Geocoding – بخش اول (مقدمه ای بر Geocoding)

Geocoding پروسه واگذاری یک مکان یا موقعیت معمولا در فرم مقادیر مختصاتی به یک آدرس به وسیله مقایسه کردن المانهای توصیفی مکان در آدرس با آن هایی که در متریال مرجع حاضر است می باشد. یا به عبارت ساده تر مراحل و فرآیند ایجاد عوارض نقشه از آدرس ها،نام مکان ها یا اطلاعاتی غیر مکانی از این قبیل، geocoding نامیده می شود. ارزش geocoding دز این است که امکان می دهد موقعیت های مختلف در نقشه، از طریق داده ها به سهولت در دسترس وقابل شناسایی باشد.

آدرس ها می توانند در فرمت ها و شکل های گوناگونی باشند، مانند فرمت های آدرس معمولی از شماره خانه که به وسیله نام خیابان متابعت می شود واطلاعات بعدی به توصیفات مکانی دیگر مثل منطقه پستی یا حوزه آماری. به عبارتی ادرس شامل نوعی از اطلاعات است که یک مکان را متمایز می کند.

تبدیل وکتور به رستر

تبدیل وکتور به رستر شامل دو مرحله است که عبارتند از:

1. Rasterization / Scan Conversion
2. Line Thicking

این فرآیند شامل عملیات ثانویه ی Line Smoothing نیز می باشد.

حال به توضیح هر یک از مراحل اصلی می پردازیم:

۱- Rasterization / Scan Conversion

فر آیند واقعی برای تولید داده ی رستر از داده ی وکتور می باشد. در واقع یک عملیات خاص می باشد. به روش های زیر قابل انجام است:

الف) Pigeonhole sort :

در این روش قسمتی از حافظه ی مرکزی رزرو می شود و بعد با تخصیص موقعیت هر بردار (h,v,o) فایل رستری ساخته می شود. این روش روش ساده ای است ولی از نظر ضای ذخیره سازی ناکارا است. برای کاهش ناکارایی فضای ذخیره سازی می توان از لم های زیر بهره جست:

- اکثریت مختصات داده ها واحد است مگر در تقاطع خطوط. لذا داده هایی که مختصاتشان واحد نمی باشد به عنوان تقاطع خوط قابل تشخیص هستند.

- می توان محدودیت های شناخته شده ای را روی داده اعمال کرد مانند Minimum Bounding Box ، چگالی کلی و تعداد کلی نقاط داده.

تبدیل رستر به وکتور

از آنجایی که اغلب داده های ورودی و خروجی به فرمت رستر و پردازش ها روی داده های وکتور است لذا برای پردازش ها به تبدیل رستر به وکتور و برای پلات کردن به تبدیل وکتور به رستر نیازمندیم.

روش های الگوریتمی و سخت افزاری مختلفی برای این منظور وجود دارد. فاکتورهایی که روی زمان و هزینه ی این عملیات اثر دارند عبارتند از پیچیدگی ذات مسئله، کمبود الگوریتم های کارا، انتخاب نامناسب الگوریتم ها، ترجمه ی ضعیف الگوریتم ها به کدهای کامپیوتری و ترکیبی از این عوامل.

تا وقتی که فرآیند تبدیل در سطح تئوری موردتوجه قرار گیرد مشکلات سیستماتیک اجتناب پذیر نمی باشد و علت مشکلات performance دقیقا قابل تشخیص نیست.

خصوصیات و مقایسه داده برداری و رستری

داده های برداری و داده های رستری خصوصیات و بالتبع رفتار متفاوت از یکدیگر دارند که در اینجا به مقایسه داده برداری و رستری می پردازیم.

داده برداری:

• یک ساختار داده فشرده بوده و به فضای دیسک کمتری نیازمند است.
• در آن می توان توپولوژی را به صورت آشکار بیان کرد و پرسمان توپولوژی ( مانند proximity,network) انجام داد.

• در آن داده در قدرت تفکیک اصلی خود و بدون هیچ خلاصه سازی ذخیره می شود و در همه ی مقیاس ها نمایش گرافیکی دقیقی داریم.
•  

مدل های داده GIS – مدل داده رستری

المان پایه در مدل داده شبکه ای یا مدل داده رستری (picture element) pixel است. هر پیکسل نماینده قسمتی از زمین است. یک mixed pixel سلولی است که منطقه ی زمینی مربوط به آن از بیش از یک کلاس تشکیل شده باشد. resolution (قدرت تفکیک) آن با توجه به ابعاد پیکسل مشخص می شود. راه هایی برای فشرده سازی آن وجود دارد تا حجم آن کاهش یابد.

