عنوان پایان‌نامه
مدلسازی جبری حرکت در یک شبکه با استفاده از استنتاج مکانی کیفی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران-سیستمهای اطلاعات جغرافیایی(GIS)
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 39060
- تاریخ دفاع
- ۱۳ مهر ۱۳۸۷
- دانشجو
- پدرام قرنی
- استاد راهنما
- محمودرضا دلاور
- چکیده
- چکیده از جمله مسائلی که در علوم اطلاعات مکانی از اهمیّت بسیار برخوردار بوده¬است، مسأله راهیابی در شبکه خیابانی شهری می¬باشد که با توجه به نوع اطلاعات مورد استفاده برای حل آن می¬توان آن را به دو دسته کلی تقسیم نمود؛ نخست یافتن راهی به کمک اطلاعات دقیق متریک و منعکس شده بر روی نقشه و دوم، راهیابی برمبنای شناخت، دانش عمومی مکانی و نقشه ادراکی فرد از محیط در طول زمان بدون استفاده از امکانات خاص ناوبری که این فرآیند کاملاً کیفی می¬باشد. در این تحقیق هدف حل مسأله راهیابی کیفی به شرط تکمیل بودن نقشه ادراکی می¬باشد که در نتیجه بعنوان پیش¬نیاز این کار، اقدام به ارائه نمایشی از دانش عمومی مکانی و نقشه ادراکی شده¬است که برای انجام این مهم از ژئوماتیکس بی-تکلّف و تئوری طرح تصویر استفاده شده¬است و جهت نمایش فرمال آن از روشهای مهندسی نرم¬افزار (مشخصات جبری) استفاده شد. همچنین فرآیند یادگیری در انسان در طول زمان مدل شده و درنهایت الگوریتمی برای این فرآیند توسعه داده شد، که خود دربرگیرنده دو ماژول است. بنیان این الگوریتم بر پیشنهادی کلیدی از Kuipers استوار است که با معرفی روابط مرزی برای راهها و پیشنهادی کلی مبتنی بر همین روابط مرزی راهنمای این تحقیق بود. این الگوریتم رویکردی کاملاً کیفی به حل مسأله داشته و از این لحاظ با روشهای کمّی متداولی چون دیکسترا و A^* تفاوتهای زیادی دارد. آنچه که در این الگوریتم صورت می¬پذیرد مبنایی شناختی داشته و درواقع به نوعی رفتار راهیابی انسان را با توجه به درک و دانش عمومی مکانی بررسی می¬نماید. همچنین در این تحقیق به منظور داشتن معیاری برای سنجش نتایج راهیابی برمبنای دانش عمومی مکانی، الگوریتم دیکسترا نیز بررسی شده و از نتایج آن بعنوان شاخصی به منظور مقایسه مورد استفاده قرارگرفت. پس از مدلسازی و توسعه مورد نظر داده شده درخصوص راهیابی، این فرآیند در دو منطقه مختلف پیاده¬سازی شد، نخست در محوطه پردیس2 دانشکده¬های فنّی دانشگاه تهران، مسأله راهیابی از هر دو دیدگاه کیفی (الگوریتم توسعه یافته) و کمّی (الگوریتم دیکسترا) به طور کامل و تحلیلی حل شد و سپس اقدام به حل مسأله راهیابی در سطح کلانشهر تهران شد و سناریویی برای این منظور تعریف شد که برمبنای آن شخص قصد حرکت و طراحی مسیر از میدان مادر در بلوار میرداماد به سمت بزرگراه آیت الله کاشانی تقاطع بلوار ابوذر را دارد. نتایج این تحقیق نشان می¬دهد که الگوریتم توسعه یافته با موفقیت مسیر مورد نظر را طراحی می¬نماید امّا این مسیر درقیاس با الگوریتم دیکسترا فاقد شرایط بهینه بودن از لحاظ طول مسیر طی شده بوده زیرا صرف یادگیری محیط درطول زمان نمی¬تواند منجر به طراحیهای دقیق در محیط های بزرگ مقیاس مکانی شود. بهرحال نتایج تحقیق مشخص نموده¬است که با استفاده از الگوریتم توسعه یافته می¬توان رفتار راهیابی انسان را برمبنای دانش عمومی مکانی و تنها با داده¬های کیفی پیش¬بینی نمود و از آن برای تدقیق طراحیهای شهری و بهسازی علائم و راهنماهای شهری استفاده نمود.
- Abstract
- Abstract One of the most important problems in the geospatial information science is wayfinding in the street networks in which it is possible to categorize wayfinding in two general groups based on the employed information; the first one is finding a way by means of precise and accurate information depicted on a map and gathered by surveying and geomatics engineering techniques. The second one is based on the cognition, commonsense knowledge of space and cognitive map of the environment. In the second case, the problem is solved without any specific navigation equipment, so this process is completely qualitative. The objective of this thesis is solving the problem of wayfinding assuming that the cognitive map is completed and as a prerequisite of that, we try to acquire needed information from commonsense knowledge using naïve geomatics and image schemata theory and in order to show a formal and effective representation of the cognitive map using a method adopted from software engineering (algebraic specification). Also the process of learning in human beings throughout the period has been modeled and finally an algorithm developed for this process that includes two distinct modules. The foundation of this algorithm is based on the Kuipers’s proposed heuristic which introduced boundary relations for paths adapted and further developed in this research. The developed algorithm in this thesis is a purely qualitative approach which has some basic differences from well known path finding algorithms such as Dijkestra or A*. The principle of the developed algorithm is based on cognition, in other words, it evaluates the way-finding behavior of human beings by perception and commonsense knowledge of space. Also, in this research in order to have criteria for assessing the results of the wayfinding, the Dijkestra’s algorithm is analyzed and its results are used as an indicator for comparison with those of the developed algorithm. After modeling and developing the wayfinding process, this approach has been implemented in two different regions. In the first case the problem is analyzed and parsed completely from qualitative and quantitative viewpoints in the campus II, College of Engineering, University of Tehran. In the second case the problem is solved in metropolitan Tehran. A scenario is defined in which a person wants to plan a trip from Maadar Sq. in Mirdamad Blvd. to intersection of Ayatolah Kashani Exp.’ Way and Abuzar Blvd. Using the results of this thesis, it is possible to show the capability of the developed algorithm for finding a way which is not optimized in comparison with Dijkestra’s algorithm from distance point of view. It is concluded that it is impossible to plan accurate and precise route in geospatial large scale space just based on learning. The results of this research specify that using the developed algorithm, the behavior of the human beings can be predicted based on spatial commonsense knowledge and qualitative data. The proposed algorithm can be applied for optimizing the urban planning and refining the traffic landmarks
