مشروع: الأعمال المساحية المستخدمة في إنشاء شبكة الإحداثيات الوطنية للمملكة العربية السعودية

مشروع: الأعمال المساحية المستخدمة في إنشاء شبكة الإحداثيات الوطنية للمملكة العربية السعودية

1. مقدمة

تُعد شبكة الإحداثيات الجيوديسية من أهم مكونات البنية التحتية للمعلومات الجيومكانية في أي دولة، حيث توفر نظامًا موحدًا ودقيقًا لتحديد المواقع على سطح الأرض، وتُستخدم في أعمال المساحة والخرائط والطرق والإنشاءات والتخطيط العمراني ومشروعات البنية التحتية.

في المملكة العربية السعودية تم تطوير المرجع المكاني الوطني SANSRS ليكون نظامًا موحدًا لتحديد المواقع أفقيًا ورأسيًا، ويتكون من الإطار الجيوديسي الوطني KSA-GRF، والإطار الرأسي الوطني KSA-VRF، ونموذج الجيويد الوطني KSA-GEOID.

G

GeoPortal

+1

وتتولى الهيئة العامة للمساحة والمعلومات الجيومكانية إنشاء وتحديث وصيانة الشبكات الجيوديسية الوطنية وتشغيل شبكات محطات الرصد المستمر وربط المرجع الوطني بالإطار الجيوديسي العالمي ITRF.

G

Geosa

2. أهداف المشروع

يهدف المشروع إلى:

إنشاء وتوفير مرجع موحد للإحداثيات في جميع أنحاء المملكة.

تحقيق دقة عالية في تحديد المواقع الأفقية والرأسية.

ربط الإحداثيات الوطنية بالمرجع الجيوديسي العالمي.

توفير نقاط تحكم مساحية يمكن الاعتماد عليها في المشروعات الهندسية.

دعم أعمال الخرائط والمسح الطبوغرافي والمسح العقاري.

توفير خدمات تحديد المواقع اللحظية باستخدام تقنيات GNSS.

مراقبة التغيرات في القشرة الأرضية وتحسين النماذج الجيوديسية.

3. مكونات شبكة الإحداثيات السعودية

تتكون البنية الجيوديسية الوطنية من عدة شبكات مترابطة، أهمها:

أ. شبكة KSA-CORS

وهي شبكة محطات الرصد المستمر بالأقمار الصناعية GNSS، وتعمل المحطات بصورة مستمرة على استقبال إشارات الأقمار الصناعية وتسجيل بياناتها وإرسالها إلى مركز البيانات لمعالجتها. وتوفر الشبكة خدمات تحديد المواقع بدقة سنتيمترية باستخدام تقنيات مثل Network RTK وDGNSS وVRS.

G

Geosa

+1

وتشير بيانات الهيئة الحالية إلى وجود 209 محطة رصد مستمر عاملة ضمن الشبكة.

G

Geosa

ب. الشبكة الوطنية الأفقية

تُستخدم لتوفير نقاط التحكم ذات الإحداثيات الأفقية المعروفة، والتي يمكن استخدامها كأساس لأعمال الرفع المساحي والمشروعات الهندسية.

ج. الشبكة الوطنية الرأسية

تعتمد على علامات المناسيب المرجعية BM – Bench Marks، وتهدف إلى توفير مرجع موحد للارتفاعات في المملكة، كما ساهمت في إنشاء الإطار الرأسي الوطني KSA-VRF14.

G

GeoPortal

د. الشبكة الوطنية للجاذبية

تم إنشاء شبكة لقياس قيم الجاذبية المطلقة والنسبية، وتستخدم هذه البيانات في تطوير نماذج الجيويد وتحسين تحديد الارتفاعات ودراسة شكل الأرض والتغيرات الجيوديناميكية. وتتضمن الشبكة الوطنية للجاذبية الأرضية المطلقة 41 محطة بدقة قياس تصل إلى 10 ميكروغال.

G

Geosa

4. الأعمال المساحية التي تم تنفيذها

4.1 اختيار مواقع نقاط التحكم

تم اختيار مواقع محطات ونقاط التحكم الجيوديسية وفق مجموعة من المعايير، أهمها:

ثبات الموقع وعدم تعرضه للحركة أو الإزالة.

توفر رؤية جيدة للسماء.

تقليل العوائق المحيطة بالمحطة.

الابتعاد عن مصادر التشويش الكهرومغناطيسي.

تحقيق توزيع جغرافي مناسب للنقاط على مستوى المملكة.

وبالنسبة لمحطات KSA-CORS، تشير الإرشادات الفنية إلى أن التباعد الموصى به لمحطات الشبكة يبلغ نحو 70 كم، مع مراعاة طبيعة المنطقة وتصميم الشبكة.

G

GeoPortal

4.2 الرصد باستخدام GNSS

تمثل تقنية GNSS الأساس الرئيسي في تحديد الإحداثيات الحديثة للشبكة.

وتعمل أجهزة الاستقبال على رصد إشارات الأقمار الصناعية وتسجيل القياسات لفترات زمنية مناسبة، ثم تُعالج هذه البيانات للحصول على الإحداثيات الدقيقة للنقاط.

وتستخدم محطات KSA-CORS مستقبلات GNSS، ومن الأجهزة المذكورة رسميًا مستقبل Trimble NetR9، بالإضافة إلى هوائيات جيوديسية مناسبة للمحطات الأرضية والمباني.

G

Geosa

4.3 الرصد الساكن Static GNSS

يتم تثبيت جهاز GNSS على النقطة المراد تحديد إحداثياتها، ويتم تسجيل البيانات لفترة زمنية مناسبة، ثم تُعالج البيانات بالمقارنة مع نقاط مرجعية معلومة الإحداثيات.

وتتميز هذه الطريقة بالدقة العالية، ولذلك تناسب إنشاء نقاط التحكم الجيوديسية.

4.4 المعالجة والحساب

بعد انتهاء عمليات الرصد يتم:

تنزيل ملفات الرصد الخام.

فحص جودة البيانات.

معالجة أرصاد GNSS.

حل خطوط الأساس Baseline Processing.

إجراء ضبط شبكي Network Adjustment.

اكتشاف الأخطاء والقياسات الشاذة.

حساب الإحداثيات النهائية للنقاط.

ربط النتائج بالمرجع الوطني KSA-GRF17.

وقد تم حساب KSA-GRF17 باستخدام الإحداثيات الكارتيزية لـ 333 محطة مرجعية من عدة شبكات رصد مستمر في المملكة، ثم تمت معالجة بيانات GNSS للوصول إلى الإحداثيات النهائية.

G

Geosa

5. المرجع الجيوديسي KSA-GRF17

يُعد KSA-GRF17 الإطار الجيوديسي الوطني للمملكة العربية السعودية.

وقد صُمم بحيث يتوافق مع ITRF2014 عند الحقبة الزمنية 2017.0، كما أنه يتحرك مع الجزء المستقر من الصفيحة التكتونية العربية، وهو ما يساعد على الحفاظ على استقرار الإحداثيات الوطنية بالنسبة للمنطقة التكتونية العربية.

K

KSACORS

ويستخدم الإهليلج المرجعي GRS 1980 للتحويل بين الإحداثيات الكارتيزية والإحداثيات الجيوديسية.

G

Geosa

6. التقنيات والأجهزة المستخدمة

التقنية الاستخدام

GNSS تحديد الإحداثيات بدقة عالية

Static GNSS إنشاء نقاط التحكم الجيوديسية

Network RTK تحديد المواقع اللحظية بدقة سنتيمترية

VRS إنشاء محطة مرجعية افتراضية

DGNSS تحسين دقة تحديد المواقع

RINEX تخزين وتبادل بيانات GNSS

التسوية الدقيقة تحديد فروق المناسيب

قياس الجاذبية دعم نموذج الجيويد والمرجع الرأسي

المعالجة الشبكية ضبط الإحداثيات واكتشاف الأخطاء

نظم GIS إدارة وتحليل وعرض بيانات الشبكة

وتتيح KSA-CORS بيانات GNSS الخام وملفات RINEX الافتراضية، إضافة إلى خدمات تحديد المواقع الآنية.

G

Geosa

7. النتائج

أدت هذه الأعمال إلى إنشاء بنية جيوديسية وطنية متكاملة يمكن استخدامها كأساس لجميع أعمال تحديد المواقع والمساحة في المملكة.

ومن أهم النتائج:

إنشاء وتطوير KSA-GRF17 كمرجع جيوديسي وطني.

إنشاء شبكة وطنية واسعة من محطات الرصد المستمر.

توفير خدمات تحديد المواقع بدقة تصل إلى مستوى السنتيمترات.

توفير نقاط تحكم مرجعية للمشروعات المساحية والهندسية.

إنشاء إطار رأسي وطني للارتفاعات.

تطوير شبكة الجاذبية الأرضية.

دعم إنشاء نموذج الجيويد الوطني.

توحيد مرجع الإحداثيات المستخدم في المنتجات الجيومكانية بالمملكة.

تحسين تنفيذ مشروعات الطرق والسكك الحديدية والمرافق والتخطيط العمراني والمسح العقاري.

وتوضح الهيئة أن SANSRS يستخدم لتحديد المواقع أفقيًا ورأسيًا، وأن المنتجات والخدمات الجيومكانية الوطنية تستند إلى هذا المرجع.

G

GeoPortal

8. أهمية المشروع

تكمن أهمية شبكة الإحداثيات الوطنية في أنها تمثل الأساس المساحي المشترك لمختلف المشروعات داخل المملكة. فبدون مرجع موحد قد تظهر فروق بين بيانات المساحة والخرائط والمشروعات المختلفة.

أما وجود شبكة وطنية مرتبطة بمرجع جيوديسي عالمي، فيتيح للمسّاح استخدام إحداثيات متوافقة وموحدة، كما يرفع كفاءة أعمال الرفع المساحي ويقلل الوقت والتكلفة اللازمة لإنشاء نقاط التحكم لكل مشروع.

9. الخاتمة

يمثل إنشاء شبكة الإحداثيات والمرجع الجيوديسي الوطني في المملكة العربية السعودية مشروعًا استراتيجيًا لدعم قطاع المساحة والمعلومات الجيومكانية. وقد تم الاعتماد بصورة رئيسية على تقنيات GNSS ومحطات الرصد المستمر KSA-CORS إلى جانب الشبكات الرأسية وشبكات الجاذبية، وربط النتائج بالمرجع العالمي ITRF.

وقد ساهمت هذه المنظومة في توفير إطار موحد ودقيق للإحداثيات يمكن الاعتماد عليه في أعمال المساحة والإنشاءات والطرق والخرائط والتخطيط العمراني والمشروعات الوطنية المختلفة.

المراجع الرسمية:

الهيئة العامة للمساحة والمعلومات الجيومكانية – الجيوديسيا والمسح الأرضي

المرجع المكاني الوطني SANSRS

الشبكة الوطنية KSA-CORS