیقات فضائی وتاثیرات مختلف : مثلا برای نقاط کنترل زمینی GPS برای مختصات دادن به ماهواره و حذف   تا ثیرات مختلف. ( اتمسفر،تشعشعات خورشیدی و...).

- پروژه های مربوط به علوم ژئو فیزیک و زمین شناسی : مثلا تشخیص جابجائی نقاط ،که در بدست آوردن اطلاعاتی در  مورد زلزله بکار می رود یا تاید گیج که مولفه جذر و مد را تشخیص می دهد.

- مطالعه تغییر شکل پوسته بیرونی زمین

- مطالعه تغییر شکل سازه های مهندسی نظیر سد ها و پل ها و ...

 

 همانگونه که در بالا توضیح داده شد شبکه های میکروژئودزی حالت خاصی از یک شبکه ژئودزی موضعی یا محلی می  باشند که در آن موقعیت نقاط شبکه با دقت بسیار بالایی تعیین می گردد.

 

شبکه های میکروژئودزی دارای کاربردها و اهداف زیر میباشند

- آشکارسازی (میزان) بردارهای جابجائی نقاط در سازه های مهندسی نظیر سدها ،پل ها ،ساختمان های بلند و تجزیه وتحلیل رفتار سازه در طول دوره های زمانی (Epoch) متفاوت .

- پیاده سازی سازه های مهم وحساس در نیروگاه ها و کارخانجات و مراکز حساس

مراحل ایجاد یک شبکه میکروژئودزی

 برای ایجاد شبکه های میکروژئودزی نیاز به طی سه مرحله اصلی ذیل می باشد :

 

 طراحی design

ا جرا

 محاسبات شبکه

تحلیل اولیه:

 در این بخش ابتدا با استفاده از قوانین حاکم و موجود در انتشار خطاها می توان میزان تا ثیر هر مشاهده و دقت آن را در   برآورد مجهول یا مجهولات تعیین نمود.بعد از مشخص کردن میزان تاثیر مشاهدات مختلف ، می توان دقت اندازه گیری آنها  را به اندازهای بالا برد که نتایج حاصله برای مجهولات دارای دقت دلخواه از پیش تعیین شده باشند،این عمل را تحلیل اولیه می نامند .

 

 تحلیل اولیه قبل از اینکه اندازه گیری واقعی شروع شود ،صورت میپذیرد. برای تحلیل اولیه مقادیر تقریبی از مشاهدات  ومجهولات کافی است. عمل تحلیل اولیه منجربه تعیین مشخصات تکنیکهای مختلف اندازه گیری میشود که طی آنها دقتهای  دلخواه برای مجهولات حاصل می شود. بر اساس یک تعریف کلی از ژئودزین مشهور آقای گرافارند هرشبک دارای چهار  مرحله طراحی است :

 

  طراحی مرتبه صفر Order Design Zero U.T.M

  این مرحله را با نام مرحله انتخاب سطح مرجع برای مختصات ها نیز می شناسند.

  شبکه کنترلی متشکل از یکسری نقاط و عناصر مشاهداتی مشخص میگردد که این مشاهدات باید در فضای سه بعدی  اندازه   گیری شود.

  پس از طی مرحله فوق برای انجام محاسبات (با توجه به وجود رایانه ها جهت سهولت)از معادلات پارامتریک استفاده می  گردد.

 

 در این روش پارامترهای برآورد شده از جنس مختصات هستند و بنابراین بایستی یک سیستم مختصات برای شبکه مورد اندازه گیری مشخص شود(اگر از روش معادلات شرط برای سرشکنی کمترین مربعات استفاده کنیم نیازی به تعریف سیستم  مختصات مرجع نداریم زیرا که معادلات شرط روابط هندسی بین مشاهدات را به شکل مستقیم تعریف میکنند و تصحیحات  مشاهدات بر این مبنا برآورد میشوند ولی دشواری کار با روش شرط برای شبکه های بزرگ معمولا مهندسین را وادار می  کند که روش پارامتریک را ترجیح دهند.).

 

معمولاً در نقشه برداری کنترل مهندسی ، چهارچوب مرجع اندازه گیری یک سیستم متعامد و سه بعدی کارتزین می باشد و به ندرت از سیستم مرجع منحنی خط بیضوی استفاده می گردد. همانطور که در ابتدا ذکر گردید انتخاب سطح مرجع برای  مختصات تنها بخشی از طراحی مرتبه صفر است و لازم است تا به انتخاب سطح مرجعی که قرار است وریانس و کووریانس مختصات نقاط در آن توصیف شود ، توجه گردد. برای روشن شدن مطلب شبکه مسطحاتی را در نظر بگیرید که  فقط زوایا در آن اندازه گیری شده باشند و هیچ طولی مشاهده نشده باشد. ماتریس ضرایب مجهولات A دارای یک کمبود  مرتبه(Rank) ستونی از مرتبه چهار خواهد شد که راه حل برای رفع این کمبود مرتبه ثابت در نظر گرفتن مختصات دو  نقطه از شبکه با اضافه نمودن معادلات کنسترینت به معادلات مشاهدات است این دو نقطه در حقیقت

 

 تبدیلات Transformation

 از آنجائیکه بیضوی بین المللی WGS 84 که ابعاد آن بوسیله ماهواره ها تعیین شده و در سطح جهانی به شکل زمین بسیار  نزدیک می باشد عملا جایگزین بیضوی بین المللی هایفورد 1924 که کلیه نقاط ژئودزی کشور ایران روی آن محاسبه شده   است و از طرفی مختصات بدست آمده از گیرنده های ماهواره های GPS در سیستم WGS84 عمل می کنند، بدین لحاظ دفتر  محاسبات فنی تصمیم گرفت که شبکه ژئودزی ماهواره ای را روی دو بیضوی فوق محاسبه کند و با استفاده از این دو  مجموعه مختصات که درسطح کشور پراکنده است ضرایب ترانسفورماسیون از یک بیضوی به بیضوی دیگر را محاسبه و  در اختیاراستفاده کنندگان قرار دهد و استفاده کننده بنا بر نیاز خود سیستم مختصات را انتخاب نماید و در صورت نیاز براحتی  بتواند تغییر سیستم مختصات دهد.

 

 برای این کار نرم افزاری نوشته شد که می تواند دو سیستم مختصات ژئودزی با بیضوی های مختلف را که حداقل دارای سه  نقطه مشترک باشند را با روش تعیین 7 پارامتر ترانسفرماسیون در فضای سه بعدی به یکدیگر تبدیل و سپس آنرا  به سیستم  تصویر مورد دلخواه ببرد

 

 لذا با داشتن دو مجموعه مختصات

 

 مجموعه 242 نقطه ژئودزی دارای مختصات جغرافیایی روی بیضوی بین المللی WGS84

 مجموعه 242 نقطه ژئودزی دارای مختصات جغرافیایی روی بیضوی بین المللی هایفورد 1924

  مراحل تبدیل دو سیستم مختصات به یکدیگر به ترتیب زیر انجام گرفت:

 

 

 تبدیل مختصات جغرافیایی هر دو سیستم به مختصات ژئوسنتریک ( X,Y,Z )

 تعیین هفت پارامتر ترانسفورماسیون ( سه مولفه انتقال ، سه مولفه دوران و ضریب مقیاس )

 محاسبه مختصات ژئوسنتریک سیستم جدید با توجه به هفت پارامتر بدست آمده

 محاسبه باقیمانده ها در سیستم ژئوسنتریک و بررسی وضعیت ترانسفورماسیون

 تبدیل مختصات ژئوسنتریک سیستم جدید به سیستم جغرافیایی مربوط به خود

 محاسبه باقیمانده در سیستم مختصات جغرافیایی

 تبدیل سیستم مختصات جغرافیایی به مختصات سیستم تصویر

منبع:http://www.iustforum.com

RS چیست ؟ (سنجش از دور)

Remote Sensing چیست؟

سنجش از دور دانش و فن جمع‌آوری اطلاعات از عوارض سطح زمین، بدون تماس فیزیکی با آنها است.

تاریخچه سنجش از دور:

تاریخچه سنجش از دور مستلزم :

 1- تاریخچه پیشرفت تکنولوژی پرواز

2- تاریخچه پیشرفت تکنولوژی فن پرواز

- گالیله پدر سنجش از دور نام گرفته.

- اولین عکس هوایی و تجربه عکسبرداری توسط کاسپارو فیلیکس تورناشون در سال 1859 پاریس

- در سالهای 1860 و 1886 این تجربه در شهرهای بوستون و کشور شوروی تکرار شد.

- در سال 1903 برادران رایت ، اولین پرواز با هواپیما را انجام دادند.

- اولین عکس فضایی در سال 1957 توسط ماهواره روسی گرفته شد .

- دو ماهواره سرنشین دار jiminy & titan در سال 1965 موفق به عکس برداری شدند.

- اولین عکس رنگی توسط Apollo گرفته شد. به دلیل مشکلات و مسائل اقتصادی برگشت فیلم های عکس و به روز نبودن اطلاعات سیستم ، نسل جدیدی تصویر برداری ماهواره ای با کیفیت و مزایای فراوان ایجاد گشت .

- در سال 1972 اولین ماهواره تصویر برداری زمین Erts که بعداً به land sat تغییر یافت توسط امریکاییها در مدار قرار گرفت . در ادامه سری ماهواره های دیگری مانند : spot , Noaa , Irs , Quick Bird , … جهت مطالعات منابع طبیعی زمین به فضا فرستاده شد .

