تقدم برمجيات أنظمة المعلومات الجغرافية GIS أدوات استيراد يدوية للخرائط التي تُنتج باستخدام برمجيات التصميم بمعونة الحاسب CAD لتحويلها إلى قاعدة بيانات جغرافية، لكن هذه العملية تحتاج إلى وقت و جهد كبيرين. لن يكون هذا التحويل مفيداً إلا بعد تحليل طبيعة
العلاقة بين برمجيات CAD
و برمجيات GIS, خصوصاً في إعداد الخرائط. فهل هذه العلاقة ذات طبيعة تنافسية أو تكاملية؟ حاول هذا البحث الإجابة عن هذا التساؤل من
خلال دراسة المحاور الآتية: الّنمذجة، و السمة المكانية، و المقياس، و التحليل المكاني و إدارة البيانات. تُظهر تجارب إعداد الخرائط كّلها أن هذه العلاقة ليست ذات طبيعة تنافسية على الإطلاق، بل لها طبيعة تكاملية، إِذ إن برمجيات CAD تختص في إعداد المخططات التصميمية التقنية، في حين تتصدى برمجيات GIS لإعداد الخرائط العامة و الفرضية.
على أنه يمكن الإفادة من البيانات المكانية التي تُجمع باستخدام برمجيات CAD (خرائط طبوغرافية و تنظيمية و عقارية) من خلال "ترقيتها" إلى قاعدة بيانات جغرافية تعمل في بيئة GIS. تعتمد طرائق التحويل المتاحة منهجية يدوية، مما اقتضى البحث في منهجية آلية تلبي حاجات المستخدمين المختلفة. طُبقت هذه المنهجية في تحويل خرائط طبوغرافية منجزة بطرائق مساحية متعددة في بيئة CAD إلى بيئة GIS, و تُظهر النتائج أن المنهجية الآلية المقترحة تحقق النتيجة المرجوة لعملية التحويل، و توفر الوقت و الجهد و لا تغفل أية طبقة مكانية موجودة في ملفات CAD, بعد الالتزام بالاشتراطات التي تتطلبها المنهجية المقترحة.
تعد نظم المعلومات الجغرافية ثلاثية الأبعاد مولداً و حاضناً حقيقياً للفضاءات الحضرية المبنية. اهتم هذا البحث بأتمتة بناء نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد للمدن بالمقاييس الطبوغرافية الكبيرة المنجزة بطريقة المساحة التصويرية الرقمية. سابقاً، اعتمدت طرائق تولي
د النماذج الأسلوب اليدوي أو النصف آلي، مما استدعى تطوير منهجية تساعد على التحويل الآلي للبيانات الشعاعية الخطية المستخلصة من محطات التثليث الرقمي وصولاً إلى شكل حجمي كتلي، إِذ تتألف العملية من ثلاث مراحل رئيسة و هي: توليد سطوح السقف، و توليد سطوح الجدران، و تجميع الكتلة. في مرحلة توليد سطوح السقوف
يسَتخدم تثليث دولوني المحلي و المشروط الذي يعالج آليا معظم الأشكال الهندسية للسقوف بغض النظر عن النمط الهندسي للمسّقف؛ أما مرحلة توليد الجدران فتتم بشكل آلي من خلال الإسقاط العمودي للخط الرئيسي المغلف لسقف المنشأة على سطح الأرض المرجعي و من ثم اختيار المستوى الأكثر انخفاضاً كارتفاع للمنشاة و كمستوى قاعدة معتمد. تُجمع بعد ذلك عناصر المنشأة من خلال علاقات ارتباط مكانية (نمط "متعدد لمتعدد") التي تدعمها نظم المعلومات الجغرافية. تعتمد الطريقة المطورة الأسلوب الآلي بشكل كامل، لا تحتاج إلى مكتبة هندسية لأنماط المسقفات، و بما يؤكد أن نظم المعلومات الجغرافية هي منصة بناء و عرض و تخزين لنماذج المدن.
نظم معلومات جغرافية
GIS
نظم تصميم بمعونة الحاسب
تمثيل شعاعي
CAD
RDBMS
Vector
النماذج الرقمية ثلاثية الأبعاد
المساحة التصويرية الجوية الرقمية
الرؤية الاستريوسكوبية
المسح الجوي الليزري
قواعد البيانات المكانية العلائقية
تلثيث دولوني
3D Digital Model
Digital Aerial Photogrammetry
Stereoscopic Viewing
LIDAR
Delaunay Triangulation
المزيد..
يقدم هذا البحث دراسة بمساعدة طريقة العناصر المنتهية ثلاثية الأبعاد و استخدام برنامج CATIA V5 لمعرفة سلوك وصلة جائز – عمود المستخدمة في المنشآت المعدنية عند درجات حرارة مرتفعة (على الحريق). في هذه المقالة سوف نقدم تحليل باستخدام طريقة العناصر المنتهية
باستخدام برنامج CATIA V5 لتأثير البارامترات الهندسية المختلفة
( سماكة الصفيحة , قطر البرغي, أعصاب التقوية) على سلوك الوصلات المستخدمة في المنشآت المعدنية على الحريق. و تم دراسة تأثير عدد البراغي على الاجهادات و الانتقالات في الوصلة و مقارنتها بحالات اللحام و عرضنا أيضا دراسة تأثير استبدال أعصاب التقوية بلحام من الطرفين العلوي و السفلي على سلوك الوصلة المدروسة. و قمنا بدراسة و تحليل النموذج المدروس و الحصول على مخططات التشوه و الفشل الناتج عند درجات الحرارة العالية و مخططات الدوران و درجات الحرارة التي توضح سلوك هذه الوصلة على الحريق بالإضافة إلى ذلك تم الحصول على مخططات الاجهاد و الانفعال للوصلة و مخططات الانتقال و الحمولة عند درجات حرارة مختلفة و سلوك هذه الوصلة عند هذه الدرجات المختلفة.
في السنوات الأخيرة ، تم إنجاز قدر كبير من الابتكار التقني في مجالات التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) ، والهندسة المعمارية والبناء (AEC) ، والحلول الجغرافية المكانية ، والتصور ثلاثي الأبعاد ، والمحاكاة الحضرية. تتوفر مجموعة متنوعة من المنتجات والمعلوما
ت والخدمات في كل من هذه البيئات. يجب أن يوجد إطار من التشغيل المتداخل للبيانات والخدمات التي يمكن أن تستخدم هذه الابتكارات والتقنيات طوال دورة حياة الاستثمار في البناء والبنية التحتية: التخطيط والتصميم والبناء والتشغيل وإيقاف التشغيل. إن مثل سير العمل هذا المتكامل لدورة حياة المعلومات هو أمر يهم المجتمع الجغرافي المكاني ( يشمل المجتمع الجغرافي المكاني المجالات التقليدية لنظم المعلومات الجغرافية ورصد الأرض ، فضلاً عن خدمات الموقع وأنظمة الاستشعار التي تتيح الموقع ، وأي مجتمع آخر والذي يجب أن يتيح إمكانية التشغيل البيني للموقع) لأن هناك حاجة متزايدة للتكنولوجيات والمعلومات للتفاعل بشكل فعال بين هذه المجالات لدعم مجموعة من الخدمات الحيوية واحتياجات دعم القرار.
لوضع هذه القضية في منظور واضح ، فان تقرير عام 2004 الصادر عن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) بعنوان "تحليل تكلفة عدم قابلية التشغيل البيني غير الكافي في صناعة منشآت المرافق الأساسية الأمريكية" ، يحدد التكلفة السنوية للنفايات بسبب عدم قابلية التشغيل البيني بصورة كافية بين أنظمة CAD والبرامج الهندسية والحاسوبية في صناعة البناء والتشييد إلى 15.8 مليار دولار. وكان هذا الرقم فقط لصناعة البناء في الولايات المتحدة.
يتم تعريف إمكانية التشغيل البيني كجانب هام من تكامل CAD-GIS. لكي تعمل إمكانية التشغيل البيني ، يجب أن يتفق العديد من أصحاب المصلحة على الدلالات الشائعة والواجهات ونماذج المعلومات والمخططات وأفضل الممارسات التي تلبي متطلبات محددة. وعادة ما يتم توثيق اتفاقيات المجتمع هذه كمعايير. عادةً ما يكون المعيار مستندًا تم إنشاؤه بالإجماع وتمت الموافقة عليه من قبل مجتمع المصالح ، والذي يوفر ، للاستخدام المشترك والمتكرر ، قواعد أو إرشادات أو خصائص للأنشطة أو نتائجها ، بهدف تحقيق الدرجة المثلى من الترتيب في سياق معين. بوجد العديد من المنصات البرمجية التي تدعم هذه المعايير وتسمح إمكانية التشغيل البيني مثل برنامج FME Desktop الذي يعتبر منصة قوية في مجال نظم المعلومات الجغرافية، فهي تعتبر من الأدوات الهامة لتحويل البيانات من صيغة إلى صيغة أخرى حسب المواصفات، وهي قادرة على التحويل من 300 صيغة إلى 300 صيغة أخرى على الأقل.
الهدف من المشروع وأهميته:
تأتي أهمية المشروع من كونه أول مشروع عربي (وخصوصا في سورية) يتطرق لإمكانية التشغيل البيني كجانب هام من تكامل CAD-GIS. حيث يقدم هذا المشروع أساس نظري مهم لأهم المعايير العالمية المعتمدة للبيانات المكانية واهم المؤسسات العالمية المعتمدة لوضع هذه المعايير. كما يقدم هذا المشروع أول دليل تعليمي باللغة العربية لبرنامج FME Desktop (محرك معالجة الكائنات) وتقديم تطبيقات عملية ضمنه لتحويل BIM الى الصيغة العالمية لنمذجة المدن ثلاثية الأبعاد CityGML والحصول على منتج نهائي ثلاثي الابعاد في بيئة أنظمة المعلومات الجغرافية. كما أن FME Desktop سوف يكون نقلة نوعية في مجال نظم المعلومات الجغرافية وتطبيقاتها، وخصوصا أنه يحاكي معظم برامج وتطبيقات نظم المعلومات الجغرافية (ESRI, Intergraph, Oracle Spatial, Bentley) وغيرها من البرامج مثل برامج الرسم المدني والمعماري ثلاثي وثنائي البعد، وكذلك ال BIM.
وسيتم تحقيق هذه الأهمية من خلال مجموعة من الأهداف نستعرضها فيما يلي:
• دراسة نظرية لمعرفة التقنيات والمنهجيات المتبادلة في CAD , و تقديم لمحة عامة عن معايير تبادل البيانات الرئيسية التي تم تطويرها لدعم قابلية التشغيل البيني ضمن مجال الهندسة المعمارية والبناء وإدارة المرافق (AEC / FM) .
• تقديم مناقشة حول منهجيات قابلة للتشغيل البيني في جهود توحيد تكامل CAD/GIS من وجهة نظر الاتحاد الجغرافي المكاني المفتوح.
• دراسة تكامل وإدارة BIM في نظم المعلومات الجغرافية باستخدام برامج متنوعة
• تطبيقات عملية على برنامج FME Desktop .
محتوى المشروع:
يحتوي المشروع الفصول التالية:
الفصل الأول: بعنوان " التقنيات والمنهجيات المتبادلة في CAD " يقدم لمحة عامة عن أنظمة الــ CAD ومراحل نشأته وتطوره ونماذجه، بالإضافة إلى دراسة تطور أنظمة CAD من الرسومات ثنائية الأبعاد إلى بناء نمذجة المعلومات ودور علم الدلالة.
الفصل الثاني: بعنوان " منهجيات قابلة للتشغيل البيني في جهود توحید تكامل CAD/GIS " يقدم لمحة عامة عن الاتحاد الجيومكاني المفتوح OGC وكيف يتم إنجاز إنشاء BIM مع بیانات السیاق باستخدام خدمات الویب.
الفصل الثالث: بعنوان "تكامل وإدارة BIM في نظم المعلومات الجغرافیة " يقدم لمحة عن تحویل البیانات بین أنظمة ,CAD / BIM وGIS , و نمذجة المباني باستخدام برامج GIS المحددة.
الفصل الرابع: بعنوان "تطبيقات عملية ضمن برنامج FME Desktop " يقدم تعريف عن برنامج FME Desktop وأدواته واستخداماته مع تطبيق عملي على البرنامج , وكيفية التحويل من BIM إلى GIS في ثلاثة مستويات (مبتدئ – متوسط - متقدم) مع تطبيق عملي على فندق LAWDISA , وسير عملية تحويل ملف النمذجة CityGML إلى بيئة ArcGIS .
