کتاب آموزش کاربردی MATLAB برای مهندسی نقشه برداری

نرم‌افزار متلب یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارها جهت انجام محاسبات و ترسیم نمودار است که با دارا بودن کتابخانه عظیمی از توابع ریاضی، کاربرد فراوانی در رشته‌های مهندسی بخصوص رشته مهندسی نقشه‌برداری دارد. در نگارش این کتاب علاوه بر آموزش نحوه برنامه‌نویسی، نحوه استفاده از جعبه ابزارهای کاربردی در رشته نقشه‌برداری مانند پردازش تصویر، سمبلیک و … بیان شده است. و سعی شده با تعریف مثال‌هایی 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 آن ها بیان شده 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

۴-۶ توابع 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 polt۳‌‌‌

۵-۲-۲ دستور scatter۳‌‌‌

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 (ezplot۳)‌‌‌

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

آموزش کاربردی MATLAB برای مهندسی نقشه‌برداری

۶-۱ ریشه‌های چند جمله‌ای‌‌‌

۶-۲ چند جمله‌ای از روی ریشه

۶-۳ مقدارگذاری‌‌‌

۶-۴مشتقگیری

۶-۵ انتگرال‌‌‌

۶-۶ ضرب چند جمله‌ای‌ها‌‌‌

۶-۷ تقسیم چند جمله‌ای‌ها‌‌‌

۶-۸ برازش چندجمله‌ای به نقاط

فصل هفتم: جعبه ابزارسمبلیک

آموزش کاربردی MATLAB برای مهندسی نقشه‌برداری

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

آموزش کاربردی MATLAB برای مهندسی نقشه‌برداری

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)‌‌‌

۸-۴-۵ تغییر 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

۸-۹-۱ هیستوگرام تصویر

۸-۹-۲ تعدیل 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

آموزش کاربردی MATLAB برای مهندسی نقشه‌برداری

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

آموزش کاربردی MATLAB برای مهندسی نقشه‌برداری

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 angl۲str

۱۰-۴-۵-۲ تابع dist۲str

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

آموزش کاربردی MATLAB برای مهندسی نقشه‌برداری

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

آموزش کاربردی MATLAB برای 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 غیرخطی

۱۲-۴-۳ مدل شرط

۱۲-۴-۴ مدل ترکیبی

۱۲-۵ مسائل ژئودتیک

۱۲-۵-۱ محاسبه خطای Z۰

۱۲-۵-۲ مدل قیود داخلی

۱۲-۶ مسائل نقشه‌برداری 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

۱۲-۷-۱۰ فیلتر low-pass

۱۲-۷-۱۱Thresholding

۱۲-۷-۱۲ هیستوگرام و تعدیل آن‌‌‌

۱۲-۷-۱۳ تطبیق هیستوگرام

۱۲-۸ میکروژئودزی

پیوست اول: اصول برنامه‌نویسی

۱- الگوریتم‌نویسی

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 در متلب