   شرح RS:

سنجش از دور شامل اندازه‌گیری و ثبت انرژی بازتابی از سطح زمین و جو پیرامون آن از یک نقطه مناسب بالاتر از سطح زمین است. پرتوهای بازتابی که از نوع امواج الکترومغناطیسی هستند، می‌توانند دارای منابع گوناگونی همانند پرتوهای خورشیدی، پرتوهای حرارتی اجسام یا حتی پرتوهای مصنوعی باشند. سنجش از دور، دانش بسیار گسترده‌ای است، که از جهات مختلف توسط صاحبنظران زیادی از جمله Campbell، Lillesand و Kiffer و Sabins به معرفی آن پرداخته شده‌است. Campbell با سعی در بیان کلّی از سنجش از دور، این مقوله را چنین تعریف می‌کند: سنجش از دور عبارتست از بدست آوردن اطلاعاتی از سطح زمین و سطح دریاها با استفاده از تصاویری که بر فراز آنها بکمک قسمتهایی از طیف الکترومغناطیس که از سطح زمین تابیده یا بازتابیده می‌گردد، اخذ می‌شود. همانطور که در بالا نیز شرح داده شد، سنجش از دور از انرژی الکترومغناطیسی بهره می‌گیرد. قویترین منبع تولیدکنندة این انرژی، خورشید است، در تمامی طیف الکترومغناطیس، تابش می‌کند. در کنار منبع طبیعی تولید انرژی الکترومغناطیسی که در سنجش از دور غیر فعال کاربرد دارد، انرژی الکترومغناطیسی می‌تواند بطور مصنوعی نیزتولید شود که آنرا اصطلاحاً سنجش از دور فعال می‌نامند. وقتی انرژی الکترومغناطیسی به زمین می‌رسد، قسمتی از آن بازتابیده و قسمت دیگری جذب می‌شود. انرژی جذب شده ممکن است متعاقباً تابش گردد، که این تابش عمدتاً در طیف فروسرخ رخ می‌دهد. سهم بازتاب شده یا جذب و تابش مجدد شدة انرژی الکترومغناطیسی، برای مواد مختلف متفاوت است. با اندازه‌گیری مقدار انرژی الکترومغناطیسی بازتابی و یا تابش شده و مقایسه آن با منحنی‌های بازتاب طیفی موادی معین، می‌توان اطلاعاتی از سطح خشکی و سطح دریاها بدست آورد.

پرتوهای بازتابیده شده از اجسام زمینی توسط سنجنده‌های ویژه‌ای به صورت قابل نمایش و پردازش ثبت و ذخیره می‌شوند.

تصویر فوق بطور شماتیک فرآیند کلی و عناصر مؤثر در سنجش از دور الکترومغناطیسی منابع زمین را نشان می دهد. دو فرآیند مبنایی، شامل اخذ داده و تجزیه و تحلیل آنهاست.

A - منبع انرژی

B - انتشار انرژی از میان جو

C - فعل و انفعالات انرژی بر اثر برخورد با عوارض سطحی زمین

D - سنجنده های هوایی و یا فضایی

E - انتقال اطلاعات کسب شده

F - دریافت اطلاعات اولیه و تولید داده بصورت رقومی و یا تصویری

G - فرآیند تجزیه و تحلیل داده، شامل بررسی و تعبیر و تفسیر داده ها با بکارگیری وسایل مختلف دیداری و کامپیوتری به منظور آنالیز داده های حاصل از سنجنده.

تجزیه و تحلیل کننده (user) با کمک داده هایی که توسط سنجنده جمع آوری شده اطلاعات مربوط به نوع، میزان، موقعیت و شرایط منابع مختلف زمین را استخراج می نماید، سپس این اطلاعات( بصورت نقشه ها، جداول چاپی یا فایل‌های کامپیوتری) با لایه های دیگر اطلاعات در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) ادغام و برای مصرف کاربران آماده می‌شود.

تکنولوژی جدید در صنعت نقشه برداری 2014

دو تکنولوژی جدید در صنعت نقشه برداری و بهترین نوآوری های سال 2014

1- Pegasua two: با تکنیک ها و تجهیزات نقشه برداری با کیفیت بالا پروژه های بزرگ را می توان با زمان کوتاه انجام داد.

دستگاه Leica Geosytem بر روی خودرو نصب شده 

و دارای سیستم اسکن HDS  می باشد و با دستور شما عملیات انجام میشود

Pegasus قادر به انجام بررسی فضای 360 درجه و با سرعت اتومبیل 50 مایل در ساعت است.

