ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

إن إنتاج النماذج ثلاثية الأبعاد للمناطق الحضرية انطلاقاً من الصور الجوية يعتبر ذا منفعة كبيرة للشركات والمكاتب الهندسية الصغيرة. والمشكلة الأساسة هي الكلفة الباهظة لمحطات عمل المساحة التصويرية الرقمية التجسيمية Digital Photogrammetry WorkStations (DP WS) التي تستخدم حالياً لإنتاج هذا النوع من النماذج، بالإضافة إلى الخبرة الجيدة المطلوبة للعمل مع هذه المحطات. في هذه الدراسة، نقترح حلاً بديلاً لإنتاج النماذج ثلاثية الأبعاد للمناطق الحضرية باستخدام مزدوج تجسيمي Stereoscopic pair من الصور الجوية، برنامج للمساحة التصويرية القريبة وتطبيقات النمذجة ثلاثية الأبعاد المتوافرة في بعض برمجيات نظم المعلومات الجغرافية (GIS). تتميز برامح المساحة التصويرية القريبة بسهولة الاستعمال والكلفة القليلة مقارنةً بالـ DPWS وسنستخدمها في دراستنا للحصول على ارتفاعات العناصر في المنطقة المدروسة. أما نظم المعلومات الجغرافية فإنها ستستخدم لإنتاج الخارطة ثنائية الأبعاد انطلاقاً من الصور الجوية. هذه الخارطة, ستستخدم لاحقاً مع بيانات ارتفاعات العناصر من أجل توليد النموذج ثلاثي الأبعاد للمنطقة المدروسة.
تعد النماذج ثلاثية الأبعاد للمواقع و المنشآت الأثرية ذات أهمية كبيرة في مجال علم الآثار و في مجال السياحة الرقمية, فهذه النماذج تساعد المختصين في علم الآثار على توثيق الموقع الأثري و تحليل العلاقات بين مكوناته. كما تعد عامل جذب سياحي يمكّن السياح من زيارة المواقع الأثرية و الاطلاع على التراث الثقافي عن بعد بشكل افتراضي. تهدف هذه الدراسة لاقتراح منهجية لاستخدام بعض إمكانيات نظم التصميم بمعونة الحاسب و نظم المعلومات الجغرافية في بناء قاعدة بيانات مكانية و دلالية للمواقع الأثرية و نمذجتها بالأبعاد الثلاثة. يمكن لمستخدمي هذه القاعدة الحصول على كل المعلومات التي تخص مكونات الموقع الأثري و الإبحار فيه بفضل توفر إمكانية توليد الحركيات Animations في نظم المعلومات الجغرافية. سيتم تطبيق هذه المنهجية على موقع رأس شمرا الأثري الواقع في محافظة اللاذقية. و هنا تم الحصول على البيانات المكانية الخاصة بالموقع من مخطط رفع طبوغرافي منجز في العام 2004 و إدخالها في بيئة نظم المعلومات الجغرافية بعد معالجتها. ثم سيتم استخدام إمكانيات برنامج نظم المعلومات الجغرافية ArcGIS من أجل إنجاز نظام المعلومات الآثاري للموقع و نمذجته مع القصر الملكي بالأبعاد الثلاثة.
إن الحفاظ على التراث المعماري Architectural heritage يعتبر ضرورةً من أجل إنتاج التوثيق التقني الأولي الذي يمكّن من الحصول على مخططات تساعد في اتباع أفضل الأساليب لحماية هذا التراث. هذا و تعتبر الصور من أهم مصادر الحصول على المعطيات اللازمة لإنجاز هذا التوثيق إذ يمكن استخدامها في الحصول على المعطيات الوصفية و الهندسية ثنائية و ثلاثية الأبعاد. و في حال وجود عناصر هندسية مستوية ضخمة يمكن لنا أن نستخدم موزاييك الصور المضبوط Controlled mosaics مصدراً لهذه المعطيات. نقترح في هذا البحث حلاً بديلاً لاستخدام برامج المسح التصويري Photogrammetric surveying المتخصصة و ذلك لتوثيق العناصر الأثرية المعمارية المستوية ذات الامتداد الكبير. يقوم هذا الحل على إنجاز موزاييك من مجموعة صور رقميّة مقوَّمة Rectified photos بمساعدة بعض إمكانيات برنامج نظم معلومات جغرافية Geographic Information System (GIS) المخصصة أصلاً لعمل موزاييك لمجموعة من الخرائط المتداخلة. سيتم لاحقاً استخدام الموزاييك الناتج بوصفه مصدر توثيق وصفي و هندسي بمساعدة نظام المعلومات الجغرافي هذا، و الذي يسهّل و بشكل كبير عمليات التجديد و التطوير و الحفاظ على المناطق الأثرية. و للتأكد من صلاحية الموزاييك السابق, سنقوم بمقارنته مع الموزاييك المحسوب من الصور نفسها، و ذلك باستخدام برنامج مسح تصويري متخصص.
عرِضت في هذا البحث نتائج الأسلوب متعدد الصور من خلال تطبيق عملي يتضمن بناء نموذج ثلاثي الأبعاد لواجهة أثرية في حصن سليمان في منطقة صافيتا. استخدمنا صوراً رقمية تم الحصول عليها باستخدام آلة تصوير رقمية نوع Kodak 8MP و هي آلة تصوير رقمية ذات ذات دقة تم ييز Resolution مناسبة لأعمال التوثيق الدقيق. و لإنجاز النمذجة، استُعين ببرامج مستخدمة على نطاق واسع من قبل المهتمين بالتوثيق الصوري ثلاثي الأبعاد للمنشآت الأثرية.
يعبّر التصحيح العمودي (أو إنتاج الأورتوفوتو) للصور عن عملية تصحيح الصورة هندسياً من التشوهات التي تسببها الطبوغرافية , هندسية آلة التصوير و الأخطاء المرتبطة بالمستشعر. إن ناتج التصحيح العمودي هو صورة مستوية لها الميزات الهندسية للخارطة التقليدية. و ل كن يعتبر الحصول على صور جوية أو فضائية عمليةً مكلفة و تتطلب إجراءات إدارية معقدة. نقترح في هذه الدراسة فكرة و منهجية جديدتين للاستفادة من الصور المجانية المتوفرة في المتصفح Google Earth و ذلك من أجل إنتاج الأورتوفوتو و من ثم سنقوم بتقييم الدقة الأفقية للأورتوفوتو الناتج و ذلك لمعرفة حدود استخدامه تطبيقات هندسية مثل صناعة الخرائط و المخططات و تحديثها. المنهجية المقترحة تقوم على محاكاة عملية الطيران ضمن Google Earth لاقتطاع مزدوج تجسيمي من الصور المتداخلة. بعد ذلك سيتم توجيه المزدوج باستخدام نقاط ضبط. من المزدوج الموجه سيتم توليد نموذج رقمي للأرض و استخدامها في توليد الأورتوفوتو. سيتم لاحقاً دراسة دقة الأورتوفوتو عبر مقارنته بمخطط طبوغرافي مقياس 1/1000 لنفس المنطقة و بصورة فضائية مرجعة بطريقة تقليدية.
لقد كانت مسألة معايرة آلة التصوير Camera calibration و مازالت مكوناً أساسياً في قياسات المسح التصويري و خاصةً في تطبيقات المساحة التصويرية القريبة عالية الدقة. فبالرغم من النمو السريع لاستعمال آلات التصوير الرقمية في تطبيقات القياسات ثلاثية الأبعاد, إلا أنه توجد الكثير من الحالات التي لا يمكن فيها استخدام هندسية شبكة الصور للحصول على معاملات آلة التصوير في موقع العمل. من أجل هذا السبب, ظهرت الحاجة من جديد إلى تطوير أسس للمعايرة المستقلة لآلة التصوير في أبحاث المساحة التصويرية و الرؤية بمعونة الحاسب. في هذا البحث, سنعرض مراجعة سريعة لأهم طرائق المعايرة في المساحة التصويرية و الرؤية بمعونة الحاسب كما سنقوم بمقارنة طريقة المعايرة الذاتية Self-calibration المستخدمة بشكل واسع في مجال المسح التصويري مع طريقة الخطوتين و التي تعتبر أحدث ما توصلت إليها الأبحاث في مجال الرؤية بمعونة الحاسب في مجال معايرة آلات التصوير الرقمية.
