نقشه راه GIS

درخواست مشاوره

09120049370

8 صبح تا 12 شب

09120049370

Telegram Whatsapp Youtube
کاربرد جی ای اس

خلاصه

در حالی که بسیاری از روش‌های کنونی برای نمایش مدل‌های لیتوسفر جهانی موجود برای محققین دانشگاهی برای انجام تحقیقات زمین‌شناسی و ژئوفیزیک حرفه‌ای مناسب هستند، اما برای تجسم و انتشار اطلاعات لیتوسفر به کاربران غیر زمین‌شناسی (مانند دانشمندان جو، مربیان، سیاست گذاران و حتی عموم مردم) زیرا برای خواندن و کار با مدل ها به برنامه ها یا سیستم های کامپیوتری اختصاصی تکیه می کنند. این کاستی آشکارتر شده است زیرا افراد بیشتری از مؤسسات دانشگاهی و غیر آکادمیک برای درک ساختار و ترکیب لیتوسفر زمین تلاش می کنند. Google Earth و زبان نشانه گذاری کلید سوراخ (KML) یک پلت فرم جهانی و کاربر پسند برای ارائه، انتشار، و مدل های لیتوسفر موجود را تجسم کنید. ما یک چارچوب سیستماتیک برای تجسم و انتشار ساختار لیتوسفر زمین در Google Earth ارائه می کنیم. یک مولد KML برای تبدیل اطلاعات لیتوسفر به دست آمده از مدل جهانی لیتوسفر LITHO1.0 به مدل های قالب بندی شده با KML توسعه یافته است و یک برنامه وب برای انتشار و تجسم آن مدل ها در اینترنت مستقر شده است. چارچوب ارائه‌شده و پیاده‌سازی‌های مرتبط را می‌توان به راحتی برای کاربرد برای پشتیبانی از یکپارچه‌سازی تعاملی و تجسم ساختار داخلی زمین با چشم‌انداز جهانی صادر کرد. یک مولد KML برای تبدیل اطلاعات لیتوسفر به دست آمده از مدل جهانی لیتوسفر LITHO1.0 به مدل های قالب بندی شده با KML توسعه یافته است و یک برنامه وب برای انتشار و تجسم آن مدل ها در اینترنت مستقر شده است. چارچوب ارائه‌شده و پیاده‌سازی‌های مرتبط را می‌توان به راحتی برای کاربرد برای پشتیبانی از یکپارچه‌سازی تعاملی و تجسم ساختار داخلی زمین با چشم‌انداز جهانی صادر کرد. یک مولد KML برای تبدیل اطلاعات لیتوسفر به دست آمده از مدل جهانی لیتوسفر LITHO1.0 به مدل های قالب بندی شده با KML توسعه یافته است و یک برنامه وب برای انتشار و تجسم آن مدل ها در اینترنت مستقر شده است. چارچوب ارائه‌شده و پیاده‌سازی‌های مرتبط را می‌توان به راحتی برای کاربرد برای پشتیبانی از یکپارچه‌سازی تعاملی و تجسم ساختار داخلی زمین با چشم‌انداز جهانی صادر کرد.
کلید واژه ها: 

کره مجازی ؛ مدل لیتوسفری ; KML ; تجسم سه بعدی ؛ گوگل ارث

 

1. معرفی

لیتوسفر زمین صلب، از نظر مکانیکی قوی و خارجی ترین پوسته زمین است. ضخامت آن در حد 100 کیلومتر است و شامل پوسته و بالاترین جامد گوشته است [ 1 ]. درک ساختار لیتوسفر زمین به ویژه مفید است زیرا کلیدی برای درک طیف گسترده ای از کاربردها از جمله بهبود توموگرافی کل گوشته، تعریف و درک تعامل پوسته و گوشته، نظارت بر لرزه خیزی در مقیاس منطقه ای یا جهانی، و درک پیوند و ارتباط است. تعامل بین جو و فضای داخلی عمیق زمین [ 2 ، 3 ، 4 ، 5 ]. در طول سال ها، تعدادی از مدل های جهانی با سطوح مختلف جزئیات، مانند 3SMAC [ 6]، CRUST 5.1 [ 2 ]، CRUST 2.0 [ 7 ]، CRUST 1.0 [ 8 ]، و LITHO1.0 [ 5 ، 9 ]، برای به تصویر کشیدن ویژگی های ساختاری و پارامترهای ویژگی تمام یا بخشی از لیتوسفر زمین ارائه شده اند. این مدل ها عموما به صورت کدهای کامپیوتری و فایل های مدل مربوطه می باشند. به منظور خواندن و کار با این مدل‌ها، کاربران باید در قالب‌های داده‌ای خاص برای یک مأموریت معین تحقیق کنند و برنامه‌ها یا سیستم‌های کامپیوتری اختصاصی را برای تجسم و تجزیه و تحلیل ساختار لیتوسفر جهانی توسعه دهند. به عنوان مثال، یک بسته نرم افزاری اختصاصی با 3SMAC برای بازیابی اطلاعات پوسته و گوشته بالایی همراه است [ 6 ]. CRUST 5.1 [ 2 ]، CRUST 2.0 [7 ] و CRUST 1.0 [ 8 ] به ترتیب کدهای کامپیوتری فرترن و فایل های مدل با فرمت xyz را برای کاربران علمی ارائه می دهند. مدل LITHO1.0 در قالب اصلی خود است و یک کد منبع C ++ به نام access_litho [ 9]، برای استخراج اطلاعات لیتوسفر در هر مکان دلخواه مورد نیاز است. این نمایش ها دو محدودیت اصلی دارند. اولین مورد کاربران بالقوه است. نمایندگی های موجود فقط برای محققین دانشگاهی، که معمولاً در دانشگاه ها یا مؤسسات تحقیقاتی مستقر هستند، برای انجام تحقیقات حرفه ای زمین شناسی و ژئوفیزیک امکان پذیر است. با توجه بیشتر به اعماق زمین، افراد بیشتری از جمله دانشمندان اتمسفر، مربیان، سیاست گذاران و حتی عموم مردم به ساختار و ترکیب سه بعدی لیتوسفر زمین علاقه مند می شوند. روش ذکر شده در بالا برای نمایش ساختار لیتوسفر زمین ناکافی می شود زیرا پاسخگویی به خواسته های این کاربران دشوار است. محدودیت دوم تجسم و انتشار مدل ها است. به دلیل عدم پشتیبانی مبتنی بر وب، مدل‌های لیتوسفری که با فرمت‌های داده فعلی بیان می‌شوند، قابل مشاهده و انتشار در اینترنت نیستند. بنابراین، ارائه یک روش مدرن، جهانی و کاربرپسندتر برای نمایش و تجسم مدل‌های لیتوسفر موجود ضروری خواهد بود.
امروزه، کره مجازی Google Earth و زبان نشانه گذاری کلید سوراخ کلید (KML) یک پلت فرم نوآورانه را برای نمایش، انتشار و تجسم اطلاعات مکانی در اختیار دانشمندان زمین قرار می دهند [10 ] . به عنوان یک کپی دیجیتالی از کل زمین، کره مجازی Google Earth نه تنها به کاربران امکان تصویربرداری، تجزیه و تحلیل، سنتز و تفسیر اشیاء مکانی را در مقیاس های مختلف فضایی ارائه می دهد، بلکه می تواند به عنوان یک پلت فرم قابل اعتماد برای کاوش، کشف، تجزیه و تحلیل، تبادل و به اشتراک گذاری اطلاعات مکانی در مقیاس منطقه ای یا جهانی [ 11 ]. کره مجازی Google Earth در حال تغییر نحوه تعامل ما با داده های مکانی است [ 12]. تعدادی از مزایای کلیدی استفاده از Google Earth برای برقراری ارتباط و تجسم اطلاعات مکانی وجود دارد. در Google Earth، مدل‌های مکانی را می‌توان به‌عنوان اشیایی با قالب‌بندی KML سازمان‌دهی کرد، که فرصت تجسم و تعامل با آن مدل‌ها را در یک محیط مجازی سه بعدی قدرتمند ارائه می‌دهد [13 ] . اطلاعات چند رشته ای علوم زمین، مانند زمین شناسی [ 14 ]، ژئوفیزیک [ 15 ] و هواشناسی [ 16 ]، می توانند به طور همزمان روی هم قرار گیرند و تجسم شوند. مهمتر از آن، Google Earth یک پلت فرم قدرتمند برای برقراری ارتباط اطلاعات مکانی با مخاطبان متنوع و بالقوه غیر فنی است. با تجسم مجموعه داده های مختلف در Google Earth یا دیگر پلتفرم های مشابه در جهان مجازی [ 17]، دانشمندان می توانند مطالعات بین رشته ای را بیشتر کنند، دانش جدید تولید کنند و اکتشافات علمی جدید را ترویج کنند، و عموم مردم می توانند درک جامعی از ساختار، ترکیب و تکامل زمین به دست آورند.
در طول سال ها، تعدادی از تکنیک ها برای مقابله با انواع مختلف داده های زمین شناسی و ژئوفیزیک توسعه یافته اند. به عنوان مثال، De Paor و Whitmeyer [ 18 ] روشی را ارائه کردند که از طریق آن می توان از KML، COLLADA و JavaScript برای ایجاد و تجسم مدل های پویا از ساختار داخلی زمین استفاده کرد. پستپیشل و همکاران [ 19 ] از فناوری‌های وب و Google Earth برای رسیدگی به مشکل استانداردسازی و تجسم مدل‌های توموگرافی لرزه‌ای و مجموعه داده‌های مکانیسم کانونی زلزله استفاده کرد. به منظور تجزیه و تحلیل مدل‌های توموگرافی لرزه‌ای، داده‌های ژئوشیمیایی برای سنگ‌ها و رسوبات، و مدل‌های میدان مغناطیسی در Google Earth، Yamagishi و همکاران. [ 20] چندین ژنراتور KML (Keyhole Markup Language) را برای تبدیل مجموعه داده های حوزه های مختلف علوم زمین به اسناد KML توسعه داد. Mochales و Blenkinsop [ 21 ] یک کتاب کار Excel با قابلیت ماکرو را برای تبدیل مجموعه داده های دیرینه مغناطیسی به اشیاء KML، که می توانند در کره های مجازی تجسم شوند، توسعه دادند. برای جلوگیری از مشکلات رندر زیرسطحی و گشت و گذار در کره مجازی Google Earth، De Paor و همکاران. [ 22 ] از سطح کره مجازی گوگل مریخ استفاده کرد تا به طور تقریبی مرز هسته و گوشته زمین را نشان دهد. سپس، مدل‌های جامد سه بعدی COLLADA که نمایانگر ویژگی‌های پوسته و گوشته هستند را می‌توان در بالای سطح کره مجازی تجسم کرد. زو و همکاران [ 23] یک روش خودکار برای مدل‌سازی و تجسم گمانه‌های زیرسطحی در کره‌های مجازی ارائه کرد. با این حال، تحقیقات موجود فقط به نمایش و تجسم مدل‌های زیرسطحی در مناطق محلی یا منطقه‌ای مربوط می‌شود. تاکنون هیچ روشی برای نمایش ساختار لیتوسفر جهانی برگرفته از مدل‌های لیتوسفر موجود در کره مجازی Google Earth وجود ندارد. بنابراین، نیاز آشکار به توسعه یک روش جهانی برای نمایش، انتشار و تجسم ساختار جهانی لیتوسفر در Google Earth وجود دارد.
این مقاله یک چارچوب سیستماتیک برای نشان دادن، تجسم و انتشار مکان و تنوع لیتوسفر زمین در پلتفرم کره مجازی Google Earth ارائه می‌کند. ما مدل لیتوسفر جهانی LITHO1.0 را که اخیراً منتشر شده است به عنوان هدف تحقیقاتی پذیرفته ایم و کره مجازی Google Earth را به عنوان پلت فرم تجسم برای تجسم و توزیع اطلاعات جهانی لیتوسفر انتخاب می کنیم. این مقاله ابتدا ملزومات مدل LITHO1.0 را خلاصه می‌کند و سپس یک چارچوب کلی برای نمایش، تجسم و انتشار مدل‌های لیتوسفر جهانی موجود ارائه می‌کند. برنامه اجرا در نهایت شرح داده شده است.

