عنوان

بررسی و بهبود الگوریتم‌های خلاصه سازی هندسی عوارض طبیعی و مصنوعی (مطالعه موردی: کلانشهر تبریز)

پ۲۷۵۹۶

per

بررسی و بهبود الگوریتم‌های خلاصه سازی هندسی عوارض طبیعی و مصنوعی (مطالعه موردی: کلانشهر تبریز)

امیر غلامی

برنامه ریزی و علوم محیطی

۱۴۰۱

۱۳۰ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی

۱۴۰۱/۰۶/۲۸

خلاصه سازی هندسی عوارض خطی از اوایل سال 1900 میلادی توسط جغرافی‌دانان و کارتوگراف‌ها مورد توجه قرار گرفت و با گذشت زمان و افزایش حجم تولید داده‌ها، بر اهمیت آن افزوده شد. اکثر الگوریتم‌های ارائه شده توسط محققان مختلف، بر مبنای حد آستانه عمل می‌کنند و کنترل خاصی بر میزان حجم خلاصه سازی هندسی ندارند. بدین ترتیب در اولین فاز این تحقیق، رویکردی ارائه شد که توسط آن می‌توان بدون آزمون و خطا، درصد یا تعداد کاهش نقاط اولیه عارضه خطی را تعیین نمود. این رویکرد به عنوان نمونه بر روی دو الگوریتم داگلاس- پوکر (DP) و ویسوالینگام- وایعت (VW) با هدف انتخاب برترین نقاط به تعداد دلخواه (n) پیاده شد و نتایج به دست آمده از آن توسط سه داده مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت که نشان داد، الگوریتم می‌تواند 80 درصد از نقاط انتخابی توسط کارشناس نقشه بردار در برداشت عرصه‌ی یک زمین کشاورزی را به درستی انتخاب کند. علاوه بر آن، برآورد شد که به شرط استفاده از رویکردهای پیشنهادی این تحقیق، می‌توان با پذیرفتن خطای حدود 95 سانتی متر، به جای استفاده از گیرنده‌های ماهواره‌ای چند فرکانسه گران قیمت، از تلفن‌های همراه هوشمند برای برداشت عرصه املاک استفاده نمود. نتایج به دست آمده از بررسی کیفیت خلاصه سازی چهارده خط سیر ثبت شده در دامنه کوه عینالی تبریز توسط DP و VW توسط شش شاخص مختلف، نشان می‌دهد که متوسط شاخص¬های ریشه میانگین مربعات فاصله از یال نماینده (RMSDRE)، جهت پراکندگی (DOD)، متوسط خطا توسط پلیگون‌های اسلایور (ME)، پلیگون‌های اسلایور تصحیح شده (MSPA)، درصد شباهت انحنای متوسط (MC) و درصد شباهت تندی زوایا (AC) برای 10، 30، 50، 70 و 90 درصد خلاصه سازی بر روی 14 خط سیر برای الگوریتم DP به ترتیب برابر 92/0، 79/1، 50/0، 79/305، 30/72 و 85/71 و برای الگوریتم VW به ترتیب برابر 07/8، 57/1، 45/0، 24/237، 34/70 و 84/69 بوده است. در فاز دوم تحقیق نیز یک رویکرد سراسری مبتنی بر کمترین مربعات (GLS) بمنظور خلاصه سازی هندسی عوارض خطی ارائه شد که با تولید و بکارگیری نقاط اشتاینر، علاوه بر نقاط عارضه خطی، یال‌ها را نیز در خلاصه سازی دخالت می‌دهد. بطور متوسط مقادیر شش شاخص مذکور و همچنین شاخص درصد کاهش نقاط (PR) در سه حد آستانه مختلف 10، 50 و 100 متری، برای روش DP برابر 05/16، 38/0، 93/10، 33/15717، 28/40، 59/37 و 95/99، برای روش VW برابر 06/334، 37/0، 31/23، 61/20451، 48/34، 68/30 و 95/99 و برای روش GLS برابر 20/15، 33/0، 90/12، 10/2816، 09/41، 42/38 و 96/99 بوده است که نشان دهنده‌ی کارایی بالای الگوریتم GLS نسبت به سایر الگوریتم‌های متداول است.

Abstract:The geometric simplification of linear features has been noticed by geographers and cartographers since the early 1900s, and with the passage of time and the increase in the volume of data production, its importance has increased. Most of the algorithms presented by different researchers operate on the basis of the threshold limit and do not have a specific control over the volume of geometric simplification. Thus, in the first phase of this research, an approach was presented by which the percentage or the number of reduction points of the linear feature can be determined without trial and error. As an example, this approach was implemented on the two algorithms Douglas-Poker (DP) and Viswalingam-Vayat (VW) with the aim of selecting the best points with an arbitrary number (n) and the results obtained from it were evaluated by three different data. which showed that the algorithm can correctly select 80% of the points selected by the expert surveyor in harvesting the field of an agricultural land. In addition, it was estimated that under the condition of using the proposed approaches of this research, by accepting an error of about 95 cm, instead of using expensive multi-frequency satellite receivers, smart phones can be used to survey real estate. The results obtained from the review of the quality of simplification of fourteen tracks recorded on the slopes of Mount Ainali in Tabriz by DP and VW by six different indices show that the average indices of the root mean square distance from the representative edge (RMSDRE), the direction of dispersion (DOD), average error by sliver polygons (ME), modified sliver polygons (MSPA), mean curvature similarity percentage (MC) and angle acuity similarity percentage (AC) for 10, 30, 50, 70 and 90% summation on 14 The trajectory for the DP algorithm is 0.92, 1.79, 0.50, 305.79, 72.30 and 71.85 respectively and for the VW algorithm it is 8.07, 1.57, 0.45, 237.24, 70.34 and 69.84. In the second phase of the research, a global approach based on least squares (GLS) was presented for the geometric simplification of linear features, which, by producing and using Steiner points, in addition to linear feature points, also involves edges in the simplification. On average, the values of the mentioned six indices as well as the percentage reduction of points (PR) in three different threshold limits of 10, 50 and 100 meters, for the DP method are equal to 16.05, 0.38, 10.93, 15717.33, 40.28 , 37.59 and 99/95, for the VW method equal to 334.06, 0.37, 23.31, 20451.61, 34.48, 30.68 and 99.96 and for the GLS method equal to 15.20, 0.33, 12.90, 2816.10, 41.09, 38.42 and 99.96, which shows the high efficiency of GLS algorithm compared to other common algorithms.

An Investigation and enhancement of geometric simplification techniques of natural and artificial features (Case study: Tabriz metropolis)

غلامی‏ ،

امیر ‏

تهیه کننده

قنبری،‏

کفاش چرندابی،

ابوالفضل ‏

ندا ‏

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز