رسم الخرائط الحاسوبي

الموسوعة الحرة
العلاقة بين نظم المعلومات الجغرافية العامة، ونظم المعلومات الجغرافية الموزعة، ونظم المعلومات الجغرافية عبر الإنترنت، ونظم المعلومات الجغرافية على الويب، ونظم المعلومات الجغرافية المتنقلة، ونظم المعلومات الجغرافية الإلكترونية، ورسم الخرائط الحاسوبية.
مثال على خريطة رقمية. يظهر في الصورة نسبة السكان الأستراليين الذين يُعرّفون أنفسهم بأنهم أنجليكانيون .

رسم الخرائط الحاسوبي (أو رسم الخرائط الرقمي ) هو فن وعلم وتقنية إنشاء الخرائط واستخدامها باستخدام الحاسوب. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] تمثل هذه التقنية نقلة نوعية في كيفية إنتاج الخرائط، ولكنها لا تزال في جوهرها جزءًا من رسم الخرائط التقليدي. [ 3 ] [ 4 ] تتمثل الوظيفة الأساسية لهذه التقنية في إنتاج الخرائط ، بما في ذلك إنشاء تمثيلات دقيقة لمنطقة معينة، مثل تفصيل الطرق الرئيسية وغيرها من نقاط الاهتمام للملاحة، وإنشاء الخرائط الموضوعية . يُعد رسم الخرائط الحاسوبي أحد الوظائف الرئيسية لنظم المعلومات الجغرافية (GIS)، ومع ذلك، فإن نظم المعلومات الجغرافية ليست ضرورية لتسهيل رسم الخرائط الحاسوبي، ولها وظائف تتجاوز مجرد إنشاء الخرائط. [ 5 ] [ 6 ] سبقت أولى المنشورات المحكمة حول استخدام الحواسيب للمساعدة في عملية رسم الخرائط ظهور نظم المعلومات الجغرافية الكاملة بعدة سنوات. [ 7 ]

تُستخدم الخرائط الحاسوبية لتسهيل مجموعة متنوعة من التطبيقات الحاسوبية، وغالبًا ما يتم ذلك من خلال التكامل مع شبكة الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS). وهذا يتيح إنشاء خرائط آلية في الوقت الفعلي لمهام مثل أنظمة الملاحة في السيارات .

تاريخ

من الورق إلى اللاورق

في عام 1959، نشر والدو توبلر بحثًا بعنوان "الأتمتة ورسم الخرائط" أرسى فيه أول استخدام للحواسيب كأداة مساعدة في رسم الخرائط. [ 7 ] في هذا البحث، ابتكر توبلر ما أسماه نظام "خريطة مُدخلة - خريطة مُخرجة" (MIMO)، الذي سهّل رقمنة الخرائط التقليدية وتعديلها وإعادة إنتاجها. [ 7 ] [ 8 ] على الرغم من بساطة نظام MIMO، إلا أنه رسّخ استخدام الحواسيب في رسم الخرائط في الأدبيات، ومهّد الطريق لأنظمة المعلومات الجغرافية الأكثر تطورًا في السنوات اللاحقة على يد جغرافيين مثل روجر توملينسون . [ 8 ] أدى التسارع الكبير الذي تلا ذلك إلى تحول جذري في علم رسم الخرائط، حيث استُبدلت الخرائط التقليدية بالخرائط المدعومة بالحاسوب. وقد تنبأ مارك مونمونير بهذا التحول في عام 1985، عندما تكهن في كتابه " التحول التكنولوجي في رسم الخرائط" بأن رسم الخرائط الحاسوبي المدعوم بنظم المعلومات الجغرافية سيحل إلى حد كبير محل رسم الخرائط التقليدي بالقلم والورق. [ 4 ] يُعتقد أن الإنجاز المتمثل في إنشاء وتوزيع المزيد من الخرائط باستخدام أجهزة الكمبيوتر قد تحقق في منتصف التسعينيات تقريبًا. [ 9 ]