2. مدل LITHO1.0

مدل LITHO1.0، اولین بار به طور رسمی توسط Pasyanos و همکاران منتشر شد. [ 5 ، 9 ]، یک مدل تسلیتی 1 درجه از پوسته و بالایی ترین گوشته زمین است که به سمت گوشته بالایی امتداد یافته و شامل درپوش لیتوسفر و استنوسفر زیرین است. بر اساس CRUST 1.0 [ 8 ] و سایر مدل‌های مشابه، LITHO1.0 انواع بیشتری از داده‌های جدید در دسترس (شامل نقشه ضخامت پوسته به‌روز شده و بالاترین گوشته تازه توسعه‌یافته) را برای تولید یک مدل شروع معقول از ساختار کم عمق زمین ترکیب کرد. بنابراین، این نوید می‌دهد که در آینده قابل پیش‌بینی جزئی‌ترین و گسترده‌ترین مدل لیتوسفر جهانی باشد.
همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، LITHO1.0 به صورت جانبی توسط گره های tessellated، متشکل از 40962 راس و 81920 مثلث با وضوح تقریبی 1 درجه پارامتر بندی می شود [ 5 ، 9 ]. در هر سلول مثلثی، لیتوسفر به صورت عمودی توسط 9 لایه فرعی ژئوفیزیکی شناسایی شده است: (1) آب. (2) یخ؛ (3) رسوبات فوقانی؛ (4) رسوبات میانی؛ (5) رسوبات پایین. (6) پوسته بالایی؛ (7) پوسته میانی، (8) پوسته پایین. و (9) گوشته لیتوسفری (درپوش). به منظور ایجاد یک مدل کامل تا حد امکان، آب و یخ در مدل LITHO1.0 به عنوان دو زیر لایه اول گنجانده شده است [ 2 ، 5 ، 9 ]. برای هر زیرلایه، عمق مرز و خواص فیزیکی، از جمله چگالیρ ، سرعت موج فشاری Vp ، سرعت موج برشی Vs ، و تضعیف لرزه ای ( Q ) ، به صراحت مشخص شده اند تا تغییرات ضخامت و خواص مرتبط را به تصویر بکشند .