لازم به ذکر است  که این دستگاه ها قادر به نصب روی کشتی ها هم می باشد

 برای عملیات های هیدروگرافی از سطح اب.

ف4لفشل55

لازم به 

2-  Drone Surveying(هواپیماهای بدون سرنشین نقشه برداری):

به نظرمی رسد که 2014 سالی از تکنولوژی هواپیماهای بدون سرنشین کوچک بود.

که از راه دور هواپیما توسط چند روتور اداره می شود.

بعد از اینکه قانونی تصویب شد که هواپیما های بدون سرنشین  می تواند 

در هرزمینهء فعالیت کند شاهد تحولی عظیمی در ان سطح بوده ایم.

 حال حاضر هواپیماهای بدون سرنشین به صنعت AEC (کمیسیون انرژی اتمی)آمده.

 این یک وعده وانقلاب در نقشه برداری در جهان ما است.

این هواپیما ها مجهز به دوربین های دیجیتال با وضوح بالا و نرم افزار پیشرفته،

 این هواپیما قادراست به بررسی به ارتفاعات جدید بپردازد.

تالیف و ترجمه: مسلم رمضانی

شروع ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی سال 94

شروع ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی سال 94

بدین وسیله به اطلاع کلیه متقاضیان شرکت در آزمون کاردانی به کارشناسی ناپیوسته سال 1394 می‌رساند که ثبت نام برای شرکت در آزمون مذکور منحصراً بصورت اینترنتی از طریق سایت سازمان سنجش به آدرس :www.sanjesh.org از روز یکشنبه مورخ 94/03/03 آغاز و تا ساعت 24 روز یکشنبه مورخ 94/03/10 پایان می‌پذیرد. لذا کلیه داوطلبان متقاضی ثبت نام که دارای شرایط عمومی واختصاصی به شرح ذیل می‌باشند، می توانند در آزمون مذکور  ثبت نام و شرکت نمایند .

به امید موفقیت روز افزون همه ی داوطلبان! 

کاربرد قطب نما compass

قطب نما (compass) و کاربرد های آن

   مهارت در استفاده از ابزار های زمین شناسی برای زمین شناس امروز بسیار مهم و اساسی به نظر می رسد و می تواند او را در برداشت های صحرایی بسیار کمک نماید. کمپاس یکی از وسایل اصلی زمین شناسان در برداشت های صحرایی می باشد که مهارت در استفاده از آن می تواند یک زمین شناس حرفه ای را در رسیدن به هدفش کمک نماید. کمپاس توسط بسیاری از زمین شناسان برای نقشه برداری صحرایی از موضوعات زمین شناسی استفاده می شود. زمین شناسان بیشترین استفاده را از کمپاس برانتون می کنند اما باستان شناسان، مهندسین محیط زیست و نقشه برداران نیز از قابلیت های این وسیله استفاده می نمایند. کمپاس برانتون در واقع یک قطب نماست که به دلیل داشتن شیب سنج و قابلیت حمل راحت به سایر قطب نماها برتری دارد و می تواند به هر دو روش نشانه روی کمری و چشمی مورد استفاده قرار گیرد. اندازه گیری دقیق ساختار های زمین شناسی مانند خط لولای یک چین، اثر سطح محوری و صفحه محوری و نقشه برداری زمین شناسی بدون استفاده از کمپاس برانتون غیرممکن و کاری نشدنی است. در این نوشتار ما کاربرد کمپاس برانتون را در اندازه گیری تغییرات خطی و صفحه ای ساختمان های زمین شناسی ( ساختمانی، رسوبی و چینه شناسی) مرور می کنیم و در مورد استفاده کمپاس در نقشه برداری و اندازه گیری مقاطع چینه شناسی ، اندازه گیری زوایا، ارتفاع و ... بحث می نمائیم.

Compass Brantvn( قطب نمای جیبی )

نخستین بار یک زمین شناس کانادایی به نام D.W. Brunton کمپاس برانتون را طراحی کرد که سپس توسط کمپانی William Ainsworth در دنورامریکا ساخته شد. با وجود طراحی بادوام آن، آینه ظریف و بخش های شیشه ای آن در مقابل ضربه و رطوبت آسیب پذیر بوده و پس از هر بار استفاده نیاز به تعمیر و آماده سازی برای استفاده مجدد داشتند. از سال 1972 برانتون های اصلی بوسیله کمپانی برانتون در ریورتون ایالت وایومینگ امریکا (Riverton, Wyoming) ساخته و به بازار عرضه شدند. نمونه های مشابه از آن به مرور زمان در سوئد، چین، ژاپن و آلمان ساخته شد و امروزه در بازار موجود است.

قطب نمای جیبی

ساختمان قطب نما:  کمپاس برانتون از سه قسمت ، بدنه اصلی (box)، بازوی نشانه روی (sighting arm) و درپوش (lid)، تشکیل شده است.

  1. بخش بدنه اصلی:
   حاوی قطعات مهمی است که عبارتند از:
   • عقربه (Needle)که دارای دو جهت است، یکی جهت شمال ( در کمپاس برانتون های اصلی عموما به رنگ سفید است و در برخی نمونه های مشابه با N مشخص شده است) و دیگری که به رنگ سیاه است جهت جنوب را نشان می دهد.
   • تراز چشم گاوی (Bull's eye level) تراز کروی که برای خواندن زوایای افقی استفاده می شود.
   • تراز شیب سنج (Clinometer level) یا همان تراز استوانه ای.
   • صفحه مدرج شیب سنج (Clinometer Scale) برای خواندن زوایای قائم. 
   • دستگاه تعدیل (Damping mechanism) برای تخفیف در حرکت نوسانی عقربه و پایداری بیشتر آن،
   • دکمه قفل کننده عقربه (Lift pin)،
   • پیچ برنجی کناری و میخ شاخص(Side brass screw and Index pin) برای تنظیم و نشان دادن انحراف مغناطیسی.
   • صفحه دایره مدرج (Graduated circle) برای خواندن امتداد. 

نوک شمالی عقربه در نیمکره شمالی که زاویه انحراف مغناطیسی به سمت پایین است به سمت صفحه مدرج نزدیک می شود. یک وزنه کوچک الحاقی به سمت جنوبی عقربه اضافه شده است تا تعادل را در عقربه فراهم سازد. چنانچه کمپاس در نیمکره جنوبی یعنی جایی که انحراف مغناطیسی به سمت بالاست استفاده شود باید وزنه عقربه آن بر روی بخش شمالی عقربه بسته شود تا تعادل ایجاد گردد. برای عدم خطا در تشخیص عقربه سمت شمال بهتر است همیشه به وزنه دقت کنیم.

قسمت های مختلف compass و قطب نمای معمولی

   2.درپوش:
   بوسیله یک لولا به بدنه متصل می گردد و شامل:
   • یک آینه(Mirror) با یک خط محوری. 
   • پنجره نشانه روی بیضوی شکل(Sighting window)برای نشانه روی به روش های کمری و چشمی. 
   • روزنه دید (Sight). 

3. بازوی بلند نشانه روی:
   بوسیله یک لولا به بدنه متصل شده دارای:
   • شکاف بیضوی کشیده بر روی طول خود برای مشاهده ساختار های خطی.
   • نوک نشانه روی خم شونده(Sighting tip) برای تراز کردن خط دید.

صفحه مدرج کمپاس برانتون بر مبنای دو مقیاس قدیمی طراحی شده است.

مقیاس آزیموت: که در آن برای نشان دادن جهات از سه رقم استفاده می شود به عنوان مثال برای شمال 000 یا 360 درجه و برای جنوب 180 درجه. در این مقیاس تنها جهت شمال مبنای اندازه گیری ها است و یک راستا بر مبنای جهت گیری آن نسبت به شمال از 0 تا 360 درجه تعیین موقعیت می شود.

   مقیاس ربع دایره ( بیرینگ ): که در آن از حروف و ارقام استفاده می شود ( مثل N60oE, S20oW) در چهار ربع 90 درجه (NE, SE, SW, NW) مدرج شده است. راستای شمال و جنوب به ترتیب در بالا و پایین صفر درجه را نشان می دهند. در این مقیاس شمال و جنوب مبنای اندازه گیری منظور می شوند.

مقیاس های آزیموت و بیرینگ برای تعیین جهات جغرافیایی

 راستای یک خط بر روی زمین بوسیله موقعیت آن خط مشخص می شود، که زاویه افقی بین خط و مرجع (معمولا شمال در بیرینگ و 000 در مقیاس آزیموت ) می باشد. البته مرجع در مقیاس بیرینگ، هنگامی که راستای یک ساختار به سمت جنوب خوانده می شود، جنوب هم می تواند باشد.
   موقعیت E و W در صفحه مدرج معکوس است، یعنی E در سمت چپ صفحه مدرج ( معادل شماره 9ساعت ) و W در سمت راست صفحه ( معادل شماره 3 ساعت) بر روی صفحه مشخص شده اند. این حالت برای اصلاح در خواندن زاویه طراحی شده است. شایان ذکر است حتی وقتیکه صفحه مدرج چرخانده می شود، نوک شمال (سفید رنگ) عقربه کمپاس همیشه رو به شمال قرار می گیرد. برای مثال برای خواندن زاویه 045 ، ما صفحه را تراز کرده و به سمت راست شمال (جهت عقربه های ساعت ) می چرخیم، اما نوک شمال عقربه به سمت چپ شمال می گردد ( خلاف عقربه های ساعت )، یعنی جایی که شرق برروی صفحه مدرج حک شده است و ما زاویه صحیح را قرائت می کنیم.

نگهداری و تنظیمات قطب نما:

 کمپاس دستگاهی دقیق و حساس است و هرگز نباید هنگام قدم زدن کمپاس را به صورت درباز حمل نمود. چنانچه کمپاس در حین عملیات صحرایی آسیب ببیند چنانچه آینه و شیشه محافظ اضافی به همراه داشته باشیم می توانیم آن را تعویض کنیم، اما اگر لولا خم شود و یا محفظه های تراز بشکند، باید کمپاس را برای تعمیر به کارخانه سازنده فرستاد. چنانچه کمپاس در هوای بارانی مورد استفاده قرار گیرد و یا آب به درون آن نفوذ کند، باید کمپاس را باز کرده و آن را خشک کنیم چراکه اگر تکیه گاه عقربه خیس باشد، عقربه صحیح عمل نخواهد کرد. آینه کمپاس را می توان با ضربه زدن به زائه کوچک نگهدارنده و برداشتن یک واشر فنری شبیه واشری که بر روی جعبه است، بیرون آورده و آینه جدید را جایگزین آن کرد. این آینه را باید طوری قرار دهیم که خط سیاه نشانه روی آن در زاویه ای عمود بر محور لولای درپوش کمپاس قرار گیرد. این کار را می توانیم با چرخاندن آینه تا زمانی که خط نشانه روی آینه از وسط دریچه نشانه روی بگذرد، انجام دهیم. عمل میزان را سپس با بستن درپوش کمپاس بر روی نوک برگردانده شده بازوی نشانه روی و مشخص نمودن تطابق نوک بازو با خط وسط آینه امتحان کنیم.

    انحراف مغناطیسی و تصحیح کمپاس:
   زمین دارای قطب های جغرافیایی یا شمال و جنوب حقیقی یعنی جایی که محور های چرخش زمین سطح آن را قطع می کنند، و قطب های مغناطیسی است، یعنی جایی که خطوط میدان مغناطیسی به صورت واگرا از زمین خارج (جنوب مغناطیسی ) و یا به صورت همگرا به آن وارد ( شمال مغناطیسی ) می شوند.
   عقربه کمپاس برانتون به عنوان یک وسیله مغناطیسی ( یک آهنربا) وقتیکه آزادانه معلق شود قطب های مغناطیسی را یافته و در جهت آنها آرایش می گیرد یعنی جایی که عموما شمال واقعی نیست ( بجز برخی مناطق کره زمین). عقربه کمپاس یک آهنربا است و قطب شمال هر آهنربایی در صورتیکه آهنربا آزادانه حرکت کند بوسیله شمال مغناطیسی دفع می شود. در واقع می توان نام صحیح این انتهای عقربه را قطب شمالجو (north seeking pole) نامید. نقشه ها قطب مغناطیسی در نیمکره شمالی را " قطب شمال مغناطیسی" مشخص می کنند.

زاویه بین شمال حقیقی و شمال مغناطیسی " میل مغناطیسی " (magnetic declination) نامیده می شود. میل مغناطیسی با موقعیت، زمان ( سالانه و روزانه )، ناهنجاری های مغناطیسی محلی، ارتفاع (جزئی و قابل صرف نظر) و فعالیت های مغناطیسی خورشید تغییر می کند (Goulet, 1999). درواقع میل زاویه بین نقطه ای که عقربه کمپاس به عنوان شمال نشان می دهد و شمال حقیقی می باشد. میل مغناطیسی در طول خطوطی که اصطلاحا خطوط هم ارز (isogonic lines) نامیده می شوند ثابت هستند. خط فرضی با میل مغناطیسی صفر درجه از غرب خلیج هودسن، دریاچه سوپریور، دریاچه میشیگان و فلوریدا عبور می کند. قطب شمال مغناطیسی در سال 1999 در موقعیت 79.8° N, and 107.0° W, 75 در مناطق قطبی کانادا در فاصله 1140 کیلومتری از شمال واقعی قرار داشت.

جدول انحراف مغناطیسی جهان

اختلاف موقعیت قطب های جغرافیایی و مغناطیسی

 زاویه قائم بین بردار های مغناطیسی به سطح (افق) زمین وابسته است و زاویه انحراف مغناطیسی (magnetic inclination) نامیده می شود و با تغییر عرض جغرافیایی تغییر می کند. این زاویه در قطب مغناطیسی 90 درجه و در استوای مغناطیسی صفر درجه است.

