GIS فراگستر

نسل جدیدی از سیستم اطلاعات مکانی ( GIS )، نسل GIS فراگستر است که در این نسل قابلیت سرویس دهی به هر کاربر در هر مکان و زمانی داده می شود. با پیشرفت فناوری های جدید در اخذ اطلاعات سه بعدی از محیط تحولی در نسل های قدیم سیستم اطلاعات مکانی ایجاد شده است. یکی از موارد حائز اهمیت در نسل های مختلف سیستم اطلاعات مکانی، استخراج روابط مکانی است. استخراج روابط توپولوژی سه بعدی که بیشتر در سیستم اطلاعات مکانی موردتوجه قرارگرفته است، مبتنی بر مدل داده های استفاده شده در نسل های مختلف GIS صورت می گیرد. مدل داده های مورداستفاده در نسل های قدیم GIS دارای محدودیت هایی همچون عدم تعامل پذیری بالا بین کاربر و محیط، عدم نمایش سه بعدی اشیاء به دست آمده از محیط و هم چنین ناسازگاری اشیاء با پیش فرض های استفاده شده هستند، درحالی که در نسل GIS فراگستر با استفاده از حسگرها و زیرساخت های مختلف در محیط، محدودیت های بیان شده برای سرویس دهی برطرف می گردد. هدف این مقاله مقایسه ی رویکردهای مورداستفاده در نسل های مختلف سیستم اطلاعات مکانی برای استخراج روابط توپولوژی مبتنی بر مدل داده های ارائه شده در این نسل ها است. در این مقاله استخراج روابط توپولوژی در نسل های سنتی سیستم اطلاعات مکانی، با استفاده از روش مدل سازی شئ گرا و شبیه سازی اشیاء هرم و کره صورت می گیرد. این در حالی است که در نسل GIS فراگستر از داده های به دست آمده توسط کینکت به عنوان یک حسگر انتخابی مبتنی بر مدل داده ی ارائه شده، روابط استخراج می گردد. نتایج به دست آمده از مقایسه ی رویکردهای استخراج روابط توپولوژی سه بعدی در این دو نسل، بیانگر افزایش تعامل کاربر با محیط پیرامون مبتنی بر ابزارهای موجود در نسل های فراگستر برای استخراج روابط توپولوژی است.

زیرساخت های زیرزمینی شامل برق، گاز، مخابرات، آب و فاضلاب توسط سازمان های مرتبط مدیریت و کنترل می شوند. در پروژه های همراه با حفاری امکان تشخیص اشتباه مکان تأسیسات وجود دارد. بنابراین به منظور جلوگیری از آسیب به زیرساخت ها و بروز خسارت های مالی و جانی فراوان، بررسی آنها ضروری است. امروزه GIS فراگستر و فناوری های جدید نظیر واقعیت افزوده می توانند به عنوان راه حلی نوین برای رفع این مشکل به کار گرفته شوند. به گونه ای که بتوان این تأسیسات را در بستر تلفن همراه هوشمند و یا تبلت بصری سازی نمود. به دلیل عدم امکان برآورد دقت مورد نیاز (با توجه به قطر لوله ها و عرض خیابان ها در حد چند سانتی متر) در روش مبتنی بر حسگر، هدف این مقاله ارائه روشی نوین به منظور بهبود دقت واقعیت افزود است. در روش پیشنهادی، دو روش مبتنی بر حسگر و مبتنی بر دید ترکیب شده و در کاربرد بصری سازی تأسیسات زیرزمینی با فناوری واقعیت افزوده آزمایش شده است. در این روش از تارگت های کددار و روش ترفیع فضایی به منظور برآورد پارامترهای موقعیت و جهت دوربین استفاده شده است. به منظور دستیابی به مقادیر اولیه مناسب در ترفیع فضایی، از داده های سنسورهای GPS ، شتاب سنج و مغناطیس استفاده شده و بعد از انجام یک فیلتر پایین گذر موقعیت و وضعیت دوربین وارد فرآیند ترفیع فضایی شده است. با توجه به موقعیت و وضعیت بهبود یافته ی دوربین در فرآیند ترفیع فضایی، مدل مجازی تولید شده در موقعیت مسطحاتی صحیح خود قرار می گیرد. موقعیت مسطحاتی به صورت گرافیکی روی زمین نمایش داده می شود و بعد ارتفاعی (عمق) به صورت یک پارامتر توصیفی ارائه می گردد. در نهایت هر دو روش با استفاده از نرم افزار مدل سازی و اندازه گیری دقیق مبتنی بر اصول فتوگرامتری و ماشین بینایی Agisoft مورد ارزیابی قرار گرفته است. در روش مبتنی بر حسگر متوسط دقت پارامترهای موقعیت برابر با 4/2908 متر و متوسط دقت پارامترهای جهت برابر با 6/1796 درجه است، در حالی که در روش مبتنی بر دید متوسط دقت موقعیت برابر 0/1227 متر و متوسط دقت پارامترهای جهت برابر با 2/2017 درجه است. بنابراین نتایج بهبود دقت روش پیشنهادی نسبت به روش مبتنی بر حسگر را اثبات می کند.