مفهوم GIS

مفهوم GIS

مخفف Geographic Information System به معنی سیستم اطلاعات جغرافیایی می باشد.
سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بستری برای ذخیره ، نگهداری ، مدیریت و تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی می باشد و جهت کار همزمان با داده هایی که وابستگی مکانی (جغرافیایی) و توصیفی دارند، طراحی شده است.
برای بهره گیری صحیح از قابلیتهای یک GIS، در درجه اول نیاز به درک صحیح از سیستم GIS و سپس ساختار اطلاعات در آن میباشد.جهت پیاده سازی یک سیستم GIS ، توجه به ماهیت و ساختار اطلاعات جغرافیایی متشکله آن که رکن اساسی هر سیستمGIS را تشکیل داده و توانمندیها و پتانسیلهای آن را تعیین میکند، اجتناب ناپذیر است.
سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) یک سیستم کامپیوتر مبنا می باشد که به عنوان یک مجموعه متشکل از سخت افزار، نرم افزار، اطلاعات جغرافیایی، نیروی انسانی و مدلهای پردازش داده، به منظور تولید، ذخیره سازی، نمایش، بازاریابی، پردازش، بهنگام رسانی و... اطلاعات جغرافیایی مربوط به عوارض و پدیده های مختلف، مورد استفاده قرارمی گیرد.

وظایف اصلی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی
یک سیستم اطلاعات جغرافیایی ( GIS)، اصولاً شش فعالیت اصلی زیر را شامل می‌شود‌:
• ورود اطلاعات
• دستکاری و ویرایش اطلاعات
• مدیریت اطلاعات
• پرسش و پاسخ و تجربه و تحلیل اطلاعات
• نمایش اطلاعات

ورود اطلاعات">

ورود اطلاعات

قبل از آنکه اطلاعات جغرافیایی بتوانند وارد محیط GIS شده و مورد استفاده قرار گیرند، می بایست این اطلاعات به فرمت و ساختار رقومی قابل قبول سیستم GIS، تعدیل شوند.
منابع تولید کننده اطلاعات مورد نیاز یک سیستم GIS :
• تصاویر ماهواره ای و تکنیکهای سنجش از دور
• عکسهای هوایی و تکنیکهای فتوگرامتری
• نقشه برداری کلاسیک
• سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS)
• اسناد، مدارک و نقشه های موجود
 دستکاری اطلاعات">

استفاده از انواع داده و اطلاعات مورد نیاز یک پروژه خاص GIS ، نیازمند تبدیل و دستکاری آن اطلاعات به منظور قابل استفاده نمودن آنهادر سیستم می باشد.
 مدیریت اطلاعات">

برای پروژه های کوچک GIS، امکان ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی در قالب فایلها و اطلاعات ساده وجود دارد. ولیکن هنگامیکه حجم اطلاعات زیاد باشد و همچنین تعداد کاربران سیستم از یک تعداد محدود فراتر می‌رود، بهترین روش برای مدیریت اطلاعات، استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده (Database Management System) می باشد. DBMS به منظور ذخیره سازی، سازماندهی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی در GIS مورد استفاده قرار می گیرد.

تکنولوژیهای مرتبط با GIS">سیستمهای تولید نقشه رقومی (CAD)">

سیستمهای تولید نقشه رقومی (CAD)

سیستمهای CAD عموماً به منظور تولید و سازماندهی اطلاعات مکانی در قالب نقشه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این سیستمها نوعاً از نظر مدیریت پایگاههای اطلاعات جغرافیایی گسترده و حجیم همچنین انجام پردازشها و تجزیه وتحلیل بر روی اطلاعات، ضعیف بوده و درخصوص مدیریت اطلاعاتی توصیفی دارای محدودیتهای می باشند. 

 سنجش از راه دور (Remote Sensing)">سنجش از راه دور (Remote Sensing)

سنجش از دور به عنوان علوم ، هنر وتکنولوژی کسب اطلاعات درخصوص پدیده های مختلف سطح زمین از طریق سنجنده هایی که هیچگونه ارتباط مستقیمی با خود پدیده ندارند، شناخته می شود. سنجنده های ماهواره ای نسبت به ثبت و جمع آوری اطلاعات در قالب تصاویر ماهواره ای اقدام نموده و با استفاده از نرم افزارها و سیستمهای پردازش تصاویر ، امکان استخراج اطلاعات و تولید نقشه های مختلف فراهم می گرددد:
به علت فقدان ابزار مدیریت و پردازش رقومی جهت تجزیه وتحلیل اطلاعات جغرافیایی، سیستمهای فوق قابل مقایسه با GIS، نمی باشند.
 سیستمهای مدیریت پایگاه داده (DBMS)">

سیستمهای مدیریت پایگاه داده، به صورت خاص جهت ذخیره سازی و مدیریت انواع مختلف اطلاعات از جمله اطلاعات جغرافیایی، مورد استفاده قرار می گیرند.
امروزه DBMS به منظور ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات، بهینه سازی و توسعه یافته اند و GIS نیز از این ابزار، برای اهداف ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی استفاده می کند. DBMS اصولاً فاقد ابزار تجزیه و تحلیل و نمایش گرافیکی اطلاعات، که در سیستمهای GIS مرسوم وجود دارد، می باشد.

دلا‌یل استفاده از GIS">

 

دلا‌یل استفاده از GIS

امروزه وجود اطلا‌عات به روز‚ به منظور شناخت عوامل طبیعی و انسانی با هدف بهره‌گیری از آن در برنامه ریزی توسعه پایدار‚ امری بدیهی است. به همین دلیل استفاده از اطلا‌عات دربعد سیستمGIS می‌تواند در موارد زیر موثر باشد:
1 - پاسخگوئی به نیاز کاربران در کلیه زمینه ها.
2 - ساماندهی و افزایش بهره وری از منابع موجود.
3 -بهینه سازی سرمایه گذاری ها و برنامه ریزی ها.
4- ابزاری مفید در جهت تصمیم گیری مدیران.
5 - سرعت و دقت کار.
6 - تعیین قابلیت‌ها ی توسعه در مناطق و مکانهای مختلف.
 

محدودیتهای استفاده از روشهای سنتی">

تعریف علم توپولوژی:

استفاده از داده های جغرافیایی به طور سنتی‚ با استفاده از نقشه های کاغذی معایبی دارد که از جمله این محدودیت ها عبارت‌اند از:
1- مقیاس اندازه گیری
2- حذف اطلا‌عات
3- هزینه زیاد
4- زمان بر بودن
5- سرعت پائین
6- کمبود عوارض اطلا‌عاتی و ابزارهای کاری .
ولی آیا امروزه با توجه به حجم عظیم اطلا‌عاتی‚ باز هم به کارگیری روش قدیمی پاسخگو است. (هر چه داده‌ها گسترده‌تر و بیشتر شوند‚ آنالیز آنها مشکل‌تر و پیچیده‌تر خواهد شد).
بنابراین مشخصه GIS ‚ سرعت عمل و به روز رسانی اطلا‌عات‚ مطابق با فرمت های استاندارد‚ دسترسی سریع و آسان به اطلا‌عات در حجم وسیع ‚ تجزیه و تحلیل اطلا‌عات و کاهش هزینه هاست.

 تعریف علم توپولوژی:">

تعریف توپولوژی در GIS

اگر بخواهیم توپولوژی را به فارسی ترجمه کنیم به نظر من لغتی بهتر از "مکان شناسی" را نمی توانیم برای آن در نظر بگیریم.
 تعریف توپولوژی در GIS ">هنگامی که شما داده های جغرافیایی را به منظور استفاده در سیستمهای GIS به صورت مدل درمی آورید متوجه می شوید که بعضی از داده های مدل شده می بایست دارای روابط مکانی با دیگر داده های موجود در مدل باشند.

به عنوان مثال در مدل شما ایستگاههای اتوبوس می بایست همواره در سطوح خیابان قرار گرفته باشند و یا اینکه در هر خیابان ایجاد شده می بایست حداقل چند سطل زباله وجود داشته باشد.این روابط تعریف شده در قالب قوانین توپولوژی ارائه می شوند.
در واقع توپولوژی مدلی است که اشتراک هندسی داده های موجود در یک مدل با هم را شرح می دهد و همچنین مکانیزمی را برای استقرار و نگهداری روابط مکانی بین داده های موجود در مدل ایجاد می نماید.
در نرم افزارهای GIS همچون ARC GIS توپولوژی شامل مجموعه ای از قوانین و روابط بین داده ها می باشد که با عنوان RULE شناخته می شوند که اجرای آنها باعث طراحی هر چه دقیقتر مدل ژئومتریک موجود بین داده های مدل شما را تضمین می نماید.

استفاده از GIS به عنوان یکی از کاربردی‌ترین دانش‌ها
این دانش در زمینه‌های مختلفی از جمله برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ی، زمین شناسی و معادن، کشاورزی، منابع طبیعی و غیره کاربرد داشته و قادر است امر مدیریت و برنامه ریزی را بهبود بخشد.
همچنین به کارگیری GIS علاوه بر سود آوری می‌تواند باعث تسریع در روند انجام کارهای برنامه‌ریز‌ها در تشخیص موارد بحرانی و غیره گردد. از طرفی کاربران GIS در تمام سطوح وجود دارند، به طوری که مدیران، طراحان، برنامه‌ریزان، کارشناسان و حتی شهروندان عادی قادر از مزایای این سیستم سود برند.
 

کاربرد های GIS">

کاربرد های GIS

1 -کاربردهای سیستم اطلاعات جغرافیائی(GIS ) در راه آهن

2 GIS نقش و کاربرد موبایل

3 - در صنعت خودرو


4 - بخدمت گیریGIS در مباحث زمین شناسی
5 - تعیین موقعیت ونمایش بلادرنگ وضعیت یک متحرک در شبکه در حالیکه دچار عیب شده ویا بعلت سانحه متوقف گردیده است ومدیریت ترافیک وسانحه به کمک یک سیستم تلفیق یافته از GIS وGPS
6 - بررسی موضوع حریم و مدیریت زمین وآنالیز پهنه بندی و شناسایی مناطقی که حریم رعایت نگردیده و مباحث حقوقی و کاداستر
7 - موقعیت یابی و شناسایی نقاط کور شبکه مخابراتی راه آهن (رادیویی)
8 - تهیه گراف حرکت قطار و تنظیم برنامه حرکت قطار
9 - مدیریت بر عملکرد فعالیت نیروی انسانی
10 - مدیریت بر تخصیص منابع انسانی(بخصوص در شرایط بحرانی)
11 - اشتغال زایی جهت ایجاد اطلاعات رقومی و توصیفی و به روز نمودن آنها
12 - استفاده بهینه از فضای فیزیکی و کاهش فضاهای بایگانی و ذخیره نقشه ها
13 - بررسی تغییرات محیطی و سیاسی در راه آهن ایران در مقیاس جهانی
14 - ایجاد نمودن ضوابط استاندارد در اطلاعات
15 - یکسان سازی فرمت اطلاعات که لازمه وجود یک سیستم اطلاعاتی می باشد
16 - ثبت امکانات و تجهیزات در پایانه های بارگیری کشور
17 - مدیریت ماشین آلات تعمیر و نگهداری خط
18 - بررسی پراکندگی نیروی انسانی( متخصصین و افراد باتجربه ) درشبکه و موقعیت استقرار آنها
19 - موقعیت دفاتر فروش بلیط و سالن ها و مراکز مرتبط با راه آهن
20 - کمک در امر بازاریابی، فروش و مکان یابی مشتریان
21 - معماری ساختمانها
22 - مدیریت و کنترل استانداردهای ایمنی
23 - موقعیت جسم سانحه دیده
24 - اخذ و ارائه گزارش سوانح
25 - ارائه و بررسی راهکارهای ممکن در جمع آوری سوانح ، کنترل ترافیک ومدیریت خدمات اضطراری پس از وقوع سانحه
26 - ارائه و نمایش اطلاعات توصیفی و مکانی هر نقطه دلخواه بصورت آماری، هیستوگرام، جدول، نقشه و تصاویر و...

محدودیتهای استفاده از روشهای سنتی

سیستمهای مدیریت پایگاه داده (DBMS)

تکنولوژیهای مرتبط با GIS

مدیریت اطلاعات

دستکاری اطلاعات

GIS و نقش آن در بهبود مدیریت شهری

سامانه های اطلاعات مکانی (Geo-spatial Information Systems) که به اختصار ، GIS   نامیده می شوند سیستم هایی رایانه ای هستند که جهت ذخیره و تحلیل بر روی اطلاعات مکانی مورد استفاده قرار می گیرند.این تکنولوژی در طی چند دهه اخیر بسرعت پیشرفت نموده است ؛ بطوری که در حال حاضر این سیستم ها به عنوان یک ابزار ضروری برای استفاده  موثر از اطلاعات مکانی و جغرافیایی پذیرفته شده اند .امروزه داشتن درک بهتری از GIS به منظور استفاده بهینه از ان جهت بهبود کمی و کیفی امور ، برای مدیران ، تصمیم گیران و کاربران این سیستم ها ضروری می باشد .

GISهایی که بطور ویژه به این کاربردهای شهری و کاداستری اختصاص یافته اند ، LIS  (Land Information Systems) نامیده می شوند .

برای مثال GIS هایی که در شهرهای پیشرفته ایجاد شده اند در زمینه های مختلفی مانند مدیریت املاک و دارایی ها ، صدور پروانه و جواز ساختمان سازی ، برنامه ریزی های محلی ، آنالیز حمل و نقل ، تعیین بهترین مسیر برای وسایل نقلیه ای مثل آمبولانس ، طراحی های مهندسی مثل سیستم های آب و فاضلاب و شبکه کابل های مختلف ، برنامه ریزی برای کاربری اراضی ، تعیین محل دفن زباله ها ، پارکینگ ها و... پاسخگوی مدیران بوده اند .

روش های بهینه ی ارزیابی و طرح ریزی منابع ، تاثیر مستقیم در بهبود مدیریت منابع و در نتیجه ارتقاء کیفی زندگی ساکنین شهر دارند . اطلاعات زمین مرجع ( GeoRefrenced Information )  همواره نقش مهمی در فاه مردم داشته اند . تکنولوژی GIS می تواند این اطلاعات را دریافت نموده و ابزار لازم برای ارزیابی و طرح ریزی منابع را فراهم آورد .منبع:geographic information system--Aronov

GIS و نقشه برداری در ایران

ایرانیان باستان نقش برجسته‌ای در پایه گذاری علم نقشه برداری داشته اند. اکتشافات دریایی که از زمان گذشته انجام گرفته است موید این مطلب است . در ایران باستان می‌‌توانستند عرض جغرافیایی را تعیین کنند ولی تعیین طول جغرافیایی با دشواری بسیار همراه بوده است .آنها برای مسافرتهای خود نیاز به نقشه داشتند و نقشه هایی نیز بدون توجه به فواصل رسم می شده است .تعیین موقعیت در روی زمین و فراهم آوردن هر گونه نقشه در جهان باستان نیز نیاز به در دست داشتن ابزارها و بهره وری ا ز قواعدی داشته است .مصریان روشهایی برای اندازه گیری ارتفاع بین دو نقطه و تعیین فاصله افقی آندو داشته‌اند طناب، ترازو گونیا از ابزارهای نخستین نقشه برداری بوده‌اند و کم کم تراز و خط کش و پرگار به آن افزوده گشت.

دانشمندان ایرانی به کمک استرلاب عرض جغرافیایی و با استفاده از ساعت آبی طول جغرافیایی را در هر نقطه از مرز اندازه گیری می‌‌کردند. ابوریحان بیرونی دانشمند بزرگ ایرانی در زمینه‌های گوناگون اندازه گیری نجومی ،و فواصل بین شهرها ،مطالعات بسیار ارزنده‌ای انجام داده است نقشه برداران قدیم برای تعیین امتداد، فاصله و زاویه وسایلی ساخته بودند که نخستین آنها ریسمان بود و همچنین برای تعیین تراز افقی تراز هایی ساخته بودند و این تراز در طول تاریخ فرمهای گوناگونی به خود گرفته است. کهن‌ترین آن تراز آبی بوده است که نوع تکامل یافته تر آن همان شیلنگ تراز است که بناهای امروزی از آن استفاده می‌‌کنند. دوربین تئودولیت کرجی دانشمند ایرانی مخترع دستگاههای با ارزشی بوده است. وی را می‌‌توان مخترع نخستین دوربین تئودولیت به شمار آورد. وی صفحه‌ای را مدرج کرده و لوله‌ای با قابلیت گردش 360 درجه برروی آن سوار کرد و این صفحه توسط زنجیری آویزان می‌‌شد و توسط شاقولی بر روی آن عمود می‌شد که با آن زوایای بین دو نقطه را می‌‌خواند و با استفاده از تئوریهای مثلثات ارتفاع کوه ها و اختلاف بلندی ها را بدست می‌‌آورد ..اختراع قطب نما را نیزبه ایرانیان نسبت می‌‌دهند. مفهوم GIS مخفف Geographic Information System به معنی سیستم اطلاعات جغرافیایی می باشد. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بستری برای ذخیره ، نگهداری ، مدیریت و تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی می باشد و جهت کار همزمان با داده هایی که وابستگی مکانی (جغرافیایی) و توصیفی دارند، طراحی شده است. برای بهره گیری صحیح از قابلیتهای یک GIS، در درجه اول نیاز به درک صحیح از سیستم GIS و سپس ساختار اطلاعات در آن میباشد.جهت پیاده سازی یک سیستم GIS ، توجه به ماهیت و ساختار اطلاعات جغرافیایی متشکله آن که رکن اساسی هر سیستمGIS را تشکیل داده و توانمندیها و پتانسیلهای آن را تعیین میکند، اجتناب ناپذیر است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) یک سیستم کامپیوتر مبنا می باشد که به عنوان یک مجموعه متشکل از سخت افزار، نرم افزار، اطلاعات جغرافیایی، نیروی انسانی و مدلهای پردازش داده، به منظور تولید، ذخیره سازی، نمایش، بازاریابی، پردازش، بهنگام رسانی و... اطلاعات جغرافیایی مربوط به عوارض و پدیده های مختلف، مورد استفاده قرارمی گیرد. وظایف اصلی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی یک سیستم اطلاعات جغرافیایی ( GIS)، اصولاً شش فعالیت اصلی زیر را شامل می‌شود‌: • ورود اطلاعات • دستکاری و ویرایش اطلاعات • مدیریت اطلاعات • پرسش و پاسخ و تجربه و تحلیل اطلاعات • نمایش اطلاعات ورود اطلاعات قبل از آنکه اطلاعات جغرافیایی بتوانند وارد محیط GIS شده و مورد استفاده قرار گیرند، می بایست این اطلاعات به فرمت و ساختار رقومی قابل قبول سیستم GIS، تعدیل شوند. منابع تولید کننده اطلاعات مورد نیاز یک سیستم GIS : • تصاویر ماهواره ای و تکنیکهای سنجش از دور • عکسهای هوایی و تکنیکهای فتوگرامتری • نقشه برداری کلاسیک • سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS) • اسناد، مدارک و نقشه های موجود دستکاری اطلاعات استفاده از انواع داده و اطلاعات مورد نیاز یک پروژه خاص GIS ، نیازمند تبدیل و دستکاری آن اطلاعات به منظور قابل استفاده نمودن آنهادر سیستم می باشد مدیریت اطلاعات برای پروژه های کوچک GIS، امکان ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی در قالب فایلها و اطلاعات ساده وجود دارد. ولیکن هنگامیکه حجم اطلاعات زیاد باشد و همچنین تعداد کاربران سیستم از یک تعداد محدود فراتر می‌رود، بهترین روش برای مدیریت اطلاعات، استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده (Database Management System) می باشد. DBMS به منظور ذخیره سازی، سازماندهی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی در GIS مورد استفاده قرار می گیرد. تکنولوژیهای مرتبط با GIS سیستمهای تولید نقشه رقومی (CAD) سیستمهای CAD عموماً به منظور تولید و سازماندهی اطلاعات مکانی در قالب نقشه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این سیستمها نوعاً از نظر مدیریت پایگاههای اطلاعات جغرافیایی گسترده و حجیم همچنین انجام پردازشها و تجزیه وتحلیل بر روی اطلاعات، ضعیف بوده و درخصوص مدیریت اطلاعاتی توصیفی دارای محدودیتهای می باشند. سنجش از راه دور (Remote Sensing) سنجش از دور به عنوان علوم ، هنر وتکنولوژی کسب اطلاعات درخصوص پدیده های مختلف سطح زمین از طریق سنجنده هایی که هیچگونه ارتباط مستقیمی با خود پدیده ندارند، شناخته می شود. سنجنده های ماهواره ای نسبت به ثبت و جمع آوری اطلاعات در قالب تصاویر ماهواره ای اقدام نموده و با استفاده از نرم افزارها و سیستمهای پردازش تصاویر ، امکان استخراج اطلاعات و تولید نقشه های مختلف فراهم می گرددد: به علت فقدان ابزار مدیریت و پردازش رقومی جهت تجزیه وتحلیل اطلاعات جغرافیایی، سیستمهای فوق قابل مقایسه با GIS، نمی باشند. سیستمهای مدیریت پایگاه داده (DBMS) سیستمهای مدیریت پایگاه داده، به صورت خاص جهت ذخیره سازی و مدیریت انواع مختلف اطلاعات از جمله اطلاعات جغرافیایی، مورد استفاده قرار می گیرند. امروزه DBMS به منظور ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات، بهینه سازی و توسعه یافته اند و GIS نیز از این ابزار، برای اهداف ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات جغرافیایی استفاده می کند. DBMS اصولاً فاقد ابزار تجزیه و تحلیل و نمایش گرافیکی اطلاعات، که در سیستمهای GIS مرسوم وجود دارد، می باشد. دلا‌یل استفاده از GIS امروزه وجود اطلا‌عات به روز‚ به منظور شناخت عوامل طبیعی و انسانی با هدف بهره‌گیری از آن در برنامه ریزی توسعه پایدار‚ امری بدیهی است. به همین دلیل استفاده از اطلا‌عات دربعد سیستمGIS می‌تواند در موارد زیر موثر باشد: 1_ پاسخگوئی به نیاز کاربران در کلیه زمینه ها. 2_ ساماندهی و افزایش بهره وری از منابع موجود. 3_ بهینه سازی سرمایه گذاری ها و برنامه ریزی ها. 4_ ابزاری مفید در جهت تصمیم گیری مدیران. 5_ سرعت و دقت کار.

6_ تعیین قابلیت‌ها ی توسعه در مناطق و مکانهای مختلف

لیزر و کاربرد آن در نقشه برداری

موارد کاربرد لیزر تنها به فاصله یابی ماهواره ای محدود نمی شود.  اگر چه در SLR فاصله یابی طولهای بلند از ایستگاه زمینی به ماهواره ها انجام می شود و دقت های این اندازه گیری در هر نسل بهتر شده است و از حدود 10متر (نسل اول) به حدود 2میلی متر (نسل چهارم) رسیده است.

چون لیزرهای تک رنگ واگرایی ندارند، برای هر امتداد دهی در کارهای نقشه برداری بسیار مناسبند و در موارد بسیار دقیق نظیر حفاری های تونل ها، نقشه برداری های زیرزمینی نظیر مترو و در رسیدن به نقطه Break through که از دو طرف حفاری می شود تا به هم برسند کاملاً کاربرد دارند.  با توجه به اهمیت لیزر در دستیابی به این دقت هاست که شرکتهایی از قبیل Spectra physics آمریکا و MDL انگلستان دستگاههای خاصی را برای این گونه الکترواپتیکال، الکترومغناطیسی یا مایکروویو می شناسیم ولی انواع دیگری از طولیابها مورد استفاده اند که به طولیاب لیزری موسوم اند.  مثل AGA-8 ژیوتزونیکس یا DI3000-R لایکا که در آن ها از لیزرهای با منبع جامد نظیر یاقوت یا نیودمیوم استفاده نمی شود، بلکه منبع آنها نیمه هادی است.  از جمله این نیمه هادی کالیوم- آرسناید را می توان نام برد.  این نیمه هادی مثل مثل دیودگالیوم آرسناید است، منتها پرتو تک رنگ خارج می کند، خود برانگیخته است و ایجاد لیزری می کند که برای تعیین موقعیت های دقیق و برای جاهایی که دقت امتدادی مدنظر است، مورد استفاده قرار می گیرد.  لیزر را می توان بر اساس منبع تولید آن به سه دسته جامد، نیمه هادی و گازی تقسیم کرد.  لیزر در واقع از هلیوم – نئون ایجاد می شود.  توضیح لازم این که اولین بار در سال 1961 مخترعی ایرانی بنام پروفسور علی جوان در آمریکا گازی را ابداع نموده است که در تراز یابی ها با گستردگی فوق العاده مورد استفاده قرار می گیرد.  توان و شدت جریان پرتوهای لیزر گازی بسیار کم است و در صورت اصابت با بدن نقشه بردار ایجاد صدمه نمی کند.  پس در ترازیابی های چرخشی (Rotary) وسیعاً کاربرد دارد.  برای استفاده از لیزر در تراز یابی با شاخص به واسطه ای خاص نیاز است.  Detector روی شاخص بالا و پایین می رود و به محض دریافت پرتو لیزر گازی در محل دقیق ارتفاع پرتو می ایستد و در واقع ارتفاع را با دقت بالا تعیین می کند

سیستم مکان یابی جهانی GPS

سیستم مکان یابی جهانی (Global Positioning System) یک سیستم هدایت ( ناوبری) ماهواره ای اســت شـامل شبکه ای از 24 ماهواره درگردش که درفاصله 11 هزارمایلی و در شش مدارمختلف قرار دارند.  

در واقع یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است که از شبکه ای با 24 ماهواره تشکیل شده است و این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده اند.  این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال 1980 استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.  

خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است.  پدید آوردنگان این سیستم، هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن رایگان است.  

 24 ماهواره که دور زمین در گردش هستند.

ماهواره ها درحال حرکت می باشند و درعرض 24 ساعت دوبارکامل بـــرگرد زمیــن می گردنــــــد.  (هرروز دوبار )

باسرعتی درحدود 108 مایل درثانیه ) ماهواره های GPS به نام NAVSTAR شناخته می شوند...

لازمه هرگونه آشنایی با GPS فراگیری ماهیت اصلی این ماهواره ها می باشد.  اولین ماهواره GPS درفوریه 1978 پرتاب شد.  وزن هر ماهواره تقریباً / 2000 پاوند ودارای صفحات آفتابی به پهنای 17­f می باشد.  و قدرت فرستنده آن 50 وات ویا کمتر است.  هر ماهواره 2 سیگنال ارسال می کند: L1 و L2.  GPS های غیر نظامی از فرکانس 42MHZ. 1575 :L1 اسـتــفــاده می کننند.  

هر ماهواره حدوداً 10 سال فعال می ماند وجایگزینی ماهواره ها بموقع انجام گشته و ماهواره های جایگزین به فضا پرتاب می گردند.  برنامه شبکه GPS هم اکنون تا سال 2006 تنظیم وجایگزینی های لازمه ترتیب داده شده اند. مسیر گردش ماهواره ها آنها را بین عرض جغرافیایی 60 درجه شمالی و60 درجه جنوبی قرارمی دهد.  این امر به معنی آن است که درهرنقطه از زمین ودرهرزمان می توان سیگنال های ماهواره أی را دریافت نمود.  وهرچه به قطبهای شمال – جنوب نزدیک شویم نیز همچنان ماهواره های GPS را خواهیم دید.  هرچند دقیقاً در بالای سرما نخواهند بود واین در دقت وصحت عمل آنها در این نقاط تأثیرمی گذارد.  

یکی از بزرگترین مزایای رهیابی بوسیله GPS نسبت به روشهای دیگر زمینی آن است که این سیستم درهر شرایط جوی و بدون توجه به نوع کاربرد گیرنده GPS بخوبی کارمی کند.

ماهواره های GPS

24 عدد ماهواره GPS در مدارهایی بفاصله 24000 هزار مایل از سطح دریا گردش می کنند.  هر ماهواره دقیقا طی 12 ساعت یک دور کامل بدور زمین می گردد.  سرعت هریک 7000 مایل بر ساعت است.  این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند.  همچنین باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می کنند بهمراه دارند.  راکتهای کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر صحیح نگاه می دارد.  به این ماهواره ها NAVSTAR  نیز گفته می شود.

در اینجا به برخی مشخصه های جالب این سیستم اشاره می کنیم:

• اولین ماهواره GPS در سال 1978 یعنی حدود 35 سال پیش در مدار زمین قرار گرفت.  

• در سال 1994 شبکه 24 عددی NAVSTAR تکمیل گردید.  

• عمر هر ماهواره حدود 10 سال است که پس از آن جایگزین می گردد.  

• هر ماهواره حدود 2000 پاوند وزن دارد و طول باتری های خورشیدی آن 5. 5 متر است.  

• انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از 50 وات است.  

GPS چگونه کار می کند؟

ماهواره های این سیستم، در مداراتی دقیق هر روز 2 بار بدور زمین می گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می کنند.  گیرنده های GPS این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را نسبت به زمین محاسبه می کنند.  در واقع گیرنده زمان ارسال سیگنال توسط ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه می کند.  از اختلاف این دو زمان فاصله گیرنده از ماهواره تعیین می گردد.  حال این عمل را با داده های دریافتی از چند ماهواره دیگر تکرار می کند و بدین ترتیب محل دقیق گیرنده را با اختلافی ناچیز، معین می کند.  

گیرنده به دریافت اطلاعات همزمان از حداقل 3 ماهواره برای محاسبه 2 بعدی و یافتن طول و عرض جغرافیایی، و همچنین دریافت اطلاعات حداقل 4 ماهواره برای یافتن مختصات سه بعدی نیازمند است.  با ادامه دریافت اطلاعات از ماهواره ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیرپیموده شده، فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطاعات مفید دیگر، می نماید.  

گیرنده GPS

بسته به نوع مصرف و بودجه می توانید از طیف وسیع گیرنده های GPS بهره ببرید.  همچنین، باید از در دسترس بودن نقشه مناسب و بروزجهت ناحیه مورد استفاده تان، اطمینان حاصل کنید.  امروزه بهای گیرنده های GPS بطور چشمگیری کاهش پیدا کرده است و هم اکنون در کشور ما  (ایران) با بهایی معادل یک عدد گوشی متوسط موبایل نیز می توان گیرنده GPS تهیه کرد.  در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه بهره گیری می شود.  

هر چه نقشه های منطقه ای که در حافظه گیرنده بارگذاری می شود دقیق تر باشد، سرویسهایی که از GPS می توان دریافت داشت نیز ارتقا می یابد.  برای مثال، می توان از GPS دقت مکانیابی این سیستم در حد چند متر می باشد، که بسته به کیفیت گیرنده تغییر می کند.  از سیستم محلیابی جهانی می توان در کارههایی چون نقشه برداری و مساحی، پروژه های عمرانی، کوهنوردی، کایت سواری، سفر در مناطق ناشناخته، کشتی رانی و قایقرانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زمینلرزه و هر فعالیت دیگر که نیازمند محل یابی باشد، بهره برد.   مسیر نزدیکنرین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را سوال نمود و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد.

هر کس که بخواهد بداند کجاست و بکجا می رود به این سیستم نیازمند است، با توجه به نزول شدید بهای گیرنده های این سیستم، و افزایش امکانات آنها، این تکنولوژی در آینده نزدیک بیش از پیش در اختیار همگان قرار خواهد گرفت.

اطلاعاتی که یک ماهواره GPS ارسال می کند چیست ؟

سیگنـال GPS شـــــامــل : یـــک کد شبه تصادفی Pseudo Random Code، داده ای بنام ephemeris ویک داده تقویــــمی بنام almanac می باشد.  کد شبه تصادفی مشخص کننده ماهواره ارسال کننده اطلاعات ( کد شتاسایی ماهواره ) می باشد.  

هرماهواره باکدی مخصوص شناسایی می شود : RPN Random Code Pseudo این عددی است بین 1و 32.  این عدد درگیرنده هر GPS نمایش داده میشود. دلیل اینکه تعداد این شناسه ها بیش از 24 می باشد امکان تسهیل درنگهداری شبکه GPS باشد.  زیرا ممکن است یک ماهواره پرتاب شود و شروع بکار نماید قبل از اینکه ماهواره قبلی از رده خارج شده باشد.  به این دلیل ازیک عدد دیگر بین 1و 32 برای شناسایی این ماهواره جدید استفاده می شود.  

داده Ephemeris دایماً بوسیله ماهوارها ارسال میگردد وحاوی اطلاعاتی درمورد : وضعیت خود ماهواره (سالم یا ناسالم) و تاریخ وزمان فعلی می باشد.  گیرنده GPS بدون وجود این بخش از پیام درمورد زمان وتاریخ فعلی درکی ندارد.  این بخش پیام نکته اساسی برای تعین مکان می باشد.  

Almanac داده أی را انتقال می دهد که نشان دهنده اطلاعات مداری برای هرماهواره وتمام ماهوارهای دیگر سیستم می باشد.  

حال میتوان شیوه کار GPS را بهتر بررسی کرد.  هرماهواره پیامی را ارسال می کند که بــطور ســــــاده می گوید :

من ماهواره شماره X هستم، موقعیت فعلی من Y است، و این پیام در زمان Z ارسال شده است
هر چند که این شکل ساده شده پیام ارسالی است ولی می تواند کل طرز کار سیستم را بیان نماید.  گیرنده GPS پیام را می خواند و داده های almanac و ephemeris را جهت استفاده بعدی ذخیــره می نماید.  این اطـلاعـات می توانند برای تصحیح و یا تنظیم ساعت درونی GPS نیز به کار روند.  

حال برای تعیین موقعیت، گیرنده GPS زمانهای دریافت شده را با زمان خود مقایسه می کند.  تفاوت این دو مشخص کننده فاصله گیرنده GPS از ماهواره مزبور می باشد.  این عملی است که دقیقاً یک گیرنده GPS انجام می دهد.  با استفاده از حداقل سه ماهواره یا بیشتر، GPS می تواند طول و عرض جغرافیایی مکان خود را تعیین نماید.  ( که آن را تعیین دو بعدی می نامند.  ) و با تبادل با چهار ( و یا بیشتر ) ماهواره یک GPS می تواند موقعیت سه بعدی مکان خود را تعیین نماید که شامل طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع می باشد.  با انجام پشت سر هم این محاسبات، GPS می تواند سرعت و جهت حرکت خود را نیز به دقت مشخص نماید.

یکی از عواملی که بر روی دقت عمل یک GPS اثــر می گذارد.  شکل قرار گرفتن ماهواره ها نسبت به یکدیگر می باشد.  (از نقطه نظر GPS )

اگر یک GPS با چهار ماهواره تبادل نماید و هر چهار ماهواره در شمال و شرق GPS باشند طرح و هندسه این ماهوارها برای این GPS بسیار ضعیف میباشد و شاید GPS قادر نباشد مکان یابی نماید.  زیرا تمام اندازه گیریهای فاصله در یک جهت عمومی قرار دارند.  مثلث سازی ضعیف است وناحیه مشترک بدست آمده ازاشتراک این مسافت سنجی ها وسیع می باشد ( مکانی که GPSGPS مکان یابی را انجام دهد وموقعیتی راگزارش نماید دقت آن نمی تواند زیاد خوب باشـــــــد ( کمتر از500-300 فیت ).  اگر همین چهارماهواره درچهارجهت ( شمال، جنوب، شرق، غرب ) وبا زوایای 90 درجه قرارداشته باشند طرح این چهار ماهواره برای GPS مزبور بهترین حالت می باشد چراکه جهات مسافت سنجی چهار جهت متفاوت و نقطه اشتراک این مسافت سنجی ها بسیار کوچک می باشد.  وهرچه این نقطه اشتراک کوچکتر باشد به معنی آن است که بیشتر به نقطه واقعی حضورخود نزدیک شده ایم.  دراین موقعیت دقت عمل کمتر از100فیت می باشد.   برای مکان خود تصورمی کند بسیار وسیع می باشد ودر نتیجه تعیین دقیق محل آن ممکن نیست ) دراین موقعیتها حتی اگر

طرح وهندسه قرارگرفتن ماهواره ها هنگامیکه GPS نزدیکی ساختمانهای بلند، قلل کوهها، دره های عمیق ویا در وسایل نقلیه قرارگرفته باشد به مساله مهمتری تبدیـل می گردد. اگر مانعی در رسیدن سیگنالهای بعضی از ماهواره ها وجود داشته باشد GPS می تواند از بقیه ماهواره ها بـــرای مکان یابی خود استفاده نماید.  هرچه این موانع بیشتر و شدیدتر شوند مکان یابی نیز مشکل تر می گردد.  
یک گیرنده GPS نه تنها ماهواره های قابل استفاده را تشخیص می دهد بلکه مکان آنها را درآسمان نیز تعیین می کند.  ( ارتفاع و زاویه ) منبع دیگرایجاد خطا " چند مسیری " می باشد. " چند مسیری" نتیجه انعکاس سیگنال رادیویی به وسیله یک شی می باشد.  این پدیده باعث ایجاد تصاویر سایه دار در تلویزیونها می گردد هر چند در آنتنهای جدید این شکل به وجود نمی آید، این پدیده در آنتنهای رو تلویزیونی قدیمی به وجود می آمد.  

بروز این اختلال برای GPS ها به این شکل است که امواج بعد از انعکاس به وسیله اشیاء ( مانند ساختمانها یا زمین ) به آنتن GPS برسند.  در این صورت سیگنال مسیر بیشتری را تا رسیدن به آنتن GPS طی می کند و این باعث می شود که GPS فاصله ماهواره را بیشتر از آنچه هست محاسبه نماید.  که باعث ایجاد خطا در مکان یابی نهایی می گردد.  در صورت بروز این اختلال تقریباً 15 فیت بر خطای نهایی افزوده می شود. منبع دیگری نیز برای ایجاد خطا ممکن است وجود داشته باشند.  افزایش تاخیر ( delay ) به دلیل اثرات جوی نیز می تواند برروی دقت کار اثر بگذارد.  همچنین خطاهای ساعت داخلی GPS.  در هر دو این موارد گیرنده GPS طوری طراحی شده است که این اثرات را جبران نماید.  ولی خطاهای کوچکی بر اساس همین اثرات همچنان بروز خواهند کرد.

در عمل، دقت کار یک GPS غیر نظامی معمولی، با توجه به تعداد ماهواره های تبادلی و طرح قرار گرفتن آنها بین 60 تا 225 فیت می باشد.  GPS های پیچیده تر و گرانتر می توانند با دقتهایی در حد سانتیمتر کارکنند.  ولی دقت یک GPS معمولی نیزمی تواند به کـــمک پـــردازشی بـــه نـــام DGPS Differential GPS به حدود 14 فیت یا کمتر برسد. سرویسهای DGPS با هزینه کمی قابل اشتراک می باشند.  سیگنال تصحیحات DGPS توسط سازمان Army Corps Of Engineers و از ایستگاههای مخصوص ارسال می گردد.  این ایستگاهها در فرکانس KHZ. 325- 283. 5 کار می کنند تنها هزینه استفاده از این سرویس خریدن یک دامنه از این سیگنالها می باشد.  با این کار یک گیرنده دیگر به GPS ما متصل می شود ( از طریق یک کابل سه رشته ای ) و عمل تصحیح را طبق یک روش استاندارد به نام ( RTCM SC-104 ) انجام می دهد.  اشتراک سرویسهای DGPS از طریق امواج رادیویی FM نیز ممکن می باشد.  

چه کسانی از GPS استفاده می کنند ؟

GPS ها دارای کاربردهای متنوعی در زمین، دریا و هوا می باشند، اساساً GPS هر جایی قابل استفاده است مگر در نقاطی که امکان وصول امواج ماهواره درآنها نباشد مانند داخل ساختمانها، غارها ونقاط زیرزمینی دیگر و یا زیر دریا، کاربردهای هوایی GPS در رهیابی برای هوانوردی تجاری میباشد.  در دریا نیز ماهیگیران، قایقهای تجاری، ودریا نوردان حرفه أی از GPS برای رهیابی استفاده می کنند.  

استفاده های زمینی GPS بسیار گسترده تر می باشد.  مراکز علمی از GPS برای استفاده از قابلیت و دقت زمان سنجی اش واطلاعات مکانی اش استفاده می کنند.  نقشه برداران از GPS سایتهای گرانقیمت نقشه برداری دقتهایی تا یک متر را فراهم می آورند.  GPS ها علاوه بر صرفه جویی دقتهای بهتری را برای این سایتها به ارمغان می آورند.  استفاده های تفریحی از GPS نیز به تعداد تمام ورزشهای تفریحی متنوع است.  به عـنوان مثال برای شکارچیان، برف نوردان، کوهنوردان وسیاحان و… برای توسعه منطقه کاری خود بــــهره می گیرند.

در نهایت باید گفت هرکسی که می خواهد بداند که درکجا قراردارد، راهش به چه سمتی است، ویا با چه سرعتی درحرکت است می تواند از یک GPS استفاده کند.  در خودروها نیز وجود GPS به امری عادی بدل خواهد شد. سیستم هایی درحال تهیه است تا درکنار هر جاده ای با فشار دادن یک کلید موقعیت به یک مرکز اورژانس انتقال یابد.  ( بوسیله انتقال موقعیت فعلی به یک مرکز توزیع ) سیستم های پیچیده دیگری موقعیت هر خودرو را دریک خیابان ترسیم می کنند این سیستمها به راننده بهترین مسیر برای رسیدن به یک هدف خاص را پیشنهاد می کنند.

کارتوگرافی؛ از هنر تا جنگ

در بازدید از  موزه نقشه های قرون  گذشته انسان ناخود آگاه در برابر شاهکار، دقت ، هنر و آراستگی نقشه نگاران باستان چنان شیفته می ماند که از هدف  واقعی آنان که  تقدیم نقشه به پادشاهان و امرا که قلمرو سرزمینی را اختیار اداره و دفاع از آن را بر عهده داشته است  فراموش می شود.  چند سال سپری می شد تا این نقشه ها مزین می شدند به تصاویر مملو از فرشتگان کوچک شیپور نواز و ناوهای تجاری و جهازاتی که با بادبان های برآماسیده از وزش باد، اقیانوس ها را لابلای نپتون الهه دریاها و پریانی درمی نوردیدند که در جذر و مد آب ظاهر می شدند.

 امروزه با  کنجکاوی  این طرح ها و مرزها و  قاره ها را ناشیانه می بینیم درنقشه جهان  آنها حتی  هیچ اثری از قاره آمریکا و استرالیا و قطب جنوب نیست، اما باز هم حیرت زده می شویم که بسیاری از آنها بدون وجود ابزار ابتدایی و بدون  رصد ماهواره ها، به ابعادی غالبا نادقیق اما بهاشکال همانند اصل حیرت آوری، را ترسیم کرده اند. مثلا نقشه جهان  1660 فلیپ ایکبرخت (Philipp Eckebrecht)اگرچه اقیانوسیه رادرزمره کره جهان در برندارد اما از نظر دقت فوق العاده است.
سازمان ملل متحد و کنفرانس  یکسان سازی نامهای جغرافیایی آن در طی قطعنامه ها و  یادداشت هایی  پرحجم  به قصد ارائه فهرست جامعی از توصیه هائی برای نقشه نگاری سرزمین ها به چاپ رسانده است. برای نمونه در آن تصریح شده است که در نقشه ها باید صحرای باختری که تا سال  1976 در تملک اسپانیا بود را  با خط ممتدی از مراکش جدا کنند موضوعی که خشم مراکشی ها را بر انگیخته است.
چند نمونه از جدال های نقشه ای
روز 29 نوامبر سال 2005  حضور یک نقشه در کنار سالنی که مراسم سالگرد روز همبستگی سازمان ملل با فلسطین را برگزار می کرد منجر به یک دردسر بزرگ در مدیریت سازمان ملل شد .  این نقشه که متعلق به دهه 1960 بود نقشه فلسطین بود بدون هیچ اثری از وجود اسرائیل ، جان بولتون سفیر آمریکا  فردای آنروز نامه شدید اللحنی به  کوفی عنان نوشت و ضمن اعتراض به وجود این نقشه علت امر را جویا شد .
 در رد و بدل شدن یکسری مکاتبات میان مقامات اداری سازمان ملل و سفارت آمریکا مشخص شد که این نقشه سال ها است که در سازمان ملل قرار داشته و در سالروز همبستگی با فلسطین به نمایش گذاشته می شده است. اما آنچه امسال حساسیت برانگیز شده بودسخنان محمود احمدی نژاد رئیس جمهور ایران بود که گفته بود اسرائیل باید از روی نقشهمحو شود. سفارت آمریکا باید مطمئن می شد که نمایش این نقشه در راستای آن سخن نبودهاست.
در دی ماه 1383 تندر خشم ایرانیان مقیم خارج با ارسال طوماری اعتراضی با  یکصد هزار امضا از سوی فرهیختگان  از یکسو و ضربه عملی  تهران از سوی دیگر بر مجله بین المللی معتبر نشنال جئوگرافی که  در اطلس تازه چاپ خود، به جای نام تدبیر گرانه و تاریخی  «خلیج فارس»، «خلیج عربی» نوشته بود فرود آمد.
بدنبال آن مدیر رسانه های خارجی وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی که نظارت  را بر نشریات اعمال می کند اعلام کرد:"ما دیگر برای روزنامه نگاران مجله نشنال جئوگرافی روادید ورود به کشور صادر نخواهیم کرد و مادام که این اشتباه را تصحیح نکرده اند اجازه نخواهیم داد این مجله در ایران پخش شود".
 سخنگوی دولت هم در کنفرانس مطبوعاتی تکرار کرد که :"ما از هویت تاریخی خلیج فارس صیانت خواهیم کرد، هیچ گونه جعل کردنی را نخواهیم پذیرفت و به اقدامات قانونی دست خواهیم زد ".
 دبیرخانه سازمان ملل 7 بار بطور مکتوب توصیه کرده است  که نام خلیج فارس را تنها نام معتبر این پهنه آبی می داند.
یکی از قدیمی ترین دعواهای جدی در مورد نقشه ها به دعوای ایران  براى اثبات حاکمیت خود بر سه جزیره ابوموسى و تنب بزرگ و تنب کوچک است که  علاوه بر استناد به اسناد تاریخى، با توجه به نقشه‏هاى رسمى  دولت انگلیس نقشه‏هاى وزارت جنگ و وزارت دریانوردى که در سال 1888 به شاه ایران تقدیم شده بود، ناصرالدین شاه این نقشها را سند قرار داد و همچنین  بعدها نیز به  نقشه‏هاى لرد کرزن در سال 1892 و نقشه وزارت هند بریتانى در سال 1897) استناد شد.
 در سال ٢٠٠٢ در پراگ در پایان اجلاس بین الملل اقتصادی پیرامون مدیریت منابع آب در دو قاره پیوسته آسیا و اروپا  نماینده جمهوری آذربایجان تازه  نقشه ای از قفقاز را کشف کرده بود که مرزها به شکل ترسیم شده در آن می توانست الحاق سرزمینی که موجب جنگ مرگباری میان آذری ها و ارامنه شد، یعنی قره باغ علیا به ارمنستان را به ذهن متبادر کند.
 می دانیم که دولت باکو آن را خطه ای تسخیر شده و بخش جدائی ناپذیر آذربایجان به شمار می آورد و هرگونه بازنمائی دیگری جز این را غیر قانونی تلقی می نماید. لذا با  سخنان اعتراض آمیزی جلسه را ترک کرد .
قضیه می توانست به همین جا ختم شود. رئیس جلسه حتی پیشنهاد کرد که کنفرانس به حالت تعلیق درآید تا در آن فاصله سند مزبور را ناپدید سازند، البته روی عدم واکنش برق آسای متخاصم دیگر حساب کرده بودند. اما نمایندگی ارمنستان کوچکترین تغییری، حتی یک ویرگول، را هم نمی پذیرفت.
بر خلاف آداب چنین مجامعی که اینگونه پرده دری ها معمول نیست، دشنام و فریاد بر سر رئیس اجلاس باریدن گرفت که خود و سازمانش را متهم به غرض ورزی جانبدارانه کردند و از وی خواستند هرچه زودتر دنبال شغل دیگری برای خود بگردد. ساعت های طولانی لازم بود تا دوباره آرامش برقرار و چند قلم سفید مصحح بر روی مرزها پیش از چاپ دوباره نقشه کشیده شود و آنگاه کار اجلاس را دنبال گیرند .
در فوریه سال ٢٠٠١ هنگام اجلاس سالانه وزیران برنامه بوم زیستی ملل متحد، نمایندگان جمهوری خلق چین در برابر چشمان ناباور مجموع هیئت های نمایندگی، جلسه عمومی را نیمه کاره رها کردند، از تالار اجلاس بیرون رفتند و ادامه مباحثات را تحریم کردند، زیرا در نقشه و سند  اجلاس  جزیره فرمز کشوری مستقل قلمداد شده بود.آنها برای باز گشت  به تالار اجلاس مصرا خواستند که آن "ورقه ها" را از دور خارج کنند.
مراکش و صحرای باختری، کره جنوبی و ژاپن، ایران، هند، یونان و اسرائیل آشکارا از گروه های فشاری پشتیبانی می کنند که رویه های سفت و سخت و کم و بیش بازدارنده ای را به کار می گیرند تا چگونگی نامگذاری و معرفی سرزمین های ملی خود را به "جامعه بین الملل" بقبولانند.
 در نوامبر سال ٢٠٠٢ رجب طیب اردوان نخست وزیر کنونی ترکیه پس از شرکت در جشن سالگرد تأسیس جمهوری ترک نشین قبرس شمالی در هواپیمائی که وی را از نیکوزیا به آنکارا باز می گرداند طرح تازه سازمان ملل متحد به چاره جوئی مسئله قبرس را به دقت بررسی می کرد. وی به روزنامه نگاران گفت که "هرچند می توان پیرامون طرح پیشنهادی مذاکره کرد اما نقشه ها نفرت انگیزاند".
این گونه پیشامدها گاه به رویارویی با هم می انجامد و حتی به امر حیاتی دولتی تبدیل می گردد.
در جریان اجلاس سران پیرامون کره خاک در ژوهانسبورگ در سال ٢٠٠٢ بر سر نقشه ای که ناروا تشخیص داده بودند کار به کتک کاری میان اسرائیلی ها و فلسطینی ها هم رسید.
و از دعوای کهنه میان کره جنوبی و ژاپن پیرامون نام دریائی که آندو را از هم جدا می سازد چه باید گفت، که یکی دریای خاوری و دیگری دریای ژاپن می نامد. وزارت خارجه هر دو کشور به سهم خود اطلس هایی منتشر نموده و  در صفحه آغازین سامانه های اینترنتی ، به شیوه ای خودنمایانه کاربران را به بازدید از پرونده بال و پر داده شده ای می خوانند که تاریخچه این مسئله را روایت می کند.
 غالبا نقشه نگاران مطبوعات و انتشارات برای پرهیز از نامه های بازخواست کننده سفارتخانه ها ترجیح می دهند که دیگر نامی بر این پهنه دریا میان دو کشور ننهند. این بدان معنی است که اندکی بیم در دل ها انداختن سرانجام به ثمر می نشیند: بجای آنکه خطر ممیزی (و همراه آن از دست دادن سهم خود در بازار) یا برخورد دیپلماتیک را برخود هموار سازند، بسیاری از ناشران ترجیح می دهند هر اشاره ای که شاید خشم کسی را برانگیزد حذف کنند.
بانک جهانی تا آنجا پیش رفته است که در پایان سال ١۹۹٠ از دایره نقشه نگاری خود بخواهد که به شیوه ای که هند و پاکستان به دلیل درگیری بر سر کشمیر پیش گرفته اند، دیگر نقشه هائی که نمایانگر سرزمین های حساس هستند را به چاپ نرساند.
اگر شما بازدیدی از نمایشگاه  کتاب در هریک از کشورهای عربی داشته باشید متوجه می شوید که  اصولا در سالهای اخیر انتشارات  و کارتوگرافی های عربی تقریبا همگی نام خلیج عربی را برای  نقشه ها و اطلسهای خود بکار می برند.
در غرفه های امارات وجود کتاب هایی بنام جزایر سه گانه اشغال شده  چاپ مرکز مطالعات استراتژیک  ابوظبی شگفت آور نیست. اما جای تعجب است که چرا  انتشارات کشورهای دوست مانند سوریه و لبنان  در مواردی  احواز و محمره و یا عربستان و جزایر با نام جعلی و متعلق به امارات  ترسیم می نمایند .
از جمله  موسسه انتشارات و کارتوگرافی دارالشرق العربی در سوریه - حلب است که در چندین نقشه از این نامهای مجعول استفاده نموده است و  انتشارات دارالقلم - سوریه - حلب در کتاب موسوعه فی کتاب "الجدید الاطلس الاسلامی الجغرافی" در تمام نقشه خلیج عربی بکار برده وجزایر سه گانه را نیز به رنگ امارات مخصوصا در ص 23 ترسیم کرده است.
 در کتابی بنام "الموسوعه الجغرافیه العالمیه المصوره دول العالم" نویسنده نبیل تللو . انتشارات دار علاء الدین  سوریه در صفحه 70 علاوه بر اینکه در متن جزایر را اماراتی دانسته است در نقشه ای از خلیج فارس ترسیم و زیر نام هرکدام از جزایر سه گانه نوشته است جزایر اماراتی طنب،ابوموسی و .. نام جعلی خلیج عربی هم در بالای آنها آورده است .
در کتاب موسوعه تاریخ خلیج عربی بخش دوم . محمود شاکر . دار اسامه اردن- عمان نویسنده در مبحث اهواز و بخش جزایر سه گانه ادعاهای واهی مطرح و جزایر را متعلق به امارات و خوزستان را متعلق به وطن عربی نامیده که قبل از اشغال دولتی مستقل بوده است.
در کتاب الاطلس التاریخی للعالم الاسلامی  نوشته محمود عصام میدانی چاپ  دار دمشق سوریه در  تمامی نقشه خلیج عربی بکار برده در حالیکه این کتاب تجدید چاپ کتابی به همین نام از دکتر عبدالمنعم ماجد دارالفکر عربی بمصر است که 1960 چاپ شده و تمامی نقشه های آن در چاپ اول با نام خلیج فارس بوده است .
 همین انتشارات در کتاب دیگری به نام اطلس جغرافی وطن عربی -تالیف. محمود عصام میدانی نقشه های ابن حوقل - جیهانی - ابوزید بلخی - بتانی - ابن خردادبه - شریف ادریسی و استخری را در ص 8- 13 کتاب خود چاپ و نام خلیج فارس را از آنها پاکسازی و تحریف کرده  در حالیکه نقشه های خلیج فارس این افراد شهرت جهانی دارد. ایرانیان همواره به اینگونه تحریفاتمعترض بوده اند.
سردرگمی در ذهن خوانندگان از شکل نهائی نقشه بر می خیزد: تصویرهای فریبا، دقیق، گاه بسیار کاویده و خصوصا به زیور طبع آراسته ای که درمجموع مقبولیت کمابیش مطلقی بدان می بخشد، به ویژه اگر مهر تائید دولتها، موسسه های ملی، یا بین المللی نام آور و شناخته شده ای برآن باشد.
 نقشه آنگاه یا اثری در طریق سیر و تأمل و یا عامل توطئه چینی مشمئز کننده علیه یک کشور یا جامعه ای می نماید. حتی نقشه هائی که پستی و بلندی زمین را در کوچکترین جزئیات آن نشان می دهند نیز موضوع اندیشه و ساختار باریک بینانه ای است، و هر عنصری از آن را به دقت برمی گزینند، برخی را برجسته می سازند و برخی دیگر را از قلم می اندازند.
نقشه، که هیچ احدی قادر نیست تمامی شناخت های جغرافیای سیاسی را یک جا در آن بگنجاند، با همه بی زرق و برقی و ظاهر بی آزارش، می تواند به ابزار هراس آور تبلیغاتی ای تبدیل شود که قدرت های دولتی و اقتصادی معاصر بی هیچ شرم و دغدغه خاطری از آن بهره می جویند تا بینش عقیدتی خود را برآن نقش کنند. با این حساب اندکی هموار کردن حقیقت را خدمتی به مصالح عالیه تلقی می کنند.
نقشه نگاری حرفه ای است  که از «شور و شوق خویش به جهان نقشه ها برای سفر های مجازی گواه می گیرد.  نگاریدن مرزها مایه دردسر پایداری است تا بدان اندازه که این آرزو همواره در دل می جوشد که پاکشان کنیم، جابجا کنیم ... .
از این رو نقشه تا بدان اندازه که تنها به عرضه مینیاتوری از سرزمین ها بسنده نمی کند، بلکه همچنین حساسیت های خلق ها، ادراکی که از جوامع انسانی دارند و شیوه ساماندهی فضای حیاتی آنها را بیان می دارد، اثری هنری به شمار می آید.
 در این عرصه تو در تو، نقشه نگار هم داعیه دار شاهدی بزرگ و هم نقش آفرین است. او خود را پیاپی در نقش ناظر، اقتصاددان، جمعیت شناس، ریخت شناس زمین و سر انجام جغرافیدان و ... هنرمند باز می شناسد، تا "جهان هایش" را بسازد و یا بهتر گفته باشیم ابداع کند. او معجون ظریفی را به پندار می کشد و تصویر می کند: جهان را چنانکه می بیند با جهان آرمانی خود در هم می آمیزد.
نقشه با نگرش فراگیری از فراز زمین، کشورها یا قاره ها را در چشم بهم زدنی می نمایاند، احساس گنگی از اقتدار ارزانی می دارد و پندار مهار فضا را در سر می پروراند. پس اگر موضوع بیشترین مراقبت ها قرار گیرد و هیچ چیزی در طراحی، تعیین ابعاد و برنشاندن عناصر آن بدست سرنوشت سپرده نشود نباید به شگفتی افتاد.
 اگر هنوز تردیدی در این باشد کافی است در گذرگاه پهنی که کاخ  ویتوریانو را به کولیزه می پیوندد،  گام بردارید ، که با مجموعه نقشه های جذابی  که موسولینی نثار شکوه امپراتوری روم کرده بود تزئین شده است، یا بدیدار تالار پایان ناپذیر نقشه های واتیکان   بروید  که نقشه های پستی و بلندی های ایتالیا همه دیوارها را از کف تا سقف به زیبایی  پوشانده است.
این صحنه در سال ١۵٠٢در لیسبون اتفاق افتاد. ژرار وینت تاریخدان، در روایت تاریخی داستان گونه پرشوری ماجرای سرقت یگانه نسخه نقشه جهان نمای شاهی از گارگاه نقشه نگاری را حکایت می کند. آن نقشه را بر اساس یاداشت های ره آورد پدرو آلوارز کابرال و دن واسکو دو گاما کشیده بودند و نمایانگر سرزمین های هندوستان و برزیل بود. فرمانروا ناپدید شدن این راز دولتی را چون مصیبتی اقتصادی انگاشته بود.
 گم شدن این نقشه وی را از دسترسی به منابع [ثروت و قدرتش] محروم ساخته بود. تملک آگاهی های جغرافیائی نه فقط به منزله تائید حاکمیت وی بود بلکه حفاظی بر ثروت های وی نیز به شمار می رفت. از این رو به تنگ چشمی مراقب بود تا کس دیگری بدان ها دست نیابد ... "  نقشه گمشده! – نقشه؟ - بله استاد، همان که شاه به شما سفارش داده بود (...) استاد ریمن پیش از آنکه فرصتی به آلبرتو کانتینو؛ بدهد تا به سراغ وی آید، به آنی عمق فاجعه را دریافت.
دو ماه پیش از آن، شاه (...) سفارشی به وی داده بود. یگانه فرمانروائی که بر راه های دریائی که به کشور ادویه ها راه می گشود چیرگی یافته و پاپ از آن پس ویرا به لقب "سرورکشورگشائی، دریانوردی و تجارت حبشه، عربستان، ایران و هند" مفتخر ساخته بود، در نظر داشت که نمود گستره قلمرو پادشاهی خویش را همواره پیش چشم داشته باشد و برای اتخاذ تصمیمات سازگار با مسئولیت های تجاری و مذهبی، از آن آبشخور بهره گیرد  .
پنچ سده پس از آن، نیرومند ترین دولت های روی زمین هنوز با بدگمانی روانپریشی مراقب تولیدات نقشه نگاری و تصاویر ماهواره ای خویش اند و هیچگونه تردیدی به خود راه نمی دهند که هر سندی که مظهر گونه ای مصلحت سوق الجیشی و اقتصادی و یا نظامی باشد را در رده فوق سری بایگانی کنند.
در سالهای دهه ١۹٨٠، برخی از کشورهای حوزه خلیج [فارس] که چاپ نقشه های خود را بهموسسه ملی جغرافیائی فرانسه سفارش داده بودند، مصرا خواستند که دستگاه های چرخانچاپ (روتاتیو) با روکش های برزنتی پوشانده شود و مردان مسلحی از آنها حفاظت نمایندکه در عین حال مأموریت داشتند "انگاره" یعنی نمونه های آزمایشی و نیز برش ها را که مرحله ای پیش از چاپ نهائی است نابود سازند!
 
یکسان سازی اسامی جغرافیایی
در عصر ارتباطات ، اختلاف و تعدد نامهای جغرافیایی در بسیاری از نقاط دنیا مسایل و مشکلاتی را ایجاد می کرد در نتیجه در سال 1960  شورای اقتصادی و اجتماعی سازمان ملل به دبیر کل سازمان ماموریت داد که برای حل و فصل اینگونه اختلافات کنفرانسی را برگزار نماید.
 در سال 1967 اولین کنفرانس یکسان سازی و استاندارد نمودن نامهای جغرافیایی سازمان ملل با شرکت هیئتهای علمی و اجرایی جغرافیایی سراسر جهان در ژنو برگزار شد  این کنفرانس را یک نهاد و یا گروه تخصصیUNGEGN  (آنگیگن) که  بر اساس قطعنامه های 715 آوریل 1959 و 1314 می 1968 و تصمیم 4 مه 1973 شورای اجتماعی اقتصادی سازمان ملل متحدECOSOC)  ) تأسیس گردید از نظر علمی و اجرایی پشتیبانی می کند.
 این گروه تخصصی هر دو سال یکبار در نیویورک یا ژنو تشکیل جلسه می دهد و هر 5 سال یکبار نیز کنفرانس یکسان سازی اسامی جغرافیایی سازمان ملل تشکیل جلسه می دهد و تصمیمات گروههای تخصصی و ناحیه ای را به صورت قطعنامه تصویب می کند رهبری گروه آسیای غربی با ایران است این گروه تا کنون در تهران 7 نشست برگزار نموده است در مصوبه هفتمین نشست این گروه که در مهرماه 82 برگزار شد آمده است :
“با تاکید بر مصوبات کنفرانس یکسان سازی اسامی جغرافیایی سازمان ملل و بویژه در اجرای قطعنامه 9 اجلاس برلین از همه کشورها می خواهیم از تغییر نامهای جغرافیایی تاریخی که میراث فرهنگی بشر محسوب می شوند خودداری نمایند”.
ضرورت یکسان سازی، یگانه سازی، وحدت در تلفظ و آوانگاری، یکسان نمودن اسامی جغرافیائی و جلوگیری از ابهام و تعدد اسامی در عصر ارتباطات و جهان امروز سازمان ملل را ناچار ساخت که در این رابطه نهادی قانونمند تأسیس نماید. استفاده میلیونها نفر از اطلاعات کامپیوتری، جابجائی و حرکت روزانه هزاران کشتی،‌ هواپیما، اتوبوس و مسافران و توریستها، ایجاب می کند که نامهای جغرافیائی شفاف و یگانه ومتحد ودارای آوای یکسانی گردند زیرا ابهام و نامهای متعدد برای یک منطقه جغرافیائی و یا نامهائی با تلفظ های مختلف می تواند بویژه در عصر الکترونیک منجر به عواقب خطرناک و پرهزینه ای گردد.
یکی از هفت نهاد قانونمند ECOSOC  در سازمان ملل متحد است. این نهاد در راستای یکسان سازی اسامی جغرافیائی در سطح ملی و بین المللی تلاش می کند. تصمیمات و اقدامات آن بصورت قطعنامه در کنفرانس UNCSGN   که هر 5 سال یکبار برگزار می گردد، به تصویب می رسد و تمامی ارکان سازمان ملل و سازمانهای تخصصی بین المللی، غیردولتی و یا دولتی و از جمله 15 سازمان بین المللی (فهرست ضمیمه پیوست )موظف به اجرای این قطعنامه ها هستند. UNGEGN 

همان طور که گفته شد مرجع رسیدگی به اختلافات در مورد نامهای بین المللی و منطقه ای  UNGEGN  و UNCSGN  است. این نهاد اگرچه نام خلیج فارس  را یگاته نام مورد قبول می داند ولی تا کنون از آن خواسته نشده است که  مصوبه ای ویژه در این خصوص صادرکند.
یکی از نکات مهم کنفرانس سخنرانی ها و مقالات فنی  و یا منازعات کشورها در خصوص سیاسی شدن نامهای جغرافیایی است. نافتالی کادمن که از ابتدای تاسیس UNGEGN رئیس گروه کاری اصطلاحات توپونمی این نهاد تخصصی سازمان ملل است در فصل 8  کتابی بنامکه از سوی انتشارات سازمان ملل منتشر شده است. مبحث سیاسی کردن نامهای جغرافیایی را با عنوان کدام خلیج آغاز نموده است.
و سوء استفاده از نامهای جغرافیایی  را چنین مطرح نموده است “ ژانویه 1991 جنگ دوم خلیج مطرح می شود کدام خلیج ؟ برای جهان غرب موضوع روشن است، ایران نیز که خود را وارث امپراتوری پارسی می داند و پهنه آبی جنوبی آن کشور است آنرا  بطور طبیعی خلیج فارس می نامد، کشورهای غیر عربی نیز آن را خلیج فارس می نامند کتابهای جغرافیایی و نقشه های تاریخی از جمله بطلیموس  و نقشه های قرون گذشته نیز به خلیج فارس اشاره دارند اما  کشورهای عربی آنرا خلیج عربی می خوانند نامی که در مستندات تاریخی وجود ندارد بنابر این دو نام رقابتهای سیاسی را بازتاب می دهد.
این رقابت های سیاسی در کارتوگرافی نیز بازتاب یافته است مثلا انتشارات نقشه نگاری جان بارتولوموو و پسران John Bartholomew & sons   در سال 1977 در نقشه ایران  از نام خلیج فارس استفاده کرده است و همزمان برای مشتریان عرب خود نام خلیج عربی را بکار برده است تا بدین وسیله نه موجب ناراحتی ایرانیان شود و هم مشتریان عرب را جذب نماید. این نمونه ایاز  سیاسی شدن کارتوگرافی است.
 کادمن سپس به منازعه بر سر نامهای تاریخی  بخصوص نام جمهوری مقدونیه( یکی از جمهوری های یوگسلاوی سابق)  که دولتهای اروپایی از برسمیت شناختن آن به در خواست یونان خودداری می کنند و لی مقدونیه نیز اصرار بر کاربرد نام جمهوری مقدونیه بجای جمهوری فیرم  را دارد .
 اعتراض دولت اردن به اسرائیل  و اعتراض اسرائیل به اعراب برای نامهایی همانند اورشلیم جریکو و حبرون / مسجد اقصی  اریحا، نابلس، عربه یا عقبه ، الخلیل. و اعتراضات ترکیه و قبرس در مواردمشابهه مطرح شده است. به هر حال  مصوبات کنفرانس یکسان سازی سازمان ملل از جملهقطعنامه شانزدهم  کنفرانس سوم،  سیاسی شدن نامهای جغرافیایی را محکوم نموده و اعلامکرده است که اینگونه تغییرات را در مورد نامهای جغرافیایی برسمیت نمی شناسد.”
قطعنامه های 25 و 34 کنفرانس دوم و قطعنامه 20 کنفرانس سوم و قطعنامه 25 کنفرانس پنجم به مسائل مربوط به اختلافات بر سر موضوع نامهای جغرافیائی مشترک میان چند کشور مربوط می شود . TOPONYMY The Lpre, Laws and Language of Geogrraphical Names 

کاربرد لیزر در تهیه مدل رقومی زمین

نمایش بعد سومی یا مولفه سوم مختصات برای بسیاری از کاربرد ها اهمیت اساسی دارد .اما نمایش بعد سوم سطح زمین یعنی Z بر روی سطح مسطح کاغذ یا صفحه نمایش دشوار است . به همین دلیل نقشه برداران از دیر باز تلاش کرده اند روش هایی را برای نمایش ارتفاعات روی نقشه ارائه نمایند . استفاده از هاشور ، سایه روشن ، گامهای رنگی ، اعداد ارتفاعی و منحنی های میزان از جمله این روش ها محسوب می شوند .

یکی از کاربردهای عمده لیزر در مهندسی عمران استفاده از آن در تهیه مدل رقومی زمین است . با استفاده از روش اسکن سه بعدی با لیزر که در واقع روش برداشت مستقیم نقاط است ، می توان به مدل سه بعدی رقومی از زمین دست یافت ، روش کار به این صورت است که پرتو لیزر تحت زاویه خاصی به سمت منطقه مورد نظر فرستاده می شود و پرتو های برگشتی از نقاط به طور منظم و به تعداد زیاد ثبت می شود . تعداد این پرتو های برگشتی و در واقع تعداد نقاط ثبت شده آنقدر زیاد است که در محیطی مثب CAD نمایش داده می شوند ، به نظر می رسد که سطح بازسازی شده است . این داده در اصطلاح ابر نقطه ای (point cloud) نامیده می شود .

دستگاه های لیزر اسکن دارای دو نوع هوایی و زمینی هستند یک لیزر اسکن هوایی سه عنصر اصلی دارد : GPS ، IMU و Laser Scanner . GPS دستگاهی است که موقعیت نقطه محل هواپیما را ثبت می کند ، IMU زاویه حرکت هواپیما با نقطه زمینی را می دهد و مسافت یاب Laser فاصله ی بین هواپیما و نقطه زمینی را مشخص می کند . برداشت نقاط بر اساس سه الگوی مختلف انجام می شود . بیضی ، دایره و زیگزاگ و همپوشانی عرضی بین الگوها بستگی به دقت مورد نظر و طراحی پرواز دارد .

در لیزر اسکن زمینی دستگاه بر روی سه پایه سوار می شود و می تواند دور تا دور خود را به صورت استوانه ای برداشت نماید . پس برخورد لیزر به منطقه مورد نظر ضریب انعکاس جسم تعیین می کند که چه مقدار از سیگنال منتشر شده به لیزر بر می گردد . مقدار این انعکاس به طول موج لیزر بستگی دارد و خصوصا برای سطوح سیاه و سفید متفاوت است . پرتو لیزر پس از انتشار ممکن است به موانعی برخورد کند، مثلا در لیزر اسکن هوایی در مناطق جنگلی ، پرتو لیزر قبل از رسیدن به زمین به یک یا چند شاخه برخورد می کند ، این مسئله باعث می شود دو یا چند انعکاس به مسافت یاب لیزری برگردد . اغلب سیستم ها قادرند تمام پالس های برگشتی را ثبت کنند . کاربرد ها و استفاده های مختلفی از آنها بر اساس این اندازه گیری ها امکان پذیر است . البته تهیه مدل از سطح زمین بر اساس اندازه گیری آخرین پالس است . اگر چندین پالس برگشتی وجود داشته باشد فقط آخرین پالس می تواند به نقطه ای روی زمین تعلق داشته باشد . زیرا فاصله زمین از فاصله یاب از بقیه نقاط بیشتر است.برای کاربرد های دیگر مثل تهیه مدل های سه بعدی شهر ، اولین پالس اهمیت بیشتری دارد و همچنین اولین و آخرین انعکاس ها برای تهیه تراکم زیستی مورد نیاز است . همانطور که ذکر شد انعکاس به جنس مواد بستگی دارد . سطوح طبیعی مثل گیاهان مقدار انعکاس بیشتری نسبت به مواد ساخت بشر مانند آسفالت و بتون دارند . بنابراین به طور کلی ، تشخیص گیاهان و ساختمانها امکان پذیر است . به کمک روش های filtering می توان نقاط مرود نظر را در موارد خاص استخراج کرد و تعداد نقاط جمع آوری شده را برای هر کاربرد کاهش داد .

لیزر اسکن در حقیقت فنی است که مختصات نقاط را به طور مستقیم و به همراه زوایا و offset ها برداشت می کند . لیزر در سیستم های قدیمی تنها مختصات نقاط را اندازه گیری می کرد ، اما اطلاعات دیگری نیز از عوارض برای پی بردن به نوع عارضه برداشت می کند . روش های دیگر جمع آوری داده ها در مناطق کم عارضه مثل ساحل دریا دچار مشکل می شوند ، اما لیزر اسکن توانایی برداشت در این مناطق را نیز دارد . همچنین از آنجا که لیزر از عوارضی مثل برگ درختان نیز عبور می کند ، در مناطق جنگلی نیز کاربرد دارد .

سرعت برداشت لیزر اسکن به حدود 28000 نقطه در ثانیه می رسد و طی 4 دقیقه ، 360درجه (یک دور کامل ) را برداشت می کند .دقت دستگاهها بر اساس فاصله نقاط برداشت شده سنجیده می شود ، که معمولا حدود 2 سانتی متر الی 2 میلی متر است و قیمت آنها بستگی به قدرت تفکیک و دقت آنها دارد .       

 کاربرد لیزر در ایجاد واقعیت مجازی

laser scanning می تواند داده های لازم برای تولید مدل های دقیق سه بعدی را به صورت بسیار سریع ، راحت ، کارامد و مقرون به صرفه ای جمع آوری کند . در واقع ، داده های حاصل از Laser Scanning در تهیه Virtual Reality بسیار مورد استفاده قرار می گیرند . در مورد برداشت اطلاعات توسط دستگاههای Laser Scanner  در قسمت قبل توضیح داده شد ، داده های سه بعدی جچمع آوری شده در رایانه ذخیره می شوند و نرم افزارهای مناستب قادرند آنها را برای مقاصد مختلف مورد بررسی و تفسیر قرار بدهند .

مراحل مدل سازی سه بعدی با این روش را می توان در شش مرحله اساسی خلاصه کرد :

1.      نشانه روی بر منطقه یا سازه مورد نظر

2.      اسکن (جاروب) منطقه یا سازه مورد نظر و تولید ابر نقطه ای (point cloud)

3.      دسته بندی نقاط تشکیل دهنده اجزا و اشکال مختلف و اجزای مختلف منطقه یا سازه مورد نظر

4.      تشکیل سطوح و مشخص نمودن اجزا در زمینه برداشت شده

5.      ثبت و ترکیب اشکال حاصله با یکدیگر و خلق مجموعه دادههای مصنوعی

6.      تشکیل مدل سه بعدی با جزئیات

از آنجا که تعداد نقاط ثبت شده بسیار زیاد است ، مدل سه بعدی تشکیل دارای جزئیات بسیاری است . از این رو برای اندازه گیری ها و مطالعات بسیار دقیق و سریع بسیار مناسب است . از کاربرد های مهم این روش در مهندسی عمران طراحی سازه های مختلف مثل پل ها و ساختمانها و همچنین طراحی مسیر راه ها و بزرگراههاست . با استفاده از این فن می توان از زوایا و دیدگاه های مختلف سازه یا موضوع مورد نظر را مورد بررسی قرار داد و در تعیین نوع مصالح قابل استفاده و هزینه ها قبل از انجام طرح از آن بهره گرفت . در زمینه طراحی بزرگراهها با در دسترس بودن دید سه بعدی حاصل از منطقه می توان در ساعات پر ترافیک بدون حضور در منطقه و بستن جاده ، بازدید و بررسی های لازم را انجام داد .

در برخی موارد با استفاده از این روش می توان با لیزر اسکن نمودن ساختمانها و شبیه سازی موقعیت فعلی بناها و ساختمان ها در یک منطقه ، در زمینه ایجاد و ساخت بناهای جدید و بررسی محدودیت ها و امکانات موجود و آینده مطالعات لازم را انجام داد. این فناوری این امکان را به وجود می آورد که بتوان هر سازه را در جاهای مختلف قرار داد. و مشکلات آن را بررسی کرد . همچنین طراح می تواند با استفاده از وسایل مخصوص مثل عینک و دستکش های خاص ، در قسمت های مختلف قرار گرفته و حرکت نماید و از زوایای مختلف سازه های تشکیل دهنده منطقه را مورد بازدید قبل از ساخت قرار دهد . این فناوری همچنین قابلیت شبیه سازی موقعیت های مختلف مثل هوای طوفانی ، سیل و امکان بررسی مقاومت سازه هایی مانند پل و کانال های فاضلاب در هنگام بروز چنین وقایعی را نیز دارد .

در موقعیت های خطرناک و پیچیده و در مکانهای غیر قابل دسترس که در آنها امکان انجام نقشه برداری زمینی جود ندارد ، با استفاده از این روش می توان به خوبی و با دقت بالا مدلی مناسب از منطقه تهیه نمود .

یکی دیگر از کاربردهای این روش استفاده از آن در بررسی یا ترمیم آثار باستانی است . با این روش مجموعه نقاطی به صورت ابر نقطه ای از مکانهای قدیمی و تاریخی برداشت می شود و پس از پردازش این نقاط در رایانه ، مدل بنا تشکیل شده و امکان بازسازی یا ترمیم آن سنجیده می شود . همچنین نرم افزار امکان آنرا فراهم می آورد که بتوان موقعیت و شکل بنا را قبل از تخریب یا تغییر شبیه سازی نمود .   

بکارگیری لیزر در ماهواره ها

 یکی از کاربرد های عمده لیزر در مهندسی نقشه برداری استفاده از آن برای فاصله یابی از طریق ماهواره هاست . این سیستم ها در تعیین موقعیت ماهواره ها به عنوان فاصله یاب های لیزری (Satellite Laser Ranging –SLR) استفاده می شود . در SLR از لیزر استفاده می شود ، منتها لیزرهایی که توان و برد بالا دارند و می توان از فاصله ای حدود 20000 کیلومتر پالسهایی را از ایستگاه زمینی به ماهواره فرستاده و از طریق منشور های تعبیه شده در ماهواره به ایستگاه زمینی برگشت داده شوند. در اوایل ایجاد SLR از یاقوت استفاده می شد ، ولی در نسل های بعدی از نئودیوم استفاده شده است . در SLR دقت فاصله یابی طول های بلند از ایستگاه به ماهواره در نسل اول حدود 10 متر بوده که در نسل های بعدی (نسل چهارم) به حدود 2 میلیمتر رسیده است .

کاربرد لیزر در مسافت یابی الکترونیکی

 دسته ای از مسافت یابهای الکترونیکی ( Electronic Distance Measuring Instrument) که اختصارا به آنها EDM می گویند ، با استفاده از اشعه لیزر کار می کنند. در این دستگاهها از لیزر های با منبع جامد نظیر یاقوت یا نئودیوم استفاده نمی شود ، بلکه منبع آنها نیمه هادی است . نمونه این نمونه هادی را می توان دیود گالیم آرسناید نام برد . این نیمه هادی پرتو تک رنگی ایجاد می کند که خود برانگیخته است و ایجاد لیزری می کند که برای تعیین موقیتهای دقیق و برای جاهایی که دقت امتدادی مدنظر است ، مورد استفاده قرار می گیرد . اساس کار مسافت یابهای الکترونیکی سنجش غیر مستقیم زمانی است که یک پرتو نور فاصله بین دو نقطه را طی می کند .

گرچه اولین نسل مسافت یابهای الکترونیکی برای فواصل زیاد بسیار دقیق بودند ، ولی اندازه آنها بزرگ ، وزن آنها سنگین و قیمت آنها گران بود. بنابراین در کارهای روزمره نقشه برداری وارد نشدند ،در حالی که مهندسان به دستگاههای سبک ،کوچک ارزان و دقیق برای سنجش طول های کوتاه ، از چند متر تا دو الی سه کیلومتر نیاز داشتند . در واقع ، دستگاههای EDM استفاده کننده از نور لیزر نسل سوم این دستگاهها هستند . مزایای این مسافت یابها عبارتند از:مصرف کم ، سبکی و قابلیت حمل و نقل آسان ، برد زیاد (حداکثر برد 15 تا 60کیلومتر) و دقت بالا در حدود میلیمتر .

با کوچک شدن این دستگاهها و قابلیت ترکیب آنها با دستگاههای دیگر دستگاههایی به نام توتال استیشن به بازار عرضه شد که توسط آنها می توان تمام کارهای برداشت و پیاده کردن را با دقت و سرعت بسیار زیاد انجام داد. علاوه بر این می توان همزمان اطلاعات برداشت را در قسمت ذخیره کننده داده انباشته کرد . در مرحله بعد می توان این داده ها را در دفتر کار به صورت خودکار به رایانه منتقل کرد . رایانه نیز به نوبه خود پس از انجام محاسبات ب اساس برنامه ، داده را به دستگاه رسام برای ترسیم نقشه یا چابگر برای چاپ منتقل می کند .

توتال های جدید می توانند Reflector را به صورت خودکار شناسایی کنند .

کوتاه درباره فتوگرامتری

فتوگرامتری فرآیند اندازه گیری مختصات هندسی اجسام از روی عکسهای هوایی است. به‌عبارت دقیق تر فتوگرامتری عبارتست از هنر، دانش و فن‌ تهیه اطلاعات درست عوارض از طریق اندازه گیری، ثبت و تفسیر بر روی عکس و یا سایر مدارکی که در بر دارنده اثری از انرژی الکترومغناطیس بازتابیده شده باشد.

عکس مهم‌ترین منبع اطلاعاتی در این علم می باشد و اصول کار در فتوگرامتری بر روی عکسهای هوایی است.

عموماً فتوگرامتری را به دو شاخه فتوگرامتری متریک و فتوگرامتری تفسیری تقسیم بندی می کنند.

در فتوگرامتری متریکی، اندازه گیریهای کمی مطرح است، یعنی با استفاده از اندازه گیریهای دقیق نقاط از طریق عکس می توان فواصل حجم، ارتفاع و شکل زمین را تعیین کرد، که معمولترین کاربردهای این شاخه از فتوگرامتری تهیه نقشه های مسطحاتی و توپوگرافی از روی عکسهاست. اما فتوگرامتری تفسیری خود به دو شاخه تفسیر عکس و سنجش‌از‌‌دور تقسیم می‌شود.

در قسمت تفسیر عکس بیشتر مطالعات کیفی بر روی عکس انجام می گیرد، به‌عنوان مثال وضعیت پوشش گیاهی یک منطقه و یا میزان جمعیت یک شهر را از طریق عکس مورد مطالعه و تحقیق قرار می دهند.

عکسهای هوایی امروزه حداقل در دو رشته بزرگ علمی یعنی فتوگرامتری به معنی کلی تهیه نقشه از عکسهای هوایی و دیگری تفسیر به معنی شناسایی و تشخیص عوارض و اشیاء از روی تصویر به کار می روند و دارای شروع و تاریخ هم‌زمانی می باشند که بتدریج و با پیشرفتهای تکنولوژی، این دو رشته توسعه یافته و در نتیجه، استفاده و ابزار برای دو گروه کم کم از هم فاصله گرفته و در هر یک، تخصص های جداگانه ای به وجود آمده و بتدریج نیز اضافه خواهد شد.

عکسبرداری هوایی برای هر دو مصارف فوق دارای قدمت چندان زیادی نیست، بلکه تاریخ آن کم و بیش مقارن با پیدایش هنر و علم عکاسی و همچنین، صنعت هوانوردی است. اولین گزارش کتبی اختراع عکسبرداری به علوم آکادمی علوم و هنرهای فرانسه به سال ۱۸۳۹ باز می گردد. این عکسبرداری توسط دو فرانسوی به نامهای داگر و نیپس انجام گرفت. اولین گزارش قطعی پرواز هواپیما نیز مربوط به ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳ بوسیله برادران آمریکایی رایت می باشد، بنابراین باید توجه نمود که تاریخ عکسبرداری هوایی به زمان بینابین دو تاریخ فوق برمی گردد. اولین عکسبرداری هوایی از اروپا (فرانسه) به وسیله G.S.Tournachon که بعداً Nadar نامیده شد، در ۱۸۵۸ در پاریس انجام گردید و مقارن با او، یعنی مجدداً در همان سال شخص دیگری به نام Laussedat با دوربین عکاسی و فیلمهای شیشه ای که با خود در بالن داشت، از دهکده ای نزدیک عکسبرداری نمود. او توانست از عکسها نقشه توپوگرافیک تهیه نماید و دومی موفق به تجزیه و تحلیل ریاضی برای برگردان تصویر پرسپکتیو به تصویر ارتوفتو شد. در آمریکا، اولین عکس هوایی که با بالن گرفته شد، به تاریخ ۱۳ اکتبر ۱۸۶۰ ثبت گردید. این عکس از ارتفاع ۱۲۰۰ پایی (۳۶۵ متری) از بندر بوستون گرفته شده و در اتحاد جماهیر شوروی سابق، تاریخ اولین عکسبرداری هوایی به سال ۱۸۸۶ بر می گردد.

اولین فیلمبرداری هوایی بوسیله ویلبر رایت در ۱۹۰۹ با هواپیما از چنتوچیلی ایتالیا انجام شد. ولی استفاده عظیم از عکسهای هوایی، در ارتش و از جنگ جهانی اول بود، در حالی که برای مصارف غیر نظامی، از جنگ جهانی دوم به طور وسیع آغاز گردید. با پیشرفت در صنایع شیمیایی و تهیه فیلم بهتر و همچنین تکنولوژی هوایی، در مجموع، این شاخه از علوم توسعه پیدا نمود. دوربینهای عکسبرداری هوایی با پیشرفتهای شگرف در صنعت و هنر ساختمان عدسیها به حد بسیار مرغوب رسید. ساختمان انواع فیلمهای سفید و سیاه بصورت پانکروماتیک و مادون قرمز توسعه یافت و فیلم رنگی نیز از ۱۹۳۵ بصورت کداکرم عرضه گردید. فیلمهای رنگی کاذب نیز کاربردی عظیم در تفسیر پیدا نمود.

تراکتور

تراکتور از مهمترین ماشین آلات راهسازی و ساختمان سازی است که دارای کاربردهای متعددی است هدف اولیه تراکتوربه جلوراندن ویا کشیدن اقسام بارها میباشد برروی تراکتورانواع لوازم مکانیکی را میتوان نصب کرد لوازمی ازقبیل : بیل های مکانیکی ریپرها تیغه های بولدوزر دکل های لوله گذار جانبی کج بیل ها نهرکن ها وغیره به علاوه ازتراکتور استفاده های دیگری هم میکنند نظیرکشیدن اسکریپر واگن وغیره .

تراکتورها ازموتورهای دیزل که معمولا توربوشارژهستند نیرومیگیرند ودرانواع استاندارد ودنده اتوماتیک موجودهستند همچنین کنترل آنها به صورت کنترل هیدورلیک ودنده اتوماتیک است تراکتورها بردونوع کلی چرخ زنجیری وچرخ لاستیکی میباشند .

کاربرد

بولدوزرها موارد استفاده فراوانی دارند که ازمیان میتوان به موارد زیراشاره کرد

1-تسطیح زمین وپاک سازی آن ازبوته ها وکنده های درخت

      2-ایجاد راههای اولیه درکوهستانهای وزمینهای سنگلاخی

3-جابجا کردن توده خاک به صورت فشاردادن درحجم های زیاد

4-کمک به هل دادن اسکریپرها

5- پخش کردن خاک درخاکریزها

6-پشته کردن خاک درکنارنهرهای ایجادشده

7- تصطیح وپاک سازی بقایای مانده ازعملیات ساختمانی

8-نگهداری راههای موقت خاکی

9-پاک سازی گودالهای کف معادن

انواع تراکتورها

الف – تراکتورهای چرخ زنجیری

تراکتورهای چرخ زنجیری انواع مختلفی دارد این تراکتورها معمولا برحسب اندازه وزن وقدرت طبقه بندی میشوند دربسیاری ازپروژه ها مقدار وزن تراکتور چرخ زنجیری مهم است زیرا مقدار حداکثر نیروی کششی که یک دستگاه تراکتور میتواند به وجود آورد بدون توجه به قدرت تولیدی موتورآن به حاصل ضرب مقدار وزن درضریت کشش سطح جاده ای که روی آن کارمیکنند محدود میباشد وجود زنجیره ها باعث میشود که تراکتوربتواند درزمینهای با مقاومت فشاری کم وقدرت کششی مناسب فعالیت داشته باشد

ب- تراکتور چرخ لاستیکی

تراکتورچرخ لاستیکی ازاین جهت ساخته شده که سرعت بیشتری درکشیدن وهل دادن اسکریپرها وکارهای نظیرآن داشته باشد این نوع ماشین ها درانواع دوچرخ وچهارچرخ وجوددارد نوع دوچرخ آن حتما باید بایک ماشین دیگر نظیراسکریپر کارکند تابتواند تعادل خودرا حفظ کند نوع چهارچرخ آن دردونوع یک دیفرانسیل ودودیفرانسیل موجود است باین همه آسیب پذیری لاستیکهای این ماشینها درموقع کار درزمینهای دارای سنگهای تیزکه باعث بریده شدن لاستیک میشود استفاده ازآن را دراین نوع زمینها محدود میکند البته زنجیرها ی سیمی مخصوص جهت حفاظت لاستیکها وجوددارد که میتوان برازدیاد اصطحکاک لاستیکها باسطح زمین آنها رابکاربرد