3. چارچوب تجسم

شکل 2 نمایشی از چارچوب تجسم برای نمایش، تجسم، و انتشار مدل‌های لیتوسفر جهانی موجود در پلتفرم کره مجازی Google Earth است. اجرای چارچوب پیشنهادی را می توان به چهار مرحله کلیدی تقسیم کرد: (1) صادرات اطلاعات لیتوسفر از LITHO1.0. (2) کدگذاری مدل های لیتوسفر جهانی در قالب KML. (3) نمایانگر لیتوسفر جهانی با دو مقیاس. و (4) تجسم و انتشار ساختار جهانی لیتوسفر در Google Earth. اجرای گام به گام در زیر توضیح داده شده است.
مرحله 1: صادرات اطلاعات لیتوسفر از LITHO1.0. اطلاعات جهانی لیتوسفر، از جمله مکان‌های مکانی و ویژگی‌های فیزیکی سلول‌های لیتوسفر منفرد و زیرلایه‌های مربوطه، را می‌توان از مدل LITHO1.0 استخراج کرد. این اطلاعات برای ایجاد و تجسم مدل دیجیتال بعدی استفاده خواهد شد.
مرحله 2: کدگذاری مدل های لیتوسفر جهانی در قالب KML. طبق استاندارد کدگذاری OpenGIS KML [ 24 ، 25]، مدل‌های لیتوسفر جهانی را می‌توان در مکان‌نماهای KML کدگذاری کرد و به‌عنوان فایل KML ذخیره کرد. در LITHO1.0، لیتوسفر به صورت جانبی توسط تعداد زیادی از سطوح تسلیح کروی (81920 سلول مثلثی) پارامتر می شود. هر سلول مثلثی می تواند به یک سری از لایه های فرعی ژئوفیزیکی به همراه جهت عمودی تجزیه شود. مدل سه منشوری را می توان برای نشان دادن زیرلایه در یک سلول معین استفاده کرد. سطح سه منشور را می توان با عنصر KML <Polygon> نشان داد، و چندین سطح متعلق به یک زیرلایه را می توان توسط عنصر KML <MultiGeometry> برای ساخت یک مدل جامد سه بعدی جمع آوری کرد. در مرحله دوم، ابتدا مدل‌های منشوری سه‌گانه را ایجاد می‌کنیم تا زیرلایه‌های درون یک سلول لیتوسفر را نشان دهند، سپس همه زیرلایه‌هایی را که به همان سلول لیتوسفری تعلق دارند در یک KML ترکیب می‌کنیم. Document> عنصر برای نشان دادن یک سلول لیتوسفر حاوی چندین زیرلایه. به منظور تجسم مدل‌های لیتوسفری واقع در زیر سطح زمین، از یک مقدار ارتفاع بالا (معمولاً 350 کیلومتر) برای بالا بردن موقعیت عمودی مدل‌های لیتوسفر استفاده می‌شود.12 ، 26 ].
مرحله 3: نمایش لیتوسفر جهانی با دو مقیاس.مدل جهانی لیتوسفر از نظر حجم داده بسیار زیاد و از نظر ساختار هندسی پیچیده است. بارگیری و تجسم همزمان همه سلول های لیتوسفر و زیرلایه های آنها در Google Earth دشوار است. نمایش چند مقیاسی مبتنی بر سطح جزئیات (مبتنی بر LOD) از لیتوسفر جهانی باید برای بهبود کارایی تجسم مدل لیتوسفر جهانی اجرا شود. مرحله سوم ایجاد مدل لیتوسفر جهانی است که می تواند در دو LOD مختلف نشان داده شود: سطح ساده (LOD0) و سطح دقیق (LOD1). LOD0 با نمایش دوبعدی توزیع فضایی برای همه سلول‌های لیتوسفر تعریف می‌شود. این نه اطلاعات دارایی و نه لایه های فرعی داخلی را شامل می شود. بنابراین، می توان آن را با یک تصویر شطرنجی که می تواند بر روی زمین کره مجازی Google Earth پیاده سازی کند. از آنجایی که LOD0 دارای حداقل حجم داده با ساده ترین ساختار است، برای مواردی مناسب است که نمای کلی سلول های لیتوسفر در مقیاس جهانی باید با وضوح کمتر نمایش داده شود. در LOD1، سلول های لیتوسفر با جزئیات بیشتری نشان داده می شوند زیرا زیر لایه های داخلی لیتوسفر اضافه شده اند. زیرلایه‌های درون سلول‌های مجزا به‌عنوان جامدات سه‌بعدی بسیار دقیق ارائه می‌شوند و اطلاعات ویژگی‌های هر زیرلایه نیز به روشی بسیار دقیق نشان داده می‌شود. با توجه به حجم زیاد و ساختار پیچیده داده ها، LOD1 فقط برای افشای اطلاعات دقیق در مورد سلول های لیتوسفر در محدوده بسیار محدودی کاربرد دارد. سلول های لیتوسفر با جزئیات بیشتری نشان داده می شوند زیرا زیر لایه های داخلی لیتوسفر اضافه شده اند. زیرلایه‌های درون سلول‌های مجزا به‌عنوان جامدات سه‌بعدی بسیار دقیق ارائه می‌شوند و اطلاعات ویژگی‌های هر زیرلایه نیز به روشی بسیار دقیق نشان داده می‌شود. با توجه به حجم زیاد و ساختار پیچیده داده ها، LOD1 فقط برای افشای اطلاعات دقیق در مورد سلول های لیتوسفر در محدوده بسیار محدودی کاربرد دارد. سلول های لیتوسفر با جزئیات بیشتری نشان داده می شوند زیرا زیر لایه های داخلی لیتوسفر اضافه شده اند. زیرلایه‌های درون سلول‌های مجزا به‌عنوان جامدات سه‌بعدی بسیار دقیق ارائه می‌شوند و اطلاعات ویژگی‌های هر زیرلایه نیز به روشی بسیار دقیق نشان داده می‌شود. با توجه به حجم زیاد و ساختار پیچیده داده ها، LOD1 فقط برای افشای اطلاعات دقیق در مورد سلول های لیتوسفر در محدوده بسیار محدودی کاربرد دارد.
مرحله 4: تجسم و انتشار ساختار جهانی لیتوسفر در Google Earth. مدل لیتوسفر جهانی با قالب‌بندی KML را می‌توان در Google Earth بارگذاری کرد، یا برنامه دسکتاپ Google Earth مستقل یا افزونه Google Earth مبتنی بر وب [ 27]، برای تجسم سه بعدی و انتشار مدل. در Google Earth، مدل‌های جامد سه‌بعدی نشان‌دهنده زیرلایه‌های داخلی لیتوسفر برای تجسم و تجزیه و تحلیل ساختار داخلی هر سلول لیتوسفر استفاده می‌شود. با استفاده از ماوس، صفحه‌کلید و سایر دستگاه‌های تعاملی گرافیکی، می‌توانیم سلول‌های لیتوسفر (یا زیرلایه‌های آن‌ها) را برای مشاهده ساختار هندسی آن‌ها و پرس و جو کردن اطلاعات ویژگی‌های آن‌ها، خودسرانه انتخاب کنیم. بنابراین، امکانات بیشتری برای به نمایش گذاشتن توزیع فضایی و ویژگی‌های لیتوسفر جهانی به شیوه‌ای بصری، شهودی، جذاب‌تر و تعاملی‌تر باز می‌کند.

4. اجرا

برای پیاده‌سازی چارچوب تجسم پیشنهادی، ما یک مولد KML (به نام Litho2KML ) برای تبدیل خودکار اطلاعات لیتوسفری به‌دست‌آمده از مدل LITHO1.0 به مدل‌های لیتوسفر جهانی با فرمت KML توسعه داده‌ایم. مدل‌های KML تولید شده از Litho2KML ما را قادر می‌سازد تا به راحتی ساختار لیتوسفری جهانی، از جمله توزیع فضایی سلول‌های لیتوسفر و زیرلایه‌های آن‌ها را در Google Earth (یا سایر کره‌های مجازی مشابه) بدون هیچ گونه پردازش اضافی فایل‌های مدل، تجسم کنیم.
همانطور که در بخش قبل گفته شد، ما چهار مرحله را برای تبدیل مدل LITHO1.0 به مدل‌های با قالب KML با استفاده از Litho2KML انجام می‌دهیم : (1) صادرات اطلاعات لیتوسفر از LITHO1.0. (2) کدگذاری مدل های لیتوسفر جهانی در قالب KML. (3) نمایانگر لیتوسفر جهانی با دو مقیاس. و (4) تجسم و انتشار ساختار جهانی لیتوسفر در Google Earth. اطلاعات جهانی لیتوسفر موجود در مدل LITHO1.0 را می توان به طور خودکار از طریق Litho2KML به اسناد KML تبدیل کرد و اسناد KML را می توان در Google Earth بارگیری کرد تا توزیع فضایی و خصوصیات داخلی لیتوسفر زمین را نشان دهد.
Litho2KML یک رابط کاربری ساده اما کاربردی برای ایجاد اسناد KML فراهم می کند. هنگامی که برنامه اجرا می شود، Litho2KML به طور خودکار به مدل LITHO1.0 دسترسی پیدا می کند، مدل های گره، مدل های مثلثی، و مدل های سه منشوری را برای تمام سلول های لیتوسفر ایجاد می کند و این مدل ها را در فایل های KML مربوطه ذخیره می کند. علاوه بر این، Litho2KML همچنین یک فایل KML (مانند Litho 10.kml ) برای ساخت نمایش چند مقیاسی مبتنی بر LOD برای تعداد زیادی سلول لیتوسفر ایجاد می کند. وقتی این فایل KML را در برنامه Google Earth باز می کنیم، مدل های لیتوسفر جهانی به طور خودکار در محیط سه بعدی کره مجازی Google Earth بارگذاری و نمایش داده می شوند.
همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است ، مدل های لیتوسفر با فرمت KML را می توان در Google Earth بارگیری کرد و با دیدگاه های مختلف مورد بررسی قرار داد. هنگامی که برای اولین بار از فاصله بسیار دور به کره دیجیتال حرکت می کنیم، لیتوسفر جهانی در LOD0 (سطح ساده)، که با یک تصویر شطرنجی بر روی مدل زمین جامد زمین نشان داده شده است، برای اولین بار در ظرف Google Earth ظاهر می شود. با نزدیک‌تر شدن نما، مدل‌های لیتوسفر با سطح تفصیلی (LOD1) به‌طور خودکار بارگذاری می‌شوند و مدل‌های جامد سه‌بعدی که زیرلایه‌های درون سلول‌های لیتوسفر را نشان می‌دهند، نمایان می‌شوند (شکل 4) .). به‌طور پیش‌فرض، موقعیت‌های عمودی لایه‌های فرعی داخلی 350 کیلومتر بالا می‌روند تا آنها را در بالای سطح زمین قابل مشاهده باشند. با ابزارهای تجسم پیشرفته تعبیه شده در Google Earth، می‌توانیم آزادانه آن مدل‌ها را با ظاهری واضح به روش‌های مختلف بررسی کنیم. وقتی روی یک زیرلایه کلیک می کنیم، اطلاعات ویژگی مرتبط با این زیرلایه در یک بالون توصیفی نمایش داده می شود ( شکل 4 ).
ما همچنین یک برنامه وب به نام VisualLitho [ 28 ] برای انتشار آن مدل‌های لیتوسفر با فرمت KML ایجاد کردیم تا هر کسی بتواند ساختار لیتوسفر زمین را از طریق اینترنت تجسم کند. همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است ، رابط کاربری VisualLitho از دو بخش تشکیل شده است: (1) ناحیه کنترل نمای، که برای کنترل ظاهر و رفتار پلاگین Google Earth طراحی شده است، در بالای صفحه وب قرار دارد. ; و (2) محفظه Google Earth، که دارای دو کنترل سفارشی مبتنی بر همپوشانی صفحه است (یکی گروهی از افسانه‌های دکمه‌دار و دیگری یک نوار لغزنده عمودی است)، در پایین صفحه قرار دارد. افسانه های استایل دکمه ای را می توان به عنوان کلیدهای نقشه تعاملی استفاده کرد [29 ] برای کنترل دید زیرلایه های جداگانه در سلول های لیتوسفر. با کلیک کردن روی افسانه‌های سبک دکمه‌ای، می‌توان زیر لایه‌های فردی را در سلول‌های لیتوسفر نشان داد و پنهان کرد. لغزنده عمودی برای کنترل مقدار ارتفاع بالا برای بالا بردن موقعیت عمودی لیتوسفر [ 26 ] طراحی شده است. با استفاده از این کنترل، می توانیم به صورت دستی ارتفاع بالا رفته را برای بالا بردن موقعیت عمودی مدل های جامد سه بعدی تنظیم کنیم.
لازم به ذکر است که بسته نقشه ArcGIS مدل LITHO1.0 در وب سایت LITHO1.0 موجود است [ 9]]. این بسته 9 لایه با فرمت ArcGIS تولید می کند که به ترتیب توزیع فضایی سطح بالایی را در هر زیرلایه نشان می دهد و لایه های قالب بندی شده با ArcGIS را می توان به راحتی با استفاده از یک اسکریپت ساده در ArcToolbox به مدل هایی با فرمت KML تبدیل کرد. با این حال، لایه‌های قالب‌بندی شده با ArcGIS تنها نمایش دوبعدی توزیع فضایی را برای سطح بالایی هر زیرلایه ارائه می‌دهند. یعنی نه اطلاعات هندسی سه بعدی دارند و نه اطلاعات خصوصیات فیزیکی در زیر لایه های جداگانه. این امر مستلزم تغییر در نحوه نمایش و تفسیر مدل‌های لیتوسفر جهانی است که منجر به ساخت مدل‌های قالب‌بندی شده با KML تولید شده توسط Litho2KML می‌شود . مزایای استفاده از Litho2KMLاین است که توانایی کپسوله کردن ویژگی‌های فیزیکی زیر لایه‌های شناسایی شده از نظر ژئوفیزیک را در مدل‌های هندسی سه‌بعدی دارد. بنابراین، برای تولید مدل‌های لیتوسفر سه‌بعدی دقیق با ویژگی‌های فیزیکی و تجزیه و تحلیل شهودی ویژگی‌های ویژگی در هر سلول مثلثی مدل‌سازی‌شده و روابط فضایی آن‌ها در سه‌بعدی مناسب است. این می تواند به طور چشمگیری کارایی کاوش روابط و همبستگی های پنهان در پشت حجم پیچیده و بزرگ اطلاعات زیرسطحی را بهبود بخشد، و منجر به افزایش درک جامع از لیتوسفر زمین شود، و شاید دانش جدیدی تولید کند و اکتشافات علمی جدید را ترویج دهد.

5. نتیجه گیری ها

Google Earth در حال تبدیل شدن به یک پلت فرم مناسب برای یکپارچه سازی و به اشتراک گذاری داده ها و یافته های تحقیقاتی دانشمندان بسیاری از رشته ها در مقیاس جهانی است [ 11 , 22 , 30 , 31 , 32 , 33 , 34 , 35 , 36]. در این مقاله، ما یک چارچوب سیستماتیک برای تجسم و انتشار ساختار لیتوسفر زمین در Google Earth در یک چشم انداز جهانی سه بعدی بصری طراحی کرده ایم. یک مولد KML برای تبدیل خودکار اطلاعات لیتوسفر به دست آمده از مدل LITHO1.0 به مدل‌های لیتوسفر جهانی با فرمت KML ایجاد شده است و یک برنامه وب برای انتشار و تجسم آن مدل‌ها در اینترنت مستقر می‌شود.
در مقایسه با روش های قبلی، دو مزیت اصلی برای چارچوب تجسم پیشنهادی و پیاده سازی های مرتبط وجود دارد. اولین مورد این است که چارچوب تجسم پیشنهادی دارای انعطاف پذیری قوی است. می توان آن را به راحتی به برنامه های کاربردی دیگر صادر کرد تا از تجسم و تجزیه و تحلیل تعاملی ساختار داخلی زمین در هر دو مقیاس منطقه ای و جهانی در یک محیط 3 بعدی کره مجازی پشتیبانی کند. استفاده گسترده از این چارچوب در آینده به دانشمندان زمین کمک خواهد کرد تا ساختار، ترکیب و ویژگی‌های داخلی زمین را آسان‌تر و مؤثرتر نشان دهند و ترکیب مدل‌های زیرسطحی را با سایر داده‌های جغرافیایی برای ترویج تحقیقات و آموزش علوم زمین و بهتر امکان‌پذیر می‌سازد. درک رابطه بین داخل و سطح زمین. مزیت دوم این است که مدل‌های لیتوسفر تولید شده از این چارچوب به خوبی برای انتشار، ادغام و تجسم در اینترنت مناسب هستند. این باعث می شود که اطلاعات مربوط به لیتوسفر برای یک پایگاه کاربر گسترده قابل دسترسی باشد و ممکن است توسعه خدمات اجتماعی اطلاعات زمین شناسی را ارتقا دهد.

منابع

  1. فاولر، سی ام آر زمین جامد: مقدمه ای بر ژئوفیزیک جهانی . انتشارات دانشگاه کمبریج: کمبریج، انگلستان، 2005. [ Google Scholar ]
  2. Mooney، WD; لاسکه، جی. Masters، TG CRUST 5.1: یک مدل پوسته جهانی در 5 درجه × 5 درجه. جی. ژئوفیس. Res. زمین جامد 1998 ، 103 ، 727-747. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  3. مایر، یو. کرتیس، ای. ترامپرت، جی. ضخامت پوسته جهانی از وارونگی شبکه عصبی داده‌های موج سطحی. ژئوفیز. J. Int. 2007 ، 169 ، 706-722. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  4. رگوزونی، ام. سامپیترو، دی. Sanso، F. Global Moho از ترکیب مدل CRUST2.0 و داده های GOCE. ژئوفیز. J. Int. 2013 ، 195 ، 222-237. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  5. پاسیانوس، من؛ کارشناسی ارشد، TG; لاسکه، جی. Ma، ZT LITHO1.0: پوسته و مدل لیتوسفری به روز شده زمین. جی. ژئوفیس. Res. زمین جامد 2014 ، 119 ، 2153-2173. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  6. نطاف، ح. Ricard, Y. 3SMAC: یک مدل توموگرافی پیشینی از گوشته بالایی بر اساس مدل‌سازی ژئوفیزیکی. فیزیک سیاره زمین. که در. 1996 ، 95 ، 101-122. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  7. باسین، سی. لاسکه، جی. Masters, G. محدودیت های فعلی وضوح برای توموگرافی امواج سطحی در آمریکای شمالی. Eos Trans. AGU 2000 , 81 , 897. [ Google Scholar ]
  8. CRUST 1.0: یک مدل جدید پوسته جهانی در 1 × 1 درجه. در دسترس آنلاین: http://igppweb.ucsd.edu/~gabi/crust1.html (در 25 مارس 2014 قابل دسترسی است).
  9. LITHO1.0: یک پوسته و مدل لیتوسفری به روز شده زمین. در دسترس آنلاین: http://igppweb.ucsd.edu/~gabi/litho1.0.html (در 20 مارس 2015 قابل دسترسی است).
  10. Goodchild، MF; Guo، HD؛ آنونی، ا. بیان، ال. دی بی، ک. کمبل، اف. کراگلیا، ام. اهلرز، ام. ون جندرن، جی. جکسون، دی. و همکاران نسل بعدی زمین دیجیتال. Proc. Natl. آکادمی علمی ایالات متحده آمریکا 2012 ، 109 ، 11088-11094. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
  11. یو، ال. Gong, P. Google Earth به عنوان یک ابزار کره مجازی برای کاربردهای علوم زمین در مقیاس جهانی: پیشرفت و چشم اندازها. بین المللی J. Remote Sens. 2012 , 33 , 3966-3986. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  12. باتلر، دی. کره های مجازی: دنیای وب. طبیعت 2006 ، 439 ، 776-778. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
  13. بیلی، جی. چن، ای جی نقش گلوب های مجازی در علم زمین. محاسبه کنید. Geosci. 2011 ، 37 ، 1-2. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  14. Martínez-Graña، AM; گوی، جی ال. Cimarra, CA تور مجازی میراث زمین شناسی: ارزش گذاری تنوع زمین با استفاده از Google Earth و کد QR. محاسبه کنید. Geosci. 2013 ، 61 ، 83-93. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  15. نوین، ج. د هوگ، ام. ارائه علم زمین با استفاده از کره های مجازی. AusGeo News 2011 ، 104 ، 15-19. [ Google Scholar ]
  16. وانگ، ی. هوین، جی. ویلیامسون، سی. ادغام نقشه‌های گوگل/زمین با مدل‌های هواشناسی در مقیاس خرد و تجسم داده‌ها. محاسبه کنید. Geosci. 2013 ، 61 ، 23-31. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  17. زو، ال. سان، ج. لی، سی. Zhang، B. SolidEarth: یک سیستم زمین دیجیتال جدید برای مدل‌سازی و تجسم کل فضای زمین. جلو. علوم زمین 2014 ، 8 ، 524-539. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  18. De Paor، DG; Whitmeyer، SJ مدل‌سازی زمین‌شناسی و ژئوفیزیک روی کره‌های مجازی با استفاده از KML، COLLADA و Javascript. محاسبه کنید. Geosci. 2011 ، 37 ، 100-110. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  19. پستپیشل، ال. دانچک، پ. مورلی، ا. Pondrelli، S. استانداردسازی مدل‌های توموگرافی لرزه‌ای و مکانیسم‌های کانونی زلزله مجموعه داده‌های مبتنی بر فناوری‌های وب، تجسم با زبان نشانه‌گذاری سوراخ کلید. محاسبه کنید. Geosci. 2011 ، 37 ، 47-56. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  20. یاماگیشی، ی. سوزوکی، ک. تامورا، اچ. یاناکا، اچ. Tsuboi، S. تجسم داده های ژئوشیمیایی برای سنگ ها و رسوبات در Google Earth: توسعه یک برنامه مبدل داده برای مجموعه داده های ژئوشیمیایی و ایزوتوپی در سیستم های پایگاه داده. ژئوشیمی. ژئوفی. ژئوسی. 2011 ، 12 ، 1-10. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  21. موکالس، تی. Blenkinsop، TG نمایش داده های دیرینه مغناطیسی در کره های مجازی: مطالعه موردی از Pyrenees. محاسبه کنید. Geosci. 2014 ، 70 ، 56-62. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  22. De Paor، DG; دوردویچ، م.م. وحشی، SC مدل‌سازی پوسته، گوشته و هسته زمین با Google Mars و Google Moon. در مجموعه مقالات نشست سالانه GSA 2011، MN، MA، ایالات متحده آمریکا، 9 تا 12 اکتبر 2011.
  23. زو، ال. وانگ، ایکس. Zhang، B. مدلسازی و تجسم اطلاعات گمانه در کره های مجازی با استفاده از KML. محاسبه کنید. Geosci. 2014 ، 62 ، 62-70. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  24. OGC KML: OGC07–17-147r2. در دسترس آنلاین: http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=27810 (در 28 مارس 2014 قابل دسترسی است).
  25. Wernecke, J. The KML Handbook: Geographic Visualization for the Web ; Addison-Wesley: Boston, MA, USA, 2009. [ Google Scholar ]
  26. زو، ال. وانگ، ایکس. پان، X. جابجایی عناصر هندسه KML در Google Earth. محاسبه کنید. Geosci. 2014 ، 72 ، 176-183. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  27. مرجع Google Earth API. در دسترس آنلاین: https://developers.google.com/earth/documentation/reference (در 20 مارس 2014 قابل دسترسی است).
  28. VisualLitho: تجسم ساختار لیتوسفر (برگرفته از LITHO1.0) در Google Earth Virtual Globe. در دسترس آنلاین: http://www.visualearth.org/litho10/litho10web/visuallitho10.html (دسترسی در 20 مارس 2015).
  29. Dordevic، MM طراحی پوشش های تعاملی صفحه نمایش برای افزایش اثربخشی منابع علوم زمین Google Earth. جئول Soc. صبح. مشخصات پاپ 2012 ، 492 ، 105-111. [ Google Scholar ]
  30. جاستوس، اف. یو، دی. توزیع فضایی باغبانی تجاری گلخانه ای در کنیا و نقش عوامل جمعیتی، زیرساختی و توپوادافیک. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2014 ، 3 ، 274-296. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  31. کولین، ای. نادائوکا، ک. Nakamura، T. نقشه برداری VHR عمق آب، بستر دریا و پوشش زمین با استفاده از داده های Google Earth. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2014 ، 3 ، 1157-1179. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  32. امیری، ع.م. سماواتی، ف. پترسون، P. طبقه بندی و تبدیل برای روش های نمایه سازی سیستم های شبکه جهانی گسسته. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2015 ، 4 ، 320-336. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  33. دوردویچ، م.م. Whitmeyer، SJ MaRGEE: عناصر Google Earth را حرکت داده و بچرخانید. محاسبه کنید. Geosci. 2015 ، 85 ، 1-9. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  34. زو، ال. پان، X. Sun, J. تجسم و انتشار مدل های جهانی پوسته در کره های مجازی. محاسبه کنید. Geosci. 2016 ، 90 ، 34-40. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  35. زو، ال. پان، X. گائو، جی. ارزیابی دانش مکان مکان با استفاده از یک کره مجازی. جی. جئوگر. 2016 ، 115 ، 72-80. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  36. لوئیس، جنرال موتورز; همپتون، SJ تجسم فرآیندهای آتشفشانی در SketchUp: یک ابزار یکپارچه آموزش جغرافیایی. محاسبه کنید. Geosci. 2015 ، 81 ، 93-100. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Ijgi 05 00026 g001 1024
شکل 1. نمایش ساختار لیتوسفر در مدل LITHO1.0 پیاده سازی شده است. لیتوسفر به صورت جانبی توسط 40962 گره تسلیتی و 81920 مثلث با وضوح تقریبی 1 درجه و به صورت عمودی به عنوان 9 زیرلایه ژئوفیزیکی مشخص شده است.
Ijgi 05 00026 g002 1024
شکل 2. چارچوب کلی برای نمایش، تجسم، و انتشار ساختار لیتوسفر زمین در پلت فرم کره مجازی Google Earth.
Ijgi 05 00026 g003 1024
شکل 3. نمایش لیتوسفر جهانی با سطح ساده (LOD0) در Google Earth.
Ijgi 05 00026 g004 1024
شکل 4. نمایش مدل های لیتوسفر با سطح دقیق، و پرس و جو از اطلاعات ویژگی مرتبط با یک زیرلایه داخلی در یک سلول لیتوسفر.
Ijgi 05 00026 g005 1024
شکل 5. رابط کاربری VisualLitho . در این شکل، پنج زیرلایه برتر (از آب تا رسوبات پایین) در افسانه حذف شده اند. در نتیجه از دید ناپدید می شوند. علاوه بر این، ارتفاع افزایش یافته روی مقدار پیش فرض (350 کیلومتر) تنظیم شده است.

;کاربردهای GISمقالات

آموزش کاربردی ArcGISالهام ابراهیم زادهکاربرد جی ای اسکاربرد جی ای اس در زمین شناسی

بدون نظر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همواره حمایت دانشجویان عزیزمان همراه ما بوده و این سببب شده که گامی محکم به‌سوی ایجاد یک مرجع برای آموزش GIS برداریم. با این امید که بتوانیم قدردان حمایت شما بزرگواران باشیم.

  • خانه
  • آموزش
  • فیلم آموزشی
  • تماس با ما
  • درباره ما
  • وبلاگ
  • سمنان /خیابان کاشانی/ساختمان فناوری اطلاعات/پ 8
  • 09120049370