قدرات موسعة

كانت الخرائط الرقمية المبكرة تؤدي نفس الوظائف الأساسية للخرائط الورقية، أي أنها كانت توفر "عرضًا افتراضيًا" للطرق، محددًا بشكل عام بتضاريس المنطقة المحيطة. ومع ذلك، ومع تطور الخرائط الرقمية بفضل انتشار تقنية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) خلال العقد الماضي، أُضيفت تحديثات حركة المرور المباشرة، [ 10 ] ونقاط الاهتمام، ومواقع الخدمات، لتحسين تجربة المستخدم وجعل الخرائط الرقمية أكثر ملاءمة له. [ 11 ] لم تعد "العروض الافتراضية" التقليدية سوى جزء من الخرائط الرقمية. في كثير من الحالات، يمكن للمستخدمين الاختيار بين الخرائط الافتراضية، وصور الأقمار الصناعية (الصور الجوية)، والعروض الهجينة (مزيج من الخرائط الافتراضية والصور الجوية). وبفضل إمكانية تحديث أجهزة الخرائط الرقمية وتوسيعها، يمكن إضافة طرق وأماكن جديدة لتظهر على الخرائط. كما يمكن إنشاء خرائط ثلاثية الأبعاد للمناظر الطبيعية باستخدام الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد أو برامج إعادة البناء ثلاثية الأبعاد . [ 12 ]

جمع البيانات

تعتمد الخرائط الرقمية بشكل كبير على كميات هائلة من البيانات التي يتم جمعها على مر الزمن. وتُشكل معظم المعلومات التي تتكون منها هذه الخرائط خلاصة صور الأقمار الصناعية ومعلومات الشوارع. ويجب تحديث الخرائط باستمرار لتزويد المستخدمين بأدق صورة ممكنة للموقع. ورغم وجود طيف واسع من الشركات المتخصصة في رسم الخرائط الرقمية، إلا أن الفكرة الأساسية هي أن الخرائط الرقمية ستُصوّر الطرق بدقة كما تبدو في الواقع، مما يُتيح تجربة واقعية. [ 13 ]

الوظائف والاستخدام

تطبيقات الحاسوب

توفر برامج وتطبيقات الكمبيوتر، سواء كانت مملوكة أو غير مملوكة، صورًا وبيانات خرائط على مستوى الشوارع لجزء كبير من العالم.

التطبيقات العلمية

أدى تطور الحوسبة المتنقلة ( المساعدات الرقمية الشخصية ، وأجهزة الكمبيوتر اللوحية ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، وما إلى ذلك) مؤخرًا (منذ حوالي عام 2000) إلى تحفيز استخدام الخرائط الرقمية في العلوم والعلوم التطبيقية . اعتبارًا من عام 2009تشمل المجالات العلمية التي تستخدم تقنية رسم الخرائط الرقمية الجيولوجيا (انظر رسم الخرائط الجيولوجية الرقمية )، والهندسة ، والهندسة المعمارية ، ومسح الأراضي ، والتعدين ، والغابات ، والبيئة ، وعلم الآثار .

أنظمة الملاحة عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

يتمثل الاستخدام الرئيسي الذي نما من خلاله استخدام الخرائط الرقمية في العقد الماضي في ربطها بتقنية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). [ 14 ] يُعد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الأساس الذي تقوم عليه أنظمة الملاحة في الخرائط الرقمية.

كيف يعمل؟

تتفاعل الإحداثيات والموقع، بالإضافة إلى التوقيت الذري، التي يحصل عليها جهاز استقبال GPS أرضي من أقمار GPS الصناعية التي تدور حول الأرض ، لتزويد برنامج رسم الخرائط الرقمية بنقاط البداية، إلى جانب نقاط الوجهة اللازمة لحساب المسافة. ثم تُحلل هذه المعلومات وتُجمع لإنشاء خريطة توفر أسهل الطرق وأكثرها كفاءة للوصول إلى الوجهة.

