تحليل المخزن المؤقت

في نظم المعلومات الجغرافية (GIS) والتحليل المكاني ، يُعرف تحليل النطاق العازل بأنه تحديد منطقة حول معلم جغرافي تحتوي على مواقع تقع ضمن مسافة محددة من ذلك المعلم، وتُسمى هذه المنطقة العازلة (أو ببساطة النطاق العازل ). [ 1 ] يُعد النطاق العازل على الأرجح الأداة الأكثر استخدامًا ضمن أساليب تحليل التقارب . [ 2 ]

تاريخ

تُعدّ عملية التخزين المؤقت جزءًا أساسيًا من وظائف نظم المعلومات الجغرافية منذ ظهور حزم برامج نظم المعلومات الجغرافية المتكاملة الأصلية في أواخر سبعينيات وأوائل ثمانينيات القرن الماضي، مثل ARC/INFO و Odyssey و MOSS . ورغم أنها أصبحت من أكثر عمليات نظم المعلومات الجغرافية استخدامًا في السنوات اللاحقة، وفي تطبيقات متنوعة، إلا أن الأبحاث المنشورة حول هذه الأداة نفسها قليلة، باستثناء بعض التطويرات العرضية لخوارزميات أكثر كفاءة. [ 3 ]

الخوارزمية الأساسية

رسم تخطيطي يوضح إنشاء منطقة عازلة (باللون الأحمر) لمعلم متعدد الخطوط (باللون الأزرق)

الطريقة الأساسية لإنشاء منطقة عازلة حول معلم جغرافي مخزن في نموذج بيانات متجه ، بنصف قطر معين هي كما يلي: [ 4 ]

  • نقطة واحدة: قم بإنشاء دائرة حول النقطة بنصف قطر r .
  • الخط المتعدد، وهو عبارة عن قائمة مرتبة من النقاط (الرؤوس) المتصلة بخطوط مستقيمة. ويُستخدم هذا النوع أيضاً لتحديد حدود المضلع.
  1. أنشئ منطقة عازلة دائرية حول كل رأس
  2. قم بإنشاء مستطيل على طول كل قطعة مستقيمة عن طريق إنشاء قطعة مستقيمة مكررة بإزاحة المسافة r عمودية على كل جانب.
  3. قم بدمج أو إذابة المستطيلات والدوائر في مضلع واحد.

تستخدم تطبيقات البرمجيات لعملية التخزين المؤقت عادةً تعديلات على هذه الاستراتيجية للمعالجة بكفاءة ودقة أكبر.

في الرياضيات، تُعرف عملية التخزين المؤقت في نظم المعلومات الجغرافية بأنها مجموع (أو فرق) مينكوفسكي بين شكل هندسي وقرص. ومن المصطلحات الأخرى المستخدمة: إزاحة المضلع. [ 5 ]

المسافة المستوية مقابل المسافة الجيوديسية

كانت التطبيقات التقليدية تفترض إنشاء منطقة عازلة على فضاء إحداثيات ديكارتية مستوية (أي، يتم إنشاؤها بواسطة إسقاط خريطة ) باستخدام الهندسة الإقليدية ، نظرًا لبساطة العمليات الحسابية والرياضية المستخدمة، وهو أمرٌ بالغ الأهمية بالنظر إلى القدرة الحاسوبية المتاحة في أواخر سبعينيات القرن الماضي. ونظرًا للتشوهات المتأصلة الناتجة عن إسقاطات الخرائط، فإن المنطقة العازلة المحسوبة بهذه الطريقة لن تكون مطابقة لتلك المرسومة على سطح الأرض؛ فعلى المستوى المحلي، يكون الفرق ضئيلاً، ولكن على نطاقات أوسع، قد يكون الخطأ كبيرًا.

تُتيح بعض البرامج الحالية، مثل Esri ArcGIS Pro ، خيار حساب المناطق العازلة باستخدام المسافة الجيوديسية ، وذلك باستخدام خوارزمية مشابهة ولكنها تُحسب باستخدام حساب المثلثات الكروية ، بما في ذلك تمثيل الخطوط بين الرؤوس كدوائر عظمى . [ 4 ] وتستخدم تطبيقات أخرى حلاً بديلاً يتمثل في إعادة إسقاط المعلم أولاً إلى إسقاط يقلل التشوه في ذلك الموقع، ثم حساب المنطقة العازلة المستوية. [ 6 ]

خيارات

قد توفر برامج نظم المعلومات الجغرافية اختلافات في الخوارزمية الأساسية، والتي قد تكون مفيدة في تطبيقات مختلفة: [ 1 ]

  • تكون الأغطية الطرفية في نهاية المخازن الخطية مستديرة بشكل افتراضي، ولكن قد تكون مربعة أو ذات نهاية مستقيمة (مقطوعة عند الرأس الأخير).
  • قد يكون تفضيل الجانب مهمًا، مثل الحاجة إلى منطقة عازلة على جانب واحد فقط من الخط، أو على مضلع، اختيار المنطقة العازلة الخارجية فقط أو المنطقة العازلة الداخلية (والتي تسمى أحيانًا التراجع ).
  • العرض المتغير، حيث يمكن تخزين المعالم في طبقة باستخدام أنصاف أقطار مختلفة، يتم تحديدها عادةً بواسطة سمة.
  • تُستخدم المخازن المشتركة، حيث تُدمج المخازن الخاصة بكل عنصر في طبقة ما في مضلع واحد. ويُستخدم هذا الأسلوب عادةً عندما لا يكون الهدف هو تحديد العنصر القريب من كل نقطة في الفضاء، بل فقط التأكد من أن نقطة ما قريبة من عنصر (مجهول).

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 دي سميث، مايكل جيه؛ جودتشايلد، مايكل إف؛ لونجلي، بول إيه (2018). "4.4.5 التخزين المؤقت" . التحليل الجغرافي المكاني: دليل شامل للمبادئ والتقنيات وأدوات البرمجيات (  الطبعة السادسة).
  2. ويد، ت. وسمر، س. (محرران). نظم المعلومات الجغرافية من الألف إلى الياء
  3. بهاتيا، سوميت؛ فيرا، فيرال؛ تشوكسي، ديباك؛ فينكاتاتشالام، ب. (2012). "خوارزمية لتوليد مخازن هندسية لطبقات ميزات المتجهات" . علوم المعلومات الجغرافية المكانية . 16 (2): 130-138 . doi : 10.1080/10095020.2012.747643 .
  4. 1 2 "كيفية عمل Buffer (التحليل)" . وثائق ArcGIS Pro . Esri . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مارس 2021 .
  5. "CGAL 5.6 - مجاميع مينكوفسكي ثنائية الأبعاد: دليل المستخدم" . doc.cgal.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-11-2023 .
  6. "ST_Buffer" . وثائق PostGIS . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2021-05-07 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2012-11-02 .