Графикалық деректер қорын басқару жүйесі

Географиялық ақпараттық жүйе

ГАЖ

Мазмұны:

Кіріспе

Геоақпараттық жүйелердің даму тарихы

Геоақпараттық жүйелердің құрамды бөліктері.

ГАЖ-бен жүзеге асырылатын операциялар

ГАЖ-дағы деректерді ұйымдастыру

ГАЖ-дағы тақырыптық ақпарат

ГАЖ-дағы деректер моделін құру құрылымы

ГАЖ-ға графикалық ақпараттарды енгізу тәсілдері

Геоақпараттық картография

Геоақпараттық білім: қиындықтары және даму мүмкіншіліктері

ГАЖ бағдарламалары

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе:

Географиялық ақпараттық жүйе - кеңістік базасының құрастырушысы және әр келкі мәліметтер мен ақпараттарды біріктірудің негізі ретінде аумақтық басқармалардағы шешімдерді қабылдаудың басты элементі балып саналады.

Әлемдік тәжірибе табиғи ресурстарды, инфрақұрылымдарды, қоршаған ортаның ахуалын, жалпы аумақты тиімді басқару ГАЖ-дың ықпалына қатысты екенін көрсетіп отыр. ГАЖ өз бағытын дамыта отырып, ақпараттық технологиялармен шешілетін көптұрғыдағы мәселелерді шешуде қолданылуда.

Геоақпараттық жүйелердің даму тарихы

ГАЖ 1960 жылдардың cоңында дамыса да, соңғы 10 жылда бұл технология өте қарқынды пайдаланылуда. Мұндай қарқынды дамудың басты себебі - әрине, есептеу техникасының дамуы болып отыр. ГАЖ пайдаланатын кең көлемді мәтіндік және графикалық ақпараттар, модельдік есептер, сапалы графика - машина ресурстарын едәуір талап етеді. Осы уақытқа дейін ГАЖ үшін жарамды сипаттамалары бар ЭЕМ өте қымбат, әрі оны тек ірі қалалардағы үлкен мекемелер ғана пайдалана алды.

1. басқару деңгейінің шешімін қабылдау;

2. қала мен оның жеке аумағының дамуын жоспарлау;

3. қала аумағындағы өнеркәсіп пен азаматтық белгідегі объектілерді тиімді жобалау;

4. қаланың бас жоспарын жасау және оны іске асыруды бақылау;

5. аумақтың экологиялық, әлеуметтік-экономикалық, табиғи-ресурстық жағдайларын зерттеу және олардың экономикалық бағасы;

6. қала жерлері мен жылжымайтын мүліктерді (ғимараттар мен құрылыстар) есепке алуды және тиімді пайдалануды жетілдіру;

Ол мына мәселелерді шешудің ақпараттық негіз болып табылады:

7. қалалық коммуналдық шаруашылықтың инженерлік желісінің орналасу орны мен пайдаланылуы жөніндегі ақпараттарды алу;

8. көп мақсатта пайдаланылатын техногенді процестер мен жер қойнауының табиғи қорлары жөніндегі мәліметтерді, тау-кен- геологиялық мәліметтерін жинау;

9. табиғи ресурстарды, жылжымайтын мүліктерді пайдалануға, қоршаған ортаны ластағаны үшін алынатын төлемақы, салық салуды жүргізу;

10. аймақтық ресурстарды тұтынушылардың, жекеменшік иесінің, басқа тұтынушылардың құқын қорғау

1. басқарушы және орындаушы өкіметтің қалалық құрылымдары;

2. жоспарлаушы органдар;

3. салық инспекциясы;

4. заң және құқық қорғау органдары;

5. қаланың сәулет-жоспарлау және жер қызметтері;

6. пайдаланушы мекемелер (коммуникациялар, транспорт, ғимараттар мен құрылыстар) ;

7. ғылыми-зерттеу, жобалау институттары;

8. құрылыс мекемелері;

9. сауда мекемелері, барлық міндеттегі биржалар;

10. әлеуметтік-экономикалық, техникалық қадағалау инспекциялары мен бақылау органдары;

11. шетел серіктестері мен инвесторлар;

12. кәсіпкерлердің коммерциялық білім алуы;

13. жеке тұлғалар.

Геоақпараттардың тұрақты пайдаланушыларына мыналарды жатқызуға болады:

1. Аппараттық құралдар: қазіргі уақытта ГАЖ компьютерлі платформалардың әртүрлі типтерінде, орталықтандырылған серверден жеке немесе үстел үстіндегі байланысқан компьютер желісіне дейін жұмыс істейді.

2. ГАЖ-дың бағдарламалық қамтамасыздандырылуы: географиялық (кеңістіктік) ақпараттарды сақтауға, талдауға және көзбен шолуға (визуализация) қажетті функциялар мен құрал-жабдықтардан тұрады.

3. Берілген деректер: қажетті тақырыптық қабаттары бар дайын карталар немесе ғарыштық түсірімдер, аэрофототүсірімдер, т. б. түрінде берілуі мүмкін.

2. Геоақпараттық жүйелердің құрамды бөліктері.

Кез келген ГАЖ екі типті - графикалық және атрибутивті немесе тақырыптық деректер қорымен жұмыс істейді. Ал графикалық деректер қорында графикалық немесе метрикалық негіз деп аталатын деректер сақталады; атрибутивті (анықтауыштық) карта жүктемесі және кеңістікке жататын, бірақ картаға тура түсірілмейтін қосымша деректерден - аумақтың сипаттамасы немесе есептемедегі ақпараттан тұрады.

Қордың екі түрі сандық деректі файлдарды (жинақтар) береді. Осы деректермен жұмыс істеу үшін ГАЖ-дың деректер қорын (базасын) басқару жүйесі (ДҚБЖ) болуы керек. ГАЖ-дың деректер қорын басқарудың - жеке метрикалық және атрибутивті ақпараттар үшін екі жүйесі бар. ДҚБЖ көмегімен ақпараттарды деректер қорында іздеу, сұрыптау, қосу және түзету жүзеге асырылады.

Геоақпараттық жүйелердің типтік құрама бөліктері

Енгізу жүйесі

Графикалық деректер қорын басқару жүйесі

Атрибутивті деректер қорын басқару жүйесі

Көзбен шолу жүйесі

Өндеу және талдау жүйесі

Шығару жүйесі

ГАЖ-дың шығару жүйесімен деректерді беру

АҚПАРАТТАРДЫ ШЫҒАРУ ЖҮЙЕСІ

Монитор

Плоттер

Принтер

Сыртқы жүйелер

Магниттік пайдаланушылар

Бейнефильмдер мен слайдтар

3. ГАЖ-бен жүзеге асырылатын операциялар

1. Деректерді енгізу - геоақпараттық жүйелерде технологиялық циклдің мерзімін маңызды түрде қысқартатын автоматтандырылған сандық карталарды құру процесі.

2. Деректерді басқару - геоақпараттық жүйелер кеңістіктік пен атрибутивті деректерді әрі қарай талдау мен өңдеу үшін сақтайды.

3. Деректерге сұраныс пен талдау - геоақпараттық жүйелер картада орналасқан объектілердің қасиеттері жөніндегі сұраныстарды орындайды. Мағлұматтарды алу немесе құбылыстарды болжау үшін көптеген параметрлерді салыстыра отырып, күрделі талдау процестерін автоматтандырады.

4. Деректерді көзбен шолу (визуализация) - деректердің қолайлы түрде берілуі, олардың талдану сапасы мен жылдамдығына тікелей әсер етеді. Объектілердің жағдайы жөніндегі есеп графиктер, диаграммалар, үшөлшемді бейне түрінде жасалуы мүмкін

ГАЖ-ды пайдалану салалары. Геоақпараттық жүйелердің мүмкіндіктері әртүрлі қызмет салалары мен түрлі тапсырмаларды шешу үшін қолданылуы мүмкін. ГАЖ-ды пайдаланудың кейбір мысалдары:

Маркшейдерлік іс:

1. пайдалы қазбаларды игеретін кәсіпорындарды жобалау, салу және қайта құру жұмыстары үшін инженерлік іздеу мен топографиялық-геодезиялық жұмыстар;

2. мұнай-газ және рудалы кенорындарын өңдеу кезінде пайдалы қазба қорларын тиімді алу үшін олардың сандық модельдерін құру және пайдалану;

3. минералды ресурстарды тиімді пайдалануды, жер қойнауы мен пайдалы қазбалардың қоршаған ортасын қорғауды қамтамасыз ету бойынша мониторингті зерттеу жұмыстары;

4. кенорындарын жерасты және ашық тәсілдермен игеру кезіндегі технологиялық процестердің маркшейдерлік қамтамасыздан- дырылуы;

5. әртүрлі жол магистральдарының құрылысы кезіндегі барлық жұмыс түрлерінің геодезиялық қамтамасыздандырылуы;

6. тау-кен және мұнай-газ өндірістерінде геодинамикалық мониторинг жүргізу.

Геодезия және картография:

 далада түсірілген геодезиялық деректер негізінде топографиялық пландарды құру;

 геодезиялық өлшеу деректерін алғаш рет енгізу;

 жердің сандық моделін өңдеу және құру;

 векторлау жолымен әртүрлі бағыттағы карталарды құру;

 карталарды жаңарту;

 оперативті картаға түсіру;

 карталарды редакциялау, жинақтау және басып шығару;

 тақырыптық карталар мен атластарды жинау, т. б.

Ақпараттық жер жүйелері:

 жерге орналастыру, жердің бас жоспары мен үшөлшемді моделін құру;

 инженерлік геология;

 рельефті ұйымдастыру, т. б.

Әкімшілік-аумақтық басқару:

 аумақтық және салалық жоспарлау;

 қаланың жоспарлануы мен объектілерді жобалау;

 инженерлік коммуникацияның, жер, қала құрылысының, ағаш отырғызу кадастрларын енгізу;

 техногенді-экологиялық, т. б. төтенше жағдайларға болжам жасау;

 көлік ағындары мен қалалық көлік маршруттарын басқару;

 экономикалық мониторинг желісін құру;

 қаланың инженерлік-геологиялық аудандастырылуы. Телекоммуникациялар:

 транкті және ұялы байланыс, дәстүрлі желілер;

 телекоммуникациянық желілерді қарқынды жоспарлау;

 антенналардың, ретранслятордың, т. б. тиімді орналасуын таңдау;

 кабельдерді төсеу маршруттарын (бағыттарын) анықтау;

 оперативті диспетчерлік басқару.

Мұнай-газ кешені:

1. геологиялық барлау және далалық ізденіс жұмыстары;

2. мұнай мен газ қүбырларының технологиялық жұмыс істеу режимдерінің мониторингі;

3. магистральді құбырларды жобалау;

апатты жағдайлардың салдарын талдау, модельдеу.

Экология:

4. экологиялық жағдайлар мен қауіпті табиғат құбылыстарын бағалау және мониторингі, техногенді әсерлер және олардың салдарын бағалау;

5. экологиялық экспертиза;

6. экологиялық апаттарды модельдеу және олардың салдарын талдау;

7. табиғатты қорғау шараларын жоспарлау.

Орман шаруашылығы:

8. орман шаруашылығын стратегиялық басқару;

9. ағаш дайындауды басқару, орманға деген тәсілдерді жоспарлау және жолдарды жобалау;

10. орман кадастрларын енгізу.

4. ГАЖ-дағы деректерді ұйымдастыру.

ГАЖ жобасына деген алғашқы қадам - кеңістіктік деректер қорын құру. Картаны сандық түрге аудару үшін деректерді қорғау мен оларды пайдалану құрылымдарын ұйымдастыру қажет. ГАЖ-дың барлық күші графикалық және суреттелген ақпараттарды біріктіру, объектілер арасындағы байланысты сақтау және басқаруда жатыр.

ГАЖ үшін ақпараттардың басты екі типі - кеңістіктік пен атрибутивті немесе тақырыптық деректер қоры болып табылады. Векторлы ГАЖ-дың кеңістіктік ақпараты географиялық объектілердің орналасуы мен көрінісін бейнелейді. Тақырыптық ақпараттар объектілердің сандық және сапалық сипаттамалары мен олардың арасындағы байланысты бейнелейді.

Картографиялық деректер қорын құрудың қабылданған сызбанұсқасына сәйкес, иерархиялы немесе хабарлама (реляция), яғни объектілердің байланыстары мен қарым-қатынастарын беруші түрінде болуы мүмкін. Одан басқа, деректер қоры орталықтандырылған болуы мүмкін, бұл жағдайда олар бір жерде бірыңғай ақпараттық массив түрінде орналастырылады.

Деректер қорының мазмұны, карта тақырыптары сияқты алуан түрлі. Топографиялық деректер қоры - орны, оның жер бедері, гидрографиясы, жол желісі, тұрғын пункттері, шекаралары - топографиялық карта мазмұны құрылған барлық мәліметтер жөніндегі сандық ақпараттардан тұрады. Геологиялық, геофизикалық, экологиялық, метеорологиялық, тау-кен, геодезиялық, кадастрлы, экономикалық және басқа деректердің сандық қоры бар. Картаға түсірілетін барлық деректер сандық түрде берліп, деректер қорына енгізілуі мүмкін.

Объектінің түсініктемесі . Атрибуттер - бұл алдымен деректер қорындағы сандық немесе таңбалық сипаттамалар, олар сол қарапайымдыларға да, объектілерге де жатады. Осы түрдегі атрибуттерге - сақталатын деректер, әдетте толық, нақты және символдық типтер жатады. ГАЖ-дың дамуына байланысты қолданылатын атрибуттердің алуан түрлігі өсуде. Көптеген ГАЖ-да графикалық және аудио-атрибуттер (мысалы, объектілердің растрлық түрлері немесе олардың аудиожазылымдары), сонымен қатар “әрекет” немесе «тәртіп» атрибуттері, яғни белгілі бір жағдайларда орындалуы тиіс функциялар қолданылады (мысалы, объектіні таңдағанда, атмосфераны ластау объектісіне жұмсалатын қаражатты есепке алу) .

Топологиялық модель ГАЖ-дағы өзара ерекше байланысқан көптеген графикалық деректер, объектілер бір топ объектілерді біріктіретін топологиялық сипаттамаларын талап етеді. Ол - топологиялық модельдер жиынтығын құрайды.

Жалпы мағынада топологиялық сөзі - объекті моделінде ГАЖ деректерін әртүрлі кеңістіктік талдама үшін пайдалануды кеңейтетін өзара байланыстар сақталады дегенді білдіреді.

ГАЖ-дың топологиялық сипаттамалы графикалық модельдері автоматты жобалау жүйесі (АЖЖ) моделінен едәуір ерекшеленеді. Сәйкесінше, бұл ерекшелік осы жүйелердің бағдарламалық- техникалық қамтамасыздануында қарастырылады.