من الناحية الفنية، يعمل الجهاز بالطريقة التالية: [ 15 ]
  1. تقوم أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بجمع البيانات من أربعة أقمار صناعية على الأقل تدور حول الأرض، وحساب الموقع في ثلاثة أبعاد .
  2. ثم يستخدم جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الموقع لتوفير إحداثيات نظام تحديد المواقع العالمي ، أو النقاط الدقيقة للاتجاهات العرضية والطولية من أقمار نظام تحديد المواقع العالمي.
  3. تُخرج النقاط، أو الإحداثيات، نطاقًا دقيقًا يتراوح بين "10-20 مترًا" تقريبًا من الموقع الفعلي.
  4. ثم يتم إدخال نقطة البداية، التي يتم إدخالها عبر إحداثيات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ونقطة النهاية (العنوان أو الإحداثيات) التي يدخلها المستخدم، في برنامج رسم الخرائط الرقمي.
  5. يُخرج برنامج الخرائط تمثيلاً مرئياً فورياً للمسار. ثم تتحرك الخريطة على طول مسار السائق.
  6. إذا انحرف السائق عن المسار المحدد، فسيستخدم نظام الملاحة الإحداثيات الحالية لإعادة حساب المسار إلى موقع الوجهة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ كلارك، كيث (1995). رسم الخرائط التحليلي والحاسوبي . برنتيس هول. ISBN 0133419002.
  2. ↑ مونمونير، مارك (1982). رسم الخرائط بمساعدة الحاسوب: المبادئ والآفاق، الطبعة الأولى (1 ). قسم بيرسون كوليدج. ISBN  978-0131653085.
  3. 1 2 كاينز، فولفغانغ (21 أكتوبر 2019). "علم الخرائط وغيره - جوانب من علاقة معقدة" . علوم المعلومات الجغرافية المكانية . 23 (1): 52-60 . doi : 10.1080/10095020.2020.1718000 . S2CID 214162170 . 
  4. 1 2 مونمونير، مارك (1985). التحول التكنولوجي في علم الخرائط ( الطبعة الأولى). جامعة ويسكونسن. ISBN  0299100707.
  5. ↑ ديميرز، مايكل (2009). أساسيات نظم المعلومات الجغرافية ( الطبعة الرابعة). جون وايلي وأولاده، شركة. ISBN  978-0-470-12906-7.
  6. ↑ تشانغ، كانغ تسونغ (2016). مقدمة في نظم المعلومات الجغرافية ( الطبعة التاسعة). ماكجرو هيل. ص 1. ISBN   978-1-259-92964-9.
  7. توبلر ، والدو ( 1959 ). "الأتمتة ورسم الخرائط" . المجلة الجغرافية . 49 (4): 526-534 . Bibcode : 1959GeoRv..49..526T . doi : 10.2307/212211 . JSTOR 212211. تاريخ الاسترجاع: 10 مارس 2022 . 
  8. 1 2 ديميرز، مايكل ن. "نظم المعلومات الجغرافية" . موسوعة بريتانيكا . تم الاسترجاع في 5 سبتمبر 2023 .
  9. ↑ بيترسون، مايكل ب. (2014). رسم الخرائط في السحابة . نيويورك: مطبعة غيفورد. ISBN 978-1-4625-1041-2. OCLC 855580732 . 
  10. ↑ "جهاز ملاحة يساعد في إدارة ازدحام الطرق." FreshPatents.com. 9 مارس 2007. http://www.freshpatents.com/Navigation-device-assisting-road-traffic-congestion-management-dt20080925ptan20080234921.php مؤرشف في 6 يونيو 2014 على موقع Wayback Machine . 12 أكتوبر 2008.
  11. ↑ هوسبي، جوناثان. "تطور أنظمة الملاحة داخل السيارات لتتجاوز مفهوم 'من النقطة أ إلى النقطة ب'." مجلة الهندسة الإلكترونية. 28 يناير 2008. http://www.automotivedesignline.com مؤرشف في 30 سبتمبر 2011 على موقع Wayback Machine . 12 أكتوبر 2008.
  12. ↑ ريموندينو، فابيو. " تسجيل التراث والنمذجة ثلاثية الأبعاد باستخدام التصوير المساحي والمسح ثلاثي الأبعاد. مؤرشف في 10-10-2022 على موقع Wayback Machine ." الاستشعار عن بعد 3.6 (2011): 1104-1138.
  13. ↑ "خرائط المدن" Tele Atlas BV. 2008. http://www.teleatlas.com/OurProducts/MapEnhancementProducts/CityMaps/index.htm مؤرشف بتاريخ 27 سبتمبر 2011 في Wayback Machine . 12 أكتوبر 2008.
  14. ↑ "الولايات المتحدة تُحدّث تقنية نظام تحديد المواقع العالمي". America.gov. 3 فبراير 2006. http://www.america.gov/st/washfile-english/2006/February/20060203125928lcnirellep0.5061609.html مؤرشف بتاريخ 29 يناير 2008 في Wayback Machine . 12 أكتوبر 2008.
  15. ↑ "كيف يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)؟" مؤسسة سميثسونيان. 1998. http://www.nasm.si.edu/exhibitions/gps/work.html مؤرشف بتاريخ 9 نوفمبر 2008 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) . 12 أكتوبر 2008.