تنشأ التشوهات الهندسية في الصور القريبة من عدة مصادر و هي تؤثر على كامل الصورة بشكل مشترك. و هذه التشوهات تؤثر على النوعية الهندسية للبيانات المكانية المقتطعة من الصورة و لذلك لابد من تصحيحها قبل ذلك بعملية تسمى تقويم الصورة. يتوفر أسلوبان لتقويم ا لصور القريبة و هما الأسلوب غير المباشر و الأسلوب المباشر Non-parametric approach و هو لا يتطلب معرفة معاملات آلة التصوير المستخدمة. تعتبر نقاط الضبط Control points و التحويلات الهندسية مكونين أساسيين في الأسلوب المباشر للتقويم. عادة ما تتواجد تشوهات التكور Barrel و المنظورية Perspective في الصور القريبة. في هذا البحث سنقوم بدراسة تأثير نمط توزيع نقاط الضبط و درجة التحويل الهندسي على تصحيح الصورة من هذه التشوهات. تم إجراء الاختبار باستخدام صورة قريبة لواجهة أثرية مع تعريضها للتشوهات السابقة بالمحاكاة. الهدف هو التحري عن تأثير توزيعات نقاط الضبط و عن فعالية التحويلات العامة (الخطية) و المحلية (اللاخطية) المستخدمة في تقويم الصور القريبة. لقد تمت البرهنة على أن نقاط الضبط المتواجدة في مناطق مختلفة من الصورة تملك نسب تشوه مختلفة و أن نقاط الضبط الموزعة في مركز الصورة تعاني تشوهاً أقل و أن التحويلات المحلية تعطي نتائج أفضل عند تقويم الصور ذات التشوهات المعقّدة.
يعتبر التصحيح الهندسي للصور الفضائية مسألةً أساسيةً في صناعة الخرائط الرقمية و تحديثها, في دمج البيانات متعددة المصادر و في الإدارة و التحليل في العديد من تطبيقات الجيوماتيك. هذا و تعتبر كثيرات الحدود ثنائية البعد, أكثر التوابع الرياضية انتشاراً في إ جراء هذا التصحيح. لقد بيّنت أبحاث سابقة أنّ تطبيق كثيرات الحدود ثنائية البعد مشروط باستوائية الأرض و بالتوزع الموحد لنقاط الضبط و لكنها لم تناقش بشكل واضح معايير الحكم على نجاح أو فشل تطبيقها. سنحاول في هذه الدراسة إعطاء بعض من هذه المعايير و سنحاول تطوير بعض القواعد الكارتوغرافية التشابهية القديمة بحيث تناسب الطبيعة الرقمية للصور الفضائية. ناقشنا في هذا البحث الأساس الرياضي للحكم على الدقة الهندسية للتصحيح الهندسي للصور الفضائية القائم على استخدام نقاط الضبط. و قمنا أيضاً باختبار تأثير طبوغرافية المشهد المصور على هذه الدقة. الاختبار تم بالاستعانة بصور فضائية مقتطعة من المتصفح المجاني Google Earth لمناطق من مدينة اللاذقية في سوريا. كما تم اقتطاع نقاط الضبط من المتصفح نفسه و تحويلها إلى نظام الإحداثيات الستيريوغرافي السوري. أثبتت النتائج أن كثيرات الحدود ثنائية البعد من الدرجة الثانية مناسبة جداً للمشاهد المستوية قليلة الاتساع و التي تكون نقاط الضبط فيها موزعة بشكل موحد على كامل المشهد.
خلال السنوات القليلة الماضية، حصلت تطورات في مجال النمذجة ثلاثية الأبعاد للمنشآت الأثرية باستخدام المساحة التصويرية. إحدى هذه التطورات هو انتشار النمذجة باستخدام برامج المسح التصويري القائمة على طريقة "الحصول على البنية من الحركة" Structure from Moti on (SfM) التجارية منخفضة التكاليف مثل البرنامج Agisoft Metashape وذاك في العديد من التطبيقات. يوفر هذا النوع من البرامج لعالم النمذجة ثلاثية الأبعاد للتراث الثقافي أداةً فعالة من أجل التوثيق والاظهار. يعرض هذا البحث منهجيةً لتقييم فعالية مجموعة من نظم المسح التصويري SfM التجارية وذلك عند تطبيقها في النمذجة ثلاثية الأبعاد للمنشآت الأثرية. المنشأ الذي طبقت عليه هذه النظم هو الواجهة الرئيسية لبرج صافيتا وهو منشأ أثري يرجع للقرون الوسطى ويقع في الشمال الغربي من سوريا. تتكوّن هذه النظم من آلة التصوير الرقمية Nikon Coolpix P100 10 MP ومن البرامج SfM التجارية منخفضة الكلفةAgisoft Metashap ، وZephyr Aerial وPix4D Mapper. تمت مقارنة غمامات النقاط المقتطعة لهذه الواجهة باستخدام هذه النظم مع غمامة نقاط كثيفة تم الحصول عليها باستخدام ماسح ليزري، وبرهنت هذه المقارنة أن المساحة التصويرية SfM منخفضة التكاليف تؤمن النمذجة الدقيقة للمنشآت الآثرية.
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا