ӘЛ – ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
География және табиғатты пайдалану факультеті
Геоморфология және картография кафедрасы
Кеңістіктегі ГАЖ мәселесін карта
арқылы зерттеу әдістері
Орындаған: 2 курс, 104 топ, Орынбайқызы А.
Тексерген: Какимжанов Е.Х.
Алматы, 2011
Мазмұны
Кіріспе 1
Негізгі бөлім
- Кеңістіктегі ГАЖ және карта 2
- Кеңістік мәліметтерді сақтаудың жаңа әдістері 4
Қорытынды 7
Қолданылған әдебиеттер тізімі 8
Кіріспе
Жаңа қоғамдағы негізгі стратегиялық фактордың өмір сүруі, жаңа ақпараттық технологиялардың дамуы ғылыми және практикалық тапсырмаларды орындауда бәрімізге жақсы белгілі. Ақпараттық қоғамға өту ақпараттардың көшкін бейнелі көлемінің өсуімен сипатталады. Өте қарқынды дамып отырған ақпарат технологияларын география ғылымының көптеген салаларымен маңызды мәселелерін қамтиды.
Геоақпараттық жүйе негізінде ақпараттық – бағдарламалық кешен, мәліметтерді қайта өңдеу, кеңістіктік – координаттық байланыстыру, тарату және көрсетіліп жатыр.
ГАЖ-құрамына жинау, берілу, сақтау, өңдеу жəне теория туралы мəлімет алу жүйесі кіретін компонент жүйесі. Жиналатын, сақталатын, ізделінетін жəне мəліметтердің реттеліп өзгертілуін кеңістікте анықтайтын жүйе, талдау жəне кеңістікте анықталған мəліметтерді басқару тəсілі.
«Табиғаттардың əсерініің аумақтық астарында жəне қоғам жайындағы білім жүйелерінің сақталуы жəне іздеу, қорытынды, үлгілеу жəне т.б. функциаларды үлгілейтін бағдарламалық қамтамасыз ету» ЭЕМ-нің автоматты құралдарының комегімен шығады. Нəтижені реттеп, өзгерту жəне шешім қабылдауға көмек ретінде географияның анықтамалары келеді. Маліметтердің қорытындысы реттелетін жəне талдаумен қамтамасыз етілетін ақпараттық жүйе.Адамдардың географиялық қолдануында жəне оның практикасы кезінде ыңғайлы,ақпараттық өңдеулер мақсатындағы мəліметтерді жинау,беру,нəтижелеу жəне өңдеуде іске асатын техникалық жəне ұйымдастыру тəсілдерінен тұратын жүйе.
Негізгі бөлім
- Кеңістіктегі ГАЖ және карта
Географтар, геологтар, топырақтанушылар жəне басқа да Жер ғылымына байланысты мамандар пішімнің, геожүйенің морфологиясының оның генезисімен тікелей байланыстылығын алға тартады, ал графикалық бейненің өз құрылымы объектінің сандық жəне сапалық сипатын көрсететінін білдіреді. Графикалық бейне өзінде вербалды жəне сандық пішімде көрсетуге қиын кеңістіктік ақпаратты қамтиды. Бірақ тек белгілермен графикалық бейнелеу құралдары графикалық бейнені құрастырмайды, белгілердің кеңістіктік комбинациясы, олардың өз ара орналасуы, кеңістіктік координаттарға байланысты орналасуы, өз ара жинақтылығы, біріктірілгендігі немесе қондырылғандығы жəне басқа да қатынастары.
Математикада а элементінің бейнесі ретінде а элементі кескінделген b элементін жатқызады. Осыдан келе математикалық түсініктеменің графикалық бейнені табиғаттың, əлеуметтік экономикалық объектілердің
сипаттамалық суреті, конфигурациясы, құрылымы жəне шынайы көрінісі
ретінде түсінуге мүмкіншілік береді. Сонымен қатар геобейнелердің суреті
абстрактты құрылымдарды, теориялық құрылымдарды жəне канцептуалды үлгілерді кескіндеуі мүмкін.[1]
Графикалық бейненің ой өрісінде жəне кеңістіктік білімнің қалыптасуындағы рөлін анықтау барысында, картографияда жаңа психологиялық жəне психофизикалық зерттеулердің басталуына түрткі болды. Картографиялық бейне – оқырман немесе оқу құралына түсінікті кеңістіктік белгілік (комбинация,компазиция) құрылым. Картографиялық бейнелер картографияда белгілі графикалық құралдармен жүзеге асырылады, олар: белгілер пішімімен, олардың көлемімен, бағытталуымен, түсімен, реңімен жəне ішкі құрылымымен. Осыған сəйкес түсірілімдерде графикалық бейне пішіні, құрылымы, түсіріс текстурасы, оның түсі жəне реңіне байланысты құрылады. Бірақ тек белгілермен графикалық бейнелеу құралдары графикалық бейнені құрастырмайды, белгілердің кеңістіктік комбинациясы, олардың өз ара орналасуы, кеңістіктік координаттарға байланысты орналасуы, өз ара жинақтылығы, біріктірілгендігі немесе қондырылғандығы жəне басқа да қатынастары.[2]
1 – суретте қарапайым графикалық құралдардың көмегімен үш қаланың
бейнесі берілген. Бейнелеу құралдары бірдей болғанымен, графикалық бейнелері əр түрлі. Кез-келген оқырман Мəскеу қаласының ескі орталығы мен сақина тəріздес жол айырықтарын, жаңадан соғылған төртбұрышты кварталдары бар Бішкек қаласынан, атақты, үлкен Волга өзенінің бойында орналасқан Волгоград қаласын бір көргенде айыра алады.
Мысалға келтірілген суреттегі графикалық бейнелер, кеңістіктік құрылымдар, қалалардың конфигурациясы өте маңызды ақпарат береді. Бұл
бейнелер осы қалалардың географиялық жағдайы, жергілікті рельеф жəне ландшафт жайлы, оларда жасырын түрде қаладағы өмір сүру жағдайы жайлы жəне қала ортасының ерекшеліктері бейнеленген.
2 – сурет. Магниттік алаңның (‹‹қаңқалық карталар››) графикалық бейнелері:
а – районы шитов и платформ; б – мұхит түбі (‹‹зебралық құрылым››); в –
материктердің мұхитпен жалғасқан тереториясы; г – зоны рифтов.
Жерге байланысты ғылым мамандары, зертеу объектісінің кеңістіктік құрылымын анықтайтын, осы жолмен олардың генезисін түсіну үшін, қарапайым жəне нақты графикалық бейне алу мақсатында, геобейнелерді
əдейі кескіндейді. Бұған мысал ретінде геофизикалық аудандарды зерттеуді
айтуға болады. Жер қабығының құрылымын түсіну үшін тек геофизикалық аномалиялардың абсалюттік мəнін білу аздық етеді, ол үшін олардың сипаттамалық конфигурациясын білу қажет. Олар диагностикалық белгілері болып табылады, диагностикалық белгілері арқылы генезисін жəне жер бетіндегі кейбір аудандарының дамуын көрсетеді. 2 – суретте магниттік аудандардың ‹‹қаңқалық карталары›› берілген. Бірақ тек белгілермен графикалық бейнелеу құралдары графикалық бейнені құрастырмайды, белгілердің кеңістіктік комбинациясы, олардың өзара орналасуы, кеңістіктік координаттарға байланысты орналасуы, өзара жинақтылығы, біріктірілгендігі немесе қондырылғандығы жəне басқа да қатынастары.
Келтірілген мысалдар, əрине бұлардың санын еселеп көбейтуге болар
еді, келесі ойды тұжырымдайды, яғни кез-келген геобейне беретін ақпарат,
графикалық бейне анализі жəне қабылдау нəтижесі болып табылады. Оларды
қабылдау, тану нақты объекті жəне барлық объектілер класын сипаттайтын,
кейбір сипаттық кеңістіктегі элементтер арасындағы ұқсастықтарды
тудырады.[3]
- Кеңістік мәліметтерді сақтаудың жаңа әдістері
2006 жылы қабылданған «Ресей Федерациясының кеңістік мәліметтердің инфроқұрылымын құру және оның дамуының тұжырымдамасы» негізінде мемлекеттік билік органдарын және азаматтарды оперативті, өзекті және нақты геоақпаратпен қамтамасыз ету жүйесі құрылы тиіс. Роскартография бұйрығымен ФГУП базасында «Уралгеоинформның» ақпараттық-аналитикалық орталығы құрылды. 2007 жылдың тамыз айынан бастап Уралдық федералдық аймағының негізімен отырып Ресейдің кеңістіктік мәліметтерінің инфроқұрылымының макеті жасалуда.
Ресей Федерациясының кеңістіктік мәліметтердің инфроқұрылымын кұру және дамытудың тұжырымдамасының негізінде ақпараттық-аналитикалық орталықтың жұмыс істеу бағыттары анықталған: геоақпараттық мәліметтердің аймақтық базасын құру және жүргізу, әдістемелік ақпараттардың аймақтық базасын құр және жұргізу, кеңістіктік ақпараттарды өзекті жағдайда сақтау, ақпарат алмасудың неғұрлым тиімді тәсілдерін құрастыру және қамтамасыз ету.
Кеңістіктік мәліметтер – геоақпараттардың ең маңызды түсініктерінің бірі. ГОСТ-та оған мынадай түсініктеме берілген: объектілердің геометриялық сипатын және олардың орналасуын сипаттайтын дерек. Геокеңістік мәліметтер ретінде барлық нақты объектілер мен құбылыстар сипатталуы мүмкін. Геокеңістік мәлімет термині кеңістік объектілер ұғымымен тығыз байланысты. Баспаларда оған қатысты былай жазылған: «біріңғай мазмұны мен шекарасы бойынша анықталатын мәліметтер жинағы ретінде сипатталатын кез келген нақты объект немесе құбылыс кеңістік объект бола алады».
Ендігі кеңістіктік мәліметтерді ұйымдастырудың дәстүрлі сызбанұсқасын қарастырайық. Объектілер қай тақырыпқа жататындығына байланысты қабаттарға топтастырылады. Осы қабаттардың жиыны топографиялық картаны құрайды. Әр картаға өзінің номенклатуралық беті сәйкес болады. Бұл сандық кеңістіктік мәліметтердің формасы бұрыннан қалыптасқан. Кеңістік туралы басқа мәліметтерді ұйымдастырудың басқа мүмкіндігі болмағандықтан, картографтар әртүрлі картографиялық проекциялар мен масштаб түрлерін ойлап тапты. Бастапқыда карта қағазда құрастырылды, компьютерлік технологиялардың даму қарқындылығына байланысты олар сандық түрге ауыстырылды, бірақ бір нәрсе өзгерген жоқ — картаның номенклатуралық бет ретінде қабылдануы.
Бұл ақпараттың сипаты көпке дейін осылай қолданылып келді және ақпарат көлемінің өсуінің нәтижесінде көптеген кемшілікті көрсетті. Осы сипаттағы негізгі проблемалар болып әртүрлі масштабта жасалған карталардағы ақпараттардың көптеп өзгеруі және объект құрамының көптігі болды. Картаны сандық формаға ауыстыру бұл проблемаларды шеше қойған жоқ, бірақ жаңа қиындықтар туындады, ол – әмбебаптылықты қамтамасыз ете алуы. Бүгінгі таңда көптеген геоақпараттық жүйелер бар (ГАЖ). Сандық топографиялық карталарды құрастыруға мүмкіндік бермейді, себебі конвертация мен қажетті жөндеулер алғашқы есебіне қарағанда 80% шығынды құрайды.
Енді картографиялық ақпараттарды жаңарту мәселесіне назар аударсақ. Ең бірінші тұтынушыларды кеңістік мәліметтердің өзектілігі қызықтырады. Қазіргі уақытта 1980-1990 жылдары құрастырылған карталар қолданылады. Ал 2002-2006 жылдар арсында құрастырылған карталар жана болып саналады. Әрине ол түсінікті, өйткені ақпаратты дәстүрлі әдіспен жаңарту үшін,белгілі территорияның аэрофото түсірісінің мәліметтерін алып, оларды өңдеп, барлау жүргізіп, сандық топографиялық картаның номенклатуралық бітіне түзетулер енгізу керек (атрибуттік ақпараттарды өзгерту). [4]
Әртүрлі масштабты карталардағы объектілерді өзгерту де өзектендіру де қиындатады: бір ғана объектіде өзгеріс болса да бүкіл мастабтық қатарды өзгертуге тура келеді. Бүгінгі күнде өзектендіру айналымы орташа есеппен 2-4 жылды алады. Қалалар мен территорияның инфроқұрылымының белсенді дамуы жағдайында, яғни жаңа елді мекендер жиі пайда болған кезде картографиялық ақпаратты кем дегенде жарты жыл сайын жаңарту керек.
Бұл жағдайда кеңістік ақпараттарда біртұтас мәлімет сақтау қолайлы болады. Бірақ әртүрлі масштабтағы ақпараттарды көшіру мұнымен аяқталмайды. Енді бұған үлкен сандық карта қосылады, себебі мұндай картамен кез келген ГАЖ өте баяу жұмыс істейді.
Кеңістік ақпараттты бір массивке көшіру үшін, оның құрылымдану мәселесін шешу керек.
Ол мәселеде келесі әдісті қолдану ұсынылады: сақтау бірлігі ретінде міндетті түрде елді-мекен объектісін ерекшелеп, бір рет сипаттау керек. Әр түрлі масштабта жасалған карталардағы объектіні көшіруден гөрі объектілік мәліметтер базасын құру керек, онда кеңістіктегі объектінің сандық көрсеткіштері сақталатын болады. Яғни, базада әрбір объект үшін жазба бір рет жүргізіледі. Сонымен қатар көптік түрдегі метрикалық сипаттарды сақтау мүмкіндіктерін қарастыру керек.
Енди осыған толығырақ тоқталсақ. Объектің метрикасы карта масштабына байланысты әртүрлі нақтылықта болуы мүмкін. Масштабты үлкейткен сайын картадағы объектінің көрінісі де нақтырақ болады. Нәтижесінде объектінің бірнеше метрикасы пайда болады: метриканың сандары осы объектінің кездесетін карталар санына сәйкес келеді. Бірақ семантикалық ақпарат өзгеріссіз қалады. Сондықтан объектілерді сақтауды келесі түрде ұйымдастыру қажет: максималды дәл метрика негізгісі болады, ал қалғандары ұсақ масштабты карталардың генерализациясында қолданылады.
Өзгерістерді бекітуді геоақпараттарды объектілік сақтауды ұйымдастырған жөн. Себебі, мұндай жағдайда кеңістік объектінің өзгерісі келесідегідей болады: өзгеріс туралы ақпарат алынған жағдайда нақты объектіні тауып алып және оған қажетті түзету, яғни өзгерту енгізіледі. Бұл процедура бір рет қана істелуі қажет. [5]
Қорытынды
ГАЖ дегеніміз – табиғи жэне әлеуметтік-экономикалық геожүйелерді, олардың құрылымын, байланысын, динамикасын, кеңістік пен уақыттағы тіршілік етуін, географиялық білімдер мен мәліметтер банкісі негізінде компьютерлік белгілеудің көмегін зерттейтін ғылым.
ГАЖ-дың мағынасы болып географиялық ортадағы кеңістік-уақыттағы ақпараттар ағыны табылады. ГАЖ-дың зерттеу әдісі ретінде кеңістік-уақыттағы акпараттық үлгілеуді айтады.
ГАЖ арқылы біз көптеген әлеуметтік-экономикалық, мәдени, ғылыми және т.б. мәселелерді шешуде қолданамыз. ГАЖ-да картаны құрастыру процесі карапайым әрі ыңғайлы, ол дәстүрлі тәсілмен немесе автоматтандырылған картографиялаумен салыстырғанда. қазіргі уақытта ГАЖ табиғи және әлеуметтік-экономикалық үрдістер мен құбылыстарды үлгілейтін, олардың байланыстарын, қарым-қатынастарын, болашақта дамуын болжайтын және шешім қабылдап, басқаруға арналған негізгі ғылым болып отыр. Ал кеңістіктегі ГАЖ мәселесін талдаған кезде географиялық карталар ерекше орын алады. Кеңістік мәліметтерді өңдеу, бейнелеу барлығы карта арқылы жасалады.
Геоақпараттық жүйені қолдану негізінде біз кеңістіктегі көп мөлшерлі мәліметтерді, сандық карталарды қолдану арқылы бір уақытта талдау жүргізуге мүмкіндік береді және экологиялық болжаммен табиғи ортаға әсердің кешенді бағалау процедураларын оңайлатып, аномалияларды жедел түрде анықтап, оларды жоюға арналған қажетті шараларды ұйымдастыруға көмектеседі.
Геоақпараттық жүйе географиялық қолдануларында және оның практикасы кезінде ыңғайлы,ақпараттық өңдеулер мақсатындағы мәліметтерді жинау, беру, нәтижелеу және өңдеуде іске асатын техникалық және ұйымдастыру тәсілдерінен тұрады. Сонымен қатар физикалық-географиялық мәселелерді шешуге белгілі бір мүмкіндік береді:ландшафтардың морфологиялық құрылымын зерттеуге, физикалық-географиялық аудандастыруды жасауға және т.б. сол сияқты.
Қолданылған әдебиеттер тізімі
- Взаимодействие картографии и геоинформатики. Под ред. А.М. Берлянта, О.Р. Мусина. – М.: Научный мир, 2000
- Государственный стандарт Российской Федерации. «Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования» (ГОСТ 50828-95). – М.: ИПК, изд-во стандартов, 1996.
- Королев Ю.А. Общая геоинформатика. — М.: Дата+, 2001
- Керімбай Н.Н. Геоинформатика негіздері, Алматы 2007
- http://www.geodesy.org.ru/gis
