أكثر

على طول الخط ، أنشئ خطوطًا للملف الشخصي / المقطع العرضي ثم استخرج نقاط الارتفاع منها

على طول الخط ، أنشئ خطوطًا للملف الشخصي / المقطع العرضي ثم استخرج نقاط الارتفاع منها


أعلم أنه ربما يكون هذا السؤال قد حصل على إجابة ، لكني بحاجة إلى استخراج بيانات الارتفاع من خط بطول محدد (p.e 300 متر). أريد أيضًا أن يرسم البرنامج (QGIS أو ArcGIS) هذه الخطوط بفاصل زمني منتظم (p.e. 50 مترًا). آخر شيء أريد القيام به هو استخراج بيانات الارتفاع (p.e. كل 5 أمتار) داخل كل سطر. قيل لي أنه يمكن القيام بذلك تلقائيًا ؛ إذا لم يكن الأمر كذلك ، فأنا أريد أن أعرف كيف يمكنني القيام بذلك.

هذا مثال:


على طول الخط ، أنشئ خطوطًا للملف الشخصي / المقطع العرضي ثم استخرج نقاط الارتفاع منها - أنظمة المعلومات الجغرافية

الخرائط هي أدوات أساسية في الجيولوجيا. الخرائط مهمة في الجيولوجيا مثل النصوص المكتوبة في دراسة الأدب. من خلال دراسة الخرائط ، يمكن للجيولوجي رؤية شكل وجيولوجيا سطح الأرض واستنتاج الهياكل الجيولوجية المخفية تحت السطح. يتم تدريب الجيولوجيين على قراءة الخرائط ورسم الخرائط. يمتلك العديد من الجيولوجيين خبرة في رسم خرائط لبعض أجزاء سطح الأرض.

يتطلب الأمر بعض التدريب لقراءة الخرائط بمهارة. لا يتوقع منك أن تصبح خبيرًا جيولوجيًا في قراءة الخرائط. ومع ذلك ، يُتوقع منك تطوير مهاراتك في قراءة الخرائط أثناء استخدامك للخرائط لمساعدتك على تعلم الجيولوجيا.

ما هي الخرائط الطبوغرافية ولماذا هي مهمة؟

الخريطة الطبوغرافية هي أحد أنواع الخرائط التي يستخدمها الجيولوجيون. تُظهر الخرائط الطبوغرافية الشكل ثلاثي الأبعاد للأرض والمعالم الموجودة على سطح الأرض. يتم استخدام الخرائط الطبوغرافية أيضًا من قبل المتجولون والمخططين الذين يتخذون قرارات بشأن تقسيم المناطق وتصاريح البناء والوكالات الحكومية المشاركة في تخطيط استخدام الأراضي وتقييم المخاطر والمهندسين المدنيين. تصور الخرائط الطبوغرافية التي رسمتها ونشرتها هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية الشبكات المستخدمة في سندات الملكية لتحديد موقع العقارات ، لذلك يجد أصحاب المنازل وأصحاب العقارات أحيانًا أنه من المفيد الرجوع إلى الخرائط الطبوغرافية لمنطقتهم.

تستخدم معظم الخرائط الطبوغرافية الخطوط الكنتورية لتصوير الارتفاعات فوق مستوى سطح البحر. تكشف خطوط الكنتور عن شكل الأرض في الاتجاه الرأسي ، مما يسمح بتصوير الشكل ثلاثي الأبعاد للأرض على ورقة ثنائية الأبعاد أو شاشة كمبيوتر. عندما تعرف كيفية قراءة الخطوط الكنتورية ، يمكنك النظر إليها على خريطة طبوغرافية وتصور الجبال أو السهول أو التلال أو الوديان التي تصورها.

الخرائط الطبوغرافية مهمة في الجيولوجيا لأنها تصور سطح الأرض بالتفصيل. يُظهر هذا المنظر للسطح أنماطًا توفر معلومات حول الجيولوجيا تحت السطح.

تنتج أشكال الأرض عن عمليات سطحية مثل التعرية أو الترسيب جنبًا إلى جنب مع العمليات الجيولوجية الداخلية مثل ارتفاع الصهارة لإنشاء بركان أو سلسلة من التلال الصخرية مدفوعة على طول صدع. من خلال دراسة شكل سطح الأرض من خلال الخرائط الطبوغرافية ، يمكن للجيولوجيين فهم طبيعة العمليات السطحية في منطقة معينة ، بما في ذلك المناطق المعرضة للانهيارات الأرضية والأماكن التي تتعرض للتعرية والأماكن التي تتراكم فيها الرواسب. يمكنهم أيضًا العثور على أدلة على البنية الجيولوجية الأساسية والتاريخ الجيولوجي للمنطقة.

بالإضافة إلى الخريطة الطبوغرافية ، يتطلب الفهم الكامل للبنية الجيولوجية الأساسية وتاريخ المنطقة استكمال خريطة جيولوجية ومقاطع عرضية. توفر الخريطة الطبوغرافية الإطار المرجعي الذي تُبنى عليه معظم الخرائط الجيولوجية.

قراءة خريطة طبوغرافية

تتطلب قراءة خريطة طبوغرافية الإلمام بكيفية تصويرها للشكل ثلاثي الأبعاد للأرض ، بحيث يمكنك من خلال النظر إلى الخريطة الطبوغرافية تصور شكل الأرض. لقراءة خريطة طبوغرافية ، تحتاج إلى فهم قواعد الخطوط الكنتورية.

قواعد خطوط الكنتور

  1. يربط خط الكنتور جميع النقاط الموجودة على منطقة الخريطة الموجودة على ارتفاع معين. على سبيل المثال ، تمثل كل نقطة على خط محيط يبلغ ارتفاعه 600 قدم نقطة على الأرض ترتفع 600 قدم فوق مستوى سطح البحر. يمكنك تصور خط الكنتور على أنه الخط الساحلي الذي كان من الممكن أن يكون موجودًا إذا كان المحيط سيغطي الأرض حتى هذا الارتفاع.
  2. الفاصل الكفافي هو المسافة العمودية ، يُعرف أيضًا باسم فرق الارتفاع ، بين خطوط الكنتور المجاورة. على خريطة بفاصل كفاف يبلغ 40 قدمًا ، يكون ملف المسافة العمودية بين خطين محيطيين متجاورين ، 40 قدمًا ، بغض النظر عن المسافة الأفقية بين الخطين على الخريطة.
  3. لا تتقاطع خطوط الكنتور مع بعضها البعض ، لأن نقطة على سطح الأرض لا يمكن أن تكون على ارتفاعين مختلفين. (ومع ذلك ، في حالة نادرة ظهور منحدر عمودي على خريطة طبوغرافية ، قد تبدو الخطوط الكنتورية على طول الجرف مترابطة معًا في خط واحد).
  4. تشير الدوائر المغلقة بشكل عام إلى التلال.
  5. يتم الإشارة إلى المنخفضات التي ليس لها منفذ من خلال ملامح مغلقة بخطوط قصيرة تخرج منها وتتجه نحو المركز. (تسمى الخطوط القصيرة الخارجة من الخطوط الكنتورية علامات التظليل أو علامات التظليل أو علامات التجزئة.)
  6. خطوط الكنتور على الخرائط الطبوغرافية القياسية للمسح الجيولوجي للولايات المتحدة باللون البني - هـxcept على أسطح الأنهار الجليدية ، حيث تكون الخطوط الكنتورية زرقاء.
  7. يجب تقدير ارتفاع نقطة على الخريطة ليست على خط محيطي على أنها أكبر من ارتفاع أقرب خط كفاف تحتها ، وأقل من ارتفاع أقرب خط محيط فوقه. على سبيل المثال ، ستكون النقطة الواقعة في منتصف الطريق بين الكفاف 5440 قدمًا و 5480 قدمًا على ارتفاع 5460 قدمًا تقريبًا.
  8. تنحني خطوط الكنتور عند المنبع عندما تعبر الوادي. هذا يؤدي إلى & quotRule of Vs & quot: عند عبور التدفقات ، تجعل الخطوط الكنتورية Vs التي تشير إلى المنبع.
  9. عندما تكون الخطوط الكنتورية قريبة من بعضها ، تكون التضاريس شديدة الانحدار حيث تكون الخطوط الكنتورية متباعدة ، ويكون المنحدر لطيفًا أو مسطحًا.
  10. الارتياح على المناظر الطبيعية هو فرق الارتفاع بين نقطتين معينتين. الحد الأقصى للتضاريس على الخريطة الطبوغرافية هو فرق الارتفاع بين أعلى وأدنى نقطة على الخريطة.

خريطة المربعات وخطوط العرض وخطوط الطول

تغطي الخرائط الطبوغرافية القياسية للمسح الجيولوجي للولايات المتحدة رباعي الزوايا. تمتد الخريطة الرباعية على جزء من درجة خط الطول من الشرق إلى الغرب ونفس الجزء من درجة خط العرض من الشمال إلى الجنوب. نظرًا لأن خطوط درجات خطوط الطول (وتسمى أيضًا خطوط الطول) في نصف الكرة الشمالي تقترب أكثر فأكثر كلما اقتربت من القطب الشمالي ، بينما تظل خطوط درجات خطوط العرض على نفس المسافة عندما تدور حول الأرض ، فإن الخرائط الرباعية الزوايا تمتد لمسافة أقل شرقًا -إلى الغرب مما تفعله من الشمال إلى الجنوب.

خط العرض هو المسافة الواقعة شمال أو جنوب خط الاستواء على الأرض ، مقاسة بالدرجات ، من 0 درجة عند خط الاستواء إلى 90 درجة عند القطبين. عند تحديد خط عرض ، اذكر دائمًا ما إذا كان في نصف الكرة الشمالي (شمال) أو نصف الكرة الجنوبي (جنوب).

خط الطول هو مدى أقصى الشرق أو الغرب ، بحد أقصى 180 درجة ، نقطة على الأرض من خط الزوال الرئيسي. خط الطول الرئيسي ، 0 & deg ، هو خط بين الشمال والجنوب يمر عبر Greenwhich ، إنجلترا. عند تحديد خط الطول ، اذكر ما إذا كان يقع في نصف الكرة الغربي (W) أو نصف الكرة الشرقي (E).

خطوط الطول ، خطوط الطول ، تمتد من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي ، متقاربة (معًا) عند القطبين. نظرًا لأن خطوط الطول تتقارب عند القطبين ، فإن درجة خط الطول تصبح أصغر وأصغر بالقرب من كل قطب. في المقابل ، تظل درجة خط العرض حوالي 69 ميلاً ، بغض النظر عن مدى قربها أو بعدها عن القطبين أو خط الاستواء.

تنقسم درجات خطوط الطول والعرض إلى دقائق قوسية وثواني قوسية. في هذا السياق ، يُطلق عليها عادةً اسم الدقائق والثواني فقط ، ولكن يجب مراعاة أن هذه الدقائق والثواني هي وحدات من الزوايا ، وليست وحدات زمنية. تعمل هذه الوحدات التي تقسم الزوايا إلى أجزاء أصغر على النحو التالي:

  1. هناك 60 دقيقة قوسية في درجة واحدة.
  2. رمز الدقائق هو فاصلة عليا واحدة: '.
  3. في الرموز ، 60 '= 1 & deg تعني أن هناك 60 دقيقة في درجة واحدة.
  4. هناك 60 ثانية قوسية في دقيقة قوسية واحدة.
  5. لتحويل الدقائق القوسية إلى كسر عشري من الدرجة ، اضرب عدد الدقائق القوسية في 1 & deg / 60 '. على سبيل المثال ، لتحويل 15 'إلى كسر عشري من الدرجة ، 15' x 1 & deg / 60 '= 0.25 & deg. بعبارات أبسط ، ما عليك سوى قسمة عدد الدقائق القوسية على 60 لتحويلها إلى درجات عشرية.
  6. رمز الثواني القوسية هو علامة اقتباس مزدوجة أو علامة اقتباس: ".
  7. في الرموز ، 60 "= 1" تعني أن هناك 60 ثانية في الدقيقة الواحدة.

حجمان رباعي الزوايا شائعان هما 7.5 دقيقة (1/8 درجة) و 15 دقيقة (1/4 درجة).

الاسم والحجم وخط الطول وخط العرض لمربع خريطة طبوغرافية


انقر على الخريطة لفتح نسخة أكبر في نافذة جديدة

  1. اسم رباعي الزوايا (العرعر).
  2. الولاية (الدول) التي يقع فيها رباعي الزوايا (أوريغون وواشنطن).
  3. حجم رباعي الزوايا (7.5 دقيقة).
  4. الاسم والمقياس الكسري للخريطة الرباعية الزوايا الواقعة بجوار الشمال الشرقي من الزاوية الركنية (والولا ، 1: 125000).
  5. خط الطول للحد الشرقي للخريطة (119 درجة 00 ').
  6. خط عرض الحد الشمالي للخريطة (46 & درجة 00 ').

مقياس الخريطة وفاصل الكفاف والانحراف المغناطيسي


انقر على الخريطة لفتح نسخة أكبر في نافذة جديدة

  1. مقياس الخريطة. يتم سرد مقياس الخريطة من حيث المقياس الكسري مثل 1: 24000. هذا يعني أن 1 بوصة على الخريطة تقابل 24000 بوصة في العالم الحقيقي الذي تمثله الخريطة ، أو 1 سم يساوي 24000 سم بعبارة أخرى ، تم تقليص المسافات على الخريطة بمعامل 24000 من حجمها في العالم الحقيقي. أسفل المقياس الكسري ، تم تصوير مقياس الخريطة أيضًا بطريقة مختلفة ، في المقاييس الشريطية باستخدام ثلاث وحدات مختلفة. أحد المقاييس الشريطية بالأميال ، والآخر بوحدات آلاف الأقدام ، والآخر بالكيلومترات.
  2. يُدرج الفاصل الكنتوري ، وهو الفرق في الارتفاع بين خطوط الكنتور المجاورة على الخريطة ، أسفل مقياس الخريطة على أنه 20 قدمًا.
  3. هناك أيضًا تذكير بأن الارتفاعات الموضحة على الخريطة هي ارتفاعات أعلى من متوسط ​​مستوى سطح البحر على الأرض.
  4. (قد تلاحظ أن هذه الخريطة تفعل شيئًا غير عادي بالنسبة للخريطة الطبوغرافية. فهي تُظهر الأعماق في نهر كولومبيا بالأقدام تحت سطح النهر عندما يتم الاحتفاظ بنهر احتياطيًا في خزانه خلف السد إلى ارتفاع عادي لسطح البركة يبلغ 340 قدم فوق مستوى سطح البحر.)
  5. على يسار مقياس الشريط ، يظهر الانحراف المغناطيسي كسهم متشعب من خط موجه نحو الشمال الحقيقي. الشمال الحقيقي هو الاتجاه نحو القطب الشمالي الجغرافي. القطب الشمالي الجغرافي هو المكان الذي يقع فيه الطرف الشمالي لمحور دوران الأرض. يقع القطب الشمالي المغناطيسي في شمال شرق كندا. في عام 1962 ، كان القطب الشمالي المغناطيسي ، كما تم قياسه من جونيبر رباعي الزوايا ، يقع على بعد 20.5 درجة شرقًا من الشمال الحقيقي. إذا أخذت بوصلة مغناطيسية إلى رباعي جونيبر في عام 1962 ، فإن سهمها الشمالي سيشير إلى 20.5 درجة شرقا من الشمال الحقيقي ، لذلك كان عليك ضبط البوصلة المغناطيسية لتعويض الانحراف. يتجول القطب الشمالي المغناطيسي على بعد أميال قليلة كل عام ، وقد تم تحديد الانحراف المغناطيسي بمقدار 20.5 درجة شرقًا من الشمال الحقيقي في عام 1962 ، وقد يكون الأمر مختلفًا بعض الشيء الآن.

بناء ملف طوبوغرافي

أحد الأدوات المهمة التي يمكنك استخدامها لاستخراج المعلومات الرأسية من الخريطة الطبوغرافية ، ورؤية شكل سطح الأرض الذي تمثله بشكل أكثر وضوحًا هو ملف التعريف الطبوغرافي.

يسمح لك إنشاء ملف تعريف طبوغرافي بتصور المكون الرأسي للمناظر الطبيعية. يشبه المظهر الطبوغرافي المنظر الذي لديك للمناظر الطبيعية أثناء الوقوف على الأرض ، والنظر إلى التلال والوديان من الجانب وليس من الأعلى.

بالنظر إلى خريطة طبوغرافية مثل الخريطة أدناه ، إليك كيفية إنشاء ملف تعريف طبوغرافي.


انقر على الخريطة لفتح نسخة أكبر في نافذة جديدة

  1. حدد خط ملف التعريف ، الخط عبر ذلك الجزء من الخريطة الذي تريد رؤيته في ملف التعريف أو عرض المقطع العرضي. بناءً على أي جزء من الخريطة تريد رؤيته في الملف الشخصي ، يمكنك رسم خط ملف التعريف الخاص بك في أي اتجاه تختاره ، عبر أي جزء من الخريطة تختاره. بالنسبة للخريطة المستخدمة في هذا المثال ، نختار رسم ملف التعريف من A إلى A 'كما هو موضح في الرسم البياني أدناه ، لمعرفة طول التل بالكامل في الملف الشخصي.
  2. ارسم شبكة تحتوي على ملف التعريف. يجب أن يكون عرض الشبكة هو نفس طول خط الملف الشخصي. لرسم ملف التعريف ، يجب عبور الشبكة بخطوط أفقية متباعدة بشكل متساوٍ تمثل ارتفاعات الكنتور. يجب أن تمتد الشبكة عالية بما يكفي لتمتد نطاق ارتفاع خطوط الكنتور الممتدة بخط ملف التعريف. يمكنك أن ترى أن الشبكة الموضحة أدناه تتضمن نطاق الارتفاعات التي يقطعها خط ملف التعريف على الخريطة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تحتوي الشبكة على خط أفقي إضافي في الأسفل والأعلى لاستيعاب أجزاء المظهر الجانبي التي تتجاوز أعلى ارتفاع كفاف وتحت أدنى ارتفاع للكفاف. هذا هو السبب في أن الشبكة في المثال أدناه تقل عن 400 قدم وأكثر من 500 قدم في الارتفاع.


انقر على الخريطة لفتح نسخة أكبر في نافذة جديدة

  1. انقل ارتفاعات الكنتور من الخريطة الطبوغرافية إلى شبكة ملف التعريف. تحدد النقطة التي يتقاطع فيها كل خط كفاف مع خط المظهر الجانبي على الخريطة الطبوغرافية الإحداثيات الأفقية لكل نقطة مقابلة على شبكة المظهر الطبوغرافي. يتوافق ارتفاع كل خط كفاف مع الإحداثيات الرأسية لكل نقطة مقابلة على شبكة الملف الشخصي ، كما هو موضح في الرسم التخطيطي أدناه.


انقر على الخريطة لفتح نسخة أكبر في نافذة جديدة

  1. الآن بعد أن قمت بتمييز نقاط الارتفاع على شبكة الملف الشخصي ، ارسم خطًا سلسًا يربط بين نقاط البيانات كما هو موضح أدناه. لاحظ أن نهايات هذا الملف الشخصي تنخفض عن ارتفاع كفاف 400 قدم لكنها لا تمتد إلى ارتفاع 380 قدمًا لأن خط المظهر الجانبي على الخريطة لم يصل إلى خط كفاف 380 قدم. لاحظ أيضًا أن الجزء العلوي من الملف الشخصي يصل إلى قمة أعلى من 520 قدمًا ولكن أقل من 540 قدمًا لأن خط المظهر الجانبي لا يتقاطع مع خط كفاف 540 قدمًا.


انقر على الخريطة لفتح نسخة أكبر في نافذة جديدة

  1. يظهر أدناه ملف التعريف الطبوغرافي المكتمل والخريطة التي تم رسمها منه. عادة ما يتم إنشاء ملفات التعريف الطبوغرافية دون رسم أي خطوط على الخريطة. بدلاً من ذلك ، يتم وضع حافة قطعة الورق على طول خط الملف الشخصي ويتم نقل بيانات خط الكنتور إلى حافة قطعة الورق. من حافة قطعة الورق ، يتم نقل البيانات إلى شبكة ملف التعريف الموجودة على قطعة منفصلة من الورق.


انقر على الخريطة لفتح نسخة أكبر في نافذة جديدة

لاحظ في الشكل الطبوغرافي الذي تم إنشاؤه أعلاه أن قمة التل أعلى من 520 قدمًا ، ولكن أقل من 540 قدمًا. وبالمثل ، فإن نهايات المظهر الجانبي أقل من 400 قدم ولكنها أعلى من 380. وهذا يتوافق مع ارتفاعات تلك الأجزاء من الخط من الملف الشخصي على الخريطة.

لاحظ أن المقياس الرأسي في الملف الشخصي يختلف كثيرًا عن المقياس الأفقي على الخريطة. في هذا المثال ، تغطي الخريطة 0.25 ميلًا أفقيًا بمسافة أقل مما يغطي ملف التعريف 100 قدم رأسيًا. نتيجة لذلك ، يتم تضخيم المظهر الطبوغرافي عموديًا بشكل كبير. في المنظر الفعلي للتل ، بالنظر إليه من الجانب ، لن يبدو شديد الانحدار كما هو الحال في المظهر الطبوغرافي الذي أنشأناه.

إذا كان المقياس الرأسي في ملف تعريف الرسم البياني العلوي مختلفًا عن مقياس الخريطة ، كما هو الحال في هذه الحالة ، فسيظهر ملف التعريف المبالغة الرأسية. يمكن حساب المبالغة الرأسية للملف الجانبي الطوبوغربي. إنه المقياس الكسري للمحور الرأسي للمظهر الطبوغرافي مقسومًا على المقياس الكسري للخريطة. على سبيل المثال ، إذا كان المقياس الرأسي في الملف الشخصي هو 1: 200 ومقياس الخريطة هو 1: 24000 ، فإن المبالغة الرأسية هي (1/200) / (1/24000). للقسمة على كسر ، يمكنك عكس وضرب ، بحيث يصبح هذا (1/200) × (24000/1) = 24000/200 = 120. التشكيل الجانبي الطبوغرافي مع VE من 120 سيكون ملف تعريف طبوغرافي مبالغ فيه للغاية. سيكون الأمر كما لو أن نموذجًا مطاطًا للمناظر الطبيعية قد تم سحبه في الاتجاه الرأسي ، حتى يصبح أطول بمقدار 120 مرة مما هو عليه بالفعل.

إذا كان المقياس الرأسي للملف الشخصي الطبوغرافي مختلفًا عن مقياس الخريطة ، فيجب إدراج المبالغة الرأسية بجوار ملف التعريف ، مثل VE = 10 أو VE 10x إذا كانت المبالغة الرأسية 10.

قارن الملف الشخصي بالخريطة الطبوغرافية. سترى أن التل أكثر انحدارًا في الجانب الغربي (الأيسر) منه في الجانب الشرقي (الأيمن). يتوافق هذا مع خطوط الكنتور التي يتم تباعدها عن كثب على الجانب الغربي من التل وأبعد عن بعضها على الجانب الشرقي من التل. يتوافق هذا مع قواعد الخطوط الكنتورية ، التي تنص على أن المنحدرات أكثر حدة حيث تكون الخطوط الكنتورية أكثر تباعدًا ، وتكون المنحدرات أقل حدة حيث تكون الخطوط الكنتورية متباعدة على نطاق أوسع.

إذا قمت برسم ملف تعريف من الشمال إلى الجنوب عبر قمة التل ، فهل تعتقد أن المظهر الجانبي سيكون متماثلًا أو غير متماثل؟

قائمة تدقيق لملف طوبوغرافي كامل
سيكون لملف التعريف الطبوغرافي المرسوم بشكل صحيح السمات التالية:

  1. يتم رسم المظهر الطبوغرافي على رسم بياني مستقيم بخطوط شبكة متباعدة بشكل متساوٍ. (خطوط الشبكة العمودية غير مطلوبة.)
  2. يتم تمييز خطوط الارتفاع على طول المحور الرأسي الأيسر.
  3. ملف التعريف هو منحنى سلس حيث يتغير تدرجه ، بدلاً من مقاطع الخط المستقيم التي تربط النقاط والانحناء فقط عند النقاط.
  4. إذا كان المقياس الرأسي في ملف التعريف مختلفًا عن مقياس الخريطة ، فسيتم إدراج المقدار الناتج من المبالغة الرأسية.
  5. يجب أن تكون النهايات وأي نقاط مرتفعة أو منخفضة من المظهر الجانبي الطبوغرافي أعلى أو أسفل خطوط الارتفاع ، وليس عليها ، إلا في الحالات التي تقع فيها نهاية أو نقطة عالية أو نقطة منخفضة لخط ملف تعريف على كفاف مباشرة خط.

ما هي الخرائط الجيولوجية ولماذا هي مهمة؟

تُظهر الخريطة الجيولوجية الوحدات الصخرية القابلة لرسم الخرائط ، ووحدات الرواسب القابلة لرسم الخرائط التي تغطي الصخور ، والهياكل الجيولوجية مثل الصدوع والطيات. وحدة الصخور أو الرواسب التي يمكن رسمها هي تلك التي يمكن للجيولوجي التعرف عليها وتتبعها عبر المناظر الطبيعية ووصفها حتى يتمكن الآخرون من التعرف عليها والتحقق من وجودها وهويتها. تظهر الوحدات القابلة للتعيين على هيئة ألوان أو أنماط مختلفة على خريطة أساسية للمنطقة الجغرافية.

الخرائط الجيولوجية مهمة لسببين. أولاً ، عندما يصنع الجيولوجيون الخرائط الجيولوجية والتفسيرات ذات الصلة والمقاطع العرضية ، فإنهم يطورون فهمًا نظريًا للجيولوجيا والتاريخ الجيولوجي لمنطقة معينة.

ثانيًا ، تعد الخرائط الجيولوجية أدوات أساسية للتطبيقات العملية مثل تقسيم المناطق والهندسة المدنية وتقييم المخاطر.تعد الخرائط الجيولوجية أيضًا حيوية في العثور على الموارد الجيولوجية وتطويرها ، مثل الحصى للمساعدة في بناء الطريق الذي تقود فيه ، أو الزيت لتشغيل السيارة التي تسافر فيها ، أو الألومنيوم لبناء المحرك الأكثر كفاءة في استهلاك الوقود في سيارتك التالية. من الموارد الأخرى التي تم تطويرها على أساس الخرائط الجيولوجية المياه الجوفية ، والتي تعتمد عليها العديد من المدن والمزارع والمصانع في المياه التي تستخدمها.

المكونات الأساسية للخرائط الجيولوجية

  • شرح مصاحب لوحدات الصخور أو الرواسب
  • المقاطع العرضية الجيولوجية لمنطقة الخريطة.

عادةً ما تتم طباعة وسيلة الإيضاح أو مفتاح الخريطة الجيولوجية على نفس الصفحة مثل الخريطة ويتبع تنسيقًا مألوفًا. يظهر رمز كل صخرة أو وحدة رسوبية في مربع بجوار اسمها ووصفها المختصر. هذه الرموز مكدسة في تسلسل عمري من الأقدم في الأسفل إلى الأصغر في الأعلى. يتم سرد العصر الجيولوجي ، أو الفترة ، أو الحقبة - العصر الجيولوجي - لكل وحدة صخرية في المفتاح. من خلال تكديس الوحدات في التسلسل العمري من الأصغر في الأعلى إلى الأقدم في الأسفل ، وتحديد الفاصل الزمني الجيولوجي الذي تنتمي إليه كل وحدة ، يمكن لقارئ الخريطة أن يرى بسرعة عمر كل صخرة أو وحدة رواسب. يحتوي مفتاح الخريطة أيضًا على قائمة وشرح للرموز المعروضة على الخريطة ، مثل الرموز لأنواع مختلفة من العيوب والطيات. راجع جدول رموز الخريطة الجيولوجية للحصول على صور ولمحة عامة عن رموز الخريطة ، بما في ذلك الضربات والانخفاضات والأعطال والطيات والنظرة العامة.

غالبًا ما يتم تقديم تفسيرات الوحدات الصخرية في كتيب منفصل مرفق بالخريطة. تتضمن التفسيرات أوصافًا بتفاصيل كافية لأي جيولوجي ليكون قادرًا على التعرف على الوحدات ومعرفة كيفية تحديد أعمارها.

إذا تم تضمينها ، فعادة ما تتم طباعة المقاطع العرضية على نفس الصفحة مثل الخريطة الجيولوجية. إنها مرافقات مهمة للخرائط الجيولوجية ، خاصة إذا كانت الخريطة تركز على جيولوجيا الأساس الصخري تحت التربة والرواسب الرخوة.

المقاطع الجيولوجية

المقطع العرضي الجيولوجي هو منظر جانبي لشريحة من الأرض. يوضح كيف يتم وضع أنواع مختلفة من الصخور في طبقات أو تكوينها بطريقة أخرى ، كما أنه يصور الهياكل الجيولوجية تحت سطح الأرض ، مثل الصدوع والطيات. يتم إنشاء المقاطع العرضية الجيولوجية على أساس الخريطة الجيولوجية على السطح جنبًا إلى جنب مع فهم الصخور من حيث السلوك المادي والهياكل ثلاثية الأبعاد.

روابط ويب مفتوحة المصدر

لمعرفة المزيد حول الخرائط الطبوغرافية ، قم بزيارة صفحة US Topo: http://nationalmap.gov/ustopo/index.html

يعرض موقع الويب USGS رموز الخرائط الطبوغرافية القياسية للولايات المتحدة. http://egsc.usgs.gov/isb/pubs/booklets/symbols/reading.html.

قام علماء الجيولوجيا في جامعة ولاية أيداهو ومجموعة مهارات الخرائط التابعة لها بتجميع الدروس التالية على الخرائط الطبوغرافية. هذه الدروس أكثر تقدمًا من Geology 101 ، لكن موقع الويب هو مصدر جيد يمكنك البحث عن المعلومات والتفسيرات الأساسية التي تحتاجها حول الخرائط الطبوغرافية: http://geology.isu.edu/gestalt/Fie ld_Exercise / topo maps /index.htm

للحصول على تفسيرات لأنواع الخرائط الجيولوجية المنشورة في الولايات المتحدة ، قم بزيارة: http://edc2.usgs.gov/pubs list / كتيبات / usgsmaps / usgsmaps.php # الخرائط الجيولوجية

ما لم ينص على خلاف ذلك ، تم ترخيص هذا العمل من قبل كليات ولاية واشنطن بموجب رخصة المشاع الإبداعي 3.0 الولايات المتحدة.


2 إجابات 2

هل تحاول إعادة إنتاج النموذج الثالث في تلك الصفحة؟ https://developers.google.com/maps/customize

إذا كانت الإجابة بنعم ، فقد قمت بذلك ولكن بدون الرسم البياني فوق التأثيرات

وهذا في التذييل قبل علامة الجسد مباشرة

لم أتمكن من العثور على المشكلة ولكن إليك بعض الملاحظات التي قد تساعد:

جربته فقط باستخدام مصفوفة bikeCourseCoordinates باعتباره "المسار"

وفقًا لـ Maps API ، يجب أن يكون pathRequest:

علاوة على ذلك ، أعتقد أن الجزء الأولي التالي ، أي:

التي تأتي مباشرة داخل أول علامة مضمنة & ltscript & gt يجب أن يتم استدعاؤها فقط بعد تحميل مكتبة الخرائط. أود أن أضع كل شيء في دالة أخرى أقول myInit ثم اتصل بـ myInit من داخل وظيفتك الحالية المسماة التهيئة


مجردة رسومية

يقع حقل خام الليثيوم من نوع البغماتيت الجرانيت Jiajika في حزام Songpan-Ganze Orogenic Belt (SGOB) في الجزء الغربي من مقاطعة Sichuan ، الصين (الشكل 1) (Fu et al. ، 2017). تم تطوير عروق بيغماتيت الليثيوم الصناعية العملاقة في حقل خام Jiajika ، مثل الوريد رقم 134 باحتياطيات تقديرية تبلغ 0.512 مليون طن من Li2O بمتوسط ​​درجة 1.38٪. الوريد X03 ، وهو أكبر جسم لخام الليثيوم في آسيا (Chou and Li ، 2014) وفي نفس فئة Greenbushes pegmatite ، غرب أستراليا (Kesler et al. ، 2012) ، تقدر الاحتياطيات بنحو 0.88 مليون طن من Li2O بمتوسط ​​درجة 1.46٪. في الآونة الأخيرة ، عروق بيغماتيت كبيرة أخرى بدرجة متوسطة من Li2تم اكتشاف O أعلى من 1.0 ٪ أيضًا ، مما يجعل إجمالي Li المقدر2تحتوي احتياطيات O في حقل خام Jiajika على ما يصل إلى 3.0 مليون طن (Fu et al. ، 2020). على الرغم من وجود اختراقات كبيرة في الاستكشاف في مجال خام Jiajika ، إلا أن الأبحاث المتعلقة بتكوين المعادن نادرة.

يحتوي حقل خام الليثيوم Jiajika على تقسيم متحد المركز واضح للبيغماتيت (Tang and Wu ، 1984 ، Yang et al. ، 1988) ، رقم. 134 و البغماتيت الغني بالليثيوم X03 توجد عادة في منطقة واحدة معينة. على الرغم من أن التقسيم الإقليمي للبيغماتيت في Jiajika orefield ملحوظ ، أشار Černý (1992) إلى أنه ليس شائعًا ، إلا أن الشكل ثلاثي الأبعاد لأي مجموعة ربما يتأثر بالهياكل المضيفة والجرانيت الخصب القريب. بناءً على دراسة الأجسام المتحولة على شكل قبة على الحافة الشرقية من Songpan-Garzê Orogen ، يُفترض أن جرانيت Jiajika عبارة عن قبة صهارة وبنيتها لها بعض السيطرة على التعرق والتمعدن للبيغماتيت المعدني النادر (Hou ، 1996 ، هو وفو ، 2002). ومع ذلك ، نظرًا لوجود قبة الجرانيت المدفونة تحت الأرض ، لم يتم فهم كيفية تأثر شكل البيغماتيت بالبنية ثلاثية الأبعاد لجسم الجرانيت.

قام Li et al.، 2006a، Li et al.، 2006b، Li et al.، 2006c، Li et al.، 2007 بدراسة آلية التكوُّن على رواسب البغماتيت المعدنية النادرة في الجزء الغربي من مقاطعة سيتشوان بالصين ، ووجدوا أن حدث عدم الامتزاج السائل لصهارة الجرانيت الغنية بالفلور في عملية تشكيل الخام. لي وآخرون. (2013) درس أيضًا عمر المسكوفيت 40 Ar / 39 Ar للبيجماتيت في حقل Jiajika وقام ببناء مسار تبريد باستخدام درجات حرارة الإغلاق لأنظمة النظائر المختلفة. اقترحوا أن السائل البغماتيت يتكون من فصل سائل غير قابل للامتزاج من صهارة الجرانيت. ومع ذلك ، فإنه لا يزال يفتقر إلى البحوث ذات الصلة حول التقسيم الإقليمي للبيغماتيت وكذلك توزيع تحول صخور الجدار. لماذا توجد عروق البغماتيت الليثيوم الصناعية العملاقة مثل رقم 134 و X03 البغماتيت الغني بالليثيوم في نطاق إقليمي معين لا يزال محيرًا ومثيرًا للفضول.

طورت بعض رواسب الليثيوم بيغماتيت في العالم ، مثل Altai No. بلورات سبودومين بطول عدة أمتار. ومع ذلك ، نادرًا ما تحتوي البغماتيت في Jiajika على بلورات سبودومين عملاقة. تم تطوير فقط spodumenes ذات البنية الدقيقة في حقل خام Jiajika. نظرًا لكونه رواسبًا بيغماتية من الليثيوم فائقة العملاق غير مقسمة إلى مناطق ، فهو أيضًا غير مألوف بالنسبة لعمره الصغير ، 216 ± 2 مللي أمبير ، وصخوره المضيفة ، والتي هي عبارة عن صخور ألومينية تحمل ستوروليت (لندن ، 2018).

الجسم الرئيسي لقبة الجرانيت مخفي تحت الأرض. وبالتالي ، أجرينا مسوحات الجاذبية والمغناطيسية وكذلك اعتمدنا بيانات الحفر العميق لسبر الهياكل الجيولوجية العميقة. يُستدل على التكوين ثلاثي الأبعاد لقبة جياجيكا الجرانيتية المخفية من الجاذبية. تم الكشف عن الهياكل التفصيلية للبيغماتيت والجرانيت من خلال المقاطع العرضية للمقاومة المقلوبة من بيانات السبر المغناطيسي الصوتي. على وجه الخصوص ، يتم توفير قسم جيولوجي مع بئر عميق للتحقق من صحة الاقتران بين البغماتيت والجرانيت. في السنوات الأخيرة ، لم يكن تصنيف البغماتيت حسب الكيمياء الجيولوجية وعلم المعادن وحده كافيًا (Dill، 2015، Dill، 2018، Dill، 2019). في هذه الدراسة ، تم تحليل الهياكل المختلفة للبيغماتيت من خلال تواجدها الجيولوجي. يتم التعامل معها على أنها بُعد آخر لتصنيف البيغماتيت في حقل أوريفيلد الليثيوم Jiajika. يتم إجراء استكشاف الكيمياء الجيولوجية للتربة أيضًا للتعرف على النقاط الساخنة الحرارية. يتم استخدام العناصر الرئيسية من العديد من العينات في X03 و رقم 134 بيغماتيت الغنية بالليثيوم للتحقيق في الاختلافات الجيوكيميائية في البغماتيت. يكشف العمل أعلاه عن نوع الدور الذي تلعبه قبة الجرانيت في تكوين البجماتيت. كما تم شرح تطور التكرارات الجيولوجية المتنوعة للبيغماتيت. يسلط هذا البحث الضوء أيضًا على الأصل الغامض لتقسيم المناطق البغماتيت بالإضافة إلى تقسيم المناطق المتحولة في جياجيكا. أخيرًا ، تمت أيضًا مناقشة ظاهرة احتلال spodumenes ذات الحبيبات الدقيقة الأغلبية.


3 إجابات 3

حسنًا ، كانت هذه مضيعة صحية لوقتي! في بعض الأحيان ، يتيح لك Mathematica اللعب في التواجد في National Treasure.

لذا ، لنبدأ برؤية ما إذا كان المسار يمر بالفعل عبر الحدائق بشكل رائع.

يبدو هذا نعم قاطع:

الآن ، دعنا نلقي نظرة على الخيارات المختلفة للخطوط التي لدينا. نريد أن نرى كيفية تمديد الخط لعرض المواقع الأخرى على طول المسار نفسه.

لقد مرت 30 دقيقة فقط ولكني نسيت ما كنت أحاول القيام به هناك. اوه حسنا.

لنستخدم الآن GeoHemisphereBoundary لتوسيع هذا الخط. بشكل افتراضي ، يتم توسيطه على <0 ، 0> ، لذلك دعونا نستخدم Manipulate للعثور على المركز لنا خط.

القليل من العبث لاحقًا ، لدينا خط يبدو قريبًا جدًا من خطنا الأصلي. من المفترض أن أعمل ، لذلك ذهبت بالعين فقط - هناك بالتأكيد طريقة لحساب هذا بشكل صحيح.

الآن دعنا نحصل على نقاط على طول الحدود ونرى أقربها منها. لكن أولًا ، ما هو أقرب مركز حد نصف الكرة الذي يصف خطنا؟

أفترض أنه قد يكون هناك نوع من الجزيرة السرية هناك ، تم استبعادها من الخرائط طوال الوقت بواسطة فرسان الهيكل.

او ربما اتلانتس؟؟ من المحتمل أن تكون حدود نصف الكرة في الواقع متمركزة بشكل مباشر على واحدة من تلك النتوءات ، لقد ذهبت إلى منزلة عشرية واحدة فقط.

على أي حال ، يشير على طول الخط. دعنا نرى ماذا يوجد على هذا الخط إذا قمت بتمديده. سنستخدم GeoEvaluate لتقسيم حدود نصف الكرة إلى أجزاء أساسية.

دعنا نقوم بتصفية النقاط المحيطية ، نظرًا لأننا أنشأنا بالفعل موقع Atlantis.

الآن يمكننا الحصول على أقرب المدن إلى الخط ، عطاء أو أخذ.

والآن دعنا نرشح تلك العناصر مرة أخرى إلى تلك الموجودة فعلا قريب من خطنا. سنستخدم أولاً الأقرب للحصول على المسافات ، ثم نحصل على أقرب 20 عن طريق فرز النتيجة المسطحة من الأقرب.

لنقم الآن بتكبير كل من هذه المدن الأقرب!

بناءً على ذلك ، يمكنني تحديد أن ملف حقيقة إعلان الاستقلال مخفي في مكان ما في فيرونا.

(ألاحظ الآن أن حدود نصف الكرة الخاصة بي كانت تستند بطريق الخطأ إلى خط لا يتضمن النقطة في فرساي. أو ربما تركت أخطاءً حتى أتمكن من الوصول إلى الكنز أولاً).

هناك مشكلة في استخدام GeoPath [، & quotGeodesic & quot]> للتحقق مما إذا كان المسار من قبة الصخرة إلى صليب فرساي متصلاً بجزيرة أوك. يمثل المسار الذي تم إنشاؤه بواسطة GeoPath مسارًا تم تكوينه من خلال ضم المسارات بين المواقع المتتالية ، بحيث يربط كل مقطع مواقع متتالية بمسار جيوديسي. هذا يعني أن لدينا مسارًا يربط القبة بفرساي ، ومسار ثانٍ يربط فرساي بجزيرة أوك آيلاند ، وبالتالي فإن فرساي بجزيرة أوك آيلاند سوف يتصل دائما الى الجزيرة!

إحدى الطرق لتوضيح ما إذا كان المسار من القبة إلى فرساي يتصل بالجزيرة هو توسيع المسار إلى الجزيرة. يقترح تعليق جاغار طريقة ثانية باستخدام طائرة عبر القبة وفرساي.

ها هي طريقي الأصلي باستخدام الشكل الحقيقي للأرض ، وتوسيع المسار. لقد أضفت عرضًا توضيحيًا باستخدام طائرة تفترض أن الأرض هي كرة مثالية. تعرض طريقة المستوي والكرة هذه حلاً دون تصحيح الشكل الحقيقي للأرض.

تمديد المسار باستخدام الإحداثيات الجغرافية

للتحقق مما إذا كان المسار من القبة إلى فرساي حقا الاتصال إلى Oak Island ، ابحث عن الاتجاه من Dome إلى Versailles ، ثم اتبع المسار عبر Versailles لمعرفة ما إذا كان المسار يتصل بالجزيرة.

نحتاج إلى الاتجاه من القبة إلى فرساي وتقدير تقريبي للمسافة من القبة إلى الجزيرة. الاتجاه هو -45.9623 درجة ، والمسافة حوالي 5200 ميل ، والتي نحصل عليها من GeoDistance [domeOfTheRock ، oakIsland].

إذا قارنا الاتجاه من القبة إلى فرساي (-45.9623 درجة) بالاتجاه من القبة إلى الجزيرة (-46.9061 درجة) ، والذي نحصل عليه من GeoDirection [domeOfTheRock ، oakIsland] ، فإننا نرى أن المسار قد يتجاوز الجزيرة .

دعونا نتحقق من المسار من القبة لمسافة 6000 ميل بدءًا من الاتجاه أ. بفضل اختبار كارل.

ومع ذلك ، يبدو المسار قريبًا على خريطة العالم ، الطريق يفتقد الجزيرة! كم يبعد المسار عن الجزيرة؟ تُظهر هذه الخريطة المسار والموقع الجغرافي للجزيرة.

يمكننا الحصول على تقدير دقيق للمسافة من المسار إلى الجزيرة عن طريق تقسيم المسار إلى نقاط وإيجاد أقرب نقطة على المسار إلى الجزيرة.

تظهر خريطة أخرى المسافة.

ماثيماتيكا يستخدم نموذجًا لسطح الأرض ليس كرة. إذا افترضنا وجود كرة واستخدمنا حساب المثلثات الكروية ، فستكون النتيجة مختلفة. ربما لم يصحح شخص ما حل الورق والقلم من أجل الشكل الحقيقي للأرض ، وربما يمر المسار بالقرب من جزيرة أوك.

وضح طائرة والأرض كروية

من المحتمل ألا يكون حل الورق والقلم مناسبًا للشكل الحقيقي للأرض. سأستخدم نفس الإحداثيات ، لكنني أفترض أن الأرض هي كرة.

نحتاج إلى مستوى يمر عبر مركز الأرض يتضمن القبة وفرساي ، وكرة بها خطوط شبكية للتوجيه ، والنقاط الثلاث على سطح الكرة.

يُظهر هذا المنظر قبة فرساي على اليمين والجزيرة بالقرب من الوسط ، مع الطائرة التي تربط القبة وفرساي.

تُظهر لقطة عن قرب للجزيرة أن الطائرة تجاوزت الجزيرة بمقدار ضئيل.

يُظهر هذا المنظر التالي المستوى الأحمر (الذي يربط القبة وفرساي وجزيرة أوك) ، ولا يتطابق مع المستوى الأزرق عبر القبة ومركز فرساي والأرض.

في كل من هذه المناظر ، يبدو أن المسافة بين الطائرة والجزيرة صغيرة. ما مدى قرب الطائرة من الجزيرة؟

إذا افترضنا أن الأرض هي كرة وأن المواقع الجغرافية هي نقاط على الكرة ، فإن الخطأ أصغر بكثير من النتيجة التي نحصل عليها عندما نستخدم المسار الجيوديسي على سطح الأرض الحقيقي.

من خلال توسيع المسار الجيوديسي من القبة إلى فرساي ، يخطئ المسار الجزيرة بحوالي 60 ميلاً على سطح الأرض الحقيقي. ومع ذلك ، بافتراض أن الأرض هي كرة ، فإن الخطأ لا يكاد يذكر. توضح طريقة السطح والكرة حل الورق والقلم بدون تصحيح لشكل الأرض الحقيقي.

لذلك يمكننا أن نفترض المؤرخين في لعنة جزيرة أوك افترضت الحلقة أيضًا أن الأرض كروية ، وبهذا التقريب ، وجدوا موقعهم المفترض من كنز فرسان الهيكل.


مقدمة

تلعب بيانات ارتفاع الطريق دورًا مهمًا في مجموعة واسعة من تطبيقات تحليل وتصميم النقل بما في ذلك التصميم الهندسي للطرق ، وإنشاء البنية التحتية ، وتحليل السلامة ، وتقدير استهلاك الوقود ، وتحليل سعة الطرق السريعة ، وتخطيط الإخلاء في حالات الطوارئ [1-3]. أظهرت الأبحاث السابقة أن أداء السيارة وكفاءة استهلاك الوقود يتأثران بشكل كبير بتغييرات ارتفاع الطريق. دليل سعة الطريق السريع (HCM) 2010 ، على سبيل المثال ، يخصص قيم المركبات الثقيلة لعوامل معادلة سيارات الركاب بناءً على تغييرات الدرجة [4]. وبالمثل ، غالبًا ما يكون تدهور أداء السيارة ومسافة الرؤية عند المحاذاة الرأسية سببًا للازدحام المتكرر وتصادم المركبات [5-7]. حدد العمل السابق أيضًا العلاقات غير الخطية بين درجة الطريق واقتصاد الوقود. أظهر Boriboonsomsin and Barth [8] أن السرعة المثلى من حيث كفاءة الوقود تتغير مع الدرجة. تشير هذه النتائج المتعلقة بالعلاقة بين درجة الطريق والسلامة ، واستهلاك الوقود ، وأداء الشبكة إلى أن توافر وجودة بيانات ارتفاع الطريق والدرجات ستكون اعتبارًا مهمًا في تطوير الجيل التالي من استراتيجية تصميم الطرق السريعة "الخضراء" التي تدمج الحياة دورة الصيانة والتشغيل والسلامة والتكلفة البيئية في مرحلة التخطيط.

ومع ذلك ، فإن بيانات نظام المعلومات الجغرافية للطرق التقليدية (GIS) تحتوي فقط على إحداثيات جغرافية ثنائية الأبعاد ، وتفقد معلومات الارتفاع في معظم الحالات. كانت أول طريقة لجمع بيانات الارتفاع هي المسح اليدوي ورسم حدود الارتفاع. على مدى العقود القليلة الماضية ، أدت طرق معالجة البيانات الجديدة وتقنيات جمع البيانات والتخزين والاستعلام والتصور إلى زيادة كبيرة في توافر بيانات الارتفاع وإمكانية الوصول إليها. تتضمن مجموعات البيانات المتاحة حاليًا مجموعة بيانات ارتفاع 30 ثانية قوسية (GTOPO30) [9] ، ومجموعة بيانات الارتفاع من مهمة طوبوغرافيا الرادار (SRTM) [10] ، ومجموعة بيانات الارتفاع الوطنية من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS NED) [11] ، عالمي نموذج الارتفاع الرقمي (GDEM) [12] ، واكتشاف الضوء وتحديد المدى (LIDAR) [13] مجموعات بيانات الارتفاع. في الوقت الحاضر ، تختلف جودة بيانات الارتفاع المتاحة بسهولة حسب المصدر وتكنولوجيا الاستحواذ. يعتمد GTOPO30 على عدة مجموعات بيانات مصدر مختلفة وله دقة رأسية مطلقة متغيرة. إن فائدة GTOPO30 لاشتقاق ارتفاع الطريق أمر مشكوك فيه بسبب دقتها المنخفضة وعدم اليقين الرأسي المتأصل في مصادر بيانات الارتفاع المتعددة. تتوفر بيانات الارتفاع من SRTM بدقة 3 ثانية قوسية (حوالي 90 مترًا) مع تغطية عالمية بنسبة 80٪. تتوفر بيانات USGS NED في تباعد شبكي من ثانية قوسية واحدة (حوالي 30 مترًا) للولايات المتحدة الأمريكية المتاخمة ، وشبكات 1/3 و 1/9 ثانية قوسية (حوالي 10 و 3 أمتار ، على التوالي) لأجزاء من الأمة. تتوفر معظم بيانات USGS NED لألاسكا في تباعد شبكي مدته 2 ثانية (حوالي 60 مترًا) نظرًا لوجود بيانات مصدر دقة أقل فقط هناك. تعد بيانات GDEM أكثر مصادر بيانات الارتفاع التي يتم تغطيتها على نطاق واسع (من 83 درجة شمالاً إلى 83 درجة جنوباً ، وتغطي حوالي 99٪ من الكرة الأرضية) بدقة شبكة تبلغ 30 مترًا. وجدت دراسة الدقة الرأسية أن جذر متوسط ​​مربع الخطأ (RMSE) لبيانات GDEM يبلغ 8.68 مترًا عند مقارنته بـ 18000 نقطة تحكم جيوديسية في الولايات المتحدة الأمريكية [14]. تتوفر بيانات الارتفاع المشتقة من LIDAR لبعض الولايات الساحلية والدول الداخلية بدقة 1/9 قوس ثانية (حوالي 3 أمتار).

على الرغم من توفر العديد من مصادر بيانات الارتفاع بتكاليف منخفضة للغاية ، إلا أن طرق الحصول على بيانات ارتفاع الطرق العامة على نطاق واسع بناءً على هذه الموارد غير متوفرة حاليًا. مع أكثر من 200 مليون عملية تنزيل منذ إطلاقه في يونيو 2005 [15] ، تم التعرف مؤخرًا على Google Earth (GE) لقدرته على تحسين تصور ونشر البيانات العلمية بشكل ملحوظ [16-18]. يمكن الحصول على ارتفاع أي نقطة ، بما في ذلك الجسور متعددة الطبقات في بعض المناطق الحضرية ، باستخدام GE أو واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بها (API). حتى هذه اللحظة ، لم تكن Google على استعداد لإصدار معلومات مفصلة بشأن دقة الأرشيف ، على الرغم من أن بعض الأعمال البحثية السابقة قد عالجت هذه المشكلة على نطاق محدود. على سبيل المثال ، قام Potere [15] بتقييم دقة الموضع الأفقي لأرشيف صور GE. Benker et al. [19] اختبرت الدقة الموضعية الأفقية والعمودية لنموذج التضاريس GE في منطقة بيج بيند ، تكساس ، الولايات المتحدة الأمريكية. تهدف هذه الدراسة إلى إجراء تقييم شامل لدقة الارتفاع في جنرال إلكتريك في منطقة الولايات المتحدة الأمريكية المتجاورة لفحص ما إذا كانت بيانات الارتفاع الخاصة بشركة جنرال إلكتريك مصدرًا قيمًا لتطبيقات النقل ، ولتطوير طرق الحصول على بيانات الارتفاع والطرق العامة للطرق العامة من شركة جنرال إلكتريك.

تم تنظيم التذكير بهذه الورقة على النحو التالي: يصف القسم 2 طريقة الحصول على البيانات المجمعة لارتفاع الطريق والدرجة من GE ، بما في ذلك الطريق ذي المستوى الأدنى في أقسام الطرق متعددة الطبقات. يبحث القسم 3 في دقة ارتفاع GE من خلال مقارنة بيانات ارتفاع حقيقة الأرض من معايير GPS ومعالم الطرق. القسم 4 ينفذ ويتحقق من صحة طريقة استخراج ارتفاع الطريق المقترحة. يقدم القسم 5 الخاتمة والتوصيات للبحث المستقبلي.


استخدام إرشادات الآلة المؤتمتة في صناعة النقل (2018)

للأسف ، لا يمكن طباعة هذا الكتاب من OpenBook. إذا كنت بحاجة إلى طباعة صفحات من هذا الكتاب ، فإننا نوصي بتنزيله كملف PDF.

قم بزيارة NAP.edu/10766 للحصول على مزيد من المعلومات حول هذا الكتاب أو لشرائه مطبوعًا أو لتنزيله كملف PDF مجاني.

يوجد أدناه نص مقروء آليًا غير مصحح لهذا الفصل ، ويهدف إلى تزويد محركات البحث الخاصة بنا والمحركات الخارجية بنص غني جدًا وممثل للفصل يمكن البحث فيه لكل كتاب. نظرًا لأنها مادة غير مصححة ، يرجى اعتبار النص التالي بمثابة وكيل مفيد ولكنه غير كافٍ لصفحات الكتاب الموثوق.

NCHRP Project 10-77 67 الفصل 7: أفضل الممارسات لتطوير نموذج تصميم AMG أهمية النمذجة ثلاثية الأبعاد عند إنشاء مشروع باستخدام AMG ، تقارن آلات البناء موضع أدوات التعشيق الأرضية بالنموذج الإلكتروني ثلاثي الأبعاد (ثلاثي الأبعاد) الموجود في جهاز كمبيوتر على الجهاز. حتى عند تنفيذ أفضل الممارسات ، فإن معايرة معدات البناء وإجراء فحوصات ضمان / مراقبة الجودة لن تعوض عن مشاكل النموذج ثلاثي الأبعاد الإلكتروني. لذلك ، تعتبر هذه النماذج أساسية لنجاح AMG. يعد تطوير نماذج ثلاثية الأبعاد عالية الجودة تحديًا ، حيث يجب أن يكون البرنامج عالي القدرة ويتطلب تدريبًا كبيرًا. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يساهم عدد كبير من الخبراء من مختلف التخصصات (بما في ذلك المسح وتصميم المسار والمكونات الهيدروليكية) في إنتاج نموذج قابل للاستخدام. بسبب هذا التعاون المطلوب ، تتطلب النمذجة الجيدة التواصل والعمل الجماعي والصبر. على الرغم من أن التحديات كبيرة ، إلا أن المردود كبير. تعمل النماذج ثلاثية الأبعاد الجيدة على أكثر من مجرد التحكم في الأدوات الموجودة في آلات البناء. جلسات التنسيق التي يعرض فيها أعضاء الفريق النموذج بشكل ثلاثي الأبعاد تعطي فهماً أكبر للمشروع في سياق محيطه. يمكن أن تساعد جلسات المدخلات العامة الميسر على مواءمة توقعات أصحاب المصلحة من خلال السماح لهم بمشاهدة "الانتقال السريع" أو المحاكاة الافتراضية للنموذج ، مع استكمال حركات حركة المرور المحاكاة. يمكن أن تكون مفاوضات الاستحواذ على الأراضي أقل خصومة لأن البائع المحتمل سيفهم تأثير المشروع بشكل أفضل. يمكن للمقاول مراجعة مشاريع البناء الافتراضية وإثارة المشكلات قبل تعبئة المعدات وتضاعف تكلفة إجراء التغيير لاحقًا. يمكن للمقاولين أيضًا استخدام النموذج لحساب كميات الدفع الجزئي ومراقبة إنتاجية المعدات في الموقع. أخيرًا ، يمكن للمقاول أن يصبح عضوًا في فريق النمذجة عن طريق تحويل نموذج التصميم إلى نموذج مبني وربما إضافة بيانات مراقبة الجودة المشار إليها مكانيًا. يمكن استخدام النموذج المبني للتشغيل والصيانة ومشاريع البناء المستقبلية. التخطيط المبدئي لنمذجة فلسفة بناء نموذج ثلاثي الأبعاد من نوع BIM مع التخطيط السليم ، يمكن أن تعمل النماذج ثلاثية الأبعاد كمستودع لقاعدة بيانات للحصول على معلومات كاملة عن المشروع طوال عمر المشروع بأكمله. نظم معلومات البناء ، كما هو مستخدم في صناعة البناء الرأسية ، هي مثال على ذلك. والنتيجة هي نموذج ثلاثي الأبعاد يمثل واجهة مستخدم رسومية للمشروع ، والتي يمكن أيضًا فرزها والاستعلام عنها مثل قاعدة البيانات (Burgess 2010 Bernstein 2012). يمكن جلب هذه الفلسفة نفسها لمشاريع النقل. في ظل هذا النظام ، يتعاون جميع المشاركين في المشروع لبناء النموذج ، وإضافة البيانات والمعلومات ذات الصلة بطريقة مرتبطة مكانيًا بالنموذج ثلاثي الأبعاد. في مراحل المشروع المبكرة ، يمكن للمساحين المساهمة عن طريق إدخال نقاط التحكم ، و DTM قبل البناء ، ومعلومات تحديد المواقع لخصائص ما قبل البناء المختارة. يمكن لمصممي التصميم بعد ذلك إضافة محاذاة المسار والأسطح المقترحة التي يمكن تصنيفها حسب أنواع المواد التي يمثلونها. عندما يتم تحديد مواد البناء في النماذج ثلاثية الأبعاد ، يمكن جمع كمياتها تلقائيًا أثناء تصميم المشروع. بهذه الطريقة ، يمكن تطوير تقدير المالك للكميات بسرعة عند اكتمال التصميم. في نقاط مختلفة خلال مرحلة التصميم ، يمكن المساهمة بالمدخلات من أصحاب المصلحة الآخرين من خلال تطوير ومشاركة العروض والرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد الغنية بصريًا ، والتي توفر سياقًا للتصميم وعملية البناء المقترحة. بعد اكتمال نموذج التصميم ، يمكن للمُنشئ توثيق الارتفاعات المدمجة والإشارة إلى موقع ونتائج اختبارات مراقبة الجودة. يمكن لممثل المالك المساهمة في تحديد موقع ونتائج اختبارات ضمان الجودة والإشارة إلى التاريخ الذي تم فيه سداد الدفعات المرحلية لبنود العمل ، مع ملاحظة ما إذا تم حجب أي احتفاظ.

مشروع NCHRP 10-77 68 يمكن بعد ذلك تسليم النموذج إلى مجموعة تشغيل المرافق ، والتي يمكن أن تستخدم النموذج لأغراض إدارة الأصول ، مثل تسجيل أنشطة الصيانة ، وظروف المنشأة ، ومعلومات الأداء. يمكن أيضًا استخدام النموذج لتسجيل أحداث الحوادث وكأساس للتحسين الرأسمالي التالي في دورة الحياة المستقبلية. يتطلب تحقيق هذه الوظيفة العديد من التغييرات التكنولوجية والثقافية ، والتي من غير المحتمل أن تتحقق في المدى القريب. ومع ذلك ، في غضون ذلك ، يمكن تحقيق التحسينات باستخدام النموذج ، كما هو موضح سابقًا ، قدر الإمكان حاليًا. على سبيل المثال ، بدلاً من إعطاء معلومات الموقع في ملف نصي إلكتروني من الكود القياسي الأمريكي لتبادل المعلومات (ASCII) ، يمكن للمساحين بناء (وغالبًا ما يفعلون) التوصيف المسبق للبناء وتحديد موقع الميزات المحددة (بورغيس ، 2010). ستتاح الفرصة للمساحين للتحقق من عملهم من خلال مراجعة النموذج ثلاثي الأبعاد ، قبل تسليمه إلى فريق التصميم. على جانب البناء ، بدلاً من أن يقدم المالك مجموعة خطة ثنائية الأبعاد ، قد يتم تسليم النموذج ثلاثي الأبعاد إلى المقاول ، مع توقع أنه سيتم تفصيله وتحسينه لدرجة أنه يمكن تصديره للاستخدام في التحكم في الماكينة و أنشطة مراقبة الجودة. يمكن بعد ذلك مشاركة النموذج المحسن مرة أخرى مع المالك للسماح بالمراجعة وتسهيل أنشطة ضمان الجودة (QA). يستفيد جميع أصحاب المصلحة في المشروع لعدة أسباب: • ضياع الوقت والدقة مع كل عملية نقل للبيانات ، وبالتالي فإن مثل هذه العملية تلغي الحاجة إلى نقل البيانات. لتحقيق نجاح المشروع ، يخلق التدريب كتلة حرجة من المستخدمين الذين (1) على دراية ببرنامج النمذجة ، و (2) يتعاونون في المشروع حتى يتمكنوا من تقديم الدعم المتبادل في تعلم تطبيق (تطبيقات) نمذجة البرامج و تدريب المستخدمين عديمي الخبرة. تميل برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد إلى امتلاك قاعدة كبيرة نسبيًا من المستخدمين ، لذلك تميل برامج التدريب إلى أن تكون متطورة بشكل جيد ويتم تحديثها بشكل متكرر مع تحسين الوظائف وإصلاحات أكواد البرامج. اتخذ مطورو البرامج خطوات لتسهيل هذا التكامل من خلال التأكد من أن برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد الخاص بهم يمكنه نقل الملفات مباشرة إلى أجهزة المسح وتحديد المواقع التي توفرها جميع الشركات المصنعة الرئيسية الثلاثة: Leica Geosystems و Topcon Corp. و Trimble Navigation Limited. التحكم المكاني الكلي جزء مهم من عملية التخطيط هو تحديد كيفية توفير التحكم المكاني الشامل للمشروع. غالبًا ما يكون من المرغوب فيه بدء المشروع بمستوى التحكم المطلوب للبناء النهائي. متطلبات الدقة للبناء النهائي موضحة في الجدول 7-1. الجدول 7-1. الدقة المطلوبة للنمذجة (تايلور ، 2010) تصميم مكون طريق أفقي عمودي 0.04 قدم 0.01 قدم خندق 0.1 قدم 0.05 قدم لاحظ أنه ، للتأكد بشكل معقول من تحقيق الدقة أثناء البناء ، يجب بناء النموذج بمستوى أعلى من الدقة مما هو محدد في الطاولة. وذلك لأن بعض فقدان الدقة سيحدث حتمًا (في العمليات اللاحقة من تطوير النموذج السابق) ويجب على المصمم أن يقدم مخصصات معقولة لهذه الخسائر في الدقة. الجيوديسية أو الديكارتية بالنظر إلى التفكير العرضي والتفكير العالمي ، يفترض معظم الناس أن ارتفاع مستوى سطح البحر الصفري لمسح القياس سيتبع كرة. يتبع شكل يسمى الجيود ، والتي

يتكيف مشروع NCHRP 10-77 69 مع التغيرات في الجاذبية على أساس عالمي. ومع ذلك ، يفترض المصممون أن مشروعهم قائم على نظام إحداثيات ديكارتي ، حيث يوجد محور س وص (الاتجاهات إلى الشرق والشمال) ، والذي يصف المستوى الذي تم تصميم المشروع عليه. في ميل واحد ، تنطلق الطائرة بارتفاع عن سطح كروي مفترض بنحو 8 بوصات. لذلك ، من الواضح أن حل التحويل سيكون مطلوبًا لتعيين إحداثيات التصميم الديكارتية لمجموعة من الإحداثيات الكروية أو الجيوديسية للارتفاع. في هذه الحالات ، يجب استخدام المسح الجيوديسي لتعيين نقاط التحكم للمشروع ويجب معايرة النموذج لتلك النقاط قبل استخدامه للأنشطة الميدانية أثناء البناء (انظر الملحق أ). اعتبار آخر مهم هو ما إذا كان سيتم ربط مسح التحكم في المشروع بنظام إحداثيات مستوى الدولة المناسب. يوفر نظام الإحداثيات هذا طريقة لتعيين الاتجاهات الشمالية والشرقية المتوافقة مع تلك المعينة لمشاريع أخرى داخل منطقة نظام الإحداثيات. سيكون من الممكن بناء مشروع صغير له إحداثيات تنبع من تعسفي (0،0) ، في الركن الجنوبي الغربي من المشروع. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، لا يمكن أن يتناسب نموذج المشروع مع نموذج ثلاثي الأبعاد أكبر قد يمثل شبكة الطرق بأكملها لنصف حالة نظرًا لأنه يستخدم نظام إحداثيات محلي خاص بالمشروع. إذا كان سيتم الاحتفاظ بالنموذج لأغراض إدارة الأصول والعمليات ، بالإضافة إلى الإنشاءات المستقبلية في نفس المنطقة ، فيجب ربط النموذج بنظام إحداثيات مستوى الحالة الموجود في المنطقة (انظر الملحق أ). يجب ربط النماذج بنظام إحداثيات تحديد المواقع المستخدم لقواعد بيانات نظام المعلومات الجغرافية (GIS) داخل الولاية القضائية. نظرًا لأن أنظمة إدارة الأصول غالبًا ما تستخدم قواعد بيانات GIS ، فإن هذا التنسيق يسهل استخدام النموذج ثلاثي الأبعاد لأغراض إدارة الأصول بعد بناء مشروع البناء. نقل البيانات (المدخلات والمخرجات) يتمثل أحد الاعتبارات التخطيطية الأخرى للنمذجة ثلاثية الأبعاد في تحديد كيف ومتى سيتم نقل البيانات إلى النموذج وخارجه (تايلور ، 2010). تعتمد كمية البيانات التي يجب نقلها داخل وخارج البرامج المختلفة على عدة عوامل. إذا قام جميع أعضاء الفريق ، بما في ذلك أفراد البناء ، ببناء وتعديل النموذج بشكل تعاوني ، فسيتم تقليل كمية نقل البيانات داخل وخارج النموذج بشكل كبير. ومع ذلك ، يجب نقل طبوغرافيا ما قبل التشييد وبيانات موقع الميزة من معدات المسح إلى النموذج ، وسيتعين بعد ذلك تحويل النموذج إلى تنسيق يمكن قراءته بواسطة آلات البناء التي تنفذ AMG ، بالإضافة إلى معدات المسح يقوم بإجراء فحوصات ضمان الجودة / مراقبة الجودة. تشير نتائج المسح الذي تم إجراؤه لهذا المشروع إلى أن 75٪ من مصممي الوكالة يحصلون على معلومات المسح من مساحيهم على أنها DTMs ثلاثية الأبعاد. تظهر هذه النتائج أيضًا أن حوالي نصف المقاولين الذين يستخدمون AMG يتلقون EED من وكالة النقل. النصف الآخر يبدأ من الصفر لبناء DTM باستخدام خطط ثنائية الأبعاد فقط. عندما يتلقى المقاول رسومات ثنائية الأبعاد فقط من المالك ، يلزم بذل جهود مكثفة لإعداد البيانات ، حيث يجب على المقاول بشكل أساسي إعادة إنتاج النموذج ثلاثي الأبعاد الذي طوره المصمم نيابة عن مالك مرفق النقل. هذا يضيف جهدًا كبيرًا لسير العمل المطلوب (انظر الشكل 7-1).

مشروع NCHRP 10-77 70 تستعد الوكالة لرسومات الخطة ثنائية الأبعاد تكمل وكالة التصميم الإلكتروني ثلاثي الأبعاد للأرصفة التصميم الإنشائي لظروف الموقع مسح وزارة النقل / وكالة المقاول الحكومية تعد رسومات خطة ثنائية الأبعاد نموذج ثلاثي الأبعاد مقدم رسومات ثنائية الأبعاد يقوم المقاول بإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد لمقاول AMG يستخدم نموذج ثلاثي الأبعاد لـ اكتمل تصميم AMG وآلية التعاقد 3D M od el Road متطلبات (الحجم ، والموقع ، و ESALs ، وما إلى ذلك) وتحديد أولويات أمبير الشكل 7-1. أفاد مقاولو نقل البيانات ثنائية الأبعاد مقابل ثلاثية الأبعاد (من خلال الاستطلاع الخاص بهم) بمجموعة واسعة من التكاليف لتطوير مصفوفة تتبع الحركة: من 150 دولارًا إلى 2500 دولار لكل ميل أيضًا ، تم ذكر 750 دولارًا لكل فدان. في بعض الحالات ، تزود الوكالات المتعاقدة المقاولين بنسخ إلكترونية من الخطط ثنائية الأبعاد ، والتي يمكن أن توفر الوقت في جهود تطوير النموذج الخاصة بهم. ومع ذلك ، فإن مقدار الوقت المطلوب للمقاول لإجراء التحويل باستخدام هذا المورد يمكن أن يختلف أيضًا بشكل كبير. في بعض الحالات ، تكون الخطوط الكنتورية كائنات ذكية لها ارتفاعات ومستمرة طوال المشروع. في حالات أخرى ، تكون الخطوط الكنتورية مجرد خطوط خطية ، بدون ذكاء. في بعض الأحيان يمكن أن توجد فجوات وتداخلات مجهرية في الخطوط الكنتورية التي ستخلق صعوبات في DTM. في حالة وجود مثل هذه الشروط ، يجب على المقاول تعيين ارتفاعات الخطوط الكنتورية يدويًا وإصلاح الفجوات والتداخلات باستخدام تطبيق (تطبيقات) برامج النمذجة. إذا كان إعداد البيانات مطلوبًا ، يكون للمقاول خيار أداء العمل داخليًا أو التعاقد معه. يتمتع المقاولون الذين يختارون الاحتفاظ بعمل النمذجة داخل الشركة بمزيد من التحكم في العمل ، ومن المرجح أن يكون الشخص الذي يقوم بالعمل أكثر اندماجًا في سير عمل المقاول. ومع ذلك ، يجب على المقاول مساعدة هذا الشخص في الحفاظ على خبرته مع تغير تطبيقات البرامج والأجهزة وتحسينها. إذا لم يقم المصمم المعين بعمل إعداد البيانات من قبل ، فإن منحنى التعلم (اكتساب الخبرة لإنتاج نماذج لتنفيذ AMG) يكون كبيرًا. يكون هذا صعبًا بشكل خاص إذا تعذر تكريس الأدوار بدوام كامل لجهود إعداد البيانات (Burgess ، 2010). يمكن أيضًا الاستعانة بمصادر خارجية لأعمال إعداد البيانات. على الرغم من أن المقاول يفقد بعض التحكم في الجدول الزمني لمنظمة خارجية ، إلا أن موظفي الاستعانة بمصادر خارجية عادة ما يتخصصون في أعمال إعداد البيانات ويقومون بذلك بدوام كامل لذلك ، فإنهم يتمتعون بمستوى أعلى من الألفة والخبرة الحديثة ولا يخضعون لبدء التشغيل البطيء أثناء صعودهم منحنى التعلم (بيرجس ، 2010). من المرجح أن يقوم المتصلون بالاستعانة بمصادر خارجية لإعداد البيانات إذا لم يكن لديهم ما يكفي من أعمال النمذجة لدعم دور وظيفي مخصص. ومع ذلك ، إذا تمكن المقاول من إبقاء الشخص مشغولاً بإعداد البيانات بدوام كامل تقريبًا ، فمن المرجح أن يكون الحفاظ على العمل داخل الشركة أكثر فعالية من حيث التكلفة. اختيار التكنولوجيا لجمع البيانات المكانية للتضاريس والميزات الموجودة يمكن جمع بيانات التضاريس والميزات الحالية باستخدام نفس تقنيات المسح المستخدمة في التصميم التقليدي ثنائي الأبعاد ، مثل المسح البصري التقليدي والمحطات الإجمالية الآلية وطرق القياس التصويري. يمكن أيضًا استخدام مركبات GPS الجوالة ، خاصة للحصول على التضاريس الموجودة. LIDAR هو نظام ليزر مسح ضوئي متنقل أصبح أكثر شيوعًا أيضًا ، ويمكن أن يكون طريقة فعالة للحصول على بيانات ارتفاع المبنى ، مثل الهندسة المبنية للجسور الحالية ، وارتفاعات الخلوص (لخطوط الطاقة والجسور) والتضاريس لمناطق الانهيارات الأرضية. قد تكون بيانات الارتفاع الخاصة بالمباني مهمة بشكل خاص إذا كان

NCHRP Project 10-77 71 سيتم تضمين المباني في نموذج ثلاثي الأبعاد لتوفير سياق لمراجعات التصميم المفاهيمي والعروض التقديمية العامة. أشارت نتائج مسح 2010 لهذا المشروع إلى أن طريقة التجميع الطبوغرافي التصويري كانت الأكثر انتشارًا بالنسبة لوكالات النقل ، تليها RTK GPS ومسح المحطة الكلية اعتبارًا من الانتهاء من كتابة هذا التقرير (2017) ، قد يكون ترتيب الانتشار قد تغير بعض الولايات القضائية قاموا بالفعل بجمع المعلومات وتخزينها في قواعد بيانات نظم المعلومات الجغرافية. تتضمن البيانات ذات الأهمية المحتملة لمصمم النماذج ثلاثية الأبعاد مواقع الميزات و DEMs. في بعض الحالات ، يمكن استخدام هذه المعلومات دون بذل جهد منفصل لجمع البيانات. ومع ذلك ، من المهم التحقق من دقة هذا المرجع الجغرافي للتأكد من أنه يلبي احتياجات المشروع (Hixson 2010). يتمثل أحد التحديات التي تواجه التغيير السريع في إنشاء AMG في أن أطقم المسح تعمل في بعض الأحيان قبل عدة أشهر أو حتى سنوات مقدمًا عند قيامهم بجمع بيانات ما قبل البناء. إذا تم جمع بيانات المسح باستخدام نهج الخط المركزي والمقطع العرضي ، فلن يكون لها كثافة كافية لجعلها مناسبة لبناء AMG. يجب "مسح" البيانات التي تم جمعها باستخدام طرق لا تلبي احتياجات إنشاء AMG من النظام ، قبل استخدام AMG. من الصعب معرفة ما إذا كانت DTMs للبناء المسبق قد تم تطويرها باستخدام البيانات التي تم جمعها بشكل صحيح. من الممكن أيضًا تطوير مصفوفة تتبع الحركة من مسح مركزي ومقطع عرضي. على الرغم من أنه قد يبدو مناسبًا لنموذج ثلاثي الأبعاد سيتم استخدامه لـ AMG ، فقد تنشأ صعوبات عند بدء البناء ، خاصة في المناطق التي تلتقي فيها بيانات السطح الجديدة بسطح البناء المسبق (خط الوسط والمقطع العرضي) (انظر الملحق أ). ضع في اعتبارك المفاضلات بين دقة النموذج والحجم التي يجب أخذها في الاعتبار ، خاصة إذا كانت النماذج ثلاثية الأبعاد ستُستخدم للتصور عندما تكون هناك حاجة إلى مستوى عالٍ من الواقعية. النماذج عالية الدقة المطلوبة للرصف ليست مطلوبة عادة ، على سبيل المثال ، للتصور في اجتماع عام. ومع ذلك ، إذا كان النموذج مخصصًا للبناء ، فإن الدقة العالية مطلوبة. نظرًا لأن التصور غالبًا ما يكون ضروريًا في وقت مبكر من المشروع للحصول على موافقة أصحاب المصلحة ، فمن المغري استخدام معلومات تحديد المواقع منخفضة الجودة لتسريع تطوير النموذج ثلاثي الأبعاد.ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي مثل هذا الإجراء إلى الأسف ، لأنه من الصعب تعديل نموذج بإحداثيات جيدة لتحديد المواقع ثلاثية الأبعاد بعد بدئه بدونها. عادة ما يكون من الأفضل البدء بمستوى الدقة المطلوب للمشروع بأكمله ، على الرغم من الحاجة إلى استثمار جهد أكبر مقدمًا. بديل لهذه المعضلة ، إذا كانت هناك حاجة إلى تصور ثلاثي الأبعاد بسرعة ، في بداية المشروع ، هو تطوير نموذج منفصل باستخدام برنامج يساعد في تسريع تطوير نموذج للتصور بشكل أساسي ، بدلاً من الدقة على مستوى البناء. كمثال ، تقوم Iowa DOT بتطوير نماذج تصور ثلاثية الأبعاد للجسور الحساسة للسياق باستخدام SketchUp. يتطلب المشروع النموذجي أسبوعًا واحدًا فقط من وقت الموظف لتطوير نماذج إلكترونية ثلاثية الأبعاد للعروض التقديمية لأصحاب المصلحة. تتمثل إحدى ميزات النمذجة ثلاثية الأبعاد في أن فريق التصميم والخبراء الآخرين داخل الوكالة يمكنهم مراجعة التصميم ثلاثي الأبعاد في مراحل نموذجية في عملية تطوير التصميم ، مثل 10٪ و 35٪ و 90٪. في بعض الحالات ، تكون العملية أكثر فعالية إذا كان النموذج الغني بصريًا يوفر سياقًا للمشروع المقترح ومحيطه. علاوة على ذلك ، يمكن تحسين عملية المراجعة من خلال إجراء تغييرات سريعة على العناصر الأساسية للتصميم ، مثل محاذاة ودرجة المسار الأساسي ، والسماح للمجموعة بالنظر إلى النتائج بشكل ثلاثي الأبعاد والتوصل إلى اتفاق بشأن الأفضل. لبديل. على سبيل المثال ، يمكن معالجة نموذج ثلاثي الأبعاد بدقة على مستوى AMG في تنسيق يسمح لفريق المراجعة بمشاهدة محاكاة للواقع الافتراضي ، حيث يمكن لأعضاء الفريق تحديد مكان "القيادة" داخل النموذج أثناء الاجتماع. استنادًا إلى محرك الأقراص الظاهري ، يمكنهم التفكير في خمسة محاذاة بديلة للخطوط الرئيسية ، وتغيير النموذج بشكل مناسب لكل بديل ، ثم حفظ النتيجة. في نهاية الجلسة ، يتم اختيار بديل ليكون التصميم المفضل. وتجدر الإشارة إلى أنه إذا كانت التصورات الثرية بالسياق ستشكل جزءًا مهمًا من عملية نمذجة الوكالة ، فيجب التفكير مليًا في اختيار الأجهزة والبرامج وفي وضع خطط لإمكانية التشغيل البيني والاستبدال (Hixson ، 2010).

NCHRP Project 10-77 72 الإجراء العام لتطوير النماذج إن التطوير الفعلي لنموذج التصميم ثلاثي الأبعاد هو عملية متعددة الخطوات ويتم تلخيص العملية في الشكل 6-2 ، بناءً على معلومات من تايلور (2010). يمكن أن تختلف الخطوات اعتمادًا على الوكالة وبرنامج النمذجة المستخدم. من المتوقع أن يتغير سير العمل مع تحسين التطبيقات البرمجية وتعديلها. قد يتم دمج بعض الخطوات الموضحة أدناه مع خطوات أخرى ، أو تصبح غير ضرورية ، مع زيادة إمكانات البرامج. أيضًا ، قد تتطلب بعض الخطوات عدة تكرارات حيث يتم استكشاف البدائل وإجراء التعديلات. الشكل 7-2. مخطط انسيابي لإجراء تطوير نموذج ثلاثي الأبعاد

NCHRP Project 10-77 73 معايير CAD المرجعية في بداية عملية النمذجة ، يجب الإشارة إلى معايير التصميم بمساعدة الكمبيوتر للوكالة. عادة ما يتم تضمين بروتوكولات الطبقات في معايير التصميم هذه. تسمح الطبقات للمصممين بفصل عناصر التصميم المختلفة ، بحيث يمكن التعامل معها بشكل مستقل ، وبالتالي يمكن قلبها "فوق" و "إيقاف" عند عرض النموذج. يتجنب هذا الفصل الفوضى المرئية ويسمح لأعضاء الفريق بالتركيز على مهمتهم ، مع إدراك السياق الأكبر للمشروع وأنشطة زملائهم. أدرج Burgess (2010) ما يلي كعناوين نموذجية لطبقة CAD - السطح النهائي - الصرف - الأعمال الترابية (الممر) - المحاذاة - خريطة القطعة - السطح الأصلي في بعض الحالات ، قد يكون من المرغوب فيه لتتبع كل طبقة من المواد بشكل منفصل في نظام الرصف. عند القيام بذلك ، يمكن تجميع كميات منفصلة لكل مادة ويمكن للمقاول استخدام السطح الإلكتروني لتوفير التحكم في درجة كل مادة دون الحاجة إلى تعويض الارتفاع النهائي. في حالة استخدام مثل هذا المخطط ، يمكن أن تتضمن الطبقات أيضًا: "كل طبقة أساسية وطبقة أساسية" ، يسهل بروتوكول "التقليل من الطبقة القياسية" الاستخدام المشترك للنموذج. (انظر الملحق أ). إضافة محاذاة أفقية ورأسية تم الانتهاء من مراجعة مصفوفة تتبع الحركة ووضع استراتيجيات لإضافة محاذاة أفقية ورأسية. في بعض الحالات ، يتم اقتراح عدة محاذاة بديلة وتحليلها بهدف اختيار الأفضل للمشروع. إنشاء أقسام نموذجية من القوالب توفر الأقسام والقوالب النموذجية عرضًا مقطعيًا للمحاذاة المتعامدة مع خط الوسط. في هذه الخطوة ، يتم تحديدها وتطبيقها على محاذاة المسار. يُطلق على موقع هذه العناصر عند عرضها في الخطة اسم خط النمط. بينما يتم تقديم المنحنيات الرأسية والأفقية كمنحنيات فعلية على خطوط المسح الرئيسية ، يتم تقديمها كأوتار على السطح المقترح بين خطوط النمط. لذلك ، تعد كثافة خطوط النمط اعتبارًا مهمًا لضمان الدقة الكافية. عادة ما يتم وضع خطوط النمط على فترات منتظمة وفي مواقع مهمة ، مثل بدايات ونهايات المنحنيات ، الارتفاعات الفائقة ، التقاطعات ، اتساع وتضييق الانتقالات. يتم توفير إرشادات لخط النمط = التباعد على التصميمات المخصصة لاستخدام AMG في الجدول 7-2. لاحظ أن هذه الإرشادات قد تحتاج إلى تعديل بناءً على موقع النموذج. قد يكون من الضروري زيادة التكثيف بالقرب من التقاطعات والأجزاء الأخرى غير المعتادة من المحاذاة. يجب توصيل نقاط الانعطاف في القوالب المجاورة بخطوط الفصل لضمان تقديم الانعطاف بشكل مناسب في النموذج ثلاثي الأبعاد. تتوفر أيضًا طريقة تعتمد على المعادلة لتحديد الحد الأدنى من كثافة البيانات المطلوبة (أو الحد الأقصى لطول مقطع الخط) لتصوير المنحنيات بدقة (كل من المنحنيات الأفقية والمنحنيات الرأسية المتساوية المماس) داخل نموذج السطح. تم تقديم ثلاث طرق في ورقة Vonderohe and Hollister (2013). أحد الأساليب هو "الأولوية" التي تحسب الحد الأقصى لكثافة البيانات المطلوبة بناءً على سرعة التصميم. الطريقة الثانية هي استخدام عامل التشغيل في تطبيق برمجي للتصميم بحيث تختلف كثافة البيانات على طول المقطع اعتمادًا على معلمات كل منحنى فردي. النهج الثالث نقي

NCHRP Project 10-77 74 نهج حدودي مفتوح للتغييرات المستقبلية الموصى بها من AASHTO لقيم عامل الاحتكاك الجانبي المسموح به ، وقت رد فعل السائق ، تباطؤ الكبح ، ارتفاع عين السائق ، ارتفاع الجسم ، ارتفاع المصباح الأمامي ، وزاوية ميل القمة من شعاع المصباح (Vonderohe and Hollister 2013). يتم إعطاء المعادلات تحت كل نهج لحساب أقصى طول لقطعة الخط لثلاثة أنواع من المنحنيات (المنحنيات الأفقية ، والمنحنيات الرأسية للقمة ، والمنحنيات الرأسية المتدلية). الجدول 7-2. تباعد خط النمط الموصى به (تايلور ، 2010) تباعد خط النمط الأفقي نصف القطر الرأسي K القيمة 10 أقدام و 300 قدم والظل 13 و 5 أقدام و 75 قدمًا و 300 قدم و 6 و 13 قدمًا و 75 قدمًا لتر 6 إنشاء نموذج سطح التصميم بعد ربط القوالب بخطوط ملف تعريف المسار المختلفة ، يمكن لبرنامج النمذجة إنشاء نموذج سطح تصميم. تحقق من سطح التصميم يجب على فريق التصميم الآن فحص سطح التصميم بحثًا عن الأخطاء من خلال تصورها في صورة ثلاثية الأبعاد. إذا كانت التعديلات ضرورية ، يمكن توفير وقت طويل عند استخدام برامج متقدمة مع كائنات ذكية. على سبيل المثال ، إذا كان يجب إجراء تعديل على درجة ملف التعريف ، فإن المقاطع العرضية الذكية ستتحرك مع درجة الملف الشخصي وتضبط نفسها لتلائم الظروف الجديدة. هذا يمنع المصمم من الرجوع وضبط كل مقطع عرضي على حدة (Burgess ، 2010). دمج سطح التصميم وسطح الإنشاء المسبق عند دمج التصميم والأسطح الحالية ، يمكن تحديد حدود تحريك التربة ، بالإضافة إلى مواقع المنحدرات الافتراضية المقترحة. عند مراجعة هذا الجانب من النموذج ، يجب الانتباه إلى موقع خطوط الفاصل عند الانتقالات من القطع إلى التعبئة. إجراء التصميم اليدوي اللازم في المناطق المعقدة قد يكون بعض التصميم اليدوي ضروريًا في المواقع المعقدة ، مثل التقاطعات والخنادق الخاصة ومداخل ومخارج المجاري. ستعتمد الجهود المطلوبة لمثل هذه التصاميم على ذكاء كائنات النمذجة ، فضلاً عن مدى تعقيد الموقف. عندما تصبح البرامج أكثر قدرة ، ستكون هناك حاجة إلى جهد أقل. قد يعتمد مقدار التصميم اليدوي جزئيًا على سياسة الوكالة حول مكان بدء التصميم والتفاصيل. من المرغوب فيه التواصل مع المقاول بشأن المناطق التي لم يتم تصميمها بشكل كامل ، لأنه سيسمح للمقاول بالتخطيط لضرورة وتكلفة تفاصيل هذه المناطق (تايلور ، 2010). إجراء مراجعة قابلية البناء يجب إجراء فحص نهائي للأخطاء وقابلية الإنشاء في النهاية. أشارت نتائج المسح الخاص بهذا المشروع البحثي إلى أن مثل هذه الجهود في الفحص هي استثمار مفيد ، حيث أفادت غالبية واضحة من المستجيبين للوكالة أن مثل هذه الفحوصات تكشف أخطاء التصميم قبل الإنشاء. بالإضافة إلى ذلك ، يجب التخطيط لوقت إضافي للموظفين لهذا النشاط ، حيث أفاد المشاركون في الاستطلاع أن مراجعات التصميم ثلاثي الأبعاد تستغرق وقتًا أطول من مراجعات التصميم ثنائية الأبعاد.

NCHRP Project 10-77 75 إنشاء الملفات النهائية بعد اكتمال مراجعة قابلية الإنشاء وإجراء التعديلات ، يجب تنفيذ العملية بحيث يتم تعيين النموذج كنموذج التصميم النهائي. في بعض الحالات ، قد يتطلب ذلك تطبيق التوقيع الرقمي لمصمم السجل. ومع ذلك ، في كثير من الحالات ، سيتم تنفيذ عملية لاستخراج الخطة ثنائية الأبعاد ، والملف الشخصي ، والمقطع العرضي ، ووجهات النظر التفصيلية ، بحيث يمكن تمثيل القصد من النموذج من خلال مجموعة خطط ثنائية الأبعاد تقليدية. في مثل هذه الحالة ، يمكن لمصمم السجل التوقيع على مجموعة الخطة ثنائية الأبعاد ، إما في نسخة ورقية أو إلكترونيًا. اعتبارات خاصة للنموذج ثلاثي الأبعاد تتطلب التصميمات ثلاثية الأبعاد لمرافق النقل لـ AMG اعتبارات خاصة. الفهم المسبق للدرجة المطلوبة من الدقة والدقة مطلوب لعملية فعالة. العودة إلى طرق البناء التقليدية. بشكل عام ، مقارنةً بالبناء التقليدي ، ستكون هناك حاجة إلى المزيد من خطوط الأنماط لدعم AMG ، لأن الماكينة ستتطلب تعليمات دقيقة حول كيفية التدرج في قمم القطع ، وأصابع المنحدرات ، والقطع لملء التحولات ، وأي تغييرات في انحناء المسار أو الارتفاع الفائق أو العرض. عندما تكون AMG قيد الاستخدام ، لن يكون المشغل قادرًا على "النظر في" محاذاة هذه الميزات ، كما كان يمكن أن يحدث عندما تم وضع المهمة مع الرهانات التقليدية. في بعض الحالات ، قد لا يقوم المصمم بتفصيل المناطق المعقدة بشكل كامل مع توقع أن المقاول سوف يستشير الرسومات القياسية أو مصادر أخرى لتوفير التفاصيل المتبقية الضرورية. إذا تم ذلك ، يجب تحديد هذه المناطق بوضوح. نظرًا لأن التطبيقات البرمجية أصبحت أكثر قدرة ، فمن المتوقع أن تتضاءل هذه الممارسة. يمكن لتقنيات النمذجة التي تسهل AMG أيضًا تسهيل التصميم وإعادة الظهور والاستعادة وإعادة التأهيل (3R) المشاريع. تسمح تقنيات جمع البيانات الجديدة للمصممين بقياس ارتفاع ومواءمة الأسطح التي سيتم إعادة تأهيلها بكفاءة ودقة أكبر مقارنة بالأنظمة السابقة. باستخدام هذه المعلومات ، يمكن تطوير تصميم السطح الجديد لتوفير ارتفاع ومحاذاة محددين مسبقًا يتناسبان مع الأسطح الحالية ويحسنان جودة الركوب. ثم يمكن وضع تقديرات دقيقة لاحتياجات المواد بشكل مسبق ، إذا لم تحدث تغييرات على السطح الأصلي بين الأوقات التي يتم فيها جمع البيانات ووقت حدوث البناء. عندما يتم نقل النموذج إلى المقاول للتفاصيل النهائية أثناء عملية إعداد البيانات ، يظل المصمم الأصلي عادةً مهندس السجل إذا كان يجب أن يطلب المقاول أي تغييرات في التصميم وينفذها المصمم. في كثير من الأحيان ، يتم استخراج مجموعة من الخطط ثنائية الأبعاد من النموذج ثلاثي الأبعاد وتكون بمثابة مستند تسجيل. على سبيل المجاملة ، يمكن للوكالة أن تمنح المتعاقد حق الوصول إلى النموذج ثلاثي الأبعاد ، بحيث يمكن تفصيله ضمن القصد من التصميم وتحويله إلى ملفات للتحكم في الماكينة. عادةً ما يتم التوقيع على تنازل من قبل المقاول للإقرار بأن النموذج ثلاثي الأبعاد مقدم للعلم فقط وليس السجل القانوني للتصميم. طورت ولايات قضائية أخرى مخططات لختم وحفظ نسخة إلكترونية قياسية من النموذج ثلاثي الأبعاد الذي يشكل التصميم الذي أشرف عليه مهندس محترف. يمكن إجراء مقارنات بين نسخة السجل والنماذج التفصيلية اللاحقة لاكتشاف ما كان جزءًا من التصميم الأصلي والتفاصيل والتنسيق الذي تمت إضافته لاستخدام التحكم في الماكينة. في كثير من الحالات ، كان على المقاولين تطوير نماذج ثلاثية الأبعاد كاملة من المخططات الورقية ، لأنه لا يمكن حل المشكلات. مع اكتساب الخبرة ، تم تطوير بروتوكولات لنقل نموذج ثلاثي الأبعاد إلكتروني إلى المقاول لتفاصيله والتي حلت العديد من هذه المشكلات. قدم الاستطلاع الذي تم إجراؤه لهذا المشروع بعض الأفكار حول الممارسات الحالية. من بين المستجيبين للمشتريات في الوكالات الذين يتبادلون EED مع المقاولين ، أفاد نصفهم تقريبًا أن المسؤولية الأساسية عن إنشاء مصفوفة تتبع النزوح تقع على عاتق الوكالة ، وأشار النصف الآخر إلى أن المسؤولية تقع على عاتق المقاول. ومع ذلك ، أفادت أغلبية واضحة من المستجيبين للمشتريات بالوكالة أن ضمان المالك للخطط القابلة للإنشاء هو لرسومات ثنائية الأبعاد "مختومة" فقط. بعد الإعلان عن التصميم "المقصود" ، يجب على المقاولين في كثير من الأحيان تطوير أو إنشاء مزيد من التفاصيل لبناء مشروع. يتم إبلاغ هذه التفاصيل إلى المالك والمصمم في شكل متجر

مشروع NCHRP 10-77 76 رسومات. يتم فحص المخططات التنفيذية من قبل الوكالة أو المصمم وإعادتها ، مع ملاحظة أي استثناءات يتخذها المراجع. عندما ينتهي المقاول من بناء المرفق ، يتم تقديم رسومات مدمجة توضح بالضبط كيف حقق المقاول هدف التصميم. يمكن توقع التقديمات الطبيعية من المقاولين الذين طوروا خلال مرحلة إعداد البيانات نسخة مفصلة من النموذج ثلاثي الأبعاد. من خلال مراجعة نموذج المقاول ، سيكتسب موظفو الوكالة المعرفة حول ما هو مهم للمقاولين بالنسبة للنماذج ثلاثية الأبعاد وتقديم ملاحظات حول الانحرافات المحتملة عن نية التصميم التي تتضمن الأسطح الحالية والمقترحة. في بعض الحالات ، قد تتطلب التغييرات التي يقترحها المقاول أو التناقضات الملحوظة مراجعة نقاط الالتقاط وأدوات الربط. سيكون لنموذج المقاول فائدة إضافية في تسهيل عمليات التفتيش. على أي حال ، سيكون من المفيد للوكالة الحصول على نسخة من النموذج ثلاثي الأبعاد الذي يستخدمه موظفو المقاول لتسهيل أنشطة ضمان الجودة. ومع ذلك ، فإن الردود على المسح لهذا التحقيق من موظفي المشتريات بالوكالة أشارت إلى أن الغالبية الواضحة من المفتشين الميدانيين لا يمكنهم الوصول إلى مصفوفة تتبع النزوح. حتى كتابة هذه السطور ، لم يتم تطوير بروتوكول قياسي وطني للتعامل مع مثل هذه التفاعلات. ومع ذلك ، أظهر المسح الخاص بهذا المشروع أيضًا أن أكثر من نصف المقاولين المستجيبين يشاركون حاليًا نسختهم المبنية من النموذج إلى الوكالة. يعرف أحد المؤلفين المشاركين مقاولًا واحدًا على الأقل يقارن نموذج الوكالة المتعاقدة إلكترونيًا بنموذجها ويخطر الوكالة المتعاقدة بأي تناقضات لا يستطيع المقاول حلها. كما ذكرنا من قبل ، النموذج الذي تم تطويره من قبل الوكالة أو بالنيابة عنها يحتاج إلى التحقق منه أثناء عملية التصميم. بالمقارنة مع النمذجة غير AMG ، يجب السماح بوقت إضافي لفحوصات نموذج QA / QC 3D عند التفكير في إنشاء AMG. يجب إجراء المزيد من عمليات التحقق بين خطوط النموذج للتأكد من أن التقريب المتناغم بين خطوط النمط لا يتباعد كثيرًا عن التوقع المنحني. يجب الانتباه إلى الانقطاعات المحتملة في الأسطح. غالبًا ما تكون هذه الانقطاعات واضحة ، لأنها تظهر على شكل مسامير طويلة أو ثقوب عميقة في النموذج ثلاثي الأبعاد المرئي. ومع ذلك ، ينبغي توخي الحذر أثناء عملية المراجعة ، لأن العلامات التي تشير إلى احتمال وجود مثل هذه المشكلة قد تكون أكثر دقة من تلك التي تم ذكرها للتو. QA / QC للنمذجة ثلاثية الأبعاد التي سيتم استخدامها لـ AMG هي منطقة أخرى لا توجد لها معايير وطنية ، وسيكون من المرغوب فيه تطوير مثل هذه المعايير. بالنسبة للوكالة ، إذا كان تنفيذ AMG يتطلب التبديل من النمذجة ثنائية الأبعاد إلى النماذج ثلاثية الأبعاد ، فسيكون من الضروري إجراء تعديل كبير لسير العمل والتوقعات. ومع ذلك ، ستتبع فائدة كبيرة من حيث عدد أقل من أخطاء التصميم ، نظرًا لتصور أفضل ، وفهم أفضل لأصحاب المصلحة للمشروع ، وكفاءة أكبر ، وتكلفة أقل للبناء ، وإعادة العمل ، و / أو إعادة التصميم. Vonderohe et al. يقدم (2010) مثالاً على كيفية تخطيط Wisconsin DOT للتبديل من النمذجة ثنائية الأبعاد إلى ثلاثية الأبعاد ، وقد يكون هذا الوصف مفيدًا للوكالات التي تخطط لمثل هذا التغيير. بعض الأسئلة التي سيتعين الإجابة عليها في النهاية هي كما يلي: في أي مستوى من التطوير يجب أن تتم مراجعات المصمم وأصحاب المصلحة للنماذج ثلاثية الأبعاد؟ هل يجب أن تكون المراجعة عند 35٪ من تطوير التصميم؟ إذا كان 35٪ هو المستوى الصحيح للتطوير ، فما هي خصائص النموذج الذي يتم تطوير تصميمه بنسبة 35٪ ، حتى يتمكن المصممون والمديرون من إدراك أن وقت المراجعة قد حان؟ (مانور وآخرون ، 2010). استخدام المقاول للنمذجة ثلاثية الأبعاد وفقًا لمسح هذا المشروع ، في مشاريع D-B-B ، إذا تلقى المقاول نموذجًا إلكترونيًا ثلاثي الأبعاد من الوكالة ، فإن الوقت الأرجح لحدوث ذلك هو في اجتماع ما قبل البناء أو قريبًا منه. ومع ذلك ، بناءً على التعليقات الواردة من الاستطلاع ، يبدو أنه في المستقبل ، تخطط معظم الوكالات لتقديم النموذج في مرحلة ما قبل العطاءات للمشاريع. عندما يتم مشاركة النماذج ثلاثية الأبعاد مع المقاولين من قبل الوكالات ، فإن الأغلبية الواضحة تشارك النماذج التي تم استخدامها لتطوير مستندات العقد على أساس "كما هو". عادة لا يتم توفير تحسينات لـ AMG. تنسيقات البيانات الأكثر شيوعًا لهذا التبادل هي .dtm ، متبوعة بـ .tin ، متبوعة بـ ttm (بهذا الترتيب ، تنازليًا). في حالة مشاركة أجزاء فقط من النموذج ، يتم توفير بيانات محاذاة المسار في أغلب الأحيان. بعد أن يتلقى المقاول نموذجًا ثلاثي الأبعاد من وكالة أو مصمم ، فإن الجهد المطلوب لذلك

يقوم NCHRP Project 10-77 77 بتنفيذ مهام إعداد البيانات وإنشاء ملفات توجيه الجهاز من النموذج سيختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على البيانات المقدمة وموارد المقاول. بشكل عام ، يبدأ معظم المقاولين العملية بمراجعة النموذج ثلاثي الأبعاد ومعرفة الطبقات ذات الصلة باحتياجاتهم. عادة ما يرغب المقاول في الحصول على DTMs للأسطح الأصلية والمقترحة.إذا كان DTM متاحًا لكل طبقة من السطح المقترح ، مثل الجزء العلوي من الطبقة السفلية وأعلى القاعدة وغيرها ، فقد يختار المقاول طبقات لتلك الأسطح أيضًا. أيضًا ، سيكون ملف العمل الخطي الذي يوضح تكوين منشأة النقل قيد الإنشاء مفيدًا. سيتم استخدام DTMs لتحديد السطح المقترح لجهود النمذجة للمقاول. يوفر الفرق بين الأسطح الحالية والمقترحة تقديرًا للحجم. سيتم استخدام ملف الخطوط الخطية لتوفير سياق على شاشات الكمبيوتر لمشغلي الماكينة والموظفين الآخرين ، فيما يتعلق بالمرافق الحالية والمقترحة. على سبيل المثال ، قد يكون من الأكثر فاعلية أن تعمل الآلة بالتوازي مع خط الرصيف. في هذه الحالة ، يمكن للمشغل أن يجد خط الرصيف في شاشة كمبيوتر الجهاز ثم يتبعه عن طريق تشغيل الجهاز بحيث يعمل الجهاز الظاهري في الشاشة بالتوازي مع خط الرصيف. بعد تحديد الطبقات المناسبة ، من المرجح أن يقوم المقاول بحذف جميع الطبقات الأخرى للحد من متطلبات ذاكرة الكمبيوتر وتقليل احتمالية حدوث ارتباك مرئي أو العمل على الطبقة الخاطئة. في هذه المرحلة ، سيقوم المقاول بفحص النموذج ثلاثي الأبعاد - لتكبير حجم المشروع والبحث عن فترات التوقف. بعد هذه الخطوة ، سيقوم المقاول بإضافة التفاصيل وإجراء التصحيحات عند الضرورة. بعد ذلك ، سيتم تحويل الملف إلى تنسيق التحكم في الماكينة وتوزيعه على الآلات وأجهزة تحديد المواقع QA / QC. أكثر الظروف استهلاكا للوقت هي عندما تتوفر فقط الخطة والملف الشخصي والعروض المقطعية للمنشأة. في هذه الحالة ، سيتعين على المقاول تطوير مصفوفة تتبع الحركة (DTM) بالكامل من الصفر ، ولكن على عكس المصمم ، لن يُطلب من المقاول إنشاء بدائل والاختيار من الأفضل. بدلاً من ذلك ، يمكن للمقاول التركيز على إعادة إنتاج التصميم المحدد. يمكن توفير الوقت في حالة توفر إصدارات إلكترونية من المحاذاة والملف الشخصي والمقاطع العرضية. يمكن بعد ذلك تجميع هذه المكونات الأساسية في نموذج جديد. تشير نتائج المسح الخاص بهذا المشروع إلى أن نصف النماذج ثلاثية الأبعاد التي يستخدمها المقاولون تم تطويرها من "الخدش" من الخطط ثنائية الأبعاد. ومع ذلك ، في المناقشات مع المقاولين والمصممين الاستشاريين الذين يعملون مع المقاولين ، لاحظ المؤلفون أن بعض مصممي النماذج يفضلون بدء نموذج البناء من نقطة الصفر ثم مقارنة نموذج البناء بنموذج التصميم لاحقًا لاكتشاف الأخطاء. تم التأكيد على أن المصمم المتمرس يمكنه تطوير نموذج من البداية بتكلفة إضافية متواضعة مقارنةً بتعزيز نموذج تم تطويره بواسطة المصمم. تم النظر في ميزة القدرة على مقارنة النموذج الذي طوره المصمم مع النموذج المطور من قبل المصمم لاكتشاف الأخطاء لتبرير التكلفة الإضافية. لأغراضهم في النمذجة ثلاثية الأبعاد ، غالبًا ما يستخدم المقاولون برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد الذي توفره الشركة المصنعة لأجهزة تحديد المواقع الخاصة بهم. على الرغم من أن هذا البرنامج قد لا يكون قادرًا ومرنًا مثل البرنامج الذي يستخدمه المصممون ، إلا أنه يتمتع بمزايا كونه أسرع في التعلم (من خلال امتلاك قدرة أقل ، هناك خيارات قائمة أقل للتعلم) ، وتكلفة أقل ، ويأتي مع دعم فني متاح من كيان لديه دافع كبير لإرضاء المقاول (لبيع المزيد من الأجهزة). أحد خيارات التصدير هو إنشاء ملف التحكم في الجهاز. تنفيذ هذا الخيار هو خطوة النمذجة النهائية للمقاول قبل بدء البناء. عندما تكون النماذج ثلاثية الأبعاد لـ AMG قيد الاستخدام ، يمكن أن تشكل تغييرات الخطة تحديًا كبيرًا. إذا كانت مجموعة الخطط القياسية عبارة عن نسخة ورقية ، فيمكن لموظفي الوكالة إصدار تغيير في الخطة وسيكون المقاول مسؤولاً عن إجراء التنقيحات اللازمة لنموذجهم. حتى إذا قامت الوكالة بإجراء مراجعات على نسختها من النموذج ثلاثي الأبعاد ، فسيتعين على المقاول إجراء تغييرات على نسخته ، لأنه من المحتمل أن يكون المقاول قد أجرى العديد من التحسينات على النموذج الذي طورته الوكالة. من خلال الدراسة الاستقصائية لهذا المشروع ، أشار حوالي نصف المستجيبين إلى أن الوكالة أخذت زمام المبادرة في نمذجة التغييرات نصف الوقت وأن المقاول أخذ زمام المبادرة في النصف الآخر من الوقت. من الضروري إجراء تغييرات في النموذج في أي وقت ، سيواجه المقاول مشكلة في التحكم في الإصدار. قد يكون هذا صعبًا بشكل خاص إذا كان المشروع في موقع بعيد ويجب وضع أجهزة تخزين البيانات المادية (مثل بطاقات الذاكرة أو بطاقات الذاكرة الرقمية الآمنة) في الأجهزة. طورت الشركات المصنعة للأجهزة تحديد المواقع قدرات تبادل البيانات اللاسلكية بين آلات البناء والخوادم المركزية التي يمكن أن تسهل بشكل كبير جهود التحكم في الإصدار.

NCHRP Project 10-77 78 داخل منظمات مقاولات البناء ، يتم تكليف إنشاء النماذج وتطويرها وصيانتها بالتساوي بين الأدوار الوظيفية للمقدر والمتخصصين المتخصصين في النمذجة والاستشاريين الخارجيين. بعد أن يقوم العاملون في المقاول بتطوير نموذج ثلاثي الأبعاد ، يمكنهم استخدامه لأغراضهم الخاصة. تشير الدراسة الاستقصائية لهذا المشروع إلى أن 72٪ من المقاولين يستخدمون نماذج ثلاثية الأبعاد لتقدير الكميات و / أو تطوير وسائل وطرق مهام إنشاء أعمال الحفر. بالإضافة إلى الاستخدامات المذكورة أعلاه ، يتمتع المقاولون الذين يستخدمون النماذج ثلاثية الأبعاد و AMG بتحكم أفضل في الارتفاعات ووضع المواد. هذا يقلل من الحاجة إلى التخطيط لعمليات التجاوز المتعمدة لضمان تلبية الحد الأدنى من تفاوتات السُمك. والنتيجة هي توفير من 3 إلى 6٪ في حجم المواد (www.transportation.org نقلاً عن Burges ، 2010). أيضًا ، يمكن أن يكون النموذج ثلاثي الأبعاد أساسًا للخطط المضمنة. يمكن تسهيل جمع البيانات عن طريق تشغيل معدات البناء والمركبات الأخرى التي تحتوي على معدات تحديد المواقع على الدرجات النهائية. وبالتالي ، يمكن لموظفي مراقبة الجودة للمقاول الحصول بسهولة على مواقع وارتفاعات الميزات المدمجة. ملخص طرق نقل البيانات توضح مراجعة هذه العملية أنه يجب نقل البيانات من كيان إلى آخر عدة مرات. أشارت نتائج ورشة العمل التي أجريت للمرحلة الأولى من هذا المشروع إلى أن نقل البيانات كان التحدي الأكبر وأكبر فرصة لـ AMG. وفقًا للمسح الذي تم إجراؤه في عام 2010 لهذا المشروع ، لم يكن هناك نوع ملف سائد يستخدمه مستخدمو AMG (انظر الشكل 7-3). ال. dgn و. استحوذت أنواع ملفات tin على أكثر من نصف النشاط في نموذج التصميم وعمليات إنشاء مستندات العقد. لتعيين نموذج التضاريس الأصلي ، كانت ملفات .dtm أكثر انتشارًا. بالنسبة للمقاولين ، يمكن أن تستخدم عملية AMG أيًا من التنسيقات الثمانية الممكنة ، مع عدم استخدام أي منها. تم تطوير تنسيق LandXML ليكون حياديًا فيما يتعلق باختيارات البرامج والأنظمة الأساسية للأجهزة ، وبالتالي يعزز قابلية التشغيل البيني ، فقد تم استخدامه في أقل من 10٪ من الوقت ، باستثناء إنشاء مستندات العقد. يمثل تنوع تنسيقات الملفات الموضحة هنا تحديًا في تطوير بروتوكولات نقل الملفات القوية المطلوبة للاستخدام الفعال لـ AMG. الشكل 7-3. أنواع ملفات EED التي يتم تبادلها عبر وظائف AMG بشكل مثير للاهتمام ، في تاريخ المسح (2010) بدا أن بائعي الأجهزة والبرامج لديهم

NCHRP Project 10-77 79 وجهة نظر مختلفة لنقل البيانات وفقًا لنتائج المسح لهذا المشروع. أجاب حوالي نصفهم بأن منتجاتهم كانت قادرة على تبادل البيانات عبر LandXML وصنفوا هذه المنهجية على أنها الأكثر أهمية. تم الإبلاغ عن LandXML باعتباره أحد أكثر تنسيقات ملفات الاستيراد / التصدير شيوعًا من قِبل بائعي البرامج والأجهزة ، إلى جانب تنسيقات الملفات .dwg و .dgn و .dxf. أعرب البائعون عن أن قدراتهم على استيراد / تصدير البرامج كانت مدفوعة بشكل متساوٍ باحتياجات ومتطلبات وطلبات المالك والمقاول. ملخص أفضل الممارسات في تطوير نماذج التصميم - يُعد النجاح في نمذجة المواقع ثلاثية الأبعاد أمرًا أساسيًا لنجاح AMG. â € ¢ التغيير من 2D إلى 3D النمذجة يأتي مع العديد من التحديات الهامة في مجموعة متنوعة من الجوانب ، بما في ذلك التدريب ، وتعديل سير العمل ، والتوضيحات أو التعديلات في الممارسة المهنية. قد يتطلب الأمر عامين من التدريب والتنفيذ المرحلي للانتقال تمامًا من التصميم ثنائي الأبعاد إلى التصميم ثلاثي الأبعاد (Hixson، 2010 Vonderohe et al.، 2010). سيتعين على فريق التصميم إكمال ثلاثة مشاريع ثلاثية الأبعاد قبل أن يصل إلى عوائد مستوى الإنتاجية المعتاد (باستخدام الأساليب ثنائية الأبعاد). أشارت التقارير المبكرة إلى أن الإنتاجية لن تتجاوز أبدًا إنتاجية النمذجة ثنائية الأبعاد (Hixson ، 2010). ومع ذلك ، سيتم تحسين المنتج الذي قدمه فريق التصميم بشكل كبير (Hixson ، 2010). تشير التجارب اللاحقة في ولايتي ويسكونسن وأيوا إلى زيادة الإنتاجية في نهاية المطاف باستخدام النمذجة ثلاثية الأبعاد (FHWA 2013) - يأتي التغيير من النمذجة ثنائية الأبعاد إلى ثلاثية الأبعاد بفوائد مهمة ، بما في ذلك تحسين الاتصال والتحقق من الأخطاء مع أصحاب المصلحة الداخليين والخارجيين ، وبذل جهد أقل لإعادة الدخول البيانات من مرحلة التصميم والبناء إلى المرحلة التالية ، وكفاءة أكبر في البناء ، وفوائد كفاءة الموقع ، مثل السماح للمقاول باستخدام النموذج ثلاثي الأبعاد لتقدير التكلفة ، وتطوير الوسائل والأساليب ، وتتبع الإنتاجية. تشمل المزايا العرضية الأخرى استخدام إطار النموذج ثلاثي الأبعاد لسجلات مضمّنة ، وتأكيد الجودة ومراقبة الجودة ، وبعد اكتمال المشروع ، استخدامه للصيانة وتخزين المعلومات التشغيلية ، مثل مواقع وتواريخ أنشطة الصيانة وتحليل حوادث الاصطدام. • تعتبر القرارات المتعلقة بكيفية نقل البيانات من جزء من عملية AMG إلى جزء آخر مهمة. إن تعاون جميع أصحاب المصلحة في بناء وتعديل النموذج ثلاثي الأبعاد سيوفر طريقة سلسة لنقل البيانات. ومع ذلك ، فإن مثل هذه الممارسة تثير أسئلة مهمة فيما يتعلق بمسؤولية التصميم والتقسيم بين الأنشطة التي يجب القيام بها تحت إشراف فرد مرخص وتلك التي يمكن القيام بها دون هذا الإشراف. على سبيل المثال ، إذا كان أكثر من شخص مرخص يشرف على جهود النمذجة ، فسيكون الاتصال مطلوبًا لتوضيح الشخص الذي يتحمل المسؤولية في كل مجال محدد. • بالنسبة للمقاول ، فإن أهم طبقات النموذج ثلاثي الأبعاد هي الأسطح الحالية والمقترحة وأعمال الخطوط للمنشأة المقترحة. يمكن توفير جهد المقاول الكبير من خلال منحهم إمكانية الوصول إلى النماذج ثلاثية الأبعاد التي طورها المصممون. ومع ذلك ، غالبًا ما تقيد المشكلات القانونية والمهنية حصول المقاولين على مثل هذا الوصول. غالبًا ما يقوم المقاولون بتفصيل المناطق التي يصعب تصميمها. يمكن أن تمثل التغييرات التي تحدث للنموذج بعد بدء البناء تحديًا لدمجها في إصدار البناء للنموذج ثلاثي الأبعاد. • في وقت إجراء هذا المسح (2010) لهذا التحقيق ، لم يظهر التنسيق السائد لنقل البيانات. سيكون من المرغوب فيه زيادة التفاهم بين المصممين والمُنشئين فيما يتعلق باحتياجات المُنشئ فيما يتعلق بنقل الملف. مجالات لمزيد من الدراسة هناك حاجة لتطوير معايير لجميع أجزاء عملية النمذجة لضمان أن جميع المشاركين في تصميم وبناء مرافق النقل يمكنهم تقديم منتج بكفاءة بثقة ، مع العلم أنه سيتناسب مع احتياجات المستخدمين اللاحقين. يجب أن تتضمن المعايير ما يلي:

مشروع NCHRP 10-77 80 - التحكم الشامل في الموقع - الجيوديسية - مرجع تنسيق مستوى الدولة - التحكم المحلي - معايير منفصلة للأسطح والعناصر المختلفة التي تتطلب مستويات مختلفة من الدقة (مثل التشطيب الأرضي مقابل الرصف مقابل بناء مجاري العاصفة) • الدقة الأفقية والرأسية • القياس والكثافات الحسابية - أحجام نطاق جمع البيانات - استخدام خطوط الفاصل - كثافات خط النمط • اكتمال جهود نمذجة التصميم - تعريف التصميم مقابل التفاصيل - طرق تحديد أجزاء من النموذج أن يكمل المقاول "عندما تكون المراجعات مطلوبة - أثناء التصميم - أثناء إعداد نموذج التحكم في الماكينة - بروتوكول لتنفيذ المراجعات" ضمان الجودة / مراقبة الجودة - توقيت القياس ونوعه وكثافته - بروتوكول للمراجعة والتوثيق " تغييرات التصميم والتصحيحات أثناء البناء - المصمم مقابل مسؤولية المقاول - عملية المراجعة - إغلاق البناء - دقة وكثافة القياس المبني urements - معايير النمذجة لتوثيق المواقع المبنية - تضمين بيانات ضمان الجودة / مراقبة الجودة - دوران النموذج للأرشفة والاستخدام للصيانة والتشغيل


نماذج معلومات البناء عالية الجودة (BIMs) باستخدام مجموعات البيانات الجغرافية المكانية

في الآونة الأخيرة ، كان هناك طلب كبير على نماذج المباني ثلاثية الأبعاد في العديد من التطبيقات بما في ذلك تطبيقات رسم الخرائط والتخطيط في المناطق الحضرية. أدى ذلك إلى تطوير خوارزميات آلية لاستخراج مثل هذه النماذج لأنها تقلل الوقت والتكلفة عند مقارنتها بالرقمنة التي تظهر على الشاشة يدويًا. تم تصميم معظم الخوارزميات لحل المشكلة المقترحة من مجموعات بيانات LiDAR أو الصور الجوية. نظرًا لأن كلا مجموعتي البيانات بهما نقاط ضعف ، فإن دمج مجموعات البيانات هذه لديه القدرة على أن يكون أكثر نجاحًا في النمذجة ثلاثية الأبعاد حيث يمكن تحقيق قيود كل مصدر من خلال الآخر. في هذه المقالة ، نحدد خوارزمية تنشئ إطارات سلكية ثلاثية الأبعاد للمباني من LiDAR DEMs وصور جوية عالية الدقة. يتم تعيين خمس سمات مختلفة لكل مشاركة في DEM تمثل الكثافة والارتفاعات في المنطقة المجاورة لها. يتم تصنيف المشاركات بعد ذلك على أنها أرضية أو غير أرضية باستخدام شبكة عصبية ذات انتشار عكسي متقدم. يتم تجميع النقاط غير الأرضية في بقع مستوية مختلفة باستخدام تحويل Hough ، ويتم تنقيح هذه البقع بشكل متكرر باستخدام كاشف الخطأ المعياري L1 وخوارزمية تجزئة المنطقة المتزايدة. أخيرًا ، يتم استيفاء العلاقات الطوبولوجية بين أسطح الأسطح والنقاط الحدودية من خلال تحليلات الانحدار. يتم اختبار الخوارزمية على عدد من المباني ذات الأسطح المعقدة ، وتظهر النتائج دقتها الواعدة واكتمالها في نمذجة أشكال المباني المختلفة.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


الحسابات الجيولوجية

يمكن إجراء العديد من حسابات الجيولوجيا الهيكلية الأساسية حسابيًا (Allmendinger et al. ، 2012) عن طريق تحويل الاتجاهات إلى جيب التمام في نظام إحداثيات ديكارتي بين الشمال والشرق لأسفل (NED) ثم استخدام عمليات المتجهات مثل النقطة والتقاطع والثنائي. المنتجات (الجدول 1). عادةً ما تتم الإشارة إلى بيانات الخريطة إلى نظام إحداثيات بين الشرق والشمال. تتضمن العديد من العمليات الحسابية التحويل إلى نظام إحداثيات ثابت على الهيكل ، كما هو موضح أدناه. في هذه الحالات ، تتكون مصفوفة التحويل من جيب التمام للاتجاه لمحاور الإحداثيات الجديدة في نظام الإحداثيات القديم.

ثلاثة (أو أكثر) - مشكلة النقطة

يمكن تحديد اتجاه عبور الطائرة الطبوغرافية (أو مثقوبة في آبار متعددة) من ثلاث نقاط غير متداخلة على المستوى. يمكن حساب القطب إلى المستوى باستخدام منتج عرضي متجه (Allmendinger et al. ، 2012) أو باستخدام الطريقة الموضحة في القسم التالي. يتميز الحساب بأنه يمكن نشر الأخطاء (Allmendinger and Judge ، 2013) ، وهو مفيد بشكل خاص لتحديد الحالات المتدهورة حيث تكون النقاط متداخلة تقريبًا.

ثلاث نقاط هي الحد الأدنى ، ولكن استخدام أكثر من ثلاث نقاط له ميزة أنه يمكن استخدام نهج المربعات الصغرى ، مما يمكّن المرء من تقييم مدى ملاءمة المستوى لنقاط البيانات. لأكثر من ثلاث نقاط ، يستخدم GMDE نهج المكونات الرئيسية (الشكل 3): أولاً ، النقطه الوسطى ، ⁠ من النقاط المختارة ، ⁠ ، ثم يتم حساب مصفوفة التغاير ، σ ، عن طريق جمع المربعات ونواتج كل متجه للموضع ، ⁠ مطروحًا منه النقطه الوسطى ، ⁠ :

سمك طبقي خريطة

حسابات نقطة الثقب

يتم تحديد قسيمة الخطأ بشكل عام من إزاحة الميزة الخطية التي تم إزاحتها عبر الخطأ. يؤدي تقاطع هذه الميزة الخطية مع سطح الصدع المستوي إلى نقطتي ثقب. هذه المشكلة متطابقة هندسيًا مع سؤال عالم جيولوجي الاستكشاف الذي يريد حفر حفرة في مستوى مائل ، على سبيل المثال ، منطقة صدع ممعدنة ، في العمق.

GMDE يحل هذه المشكلة بالنظر إلى (1) نقطة واحدة معروفة على مستوى الخطأ ، ص 2، واتجاه مستوى الصدع (يمثله القطب إلى المستوى ، ⁠) و (2) نقطتان ، واحدة على الحائط المعلق (HW) والأخرى على جدار القدم (FW) لمستوى الصدع ، واتجاه (اتجاهات) خط الإزاحة عند هاتين النقطتين (ص 1HW و ص 1مهاجم الشكل 5). نقاط الثقب المجهولة ، صHW و صمهاجم، يجب أن تقع على خط الاتجاه المعروف وتغرق في السطح ، ص 1:

أين هو متجه الوحدة المحسوب من الاتجاه والانغماس للخط الذي ينتج نقاط الثقب (صHW و صمهاجم) و ش هي المسافة من ص 1 على الطبق. ص 1 يجب أن يقع بالمثل على متجه في مستوى الصدع ، والذي يكون عموديًا على القطب بالنسبة للمستوى عند النقطة المعروفة ص 2. نظرًا لأن حاصل الضرب القياسي لمتجهين متعامدين يساوي صفرًا ، فيمكننا كتابة:

نكرر العملية لميزة الإزاحة الخطية على الجانب الآخر من الخطأ ثم نحسب المسافة بين نقطتي الإزاحة للحصول على إزاحة الخطأ.

طي المحور وإسقاط الغطس لأسفل

تُظهر نافذة مخطط إسقاط الهبوط في GMDE (الشكل 6) جميع مضلعات الاتصال المحددة المسقطة في مستوى ملف تعريف الطية. يمكن للمستخدم ضبط اتجاه محور الطي والغطس بشكل تدريجي ورؤية الطية معاد إسقاطها في الوقت الفعلي. يؤدي تحديد الرأس المحدد إما في الخريطة أو في طريقة عرض الغطس لأسفل إلى تحديد الرأس نفسه في طريقة العرض الأخرى ، وبالتالي يمكن ربط الحالات الشاذة التي تم تحديدها في طريقة العرض ذات الغطس السفلي بالخريطة. يتيح الزر الموجود في نافذة الغطس السفلي للمستخدم حفظ عرض ملف التعريف كملف رسومات متجهية قابلة للتطوير عالية الدقة (SVG) للدخول في أي برنامج رسومات متجه حديث أو مستعرض ويب.

