Геоақпарат жүйелері бойынша дәрістер
1 дәріс. Кіріспе
1. 1 Геоақпарат жүйелер ұғымы туралы
Географиялық ақпараттық жүйе немесе геоақпараттық жүйе (ГАЖ) - бұл кеңістіктік мәліметтерді және олармен байланысты кеңістіктік емес мәліметтерді жинауды, сақтауды, өңдеуді, талдауды және көрсетуді қамтамасыз ететін ақпараттық жүйе, сонымен қатар олардың негізінде географиялық кеңістік туралы ақпараттар мен білімдерді алу.
Географиялық немесе кеңістіктік мәліметтерді әртүрлі қызмет түрлерімен айналысатын ұйымдар қолданатын айналымдағы барлық ақпараттардың жартысынан астамы құрайды, мұнда объектілердің кеңістіктік орналасуын есепке алу қажет. ГАЖ кеңістіктік мәліметтерді талдау негізінде тиімді басқарушылық шешімдерді қабылдау мүмкіншілігін қамтамасыз етуге бағытталған.
ГАЖ анықтамасындағы басты түсінік - кеңістіктік мәліметтерді талдау немесе кеңістіктік талдау. ГАЖ төмендегі сұрақтарға жауап бере алады:
- аталмыш салада не болуы мүмкін екендігіне?
- берілген шарттар жинағын қанағаттандыратын саланың қайда екендігіне?
Қазіргі заманғы ГАЖ жекелеген тақырыптық қабаттар түрінде сызбалық мәліметтерді сақтау арқылы, сонымен қатар оларды құрайтын мәліметтер базасы түріндегі объектілердің сапалық және сандық сипаттамасын сақтау арқылы карталарды қолдану аясын кеңейтті. Басқарудың ыңғайлы механизмдері болған жағдайда мәліметтерді бұлайша ұйымдастыру түбегейлі жаңа сараптамалық мүмкіншіліктерді қамтамасыз етеді.
ГАЖ негізгі компоненттеріне мыналар жатады: техникалық, бағдарламалық, ақпараттық қамтамасыз ету. ГАЖ компоненттеріне қойылатын талаптарды, бірінші кезекте, табиғи жағдайлармен және оны игеру дәрежесімен ерекшеленетін белгілі бір аумақ үшін шешілуі тиіс нақты міндет тұрған (табиғи ресурстарды есепке алу немесе қаланың инфрақұрылымын басқару) пайдаланушы анықтайды.
Техникалық қамтамасыз ету-бұл ГАЖ жұмыс істеу кезінде қолданылатын аппараттық құралдар кешені: жұмыс станциясы немесе дербес компьютер (ДК), ақпаратты енгізу-шығару құрылғылары, деректерді өңдеу және сақтау құрылғылары, телекоммуникация құралдары.
Жұмыс станциясы немесе ДК кез келген ақпараттық жүйенің ядросы болып табылады және ГАЖ жұмысын басқару мен есептеу немесе логикалық операцияларға негізделген деректерді өңдеу процестерін орындау үшін арналған. Қазіргі ГАЖ ақпараттың үлкен массивтерін жедел өңдеуге және нәтижелерді визуализациялауға қабілетті.
Деректерді енгізу әртүрлі техникалық құралдар мен әдістердің көмегімен жүзеге асырылады: тікелей клавиатурадан, дигитайзер немесе сканер көмегімен, сыртқы компьютерлік жүйелер арқылы. Кеңістіктік деректер дигитайзер мен сканердің көмегімен немесе аналитикалық фотограмметриялық аспаптарда не сандық фотограмметриялық станцияларда суреттерді өңдеу нәтижелері бойынша электрондық геодезиялық аспаптармен алынуы мүмкін.
Деректерді өңдеуге және сақтауға арналған құрылғылар орталық процессорды, жедел жадыны, сыртқы есте сақтау құрылғыларын және пайдаланушы интерфейсін қамтитын жүйелік блокта шоғырланған.
Деректерді шығару құрылғылары ең алдымен мониторда, сондай-ақ принтерде немесе плоттерде (графопостроитель) алынатын графикалық түпнұсқалар түрінде нәтижелерді көрнекі түрде ұсынуды қамтамасыз етуі тиіс, бұдан басқа деректерді сыртқы жүйелерге экспорттауды іске асыруға міндетті.
Бағдарламалық қамтамасыз ету-ГАЖ функционалдық мүмкіндіктерін іске асыратын бағдарламалық құралдардың және оларды пайдалану кезінде қажетті бағдарламалық құжаттардың жиынтығы.
ГАЖ бағдарламалық қамтамасыз етуі құрылымы базалық және қолданбалы бағдарламалық құралдарды қамтиды.
Базалық бағдарламалық құралдар мыналарды қамтиды: операциялық жүйелер (ОЖ), бағдарламалық орта, желілік бағдарламалық қамтамасыз ету және деректер қорын басқару жүйелері. Операциялық жүйелер ЭЕМ ресурстарын және осы ресурстарды пайдаланатын процестерді басқаруға арналған. Қазіргі уақытта негізгі ОЖ: Windows және Unix.
Кез келген ГАЖ деректердің екі түрімен жұмыс істейді - кеңістіктік және атрибуттық. Оларды жүргізу үшін бағдарламалық қамтамасыз ету осы және басқа да деректер базасын басқару жүйесін (ДББЖ), сондай-ақ деректерді енгізу және шығару құралдарын басқару модульдерін, деректерді визуализациялау жүйесін және кеңістіктік талдауды орындау модульдерін қосуы тиіс.
Қолданбалы бағдарламалық құралдар нақты пәндік салада мамандандырылған міндеттерді шешуге арналған және жеке қосымшалар мен утилит түрінде іске асырылады.
Ақпараттық қамтамасыз ету-ақпарат массивтерінің, ақпаратты кодтау және жіктеу жүйелерінің жиынтығы. Ақпараттық қамтамасыз ету деректер көздерін іздеу мен бағалауды, деректерді енгізу әдістерінің жиынтығын, деректер базасын жобалауды, оларды жүргізу мен метақадағалауды қоса алғанда, ақпаратты ұйымдастырудың түрлері, көлемі, орналасуы мен нысандары бойынша іске асырылған шешімдерді құрайды. ГАЖ-да кеңістіктік деректерді сақтау ерекшелігі-оларды қабаттарға бөлу. Электрондық картаның көп қабатты ұйымы, қабаттарды басқарудың икемді тетігі болған жағдайда, кәдімгі картаға қарағанда ақпаратты біріктіруге және одан да көп мөлшерде көрсетуге мүмкіндік береді. Кеңістік жағдайы туралы деректер (географиялық деректер) және олармен байланысты кестелік деректерді пайдаланушының өзі әзірлеуі немесе сатып алуы мүмкін. Бұл деректермен алмасу үшін кеңістіктік деректер инфрақұрылымы маңызды.
Кеңістіктік деректердің инфрақұрылымы нормативтік-құқықтық құжаттармен, кеңістіктік деректерді ұйымдастыру және ықпалдастыру тетіктерімен, сондай-ақ олардың әртүрлі пайдаланушыларға қолжетімділігімен анықталады. Кеңістіктік деректер инфрақұрылымы үш қажетті компонентті қамтиды: базалық кеңістіктік ақпарат, кеңістіктік деректерді стандарттау, метадеректер базасы және деректер алмасу механизмі.
1.2 Географиялық жүйелердегі мәліметтер, ақпараттар, білімдер
Ақпараттық жүйедегі операцияларға қатысты мәліметтер, ақпараттар, білімдер терминдерін нақтыласақ, бұлардың ортақ түсініктеріне қарамастан, олардың бір-бірінен ерекшеленетіндігін де байқауға болады.
Мәліметтер дегеніміз - объектілер туралы мәлім фактілердің жиынтығы немесе осы объектілерді өлшеу нәтижелері. Мәліметтер - ақпараттар құру процесіндегі құрылыс элементі сияқты, себебі ол мәліметтерді өңдеу барысында алынады.
ГАЖ қатысты қолданылатын ақпарат дегеніміз - объекті туралы біздің біліміміздің мөлшерін анықтайтын мәліметтердің жиынтығы.
Мұндай түсінікте білімді ақпараттың интерпретациясы нәтижесі ретінде қарастыруға болады. Ең жиі таралған анықтама: білім - тәжірибеде расталған шынайылықтың танымдық нәтижесі. Ғылыми білім өзінің жүйелілігімен, негізделушілігімен және жоғары құрылымдық дәрежесімен ерекшеленеді.
Ақпараттық жүйелерді білім алудың тиімді құралы ретінде қарастыруға болады.
Мәліметтер, ақпараттар және білімдер терминдерінің арасындағы айырмашылық техникалық жүйелердің даму тарихында байқалады, өйткені бастапқыда мәліметтер банкі пайда болса, кейіннен ақпараттық жүйелер, содан кейін білімге негізделген жүйелер - зияткерлік жүйелер (сараптамалық жүйелер) пайда болды.
Қазіргі уақытта бағдарламалық өнімдер нарығында кеңістікпен бөлінген ақпараттармен жұмыс істейтін жүйелердің бірнеше түрлері ұсынылған, оларға көбінесе автоматтандырылған жобалау, автоматтандырылған картография және ГАЖ жүйелері жатады. ГАЖ басқа жүйелермен салыстырғанда кеңістіктік мәліметтерді талдаудың дамыған құралдарына ие.
2 дәріс. ГАЖ ЖҰМЫС ІСТЕУ ПРИНЦИПТЕРІН АНЫҚТАУ ЖӘНЕ ЖІКТЕУ, ҚОЛДАНУ САЛАСЫ
2.1 ГАЖ-жүйелердің жинақталған қызметі
Заманауи ГАЖ көпшілігі ақпараттарды кешендің өңдеумен айналысады.
ГАЖ-жүйелердің жинақталған қызметі:
1. мәліметтерді енгізу және редакциялау;
2. кеңістіктік мәліметтердің үлгісін қолдау;
3. ақпараттарды сақтау;
4. координаттар жүйесін түрлендіру және картографиялық проекцияларды трансформациялау;
5. - растрлық-векторлық операциялар;
6. - өлшемдік операциялар;
7. - полигональды операциялар;
8. - кеңістіктік талдау операциялары;
9. - кеңістіктік үлгілеудің әртүрлі түрлері;
10. - бедерді сандық үлгілеу және беттерді талдау;
11. - нәтижелерді әртүрлі нысандарда шығару.
2.2 ГАЖ жіктелуі
ГАЖ жүйелер төтенше жағдайлар және басқа жағдайлар шартында шұғыл шешім қабылдау үшін экологиялық ахуалға мониторинг жасау, табиғи ресурстарды тиімді қолдану бойынша ғылыми және қолданбалы тапсырмаларды шешу мақсатында, сонымен қатар инфрақұрылымдық жобалау үшін, қалалық және аймақтық жобалау үшін әзірленеді.
Өмірде туындайтын көптеген тапсырмалар әртүрлі ГАЖ құруға итермеледі, олар келесі белгілер бойынша жіктелуі мүмкін.
Функционалдық мүмкіншіліктер бойынша:
- жалпы тағайындамадағы толық функционалдық ГАЖ;
- қандай да бір пәндік саладағы нақты тапсырманы шешуге бағытталған мамандандырылған ГАЖ;
- үй және ақпараттық-анықтамалық қолданысқа арналған ақпараттық-анықтамалық жүйелер.
Сонымен қатар ГАЖ функционалдық мүмкіншіліктері оларды құрудың сәулетшілік принципімен де анықталады:
- жабық жүйелер - кеңейту мүмкіншілігі жоқ, олар сатып алу кезіне ғана тән қызмет жинағын ғана орындауға қабілетті;
- ашық жүйелер икемделу жеңілдігімен, кеңейту мүмкіншілігімен ерекшеленеді, себебі арнайы аппараттың көмегімен (бағдарламалаудың енгізілген тілдері) тұтынушы тарапынан құрылуы мүмкін.
Кеңістіктік (аумақтық) қамту бойынша:
- ғаламдық (планетарлық);
- жалпы ұлттық;
- аймақтық;
- дербес (соның ішінде муниципалды).
Мәселелік-тақырыптық бағдар бойынша:
- жалпы географиялық;
- экологиялық және табиғатты пайдалану;
- салалық (су ресурстары, орман пайдалану, геологиялық, туризм және т.б.);
Географиялық мәліметтерді ұйымдастыру тәсілі бойынша:
- векторлық;
- растрлық;
- векторлық-растрлық ГАЖ.
2.3 Мәлімет көздері және олардың типтері
ГАЖ қалыптастыру үшін мәлімет көздері ретінде келесілер жатады:
- Картографиялық мәліметтер (топографиялық және жалпы географиялық карталар, әкімшілік-аумақтық бөлініс карталары, кадастрлық жоспарлар және басқалар). Карталардан алынған мәліметтерде аумақтық байланым бар, сондықтан ГАЖ базалық қабат түрінде қолданған ыңғайлы. Егер зерттелінетін аумақта сандық карта болмаса, онда карталардың сызбалық түпнұсқалары сандық түрге ауыстырылады.
- Қашықтан зондтау мәліметтері (ҚЗМ) ГАЖ мәліметтер базасын қалыптастыру үшін барынша кеңінен қолданылып келеді. ҚЗМ-ға ең алдымен ғарыштық тасымалдағыштардан алынған материалдар жатады. Қашықтан байқап көру үшін бейнелерді алудың және оларды Жерге берудің түрлі технологиясы қолданылады, түсірілім аппаратурасын тасымалдағыштар (ғарыштық аппараттар мен жерсеріктер) әртүрлі орбитаға орналастырылып, әртүрлі аппаратурамен жабдықталады. Осының арқасында әртүрлі деңгейдегі шолумен және әртүрлі диапазондағы спектрде (көріністік және жақын инфрақызыл, жылулық инфрақызыл және радиодиапазон) табиғи орта объектілерінің көрініс толықтылығымен ерекшеленетін суреттер алынады. Бұлардың барлығы ҚЗМ қолдану арқылы шешілетін экологиялық тапсырмалардың кең спектрін ескертеді.
Қашықтан зондтау тәсілдеріне аэро- және жер бетілік түсірілімдер және басқа да контактілік емес тәсілдер жатады, мысалы, теңіз түбіндегі жер бедерінің гидроакустикалық түсірілімі. Мұндай түсірілімнің материалдары табиғи ортаның әртүрлі объектілері туралы сандық, сонымен қатар сапалық ақпараттарды алуды қамтамасыз етеді.
- Аумақты алаптық тексеру нәтижелеріне табиғи объектілердің нивелирмен, теодолитпен, электрондық тахеометрмен, GPS қабылдағышпен орындалатын геодезиялық өлшемдері жатады, сонымен қатар оған геоботаникалық және басқа тәсілдерді қолдану арқылы аумақты тексеру нәтижелері кіреді, мысалы, жануарлардың қозғалысы бойынша зерттеулер, топырақ талдамалары және басқалар.
- Статистикалық мәліметтерде ауыл шаруашылығының әртүрлі салалары бойынша мемлекеттік статистикалық қызметтердің мәліметтері, сонымен қатар қадағалау постыларының стационарлық өлшем мәліметтері (гидрологиялық және метеорологиялық мәліметтер, қоршаған ортаның ластануы туралы мәліметтер және т.с.с.) жатады.
- Әдеби мәліметтер (географиялық объектілердің кейбір түрлері бойынша әртүрлі мәліметтер бар анықтамалық басылымдар, кітаптар, монографиялар және мақалалар).
ГАЖ-да тек мәліметтердің бір түрі ғана сирек қолданылады, көбінесе қандай да бір аумаққа қатысты түрлі мәліметтердің үйлесуі.
3 дәріс. ДЕРЕКТЕР ҚҰРЫЛЫМЫ МЕН МОДЕЛЬДЕРІ
3.1. ГАЖ-да нақты әлем объектілерін бейнелеу
Геоинформатикада қарастырылатын нақты әлемнің объектілері кеңістіктік, уақытша және тақырыптық сипаттамалармен ерекшеленеді.
Кеңістіктік сипаттамалар координаттардың алдын ала анықталған жүйесіндегі объектінің жағдайын анықтайды, осындай деректерге қойылатын негізгі талап - дәлдік.
Уақытша сипаттамалар объектінің зерттеу уақытын белгілейді және ағымына қарай объектінің қасиеттерінің өзгеруін бағалау үшін маңызды. Мұндай мәліметтерге қойылатын негізгі талап - көкейтестілік, бұл дегеніміз өңдеу үшін оларды қолдану мүмкіншілігін білдіреді, көкейтесті емес мәліметтер - бұл ескірген мәліметтер.
Тақырыптық сипаттамалар объектінің әртүрлі қасиеттерін, соның ішінде экономикалық, статистикалық, техникалық және басқа да қасиеттерді сипаттайды, негізгі талап - толыққандылық.
ГАЖ-да кеңістіктік объектілерді ұсыну үшін деректердің кеңістіктік және атрибуттық типтері қолданылады.
Кеңістіктік деректер - бір-біріне қатысты кеңістіктегі объектілердің орналасқан жерін және олардың геометриясын сипаттайтын мәліметтер.
Кеңістіктік объектілер келесі графикалық нысандардың көмегімен ұсынылады: нүктелер, сызықтар, аймақтар және беттер.
Объектілердің сипаттамасы объектілердің координаттарын және олардың құрамдас бөліктерін көрсету жолымен жүзеге асырылады.
Нүктелі объектілер-бұл X, Y координаттарының жұбымен ұсынылған кеңістіктің тек бір ғана нүктесінде орналасқан объектілер. Картографиялау масштабына байланысты мұндай объектілер ретінде ағаш, үй немесе қала қарастырылуы мүмкін.
Сызықтық объектілер бір өлшемді бір текті ұсынылады - объектінің ұзындығы, ені аталмыш масштабта көрінбейді немесе маңызды емес. Мұндай объектілердің мысалдары: өзендер, муниципальды аймақтардың шекаралары, жер бедерінің горизонтальдары.
Аумақ (полигондар) - алаңдың объектілер, координаттар жұбының (Х, У) жинағымен немесе тұйық контур түріндегі сызық типті объектілер жинағымен ұсынылады. Мұндай объектілерге белгілі бір ландшафт, қала немесе тұтас континент алып жатқан аумақ жатуы мүмкін.
Бет - оны сипаттаған кезде алаңдық объектілерге биіктік мәнін қосу қажет болады. Бетті қалпына келтіру X, Y, Z координаттарының бастапқы жинағы бойынша математикалық алгоритмдерді (интерполяция және аппроксимация) қолдану арқылы іске асырылады.
Объектілер туралы қосымша кеңістіктік емес мәліметтер атрибуттар жинағын құрайды.
Атрибутивтік мәліметтер - бұл кеңістіктік объектілердің әдеттегі алфавиттік-сандық түрде көрсетілетін сапалық және сандық сипаттамалары.
Мұндай мәліметтердің мысалдары: географиялық атаулар, өсімдіктердің түрлік құрамдары, топырақтың сипаттамалары және т.с.с.
Кеңістіктік және атрибутивтік мәліметтердің табиғаты әртүрлі, сәйкесінше геоақпараттық жүйені құрайтын бұл екеуін манипуляциялау тәсілдері де әртүрлі (сақтау, енгізу, редакциялау, іздестіру және талдау). Дәстүрлі ГАЖ іске асырылған негізгі идеялардың бірі - бұл бөлек сақтау, және жартылай бөлек өңдеу кезінде кеңістіктік және атрибутивтік мәліметтер арасындағы байланысты сақтау.
Кеңістіктік объектіні жалпы сандық сипаттауға кіретіндер: атауы; орналасқан орнын көрсету; қасиеттер жинағы; басқа объектілермен қарым-қатынасы. Объектінің атауына оның географиялық атауы (егер ол бар болса), оның шартты коды немесе тұтынушы не жүйе тағайындаған идентификатор жатады.
Кеңістіктік және тақырыптық белгілері бойынша бір тектес объектілер сандық картаның қабаттарына біріктіріліп, жеке ақпараттық бірлік ретінде қарастырылады, дегенмен бұл жерде қолдағы барлық ақпаратты біріктіру мүмкіншілігі бар.
3.2 Мәліметтер құрылымы
ГАЖ-да кеңістіктік мәліметтерді ұсыну үшін мәліметтердің векторлық және растрлық құрылымын қолданады.
Векторлық құрылым - бұл объектілердің геометриясын сипаттайтын координаттар жұбының (векторлар) жинағы түрінде кеңістіктік объектілерді ұсыну (1 сурет).
1 сурет. Кеңістіктік мәліметтерді векторлық ұсыну
Мәліметтердің растрлық құрылымы екі өлшемді ұяшық түріндегі мәліметтерді ұсынуды жоспарлайды, әрбір ұяшықта жергілікті растрдың сәйкес ұяшығындағы немесе суреттегі объектіні сипаттайтын тек бір ғана мән болады. Мұндай сипаттамалар ретінде объектінің коды (орман, шалғын және т.б.), биіктігі немесе оптикалық тығыздығы жатуы мүмкін.
Растрлық мәліметтердің дәлдігі ұяшықтың өлшемімен шектеледі. Мұндай құрылымдар әртүрлі ақпараттарды талдаудың және көрнекілеудің ыңғайлы құралы болып табылады.
2 сурет. Мәліметтердің растрлық құрылымы
Растрлық және векторлық құрылымдарды іске асыру үшін әртүрлі мәлімет үлгілері жасалған.
3.3 Мәлімет үлгілері
Кеңістіктік мәлімет үлгілері - кеңістіктік объектілерді нысандандырылған сандық сипаттауға арналған логикалық ережелер.
Мәліметтердің векторлық үлгілері. Мәліметтердің векторлық құрылымын мәліметтердің векторлық үлгісіне біріктірудің бірнеше тәсілдері бар, ол бір қабаттың объектілері немесе бірнеші қабаттың объектілері арасындағы өзара қарым-қатынасты зерттеуге мүмкіндік береді. Мәліметтердің қарапайым векторлық үлгісіне спагетти-үлгі жатады (3 сурет). Бұл жағдайда картаның сызбалық бейнесі дәлме-дәл ауыстырылады.
Объекті
Нөмір
Орналасуы
Нүкте
5
Координаттардың бір жұбы (x,y)
Сызық
16
Координаттар жұбының жинағы (x,y)
Аумақ
25
Координаттар жұбының жинағы (x,y), біріншісі және соңғысы сәйкес келеді
3 сурет. Спагетти-үлгі
Бұл үлгіде объектілердің арасындағы қарым-қатынас сипатталмайды, әрбір геометриялық объекті жеке сақталып, бір-бірімен байланыспайды, мысалы, 25 және 26 объектілердің ортақ шекарасы екі мәрте, бірақ координаттардың бір жинағымен жазылады. Объектілер арасындағы барлық қарым-қатынас тәуелсіз есептелуі тиіс, бұл мәліметтер талдамасын қиындатып, сақталатын ақпараттың көлемін ұлғайтады.
Векторлық топологиялық үлгілерде (4 сурет) объектілердің көршілестігі, жақындығы туралы мәліметтер және векторлық объектілердің өзара орналасуының басқа да сипаттамалары болады.
Желілер файлы
Доға нөмірі
X координаты
Y координаты
1
19
6
2
15
15
3
27
13
4
24
19
Аумақтар файлы
Аумақ нөмірі
Доға тізімі
1
1, 4, 3
2
2, 3, 5
3
5, 6, 7, 8
Доға файлы
Доға нөмірі
Оң
полигон
Сол
полигон
Бастапқы желі
Соңғы желі
1
1
0
3
1
2
2
0
4
3
3
2
1
3
2
4
1
0
1
2
5
3
2
4
2
6
3
0
2
5
4 сурет. Мәліметтердің векторлық топологиялық үлгісі
Топологиялық ақпарат желі және доға жинағымен сипатталады. Желі - бұл екі немесе одан да көп доғалардың қиылысуы, оның нөмірі оған тиесілі кез келген доғаға сілтеме үшін қолданылады. Әрбір доға басқа доғамен қиылысқан нүктеде немесе басқа доғаға тиесілі емес желіде басталады немесе аяқталады. Доғалар аралық нүктелермен қосылған кесінділердің кезектілігінен түзіледі. Бұл жағдайда әрбір сызықта екі сан жинағы болады: аралық нүктелердің координаттар жұбы және желі нөмірлері. Сонымен қатар әрбір доғада өзінің сәйкестендіру коды болады, ол қандай желілердің басталуын және аяқталуын көрсету үшін қолданылады.
Векторлық үлгілердің басқа да модификациялары жасалған, соның ішінде беттердің үлгілерін ұсыну үшін арнайы векторлық үлгілер бар, олар бұдан әрі қарастырылатын болады.
Растрлық үлгілер екі жағдайда қолданылады. Бірінші жағдайда - жергілікті жердің бастапқы көріністерін сақтау үшін. Екінші жағдайда тұтынушыларды жекелеген кеңістіктік объектілер емес, шұғыл талдау немесе көрнекілеу үшін әртүрлі сипаттамалары (биіктік белгілер немесе тереңдік, топырақтың ылғалдылығы және т.б.) бар кеңістік нүктелерінің жиынтығы қызықтырған кезде тақырыптық қабаттарды сақтау үшін.
Растрдың кейбір ұяшықтарының мәндерін, олардың атрибуттарын және қабаттар мен аңыздардың атауларын сақтаудың және адресациялаудың бірнеше тәсілдері бар.
Растрлық үлгілерді қолданған кезде топтық кодтау, блоктық кодтау, тізбектік кодтау және квадроағаш түрінде ұсыну тәсілдері әзірленген растрлық мәліметтерді сығу мәселесі өзекті болып табылады.
3.4 Мәліметтер форматы
Мәліметтер форматы ақпараттарды қатты дискіде сақтау тәсілін, сонымен қатар оны өңдеу механизмін белгілейді. Мәліметтер үлгілері және форматы белгілі бір мөлшерде өзара байланысты болып келеді.
Мәліметтер форматының көп мөлшері бар. Көптеген ГАЖ растрлық мәліметтерді (TIFF, JPEG, GIF, BMP, WMF, PCX) сақтаудың негізгі форматтарын, сонымен қатар растрлық көріністердің шынайы географиялық координаттарға байланымы туралы ақпараттарды беруге мүмкіндік беретін GeoSpot, GeoTIFF мәліметтерді және ақпараттарды қысу үшін MrSID мәліметтерді қолдайды. Векторлық форматтар арасында ең көп таралғаны - DXF.
Барлық жүйелер негізгі алмасу форматтары: SHP, E00, GEN (ESRI), VEC (IDRISI), MIF (MapInfo Corp.), DWG, DXF (Autodesk), WMF (Microsoft), DGN (Bentley) арқылы көптеген ГАЖ және САПР бірге кеңістіктік ақпараттарды алмасуды (экспорт және импорт) қолдайды. Тек негізінен кейбір отандық жүйелер ресейлік алмасу форматтарын - F1M (Роскартография), SXF (Әскери-топографиялық қызмет) қолдайды.
Бір компьютерлік операцияларды тиімді жүзеге асыру үшін көбінесе векторлық форматты, ал басқалар үшін растрлық форматты таңдайды. Сондықтан кейбір жүйелерде белгілі бір форматта мәліметтерді манипуляциялау және векторлық форматты растрлық форматқа түрлендіру қызметі және керісінше растрлық форматты векторлық форматқа түрлендіру мүмкіншілігі іске асырылады.
3.5 Мәліметтер базасы және оларды басқару
Кеңістіктік объектілер туралы сандық мәліметтердің жиынтығы көптеген кеңістіктік мәліметтерді түзеді және мәліметтер базасын құрайды.
Мәліметтер базасы (МБ) - мәліметтерді жалпы сипаттау, сақтау және манипуляциялау принциптерін белгілейтін белгілі бір ережелер бойынша ұйымдасқан мәліметтердің жиынтығы.
МБ құру және оларға жүгіну (сұраныс бойынша) мәліметтер базасын басқару жүйесінің көмегімен іске асырылады (МББЖ).
Мәліметтер базасы элементтерінің логикалық құрылымы МБ таңдалынған үлгісімен белгіленеді. МБ ең көп таралған үлгісіне иерархиялық, желілік және реляциялық және объектілік-бағдарлық үлгілері жатады.
Иерархиялық үлгілер ағаш түріндегі құрылымды ұсынады, бұл жағдайда әрбір жазба одан жоғары деңгейде тұрған бір жазбамен ғана байланысты болады.
Мұндай жүйе өсімдіктер мен жануарлардың жіктелу жүйесін жақсы бейнелеуге ыңғайлы. Сондай-ақ мысал үшін ДК дискілерінде ақпараттарды сақтау құрылымын жатқызуға болады. Мұндай үлгінің басты түсінігі - деңгей. Деңгейлердің саны және олардың құрамы МБ құрастыру кезінде қабылданған жіктелуге тәуелді. Мұндай жазбаларға қол жеткізу белгілі бір қатаң тәртіп бойынша желілер тізбегі арқылы өту тәсілімен іске асырылады. Мұндай құрылым кезінде қажетті мәліметтерді іздестіру жеңіл іске асырылады, бірақ егер сипаттама толық болмаса немесе қандай да бір іздестіру критерийі қарастырылмаса, онда мүмкін болмайды. Жеткілікті қарапайым тапсырма үшін мұндай жүйе тиімді, дегенмен сұраныстарды шұғыл өңдеу арқылы күрделі жүйелерде қолдану үшін бұл жарамсыз деуге болады.
Желілік үлгілер иерархиялық үлгілердің кейбір кемшіліктерін жою үшін жасалған. Желілік үлгіде әрбір жазба әрбір желіде басқа бірнеше желілермен байланыста болуы мүмкін. Желілік құрылымның құрамына кіретін жазбаларда олармен байланысты басқа жазбалардың орналасқан орнын белгілейтін көрсеткіштер болады. Мұндай үлгі мәліметтерге қол жеткізуді жылдамдатуға мүмкіндік береді, бірақ база құрылымын өзгерту біршама күш пен уақытты қажет етеді.
Реляциялық үлгілер сәйкестендіру кестелеріндегі мәліметтерді жинайды. Кестелерге МБ ішіндегі бірегей атау беріледі. Әрбір баған - бұл ондағы атрибуттарда сәйкес құрамдасы бар атаулы өріс. Кестедегі әрбір жол файлдағы жазбаға сай келеді. Қандай да бір өріс бірнеше кестелерде болуы мүмкін. Кестелердегі жолдар ретсіз болғандықтан, бір немесе бірнеше бағандар белгіленеді, олардың мәні әрбір жолды бір мағыналы сәйкестендіреді. Мұндай баған бастапқы кілт деп аталады. Кестелердің өзара байланысы сыртқы кілттермен қолданады. Мәліметтерді манипуляциялау кестені тудыратын операциялардың көмегімен іске асырылады. Тұтынушы базаға жаңа мәліметтерді оңай енгізе алады, жекелеген өріс пен жазбаны таңдай отырып, кестелерді араластыра алады және экранға шығару үшін жаңа кестелерді құра алады.
Объектілік-бағдарлық үлгілерді егер белгілі бір объектінің геометриясы бірнеше қабатты қамтуға қабілетті болса қолданады, мұндай объектілердің атрибуттары мұраға қалдырылуы мүмкін, оларды өңдеу үшін ерекше тәсілдер қолданылады.
Кестелерге орналастырылған мәліметтерді өңдеу үшін мәліметтер туралы қосымша ақпараттар қажет, оларды метамәліметтер деп атайды.
Метамәліметтер - мәліметтер туралы мәліметтер: каталогтар, анықтамалықтар, реестрлер және сандық мәліметтер жинағын сипаттаудың басқа нысандары.
4 дәріс. ГАЖ АСПАПТЫҚ ҚҰРАЛДАРЫ
4.1 Мәліметтерді енгізу тәсілдері
Қолданылатын техникалық құралдарға сәйкес мәліметтерді енгізудің екі тәсілін қарастырады: дигитализация және векторизация. Кеңістіктік мәліметтерді қолмен енгізу үшін дигитайзер қолданылады. Ол электрондық ұяшығы бар планшеттен (үстелше) тұрады, оған курсор деп аталатын құрал қосылған. Курсор графикалық манипулятор - тышқан түрінде болып келеді, мұнда мөлдір пластинкаға салынған визир болады, оның көмегімен оператор картаның жекелеген элементтеріне нақты дәлдеуге болады. Курсорға түймелер орналастырылған, олар аумақ сызықтарының немесе шекараларының басталуын және аяқталуын белгілеуге мүмкіндік береді, түймелердің саны дигитайзер күрделілігінің деңгейіне байланысты болады. Дигитайзер әртүрлі форматта болады және 1,5 м қашықтықта 0,08 мм жалпы дәлдікпен 0,03 мм шешілімді қамтамасыз етеді. Сызықтарды автоматтық қадағалауды қамтамасыз ететін автоматтандырылған дигитайзер болады.
Мәліметтерді енгізу үшін ең көп таралғаны - сканер. Олар картаның растрлық көрінісін компьютерге енгізуге мүмкіндік береді. Сканерлердің әртүрлі типтері болады, олар келесілер бойынша ерекшеленеді: бастапқы материалды беру тәсілі бойынша (планшеттік және созылымдық (барабан типті); ақпаратты салыстырып оқу тәсілі бойынша (сызыққа немесе көрініске жұмыс істейтін); радиометриялық шешілім немесе түстің қанықтылығы бойынша; оптикалық (немесе геометриялық) шешілім бойынша. Соңғы сипаттама сканермен көрсетілетін бейне элементінің минималды өлшемімен белгіленеді.
Компьютер экранындағы растрлық көріністің сандық процесі векторизация деп аталады. Векторизацияның үш тәсілі бар: қол күшімен, интерактивтік және автоматтық. Қол күшімен векторизациялау кезінде оператор көріністегі әрбір объектіні тышқанмен белгілейді, интерактивтік кезінде - операциялардың бір бөлігі автоматты түрде жүргізіледі. Мысал үшін, көлденеңді векторизациялау кезінде бастапқы нүктені және сызықты бақылау бағытын беру жеткілікті, одан әрі векторизатор өзі сызықтың үзілуі сияқты белгісіз жағдай кездескенше бұл сызықты қадағалай алады. Интерактивтік векторизация мүмкіншіліктері бастапқы материалдың сапасымен және картаның күрделілігімен тікелей байланысты. Автоматтық векторизация арнайы бағдарламаның көмегімен оны кейіннен редакциялау арқылы растрлық форматтан векторлық форматқа тікелей алмастыруды қарастырады. Ол ең ұтқыр бағдарламаның өзі объектіні дұрыс тани алмаған кезде, мысалы, символды нүктелер тобы деп қабылдағанда және т.с.с. жағдайларда қажет.
4.2 Бастапқы мәліметтерді түрлендіру
Бастапқы карталарды сканерлеу белгілі бір картографиялық проекцияда және координаттар жүйесінде құрылған. Сандау кезінде бұл күрделі проекция кеңістіктік координаттар жинағына біріктіріледі. Сондықтан картаны оның бастапқы проекциясына түрлендіру қажет. Бұл үшін ГАЖ-ға қолданылатын проекциялар туралы мәліметтер енгізіледі (әдетте ГАЖ проекциялардың көп санымен жұмыс істеуге мүмкіндік береді) және бірқатар түрлендірулер іске асырылады. Олардың ішінде көбінесе бір мезетте орындалатын үш негізгісі бұл - көшіру, бұру және масштабтау.
Көшіру - бұл барлық сызбалық объектіні координаттық жазықтықтың басқа жеріне жай ғана ауыстыру. Ол объектінің Х және У координаттарына белгілі бір шамаларды қосу арқылы орындалады:
Масштабтау та өте пайдалы, себебі әртүрлі масштабтағы карталар сканерленеді, бұл үшін келесі қатынас қолданылады:
Бұрылу тригонометриялық функцияларды қолдану арқылы орындалады
Барлық қажетті түрлендірулер тірек нүктелердің координаттары бойынша осы үш сызбалық операцияларды қолдану арқылы орындалуы мүмкін.
ГАЖ-да түсірілім кезінде алынатын ҚТ бастапқы материалдары емес, оларды өңдеу кезінде қалыптасқан туынды материалдар қолданылады. Жер серіктерінен алынған мәліметтер радиометриялық және геометриялық бұрмалаушылықтарды, атмосфераның әсерін және т.б. жою үшін алдын ала сандық өңдеуден өткізіледі. Бастапқы көріністердің шолу сапасын жақсарту үшін ашықтық пен қанықтылықты өзгерту, шуларды жою үшін сүзгілеу немесе контурларды және ұсақ бөлшектерді айқындау үшін шаралар қолданылуы мүмкін. Аэрофотосуреттерді қолданған кезде суреттердің еңістік бұрышынан және жер бетінің бедерінен пайда болатын бұрмалаушылыққа назар аудару қажет, олар трансформалау немесе ортофототрансформалау процесінде жойылуы мүмкін.
4.3 Қашықтан алдын ала тексеру мәліметтерін енгізу
Кеңістіктік талдау құралдарына тұтынушының сұраныстарын өңдеген кезде орындалатын кеңістіктік және атрибутивтік мәліметтерді манипуляциялаудың әртүрлі шаралары жатады. Оларға мысал үшін, сызбалық объектілерді салу операциялары, берілген белгілер бойынша желілік құрылымдарды талдау құралдары немесе объектілерді бөлу құралдары жатады.
Әрбір ГАЖ-пакетке тұтынушының өзіндік тапсырмаларын шешуді қамтамасыз ететін кеңістіктік талдау құралдарының өзіндік жинағы тән, сонымен қатар бір мезетте әрбір ГАЖ-пакетке тән бірқатар негізгі функцияларды бөліп қарастыруға болады. Бұл ең алдымен тапсырылған шарттарға байланысты объектілерді таңдауды және біріктіруді ұйымдастыру, есептеу геометриясының операцияларын іске асыру, салуды талдау, буферлік аумақтарды тұрғызу, желілік талдау.
Сұраныс бойынша объектілерді таңдау: сұраныстың ең қарапайым нысанына экранда курсормен көрсетілген объектінің сипаттамаларын алу және берілген атрибуттары бар объекті көрсетілген кездегі кері операция жатады. Одан күрделі сұраныстар объектіні бірнеше белгілер бойынша таңдауға мүмкіндік береді, мысалы, бір-біріне сәйкес, бірақ әртүрлі қабаттарда орналасқан объектілерді бір-бірінен алшақтық белгілері бойынша және т.б.
Белгілі бір шарттарға сәйкес мәліметтерді таңдау үшін SQL- сұраныстар қолданылады. Әртүрлі күрделіліктегі сұраныстарды орындау үшін кеңістіктегі өзара орналасуының негізінде объектіні таңдауға мүмкіндік беретін математикалық және статистикалық қызметтердің сұраныстарын құрастыру кезінде, сонымен қатар географиялық операторларды қолдану мүмкіншіліктер іске асырылады (мысалы, талданатын объектінің басқа объектінің ішінде орналасқандығы немесе онымен қиылысатындығы).
Мәліметтерді жинақтау белгілі бір атрибут мәндерінің теңдігі бойынша, соның ішінде аумақты алдын ала тексеру үшін жүргізілуі мүмкін. Топтаудың тағы бір тәсілі - бір тақырыптық объектілерді олардың басқа тақырыптық қабаттардың полигональды объектілердің ішінде орналасуына сай біріктірілуі.
Геометриялық қызметтер: оларға объектілердің геометриялық сипаттамаларының есептеулері немесе олардың кеңістіктегі өзара орналасуы жатады, бұл кезде жазықтықтағы және кеңістіктегі сараптамалық геометрия формулалары қолданылады. Мысалы, алаңдық объектілер үшін олардың алып жатқан алаңдары немесе шекаралардың периметрлері есептеледі, желілік үшін - ұзындықтар, сонымен қатар объектілер арасындағы қашықтық және т.б.
Оверлейлі операциялар (қабаттарды топологиялық салу) ең көп таралған және тиімді құралдардың бірі болып табылады. Екі тақырыптық қабаттарды салу нәтижесінде бастапқы қабаттардың сызбалық композициясы түрінде қосымша қабат түзіледі. Талданатын объектілердің әртүрлі типтерге (нүкте, сызық, полигон) жататындығын ескерсек, талдаудың әртүрлі нысандары болуы мүмкін: нүктеге нүкте, полигонға нүкте және т.б. Полигондардың біріктірілуі ең жиі талданады.
Буферлік аумақтарды салу. Объектілердің жақындығын талдау құралдарының біріне буферлік аумақты салу жатады. Буферлік аумақтар - бұл бастапқы объектінің шекараларынан белгілі бір қашықтықта салынған шекаралары бар аудан (полигон). Мұндай аумақтардың шекаралары сәйкес атрибутивтік сипаттамаларды талдау негізінде есептеледі. Бұл кезде буферлік аумақтың ені тұрақты, сонымен қатар ауыспалы да болуы мүмкін. Мысалы, электромагниттік сәулелену көзінің маңайындағы буферлік аумақтың пішіні домалақ болса, жел бағытын ескеру арқылы зауыттың түтін құбырынан ластану аумағының маңайындағы буферлік аумақтың пішіні эллипс сияқты болуы мүмкін.
Желілік талдау тұтынушыға байланыстық желілік объектілердің (жолдар, электр берілісінің желілері және т.б.) кеңістіктік желілерін талдауға мүмкіндік береді. Әдетте желілік талдау ең тиімді, жақын жолды анықтау үшін, желіге түсетін кернеу деңгейін анықтау үшін, берілген мекенжай бойынша объектінің мекенжайын және маршрутын анықтау үшін және т.б. үшін қызмет етеді.
Объектілердің кеңістіктік таралымын талдау. Көптеген жағдайларда объектілердің алып жатқан кеңістік көлемін ғана емес, сонымен қатар объектілердің кеңістікте орналасуын да білген жөн, ол белгілі бір аумақтағы объектілердің мөлшерімен, мысалы, халық санының таралымымен сипатталуы мүмкін. Нүктелік объектілердің таралымын талдау тәсілі ең көп таралған. Нүктелік таралым шамасына тығыздық жатады. Ол нүктелер санын олар орналасқан аумақ алаңындағы мәндерге бөлу нәтижесі ретінде анықталады. Таралым тығыздығынан басқа таралым нысанын бағалауға болады. Нүктелік таралымдар ықтимал төрт нұсқаның біреуінде кездеседі: біркелкі (егер әрбір шағын аумақшадағы нүктелер саны басқа кез келген аумақшадағы нүктелер санына тең болса), тұрақты (егер барлық аумақ бойынша біркелкі интервалмен бөлінген нүктелер желінің түйіндерінде орналасса), кездейсок, кластерлік (егер нүктелер тығыз топтарға жинақталса).
Нүктелік таралымдар аумақшалар шегіндегі нүктелер санымен ғана сипатталмайды. Көбінесе нүктелер жұбының ішіндегі дербес қатынастар талданады. Бұл статистикалық көрсеткішке есептеуге барлық ықтимал жақын нүктелер жұбының арасынан ең жақын көршілес нүктелерге дейінгі орташа қашықтықты анықтау кіреді. Аталмыш тәсіл таралымдағы нүктелердің ыдыраңқылық шамасын бағалауға мүмкіндік береді.
Сызықтардың таралымы да тығыздық бойынша бағаланады. Әдетте әртүрлі географиялық аумақтарды салыстыру үшін орындалады, мысалы, гидрографиялық желінің қоюлығы бойынша. Сызықтар да жақындық және ықтимал қиылысу бойынша бағаланады. Басқа маңызды сипаттамаларға бағдарлық, бағыттық және байланыстылық жатады.
Полигондардың таралымын талдау нүктелердің таралымын талдауға ұқсас, бірақ тығыздықты бағалау кезінде алаң бірлігіндегі полигон саны емес, полигон алып жатқан алаңның қатыстық үлесі анықталады.
4.4. Визуализация құралдары
Визуализация (сызбалық жаңғырту, бейнелеу) - суреттерді тудыру, соның ішінде картографиялық көріністерді және бейнелеу құралдарында басқа сызбаларды (әсіресе мониторда) арнайы алгоритмдердің көмегімен бастапқы сандық мәліметтерді түрлендіру негізінде тудыру.
Географиялық ақпараттарды ұсынудың ең ықшам және әдеттегі тәсіліне карталар жатады.
Электрондық карта (ЭК) - сандық карталардың немесе ГАЖ мәліметтер базасының негізінде мониторға визуализацияланған картографиялық бейнелер.
Электрондық атлас (ЭА) - электрондық карта нысанындағы визуализация жүйесі, электрондық картаға функционалды ұқсас электрондық картографиялық туынды. Карталардың растрлық көріністерін, картографиялық визуализаторларды, үстелдік картографиялау жүйелерін кадрлық көруді қамтамасыз ететін картографиялық браузерлер типін бағдарламалық қамсыздандырумен қолданады. Картографиялық көріністерден және аңыздардан басқа электрондық атластарға әдетте ауқымды мәтіндік түсініктемелер, кестелік мәліметтер, ал мультимедиялық электрондық атластарға - анимациялар, бейнеқатарлар және дыбыстық сүйемелдеу кіреді.
Объектілердің әртүрлі сипаттамалары (атрибуттары) немесе олардың арақатынастары бар кестелер мен сызбалар өз бетінше немесе басқа визуализация құралдарына қосымша ретінде қолданылуы мүмкін.
Анимация динамикалық процестерді көрсету үшін қолданылады, яғни суреттелген статистикалық көріністерді (кадрларды) кезекпен көрсету, нәтижесінде көріністердің үздіксіз ауысым иллюзиясы құрылады.
ГАЖ-да деректерді талдау нәтижелерін көрсету үшін тақырыптық карталарды жасау кезінде қолданылатын бірқатар тәсілдер іске асырылды.
Өлшемдік таңбалар (таңбалар) әдісі - объектілердің талданатын сипаттамалары көлемі сандық ақпаратты, ал нысаны мен түсі сапалы ақпаратты беретін арнайы таңбалармен бейнеленеді.
Сапалық немесе (сандық Фон) тәсілі-бұл жағдайда жақын мәндермен деректер топталады және құрылған топтарға белгілі бір түстер, символдар немесе сызықтардың түрлері беріледі.
Нүктелік әдіс-бейнелеу құралы-бірдей мөлшердегі нүктелер, олардың әрқайсысы сандық көрсеткіштің белгілі бір мәні бар.
Бағаналы және шеңберлі локализацияланған диаграммалар - бірнеше сипаттамалардың арақатынасын көрсетуге мүмкіндік береді,бұл ретте диаграммалардың географиялық байлануы болады (мысалы, бақылау бекетін орналастыру нүктесінде ластаушы заттардың арақатынасын көрсетеді).
Оқшаулау әдісі-әртүрлі көрсеткіштерді көрсетудің кең таралған тәсілдерінің бірі. Олардың көмегімен изогипс карталарын (топографиялық және гипсометриялық), изотерм, изобар, изобар, изокоррельт және т. б. карталарын қалыптастырады.)
Бұл ретте екі оқшаулама тобы ажыратылады: шынайы оқшауламалар (қандай да бір көрсеткіштің үздіксіз өзгеруін сипаттайды, оларға горизонталь жатады) және статистикалық табиғаты бар деректерді бейнелейтін (мысалы, шығарындылар көздерінен Дискреттік мәндер) жалған оқшауламалар. Оқшауламаны ұсыну үшін әртүрлі бейнелеу құралдары қолданылады: әртүрлі типтегі сызықтар, қалыңдығы және түсі, оқшаулардың арасындағы аралықтардың реңін қабаттап түспен бояу (немесе штриховка).
Беттердің үш өлшемді бейнесі (3D-бет) - сымды диаграммалар түріндегі беттердің сандық көлемді көрінісі құралы, бұл ретте проекцияның әртүрлі түрлері қолданылады, бұл ретте суретті қарапайым графикалық интерфейсті пайдалана отырып бұруға және көлбеуге болады.
Жер бедерін бейнелеу үшін ЦМР деректері бойынша растрлық бейнелер құрылуы мүмкін.
Растрлық бет (сурет) - Grid-модель бойынша қалыптасады, бұл ретте әрбір пикселге тиісті тор ұяшығының биіктігіне пропорционалды мән беріледі.
Көлеңкелі рельеф (рельефтің аналитикалық жуылуы) - ЦМР-ның растралық бейнеленуі, оны қалыптастыру кезінде Grid-модель торының әрбір учаскесінің биіктігінен басқа беткейлердің жарықтандырылуы ескеріледі.
3D - беттерді басқа тақырыптық қабаттармен біріктіру мүмкіндігі іске асырылды. 3D-беттер жергілікті жер нысандарының шынайы көрінуіне жету үшін картографиялық немесе ортоизображениямен біріктіріледі.
Жергілікті жердің виртуалды моделі (ВММ) - жер бетінің бедері, оның спектралды жарықтары және осы аумақта орналасқан объектілер туралы ақпаратты қамтитын жергілікті жердің моделі интерактивті визуализацияға арналған. ММЖ жергілікті жерде болу әсерін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді, бақылаушы берілген координаттары бар нүктеде тұрған кезде үш өлшемді статикалық сахна (3D-көрініс) түрінде немесе жергілікті жердің үстінен ұшу имитациясы режимінде көрсетілуі мүмкін.
ДӘРІС 5 ГАЖ-ҚОСЫМШАЛАР
5.1. ГАЖ бағдарламалық қамтамасыз ету
ГАЖ-ға қойылатын талаптар бағдарламалық ГАЖ-ны әзірлеу және енгізу процесіне әсер етеді. Басқа ақпараттық технологияларға ұқсас ГАЖ жұмыс процестері мен кез келген ұйымның бизнес талаптарын қолдау үшін оның негізінде құрылған қосымшаларды енгізудің қарапайымдылығын қамтамасыз етуі тиіс. Бұл географиялық деректер жиынтығының әртүрлі типтерін, деректерді басқарудың дамыған аспаптық құралдарын, оларды редакциялау, талдау және визуализациялауды қолдайтын бағдарламалық қамтамасыз етудің базалық платформасын құру есебінен қол жеткізіледі.
Бұл контексте, ГАЖ бағдарламалық қамтамасыз етуі қазіргі заманғы көп қолданушылық жүйелер қалыптасатын ИТ-инфрақұрылым ретінде қарастырылады. ГАЖ платформасы осы кең көріністі қолдау үшін қажетті барлық мүмкіндіктерді беруі тиіс.
Оларға жатады:
* барлық географиялық объектілерді сақтау және басқаруға арналған географиялық деректер базасы
* географиялық ақпаратты үлестірілген басқару және оны бірлесіп пайдалану үшін Web желісі
* үстел және серверлік қосымшалар:
- деректерді құрастыру,
- ақпараттық сұраныстар,
- кеңістіктік талдау және геодеректерді өңдеу,
- картографиялық өнімдерді жасау,
- растрлық бейнелерді визуализациялау және зерттеу,
- ГАЖ деректерін басқару;
* модульдік бағдарламалық компоненттер (engines-қозғалтқыштар) ГАЖ-логиканы басқа қолданбаларға және арнайы пайдаланушы бағдарламаларға кірістіру;
* көп деңгейлі және орталықтандырылған ГАЖ-жүйелері үшін географиялық ақпараттық сервистер.
5.2. Бағдарламалық құралдарға қысқаша шолу
ГАЖ кәсіби деңгей ретінде, сонымен қатар мамандандырылған деңгей ретінде де қолданылады. Бағдарламалық өнімдер модульдік принцип негізінде қалыптасады. Әдетте базалық модуль және кеңейту модулі (немесе қосымшасы) болып бөлінеді. Базалық модульде ГАЖ негізгі операцияларын іске асыратын қызметтер бар, соның ішінде мәліметтерді енгізу-шығару, экспорттау және импорттау құралдарын бағдарламалық қолдау және т.б. Әртүрлі фирмалардың бағдарламалық өнімдерінде ортақ көп нәрсе бар екендігін айта кеткен жөн, себебі өндірушілер бір-бірінен қандай да бір технологиялық әзірлемелерді алуға мәжбүр. Қазіргі уақытта нарықта 20 жуық жақсы мәлім ГАЖ-пакеттер бар, оларды жартылай функционалдық пакеттерге жатқызуға болады.
Жартылай функционалдық ГАЖ қасиеттерін сипаттай келе, олардың ортақ қасиеттерін байқауға болады. Барлық жүйелер Windows платформасында жұмыс істейді. Тек олардың кейбіреуінде ғана басқа операциялық жүйелердің басқаруымен жұмыс істейтін нұсқалар бар (Горизонт - MS DOS, Unix, Linux, MC BC, Free BSD, Solaris, ИНТРОС; ПАРК - MS DOS; Arc GIS Arc Info-Solaris, Digital Unix, AIX және басқалар; ArcView GIS - Unix).
Барлық жүйелер негізгі ауысымдық форматтар арқылы көптеген ГАЖ және САПР кеңістіктік ақпараттар алмасуды (экспорт және импорт) қолдайды.
Атрибутивтік ақпараттармен жұмыс істеу мүмкіншілігі одан да артық біртекті болып табылады. Көптеген жүйелер ODBC, BDE драйверлер арқылы барлық негізгі МББЖ жұмыстарын қамтамасыз етеді. Бірінші қолданатын және қолданылатын МББЖ қатарында Oracle тұр.
Көптеген басымшылық жағдайда заманауи жартылай функционалдық ГАЖ өзінің мүмкіншіліктерін кеңейтуге мүмкіндік береді. Мүмкіншіліктерді кеңейтудің негізгі тәсіліне DLL және OCX-кітапхананы (ActiveX) қосу арқылы жоғарғы деңгейлі тілдерде бағдарламалау жатады (MS Visual Basic, MS Visual C++, Borland Delphy, Borland C++ Builder). Әрине ерекше жағдайлар да болады. MapInfo Professional сияқты жүйелерді Map Basic қолданса, ал AricView GIS жүйелерді - Avenue қолданады.
Әртүрлі себептерге байланысты шетелдік ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
1. 1 Геоақпарат жүйелер ұғымы туралы
Географиялық ақпараттық жүйе немесе геоақпараттық жүйе (ГАЖ) - бұл кеңістіктік мәліметтерді және олармен байланысты кеңістіктік емес мәліметтерді жинауды, сақтауды, өңдеуді, талдауды және көрсетуді қамтамасыз ететін ақпараттық жүйе, сонымен қатар олардың негізінде географиялық кеңістік туралы ақпараттар мен білімдерді алу.
Географиялық немесе кеңістіктік мәліметтерді әртүрлі қызмет түрлерімен айналысатын ұйымдар қолданатын айналымдағы барлық ақпараттардың жартысынан астамы құрайды, мұнда объектілердің кеңістіктік орналасуын есепке алу қажет. ГАЖ кеңістіктік мәліметтерді талдау негізінде тиімді басқарушылық шешімдерді қабылдау мүмкіншілігін қамтамасыз етуге бағытталған.
ГАЖ анықтамасындағы басты түсінік - кеңістіктік мәліметтерді талдау немесе кеңістіктік талдау. ГАЖ төмендегі сұрақтарға жауап бере алады:
- аталмыш салада не болуы мүмкін екендігіне?
- берілген шарттар жинағын қанағаттандыратын саланың қайда екендігіне?
Қазіргі заманғы ГАЖ жекелеген тақырыптық қабаттар түрінде сызбалық мәліметтерді сақтау арқылы, сонымен қатар оларды құрайтын мәліметтер базасы түріндегі объектілердің сапалық және сандық сипаттамасын сақтау арқылы карталарды қолдану аясын кеңейтті. Басқарудың ыңғайлы механизмдері болған жағдайда мәліметтерді бұлайша ұйымдастыру түбегейлі жаңа сараптамалық мүмкіншіліктерді қамтамасыз етеді.
ГАЖ негізгі компоненттеріне мыналар жатады: техникалық, бағдарламалық, ақпараттық қамтамасыз ету. ГАЖ компоненттеріне қойылатын талаптарды, бірінші кезекте, табиғи жағдайлармен және оны игеру дәрежесімен ерекшеленетін белгілі бір аумақ үшін шешілуі тиіс нақты міндет тұрған (табиғи ресурстарды есепке алу немесе қаланың инфрақұрылымын басқару) пайдаланушы анықтайды.
Техникалық қамтамасыз ету-бұл ГАЖ жұмыс істеу кезінде қолданылатын аппараттық құралдар кешені: жұмыс станциясы немесе дербес компьютер (ДК), ақпаратты енгізу-шығару құрылғылары, деректерді өңдеу және сақтау құрылғылары, телекоммуникация құралдары.
Жұмыс станциясы немесе ДК кез келген ақпараттық жүйенің ядросы болып табылады және ГАЖ жұмысын басқару мен есептеу немесе логикалық операцияларға негізделген деректерді өңдеу процестерін орындау үшін арналған. Қазіргі ГАЖ ақпараттың үлкен массивтерін жедел өңдеуге және нәтижелерді визуализациялауға қабілетті.
Деректерді енгізу әртүрлі техникалық құралдар мен әдістердің көмегімен жүзеге асырылады: тікелей клавиатурадан, дигитайзер немесе сканер көмегімен, сыртқы компьютерлік жүйелер арқылы. Кеңістіктік деректер дигитайзер мен сканердің көмегімен немесе аналитикалық фотограмметриялық аспаптарда не сандық фотограмметриялық станцияларда суреттерді өңдеу нәтижелері бойынша электрондық геодезиялық аспаптармен алынуы мүмкін.
Деректерді өңдеуге және сақтауға арналған құрылғылар орталық процессорды, жедел жадыны, сыртқы есте сақтау құрылғыларын және пайдаланушы интерфейсін қамтитын жүйелік блокта шоғырланған.
Деректерді шығару құрылғылары ең алдымен мониторда, сондай-ақ принтерде немесе плоттерде (графопостроитель) алынатын графикалық түпнұсқалар түрінде нәтижелерді көрнекі түрде ұсынуды қамтамасыз етуі тиіс, бұдан басқа деректерді сыртқы жүйелерге экспорттауды іске асыруға міндетті.
Бағдарламалық қамтамасыз ету-ГАЖ функционалдық мүмкіндіктерін іске асыратын бағдарламалық құралдардың және оларды пайдалану кезінде қажетті бағдарламалық құжаттардың жиынтығы.
ГАЖ бағдарламалық қамтамасыз етуі құрылымы базалық және қолданбалы бағдарламалық құралдарды қамтиды.
Базалық бағдарламалық құралдар мыналарды қамтиды: операциялық жүйелер (ОЖ), бағдарламалық орта, желілік бағдарламалық қамтамасыз ету және деректер қорын басқару жүйелері. Операциялық жүйелер ЭЕМ ресурстарын және осы ресурстарды пайдаланатын процестерді басқаруға арналған. Қазіргі уақытта негізгі ОЖ: Windows және Unix.
Кез келген ГАЖ деректердің екі түрімен жұмыс істейді - кеңістіктік және атрибуттық. Оларды жүргізу үшін бағдарламалық қамтамасыз ету осы және басқа да деректер базасын басқару жүйесін (ДББЖ), сондай-ақ деректерді енгізу және шығару құралдарын басқару модульдерін, деректерді визуализациялау жүйесін және кеңістіктік талдауды орындау модульдерін қосуы тиіс.
Қолданбалы бағдарламалық құралдар нақты пәндік салада мамандандырылған міндеттерді шешуге арналған және жеке қосымшалар мен утилит түрінде іске асырылады.
Ақпараттық қамтамасыз ету-ақпарат массивтерінің, ақпаратты кодтау және жіктеу жүйелерінің жиынтығы. Ақпараттық қамтамасыз ету деректер көздерін іздеу мен бағалауды, деректерді енгізу әдістерінің жиынтығын, деректер базасын жобалауды, оларды жүргізу мен метақадағалауды қоса алғанда, ақпаратты ұйымдастырудың түрлері, көлемі, орналасуы мен нысандары бойынша іске асырылған шешімдерді құрайды. ГАЖ-да кеңістіктік деректерді сақтау ерекшелігі-оларды қабаттарға бөлу. Электрондық картаның көп қабатты ұйымы, қабаттарды басқарудың икемді тетігі болған жағдайда, кәдімгі картаға қарағанда ақпаратты біріктіруге және одан да көп мөлшерде көрсетуге мүмкіндік береді. Кеңістік жағдайы туралы деректер (географиялық деректер) және олармен байланысты кестелік деректерді пайдаланушының өзі әзірлеуі немесе сатып алуы мүмкін. Бұл деректермен алмасу үшін кеңістіктік деректер инфрақұрылымы маңызды.
Кеңістіктік деректердің инфрақұрылымы нормативтік-құқықтық құжаттармен, кеңістіктік деректерді ұйымдастыру және ықпалдастыру тетіктерімен, сондай-ақ олардың әртүрлі пайдаланушыларға қолжетімділігімен анықталады. Кеңістіктік деректер инфрақұрылымы үш қажетті компонентті қамтиды: базалық кеңістіктік ақпарат, кеңістіктік деректерді стандарттау, метадеректер базасы және деректер алмасу механизмі.
1.2 Географиялық жүйелердегі мәліметтер, ақпараттар, білімдер
Ақпараттық жүйедегі операцияларға қатысты мәліметтер, ақпараттар, білімдер терминдерін нақтыласақ, бұлардың ортақ түсініктеріне қарамастан, олардың бір-бірінен ерекшеленетіндігін де байқауға болады.
Мәліметтер дегеніміз - объектілер туралы мәлім фактілердің жиынтығы немесе осы объектілерді өлшеу нәтижелері. Мәліметтер - ақпараттар құру процесіндегі құрылыс элементі сияқты, себебі ол мәліметтерді өңдеу барысында алынады.
ГАЖ қатысты қолданылатын ақпарат дегеніміз - объекті туралы біздің біліміміздің мөлшерін анықтайтын мәліметтердің жиынтығы.
Мұндай түсінікте білімді ақпараттың интерпретациясы нәтижесі ретінде қарастыруға болады. Ең жиі таралған анықтама: білім - тәжірибеде расталған шынайылықтың танымдық нәтижесі. Ғылыми білім өзінің жүйелілігімен, негізделушілігімен және жоғары құрылымдық дәрежесімен ерекшеленеді.
Ақпараттық жүйелерді білім алудың тиімді құралы ретінде қарастыруға болады.
Мәліметтер, ақпараттар және білімдер терминдерінің арасындағы айырмашылық техникалық жүйелердің даму тарихында байқалады, өйткені бастапқыда мәліметтер банкі пайда болса, кейіннен ақпараттық жүйелер, содан кейін білімге негізделген жүйелер - зияткерлік жүйелер (сараптамалық жүйелер) пайда болды.
Қазіргі уақытта бағдарламалық өнімдер нарығында кеңістікпен бөлінген ақпараттармен жұмыс істейтін жүйелердің бірнеше түрлері ұсынылған, оларға көбінесе автоматтандырылған жобалау, автоматтандырылған картография және ГАЖ жүйелері жатады. ГАЖ басқа жүйелермен салыстырғанда кеңістіктік мәліметтерді талдаудың дамыған құралдарына ие.
2 дәріс. ГАЖ ЖҰМЫС ІСТЕУ ПРИНЦИПТЕРІН АНЫҚТАУ ЖӘНЕ ЖІКТЕУ, ҚОЛДАНУ САЛАСЫ
2.1 ГАЖ-жүйелердің жинақталған қызметі
Заманауи ГАЖ көпшілігі ақпараттарды кешендің өңдеумен айналысады.
ГАЖ-жүйелердің жинақталған қызметі:
1. мәліметтерді енгізу және редакциялау;
2. кеңістіктік мәліметтердің үлгісін қолдау;
3. ақпараттарды сақтау;
4. координаттар жүйесін түрлендіру және картографиялық проекцияларды трансформациялау;
5. - растрлық-векторлық операциялар;
6. - өлшемдік операциялар;
7. - полигональды операциялар;
8. - кеңістіктік талдау операциялары;
9. - кеңістіктік үлгілеудің әртүрлі түрлері;
10. - бедерді сандық үлгілеу және беттерді талдау;
11. - нәтижелерді әртүрлі нысандарда шығару.
2.2 ГАЖ жіктелуі
ГАЖ жүйелер төтенше жағдайлар және басқа жағдайлар шартында шұғыл шешім қабылдау үшін экологиялық ахуалға мониторинг жасау, табиғи ресурстарды тиімді қолдану бойынша ғылыми және қолданбалы тапсырмаларды шешу мақсатында, сонымен қатар инфрақұрылымдық жобалау үшін, қалалық және аймақтық жобалау үшін әзірленеді.
Өмірде туындайтын көптеген тапсырмалар әртүрлі ГАЖ құруға итермеледі, олар келесі белгілер бойынша жіктелуі мүмкін.
Функционалдық мүмкіншіліктер бойынша:
- жалпы тағайындамадағы толық функционалдық ГАЖ;
- қандай да бір пәндік саладағы нақты тапсырманы шешуге бағытталған мамандандырылған ГАЖ;
- үй және ақпараттық-анықтамалық қолданысқа арналған ақпараттық-анықтамалық жүйелер.
Сонымен қатар ГАЖ функционалдық мүмкіншіліктері оларды құрудың сәулетшілік принципімен де анықталады:
- жабық жүйелер - кеңейту мүмкіншілігі жоқ, олар сатып алу кезіне ғана тән қызмет жинағын ғана орындауға қабілетті;
- ашық жүйелер икемделу жеңілдігімен, кеңейту мүмкіншілігімен ерекшеленеді, себебі арнайы аппараттың көмегімен (бағдарламалаудың енгізілген тілдері) тұтынушы тарапынан құрылуы мүмкін.
Кеңістіктік (аумақтық) қамту бойынша:
- ғаламдық (планетарлық);
- жалпы ұлттық;
- аймақтық;
- дербес (соның ішінде муниципалды).
Мәселелік-тақырыптық бағдар бойынша:
- жалпы географиялық;
- экологиялық және табиғатты пайдалану;
- салалық (су ресурстары, орман пайдалану, геологиялық, туризм және т.б.);
Географиялық мәліметтерді ұйымдастыру тәсілі бойынша:
- векторлық;
- растрлық;
- векторлық-растрлық ГАЖ.
2.3 Мәлімет көздері және олардың типтері
ГАЖ қалыптастыру үшін мәлімет көздері ретінде келесілер жатады:
- Картографиялық мәліметтер (топографиялық және жалпы географиялық карталар, әкімшілік-аумақтық бөлініс карталары, кадастрлық жоспарлар және басқалар). Карталардан алынған мәліметтерде аумақтық байланым бар, сондықтан ГАЖ базалық қабат түрінде қолданған ыңғайлы. Егер зерттелінетін аумақта сандық карта болмаса, онда карталардың сызбалық түпнұсқалары сандық түрге ауыстырылады.
- Қашықтан зондтау мәліметтері (ҚЗМ) ГАЖ мәліметтер базасын қалыптастыру үшін барынша кеңінен қолданылып келеді. ҚЗМ-ға ең алдымен ғарыштық тасымалдағыштардан алынған материалдар жатады. Қашықтан байқап көру үшін бейнелерді алудың және оларды Жерге берудің түрлі технологиясы қолданылады, түсірілім аппаратурасын тасымалдағыштар (ғарыштық аппараттар мен жерсеріктер) әртүрлі орбитаға орналастырылып, әртүрлі аппаратурамен жабдықталады. Осының арқасында әртүрлі деңгейдегі шолумен және әртүрлі диапазондағы спектрде (көріністік және жақын инфрақызыл, жылулық инфрақызыл және радиодиапазон) табиғи орта объектілерінің көрініс толықтылығымен ерекшеленетін суреттер алынады. Бұлардың барлығы ҚЗМ қолдану арқылы шешілетін экологиялық тапсырмалардың кең спектрін ескертеді.
Қашықтан зондтау тәсілдеріне аэро- және жер бетілік түсірілімдер және басқа да контактілік емес тәсілдер жатады, мысалы, теңіз түбіндегі жер бедерінің гидроакустикалық түсірілімі. Мұндай түсірілімнің материалдары табиғи ортаның әртүрлі объектілері туралы сандық, сонымен қатар сапалық ақпараттарды алуды қамтамасыз етеді.
- Аумақты алаптық тексеру нәтижелеріне табиғи объектілердің нивелирмен, теодолитпен, электрондық тахеометрмен, GPS қабылдағышпен орындалатын геодезиялық өлшемдері жатады, сонымен қатар оған геоботаникалық және басқа тәсілдерді қолдану арқылы аумақты тексеру нәтижелері кіреді, мысалы, жануарлардың қозғалысы бойынша зерттеулер, топырақ талдамалары және басқалар.
- Статистикалық мәліметтерде ауыл шаруашылығының әртүрлі салалары бойынша мемлекеттік статистикалық қызметтердің мәліметтері, сонымен қатар қадағалау постыларының стационарлық өлшем мәліметтері (гидрологиялық және метеорологиялық мәліметтер, қоршаған ортаның ластануы туралы мәліметтер және т.с.с.) жатады.
- Әдеби мәліметтер (географиялық объектілердің кейбір түрлері бойынша әртүрлі мәліметтер бар анықтамалық басылымдар, кітаптар, монографиялар және мақалалар).
ГАЖ-да тек мәліметтердің бір түрі ғана сирек қолданылады, көбінесе қандай да бір аумаққа қатысты түрлі мәліметтердің үйлесуі.
3 дәріс. ДЕРЕКТЕР ҚҰРЫЛЫМЫ МЕН МОДЕЛЬДЕРІ
3.1. ГАЖ-да нақты әлем объектілерін бейнелеу
Геоинформатикада қарастырылатын нақты әлемнің объектілері кеңістіктік, уақытша және тақырыптық сипаттамалармен ерекшеленеді.
Кеңістіктік сипаттамалар координаттардың алдын ала анықталған жүйесіндегі объектінің жағдайын анықтайды, осындай деректерге қойылатын негізгі талап - дәлдік.
Уақытша сипаттамалар объектінің зерттеу уақытын белгілейді және ағымына қарай объектінің қасиеттерінің өзгеруін бағалау үшін маңызды. Мұндай мәліметтерге қойылатын негізгі талап - көкейтестілік, бұл дегеніміз өңдеу үшін оларды қолдану мүмкіншілігін білдіреді, көкейтесті емес мәліметтер - бұл ескірген мәліметтер.
Тақырыптық сипаттамалар объектінің әртүрлі қасиеттерін, соның ішінде экономикалық, статистикалық, техникалық және басқа да қасиеттерді сипаттайды, негізгі талап - толыққандылық.
ГАЖ-да кеңістіктік объектілерді ұсыну үшін деректердің кеңістіктік және атрибуттық типтері қолданылады.
Кеңістіктік деректер - бір-біріне қатысты кеңістіктегі объектілердің орналасқан жерін және олардың геометриясын сипаттайтын мәліметтер.
Кеңістіктік объектілер келесі графикалық нысандардың көмегімен ұсынылады: нүктелер, сызықтар, аймақтар және беттер.
Объектілердің сипаттамасы объектілердің координаттарын және олардың құрамдас бөліктерін көрсету жолымен жүзеге асырылады.
Нүктелі объектілер-бұл X, Y координаттарының жұбымен ұсынылған кеңістіктің тек бір ғана нүктесінде орналасқан объектілер. Картографиялау масштабына байланысты мұндай объектілер ретінде ағаш, үй немесе қала қарастырылуы мүмкін.
Сызықтық объектілер бір өлшемді бір текті ұсынылады - объектінің ұзындығы, ені аталмыш масштабта көрінбейді немесе маңызды емес. Мұндай объектілердің мысалдары: өзендер, муниципальды аймақтардың шекаралары, жер бедерінің горизонтальдары.
Аумақ (полигондар) - алаңдың объектілер, координаттар жұбының (Х, У) жинағымен немесе тұйық контур түріндегі сызық типті объектілер жинағымен ұсынылады. Мұндай объектілерге белгілі бір ландшафт, қала немесе тұтас континент алып жатқан аумақ жатуы мүмкін.
Бет - оны сипаттаған кезде алаңдық объектілерге биіктік мәнін қосу қажет болады. Бетті қалпына келтіру X, Y, Z координаттарының бастапқы жинағы бойынша математикалық алгоритмдерді (интерполяция және аппроксимация) қолдану арқылы іске асырылады.
Объектілер туралы қосымша кеңістіктік емес мәліметтер атрибуттар жинағын құрайды.
Атрибутивтік мәліметтер - бұл кеңістіктік объектілердің әдеттегі алфавиттік-сандық түрде көрсетілетін сапалық және сандық сипаттамалары.
Мұндай мәліметтердің мысалдары: географиялық атаулар, өсімдіктердің түрлік құрамдары, топырақтың сипаттамалары және т.с.с.
Кеңістіктік және атрибутивтік мәліметтердің табиғаты әртүрлі, сәйкесінше геоақпараттық жүйені құрайтын бұл екеуін манипуляциялау тәсілдері де әртүрлі (сақтау, енгізу, редакциялау, іздестіру және талдау). Дәстүрлі ГАЖ іске асырылған негізгі идеялардың бірі - бұл бөлек сақтау, және жартылай бөлек өңдеу кезінде кеңістіктік және атрибутивтік мәліметтер арасындағы байланысты сақтау.
Кеңістіктік объектіні жалпы сандық сипаттауға кіретіндер: атауы; орналасқан орнын көрсету; қасиеттер жинағы; басқа объектілермен қарым-қатынасы. Объектінің атауына оның географиялық атауы (егер ол бар болса), оның шартты коды немесе тұтынушы не жүйе тағайындаған идентификатор жатады.
Кеңістіктік және тақырыптық белгілері бойынша бір тектес объектілер сандық картаның қабаттарына біріктіріліп, жеке ақпараттық бірлік ретінде қарастырылады, дегенмен бұл жерде қолдағы барлық ақпаратты біріктіру мүмкіншілігі бар.
3.2 Мәліметтер құрылымы
ГАЖ-да кеңістіктік мәліметтерді ұсыну үшін мәліметтердің векторлық және растрлық құрылымын қолданады.
Векторлық құрылым - бұл объектілердің геометриясын сипаттайтын координаттар жұбының (векторлар) жинағы түрінде кеңістіктік объектілерді ұсыну (1 сурет).
1 сурет. Кеңістіктік мәліметтерді векторлық ұсыну
Мәліметтердің растрлық құрылымы екі өлшемді ұяшық түріндегі мәліметтерді ұсынуды жоспарлайды, әрбір ұяшықта жергілікті растрдың сәйкес ұяшығындағы немесе суреттегі объектіні сипаттайтын тек бір ғана мән болады. Мұндай сипаттамалар ретінде объектінің коды (орман, шалғын және т.б.), биіктігі немесе оптикалық тығыздығы жатуы мүмкін.
Растрлық мәліметтердің дәлдігі ұяшықтың өлшемімен шектеледі. Мұндай құрылымдар әртүрлі ақпараттарды талдаудың және көрнекілеудің ыңғайлы құралы болып табылады.
2 сурет. Мәліметтердің растрлық құрылымы
Растрлық және векторлық құрылымдарды іске асыру үшін әртүрлі мәлімет үлгілері жасалған.
3.3 Мәлімет үлгілері
Кеңістіктік мәлімет үлгілері - кеңістіктік объектілерді нысандандырылған сандық сипаттауға арналған логикалық ережелер.
Мәліметтердің векторлық үлгілері. Мәліметтердің векторлық құрылымын мәліметтердің векторлық үлгісіне біріктірудің бірнеше тәсілдері бар, ол бір қабаттың объектілері немесе бірнеші қабаттың объектілері арасындағы өзара қарым-қатынасты зерттеуге мүмкіндік береді. Мәліметтердің қарапайым векторлық үлгісіне спагетти-үлгі жатады (3 сурет). Бұл жағдайда картаның сызбалық бейнесі дәлме-дәл ауыстырылады.
Объекті
Нөмір
Орналасуы
Нүкте
5
Координаттардың бір жұбы (x,y)
Сызық
16
Координаттар жұбының жинағы (x,y)
Аумақ
25
Координаттар жұбының жинағы (x,y), біріншісі және соңғысы сәйкес келеді
3 сурет. Спагетти-үлгі
Бұл үлгіде объектілердің арасындағы қарым-қатынас сипатталмайды, әрбір геометриялық объекті жеке сақталып, бір-бірімен байланыспайды, мысалы, 25 және 26 объектілердің ортақ шекарасы екі мәрте, бірақ координаттардың бір жинағымен жазылады. Объектілер арасындағы барлық қарым-қатынас тәуелсіз есептелуі тиіс, бұл мәліметтер талдамасын қиындатып, сақталатын ақпараттың көлемін ұлғайтады.
Векторлық топологиялық үлгілерде (4 сурет) объектілердің көршілестігі, жақындығы туралы мәліметтер және векторлық объектілердің өзара орналасуының басқа да сипаттамалары болады.
Желілер файлы
Доға нөмірі
X координаты
Y координаты
1
19
6
2
15
15
3
27
13
4
24
19
Аумақтар файлы
Аумақ нөмірі
Доға тізімі
1
1, 4, 3
2
2, 3, 5
3
5, 6, 7, 8
Доға файлы
Доға нөмірі
Оң
полигон
Сол
полигон
Бастапқы желі
Соңғы желі
1
1
0
3
1
2
2
0
4
3
3
2
1
3
2
4
1
0
1
2
5
3
2
4
2
6
3
0
2
5
4 сурет. Мәліметтердің векторлық топологиялық үлгісі
Топологиялық ақпарат желі және доға жинағымен сипатталады. Желі - бұл екі немесе одан да көп доғалардың қиылысуы, оның нөмірі оған тиесілі кез келген доғаға сілтеме үшін қолданылады. Әрбір доға басқа доғамен қиылысқан нүктеде немесе басқа доғаға тиесілі емес желіде басталады немесе аяқталады. Доғалар аралық нүктелермен қосылған кесінділердің кезектілігінен түзіледі. Бұл жағдайда әрбір сызықта екі сан жинағы болады: аралық нүктелердің координаттар жұбы және желі нөмірлері. Сонымен қатар әрбір доғада өзінің сәйкестендіру коды болады, ол қандай желілердің басталуын және аяқталуын көрсету үшін қолданылады.
Векторлық үлгілердің басқа да модификациялары жасалған, соның ішінде беттердің үлгілерін ұсыну үшін арнайы векторлық үлгілер бар, олар бұдан әрі қарастырылатын болады.
Растрлық үлгілер екі жағдайда қолданылады. Бірінші жағдайда - жергілікті жердің бастапқы көріністерін сақтау үшін. Екінші жағдайда тұтынушыларды жекелеген кеңістіктік объектілер емес, шұғыл талдау немесе көрнекілеу үшін әртүрлі сипаттамалары (биіктік белгілер немесе тереңдік, топырақтың ылғалдылығы және т.б.) бар кеңістік нүктелерінің жиынтығы қызықтырған кезде тақырыптық қабаттарды сақтау үшін.
Растрдың кейбір ұяшықтарының мәндерін, олардың атрибуттарын және қабаттар мен аңыздардың атауларын сақтаудың және адресациялаудың бірнеше тәсілдері бар.
Растрлық үлгілерді қолданған кезде топтық кодтау, блоктық кодтау, тізбектік кодтау және квадроағаш түрінде ұсыну тәсілдері әзірленген растрлық мәліметтерді сығу мәселесі өзекті болып табылады.
3.4 Мәліметтер форматы
Мәліметтер форматы ақпараттарды қатты дискіде сақтау тәсілін, сонымен қатар оны өңдеу механизмін белгілейді. Мәліметтер үлгілері және форматы белгілі бір мөлшерде өзара байланысты болып келеді.
Мәліметтер форматының көп мөлшері бар. Көптеген ГАЖ растрлық мәліметтерді (TIFF, JPEG, GIF, BMP, WMF, PCX) сақтаудың негізгі форматтарын, сонымен қатар растрлық көріністердің шынайы географиялық координаттарға байланымы туралы ақпараттарды беруге мүмкіндік беретін GeoSpot, GeoTIFF мәліметтерді және ақпараттарды қысу үшін MrSID мәліметтерді қолдайды. Векторлық форматтар арасында ең көп таралғаны - DXF.
Барлық жүйелер негізгі алмасу форматтары: SHP, E00, GEN (ESRI), VEC (IDRISI), MIF (MapInfo Corp.), DWG, DXF (Autodesk), WMF (Microsoft), DGN (Bentley) арқылы көптеген ГАЖ және САПР бірге кеңістіктік ақпараттарды алмасуды (экспорт және импорт) қолдайды. Тек негізінен кейбір отандық жүйелер ресейлік алмасу форматтарын - F1M (Роскартография), SXF (Әскери-топографиялық қызмет) қолдайды.
Бір компьютерлік операцияларды тиімді жүзеге асыру үшін көбінесе векторлық форматты, ал басқалар үшін растрлық форматты таңдайды. Сондықтан кейбір жүйелерде белгілі бір форматта мәліметтерді манипуляциялау және векторлық форматты растрлық форматқа түрлендіру қызметі және керісінше растрлық форматты векторлық форматқа түрлендіру мүмкіншілігі іске асырылады.
3.5 Мәліметтер базасы және оларды басқару
Кеңістіктік объектілер туралы сандық мәліметтердің жиынтығы көптеген кеңістіктік мәліметтерді түзеді және мәліметтер базасын құрайды.
Мәліметтер базасы (МБ) - мәліметтерді жалпы сипаттау, сақтау және манипуляциялау принциптерін белгілейтін белгілі бір ережелер бойынша ұйымдасқан мәліметтердің жиынтығы.
МБ құру және оларға жүгіну (сұраныс бойынша) мәліметтер базасын басқару жүйесінің көмегімен іске асырылады (МББЖ).
Мәліметтер базасы элементтерінің логикалық құрылымы МБ таңдалынған үлгісімен белгіленеді. МБ ең көп таралған үлгісіне иерархиялық, желілік және реляциялық және объектілік-бағдарлық үлгілері жатады.
Иерархиялық үлгілер ағаш түріндегі құрылымды ұсынады, бұл жағдайда әрбір жазба одан жоғары деңгейде тұрған бір жазбамен ғана байланысты болады.
Мұндай жүйе өсімдіктер мен жануарлардың жіктелу жүйесін жақсы бейнелеуге ыңғайлы. Сондай-ақ мысал үшін ДК дискілерінде ақпараттарды сақтау құрылымын жатқызуға болады. Мұндай үлгінің басты түсінігі - деңгей. Деңгейлердің саны және олардың құрамы МБ құрастыру кезінде қабылданған жіктелуге тәуелді. Мұндай жазбаларға қол жеткізу белгілі бір қатаң тәртіп бойынша желілер тізбегі арқылы өту тәсілімен іске асырылады. Мұндай құрылым кезінде қажетті мәліметтерді іздестіру жеңіл іске асырылады, бірақ егер сипаттама толық болмаса немесе қандай да бір іздестіру критерийі қарастырылмаса, онда мүмкін болмайды. Жеткілікті қарапайым тапсырма үшін мұндай жүйе тиімді, дегенмен сұраныстарды шұғыл өңдеу арқылы күрделі жүйелерде қолдану үшін бұл жарамсыз деуге болады.
Желілік үлгілер иерархиялық үлгілердің кейбір кемшіліктерін жою үшін жасалған. Желілік үлгіде әрбір жазба әрбір желіде басқа бірнеше желілермен байланыста болуы мүмкін. Желілік құрылымның құрамына кіретін жазбаларда олармен байланысты басқа жазбалардың орналасқан орнын белгілейтін көрсеткіштер болады. Мұндай үлгі мәліметтерге қол жеткізуді жылдамдатуға мүмкіндік береді, бірақ база құрылымын өзгерту біршама күш пен уақытты қажет етеді.
Реляциялық үлгілер сәйкестендіру кестелеріндегі мәліметтерді жинайды. Кестелерге МБ ішіндегі бірегей атау беріледі. Әрбір баған - бұл ондағы атрибуттарда сәйкес құрамдасы бар атаулы өріс. Кестедегі әрбір жол файлдағы жазбаға сай келеді. Қандай да бір өріс бірнеше кестелерде болуы мүмкін. Кестелердегі жолдар ретсіз болғандықтан, бір немесе бірнеше бағандар белгіленеді, олардың мәні әрбір жолды бір мағыналы сәйкестендіреді. Мұндай баған бастапқы кілт деп аталады. Кестелердің өзара байланысы сыртқы кілттермен қолданады. Мәліметтерді манипуляциялау кестені тудыратын операциялардың көмегімен іске асырылады. Тұтынушы базаға жаңа мәліметтерді оңай енгізе алады, жекелеген өріс пен жазбаны таңдай отырып, кестелерді араластыра алады және экранға шығару үшін жаңа кестелерді құра алады.
Объектілік-бағдарлық үлгілерді егер белгілі бір объектінің геометриясы бірнеше қабатты қамтуға қабілетті болса қолданады, мұндай объектілердің атрибуттары мұраға қалдырылуы мүмкін, оларды өңдеу үшін ерекше тәсілдер қолданылады.
Кестелерге орналастырылған мәліметтерді өңдеу үшін мәліметтер туралы қосымша ақпараттар қажет, оларды метамәліметтер деп атайды.
Метамәліметтер - мәліметтер туралы мәліметтер: каталогтар, анықтамалықтар, реестрлер және сандық мәліметтер жинағын сипаттаудың басқа нысандары.
4 дәріс. ГАЖ АСПАПТЫҚ ҚҰРАЛДАРЫ
4.1 Мәліметтерді енгізу тәсілдері
Қолданылатын техникалық құралдарға сәйкес мәліметтерді енгізудің екі тәсілін қарастырады: дигитализация және векторизация. Кеңістіктік мәліметтерді қолмен енгізу үшін дигитайзер қолданылады. Ол электрондық ұяшығы бар планшеттен (үстелше) тұрады, оған курсор деп аталатын құрал қосылған. Курсор графикалық манипулятор - тышқан түрінде болып келеді, мұнда мөлдір пластинкаға салынған визир болады, оның көмегімен оператор картаның жекелеген элементтеріне нақты дәлдеуге болады. Курсорға түймелер орналастырылған, олар аумақ сызықтарының немесе шекараларының басталуын және аяқталуын белгілеуге мүмкіндік береді, түймелердің саны дигитайзер күрделілігінің деңгейіне байланысты болады. Дигитайзер әртүрлі форматта болады және 1,5 м қашықтықта 0,08 мм жалпы дәлдікпен 0,03 мм шешілімді қамтамасыз етеді. Сызықтарды автоматтық қадағалауды қамтамасыз ететін автоматтандырылған дигитайзер болады.
Мәліметтерді енгізу үшін ең көп таралғаны - сканер. Олар картаның растрлық көрінісін компьютерге енгізуге мүмкіндік береді. Сканерлердің әртүрлі типтері болады, олар келесілер бойынша ерекшеленеді: бастапқы материалды беру тәсілі бойынша (планшеттік және созылымдық (барабан типті); ақпаратты салыстырып оқу тәсілі бойынша (сызыққа немесе көрініске жұмыс істейтін); радиометриялық шешілім немесе түстің қанықтылығы бойынша; оптикалық (немесе геометриялық) шешілім бойынша. Соңғы сипаттама сканермен көрсетілетін бейне элементінің минималды өлшемімен белгіленеді.
Компьютер экранындағы растрлық көріністің сандық процесі векторизация деп аталады. Векторизацияның үш тәсілі бар: қол күшімен, интерактивтік және автоматтық. Қол күшімен векторизациялау кезінде оператор көріністегі әрбір объектіні тышқанмен белгілейді, интерактивтік кезінде - операциялардың бір бөлігі автоматты түрде жүргізіледі. Мысал үшін, көлденеңді векторизациялау кезінде бастапқы нүктені және сызықты бақылау бағытын беру жеткілікті, одан әрі векторизатор өзі сызықтың үзілуі сияқты белгісіз жағдай кездескенше бұл сызықты қадағалай алады. Интерактивтік векторизация мүмкіншіліктері бастапқы материалдың сапасымен және картаның күрделілігімен тікелей байланысты. Автоматтық векторизация арнайы бағдарламаның көмегімен оны кейіннен редакциялау арқылы растрлық форматтан векторлық форматқа тікелей алмастыруды қарастырады. Ол ең ұтқыр бағдарламаның өзі объектіні дұрыс тани алмаған кезде, мысалы, символды нүктелер тобы деп қабылдағанда және т.с.с. жағдайларда қажет.
4.2 Бастапқы мәліметтерді түрлендіру
Бастапқы карталарды сканерлеу белгілі бір картографиялық проекцияда және координаттар жүйесінде құрылған. Сандау кезінде бұл күрделі проекция кеңістіктік координаттар жинағына біріктіріледі. Сондықтан картаны оның бастапқы проекциясына түрлендіру қажет. Бұл үшін ГАЖ-ға қолданылатын проекциялар туралы мәліметтер енгізіледі (әдетте ГАЖ проекциялардың көп санымен жұмыс істеуге мүмкіндік береді) және бірқатар түрлендірулер іске асырылады. Олардың ішінде көбінесе бір мезетте орындалатын үш негізгісі бұл - көшіру, бұру және масштабтау.
Көшіру - бұл барлық сызбалық объектіні координаттық жазықтықтың басқа жеріне жай ғана ауыстыру. Ол объектінің Х және У координаттарына белгілі бір шамаларды қосу арқылы орындалады:
Масштабтау та өте пайдалы, себебі әртүрлі масштабтағы карталар сканерленеді, бұл үшін келесі қатынас қолданылады:
Бұрылу тригонометриялық функцияларды қолдану арқылы орындалады
Барлық қажетті түрлендірулер тірек нүктелердің координаттары бойынша осы үш сызбалық операцияларды қолдану арқылы орындалуы мүмкін.
ГАЖ-да түсірілім кезінде алынатын ҚТ бастапқы материалдары емес, оларды өңдеу кезінде қалыптасқан туынды материалдар қолданылады. Жер серіктерінен алынған мәліметтер радиометриялық және геометриялық бұрмалаушылықтарды, атмосфераның әсерін және т.б. жою үшін алдын ала сандық өңдеуден өткізіледі. Бастапқы көріністердің шолу сапасын жақсарту үшін ашықтық пен қанықтылықты өзгерту, шуларды жою үшін сүзгілеу немесе контурларды және ұсақ бөлшектерді айқындау үшін шаралар қолданылуы мүмкін. Аэрофотосуреттерді қолданған кезде суреттердің еңістік бұрышынан және жер бетінің бедерінен пайда болатын бұрмалаушылыққа назар аудару қажет, олар трансформалау немесе ортофототрансформалау процесінде жойылуы мүмкін.
4.3 Қашықтан алдын ала тексеру мәліметтерін енгізу
Кеңістіктік талдау құралдарына тұтынушының сұраныстарын өңдеген кезде орындалатын кеңістіктік және атрибутивтік мәліметтерді манипуляциялаудың әртүрлі шаралары жатады. Оларға мысал үшін, сызбалық объектілерді салу операциялары, берілген белгілер бойынша желілік құрылымдарды талдау құралдары немесе объектілерді бөлу құралдары жатады.
Әрбір ГАЖ-пакетке тұтынушының өзіндік тапсырмаларын шешуді қамтамасыз ететін кеңістіктік талдау құралдарының өзіндік жинағы тән, сонымен қатар бір мезетте әрбір ГАЖ-пакетке тән бірқатар негізгі функцияларды бөліп қарастыруға болады. Бұл ең алдымен тапсырылған шарттарға байланысты объектілерді таңдауды және біріктіруді ұйымдастыру, есептеу геометриясының операцияларын іске асыру, салуды талдау, буферлік аумақтарды тұрғызу, желілік талдау.
Сұраныс бойынша объектілерді таңдау: сұраныстың ең қарапайым нысанына экранда курсормен көрсетілген объектінің сипаттамаларын алу және берілген атрибуттары бар объекті көрсетілген кездегі кері операция жатады. Одан күрделі сұраныстар объектіні бірнеше белгілер бойынша таңдауға мүмкіндік береді, мысалы, бір-біріне сәйкес, бірақ әртүрлі қабаттарда орналасқан объектілерді бір-бірінен алшақтық белгілері бойынша және т.б.
Белгілі бір шарттарға сәйкес мәліметтерді таңдау үшін SQL- сұраныстар қолданылады. Әртүрлі күрделіліктегі сұраныстарды орындау үшін кеңістіктегі өзара орналасуының негізінде объектіні таңдауға мүмкіндік беретін математикалық және статистикалық қызметтердің сұраныстарын құрастыру кезінде, сонымен қатар географиялық операторларды қолдану мүмкіншіліктер іске асырылады (мысалы, талданатын объектінің басқа объектінің ішінде орналасқандығы немесе онымен қиылысатындығы).
Мәліметтерді жинақтау белгілі бір атрибут мәндерінің теңдігі бойынша, соның ішінде аумақты алдын ала тексеру үшін жүргізілуі мүмкін. Топтаудың тағы бір тәсілі - бір тақырыптық объектілерді олардың басқа тақырыптық қабаттардың полигональды объектілердің ішінде орналасуына сай біріктірілуі.
Геометриялық қызметтер: оларға объектілердің геометриялық сипаттамаларының есептеулері немесе олардың кеңістіктегі өзара орналасуы жатады, бұл кезде жазықтықтағы және кеңістіктегі сараптамалық геометрия формулалары қолданылады. Мысалы, алаңдық объектілер үшін олардың алып жатқан алаңдары немесе шекаралардың периметрлері есептеледі, желілік үшін - ұзындықтар, сонымен қатар объектілер арасындағы қашықтық және т.б.
Оверлейлі операциялар (қабаттарды топологиялық салу) ең көп таралған және тиімді құралдардың бірі болып табылады. Екі тақырыптық қабаттарды салу нәтижесінде бастапқы қабаттардың сызбалық композициясы түрінде қосымша қабат түзіледі. Талданатын объектілердің әртүрлі типтерге (нүкте, сызық, полигон) жататындығын ескерсек, талдаудың әртүрлі нысандары болуы мүмкін: нүктеге нүкте, полигонға нүкте және т.б. Полигондардың біріктірілуі ең жиі талданады.
Буферлік аумақтарды салу. Объектілердің жақындығын талдау құралдарының біріне буферлік аумақты салу жатады. Буферлік аумақтар - бұл бастапқы объектінің шекараларынан белгілі бір қашықтықта салынған шекаралары бар аудан (полигон). Мұндай аумақтардың шекаралары сәйкес атрибутивтік сипаттамаларды талдау негізінде есептеледі. Бұл кезде буферлік аумақтың ені тұрақты, сонымен қатар ауыспалы да болуы мүмкін. Мысалы, электромагниттік сәулелену көзінің маңайындағы буферлік аумақтың пішіні домалақ болса, жел бағытын ескеру арқылы зауыттың түтін құбырынан ластану аумағының маңайындағы буферлік аумақтың пішіні эллипс сияқты болуы мүмкін.
Желілік талдау тұтынушыға байланыстық желілік объектілердің (жолдар, электр берілісінің желілері және т.б.) кеңістіктік желілерін талдауға мүмкіндік береді. Әдетте желілік талдау ең тиімді, жақын жолды анықтау үшін, желіге түсетін кернеу деңгейін анықтау үшін, берілген мекенжай бойынша объектінің мекенжайын және маршрутын анықтау үшін және т.б. үшін қызмет етеді.
Объектілердің кеңістіктік таралымын талдау. Көптеген жағдайларда объектілердің алып жатқан кеңістік көлемін ғана емес, сонымен қатар объектілердің кеңістікте орналасуын да білген жөн, ол белгілі бір аумақтағы объектілердің мөлшерімен, мысалы, халық санының таралымымен сипатталуы мүмкін. Нүктелік объектілердің таралымын талдау тәсілі ең көп таралған. Нүктелік таралым шамасына тығыздық жатады. Ол нүктелер санын олар орналасқан аумақ алаңындағы мәндерге бөлу нәтижесі ретінде анықталады. Таралым тығыздығынан басқа таралым нысанын бағалауға болады. Нүктелік таралымдар ықтимал төрт нұсқаның біреуінде кездеседі: біркелкі (егер әрбір шағын аумақшадағы нүктелер саны басқа кез келген аумақшадағы нүктелер санына тең болса), тұрақты (егер барлық аумақ бойынша біркелкі интервалмен бөлінген нүктелер желінің түйіндерінде орналасса), кездейсок, кластерлік (егер нүктелер тығыз топтарға жинақталса).
Нүктелік таралымдар аумақшалар шегіндегі нүктелер санымен ғана сипатталмайды. Көбінесе нүктелер жұбының ішіндегі дербес қатынастар талданады. Бұл статистикалық көрсеткішке есептеуге барлық ықтимал жақын нүктелер жұбының арасынан ең жақын көршілес нүктелерге дейінгі орташа қашықтықты анықтау кіреді. Аталмыш тәсіл таралымдағы нүктелердің ыдыраңқылық шамасын бағалауға мүмкіндік береді.
Сызықтардың таралымы да тығыздық бойынша бағаланады. Әдетте әртүрлі географиялық аумақтарды салыстыру үшін орындалады, мысалы, гидрографиялық желінің қоюлығы бойынша. Сызықтар да жақындық және ықтимал қиылысу бойынша бағаланады. Басқа маңызды сипаттамаларға бағдарлық, бағыттық және байланыстылық жатады.
Полигондардың таралымын талдау нүктелердің таралымын талдауға ұқсас, бірақ тығыздықты бағалау кезінде алаң бірлігіндегі полигон саны емес, полигон алып жатқан алаңның қатыстық үлесі анықталады.
4.4. Визуализация құралдары
Визуализация (сызбалық жаңғырту, бейнелеу) - суреттерді тудыру, соның ішінде картографиялық көріністерді және бейнелеу құралдарында басқа сызбаларды (әсіресе мониторда) арнайы алгоритмдердің көмегімен бастапқы сандық мәліметтерді түрлендіру негізінде тудыру.
Географиялық ақпараттарды ұсынудың ең ықшам және әдеттегі тәсіліне карталар жатады.
Электрондық карта (ЭК) - сандық карталардың немесе ГАЖ мәліметтер базасының негізінде мониторға визуализацияланған картографиялық бейнелер.
Электрондық атлас (ЭА) - электрондық карта нысанындағы визуализация жүйесі, электрондық картаға функционалды ұқсас электрондық картографиялық туынды. Карталардың растрлық көріністерін, картографиялық визуализаторларды, үстелдік картографиялау жүйелерін кадрлық көруді қамтамасыз ететін картографиялық браузерлер типін бағдарламалық қамсыздандырумен қолданады. Картографиялық көріністерден және аңыздардан басқа электрондық атластарға әдетте ауқымды мәтіндік түсініктемелер, кестелік мәліметтер, ал мультимедиялық электрондық атластарға - анимациялар, бейнеқатарлар және дыбыстық сүйемелдеу кіреді.
Объектілердің әртүрлі сипаттамалары (атрибуттары) немесе олардың арақатынастары бар кестелер мен сызбалар өз бетінше немесе басқа визуализация құралдарына қосымша ретінде қолданылуы мүмкін.
Анимация динамикалық процестерді көрсету үшін қолданылады, яғни суреттелген статистикалық көріністерді (кадрларды) кезекпен көрсету, нәтижесінде көріністердің үздіксіз ауысым иллюзиясы құрылады.
ГАЖ-да деректерді талдау нәтижелерін көрсету үшін тақырыптық карталарды жасау кезінде қолданылатын бірқатар тәсілдер іске асырылды.
Өлшемдік таңбалар (таңбалар) әдісі - объектілердің талданатын сипаттамалары көлемі сандық ақпаратты, ал нысаны мен түсі сапалы ақпаратты беретін арнайы таңбалармен бейнеленеді.
Сапалық немесе (сандық Фон) тәсілі-бұл жағдайда жақын мәндермен деректер топталады және құрылған топтарға белгілі бір түстер, символдар немесе сызықтардың түрлері беріледі.
Нүктелік әдіс-бейнелеу құралы-бірдей мөлшердегі нүктелер, олардың әрқайсысы сандық көрсеткіштің белгілі бір мәні бар.
Бағаналы және шеңберлі локализацияланған диаграммалар - бірнеше сипаттамалардың арақатынасын көрсетуге мүмкіндік береді,бұл ретте диаграммалардың географиялық байлануы болады (мысалы, бақылау бекетін орналастыру нүктесінде ластаушы заттардың арақатынасын көрсетеді).
Оқшаулау әдісі-әртүрлі көрсеткіштерді көрсетудің кең таралған тәсілдерінің бірі. Олардың көмегімен изогипс карталарын (топографиялық және гипсометриялық), изотерм, изобар, изобар, изокоррельт және т. б. карталарын қалыптастырады.)
Бұл ретте екі оқшаулама тобы ажыратылады: шынайы оқшауламалар (қандай да бір көрсеткіштің үздіксіз өзгеруін сипаттайды, оларға горизонталь жатады) және статистикалық табиғаты бар деректерді бейнелейтін (мысалы, шығарындылар көздерінен Дискреттік мәндер) жалған оқшауламалар. Оқшауламаны ұсыну үшін әртүрлі бейнелеу құралдары қолданылады: әртүрлі типтегі сызықтар, қалыңдығы және түсі, оқшаулардың арасындағы аралықтардың реңін қабаттап түспен бояу (немесе штриховка).
Беттердің үш өлшемді бейнесі (3D-бет) - сымды диаграммалар түріндегі беттердің сандық көлемді көрінісі құралы, бұл ретте проекцияның әртүрлі түрлері қолданылады, бұл ретте суретті қарапайым графикалық интерфейсті пайдалана отырып бұруға және көлбеуге болады.
Жер бедерін бейнелеу үшін ЦМР деректері бойынша растрлық бейнелер құрылуы мүмкін.
Растрлық бет (сурет) - Grid-модель бойынша қалыптасады, бұл ретте әрбір пикселге тиісті тор ұяшығының биіктігіне пропорционалды мән беріледі.
Көлеңкелі рельеф (рельефтің аналитикалық жуылуы) - ЦМР-ның растралық бейнеленуі, оны қалыптастыру кезінде Grid-модель торының әрбір учаскесінің биіктігінен басқа беткейлердің жарықтандырылуы ескеріледі.
3D - беттерді басқа тақырыптық қабаттармен біріктіру мүмкіндігі іске асырылды. 3D-беттер жергілікті жер нысандарының шынайы көрінуіне жету үшін картографиялық немесе ортоизображениямен біріктіріледі.
Жергілікті жердің виртуалды моделі (ВММ) - жер бетінің бедері, оның спектралды жарықтары және осы аумақта орналасқан объектілер туралы ақпаратты қамтитын жергілікті жердің моделі интерактивті визуализацияға арналған. ММЖ жергілікті жерде болу әсерін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді, бақылаушы берілген координаттары бар нүктеде тұрған кезде үш өлшемді статикалық сахна (3D-көрініс) түрінде немесе жергілікті жердің үстінен ұшу имитациясы режимінде көрсетілуі мүмкін.
ДӘРІС 5 ГАЖ-ҚОСЫМШАЛАР
5.1. ГАЖ бағдарламалық қамтамасыз ету
ГАЖ-ға қойылатын талаптар бағдарламалық ГАЖ-ны әзірлеу және енгізу процесіне әсер етеді. Басқа ақпараттық технологияларға ұқсас ГАЖ жұмыс процестері мен кез келген ұйымның бизнес талаптарын қолдау үшін оның негізінде құрылған қосымшаларды енгізудің қарапайымдылығын қамтамасыз етуі тиіс. Бұл географиялық деректер жиынтығының әртүрлі типтерін, деректерді басқарудың дамыған аспаптық құралдарын, оларды редакциялау, талдау және визуализациялауды қолдайтын бағдарламалық қамтамасыз етудің базалық платформасын құру есебінен қол жеткізіледі.
Бұл контексте, ГАЖ бағдарламалық қамтамасыз етуі қазіргі заманғы көп қолданушылық жүйелер қалыптасатын ИТ-инфрақұрылым ретінде қарастырылады. ГАЖ платформасы осы кең көріністі қолдау үшін қажетті барлық мүмкіндіктерді беруі тиіс.
Оларға жатады:
* барлық географиялық объектілерді сақтау және басқаруға арналған географиялық деректер базасы
* географиялық ақпаратты үлестірілген басқару және оны бірлесіп пайдалану үшін Web желісі
* үстел және серверлік қосымшалар:
- деректерді құрастыру,
- ақпараттық сұраныстар,
- кеңістіктік талдау және геодеректерді өңдеу,
- картографиялық өнімдерді жасау,
- растрлық бейнелерді визуализациялау және зерттеу,
- ГАЖ деректерін басқару;
* модульдік бағдарламалық компоненттер (engines-қозғалтқыштар) ГАЖ-логиканы басқа қолданбаларға және арнайы пайдаланушы бағдарламаларға кірістіру;
* көп деңгейлі және орталықтандырылған ГАЖ-жүйелері үшін географиялық ақпараттық сервистер.
5.2. Бағдарламалық құралдарға қысқаша шолу
ГАЖ кәсіби деңгей ретінде, сонымен қатар мамандандырылған деңгей ретінде де қолданылады. Бағдарламалық өнімдер модульдік принцип негізінде қалыптасады. Әдетте базалық модуль және кеңейту модулі (немесе қосымшасы) болып бөлінеді. Базалық модульде ГАЖ негізгі операцияларын іске асыратын қызметтер бар, соның ішінде мәліметтерді енгізу-шығару, экспорттау және импорттау құралдарын бағдарламалық қолдау және т.б. Әртүрлі фирмалардың бағдарламалық өнімдерінде ортақ көп нәрсе бар екендігін айта кеткен жөн, себебі өндірушілер бір-бірінен қандай да бір технологиялық әзірлемелерді алуға мәжбүр. Қазіргі уақытта нарықта 20 жуық жақсы мәлім ГАЖ-пакеттер бар, оларды жартылай функционалдық пакеттерге жатқызуға болады.
Жартылай функционалдық ГАЖ қасиеттерін сипаттай келе, олардың ортақ қасиеттерін байқауға болады. Барлық жүйелер Windows платформасында жұмыс істейді. Тек олардың кейбіреуінде ғана басқа операциялық жүйелердің басқаруымен жұмыс істейтін нұсқалар бар (Горизонт - MS DOS, Unix, Linux, MC BC, Free BSD, Solaris, ИНТРОС; ПАРК - MS DOS; Arc GIS Arc Info-Solaris, Digital Unix, AIX және басқалар; ArcView GIS - Unix).
Барлық жүйелер негізгі ауысымдық форматтар арқылы көптеген ГАЖ және САПР кеңістіктік ақпараттар алмасуды (экспорт және импорт) қолдайды.
Атрибутивтік ақпараттармен жұмыс істеу мүмкіншілігі одан да артық біртекті болып табылады. Көптеген жүйелер ODBC, BDE драйверлер арқылы барлық негізгі МББЖ жұмыстарын қамтамасыз етеді. Бірінші қолданатын және қолданылатын МББЖ қатарында Oracle тұр.
Көптеген басымшылық жағдайда заманауи жартылай функционалдық ГАЖ өзінің мүмкіншіліктерін кеңейтуге мүмкіндік береді. Мүмкіншіліктерді кеңейтудің негізгі тәсіліне DLL және OCX-кітапхананы (ActiveX) қосу арқылы жоғарғы деңгейлі тілдерде бағдарламалау жатады (MS Visual Basic, MS Visual C++, Borland Delphy, Borland C++ Builder). Әрине ерекше жағдайлар да болады. MapInfo Professional сияқты жүйелерді Map Basic қолданса, ал AricView GIS жүйелерді - Avenue қолданады.
Әртүрлі себептерге байланысты шетелдік ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz