کاربرد GIS در مهندسی عمران و نقشه برداری
مهندسی عمران مسیری طولانی را طی کرده است. از سفره های زیرزمینی باستان گرفته تا مکان یابی ذخایر گاز طبیعی از طریق ماهواره ، قدیمی ترین شاخه مهندسی در جهان به معنای واقعی کلمه کره زمین را ترک کرده است. یکی از فناوری هایی که به مهندسان عمران مدرن قدرت می بخشد سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) است .GISمهندسین را قادر می سازد داده های مکانی را ضبط و تجزیه و تحلیل کنند. سپس داده ها می توانند در تجسم لایه ای و با استفاده از نقشه های جغرافیایی دیجیتال ارائه شوند.
GIS در مهندسی عمران دیدگاه های ارزشمندی را ارائه می دهد که بی سابقه بوده است. طبق GeoBuiz ، بازار GIS و تحلیل مکانی در مسیر رسیدن به 88.3 میلیارد دلار (USD) در سال 2020 است – CAGR 12.4٪ از سال 2017. بخش قابل توجهی از این بازار به مهندسی اختصاص دارد.
رشد انفجاری فناوری GIS به معنای ابزارهای قدرتمند جدید برای مهندسان و دانشمندان و فرصت های هیجان انگیز برای سرمایه گذاران و سهامداران است.
بیایید ببینیم چرا GIS به این صنعت باستان متوسل می شود.
اهمیت GIS در مهندسی عمران
GIS در حال دگرگونی ، ایجاد اختلال و گسترش روشهای خدمت مهندسان به جامعه است. این لایه لایه ای از داده ها را در بالای نقشه های جغرافیایی فراهم می کند که می تواند به مهندسان و دیگران در تصمیم گیری بهتر کمک کند.
اگر می خواهید ، یک نقشه ساده دو بعدی از یک شهر را تصور کنید. اکنون تصور کنید لایه هایی از داده را انتخاب کنید که می توانند نقشه پایه را با هم تطبیق دهند و اطلاعات قابل توجه جغرافیایی را ارائه دهند. این لایه ها ممکن است نشان دهنده جریان ترافیک ساعت شلوغی ، جداول آب زیرزمینی یا تراکم جمعیت در ساعت 7 صبح باشد. شما می توانید برای دریافت اطلاعات مورد نیاز ، هر تعداد لایه را روشن کنید. اوه ، و آن میزهای آب؟ می توانید آنها را به صورت سه بعدی مشاهده کنید. و اگر می خواهید تراکم ترافیک هر ساعت در ساعت را ببینید ، GIS به راحتی می تواند نمای پویایی را ارائه دهد که تغییرات ترافیک را در طول روز نشان می دهد.
در یک لحظه نمونه های پیشرفته تری از برنامه های GIS را در مهندسی عمران خواهیم دید. اما بیایید اکنون به فناوری جمع آوری داده های GIS نگاه کنیم.
GIS و سنجش از دور
داده هایی که GIS برای ایجاد نقشه استفاده می کند می تواند از تعداد تقریباً نامحدودی از منابع حاصل شود. صفحات گسترده به ماهواره ها ، اینترنت اشیا به پایگاه های اطلاعاتی ، GIS می تواند هر منبع داده مربوطه را گرفته و از آن یک نقشه تعاملی ایجاد کند. یکی از دورترین منابع داده برای GIS ، داده های بدست آمده از طریق سنجش از دور است .
سنجش از دور چیزی بیش از جمع آوری اطلاعات از راه دور نیست. هواپیماهای بدون سرنشین ، هواپیماها و ماهواره ها همه می توانند حسگرهایی را حمل کنند که می توانند با استفاده از بخشهای مختلف طیف الکترومغناطیسی نقشه تهیه کنند. LiDAR فقط یک نمونه است. برخی از سنسورهای از راه دور منفعل هستند و از نور خورشید منعکس شده استفاده می کنند ، در حالی که دیگران طول موج های مختلف انرژی الکترومغناطیسی را در هدف قرار می دهند و سیگنال های منعکس شده را تجزیه و تحلیل می کنند.از راه دور سنجش همچنین تجزیه و تحلیل دقیق از مکان های از راه دور است که ممکن است غیرقابل دسترس باشد.
این درک اساسی در بررسی برنامه های GIS مفید خواهد بود.
- برنامه GIS در مهندسی عمران
- مهندسی سازه
پل ها ، سطح بالا و ساختمان های مقاوم در برابر زلزله همه برای جوامع در سراسر جهان مهم هستند.
GIS مهندسین عمران را قادر می سازد تعداد زیادی از داده های مادی و داده های تاریخی منطقه ای را در روند طراحی وارد کنند. این امر باعث می شود تحلیل ساختاری یکی از محبوب ترین کاربردهای GIS باشد. با تلفیق نقشه های 3D GIS با استراتژی های طراحی سنتی ، طرح ها می توانند از شکست های گذشته بهره مند شوند.
نقشه برداری GIS مزایای بی شماری را نسبت به داده های جدولی فراهم می کند. پوشش های تعاملی و مدل های سه بعدی به مهندسان کمک می کند قبل از ریختن اولین بتن ، مشکلات را “ببینند“.
2.حمل و نقل
نقشه های دوربرگردان
زیرساخت های حمل و نقل همیشه نان شرکت های مهندسی عمران بوده است.
با استفاده از ابزارهای GIS می توان روند جریان ترافیک را همزمان با تغییرات جمعیت در یک نقشه همزمان مشاهده کرد. لایه های نقشه اضافی ، مانند آنهایی که مسیرهای بهینه را برای پل های آینده نشان می دهند ، می توانند در هر زمان اضافه شوند. مزیت GIS به مهندسی حمل و نقل این است که اجازه می دهد تا مقدار تقریباً نامحدودی از داده روی منطقه مورد مطالعه قرار گیرد.
برنامه های GIS نیز قوی هستند. نرم افزار GIS به راحتی داده های ترافیکی بسیار پویا و یا سرعت تغییر سطح سیل را در خود جای می دهد.
- نقشه برداری و تجزیه و تحلیل زمین
نمونه نقشه برداری زمین
فناوری GIS در تبدیل ترابایت داده ها به نقشه های سه بعدی بسیار دقیق و با رنگ ، بسیار عالی عمل می کند. با داده های ارائه شده توسط سنسورهای ماهواره ای و هواپیماها ، می توان ویژگی های خاک ، ویژگی های زیرزمینی و ویژگی های زمین شناسی پنهان را نقشه برداری کرد.
GIS مهندسین را قادر می سازد مکانهای بهینه را برای پیشرفتهای آینده شناسایی کرده و بدون قدم گذاشتن در محل ، تجزیه و تحلیل دقیق انجام دهند.
- آنالیز آبخیزداری
موارد کمی به اندازه محافظت از منابع آب برای مهندسین عمران مهم است. آلودگی شیمیایی ، نشت تشعشعات و حتی تغییرات زمین می تواند دریاچه ها ، جویبارها و رودخانه های تأمین کننده آب مورد نیاز ما را تهدید کند. مدل های ارتفاع دیجیتال (DEM) بخش مهمی از این مدل هستندحوضه آبریزتحلیل و بررسی. DEM ها داده های ارتفاع و شیب اولیه را ارائه می دهند ، اما برای تجزیه و تحلیل بصری آسان طراحی نشده اند.
برنامه های نرم افزاری می توانند جداول DEM را به نقشه های تسکین یافته با رنگ تبدیل کنند ، اما GIS می تواند کارهای بیشتری انجام دهد.
GIS می تواند نمایشی گرافیکی و عددی از میزان جریان آب ، جهت ، عمق و تجمع را – در همان نقشه همزمان داشته باشد. همراه با تجزیه و تحلیل زمین و داده های آلودگی ، مهندسان می توانند به محافظت از منابع طبیعی آب که همه ما به آن وابسته هستیم ، کمک کنند.
- مطالعات مهندسی و تأثیرات زیست محیطی
مهندسی محیط زیست محدود به حفاظت از منابع آب نیست. بلکه این یک علم پیچیده است که به داده های علوم فیزیکی ، زمین شناسی ، بیولوژیکی و حتی اجتماعی متکی است.مدنیمهندسان ساختارها و سیستم هایی را توسعه می دهند که جوامع را رشد می دهند و پایدار می مانند. در عین حال ، آنها باید همیشه از تأثیری که کار آنها می تواند بر محیط داشته باشد آگاه باشند.
داده های GIS به آنها کمک می کند تا هر دو را انجام دهند.
با داشتن منابع داده کافی ، نرم افزار GIS می تواند به همان اندازه که لازم است ، نقشه های روی هم قرار گرفته را برای کمک به مهندسان در انجام مطالعات تأثیر ، فراهم کند. داده های تاریخی ، برنامه های توسعه آینده ، نگرانی های صنعتی و سایر داده ها را می توان در نقشه های تجزیه و تحلیل ترکیب کرد. با ارائه یک دید همزمان از عواملی که می توانند بر محیط تأثیر بگذارند ، مهندسان می توانند تصمیماتی بگیرند که کمترین تأثیر را داشته باشند.
6.مدیریت فاضلاب و فاضلاب
فاضلاب و طوفان چالش های بی پایان برای مهندسان است. کمبودهای طراحی در سیستم های تخلیه فاضلاب و رواناب طوفان می تواند مشکلات بی شماری را ایجاد کند. خیابان های پرآب ، زیرزمین های پرآب و فاضلاب خام در مکان هایی که نباید اتفاق افتاده باشد.
برنامه های GIS می توانند با داده های مدل سازی هیدرولیکی و هیدرولوژیکی ادغام شوند و تجزیه و تحلیل دقیق سیستم های آب را ارائه دهند.