تعیین انحراف مغناطیسی:
   اگر عقربه کمپاس شرق یا غرب شمال واقعی را به عنوان شمال مشخص نماید، این اختلاف به ترتیب انحراف مغناطیسی شرقی یا غربی نامیده می شود. شمال مغناطیسی (MN) هم در نیمکره شمالی و هم در نیمکره جنوبی به عنوان مرجع انحراف مغناطیسی است. برای تعیین انحراف مغناطیسی در یک منطقه مورد مطالعه ما می توانیم از موارد زیر استفاده کنیم:
   1- نقشه های توپوگرافی چاپ شده: در برخی نقشه ها انحراف مغناطیسی منطقه بوسیله زاویه بین دو پیکان شمال مغناطیسی (MN) و شمال حقیقی (GN) نشان داده شده است.
   2- نمودار های ایزوگونی چاپ شده و یا موجود در وب سایت ها: که انحراف مغناطیسی را نشان می دهند.
   3- حسابگر آنلاین برای مشخص نمودن آخرین انحراف مغناطیسی برای یک موقعیت مشخص (طول و عرض جغرافیایی) و زمان مشخص.

نمودار ایزوگونی امریکای شمالی

تنظیم انحراف مغناطیسی در compass:

 انحراف مغناطیسی بوسیله چرخاندن پیچ برنجی که در کناره بدنه کمپاس وجود دارد تنظیم و تصحیح می گردد. برای یک انحراف غربی 15 درجه ( یعنی شمال مغناطیسی 15 درجه در غرب شمال حقیقی قرار دارد) صفحه مدرج به سمت غرب یعنی در خلاف جهت چرخش عقربه های ساعت ( با چرخاندن پیچ ) چرخانده می شود تا میخ شاخص روی N15W در مقیاس بیرینگ ویا 345 درجه در مقیاس آزیموت قرار گیرد. برای یک انحراف 15 درجه شرقی، صفحه مدرج به سمت شرق چرخانده می شود ( در جهت چرخش عقربه های ساعت ) تا میخ شاخص روی N15E در مقیاس بیرینگ ویا 015 درجه در مقیاس آزیموت قرار گیرد. در ایران انحراف مغناطیسی به سمت شرق است و مقدار زاویه آن در مکان های مختلف متفاوت است.

تنظیم انحراف مغناطیسی در compass

کاربرد های compass:

برای تهیه یک نقشه و یا تحلیل زمین شناسی و ساختاری یک منطقه باید مشخصات و موقعیت ساختارهای صفحه ای و خطی آن منطقه برداشت شود. زمین شناسان نمی توانند بدون دانستن چگونگی استفاده از کمپاس برای بدست آوردن اطلاعات ساختاری و تشخیص مرز واحد های ساختاری، یک نقشه مفید تولید کرده و یا اطلاعات مفید بدست آورند. بنابراین ما نیاز داریم که چگونگی اندازه گیری ساختار های خطی و صفحه ای را برای تمام انواع ساختمان ها مثل عناصر رسوبی و ساختمانی و مرز های سنگ چینه ای نقشه ها، بدانیم.
   یک کمپاس دارای کارآیی های فراوانی است که تعدادی از مهمترین این کاربردها در زیر توضیح داده می شود:
   1. اندازه گیری موقعیت ساختار های خطی
   2. اندازه گیری زاویه پیچ برای عناصر خطی
   3. اندازه گیری زوایای قائم، ارتفاع و فاصله
   4. اندازه گیری ضخامت حقیقی لایه ها
   5. اندازه گیری موقعیت صفحات
   6. بدست آوردن موقعیت یک خط مابین دو نقطه
   7. اندازه گیری موقعیت یک صفحه با تکنیک دو خط
   8. تعیین دو نقطه هم ارتفاع
   9. تعیین موقعیت با استفاده از کمپاس و نقشه

ترجمه و تالیف: سید مجید میرکاظمیان

قیمت دستگاه ها و تجهیزات نقشه برداری

http://s6.picofile.com/file/8190636068/Presentation1.pdf.html

معرفی لیزر اسکنرهای نقشه برداری

معرفی لیزر اسکنرهای نقشه برداری

تاریخچه لیزر اسکنر

لیزر اسکنر در طول نیمه دوم ، قرن 20 در تلاش برای بازسازی سطوح اشیاء و مکان های گوناگون توسعه یافت؛ تکنولوژی ای که به خصوص در زمینه های تحقیق و طراحی کمک می کند.

اولین تکنولوژی لیزر اسکنر در سال 1960 ایجاد شد و در طول نیمه دوم ، قرن 20 در تلاش برای بازسازی سطوح اشیاء و مکان های گوناگون توسعه یافت. اسکنرهای اولیه از چراغ ها، دوربین ها و پروژکتورها برای کار اسکن استفاده می کردند. به دلیل محدودیت های تجهیزات اغلب زمان و تلاش زیادی برای اسکن کردن دقیق اشیاء می گرفت. بعد از سال 1985 آنها با اسکنرهایی جایگزین شدند که می توانست از نور سفید لیزر برای ضبط سطوح استفاده کند.سیستم لیزر اسکنر برای اولین بار در ایالات متحده در اواسط سال 1990 مورد استفاده قرار گرفت و به سرعت کاربرد آن در امور کنترلی و عمرانی پالایشگاه های نفت بنیاد نهاده شد. کاربرد لیزر اسکنر برای نقشه برداری و ثبت ساختمان ها توسط (Plowman Craven)و همکارانش در انگلستان شروع شد. اولین کاربرد لیزر اسکنر به منظور تهیه داده های سه بعدی چون ساخت (As-Built) برای بهبود امکانات پالایشگاه در اکتبر 2000 بوده است. برای اولین بار استفاده از لیزر اسکنر در سیستم های نقشه برداری لیزری در سال 2001 می باشد.

مقدمه

در طول دهه گذشته، مهندسی نقشه برداری در نقاط مختلف جهان، پیشرفتهای گسترده ای را در تکنیک های جمع آوری داده های مکانی داشته است. یکی از این جدیدترین توسعه ها به صورت فناوی لیزر اسکنر ظاهر شده است. در این سیستم، مجموعه ای از پرتوهای لیزری، به صورت سیستماتیک و با زاویه ثابت و مشخص بین پرتوهای متوالی، به سمت عارضه مورد اندازه گیری ارسال می شود. با اندازه گیری طول زوایای افقی و قائم، مختصات سه بعدی عارضه محاسبه می گردد. علاوه بر مشاهدات سهگانه طول، زاویه قائم و جهت افقی، بسیاری از اسکنرها قادر به ضبط شدت سیگنال بازیابی در هر نقطه نیز می باشند. نهایتا خروجی این دستگاه ها، ابری از نقاط سه بعدی (Point Cloud)دارای مختصات X,Y,Z به همراه شدت سیگنال دریافتب می باشد.

اهمیت استفاده از لیزر اسکنر

هر چند وقت یک بار ورود یک تکنولوژی جدید انقلابی در رشته نقشه برداری ایجاد می کند که باعث می شود انجام کارهای غیر ممکن یا سخت به کارهای روزمره و عادی تبدیل شود مانند تزاریاب های رقومی، تیوپ های لیزر، توتال استیشن، GPS و.... حال چند سالی است که جامعه نقشه برداری با تکنولوژی اسکنر های سه بعدی آشنا شده است . تقریبا تمام نقشه بردارها با سیستم کار دستگاه توتال استیشن آشنایی دارند، ابزاری که با ثبت زاویه بین امتدادها و اندازه گیری طول تا یک منشور امکان محاسبه مختصات نقاط نسبت به محل استقرار دستگاه را به کاربران آن می دهد .با توسعه دانش استفاده از لیزر، امکان جدید دیگری به سیستم های توتال استیشن اضافه شد؛ دیگر برای اندازه گیری طول از دستگاه تا نقاط دلخواه نیاز به استفاده از منشور برای برگرداندن موج ارسال شده از دستگاه نبود؛ با اضافه شدن این قابلیت در خیلی از زمینه ها مانند جاهایی که به راحتی در دسترس نبودند مانند دیواره ها، دره های پرشیب و یا نقاط مورد نیاز بر روی سازه های بلند و ...امکان اندازه گیری و ثبت مختصات نقاط بسیار ساده تر و سریع تر شد .بر مبنای همین روش و عملکرد، خیلی زود ایده تولید اسکنرهای سه بعدی در بین سازنده های ابزارهای نقشه برداری و تولیدکنندگان ابزارهای لیزری جا افتاد و سیستمی را تولید نمودند که به صورت منظم کلیه نقاطی را که در میدان دید دستگاه قرار دارد را اسکن می نماید و برای تمام نقاط مختصات تولید می کند و اصطلاحا ابری از نقاط ایجاد می کند . لیزر اسکنردر واقع یک توتال استیشن روباتیک است که به همراه دوربین فتوگرامتری برد کوتاه بدون نیاز به رفلکتور می تواند با سرعتی بالا و باور نکردنی نقاط محیط اطراف خود را برداشت نموده و توسط کامپیوتر هدایت شود. میدان دید اسکنر به دلیل عدم استفاده از رفلکتور دقیقا مانند چشم انسان می باشد. بدین معنی که اگر انسان به جای لیزراسکنر روی ایستگاه مربوطه ایستاده، هر چیزی را که انسان قادر به دیدن آن است توسط اسکنر برداشت می شود.

شرح برخی از کاربرد ها با تصاویر: