2--тарау. 2 гаж модельдеу функциялары 1 Геодезия жне картографиядаы геоапаратты жйе
 Скачать 130.05 Kb.
|
 2 ГАЖ модельдеу функциялары 2.1 Геодезия және картографиядағы геоақпараттық жүйе Геоақпараттық жүйелердің мүмкіндіктері ғылыми және қолданбалы міндеттерді, қалалық және өңірлік жоспарлау мәселелерін шешуде, Төтенше жағдайлар (ТЖ) жағдайларында жедел шараларды іске асыруда және т. б. ерекше сұранысқа ие. ГАЖ растрлық және векторлық графикалық деректермен де жұмыс істей алады. Бұл Кеңістіктік ақпаратпен байланысты кез келген міндеттерді тиімді шешуге мүмкіндік береді. Бұл ретте мәліметтердің векторлық және растрлық түрлері бір-бірінен айтарлықтай айырмашылығы бар екенін атап өткен жөн. Нүктенің орналасқан жері (мысалы, бұрғылау ұңғымасы) координаттар буымен сипатталады, ал желілік объектілер (жолдар, құбырлар және т. б.) X, y координаттарының жиынтығымен анықталады (1 сурет).  Сурет 1. Векторлық модельдер Векторлық модель дискретті объектілерді сипаттау үшін өте ыңғайлы, бірақ үздіксіз өзгеретін қасиеттерді сипаттау нашар. Бұл мақсаттар үшін растрлық модельдер қолданылады. Растрлық сурет-жекелеген Элементарлық құрамдастар үшін мәндер жиынтығы. Әрбір сипатталған модельдің артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Бірақ ақпараттық жүйелерде олар бір-бірін толықтырады. Олардың мүмкіндіктерін кешенді пайдалану осындай салаларда түрлі міндеттерді шешу үшін сапалы ақпарат алуға мүмкіндік береді, мысалы: жер учаскелерінің шекараларын анықтау, инженерлік ізденістер, аумақтарды дамыту және оларды ұйымдастыру, ауыл шаруашылығы және экологиялық жобаларды іске асыру, ТЖ болжау және т. б. Геоақпараттық жүйелерді құру және жаңарту геодезиялық жұмыстардың нәтижелеріне негізделеді. Инженер-геодезистер жерді өлшейді және қажетті сипаттамаларды көрсете отырып, объектілердің орналасқан жерін ГАЖ енгізеді. Олардың жұмысының негізгі тәсілдері мен әдістері: аэрофототүсірілім, жерсеріктік үйлестіру, жергілікті жерді зерттеу және түсірудің далалық әдістері, сондай-ақ математикалық-картографиялық модельдеу. Сонымен қатар, жұмыс объектілерін жергілікті жерге байланыстыру мақсатында Федералдық картографиялық-геодезиялық қор пайдаланылады. Кез келген ГАЖ автоматтандырылған картографиялық жүйеге негізделген. Бұл карталарды жасау мен пайдалануды қамтамасыз ететін бағдарламалық құралдар мен жабдықтар кешені. Әрине, мұндай ақпараттық кешеннің жұмысы "қолмен" талдау деп аталатын белгілі проблемаларды жоққа шығарады(олардың ішіндегі ең бастысы: салыстырмалы төмен дәлдік пен жеделдік). Бұл әсіресе рельеф карталары, морфометриялық карталар, сондай-ақ әр түрлі кезеңдік карталар негізіндегі өзгерістер карталары сияқты құжаттар үшін маңызды. Бүгінгі таңда геодезия және картография саласын дамытудың 2020 жылға дейінгі негізгі міндеттері анықталып, басты бағыттары айқындалды. Олардың ішінде: Жергілікті координаттар жүйесін кешенді жаңғырту; Қазақстан Республикасының Қорғаныс министрлігінің ғарыштық геодезиялық желісі пункттерін пайдалануға шектеулерді қайта қарау; Қазақстан Республикасы координаттарының жоғары дәлдік геоцентрикалық жүйесінде арнайы желілердің координаталарының аймақтық және муниципалдық банктерін қалыптастыру; Қазақстан Республикасының геодезиялық қамтамасыз етудің жоғары тиімді жүйесін құру Геоақпараттық картографиялаудың ең өзекті және сұранысқа ие бағыттарының бірі-жедел картографиялау. Оның басты міндеті-нақты уақыт режимінде пайдаланушыға ақпарат беру. Осы мақсатта деректер үнемі жаңартылып отырады, өңделеді, визуализацияланады. Сонымен қатар, перманентті мониторинг және тіркелетін процестер мен құбылыстардыбақылау қолға алынады. Бұл бағытта геоақпараттық технологиялардың белсенді дамуы картаның, перспективалық суреттің, блок-диаграмманың және компьютерлік анимацияның қасиеттерін үйлестіретін ақпараттық өнімдерді құруға алып келді. 2.2 ГАЖ-дың дамуы Геодезия қолданбалы ғылым ретінде алдыңғы қатарлы технологияларды ақпараттық жүйеде қолданылуын және өндіріске геоақпараттық жүйе және технологиялар ретінде енгізуінде шетте қалған жоқ. Бүгінгі күні геоақпараттық жүйелер және технологиялар ұлттық мүдделерді қамтамасыз ету мақсатында әлеуметтік-экономикалық, саяси және экологиялық дамуда табиғи, өндірістік және еңбек әлеуеті салаларында ерекше орынға ие. Бұл мақаланың басты мақсаты геоақпараттық жүйелері жайында түсініктерді, оның геодезиядағы қолданылуды және олардың қолданудағы мәселелерді қарастыру. ГАЖ ұғымы мәліметтер қорларын басқару жүйелерінің (МҚБЖ), растрлік және векторлық графиктер редакторларының және сараптамалық құралдар мүмкіндіктерін қамтиды. Картографияда, геологияда, метеорологияда, жерге орналастыру саласында, экологияда, жергілікті басқаруда, көлік саласында, экономикада, қорғаныста және т.б. салаларда ГАЖ қолданылады . ГАЖ дамуы өткен ғасырдың 50 жж. басталып бүгінгі күні өндірісте, күнделікті өмірде кеңінен қолданылады. ГАЖ даму кезеңдерін шартты түрде төртке бөлуге болады . Бастапқы кезең 1950 жж. соңы мен 1970 жж. басы жатады. Осы кезде негізгі мүмкіндіктерді, шекаралас білімдер мен технологияларды зерттеу, эмпирикалық тәжірибе жинақтау, алғашқы үлкен жобалар және теоретикалық жұмыстар жүргізілген. Жердің алғашқы жасанды серігі жіберілді, 50-жж. электрондық санау машиналар пайда болды (ЭСМ), 60-жж. плоттерлерді, графикалық дисплейлерді және басқа құрылғыларды сандау пайда болды, дисплейлерде және плоттерлердің көмегімен ақпараттың графикалық көрсетілу бағдарламалық алгоритмдер және процедуралар жасалды, кеңістікті талдаудың формальдық әдістері пайда болды, мәліметтер базаларын басқару бағдарламалық құралдары жасалды. 1963-1971 жж. Р. Томлисон Канадада алғшқы ГАЖ жасап шығарған. Мемлекеттік бастамалар кезеңі 1970 жж. – 1980 жж. басына жатады. ГАЖ мемлекеттік қолдау ГАЖ саласында қалалық желілер өтетін мәліметтер базаларын қолдануға негізделген тәжірибелік жұмыстардың өткізілуіне жағдай жасалды. Соның ішінде навигация жүйесін автоматтау, қалалық қоқыстарды шығару жүйесін ұйымдастыру, қауіпті жағдай кезінде көлік қозғалысын реттеу және т.б. Коммерциялық даму кезеңі 1980 жж. басында бастау алып қазіргі кезге дейін жалғасын табуда. Алуан түрлі бағдарламалық құралдардың үлкен нарығы, үстел үстілік ГАЖ, тікелей мәліметтер базаларымен байланыс нәтижесінде қолданудың кеңеюі және де торлық қосымшалардың пайда болуы, кәсіби емес қолданушылар санының көбеюі, жеке компьютерлердегі мәліметтерді жинау мүмкіндіктерін қолдайтын жүйелердің пайда болуы, мекемелердің қажеттіліктерін қамтамасыз ететін ГАЖ түрлерінің пайда болуы. Қолданушы кезеңі 1980 жж. соңында басталып қазіргі кезге дейін жалғасып жатыр. Осы кезең геоинформациялық технологияларды коммерциялық жасап шығарушылар арасында жоғары бәсекелестіктің болуы ГАЖ қолданушыларына қосымша мүмкіндік берді, бағдарламалық құралдардың қол жетімділігі және «ашықтығы» бағдарламаларды қолдануға және жетілдіруге мүмкіндік берді, қолданушылық «клубтары», телеконференциялары, әр түрлі территорияда орналасқан бірақ ортақ тақырыпппен біріккен пайдаланушылар топтары пайда болуымен, геомәліметке деген сұраныстың өсуімен, әлемдік геоақпараттық инфрақұрылымның пайда болуымен ерекшеленеді. 2.3 ГАЖ-дың қолданбалы бағдарламалық негізі Бүгінгі күні ГАЖ келесі классификацияға ие. Территорияның қамтылуына байланысты – ғаламдық (global GIS), субконтиненталдық, ұлттық (мемлекеттік мәртебеге ие), аймақтық (regional GIS), субаймақтық, жергілікті (local GIS). Ақпараттық модельдеу саласының пәніне байланысты – жер қойнауын пайдаланушы қалалық (муниципалды) ГАЖ (urban GIS), таулы-геологиялық ГАЖ, табиғатты қорғау ГАЖ (environmental GIS) және т.б., олардың арасында кеңінен таралған геоақпараттық жүйелері. Мәселелік бағытына қарай – алдына қойған мақсатына байланысты (ғылыми және қолданбалы), олардың арасында ресурстарды инвентаризациялау (соның ішінде кадастр), талдау, бағалау, мониторинг, басқару және жоспарлау, шешім қабылдауды қолдау деп бөлінеді. Біріктірілген ГАЖ, БГАЖ (integrated GIS, IGIS) ГАЖ және суреттерді (дистанциялық байқау мәліметтері) сандық өңдеу жүйелерінің қызметтік мүмкіндіктерін көп жағдайда бірге қолданылады. Сонымен қатар, полимасштабты немесе масштабты-тәуелсіз ГАЖ (multiscale GIS), кеңістіктік-уақыттық ГАЖ (spatio-temporal GIS) деп айырады . Геоақпараттық жүйелер түсінігімен геоақпараттық технологиялар түсінігі тығыз байланысты. Бұл – ақпараттық технологиялардың географиялық ұйымдастырылған ақпараттарды өңдеуі. Негізгі геоақпараттық жүйелердің ерекшеліктері, оның басқа автоматтандырылған ақпараттық жүйелердің артықшылықтарын салыстырудағы оның геоақпараттық негіздемесінің бар болуын анықтайды. Яғни, сандық карталар, жер беті сжайындағы қажетті ақпаратты беріп отырады. Осының барлығы жоба ретінде қарастыруға болады. Геоақпараттық жобаларды (GIS project) іске асыру ГАЖ жасау ұғымын қамтиды және оның төмендегідей кезеңдері көрсетіледі. Жоба алдындағы зерттеулер (feasibility study), соның ішінде қолданушының талаптарын (user requirements) және ГАЖ қолданылатын бағдарламалық құралдардың қызметтік мүмкіндіктерін зерттеу, техникалық-экономикалық негіздеме, «шығын/табыс» (costs/benefits) қатынасын бағалау; ГАЖ жүйелік жобалау (GIS designing), соның ішінде тәжірибелік жоба (pilot-project) кезеңі, ГАЖ дайындау (GIS development); оны үлкен емес территориялық бөлікте немесе тестік учаскіде (test area) тестілеу, тәжірибелік үлгі немесе прототип (prototype) жасау; ГАЖ (GIS implementation) пайдалануға және қолданысқа енгізу. Қазіргі ГАЖ заманауи ақпараттық технологиялардың алдыңғы қатарлы құрылғыларына жатады. Бір жағынан автоматтандырылған әдістерді қосады, ал екінші жағынан мәліметтерді өңдеу және ұйымдастырумен ерекшелінеді. Қазіргі кезде қолданыста американдық MaрInfo Professional, ресейлік ГеоГраф, Панорама ГАЖ, басқа да ER Mapper, ERDAS IMAGINE сияқты ГАЖ бар. Кейінгі кезде нарықта Жер туралы ғылымда қолданылатын ГАЖ Encom Discover 5.0 бағдарламасы пайда болды. 1994 жылы пайда болғаннан бері, бұл үстел үстілік ГАЖ геологтарға маңызды құралға айналды. Ол геологиялық жиынтық деректерін дайындауда, ұңғыма жоспарын және қимылдарды құруда, берілген масштабта геологиялық символды таңбалармен сызықтық линияларды қолданып жоғары сапалы карталар шығаруда, координаттары байланған графиктерді құруда, кеңістік деректер жиынтығынан құралған метадеректерді өңдеуде және пайдалануда кеңінен қолданады. Одан басқа бірқатар ГАЖ ArcGIS ArcInfo, ArcCOGO, ArsGRID, ArcTIN, ArcNETWORK, ArcGIS Arcview атап көрсетуге болады. Топографиялық-геодезиялық жұмыстардаГАЖ жер қыртысы мен жағдайы, орналасқан ғимараттары мен құрылыстары (жер үсті, жер асты және жерден жоғары) және жоспарға сай орналасқан басқа да элементтер туралы нақты, сенімді және өзекті материалдар мен мәліметтер (сандық, графиктік немесе басқа формада) алу үшін қолданылады. Ол территорияны тиімді шаруашылық қолдану мақсатында; нысандарды тиімді қолдану мен жою үшін, жоба алдындағы құжаттарды негіздеу үшін, жаңа нысандар салуды жобалау және салу үшін, бар нысандарды кеңейту, қайта құру және техникалық қайта қамтамасыз ету үшін қажет. Мемлекеттік тізімдеме жасау және жұмысын қамтамасыз ету үшін (жер, қала құрылысы және т.б.), жылжымайтын мүлік нысандарын техникалық инвентаризациясын есепке алу жүйесін құру үшін, территорияны басқаруды қамтамасыз ету үшін, жылжымайтын мүлікпен азаматтық-құқықтық операцияларды өткізу үшін қажет. ГАЖ-да топографиялық-геодезиялық қамтамасыз ету модулі бар, ол түрлі мекемелердің топографиялық-геодезиялық қызметтерінің жұмыстарын автоматтандыру үшін қолданылады. Модульда қызметтер жиынтығы көмегімен жүйеге келтірілген кешенді жұмыстарды автоматтандыруға мүмкіндік туады. Осындай модульдің қызметтерін бірнеше топтарға бөлуге болады: Тірек негіздемесінің қалыптасуы, оның ұлғаюы мен теңесуі; Топографиялық мәліметтерді өңдеуі; Геометриялық есептердің позитивті шешілуі; Өлшемдерді автоматтандыру (бұрыштық және сызықтық), аудан мен көлемнің есептелуі; Карталар мен жобаларда ақпараттың толықтырылуы; Арнайы регламенттік және қосымша есептік құжаттаманың қалаптасуы мен жүргізілуі. ГАЖ әртүрлі құбырларды пайдалануда, инфрақұрылымның дамуында және инженерлік-құрылыстық жұмыстарда қолданылады. Геодезия мамандары еңбек ресурстарына баға бере отырып, географиялық ақпараттық жүйелер қазіргі технологиялар жұмыс процесстеріне талдау жасайды. ГАЖ Қазақстанда пайдалану мүмкіндігі отандық мамандардың жетіспеушілігінен, материалдық-техникалық базаның жетілмегендігінен, мемлекеттік органдарда және түрлі мекемелерде заманауи компьютерлік құрылғылардың жетіспеушілігінен шектеліп отыр. Жаңа ақпараттық технологиялар саласында шетелдік тәжірибие алмасу, шетел тілін меңгерген жоғары сапалы кәсіби мамандарды дайындау мәселесі туындап отыр. ГАЖ геодезияда қолдану геодезиялық мәселелерді шешудің дәстүрлі әдістерімен салыстырғанда, еңбек өнімділігі мен оның тиімділігін жоғарылатады, өлшеу дәлдігін арттырады. Қазіргі компьютерлік технологиямен бірге қарқынды даму қарсаңындағы геодезия әдістері ГАЖ мүмкіндіктерін пайдаланып, геодезиялық тапсырмаларды, яғни жасалынатын карталарды қажетті дәлдікте, тез әрі тиімді, материалдық және ақшалай шығынсыз шешуге мүмкіндік тудырды. |