فهرست مطالب

علوم و فنون نقشه برداری - سال سوم شماره 1 (پیاپی 9، امرداد 1392)

نشریه علوم و فنون نقشه برداری
سال سوم شماره 1 (پیاپی 9، امرداد 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/05/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • طناز حاجی محمدلو*، جمال عسگری، علیرضا امیری سیمکویی صفحه 1
    در سال های اخیر روش های کینماتیک به منظور استفاده از توانایی GPS در تعیین موقعیت دقیق در مدت زمان مشاهده ی بسیار کوتاه و حتی با گیرنده ی در حال حرکت، توسعه داده شدند. در تعیین موقعیت کینماتیک نسبی موقعیت گیرنده ی ثابت، معلوم فرض می شود و موقعیت گیرنده ی دوم نسبت به گیرنده ی اول تعیین می شود. روش کینماتیک ایست-رو در مقایسه با استاتیک از سرعت بالاتر و دقت پایین تری برخوردار است. افزودن قیود در سیستم معادلات تعیین موقعیت کینماتیک درجه ی آزادی و دقت برآورد مجهولات را افزایش می دهد که این قیود می توانند روابطی به دست آمده از شرایط واقعی باشند. در این مقاله قید افزوده شده به سیستم معادلات، دایره ای است که از نقاط پردازش شده به دست می آید. با افزودن قید، دقت برآورد مجهولات افزایش می یابد و همچنین فاصله ی نقاط پردازش شده تا مرکز دایره برابر با شعاع تعیین شده خواهد بود. در این مقاله با دو قید معلوم (مرکز و شعاع دایره معلوم است) و مجهول (مرکز و شعاع دایره مجهول است)، پردازش کینماتیک ایست-رو با مشاهدات مجازی انجام شد. نتایج حاصل از پردازش با هر دو قید تقریبا یکسانند به عبارتی می توان در صورت معلوم نبودن پارامترهای قید معلوم (مرکز و شعاع دایره) آن را برآورد کرد. همچنین با مشاهدات کینماتیک واقعی، پردازش آنی در دو حالت مقید و نامقید انجام شد و نتایج حاکی از دقت بالاتر در پردازش مقید به خصوص در مولفه های افقی است و شعاع به دست آمده از مختصات پردازش شده در حالت مقید با شعاع طراحی شده مطابق است.
    کلیدواژگان: GNSS، GPS، تعیین موقعیت ایست، رو، تعیین موقعیت آنی، قیود، مشاهدات مجازی، مشاهدات حقیقی
  • عباسعلی جمعه گی*، عبدالرضا صفری صفحه 15
    در روش تعیین ژئوئید و مدلسازی میدان ثقل، انتقال بسمت پایین تابعکهای میدان ثقل زمین، با حل معادله انتگرالی آبل-پواسن انجام می پذیرد. از آنجائی که معادله انتگرالی آبل-پواسن از نوع معادلات انتگرالی فردهولم نوع اول است، در زمره مسائل بد وضع (Ill-pose) قرار داشته، و یافتن جواب آن مستلزم پایدارسازی می باشد. در این مقاله 6 روش معمول پایدارسازی مسائل بد وضع، برای پایدارسازی دستگاه معادلات حاصل از گسسته سازی معادله انتگرالی آبل- پواسن، در یک مثال شبیه سازی شده در منطقه فارس ساحلی واقع در جنوب ایران مورد استفاده و کارائی آنها با یکدیگر مقایسه گردیده است. نتایج حاصله نشان می دهند که روش پایدارسازی کخ- کوشه و روش پایدارسازی تیخونوف با معیار انتخاب پارامتر منحنی L، برای حل معادله انتگرالی آبل-پواسن در منطقه جغرافیایی فارس ساحلی مناسب ترین روش پایدارسازی می باشند.
    کلیدواژگان: مسئله مقدار مرزی، انتقال به سمت پایین، پایدارسازی، منحنی L، فیلیپس، تیخونوف، کخ، کوشه
  • امین صداقت، حمید عبادی، علی محمدزاده، مهدی مختارزاده* صفحه 31
    تناظریابی دو یا چند تصویر، یک فرآیند اساسی در فتوگرامتری رقومی است. تناظریابی کاملا اتوماتیک تصاویر همگرا به دلیل اعوجاجات هندسی قابل توجه در آنها، بسیار دشوار بوده و اکثر الگوریتم ها در حذف تناظرهای اشتباه احتمالی در این تصاویر با اشکال روبرو می شوند. در این مقاله روشی کارآمد جهت تناظریابی تصاویر همگرا در فتوگرامتری برد کوتاه ارائه شده است. روش پیشنهادی از سه مرحله اصلی تشکیل شده است. در مرحله اول از الگوریتم کارآمد ASIFT (Affine-SIFT)، جهت استخراج و تناظریابی اولیه میان تصاویر استفاده می شود. در مرحله ی دوم با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک در برآورد قید هندسی اپی پولار، اغلب تناظرهای اشتباه میان تصاویر حذف می شوند. با توجه به نقص قید هندسی اپی پولار در حذف تمامی اشتباهات، در روش پیشنهادی در مرحله سوم از یک روش کارآمد جهت حذف اشتباهات محدود باقیمانده از مرحله قبل استفاده می شود. در این روش فرآیند خوشه بندی میان عوارض مستخرج از مرحله قبل با استفاده از الگوریتم K-Means، انجام شده و با بهره گیری از قید هندسی افاین به صورت محلی، دیگر تناظرهای اشتباه ممکن میان تصاویر حذف می شوند. نتایج آزمایشات بر روی چند دسته ی مختلف از تصاویر بردکوتاه بیانگر عملکرد قابل توجه روش پیشنهادی می باشد به طوری که روش پیشنهادی امکان حذف اشتباهات تناظریابی در مواردی که تعداد آنها 50 برابر تعداد تناظرهای صحیح می باشد را نیز داراست.
    کلیدواژگان: فتوگرامتری برد کوتاه، تناظریابی، الگوریتم ASIFT، الگوریتم ژنتیک (GA)، خوشه بندی K، Means
  • نیما زرین پنجه، فرهاد صمدزادگان* صفحه 47
    راه یکی از مهمترین اجزای شریان های حیاتی ترابری است که نقش مهمی در زندگی ساکنان مناطق شهری ایفا می کند. با توسعه شهرها و گسترش شهرنشینی راه های شهری نیز به طور مداوم در حال گسترش و تغییر هستند. لذا در اختیار داشتن اطلاعات مکانی دقیق و به روز از راه های شهری در کلیه زمینه ها مرتبط با امور شهری لازم به نظر می رسد. در این تحقیق، با در نظر گرفتن قابلیت های عامل های خودکار و الگوریتم های بهینه سازی کولونی مورچگان روشی نوین در به روز رسانی نقشه های 1:2000 راه های شهری با استفاده از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا ارائه شده است. در روش پیشنهادی پس از پیش پردازش اولیه، راه های موجود در نقشه قدیمی بررسی شده و سپس راه های جدید از تصاویر استخراج شده اند. در آخرین مرحله نتایج بدست آمده از دو مرحله قبل ادغام شده و نقشه به روز تهیه شده است. برای این منظور از مورعامل هایی که در نتیجه ادغام خصوصیات عامل های خودکار و الگوریتم های کولونی مورچگان ایجاد شده اند استفاده شده است. روش پیشنهادی در این تحقیق با استفاده از نقشه اولیه و تصاویر ماهواره ای پن شارپن از سنجنده GeoEye-1 از شهر تهران پیاده سازی شده و مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج مطابق طراحی استخراج شده اند. با مقایسه نقشه اولیه و به روز شده با نقشه مرجع و محاسبه متریک های ارزیابی راه نظیر صحت، تمامیت و کیفیت قابلیت این روش در به روز رسانی نقشه راه ها قابل تایید است.
    کلیدواژگان: به روز رسانی نقشه راه ها، تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا، عامل های خودکار، الگوریتم کولونی مورچگان
  • مهدی نقده سده*، علی اصغر آل شیخ صفحه 61
    استفاده از سرویس ها و برنامه های کاربردی مکانی تحت وب به دلیل مزایای اثبات شده آن ها، بسیار رواج یافته است. ارائه خدمات توسط سرویس های مذکور نیازمند منابع پردازشی مانند واحد پردازنده مرکزی، حافظه جانبی و غیره می باشد و هر چه این منابع با نیازها و ظرفیت پردازشی سرویس، مطابقت بیشتری داشته باشند، کیفیت خدمات ارائه شده بالاتر خواهد بود. در حال حاضر، منابع پردازشی توسط خادم (سرور) مستقر در مراکز داده سنتی و به صورت متمرکز یا توزیع یافته تامین می شود که غالبا دارای منابع پردازشی ثابت و غیرمنعطف هستند. با توجه به ثابت نبودن میزان درخواست های ارسالی به خادم، برآورد منابع پردازشی مورد نیاز سرویس به یکی از مشکلات اساسی در پیاده سازی های رایج تبدیل شده است. چنانچه این درخواست ها (در اوج مصرف) بیش از میزان پیش بینی شده باشد، پاسخگویی سرویس مختل می گردد و چنانچه بیش از میزان مورد نیاز زیرساخت فراهم گردد، هدر رفتن سرمایه را به همراه خواهد داشت که با اصول فناوری های سبز مغایر است. فناوری رایانش ابری با استفاده از فرایندهایی مانند مجازی سازی، مراکز داده ای را ایجاد می کند که خادم های موجود در آن دارای منابع پردازشی منعطف و مقیاس پذیر می باشند. به همین دلیل برای استفاده از قابلیت های این بستر، در این مقاله یک سامانه اطلاعات مکانی بر اساس فناوری رایانش ابری شرکت مایکروسافت (ویندوز آژور) پیاده سازی شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است. این سامانه دارای یک سرویس مسیریابی بهینه بر اساس الگوریتم دایجسترا است و به کمک سرور نقشه MapGuide در چارچوب دات نت پیاده سازی شده است. در نهایت با شبیه سازی کاربران، کارایی و مقیاس پذیری سامانه پیاده سازی شده مورد ارزیابی قرار می گیرد و بر اساس نتایج به دست آمده مشخص می گردد که معماری پیشنهادی نسبت به مدل های مرسوم از نظر اقتصادی به صرفه تر بوده و انعطاف پذیری و مقیاس پذیری بیشتری را عرضه می نماید.
    کلیدواژگان: رایانش ابری (Cloud Computing)، سامانه اطلاعات مکانی تحت وب، مقیاس پذیری (Scalability)، ویندوز آژور (Windows Azure)
  • مهین حسینی اصل*، علیرضا امیری سیمکویی، جمال عسگری صفحه 75
    با توجه به کاربردهای متفاوت سری های زمانی GPS در مباحث ژئودتیکی و ژئوفیزیکی مانند بررسی حرکات تکتونیک، حرکات ایزوستاتیک یخبندان، تغییر شکل پوسته زمین، دینامیک زلزله و غیره نیاز است که سری های زمانی با دقت بالا تقریب گردند. سری های زمانی GPS ممکن است شامل یک روند خطی، حرکات متناوب با فرکانس های سالیانه و نیم سالیانه (سیگنال ها)، آفست های احتمالی و یکسری رفتارهای دیگر تحت عنوان نویز باشند. کشف صحیح آفست، نیازمند برآورد صحیحی از نویز و ماتریس واریانس -کواریانس مشاهدات می باشد. بدین منظور از روش برآورد مولفه های واریانس، مبتنی بر روش کمترین مربعات استفاده خواهد شد. صرفنظر کردن از نویز رنگی موجود در سری های زمانی، تاثیر نامطلوب بر کشف آفست ها می گذارد. ابتدا از آنالیز تک متغیره ی سری زمانی استفاده کرده و سپس جهت افزایش قدرت تشخیص، آنالیز چند متغیره معرفی خواهد شد. در آنالیز تک متغیره تنها از یکی از مولفه های مختصاتی ایستگاه دائم و در آنالیز چند متغیره از هر سه مولفه ی مختصاتی در یک ایستگاه استفاده خواهد شد که ساختار نویز و آفست آنها یکسان می باشد. نتایج بدست آمده از آنالیز چند متغیره بسیار بهتر از آنالیز تک متغیره می باشد و تعداد آفست های بیشتری کشف خواهد شد. در این مقاله از سری های زمانی شبیه سازی شده در اپک های روزانه، با طول دوره ی 8 سال و دارای سه مولفه ی مختصاتی در هر ایستگاه استفاده شده است. سپس آفست های مختلف با بزرگی های متفاوت و در مکان های مختلف در آنها گنجانده شده است که این روش بخوبی قادر به کشف آفست ها می باشد. این تحقیق برای آفست ها به بزرگی 2 برابر انحراف معیار نویز، نتیجه ی صد در صد به همراه داشته و همچنین 80 درصد از آفست ها به بزرگی 1 برابر انحراف معیار نویز نیز کشف شده اند.
    کلیدواژگان: برآورد مولفه های واریانس، آفست، آنالیز چند متغیره
  • علی فراهانی پویا*، رحیم علی عباسپور، سیدکاظم علوی پناه، منصور جعفربیگلو صفحه 87
    با پیشرفت سریع تولید و جمع آوری داده های مکانی و تکنیک های پردازش آن ها، همواره حجم عظیمی از داده ها که ناحیه جغرافیایی یکسانی را می پوشاند، در دسترس قرار می گیرد. این حجم داده، متخصصین حوزه علوم ژئوماتیک را به ایجاد پایگاه داده چندمقیاسی با اهدافی مانند به روز رسانی مجموعه داده ها و آنالیزهای چندمقیاسی ترغیب کرده است. هسته اصلی تولید پایگاه های چندمقیاسی، فرآیند تناظریابی داده ها می باشد. در این مقاله الگوریتم جدیدی برای تناظریابی داده با هدف تولید پایگاه های داده چندمقیاسی ارائه شده است. الگوریتم پیشنهادی در سه فاز اصلی پیاده سازی شده است. در فاز اول پیش پردازش انجام شده و در فاز دوم به جستجوی و شناسایی عوارض کاندیدا در بین دو مجموعه داده برمبنای ویژگی های توپولوژیک پرداخته می شود. در فاز سوم، با استفاده از روش کمترین مربعات، خطی به عنوان بهترین نماینده برای هر عارضه راه محاسبه شده و با مقایسه ویژگی های هندسی نماینده عارضه راه، بین عوارض کاندیدای مرحله قبل، بهترین جفت متناظر انتخاب می شود. این الگوریتم بر روی معابر برون شهری نقشه های در مقیاس 1:25000 و1:50000 تولیدی سازمان نقشه برداری کشور پیاده سازی شده است. نتایج ارزیابی موفق الگوریتم را نشان می دهد، بطوری که 2/94 درصد عوارض خطی راه به درستی به عنوان جفت عارضه متناظر شناخته شدند.
    کلیدواژگان: تناظریابی داده، عوارض متناظر، ویژگی های توپولوژیک، کمترین مربعات، پایگاه داده مکانی چندمقیاسی
|
  • T. Hajimohamadloo*, J. Asgari, A.R. Amiri Simkooei Page 1
    GNSS kinematic techniques provide precise coordinates from short observations time span, or even while the receiver is moving. The accuracy of stop and go kinematic methods is lower than static method, while the required time for processing is shorter. Augmenting the GNSS kinematic equations by constraints increases the degrees of freedom and the accuracy of the estimated unknowns. These constraints could be derived from geometric relations between receiver positions during the observations. In this contribution the constraint which is added to the system is a circle. Application of this known constraint increases the accuracy of the estimated unknowns. Meanwhile the designed and the estimated radiuses will identical by the hundredths of a millimeter level (for simulated RINEX observations). In this paper stop and go kinematic positioning with virtual observation by known constraint (the center and radius of the circle assumed to be known) and unknown constraint (the center and radius of the circle assumed to be unknown) was carried out. The results of these two constraints were similar, in other words if the center and radius of the circle are unknown, prior to constraint implementation, one can compute these parameters with estimated GNSS positions. Kinematic positioning with true observations was carried out applying constraint. The results state that the constraint increases the accuracy of processing, especially in horizontal component. Again the computed radius from processed coordinates was equivalent to the designed one.
    Keywords: GPS, GNSS, Stop, go positioning, Real Time Kinematic, Constraints, Virtual observations
  • A. A. Jomegi*, A. Safari Page 15
    In geoid computation and gravity field modeling, downward continuation of the gravity field functional is done by solution of the Able-Poisson integral equation. Since the Able-Poisson integral equation is one type of Fredholm integral equations, this equation is ill-posed and need to be regularized to find the best solution. In this paper, 6 usual regulation methods are compared together on simulated data in a case study in south of Iran. The result showed the Koch- Koshe and Philips-Tikhonov with L-curve Criteria methods have the best solution in case study area (CoastalPars).
    Keywords: boundary value problem, downward continuation, regularization, L, curve, Philips, Tikhonov, R.Koch, Kucshe
  • A. Sedaghat, H. Ebadi, A. Mohammadzadeh, M. Mokhtarzade* Page 31
    Image matching is an essential task in digital photogrammetry. The fully aoutomatic matching of convergent close range image is a difficult task due to possible significant geometric distortions in these images. In this paper an efficient and fully aoutomatic matching method for convergent close range images is presented. The proposed method consists of three main steps. In first, the initial feature extraction and matching is performed using ASIFT (Affine-SIFT) algorithm. In the second step the epipolar geometry based on fundamental matrix is estimated using genetic algoritm to eliminate most of outliers in initial match features. Due to the defect of epipolar geometry to remove all outliers, in third step of proposed method a new approach to remove reminding outlier from previous step is proposed. In this method cluetering process is performed by k-Means algorithm and followed by a consistency check in the local affine transformation model for each cluster. The experiment results using both synthetic data and various sets of convergent close-range images show that the proposed algorithm provides reliabile and acuurate matching.
    Keywords: Close Range Photogrammetry, Image Matching, ASIFT Algorithm, Genetic Algorithm, K, Means Clustering
  • N. Zarrinpanjeh, F. Samadzadegan* Page 47
    Receiving updated information about the network of roads from high resolution satellite imagery is a crucially important issue in continuously changing developing urban regions. Considering experiences in road extraction and also exploiting distributed evolutionary computational approaches, in this paper a new framework for road map updating from remotely sensed data is proposed. Three main computational entities of antagent, seed extractor and algorithm library are designed and road map updating is performed through three main stages of verification of the old map, extraction of possible roads and grouping of the results of both stages. Extracting corresponding pixels to each road element in the map, an object level supervised classification or any available road verification algorithm from the library capable of producing a road likeliness value is applied. Since road extraction is a simple and also a complex problem, more comprehensive algorithms are chosen from library iteratively by antagents so the decision about verification and rejection of each road element is finally made. Ant-agents facilitate choosing road elements and moving of ant agents via stigmergic communication by pheromone cast and evaporation. The proposed method is developed and tested using GeoEye-1 pan-sharpen imagery and 1:2000 corresponding digital vector map of the region. As observed, the results are satisfactory in terms of detection, verification and extraction of roads and generation of the updated map specifically in case of inspection of main roads. Besides, some missed road items are reported in case of inspection of bystreets and alleys specially when situated at the margin of the image. Completeness, correctness and quality measures are computed for evaluation of the initial and the resulted updated maps. The computed measures verify the improvement of the updated map.
    Keywords: road map updating, agents, ant algorithms, stigmergy, seed extraction
  • M. Naghdi Sedeh*, A. A. Alesheikh Page 61
    Due to their numerous advantages, the applications of spatial services are growing rapidly. Gaining such advantages requires proper infrastructures such as processing power and main memories. If the resources match the requirements, the services execute optimally. At present, the infrastructure has been prepared by the servers at the traditional data centers in the form of centralized or distributed architectures. However, such architectures have fix capacity and are inflexible. As the received requests to the server are not constant, the proper prediction of processing sources is difficult. When requests are more than (at the peak time) the capacity of the resources, the system cannot react to the request. On the other hand, if the resources are more than what is needed, the investment is wasted. The solution may be found in cloud computing. Cloud computing technology adds the flexibility and scalability to the servers by applying concepts of service orientation, and virtualization. In order to examine the capability of cloud computing, in this article we deployed a WebGIS on the basis of cloud computing, and evaluated it. This WebGIS has optimum route finding on the basis of Dijkstra algorithm. Many optimizations have been done in the algorithm to perform the calculation of optimum routing in larger road networks. Our system is deployed with the help of Microsoft cloud computing service (Windows Azure) and MapGuide Server in. NET framework. Finally by applying a load testing in the traditional client-server architecture and recommended architecture, the system is assessed. The comparison is done from the point of flexibility and scalability views. At last, the results shown that the suggested architecture of cloud computing is more efficient than traditional clientserver architecture. Also form the economic point of view it is much better than the traditional systems.
    Keywords: Cloud Computing, WebGIS, Scalability, Windows Azure
  • M. Hoseini Asl*, A. R. Amiri Simkooei, J. Asgari Page 75
    Different application of GPS position time series in geodetic and geophysical studies such as plate tectonics, glacial isostatic rebound, crustal deformation and earthquake dynamics requires proper assessment of the time series. A functional model for GPS time series consists of a linear trend, periodic signals with annual and semiannual periods and probabilistic offset. The undeterministic effects can best be described as a noise. The correct detection of offset requires a proper estimation of noise and the covariance matrix of the data. Towards this end, the least-squares variance component estimation is used. It is shown that how a correct analysis of the noise components can affect the offset detection method. Ignoring colored noise of GPS time series degrade the offset detection power. We first use the univariat time series analysis. To increase the offset detection power, the multivariate analysis is then recommended. In univariat analysis, only one of the coordinate components is used, while in the multivariate analysis all three components, which is assumed to have the same structure of noise and offsets, are simultaneously used. In this paper, some simulated daily time series of positions during 8 years are used. Finally, offsets having different size and positions are located through them and detected successfully, using the multivariate analysis.
    Keywords: variance component estimation, offset, multivariate analysis
  • A. Farahanipooya*, R. A. Abbaspour, S. K. Alavipanah, M. Jafarbeiglu Page 87
    With the rapid development of spatial data production, collection, and processing techniques large amounts of data, which cover the same geographical extent, are available. These huge amounts of data motivate the researchers in geospatial analysis domain to create multiscale database in order to update the datasets and perform the multi-scale analysis. In the core of any spatial multiscale database is the data matching process. In this paper, a new algorithm is proposed for data matching which is implemented and evaluated in two major steps. Firstly, after pre-processing, the search and identification of candidate objects in the two datasets are carried out based on the topological features. Secondly, the best pair of corresponding objects is selected using the least squares method and comparing the geometric features of linear objects between the candidate object selected in the previous step. The algorithm is evaluated on the roads maps of scales1:25000 and1:50000 produced by national cartography center of Iran (NCC).The results show that the algorithm is successful and 94.2% of the objects were correctly identified as the corresponding pairs.
    Keywords: data matching, topology, least squares, multi, scale spatial database