کتاب آموزش کاربردی MATLAB برای مهندسی نقشه برداری

قابل استفاده در دروس :

نقشه‌برداری، فتوگرامتری، ژئودزی، سرشکنی، ژئودتیک، پردازش تصویر به همراه برنامه‌های کاربردی

کتاب آموزش کاربردی MATLAB برای مهندسی نقشه‌برداری

در زمینه‌های متنوع مرتبط با مهندسی و مهندسی ساختمان، نرم‌افزارهای متنوعی وجود دارند که به مهندسان و متخصصین مرتبط با این زمینه کمک می‌کنند و امکانات متنوعی را در اختیارشان قرار می‌دهند. این نرم‌افزارها برای طراحی، مدل‌سازی، تحلیل سازه‌ها، برنامه‌ریزی پروژه، مدیریت منابع و هزینه‌ها و مواردی از این دست استفاده می‌شوند. برای یادگیری و آموزش این نرم‌افزارها راه‌های متنوعی وجود دارد که استفاده از کتب آموزشی یکی از این راه‌‌هاست. این روش از آن‌ جا که معمولاً اقتصادی‌ترین روش است و از طرفی نیاز به کلاس‌های حضوری و غیر حضوری را برطرف می‌نماید، مورد توجه مهندسین و مخاطبین این نرم‌افزارها قرار می‌گیرد. بنیاد مهندسی ساختمان، به همین جهت این کتب تخصصی را با تخفیف ویژه در اختیار کاربران و مخاطبان این نرم‌افزارها قرار می‌دهد.

کتاب آموزش کاربردی MATLAB برای مهندسی نقشه‌برداری 

نرم افزار متلب یکی از قدرتمندترین نرم افزارها جهت انجام محاسبات و ترسیم نمودار می‌باشد. که با دارا بودن کتابخانه عظیمی از توابع ریاضی، کاربرد فراوانی در رشته‌های مهندسی به خصوص رشته مهندسی نقشه‌برداری دارد. در نگارش این کتاب علاوه بر آموزش نحوه برنامه نویسی، نحوه استفاده از جعبه‌های کاربردی در رشته نقشه‌برداری مانند پردازش تصویر ، سمبلیک و … بیان شده است.

سعی شده با تعریف مثال‌های ساده در حین آموزش، سرعت یادگیری را افزایش دهیم . در فصل آخر کتاب مسائل مختلف رشته نقشه‌برداری به همراه نحوه کدنویسی و کد برنامه‌ها برای آشنایی و استفاده از آنها بیان شده است.

مقدمه

با پیشرفت علوم و گسترش استفاده از رایانه، انجام محاسبات مهندسی با سرعت و دقت بسیار بالاتری صورت می‌گیرد. در این میان استفاده از زبان‌های مختلف برنامه‌نویسی راه حل سریع و دقیقی برای انحام این امور می‌باشد.

نرم افزار MATLAB با دارا بودن کتابخانه وسیعی از توابع محاسباتی، ترسیمی، تحلیلی و قابلیت‌های فراوان و سهولت در استفاده مورد توجه مهندسین قرار گرفته است.

کتاب پیش رو در ابتدا تلاش نموده شما را بری ایجاد برنامه‌های مختلف آماده کند و در ادامه به معرفی بخش‌ها و جعبه ابزارهای مختلف مرتبط با رشته مهندسی نقشه‌برداری پرداخته و با بیان مسائل مختلف رشته مهندسی نقشه‌برداری و بیان نحوه کد‌نویسی این مسائل کار را برای فهم و انجام محاسبات مرتبط آسان کرده است.

فهرست مطالب :

مقدمه

فصل اول: آشنایی با متلب 

۱-۱ آشنایی با نرم‌افزار متلب
۱-۲ نصب نرم‌افزار
۱-۳ آشنایی با محیط متلب

فصل دوم: شروع کار با متلب 

۲-۱ تعریف متغیر و ماتریس
۲-۱-۱ قواعد نام‌گذاری متغیر‌ها
۲-۱-۲ معرفی متغیر و ماتریس
۲-۲ اندیس ماتریس
۲-۳ عملگر‌ها
۲-۳-۱ عملگرهای ریاضی
۲-۳-۲ عملگرهای رابطه‌ای
۲-۳-۳ عملگرهای منطقی
۲-۳-۴ سایر عملگرها‌‌‌
۲-۴ پارامتر‌های اولیه
۲-۵ دستورات ابتدایی
۲-۵-۱ دستور clc
۲-۵-۲ دستور clear
۲-۵-۳ دستور input
۲-۵-۴ دستور disp

فصل سوم: کنترل جریان برنامه  

۳-۱ ساختار تصمیم‌گیری if‌‌‌:
۳-۲ ساختار تکرار for
۳-۳ دستور break‌‌‌
۳-۴ دستور continue
۳-۵ ساختار تکرار while(شرطی)
۳-۶ ساختار تصمیم‌گیری Switch

فصل چهارم: توابع در متلب 

۴-۱ توابع مثلثاتی‌‌‌
۴-۲ توابع ماتریسی
۴-۳ ماتریس‌های خاص
۴-۴ توابع عددی‌‌‌
۴-۵ توابع گرد کردن
۴-۶توابع نمایی
۴-۷ format‌‌‌
۴-۸ توابع تبدیل
۴-۹ توابع اعداد مختلط
۱۰-۴ توابع هایپربولیک
۴-۱۱ توابع خواندن و نوشتن در فایل
۴-۱۱-۱ خواندن داده‌ها از فایل
۴-۱۱-۱-۱ دستور dlmread
۴-۱۱-۱-۲ دستور xlsread‌‌‌
۴-۱۱-۱-۳ دستور textread‌‌‌
۴-۱۱-۲ نوشتن داده‌ها در فایل
۴-۱۱-۲-۱ دستور dlmwrite‌‌‌
۴-۱۱-۲-۲ دستور xlswrite‌‌‌
۴-۱۲ ایجاد تابع (function)‌‌‌

فصل پنجم: ترسیم‌ها درمتلب 

۵-۱ ترسیم‌های دو بعدی
۵-۱-۱ دستور plot‌‌‌
۵-۱-۲ دستور scatter‌‌‌
۵-۲ ترسیم‌های سه یعدی‌‌‌
۵-۲-۱ دستور polt3‌‌‌
۵-۲-۲ دستور scatter3‌‌‌
۵-۳ ترسیم سطوح‌‌‌
۵-۳-۱ دستور mesh و meshc و meshz‌‌‌
۵-۳-۲ دستور surfو surfc‌‌‌
۵-۳-۳ دستور contourو contourf‌‌‌
۵-۴ ترسیم نمودارهای آماری‌‌‌
۵-۴-۱ نمودار میله‌ای (bar)‌‌‌
۵-۴-۲ نمودار دایره‌ای (pie)‌‌‌
۵-۵ ترسیم توابع‌‌‌
۵-۵-۱ ترسیم توابع به صورت دوبعدی (ezplot)‌‌‌
۵-۵-۲ ترسیم تابع به صورت سه بعدی (ezplot3)‌‌‌
۵-۵-۳ ترسیم تابع به صورت شبکه (ezmesh)‌‌‌
۵-۵-۴ ترسیم تابع به صورت سطح (ezsurf)‌‌‌
۵-۵-۵ ترسیم تابع به صورت منحنی میزان (ezcontour)‌‌‌
۵-۵-۶ ترسیم تابع به صورت شبکه (ezmeshc)‌‌‌
۵-۶ تنظیمات ترسیم‌‌‌
۵-۶-۱ برچسب محورها مختصات (xlabel و ylabel و zlabel)‌‌‌
۵-۶-۲ برچسب ترسیم (title)‌‌‌
۵-۶-۳ لژاند ترسیم (legend)‌‌‌
۵-۶-۴ چند ترسیم در یک صفحه (hold)‌‌‌
۵-۶-۵ چند ترسیم در یک صفحه (subplot)‌‌‌
۵-۶-۶ نوشتن متن در ترسیم (text)‌‌‌
۵-۶-۷ فعال و غیر فعال کردن شبکه (grid)‌‌‌
۵-۶-۸ فعال یا غیر فعال کردن دستور Zoom‌‌‌
۵-۶-۹ فعال یا غیر فعال کردن دستور pan‌‌‌

فصل ششم: چندجمله‌ای‌ها 

۶-۱ ریشه‌های چند جمله‌ای‌‌‌
۶-۲ چند جمله‌ای از روی ریشه
۶-۳ مقدارگذاری‌‌‌
۶-۴مشتق گیری
۶-۵ انتگرال‌‌‌
۶-۶ ضرب چند جمله‌ای‌ها‌‌‌
۶-۷ تقسیم چند جمله‌ای‌ها‌‌‌
۶-۸ برازش چندجمله‌ای به نقاط

فصل هفتم: جعبه ابزارسمبلیک 

۷-۱ تعریف پارامتر‌‌‌
۷-۲ مقدار گذاری ( )‌‌‌
۷-۳ محاسبات ریاضی‌‌‌
۷-۳-۱ مشتق (diff)‌‌‌
۷-۳-۲ انتگرال (int)‌‌‌
۷-۳-۳ ماتریس ژاکوبین (jacobian)‌‌‌
۷-۳-۴ محاسبه حد (limit)‌‌‌
۷-۳-۵ ترکیب دو تابع‌‌‌
۷-۳-۶ مجموع سری (symsum)‌‌‌
۷-۳-۷ معکوس تابع (finverse)‌‌‌
۷-۴ توابع ساده سازی‌‌‌
۷-۴-۱ تابع ساده سازی collect‌‌‌
۷-۴-۲ تابع ساده سازی horner‌‌‌
۷-۴-۳ تابع ساده‌سازی factor‌‌‌
۷-۴-۴ تابع ساده‌سازی simplify‌‌‌
۷-۴-۵ تابع ساده‌سازی simple‌‌‌
۷-۵ معادلات‌‌‌
۷-۵-۱ معادلات جبری
۷-۵-۲ معادلات دیفرانسیل
۷-۶ تبدیلات
۷-۶-۱ تبدیل لاپلاس
۷-۶-۲ تبدیل معكوس لاپلاس
۷-۶-۳ تبدیل فوریه
۷-۶-۴ تبدیل معکوس فوریه
۷-۷ رابط گرافیکی

فصل هشتم: جعبه ابزار پردازش تصویر 

۸-۱ تصویر دیجیتال
۸-۲ انواع تصویر
۸-۲-۱ تصویر باینری (Binary images)
۸-۲-۲ تصویر خاكستری (Gray scale images)
۸-۲-۳تصویر رنگی RGB (Color Image)
۸-۲-۴ تصویر شاخص دار (Indexed Image)
۸-۳ كلاس داده‌ها
۸-۴ دستورات مقدماتی در متلب
۸-۴-۲ نمایش تصویر (imshow)‌‌‌
۸-۴-۳ ذخیره تصویر (imwrite)‌‌‌
۸-۴-۴ بریدن قسمتی از تصویر (imcrop)‌‌‌
۸-۴-۵تغییر اندازه تصویر(imresize)
۸-۴-۶ دوران تصویر(imrotate)
۸-۵ عملیات محاسباتی
۸-۵-۱ جمع‌‌‌
۸-۵-۲ تفریق
۸-۵-۳ ضرب
۸-۵-۴تقسیم‌‌‌
۸-۵-۵ متمم تصویر (imcomplement)‌‌‌
۸-۶ تبدیلات
۸-۶-۱ تبدیل تصاویر
۸-۶-۲ تبدیل كلاس‌ها
۸-۷ تبدیل فضایی
۸-۸ تثبیت
۸-۹ هیستوگرام‌‌‌
۸-۹-۱هیستوگرام تصویر
۸-۹-۲تعدیل هیستوگرام Histogram Equalization
۸-۹-۳ تطبیق هیستوگرام (Histogram Mathing)
۸-۱۰ فیلترینگ مکانی
۸-۱۰-۱فیلترینگ خطی‌‌‌
۸-۱۰-۲ فیلترهای خطی
۸-۱۱ مدل‌های رنگی
۸-۱۱-۱ مدل NTSC
۸-۱۱-۲مدل CMY
۸-۱۱-۳ مدل YCbCr
۸-۱۱-۴ مدل HSV
۸-۱۱-۵ مدل HIS
۸-۱۲ آشکارسازی لبه (edge detection)‌‌‌
۸-۱۳ عملیات ساختاری Morphological Operations
۸-۱۳-۱ گسترش باینری مورفولوژیکی
۸-۱۳-۲ سایش باینری مورفولوژیکی
۸-۱۳-۳ بستن و بازکردن باینری مورفولوژیکی
۸-۱۳-۴ تابع bwmorph

فصل نهم: جعبه ابزار برازش منحنی 

۹-۱ برازش منحنی بر نقاط (cftool)
۹-۱-۱ وارد کردن داده‌ها
۹-۱-۲ انتخاب مدل برازش منحنی
۹-۱-۲-۱ ایجاد و انتخاب مدل برازش
۹-۱-۲-۲ مدل‌های برازش منحنی
۹-۱-۲-۳ تنظیمات برازش منحنی
۹-۱-۲-۴ نمایش نتایج برازش
۹-۱-۲-۵ ذخیره نتایج برازش منحنی
۹-۱-۳ خارج کردن نقاط
۹-۱-۳-۱ انتخاب نقاط
۹-۱-۳-۲ حذف نقاط
۹-۱-۴ انتخاب ترسیمات
۹-۱-۵ ارزیابی و تحلیل داده‌ها
۹-۱-۶ ذخیره پروژه و تبدیل به
۹-۱-۶-۱ ذخیره پروژه
۹-۱-۶-۲ ایجاد کد از پروژه
۹-۲ برازش سطح بر نقاط (sftool)
۹-۲-۱ وارد کردن داده‌ها
۹-۲-۲ مدل‌های برازش سطح
۹-۲-۲-۱ انتخاب مدل برازش سطح
۹-۲-۲-۲ مدل‌های برازش منحنی
۹-۲-۴ برازش سطح و مشاهده نتایج
۹-۲-۵ ذخیره پروژه و تبدیل به کد
۹-۲-۵-۱ ذخیره پروژه
۹-۲-۶-۲ ایجاد کد از پروژه
۹-۳ برازش منحنی به صورت کدنویسی
۹-۴ برازش سطح به صورت کدنویسی

فصل دهم: جعبه ابزار Mapping 

۱۰-۱ آشنایی با جعبه‌ابزار
۱۰-۲ آشنایی با داده‌ها و نقشه
۱۰-۲-۱ نقشه:
۱۰-۲-۲ طول و عرض جغرافیایی
۱۰-۲-۳ داده‌های برداری
۱۰-۲-۳-۱ ترسیم و نمایش نقطه
۱۰-۲-۳-۲ ترسیم و نمایش خط
۱۰-۲-۴ داده‌های رستری
۱۰-۲-۵ نقشه‌های مرکب (Comosite Map)
۱۰-۳ کار با فایل‌های اطلاعاتی
۱۰-۳-۱ خواندن فایل
۱۰-۳-۱-۱ دستور
۱۰-۳-۱-۲ دستور
۱۰-۳-۲ ذخیره فایل
۱۰-۳-۲-۱ دستور
۱۰-۳-۲-۲ دستور
۱۰-۳-۳ نمایش فایل
۱۰-۳-۳-۱ دستور
۱۰-۳-۳-۲ دستور
۱۰-۳-۴ نمایش اطلاعات جانبی
۱۰-۳-۴-۱ دستور
۱۰-۳-۴-۲ دستور
۱۰-۴ کار با طول وزاویه
۱۰-۴-۱ تبدیل واحد طول
۱۰-۴-۲ ضریب تبدیل
۱۰-۴-۳ تبدیل واحد زاویه
۱۰-۴-۴ محدود کردن زاویه
۱۰-۴-۵ تبدیل به رشته
۱۰-۴-۵-۱ تابع angl2str
۱۰-۴-۵-۲ تابع dist2str
۱۰-۵ سیستم‌های تصویر
۱۰-۶ ژئوئید
۱۰-۷ اندازهگیریها و محاسبات و تبدیلات
۱۰-۷-۱ محاسبه آزیموت
۱۰-۷-۲ محاسبه فاصله
۱۰-۷-۳ محاسبه مساحت
۱۰-۷-۴ پیدا کردن نقطه مقابل
۱۰-۷-۵ تبدیل مختصات ژئودتیک به ژئوسنتریک
۱۰-۷-۶ تبدیل مختصات ژئوسنتریک به ژئودتیک
۱۰-۸ آماده سازی و چاپ
۱۰-۸-۱ مقیاس ترسیمی
۱۰-۸-۲ جهت شمال
۱۰-۸-۳ ترسیم نقشه‌های موضوعی با استفاده از طیف رنگی
۱۰-۸-۴ ایجاد نقشه‌های ارتفاعی (DEM)
۱۰-۸-۵ ایجاد نقشه‌های منحنی‌ میزان (contour)
۱۰-۸-۶ ایجاد برچسب برای راهنمای رنگ (Labeling)
۱۰-۸-۷ چاپ نقشه با مقیاس

فصل یازدهم: آشنایی با رابط گرافیکی 

۱۱-۱ ایجاد و آشنایی با GUI
۱۱-۲ ابزارهای برنامه‌نویسی در GUI‌‌‌
۱۱-۲-۱معرفی ابزارهای برنامه نویسی‌‌‌
۱۱-۲-۲ خصوصیات هر ابزار گرافیکی‌‌‌
۱۱-۲-۳ رویدادها‌‌‌
۱۱-۳ ایجاد منو Menu
۱۱-۳-۱ نوار منو (Menu Bar)
۱۱-۳-۲ منوی متنی (Context Menus)
۱۱-۴ پنجره‌های محاوره‌ای Dialog Box
۱۱-۴-۱ errordlg‌‌‌
۱۱-۴-۲ helpdlg‌‌‌
۱۱-۴-۳ inputdlg‌‌‌
۱۱-۴-۴ questdlg‌‌‌
۱۱-۴-۵ uigetfile‌‌‌
۱۱-۴-۶ uiputfile‌‌‌
۱۱-۵ ایجاد ابزار با کدنویسی
۱۱-۵-۱ دستور uicontrol
۱۱-۵-۲ دستور uipanel
۱۱-۵-۳ دستور uimenu

فصل دوازدهم: مسائل رشته مهندسی نقشه‌برداری 

۱۲-۱ مسائل نقشه‌برداری
۱۲-۱-۱ محاسبه طول و ژیزمان بین دو نقطه
۱۲-۱-۲ پیمایش (چند ضلعی بسته)
۱۲-۱-۳ ترازیابی (بسته)
۱۲-۲ مسائل فتوگرامتری
۱۲-۲-۱ تبدیل conformal‌‌‌
۱۲-۲-۲ تبدیل Affine‌‌‌
۱۲-۲-۳ تبدیل polynomial‌‌‌
۱۲-۲-۴ معادلات point-wise
۱۲-۲-۵ معادلات Multi-Quadric
۱۲-۲-۶ توجیه داخلی
۱۲-۲-۷ ترفیع فضایی
۱۲-۲-۸ تقاطع فضایی
۱۲-۳ مسائل ژئودزی
۱۲-۳-۱ تبدیل xyz به hφλ
۱۲-۳-۲ مراحل کار در پیش بینی آنومالی جاذبه
۱۲-۳-۳ تبدیل مختصات ژئودتیک به بیضوی
۱۲-۴ مسائل سرشکنی
۱۲-۴-۱ مدل پارامتریک خطی
۱۲-۴-۲ مدل پارامتریک غیر خطی
۱۲-۴-۳ مدل شرط
۱۲-۴-۴ مدل ترکیبی
۱۲-۵ مسائل ژئودتیک
۱۲-۵-۱ محاسبه خطای Z0
۱۲-۵-۲ مدل قیود داخلی
۱۲-۶ مسائل نقشه برداری با استفاده از GUI
۱۲-۶-۱ محاسبه ژیزمان و فاصله بین دو نقطه
۱۲-۶-۲ پیمایش بسته
۱۲-۶-۳ ترازیابی
۱۲-۷ پردازش تصویر
۱۲-۷-۱ خواندن تصویر
۱۲-۷-۲ فیلتر میانگین
۱۲-۷-۳ فیلتر میانه
۱۲-۷-۴ فیلتر laplacian
۱۲-۷-۵ فیلتر gausian
۱۲-۷-۶ فیلتر Robert
۱۲-۷-۷ فیلتر sobel
۱۲-۷-۸ فیلتر minimum
۱۲-۷-۹ فیلتر high-pass
۱۲-۷-۱۰فیلتر low-pass
۱۲-۷-۱۱Thresholding
۱۲-۷-۱۲ هیستوگرام و تعدیل آن‌‌‌
۱۲-۷-۱۳ تطبیق هیستوگرام
۱۲-۸ میکروژئودزی
پیوست اول: اصول برنامه نویسی
۱- الگوریتم نویسی
۲- ترسیم فلوچارت
۳- تست برنامه
۴- افزایش سرعت اجرا برنامه
پیوست دوم: ساخت فایل اجرایی
۱- ساخت فایل P
۲- ساخت فایل اجرایی در متلب (.exe)
۳- تبدیل Function در MATLAB به .Net
پیوست سوم: توابع و عملگرها درمتلب