ترسیم پلیگون های تیسن در نرم افزار Arc GIS
پلیگون های تیسن چیست ؟
در ریاضیات، دیاگرام ورونی، بخش بندی یک صفحه به قسمت هایی است که در کنار یکدیگر به صورت موزائیک های نا منظم قرار می گیرند. در ساده ترین حالت، این عوارض تنها تعداد محدودی از نقاط هستند که در یک صفحه توزیع شده اند. به ازای هر نقطه، یک محدوده یا قطاع که مربوط به آن نقطه می باشد، وجود دارد. این قطعات تمامی صفحه را پوشش می دهند. این قطعات به نام سلول های ورونی (Voronoi) نامیده می شوند. این سلول های ورونی در ارتباط با مثلث بندی های دیلانوی (Delaunay Triangulation) می باشند.
ورونی دیاگرام به افتخار جرج ورونی، به نام او نامیده شده است و همچنین به نام های موزائیک سازی ورونی (Voronoi tessellation)، تجزیه ورونی (Voronoi decomposition)، بخش بندی ورونی (Voronoi partition) نیز نامیده می شود. سلول های ورونی به نام پلیگون های تیسن نیز نامیده می شوند. ورونی دیاگرم یا پلیگون های تیسن دارای کاربردهای نظری و عملی بسیاری در زمین های مختلف می باشد که عمدتاً شامل علوم و تکنولوژی می شود البته درهنرهای تصویری نیز کاربردهای گسترده ای دارد.
پلیگون های تیسن چه کاربردی دارند ؟
به طور کلی در سیستم اطلاعات جغرافیایی و شاخه های علوم مکانی و محیطی، برای تعیین محدوده اثر متغیرهای فضایی از پلیگون های تیسن یا ورونی دیاگرام استفاده می شود. زمانی که قصد تعیین حوزه های نفوذ، حوزه های خدمات رسانی، حوزه های بارگیری و بارگذاری را داشته باشید، استفاده از مفهوم هندسی پلیگون های تیسن می تواند مفید واقع شود. از جمله کاربردهای دیگر پلیگون های تیسن در علم هیدرولوژی و یا اقلیم شناسی است. در این موارد سعی داریم سطوحی که یک ایستگاه سنجش پارامترهای آب و هوایی و یا آلودگی هوا می تواند نمایندگی کند را به دست آوریم، در این موارد نیز استفاده از پلیگون بندی تیسن توصیه می شود. در ادامه به برخی از کاربردهای پلیگون های تیسن و یا ورونی دیاگرام در زمینه های مختلف می پردازیم.
1- کاربرد در بخش علوم محیطی
در بیولوژی، دیاگرام های ورونی برای مدل کردن بسیاری از ساختارهای بیولوژیکی شامل سلول ها، و ریزساختارهای استخوانی مورد استفاده قرار می گیرند. در حقیقت پلیگون های ورونی یا تیسن به عنوان یک ابزار هندسی در شناسایی و فهم ثابت های فیزیکی کنترل کننده سازمان و ساختار بافت های بیولوژیکی است.
در هیدرولوژی پلیگون های تیسن یا ورونی دیاگرام، برای محاسبه بارش در یک منطقه بر اساس یک سری نقاط ایستگاه های اندازه گیری یا ایستگاه های اقلیمی مورد استفاده قرار می گیرند. در این کاربرد به خصوص، ورونی دیاگرام ها معمولاً به نام پلیگون های تیسن نامیده می شوند.
در اکولوژی، ورونی دیاگرام ها برای مطالعه الگوی رشد جنگل و تاج پوشش گیاهی جنگلی مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند در توسعه مدل های پیش بینی انتشار آتش در جنگل نیز مورد استفاده قرار گرفته و سودمند باشد.
در شیمی محاسباتی، سلول های ورونی، موقعیت هسته های ملکولی را تعریف نموده و برای محاسبه شار اتمی مورد استفاده قرار می گیرد. این وضعیت با استفاده از روش چگالی تغییر فرم ورونی انجام می گیرد.
در اقلیم اختری، ورونی دیاگرام برای ایجاد زون های هموار انطباقی، افزودن شار سیگنال به هر یک از این زون ها مورد استفاده قرار می گیرد. مهم ترین هدف این پروسه در حفظ نسبی نسبت سیگنال به نویز در تمامی تصاویر می باشد.
در دینامیک محاسباتی سیالات، سلول بنی ورونی، مربوط به یک سری نقطه، می تواند در تعیین دامنه محاسباتی در روش های حجم محدود مورد استفاده قرار گیرد.
در فیزیک محاسباتی، ورونی دیاگرام، در محاسبه پروفیل های یک جسم با استفاده از یک سایه-سنج، مورد استفاده قرار بگیرد همچنین در رادیوگرافی پروتون در فیزیک چگالی پر انرژی نیز کاربرد دارد.
در تشخیص های پزشکی، مدل های مربوط به بافت عضلانی، که بر اساس ورونی دیاگرام ها ایجاد شده اند، می توانند در تشخیص بیماری های عصبی – عضلانی مورد استفاده قرار گیرند. در بخش اپیدومولوژی و بیماری های واگیری، ورونی دیاگرام ها می توانند در ارتباط سنجی و همبستگی سنجی بین منابع عفونت در اپیدومولوژی مورد استفاده قرار گیرند.
2- کاربردهای مهندسی
در فیزیک پلیمر، ورونی دیاگرام می تواند در نمایش فضاهای خالی پلیمرها مورد استفاده قرار گیرد.
در علم مواد، ریز-ساختارهای پلیکریستالین، در آلیاژهای فلزی، معمولاً با استفاده از پلیگون های ورونی نمایش داده می شوند.
در برنامه ریزی شهری، ورونی دیاگرام می توان در ارزیابی سیستم های بار حمل و نقل و ترافیک مورد استفاده قرار گیرد.
در معدن، پلیگون های ورونی در برآورد مخازن مواد دارای ارزش معدن کاوی، مورد استفاده قرار می گیرند.
در علم اندازه گیری سطوح، قطعه بندی ورونی، در مدل سازی سطوح ناهموار می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
3- کاربرد در هندسه
در هندسه، ورونی دیاگرام ها می توانند برای یافتن بزرگ ترین دایره ای که در داخل یک سری نقطه قرار می گیرد، استفاده نمود. به عنوان مثال برای ساختن یک سوپرمارکت جدید که تا حد امکان با سایر سوپرمارکت های موجود بیشترین فاصله را داشته باشد، می توان از مفهوم ورونی دیاگرام استفاده نمود.
ورونی دیاگرام می تواند در الگوریتم های با راندمان بالا، در محاسبه درجه ی گردی یک مجموعه نقطه مورد استفاده قرار گیرد.
هندسه محاسباتی جدید، الگوریتم های کارآمدی برای ایجاد ورونی دیاگرام فراهم نموده و امکان استفاده از آنها در موقعیت یابی نقاط، آنالیزهای خوشه بندی و بسیاری از محاسبات دیگر، را فراهم نموده است.
4- کاربرد در علوم کامپیوتر
در شبکه سازی، ورونی دیاگرام، می تواند در استخراج ظرفیت شبکه وایرلس مورد استفاده قرار گیرد.
در بخش گرافیک کامپیوتر، ورونی دیاگرام، برای محاسبه الگوهای هندسی قطعه بندی سه بعدی مورد استفاده قرار می گیرد. از ورونی دیاگرام همچنین در بخش ایجاد بافت های گدازه ای شکل نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
در بخش ناوبری خودکنترلی رباط ها، ورونی دیاگرام ها برای یافتن مسیرهای مشخص و واضح مورد استفاده قرار می گیرند.
در بخش یادگیری ماشین، دیاگرام های ورونی برای طبقه بندی شبکه های عصبی مورد استفاده قرار می گیرند.
در بخش توسعه واسط گرافیکی کاربر، الگوهای ورونی می تواند برای محاسبه بهترین وضعیت پیمایش برای یک نقطه خاص مورد استفاده قرار گیرد.
چگونه می توان پلیگون های تیسن را ترسیم نمود ؟
پلیگون های تیسن یا ورونی دیاگرام را می توان در نرم افزار Arc GIS با استفاده از یک سری نقاط ترسیم نمود. در ادامه به توضیح در مورد روش ترسیم پلیگون های تیسن در نرم افزار Arc GIS می پردازیم.
در نرم افزار Arc GIS کادر جست و جو یا Search را فراخوانی کنید. در صورتی که پنجره جست و جو در حالت فعال قرار دارد، از این مرحله صرف نظر کنید.
بعد از فعال کردن کادر جست و جوی نرم افزار، عبارت Thiesson polygon را مطابق با شکل زیر، تایپ و جست و جو کنید.
به محض کلیک بر روی لینک Create Thiessen Polygon پنجره ای به همین نام باز می شود که نمونه ای از آن در شکل زیر نمایش داده شده است.
در پنجره Create Thiessen Polygon در بخش Input Feature یک لایه نقطه ای را معرفی کنید تا پلیگون های تیسن بر مبنای آنها ترسیم گردد. در اینجا ما به طور نمونه از بخشی از نقاط ایستگاه های باران سنجی استفاده می کنیم. در بخش Output Feature Class مسیر و نام ذخیره سازی پلیگون های تیسن ایجاد شده را تعیین کنید. در بخش Output Field می توانید گزینه ONLY_FID و یا ALL را انتخاب کنید. در صورتی که گزینه ONLY_FID را انتخاب کنید تنها فیلد FID از لایه نقاط ورودی در لایه پلیگون های تیسن درج می گردد. در صورتی که گزینه ALL را انتخاب کنید، تمامی فیلدهایی که در لایه نقطه ای ورودی وجود دارد در لایه پلیگون های تیسن ایجاد شده نیز درج می گردد.
 |  |  |
 |  |  |
ما را از دیدگاههای ارزشمند خود مطلع کنید
دیدگاهتان را بنویسید