فرمت های رستر

برخی از فرمت های رستر عبارتند از:

• Standard Raster Format :

براساس فرمت های photographic است. ساختار فایل آن شامل یک header با طول ثابت و یک keyword یا magic number برای تشخیص فرمت است و اغلب دارای یک جدول رنگ ( برای توضیح اینکه چه رنگ هایی تصویر شده اند) است.

• (Tagged Image File Format) TIFF :

برای ذخیره کردن و خواندن فایل های اسکن شده مورد استفاده قرار می گیرد. در آن می توان از تکنیک های فشرده سازی  و run length استفاده کرد و مانند فرمت GIF به ۲۵۶ رنگ محدود نمی باشد.

مدل های داده GIS – مدل داده برداری

داده ها را می توان به دو دسته ی داده های مکانی و داده های غیر مکانی تقسیم کرد. داده های مکانی نیز به دو دسته ی برداری (vector) و شبکه ای (raster) تقسیم می شوند. در اینجا به مدل داده برداری می پردازیم.

مدل داده برداری

در این مدل داده عوارض با مختصاتشان نمایش داده می شوند. سه نوع شی برداری داریم که عبارتند از: نقطه (point)، خط(line) و پلیگون(polygon). یک عارضه با توجه به مقیاس نقشه ی مورد نظر در یک از این سه دسته قرار می گیرد. مثلا ممکن است یک شهر در نقشه ی بزرگ مقیاس با یک پلیگون و در نقشه ی کوچک مقیاس با یک نقطه نمایش داده شود.

در اینجا دو مدل داده داریم که عبارتند از: مدل داده ی اسپاگتی و مدل داده ی توپولوژی.

نمونه عملی: آنالیز مسیریابی با Utility Network Analyst

در ادامه آموزش های قبلی در مورد شبکه و آنالیزهای اون در ArcGIS، این بار یک نمونه عملی از آنالیز های شبکه یعنی آنالیز مسیریابی با Utility Network Analyst را بحث می کنیم تا مثالی باشد برای مطالب پست های قبلی.

فرض کنیم یکGeometric Network‌ از قبل ساخته شده است تا اینکه بتوان روی شبکه تحلیلهایی را انجام داد. بدین منظور ابتدا باید Extension‌ مربوط به شبکه یعنی Utility Network Analyst‌ را به ArcMap اضافه کرد.

از مسیر زیر می توان این کار را انجام داد.

View Menu>Toolbars>Utility Network Analyst

Extension مذکور ظاهر زیر را خواهد داشت.

در جعبه ابزار Network‌ کامبو اول اسم Geometric Network را بیان می کند.

قابلیت های نرم افزار ArcMap درباره شبکه هندسی

در ادامه پست های قبلی در مورد geometric network در این بخش می خواهیم با قابلیت های نرم افزارArcMap درباره شبکه هندسی آشنا شویم. برای این منظور به برخی آنالیزهای مشترک که می توان بر روی اغلب شبکه ها انجام داد اشاره می کنم:

Trouble call analysis:

یافتن دلایل مشکلات استفاده کنندگان از سرویس خاص به علت موقعیت مشترک مورد نظر.

Isolation traces:

مشخص کردن محل switch خاص برای جدا سازی قسمتی از شبکه که دچار مشکل شده است.

Containment tracing:

مشخص کردن مناطقی که با خارج کردن یک switch از شبکه سرویس دهی به آنها دچار اشکال می شود.

به طور کلی مطالبی که در این بخش مورد مطالعه قرار می گیرد عبارت است از:

آموزش ساختن شبکه هندسی Geometric Network

بعد از ارائه توضیحاتی در مورد شبکه هندسی یا همان Geometric Network در پست های قبلی، در این پست به مسئله ساختن این شبکه ها در نرم افزار ArcGIS می پردازیم. اگر اطلاعات تئوریک رو در مورد شبکه های هندسی ندارید توصیه می کنم پست “مدلسازی شبکه معابر در ArcGIS ” رو قبل از این مطلب مطالعه کنید.

Geometric Network را باید در محیط ArcCatalog ساخت.در ضمن مشاهده و مدیریت آن نیز در محیط مذکور امکانپذیر است.

Geometric Network برای یک سری Feature Class‌ مربوط به یک Feature Dataset و در داخل یک Geodatabaseایجاد می گردد.

هر کدام از Feature Class ها، نقش اساسی در Geometric Network بعنوان Edge یا Junction‌ دارند.

متدولوژی اصلی ایجاد یک Geometric Network‌ تعیین این مورد است که چه Feature Class هایی در شبکه شرکت دارند و نقش هر کدام از آنها در شبکه چیست.

دو روش برای ایجاد Geometric Network وجود دارد: