مقایسه روش های مختلف تعیین سطح تصحیح ارتفاع ژئودتیک؛ مطالعه موردی شهر تهران

در طول دهه های گذشته، استفاده از سامانه تعیین موقعیت ماهواره ای (GPS) در بسیاری از فعالیت های ژئودزی، ژئوفیزیک و نقشه برداری توسعه پیدا کرده است. به کمک اندازه گیری های GPS، صرفه جویی در زمان، هزینه و نیروی کار حاصل می شود. از طرفی ارتفاع بیضوی به دست آمده از GPS، یک ارتفاع هندسی بوده و قادر به تامین نیازهای کاربردی مهندسی نمی باشد و به همین دلیل تبدیل به نوع دیگری از ارتفاع به نام ارتفاع ارتومتریک نیاز است. برای انجام تبدیل بین ارتفاعات بیضوی و ارتفاعات ارتومتریک، سطح تصحیح ارتفاع ژئودتیک تعریف می گردد. با توجه به داده های دردسترس و همچنین دقت مورد نیاز، دو روش کلی برای انجام تبدیل بین ارتفاعات بیضوی و ارتومتریک وجود دارد که عبارتند از روش گرانی سنجی و روش هندسی. در روش گرانی سنجی از تلفیق داده های زمینی و مدل های ژئوپتانسیلی جهانی برای تعیین سطح تصحیح استفاده می گردد. در روش هندسی از داده های GPS/Leveling در یک سری نقاط بنچ مارک استفاده، نوسانات ژئوئید در این نقاط محاسبه و سپس با به کارگیری روش های درون یابی، سطح تصحیح ارتفاع ژئودتیک محاسبه می شود. در تحقیق حاضر، از روش هندسی به منظور تعیین سطح تصحیح استفاده شده است. توابع پایه شعاعی یکی از روش های مورد استفاده برای درون یابی داده های پراکنده می باشند. این روش شامل کرنل های مختلفی بوده که در این تحقیق از کرنل های مولتی کوادریک و اسپلاین صفحه نازک استفاده گشته است. همچنین شبکه عصبی مصنوعی به عنوان روشی دیگر برای تبدیل ارتفاعات بیضوی به ارتفاعات ارتومتریک اعمال شده است. شبکه های عصبی نیز شامل انواع مختلفی هستند که با توجه به اینکه شبکه عصبی پرسپترون بیشترین کاربرد را برای درون یابی داراست، از این شبکه برای تعیین سطح تصحیح استفاده شده است. درنهایت به عنوان مطالعه موردی، داده های شهر تهران مورد بررسی قرار گرفته اند. از 147 نقطه مبنا که به صورت پراکنده در محدوده شهر تهران توزیع یافته اند برای محاسبه نوسانات ژئوئید استفاده شده و سطح تصحیح ارتفاع ژئودتیک در شهر تهران به کمک روش های ذکر شده محاسبه گشته است. در نهایت مجذور میانگین مربعات (rms) حاصل از روش ها با یکدیگر مقایسه شده و روش با کمترین مقدار rms به عنوان دقیق ترین روش انتخاب شده است. با توجه به نتایح حاصل، اسپلاین صفحه نازک نتایج دقیق تری را برای داده های شهر تهران ارائه داده است.