محاسبات حجم سنجی (Volumetry) و سطح سنجی (Planimetry) در نرم افزار Surfer

حجم سنجی و سطح سنجی در نرم افزار Surfer بر مبنای ساختار شبکه رستری

در نرم افزار surfer خواهیم توانست محاسبات مربوط به میزان حجم بالاتر و یا پائین تر از یک سطح اساس را محاسبه نمائیم (Cut & Fill Volume) همچنین محاسبات مساحی به دو صورت سطوح مسطحاتی و سطوح ناهموار را انجام دهیم و نتایج را در یک فایل (Grid Report) دریافت نمائیم. نتایج محاسبات در این فایل قابلیت ذخیره سازی و یا کپی نمودن در حافظه Clipboard را داشته به گونه ای که در سایر نرم افزارها امکان استفاده از آن را خواهیم داشت.

محاسبات حجم و مساحت در نرم افزار surfer بر اساس تعیین پارامترهای Upper and Lower Surface محاسبه می گردد. این سطح به دو صورت قابل تعریف می باشد. در یک حالت یک سطح تراز در ارتفاع دلخواه را می توانیم تعیین نمائیم تا بدین صورت سطح بالا و پائین تعریف گردد. در حالت دیگر استفاده از یک فایل Grid دیگر بوده تا با توجه به نوسانات این دو سطح یعنی سطح بالایی و پائینی (Upper and Lower Surface) Cut و Fill مشخص و تعریف گردد.

روش محاسبه حجم و سطح از شبکه های رستری (مانند مدل رقومی ارتفاعی) در نرم افزار Surfer

نرم افزار Surfer که یک نرم افزار قوی بر پایه ساختار شبکه ای است، در زمینه محاسبات حجم و سطوح بر روی فایل های شبکه رستری (به طور مثال: مدل رقومی ارتفاعی) بسیار حرفه ای و قوی عمل می کند. در این مقاله کاربردی سعی می شود که روش محاسبات حجم و سطح از فایل های شبکه ای را آموزش دهیم.

در صورتی که نیاز به دانلود آخرین ورژن نرم افزار Surfer دارید از لینک زیر استفاده کنید:

برای دانلود آخرین ورژن نرم افزار Surfer کلیک کنید

برای مشاهده روش نصب نرم افزار Surfer از لینک زیر استفاده کنید:

برای مشاهده روش نصب نرم افزار Surfer کلیک کنید

برای آشنایی اولیه با نرم افزار Surfer از لینک زیر استفاده کنید

برای آشنایی اولیه با نرم افزار Surfer کلیک کنید

بعد از نصب نرم افزار بر روی آیکن آن کلیک کنید تا نرم افزار باز شود.

در صفحه اصلی نرم افزار وارد منوی Grid شده و سپس مطابق با شکل زیر آیکن Grid Volume را انتخاب کنید تا وارد پنجره Grid Volume شوید . این پنجره مربوط به محاسبات حجم و سطح می باشد.

به محض کلیک بر روی آیکن Grid Volume پنجره ای به همین نام باز می شود که در شکل زیر نمایش داده شده است. در ادامه به روش هایی که در نرم افزار Surfer می توان حجم سنجی و سطح سنجی را بر روی شبکه های رستری (همچون مدل رقومی ارتفاعی) انجام داد، می پردازیم.

1- Positive Planer Area: محاسبات این بخش مربوط به مساحت دو بعدی قسمت هایی از صفحه بالایی یا Upper Surface است که بالاتر از صفحه مسطح و با ارتفاع ثابت Constance Z یا صفحه پائینی Lower Surface قرار گرفته است.

2- Negative Planer Area: محاسبات این بخش مربوط به مساحت دو بعدی قسمت هایی است که سطح ناهموار Upper Surface در زیر صفحه مسطح Constant Z یا صفحه پائینی Lower Surface قرار می گیرد.

3- Positive Surface Area: محاسبات این بخش مربوط به مساحت سه بعدی قسمت هایی است که سطح ناهموار بالایی یا Upper Surface در زیر صفحه مسطح و با ارتفاع ثابت Constant Z یا صفحه پائینی یا Lower Surface قرار بگیرد.

4- Negative Surface Area: محاسبات این بخش مربوط به مساحت سه بعدی قسمت هایی است که سطح ناهموار بالایی یا Upper Surface بالای صفحه مسطح و با ارتفاع ثابت Constant Z یا صفحه پائینی Lower Surface قرار بگیرد.

5- Fill: محاسبات این بخش مربوط به بخش هایی است که صفحه Upper Surface بالاتر از صفحه مسطح Constance Z یا صفحه پائینی Lower Surface قرار بگیرد و خود به دو بخش Fill Area و Fill Volume تقسیم می گردد. اولی مربوط به مساحت بخش Fill و دومی مربوط به حجم بخش Fill است.

6- Cut: محاسبات این بخش مربوط به بخش هایی است که صفحه Upper Surface پائین تر از صفحه مسطح Constance Z یا صفحه پائینی Lowe Surface قرار بگیرد و خود به دو بخش Cut Area و Cut Volume تقسیم می گردد. اولی مربوط به مساحت بخش Cut و دومی مربوط به حجم بخش Cut است.

هر شش مؤلفه ای که در بالا به آن اشاره شد در هر دو حالت حجم سنجی- سطح سنجی، در اشکال زیر نمایش داده شده است.

1- محاسبات حجم سنجی و سطح سنجی با احتساب یک سطح ناهموار و یک صفحه تراز ارتفاعی

در حالت نخست محاسبات حجم سنجی و سطح سنجی در نرم افزار Surfer با استفاده از یک فایل شبکه رستری همچون مدل رقومی ارتفاعی و یک سطح تراز انجام می گردد. این صفحه یا سطح تراز که در تمامی بخش ها دارای ارتفاع ثابتی است در کادر Constant Z تعیین می شود. در نتیجه با درگیر کردن دو سطح که سطح اول یا Upper Surface مدل رقومی ارتفاعی منطقه و یک صفحه با ارتفاع یکسان که در بخش Constance Z تعریف می گردد، مساحی و حجم سنجی انجام می گیرد. با درگیر شدن یک سطح ناهموار و یک صفحه با ارتفاع مشخص، 6 مؤلفه شکل می گیرد که در فایل گزارش محاسبات نرم افزار Surfer آورده می شود. قبل تر به توضیح در مورد هر کدام پرداخته شد. در شکل زیر این وضعیت به صورت شماتیک تصویر شده است.

نکته : توجه داشته باشید که در مورد فایل های شبکه (Grid) که دارای مبنای مختصاتی متریک بوده (مانند سیستم مختصات یو تی ام) نیازی به تغییر دادن Z Scale Factor نمی باشد و بایستی از z factor یک استفاده نمود. در صورتی که واحد مختصاتی نقشه با واحد ارتفاعی مختلف باشد بایستی با درج نسبت اختلاف بین دو محور طول و عرض با ارتفاع این خطا را تصحیح نموده تا در نتایج فایل گزارش (Report) خطای محاسباتی ایجاد نگردد.

بدین منظور برای انجام محاسبات حجم و سطح با استفاده از یک سطح ناهموار و یک صفحه با ارتفاع ثابت در پنجره Grid Volume به طوری که در شکل زیر مشاهده می شود در بخش Upper Surface فایل شبکه (به طور مثال مدل رقومی ارتفاعی) را معرفی کنید و در بخش Lower Surface گزینه Constance Z را فعال نموده و یک مقدار ارتفاعی تایپ کنید تا صفحه با ارتفاع ثابت را تعیین کنید.

در بخش Polygon Boundary در صورتی که نیاز به محدود کردن محاسبات به بخش های داخل و یا خارج از یک پلیگون داشته باشید می توانید از این بخش استفاده کنید. با معرفی یک لایه براری که می تواند فرمت های مختلفی از جمله Shp داشته باشد، محاسبات را تنها به بخش داخل پلیگون و یا خارج از آن محدود کنید.

سپس بر روی دکمه ok کلیک کنید تا محاسبات مربوط به حجم و سطح انجام گرفته و به صورت یک فایل متنی گزارش دهی شود. در بخش بعد نمونه ای از نتایج حجم سنجی و مساحی را مشاهده می کنید.

فایل گزارش مربوط به محاسبات حجم و سطح

در شکل های بعدی نمونه ای از فایل متنی گزارش محاسبات حجم سنجی و مساحی را نشان می دهد. این فایل را می توانید با کلیک بر روی منوی File/save as در مسیر دلخواه ذخیره سازی کنید.

2- محاسبات حجم سنجی و سطح سنجی با درگیر کردن دو سطح ناهموار (دو فایل شبکه)

در حالت دوم امکان حجم سنجی و سطح سنجی با استفاده از دو فایل شبکه یا دو سطح ناهموار وجود دارد. در این وضعیت در بخش Upper Surface فایل شبکه شماره 1 و در بخش Lower Surface فایل شبکه شماره 2 وارد می شود. در نتیجه شش مؤلفه ای که در بالاتر مورد بررسی قرار گرفته بر این اساس محاسبه و گزارش دهی می گردد. در شکل زیر نمونه ای شماتیک از این وضعیت را مشاهده می کنید.

نکته : توجه داشته باشید در صورتی که فایل Grid شماره یک و دو را جا به جا نمائید نتیجه اعدادی که نرم افزار به عنوان Cut و Fill نمایش خواهد داد معکوس خواهد شد.