لا يكون مستوى ملف تعريف الطية الأسطوانية في الغالب مستويًا رأسيًا ولكنه يميل بزاوية تساوي 90 درجة -يغرق. يمكن لـ GMDE أيضًا حساب ارتفاع جهة التلامس المطوية أسطوانيًا عند العمق ، عموديًا أسفل نقطة على السطح (عمليات & GT العمق إلى السطح المطوي). وبالمثل ، يمكن أيضًا عرض الرؤوس الرقمية لجهات الاتصال على المقاطع الطبوغرافية الرأسية.

إسقاط مستوى عبر نموذج ارتفاع رقمي

في حالة خريطتنا ، النقاط الثلاث ، س, ر، و س، محددة في إحداثيات UTM وتمثل ثلاث نقاط معروفة على طول جهة اتصال تشكيل مكشوفة. بدلاً من ذلك ، يمكن للمرء تحديد الضربة والغطس في مكان واحد على المستوى ، ومن ذلك ، حساب موضع أي نقطتين أخريين على المستوى ولكن ليس بالضرورة على السطح. تحدد GMDE بشكل تعسفي هاتين النقطتين الإضافيتين على مسافة يحددها المستخدم (افتراضيًا ، 500 متر) بعيدًا عن النقطة ذات الاتجاه ، عند مكابس 45 درجة و 135 درجة ، إما تراجع لأعلى أو هبوط لأسفل من النقطة المقاسة.يتم ذلك عن طريق تحويل إحداثيات إلى نظام إحداثيات المستوى (إضراب-تراجع-قطب) ثم تحول عكسي إلى الإحداثيات الجغرافية.

بمجرد تحديد النقاط الثلاث أو حسابها للمستوى ، يتم حساب المعادلة 16 بقيم الارتفاع الفعلية في كل عقدة في شبكة DEM. إذا كانت نقطة على السطح على نفس جانب متجه القطب [أ, ب, ج] ، فإنه ينتج رقمًا موجبًا عند استبداله في المعادلة 15 ، وإذا كان على الجانب الآخر من المستوى ، فإنه ينتج عنه قيمة سالبة (الشكل 7). ثم يحدد GMDE القيمة الصفرية باستخدام تطبيق مخصص لخوارزمية التحديد CONREC (Bourke ، 1987) ، مما ينتج عنه تتبع السطح الفعلي عبر الجزء الكامل من شبكة DEM. يربط روتين فرعي من Allmendinger مقاطع الكنتور الفردية في مضلعات مستمرة ، وبالتالي يسمح بالعديد من التقاطعات للمستوى مع سطح الأرض حسب الضرورة.


تمديد استعارة الذوبان

تمديد الاستعارة: موجات

صيغة النموذج أعلاه مقيدة في معالجتها الهندسية للعمليات البحرية ولا تسمح بتأثيرات الأمواج على التشكل الساحلي. هل يمكننا توسيع نهج الحدود المتحركة بعيدًا عن الشاطئ لدمج نقل الرواسب المدفوع بالتيار الموجي بشكل صريح وديناميكا التشكل البحرية الضحلة ، وبذلك نوسع الاستعارة إلى نظام بعيد عن الشاطئ مع النقل النشط؟

نحن نركز على مشكلة كيف يتحكم التفاعل بين النقل النهري والأمواج في التشكل الساحلي بالقرب من مصبات الأنهار ، بعد تحليلات Wolinsky and Murray (2009) و Nienhuis e.ر آل. (2016) ، ولكن بهدف ربط نموذج الخط الساحلي بنهج الحدود المتحركة بالملفات الطبوغرافية الطويلة التي تم تطويرها أعلاه. لوضع إطار للتحليل ، ضع في اعتبارك الشكل 4 ، الذي يوضح في عرض الخريطة السهل الساحلي والساحلي والبيئات الترسيبية البحرية الضحلة على خط ساحلي إنشائي تحت تأثير موجات الجاذبية السطحية. توفر الأنهار الساحلية المتعددة الرواسب إلى الساحل المتأثر بالموجة ، حيث يتم إعادة توزيعها عبر مجموعة من الشواطئ الطويلة (فls) والجرف المتقاطع (فسم) ينتقل.

قد يشتمل الامتداد الأول للنموذج الأساسي على معالجة صريحة لنقل الموجة الحالية عبر الرفوف ولكنه يحتفظ بصيغة المقطع العرضي (متوسط ​​الإضراب). نحن (سوينسون وآخرون. ، 2005) مثل هذا النهج في جهودنا لنمذجة تطوير Clinoforms المركب. قمنا بنمذجة نقل الرواسب البحرية الضحلة كمجموع للمصطلحات الحالية والمنحدرة [أي ]، أين ح هو عمق الماء ولدت هذه الصيغة معادلة انتشار - تأفق غير خطي تحكم الديناميكا الشكلية البحرية. النقطة الرئيسية ذات الصلة بالمناقشة الحالية هي معالجتنا للخط الساحلي (الشاطئ) كحالة صدمة (أي انقطاع محدد في ارتفاع سطح الرواسب): (19)

في سياق استعارة الذوبان ، يمثل النموذج الذي تم تطويره سابقًا مشكلة ستيفان "أحادية الطور" ، حيث تكون إحدى المرحلتين (عادةً المادة الصلبة) متساوية الحرارة ، وبالتالي لا توصل أي حرارة. من خلال نقل الاستعارة إلى الأمام ، يمكن للمرء أن يفسر Swenson eر آل. (2005) ، والتمديد الذي نقترحه هنا ، كمشكلات ستيفان "ذات المرحلتين" ، حيث تنقل الرواسب المتقاطعة (فسم) يلعب دور التوصيل في المرحلة الثانية (الصلبة) وصدمة وجه الشاطئ (د) يمثل حرارة كامنة ثابتة.

في العديد من الهوامش المتأثرة بالموجات - خاصة خلال أوقات ارتفاع مستوى سطح البحر النسبي - قد يكون تدفق الرواسب المتقاطعة (الرمل) صغيرًا نسبيًا ، ويهيمن على موازنة الرواسب البحرية (الرمل) النقل لمسافات طويلة وبناء مجمعات السهول الممتدة. يصف مثل هذا السيناريو العديد من السواحل الحديثة (المرتفعة) ، التي تواجهها رفوف قارية واسعة تفتقر إلى حد كبير لمدخلات الرواسب. في مثل هذه الأنظمة ، خاصةً على المقاييس الزمنية الفرعية لميلانكوفيتش ، من الصعب تجاهل الأبعاد الثلاثة للترسيب. لذلك نقترح امتدادًا بسيطًا لـ Swenson eر آل. (2005) الذي يقترن فيه تطوير السهول بشكل صريح بالنهر المغذي على السهول الساحلية على نطاقات زمنية حيث يكون الهبوط غير مهم. نستعير من نماذج "المعادلة المفردة" الراسخة لكل من الديناميكا الشكلية النهرية والخطية ذات التطور المماثل. ينصب التركيز هنا بدرجة أقل على المعالجات التفصيلية لنقل الرواسب النهرية والطويلة الشواطئ وأكثر على الاقتران الدقيق لبيئات الترسيب عند محطة القناة ، والتي نتعامل معها على أنها حدود متحركة.

(20) (21)

تحمل المعادلة 21 في كل مكان ما عدا طرف القناة التوزيعية الموجود في المواضع ذأنا. وبالتالي ، فإن الخط الساحلي مستمر بشكل متعدد ، مع وجود انقطاعات في القفز في التدرج الساحلي (وكيلنا لتدفق الرمال الطويلة على الشاطئ) عند الطرف (ذأنا) من قنوات التغذية.

(22) (23)

كتطبيق للنظرية المذكورة أعلاه ، فكر في خط ساحلي افتراضي مرتفع يتلقى مدخلات من زوج من أنهار السهل الساحلي (الشكل 5). إمدادات الرواسب (سس) إلى اليسار واليمين الأنهار 2 × 10 6 و 10 6 م 3 أ −1 ، على التوالي النهر (υ) والساحلية (κ) الانتشار هو 8 × 10 6 و 2 × 10 5 م 3 أ −1 يمتلك كلا النهرين عرضًا لحزام القناة (دبليو) 500 م وعمق الإغلاق للنقل البري 5 م. يوضح الشكل 5 تنبؤات نموذجية لألف عام من التطور. يظل النهر الأيمن نشطًا طوال فترة النموذج بأكملها ، في حين يتم التخلي عن النهر الأيسر - مع ضعف تصريف الرواسب - عند ر = 500 أ. في عرض الخريطة ، يؤدي نقل الرمال من كلا النهرين على طول الشاطئ إلى إنشاء سهول مميزة من السهول المتعرجة (الشكل 5 أ) ، مع إعادة صياغة الحافة اليسرى المرتبطة بالنهر على نطاق واسع بعد التخلي.

يتمثل أحد الجوانب الرئيسية لهذا النموذج في الاقتران الصارم لمحطات القناة بأسطح الشواطئ المجاورة عبر المعادل. 23 ، والذي يتم تطبيقه في كل محطة نهائية للقناة. يوضح الشكل 5 ب مسارات نهايتي النهر الأيمن والأيسر طوال الألفية من التطور الساحلي يوضح الشكلان 5 ج و د الملامح النهرية الطويلة المقابلة. في هذا النظام المتأثر بشدة بالموجة ، يكون بناء السهول الجديلة هو الحوض السائد للرمل ، وبالتالي ، فإن تقدم أحزمة القناة يكون بطيئًا بدرجة كافية للسماح للأشكال النهرية الطويلة بالحفاظ على حالة شبه توازن (متدرجة) ، والتي ، من خلال مكافئ. 23 ، خطي. تعكس المسارات الواردة في الشكل 5 ب (1) التفاعل بين ترسب الرواسب في أحزمة القناة المؤثرة والمتأثرة و (2) التداخل - عبر النقل البري - للأنظمة النهرية.

ينتج عن قياس المعادلات الحاكمة أعلاه وشرط الإغلاق [المعادلات 21-23] رقمًا واحدًا بدون أبعاد ( ) يتحكم في مدى الاقتران بين تقدم القناة والنقل لمسافات طويلة. متي & lt 1 ، تقسيم الرواسب بين القنوات وخط الشاطئ قابل للمقارنة من حيث الحجم. في المقابل ، إذا & gt & gt 1 ، ثم يتم عزل الجزء الأكبر من إمدادات الرمال في حواف الشاطئ ، ويتم رص قنوات التوزيع المغذية للنقل البري. يتميز النظام في الشكل 5 بـ

6. بينما يهيمن ترسيب السهول الرملية على الميزانية هنا ، لا ينبغي التقليل من أهمية الاقتران الدقيق بأنظمة التغذية النهرية ، حيث إن الاستجابات المعاصرة لهذه البيئات لتغير مستوى سطح البحر هي التي تولد أسطحًا طبقية رئيسية (على سبيل المثال ، أسطح تجريف الأمواج و الوديان المحفورة). في هذا الصدد ، سيكون من المفيد استكشاف طرق لتضمين نظرة ثاقبة في هذا النموذج من نماذج أكثر تفصيلاً للتفاعل بين فم وموجة النهر ، مثل العمل الأخير لـ Nienhuis eر آل. ( 2016 ).

من المرجح أن يكون الاقتران الأقوى بين ديناميكيات القناة وخط الشاطئ أكثر احتمالا في النطاقات الأصغر (على سبيل المثال حيث تكون كثافة القناة التوزيعية أكبر) ، مثل الشباب (المعنى Jerolmack and Swenson ، 2007) تتطور في بيئة ذات طاقة موجية معتدلة. تقدم دلتا تيناجونز في شمال غرب كولومبيا أحد الأمثلة على ذلك. هنا ، في حوالي عام 1943 ، انقلب نهر سينو ، وامتد على شاطئ ضيق إلى البحر الكاريبي وأدى إلى دلتا جديدة (ترول وشميدت كريبلين ، 1965) ، والتي خضعت بعد ذلك لتطور منهجي نحو حالة أكثر تأثرًا بالموجات (الشكل 6) والصور في سواريز ، 2004). في العقود القليلة الأولى من التطوير (الشكل 6 أ) ، كانت منطقة التنبؤ بدلتا تيناجونس صغيرة نسبيًا ، مما يضمن أن توصيل الأنهار كان كبيرًا بما يكفي للحفاظ على اقتران قوي بين قنوات التوزيع ونقل الرواسب المدفوعة بالأمواج ( & lt 1 في النموذج أعلاه). ومع ذلك ، مع زيادة منطقة topset / foreset ، وقناة توزيع إضافية ، بدأ النقل الذي تحركه الموجة في الهيمنة ، ودُفعت دلتا Tinajones إلى حالة من تأثير الموجة الأقوى ( & gt & gt 1) ، كما ينعكس في مظهره العام (الشكل 6 د).

(أ) Tinajones delta ، كولومبيا ، في عام 1957 ، بعد حوالي 15 عامًا من رسم خط التنوي المعدل من Troll و Schmidt-Kraepelin (1965). (ب ، ج) تطور نموذجي لوجه الشاطئ وأفواه القناة (عرض الخريطة) والملامح النهرية (المقطع العرضي) على مدى فترة 20 عامًا في نظام دلتا مع اقتران قوي ( = 0.5) لاحظ ديناميكيات الوجه والقناة انحناء الملامح الانسيابية. (د) لاحظ Tinajones delta في عام 1989 السمات المورفولوجية التي تدل على زيادة تأثير الموجة ، بالنسبة إلى صورة الهواء لعام 1957 المعدلة من Suarez (2004). (هـ) مقارنة التقدم في نهاية القناة في أنظمة مقترنة قوية وضعيفة (متقطعة). (و) تطور أفواه الرصيف والقناة في نظام دلتا أقل اقترانًا بقوة ( = 5) قارن بـ (ب).

طبقنا النظرية أعلاه على نسخة مبسطة من هذا السيناريو ، حيث يتلقى زوجان من قنوات التوزيع المتقاربة تصريفات رمال متساوية. قمنا بنمذجة 20 عامًا من نمو دلتا لسيناريوهين. في البداية ، كان من المفترض أن تمثل مرحلة "مبكرة" من نمو دلتا ، استخدمنا تصريفًا كبيرًا للرواسب (سوبالتالي = 10 6 m 3 year −1) ومناخ الموجة الضعيفة (κ = 10 4 م 2 سنة −1) على هذا النحو = 0.5 في الثانية ، مما يعكس دلتا أكثر نضجًا ، قمنا بخفض إمدادات الرواسب إلى النصف (سوبالتالي = 5 × 10 5 م 3 سنوات -1) وزيادة قوة الموجة لتوليد تأثير موجة أكبر بترتيب من حيث الحجم (أي = 5). حافظنا على المتغيرات الأخرى ثابتة: υ = 10 4 م 2 أ −1 ، دبليو = 200 م و د = 5 م. يلخص الشكل 6 نتائج تجربة النمذجة هذه. دلتا `` المرحلة المبكرة '' مع الحد الأدنى من أقسام التأثير الموجي أكثر بكثير من إمداد الرواسب لتقدم / تهدئة حزام القناة (الشكل 6 هـ) ، مما أدى إلى زيادة كبيرة في قوة الخط الساحلي لعرض المخطط المرتبط بالامتداد باتجاه البحر للقنوات التوزيعية (الشكل 6 ب) ). يؤدي النمو المستمر إلى تعزيز نسبي لتأثير الموجة وبالتالي إلى خط ساحلي أكثر سلاسة (الشكل 6 و). يظهر هذا أيضًا في مثال حقل Tinajones (الشكل 6 د) ، حيث تعرض أطراف التوزيع الفردية بروزًا أقل وضوحًا من الساحل المحيط مقارنة بالقناة المنفصلة حديثًا (الشكل 6 أ). أيضًا ، على عكس الملامح النهرية الطويلة في الشكل 5 ، والتي تعكس حالة من السلوك شبه المتدرج ، فإن الملفات الشخصية الطويلة للنظام "المبكر" هنا (الشكل 6 ج) = 0.5) يُظهر انحناءًا كبيرًا يشير إلى عدم التوازن (عدم التوازن) الترسيب.

توسيع الاستعارة: المد والجزر وحدود طريفة

كان أحد موضوعاتنا الرئيسية في هذه المراجعة هو استخدام تشبيه مشكلة انصهار ستيفان لنمذجة وفهم ديناميكيات الخط الساحلي. إلى أي مدى يمكننا دفع هذا التشبيه؟ مشكلة انصهار ستيفان هي مثال خاص لمشكلة تغيير الطور. السمة الرئيسية في المشكلة هي أن الذوبان (تغير الطور من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة) يحدث عند درجة حرارة فريدة. ومع ذلك ، في أنظمة تغيير الطور الأكثر عمومية (على سبيل المثال مع الشوائب) ، يمكن أن يحدث تغيير الطور عبر مجموعة من درجات الحرارة - ما يسمى "تغيير الطور الطري". هل يمكننا إيجاد تشبيه لتغير الطور الطري في مبنى ساحل دلتا - خط ساحلي طري؟ تذكر أنه في استعارة الذوبان ، يتم تمثيل درجة الحرارة بارتفاع السطح η، نرى أن الخط الساحلي الطري هو ، في الواقع ، خط يحدث فيه الانتقال من الأرض إلى الماء عبر مجموعة من الارتفاعات ، بدلاً من خط واحد ، وبالتالي على مدى من x القيم: "منطقة ساحلية" بدلاً من خط ساحلي. يصف هذا بشكل جيد خطًا ساحليًا متأثرًا بالمد والجزر ، حيث يختلف مستوى سطح البحر (أي درجة حرارة الانصهار) على نطاق صغير محدد ، على نطاق زمني (حوالي نصف يوم) وهو أقصر بكثير من مستوى التطور التشكل الديناميكي الذي نحن عليه مهتم بالتتبع.

(24)