GIS ترکیبی از داده های سیستم های اطلاعاتی مشتری ، جریان آب در گره های مختلف و داده های تاریخی برای پیش بینی تقاضای آب است. برنامه دیگر ترکیب تجزیه و تحلیل زمین با گزارش سیل برای برنامه ریزی تغییرات زهکشی است. همه اینها را می توان با استفاده از نقشه برداری سه بعدی ، با لایه های داده ای گرافیکی و عددی با کلیک یک دکمه ، مشاهده کرد.
- مدیریت فاجعه
مهندسین عمران فقط چیزها را نمی سازند. آنها همچنین در زمان بروز بلایای طبیعی ، تخصص تخصصی در اختیار شهرداری ها قرار می دهند.
به عنوان مثال ، مهندسان سطح قبل از طوفان را می سازند و آنها پس از زلزله تجزیه و تحلیل سریع ساختاری را ارائه می دهند .
کمک به مهندسان برای کمک به امداد رسانی در برابر حوادث یکی از مهمترین کاربردهای سیستم های GIS است.
با استفاده از داده های سنجش از دور در زمان واقعی ، GIS می تواند به مهندسان در ارزیابی آسیب و برنامه ریزی پاسخ های م effectiveثر کمک کند. نرم افزار نقشه برداری به مهندسان کمک می کند تا داده های تاریخی را با داده های پس از فاجعه مقایسه کنند تا بتوانند آگاهانه از وضعیت تجزیه و تحلیل کنند.
نقشه برداری GIS می تواند به مهندسان در تصمیم گیری در عرض چند دقیقه کمک کند. تصمیم گیری یکسان با استفاده از داده های جدولی می تواند ساعت ها طول بکشد. وقتی زندگی در معرض خطر باشد ، GIS به یک نجات دهنده واقعی تبدیل می شود.
نرم افزار GIS مورد استفاده در مهندسی عمران
استفاده از نرم افزار GIS در مهندسی عمران روز به روز در حال افزایش است.
تبدیل داده ها به تجسم های نقشه برداری GIS قابل استفاده به راه حل های نرم افزاری قدرتمندی نیاز دارد. در اینجا چهار مورد از بهترین بسته های نرم افزاری GIS برای مهندسی عمران وجود دارد:
ArcGIS
ArcGIS قابلیت های تجزیه و تحلیل داده های مبتنی بر جغرافیایی قدرتمند را برای طیف گسترده ای از زمینه ها ، از جمله مهندسی عمران ، ارائه می دهد. این پلت فرم مبتنی بر ابر شامل انبوهی از ویژگی های طراحی شده برای خدمات شهری و طراحی ، برنامه ریزی و مدیریت زیرساخت ها است.
نقشه بردار جهانی
Global Mapper به مدت 25 سال با مجموعه ای از ویژگی های GIS به صنعت مهندسی عمران خدمت کرده است.
Global Mapper پردازش ، واردات و صادرات داده های LiDAR را در قالب های متنوع ، تجزیه و تحلیل زمین و لیست طولانی از قابلیت های پیشرفته ارائه می دهد.
نقشه اتوکد سه بعدی
حتی GIS به عنوان بهترین دوست مهندس جایگزین اتوکد نشده است. AutoCad Map 3D تمام ویژگی های استاندارد CAD را به همراه مجموعه ای قدرتمند از GIS فراهم می کند.
توانایی
Maptitude نرم افزار نرم افزار فراهم می کند قابلیت های نقشه برداری پیشرفته برای کاربران GIS، از جمله مهندسان. تبدیل داده های جمع شده به نقشه های سه بعدی با استفاده از جادوگر Create-A-Map آسان است.
نتیجه
سیستم های اطلاعات جغرافیایی مدت هاست که ارزش خود را برای مهندسان عمران ثابت کرده اند. حتی در این صورت ، تقاضای بازار برای راه حل های نوآورانه GIS از راه حل های موجود پیشی می گیرد.
استارت آپ های خلاق و شرکای فناوری آنها 2019 را بهترین زمان برای ورود به این بازار داغ می دانند. کسانی که می توانند نسل بعدی راه حل های GIS را توسعه دهند سهم خود را در بازار به دست می آورند.
کاربرد GIS در مهندسی عمران، کاربرد GIS در نقشه برداری، کتاب GIS در نقشه برداری، جزوه GIS در نقشه برداری، کارگاه GIS در نقشه برداری، آموزشگاه GIS در نقشه برداری، جزوه GIS در نقشه برداری، وب سایت GIS در نقشه برداری، وبلاگ GIS در نقشه برداری،موسسه علمی تحقیقاتی،موسسه چشم انداز،آموزش GIS در شیراز،آموزش GIS در تهران، کاربرد GIS در راه سازی ، کاربرد GIS در مترو ، کاربرد GIS در سدسازی ، کاربرد GIS در کانال های آبیاری ، کاربرد GIS در ترافیک ،دکتر سعید جوی زاده،سعید جوی زاده،فیلم آموزشی GIS در عمران، فیلم آموزشی GIS در نقشه برداری،
1 نظر