نقشه سازی عددی
نقشه سازی عددی که کارتوگرافی نیز نامیده می شود فرایندی است که از طریق آن مجموعه ای از داده ها به شکل یک تصویر مجازی گردآوری و قالب بندی می شود. عملکرد اصلی این فناوری تولید نقشه هایی است که بتوانند نمایشی دقیق از یک محدوده مشخص، جزئیات شریان های اصلی و دیگر نقاط مورد نظر را ارائه کنند. همچنین این فناوری امکان محاسبه فاصله از یک مکان تا مکان دیگر را نیز فراهم می سازد.
اگرچه نقشه سازی عددی را می توان در انواع برنامه های کامپیوتری مثل Google Earth جستجو کرد اما استفاده اصلی این نقشه ها در کنار سیستم موقعیت یاب جهانی یا شبکه ماهواره ای GPS است که در سامانه های استاندارد ناوبری خودرو مورد استفاده قرار می گیرد.
تاریخچه
از کاغذ تا وسایل الکترونیک (بدون کاغذ)
ریشه و اساس نقشه سازی عددی، به نقشه های کاغذی قدیمی مثل Thomas Guide بر می گردد. نقشه های کاغذی، اطلاعات ساده پوشش زمین شبیه نقشه های رقومی شده راه را نشان می دهد که تهیه آن اغلب پرزحمت بوده و فقط یک منطقه مشخص را پوشش می دهد و فاقد جزئیات خاص مثل راه بندها هستند. علاوه بر این روشی برای به روز رسانی یک نقشه کاغذی به جز دسترسی به یک نقشه جدید وجود ندارد. از طرف دیگر نقشه های رقومی (دیجیتال) را در بسیاری از موارد می توان از طریق همگام سازی با آپدیت های ارائه شده توسط شرکت ها به روز رسانی نمود.
قابلیت های گسترش یافته
نقشه های دیجیتال اولیه کارکرد ساده ای مشابه با نقشه های کاغذی داشتند. به عبارت دیگر این نقشه ها نمایشی مجازی از جاده هایی که توسط زمین های اطراف مشخص و محصور شده اند را نشان می دادند. از آن جایی که نقشه های رقومی با پیشرفت فناوری GPS در دهه اخیر رشد پیدا کرده اند اطلاعات به روز رسانی ترافیک جاده ها، نقاط مورد نظر و مکان های خدماتی نیز جهت ارتقای نقشه های رقومی به نقشه هایی “کاربر آگاهانه” تر اضافه شده اند. امروزه نمایش های مجازی قدیمی تنها بخشی از نقشه سازی عددی محسوب می شود. در بسیاری از موارد کاربران می توانند بین نقشه های مجازی، دید ماهواره ای (یا هوایی) و نمایش های دوگانه (ترکیبی از نقشه مجازی و دید هوایی) انتخاب کنند. با قابلیت به روز رسانی و گسترش تجهیزات نقشه سازی عددی مکان ها و جاده های جدیداً ساخته شده را می توان برای نمایش روی نقشه ها اضافه نمود.
جمع آوری داده ها
نقشه های رقومی شدیداً به حجم بالایی از داده های جمع آوری شده در طول زمان وابسته هستند. اکثر اطلاعاتی که نقشه های رقومی در بردارند، تصاویر ماهواره ای به همراه اطلاعات سطح خیابان هستند. نقشه ها می بایست جهت ارائه دقیق ترین بازتاب از یک مکان متناوباً به روز رسانی شود. ضمن آنکه طیف وسیعی از شرکت های متخصص در زمینه نقشه سازی عددی وجود دارد، منطق اولیه این است که نقشه های رقومی، جاده ها را آنچنانکه در واقعیت هستند به دقت به تصویر خواهند کشید تا تجربه هایی شبیه به واقعیت را برای کاربر فراهم آورد.
عملکرد و استفاده
کاربردهای کامپیوتری
برنامه های کامپیوتری و برنامه های کاربردی همچون Google Earth و Google Map نقشه هایی از سطوح بالا و خیابان های اکثر مناطق دنیا را فراهم ساخته اند. Google Earth که در ابتدا برای کاربردهای غیرضروری مورد استفاده قرار می گرفت در حال حاضر نقشه سازی عددی را در قالب کاربردهای شخصی مثل دنبال کردن مسیرها و یافتن مکان ها ارائه می دهد.
کاربردهای علمی
توسعه تجهیزات سیار و همراه (PDA ها، تبلت ها، لپ تاپ ها و غیره) اخیراً (تقریباً از سال ۲۰۰۰) کاربرد نقشه سازی عددی در علوم و علوم کاربردی را به سرعت تغییر داده است. از سال ۲۰۰۹ رشته های علمی که از فناوری نقشه سازی عددی استفاده می کنند شامل زمین شناسی، مهندسی، معماری، نقشه برداری زمینی، معدن، جنگلداری، محیط زیست و باستان شناسی هستند.
سامانه های ناوبری GPS
کاربرد مهمی که به وسیله آن نقشه سازی عددی در دهه های گذشته رشد یافته است، ارتباطش با فناوری سیستم موقعیت یابی جهانی بوده است. GPS پایه و اساس سامانه های ناوبری نقشه سازی عددی محسوب می شود.
چگونه کار می کند
مختصات و موقعیت و همچنین زمان به دست آمده توسط گیرنده GPS زمینی از ماهواره های GPS، با یکدیگر در تعاملند تا برنامه نقشه سازی عددی را قادر سازند با نقاط مبدأ و نقاط مقصد مورد نیاز فاصله را محاسبه کند. سپس این اطلاعات آنالیز و گردآوری می شود تا نقشه ای که آسان ترین و کارامدترین راه رسیدن به مقصد را فراهم می سازد، ایجاد شود.
با بیان فنی تر، این وسیله به صورت زیر عمل می کند:
۱) گیرنده های GPS داده ها را از حداقل ۴ ماهواره GPS در حال گردش به دور زمین جمع آوری می کند؛ داده هایی که شامل موقعیت سه بعدی ماهواره های هستند.
۲) سپس گیرنده GPS از موقعیت ماهواره ها استفاده می کند تا مختصات GPSای، یا مختصات دقیق نقاط بر حسب طول و عرض جغرافیایی را ارائه کند.
۳) نقاط یا مختصات در محدودۀ تقریبی ۱۰ تا ۲۰ متر از مکان واقعی مشخص می شوند.
۴) نقطه آغازین توسط مختصات GPS ثبت شده، نقطه پایانی (آدرس یا مختصات) توسط کاربر وارد می شود و سپس در نرم افزار نقشه سازی عددی ثبت می گردد.
۵) نرم افزار نقشه سازی، تصویری لحظه ای از مسیر را نشان می دهد. سپس این نقشه با مسیر حرکت راننده حرکت کرده و جا به جا می شود.
۶) اگر راننده از مسیر تعیین شده خارج شود، سیستم ناوبری از مختصات فعلی برای محاسبه مجدد مسیر تا مقصد استفاده خواهد کرد.
