کاربرد تکنیکهای GIS و RS در تهیه نقشه های زمین شناسی – بخش اول

چکیده

سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) در شاخه های مختلف علوم زمین کاربرد های فراوانی دارد. طرح های GIS جهت تهیه نقشه های زمین شناسی را می توان به سه مرحله اصلی برداشت های صحرایی ،ورود ، آماده سازی لایه های اطلاعاتی و دسته بندی آنها و ترکیب وتلفیق داده ها تقسیم کرد.در نهایت با استفاده از داده های سطحی و زیر سطحی در محیط Arc gis، مقطع عرضی در مسیر های عمود بر روند ساختاری منطقه تهیه می شود. در کلیه مراحل تهیه نقشه GIS, RS به عنوان مهمترین ابزار در خدمت کارشناس می باشد.تشخیص واحد های لیتولوژیک، بارزسازی خطواره ها و شکستگیها،تعیین مرز چین خوردگی با دشت ، تغییرات در توپوگرافی شامل تشکیل گودی ها یا برجستگی های ایجاد شده توسط فعالیت های تکتونیکی، تعیین الگوی آبراهه ها، تغییر مسیر محور چین خوردگی ها و تشخیص اشکال ژئومورفولوژیکی خاص( مثل اشکال تک شیب ،کواستا، ریختار پلکانی، دره های طولی و عرضی) و… را می توان با استفاده از تصاویر ماهواره ای، DEMو DTM وHillshade و… با استفاده از تکنیک های GIS و RS قابل تشخیص می باشد.

مقدمه

به رغم کاربرد گسترده سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) در شاخه های مختلف علوم زمین در کشورهای توسعه یافته، این کاربرد در کشور ما به تازگی در حال تجربه شدن است.

تجزیه و تحلیل اطلاعات زمین شناسی در یک منطقه اساس تهیه نقشه های زمین شناسی است. یک زمین شناس با مرتبط کردن داده های گوناگون زمین شناسی، به دنبال یافتن ساختارهای موجود در یک ناحیه است، از اینرو تمام داده های زمین شناسی برای این که بتوانند مفید واقع شوند باید با توجه به موقعیت جغرافیایی شان تجزیه و تحلیل شوند. یک سیستم GIS با فراهم کردن امکانات نمایش و تجزیه و تحلیل داده‌های مختلف با یکدیگر و به طور همزمان، یک زمین‌شناس را قادر به انجام کار با داده‌های زیاد به صورت بسیار سریع‌تر، دقیق‌تر می نماید. لازم به ذکر است که این کار با روشهای آنالوگی و سنتی غیرعملی می باشد. به عنوان مثال بسیاری از ساختار ها یا علائم آنها بر روی سطح زمین یافت نمی‌شوند، بلکه در لایه‌های زیرین قرار دارند یا اثر آنها در سایر عوارض قابل پیگیری است. در اینجا با علم به اینکه لایه‌های رویین آن چگونه خواهند بود و با بهره‌گیری از تکنیک‌های GIS به راحتی می‌توان به وجود این ساختار ها پی برد. بنابراین 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.

بحث

مهمترین هدف GIS تلفیق داده های مکانی و ارزیابی نهایی آنها است. سیستم اطلاعات جغرافیایی امکان استفاده از روشهای مختلف ترکیب و تفسیر داده ها و به نقشه در آوردن متغیرهای جدید را فراهم می آورد که از آنها می توان در تهیه نقشه های مخاطرات، ژئومورفولوژی، پهنه بندی و پتانسیل مواد معدنی بهره جست .

طرح های GIS جهت تهیه نقشه های زمین شناسی را می توان به سه مرحله اصلی تقسیم کرد.

  • مرحله اول: برداشت های صحرایی
  • مرحله دوم: ورود ، آماده سازی لایه های اطلاعاتی و دسته بندی آنها
  • مرحله سوم: ترکیب وتلفیق داده ها

در نهایت با استفاده از داده های سطحی و زیر سطحی، مقطع عرضی در مسیر های عمود بر روند ساختاری منطقه تهیه می شود.

در مطالعت صحرایی زمین شناسان معمولا با استفاده از سیستم موقعیت یاب جهانی یا GPS موقعیت جغرافیایی عوارض و پدیده های موجود را برداشت می کنند. با استفاده از GPS می توان موقعیت عوارض را به صورت لایه های اطلاعاتی نفطه ای و خطی برداشت نمود. پس از انجام مطالعات صحرایی و برداشت داده ها با استفاده از نرم افزارهای مختلف می توان داده های رقومی GPS را مستقیماً وارد محیط نرم افزاری Arc Gis نمود و به فرمت shpتبدیل کرد. بدین ترتیب کمترین خطا را در رقومی سازی برداشت های صحرایی داریم که این امربستگی به نوع GPS استفاده شده نیز دارد.

ادغام تکنولوژی های GIS, GPS و RS در ایجاد سیستم های قدرتمند، جهت تعین زمان واقعی نقشه برداری و جمع آوری داده ها سودمند می باشند.یک نمونه بارز از ادغام این سه تکنولوژی، نقشه برداری متحرک است که در آن دوربین های دیجیتالی GPS/INS، یک سیستم کامپیوتری را تشکیل میدهندکه با نقشه های الکترونیکی و وسایل ارتباطی دور برد نظیر تلفنهای همراه (که جهت پیوستن به پایگاه های داده ای GIS موجود در دفتر کار مورد استفاده قرار می گیرد)، همه دریک وسیله نقلیه نصب گردیده اند. سیستم تهیه نقشه سیار، به زمین شناسان صحرایی در یک وسیله نقلیه این امکان را می دهد، تا داده های مکانی مربوط به زمین را جهت ورود به پایگاه اطلاعاتی GIS ،را در یک زمان تقریباً حقیقی گردآوری نمایند. ناوبری دریایی و اتومبیل با استفاده از GPS همراه با نقشه چارت های الکترونیکی، یک نمونه عالی از تلفیق دو سیستم GIS و GPS را عرضه می دارد.

مکان یک جسم سه بعدی بر روی سطح زمین با اصطلاحات ریاضی و بسته به روش ترسیم مورد نظر، به صورت مختصات جغرافیایی و مختصات صفحه ای، تعیین می شود. یک سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS)، لازم است که همه داده های مکانی را به صورت مختصات جغرافیایی (طول و عرض جغرافیایی) ذخیره و استفاده نماید. سیستم های تصویری متنوع و گوناگونی تا کنون ارائه شده است. علت این است که اصولاً چیزی به نام سیستم تصویر کامل، وجود خارجی ندارد. از این همه سیستم های تصویری نقشه که به صدها نوع می رسند، تنها قریب بیست سیستم تصویر هستند که عملاً در رقومی سازی نقشه ها و یا کلاً در کارتوگرافی مورد استفاده قرار می گیرند، که به عنوان مثال
می توان از سیستم تصویری Lambert Conformal Conic برای نقشه های کشوری و یا ایالتی و یا سیستم تصویری UTM که جهان را به 60 زون تقسیم می‌کند، برای نقشه های ناحیه ای نام برد. به طور کلی بهترین سیستم تصویر برای نمایش یک کشور با یک قاره سیستمی است که کمترین تغییر شکل را نمایش دهد. در نتیجه با مقایسه نمودارهای مشابه برای چندین سیستم تصویری، می توان یکی را انتخاب نمود که از بهترین کاربرد برخوردار است.انتخاب یک سیستم تصویری مناسب با مقیاس نقشه مورد نظر،ارتباط مستقیم دارد. چرا که بعضی از سیستم های تصویری برای مقیاسهای بزرگ مناسب بوده و برخی دیگر برای مقیاسهای کوچکتر مناسب می‌باشند. بعنوان مثال برای مقیاس1:100000 یا مقیاس ناحیه ای، سیستم تصویری UTM مناسب ترین سیستم تصویری است. این سیستم تصویری برای کل ایران به صورت یکپارچه مناسب نمی باشد چرا که در محیطهای GIS این زونها به جای اینکه کنار هم قرار گیرند روی هم قرار می گیرند . در نتیجه نقشه ایران را نمی توان به صورت یکپارچه مشاهده کرد .بهترین سیستم تصویری برای کل ایران سیستم تصویری Lambert Conformal Conic می باشد که نقشه های عرضی را با کمترین خطا و انحراف طراحی می کند. بر این اساس سیستم های تصویری مناسب با شکل کشورها طراحی شده است.

در مرحله دوم ورود ، آماده سازی لایه های اطلاعاتی و دسته بندی آنها انجام می شود. در این مرحله یکی از مهمترین نکات، تعیین نوع لایه می باشد. 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، منطقه 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. تعیین دقیق نوع لایه حتما بایستی بر اساس نوع نقشه و مقیاس آن صورت بگیرد. یک روستا در نقشه شهرستان ممکن است به صورت یک پلی گون نمایش داده شود ولی در نقشه ایران به صورت یک نقطه نمایش داده خواهد شد. این موضوع شاید در نگاه اول امری بدیهی و بی ارزش تلقی شود اما شایان ذکر است که انتخاب صحیح نوع لایه در تلفیق لایه ها و انجام جستجو های پیشرفته بسیار مهم و اثر گذار است. 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. استفاده از DBMS در تهیه نقشه های زمین شناسی تاثیر به سزایی ذر کنترل داده ها، مدیریت و کاهش خطا دارد.

برای استفاده از نقشه های از پیش موجود و اسناد قبلی می توانیم از زمین مرجع نمودن فایلهای رستری به روش Rectify ،نقشه های از پیش موجود را رقومی سازیم. در این مرحله نیز برای به حداقل رساندن مقدار خطا بسته به مقیاس مطالعه می توانیم از نقشه های ایندکس یا از نقشه های توپوگرافی رقومی استفاده نماییم.

علاوه بر موارد فوق مطالعات RS کمک شایانی به بارزسازی واحدهای لیتولوژیک و ساختارهای خطی می کنند. انتخاب نوع ماهواره به لیتولوژی منطقه مورد مطالعه و دقت مطالعات بستگی دارد. بطور کلی مراحل تهیه نقشه واحدهای لیتولوژیک و ساختارهای خطی در RS را می توان به مراحل زیر تقسیم کرد:

  1. تهیه تصویر ماهواره ای مناسب ( تفکیک مکانی، طیفی و باندی مناسب ) مانند Aster
  2. تصحیحات مکانی ( دو بعد ) و تصحیحات ارتو ( سه بعد )
  3. تصحیحات اتمسفری
  4. استفاده از تکنیک های آماری نظیر principle component , minimum noise fraction , optimum index factor , …. و یا فیلترهای خطی جهت بارزسازی عوارض مختلف
  5. استخراج اطلاعات با دو روش طبقه بندی نظارت شده و نظارت نشده
  6. تدقیق نقشه با google earth در حالت سه بعدی
  7. تدقیق نقشه با نتایج حاصل از مطالعات میدانی

منبع: مقاله “کاربرد تکنیک‌های GIS و RS در تهیه نقشه های زمین شناسی”، سی و یکمین گردهمایی علوم زمین، زهرا هیبتی، مهرداد قدرت، میلاد قدرت

здесь результатом считается достижение сайтом первой страницы или первых строк поисковой выдачи, то есть достижения топа по согласованному с заказчиком списку ключевых фраз topodin, Именно по отношению к таким сайтам Яндекс особенно привередлив, ввиду чего любые SEO манипуляции должны быть с точностью выверены, ведь несколько неверных шагов и ТОП 10 будет отдаляться прямо пропорционально вкладыванию усилий и денег

مطالب مرتبط

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *