Ғарыштық мониторинг технологиялары

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі

Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық Университеті

Каримова Данагуль Бауыржановна

Агроөнеркәсіптік кешен мәселелерін шешуге арналған деректерді интеллектуалды өңдеумен ғарыштық бақылау

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

мамандығы 5В070400 - Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету

Нұр-Сұлтан 2022
Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі
Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық Университеті

Қорғауға жіберілді
Кафедра мең. __________________
________________________ Т.А.Ә

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Агроөнеркәсіптік кешен мәселелерін шешуге арналған деректерді интеллектуалды өңдеумен ғарыштық бақылау

мамандығы 5В070400 - Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету

Орындаған: Каримова Данагуль Бауыржановна

Ғылыми жетекшісі:
Жетекшінің Т.А.Ә

Нұр-Сұлтан 2022
МАЗМҰНЫ

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
1 Ғарыштық мониторинг технологиялары ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1.1 Ғарыштық мониторинг жүйелері: міндеттері, маңызды аспектілері. Негізгі ақпараттар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8
1.2 Ғарыштық мониторинг технологияларын ауыл шаруашылығында қолдану ... ... ... ... .12
1.3 Мониторинг жүйелерінің негізгі функциялары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...16
2 Мониторинг мәселесін шешу технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
2.1 Ауыл шаруашылығындағы алқаптардың мониторингі: алынған деректерді қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .31
2.2 Google Maps карта қызметі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..27
3 Агроөнеркәсіптік мәселелерді шешуге арналған веб-сайтты әзірлеу ... ... ...45
3.1 Негізгі компоненттердің сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4 5
3.2 Сайт құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .50
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 55
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 58
Қосымшалар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 60

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
1 Ғарыштық мониторинг технологиялары ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1.1 Ғарыштық мониторинг жүйелері: міндеттері, маңызды аспектілері. Негізгі ақпараттар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8
1.2 Мониторинг жүйелерінің негізгі функциялары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...16
1.3 Ғарыштық мониторинг технологияларын ауыл шаруашылығында қолдану ... ... ... ... .12
2 Мониторинг мәселесін шешу технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
2.1 Ауыл шаруашылығындағы алқаптардың мониторингі: алынған деректерді қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .31
2.2 Google Maps карта қызметі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..27
3 Агроөнеркәсіптік мәселелерді шешуге арналған веб-сайтты әзірлеу ... ... ...45
3.1 Негізгі компоненттердің сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4 5
3.2 Сайт құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .50
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 55
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 58
Қосымшалар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 60

Кіріспе

Техникалық. прогрестің дамуы бізді адам қызметінің барлық салаларына заманауи технологияларды енгізуге мәжбүр етеді. Қазіргі агроөндірісте ауыл шаруашылығы тауарларын өндірушілерге көмек көрсету үшін қазіргі уақытта спутниктік навигация базасында әртүрлі "ғарыштық" технологияларды қолдану кеңінен таралуда.
Негізінде "Мониторинг" термині ағылшын тіліндегі әдебиеттерден алынған, онда ол "уақыт өте келе бір нәрсенің өзгеруін бақылау" дегенді білдіреді. Көп жағдайда мониторинг объектінің динамикалық ерекшелігін зерттеу және өзгерістерді болжау мақсатында уақыт өте келе өзгеруін бақылауға бағытталған әрекеттер жиынтығы ретінде қарастырылады. Яғни, болжам мониторинг тұжырымдамасына кірмейді, тек оның мақсаты болып табылады. Ауыл шаруашылығы жерлеріне мониторинг жүргізу кезінде олардың өзгеруін қадағалау керек екенін түсіну қажет.
Ғарыштық мониторинг - Жерді ғарыштан, қашықтықтан зондтау және ГАЖ пайдалану арқылы жер ресурстарының жай-күйін жүйелі бақылау әдісі болып табылады. Ғарыштық мониторинг технологиялары ауыл шаруашылығы қызметінің түрлі аспектілерін тиімді қадағалауға мүмкіндік береді. Ғарыштық түсірілім ауыл шаруашылығы алқаптарына түгендеу жүргізуді, әр түрлі сатылардағы ауыл шаруашылығы дақылдарының жай-күйін жедел бақылауды қамтамасыз етеді, жер ресурстарының тозу процестерін анықтауға, дақылдар үшін әлеуетті қауіптерді анықтауға және агроөнеркәсіптік кешеннің көптеген басқа да міндеттерін шешуге мүмкіндік береді. Ғарыштан ауылшаруашылық жерлерінің суреттері жерді түгендеуге, дақылдарды әртүрлі кезеңдерде бақылауға және көптеген тақырыптық мәселелерді шешуге мүмкіндік береді. Ғарыштық мониторинг қызметтері кез келген учаскеден белгіленген кезеңділікпен нақты деректерді алуға көмектеседі.
Қазіргі заманғы ауылшаруашылық өндірісі - бұл үлкен шығындар мен дағдыларды қажет ететін күрделі жұмыс. Көп жағдайда мониторинг оның динамикасының ерекшелігін және өзгерістердің болжамын зерттеу үшін уақытында өзгерісті бақылауға бағытталған іс-шаралар жиынтығы ретінде қарастырылады. Негізгі ақпарат көздерінің бірі, ол жерді қашықтықтан зондтау деректері болып табылады. Бірақта айта кету керек, қазіргі уақытта дақылдарды бақылау үшін тек төмен және орташа рұқсаттағы деректер мен суреттер қолданылады. Жоғары рұқсаттағы деректер негізінен тестілік немесе репрезентативтік учаскелердегі егіс алқаптарын анықтау үшін пайдаланылады және мұндай негіздегі мониторинг бүкіл ел аумағын қамтымайды.
Ауыл шаруашылығының статистикалық жұмыстары үшін зондтау әдістерін және геоақпараттық жүйелер (ГАЖ) технологиясын қолданылады. Агроөнеркәсіптік кешен (АӨК) ақпараттық қамтамасыз етудің бірыңғай жүйесінің және оның ақпараттық-телекоммуникациялық жүйесінің құрамдас бөлігі болып табылады. АӨК жерлерін қашықтықтан мониторингтеу жүйесі ГАЖ негізінде кеңістіктік деректерді өңдеумен байланысты және ауыл шаруашылығы қызметі үшін маңызы бар міндеттерді шешуге бағытталған.

ГАЖ технологияларын қолдану аймақтық және жергілікті басқару деңгейлерінің мәселелерін шешуге, сонымен қатар кәсіпорындар мен ұйымдардың шаруашылық қызметі туралы аналитикалық ақпаратты өңдеуге мүмкіндік береді. Ғаламдық спутниктік навигациялық жүйелер (ресейлік ГЛОНАСС және американдық GPS) жеке объектілердің жер учаскелерінде орналасқан жерді, сондай-ақ олардағы адамдардың, жұмыс машиналарының, көліктердің және т.б. қозғалысын жоғары дәлдікпен (1 м дейін) анықтауға мүмкіндік береді.
Қазіргі уақытта БиоСфера жағдайының өзгеруін бақылау жер серіктерінің көмегімен жүзеге асырылады. Планетаның барлық аймақтарында табиғи орта жағдайларын бақылау жүйесі өте қарқынды дамып келеді. АҚШ - та 5290 жергілікті Бақылау бекеттері және 490 жалпыұлттық мониторинг бекеттері, Жапонияда - 1532 жерүсті бекеттері, Францияда-2 мыңнан астам түрлі аспаптары бар 120 бекет жұмыс істейді. Қазақстанда "KazEOSat" Жерді қашықтықтан зондтаудың 2 спутнигі жұмыс істейді.
Қазақстанда соңғы бірнеше жылда ғарыштан түсірілген суреттерді пайдалану бойынша елеулі жұмыс жүргізілуде. Ғарыш деректерін пайдаланудың маңызды мақсаттарының бірі республиканың экологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз ету болып табылады.

Ғарыштық мониторинг технологиялары

Ғарыштық мониторинг жүйелері: міндеттері, маңызды аспектілері. Негізгі ақпараттар

2005 жылдан бастап қоршаған орта жай-күйінің автоматты режимдегі өзгерістеріне мониторинг жүргізу мақсатында, сондай-ақ қоршаған ортаны қорғау бойынша басқарушылық шешімдер қабылдауды қамтамасыз ету үшін өндірістік экологиялық мониторинг жүйесінің құрамдас бөлігі ретінде аэроғарыштық экологиялық мониторинг жүйесі құрылды және жұмыс істейді. Аэроғарыштық экологиялық мониторингтің бұл жүйесі геоақпараттық технологияларды қолдануға, ғарыш түсірілімдерін қабылдау және өңдеу жөніндегі қазіргі заманғы арнайы жабдықтар мен математикалық бағдарламаларды пайдалануға негізделген және барлық экологиялық деректерді тұрақты жинақтауға, талдауға және жинақтауға, сондай-ақ экологиялық жағдайды модельдеуге мүмкіндік береді. Бұл үнемі жаңартылып отыратын электронды экологиялық картаны жасауға мүмкіндік берді.

Жер мониторингі - жер қорының сапалық және сандық жай-күйін жедел, мерзімді, болжамды және негізгі (бастапқы) бақылаулар, өзгерістерді уақтылы анықтау, оларды бағалау, жағымсыз табиғи және антропогендік процестердің немесе төтенше жағдайлардың алдын алу және оларды жою жүйесін білдіреді. Жер мониторингі қоршаған табиғи ортаның жай-күйін бақылаудың құрамдас бөлігі және сонымен бірге басқа да табиғи ортаны сақтаудың негізі болып табылады.
Халықаралық ғылыми-техникалық бағдарламаларға сәйкес Қазақстан Республикасы Жердің жаһандық мониторингі жөніндегі жұмыстарға қатыса алады.
Жерге меншік нысанына, жердің нысаналы мақсаты мен пайдаланылу сипатына қарамастан, Қазақстан Республикасының барлық жерлері жер мониторингінің объектісі болып табылады.
Мониторинг жердің нысаналы мақсатының ерекшеліктерін ескере отырып жүргізіледі және жер санаттарына сәйкес келетін ішкі жүйелерге бөлінеді:
Ауыл шаруашылығы мақсатындағы жерлердің мониторингі;
Елді мекендердің (қалалардың, кенттердің және ауылдық елді мекендердің)жер мониторингі;
Өнеркәсіп, көлік, байланыс, қорғаныс және ауыл шаруашылығына арналмаған өзге де жер мониторингі;
Ерекше қорғалатын табиғи аумақтар жерлерінің, сауықтыру, рекреациялық және тарихи-мәдени мақсаттағы жерлердің мониторингі;
Орман қоры жерлерінің мониторингі;
Су қоры жерлерінің мониторингі;
Қорық жер мониторингі.
Аумақтық аспектіде жер мониторингі мынадай деңгейлерден тұрады: республиканың, облыстың, ауданның жер қорының, жер иеленулер мен жердің пайдаланылуына мониторинг және жекелеген жер учаскелерінің соңғы мониторингі.
Ғарыштан алынған суреттер негізінде өсімдіктер мен топырақ карталары жасалады. Бұл ғарыш түсірілімдері әртүрлі жобаларды, атап айтқанда қоршаған ортаға әсерді бағалау жобаларын әзірлеу, Бүлінген жерлерді қалпына келтіру жөніндегі жұмыстарды жүргізу, ағаш отырғызу жоспарларын әзірлеу және басқа да мақсаттар үшін пайдаланылады. Жолдар, ірі автомобиль жолдары, құбырлар, ғимараттар мен полигондар сияқты жаңа нысандарды салу кезінде ғарыштан бақылау әдістерін қолдана отырып, қоршаған ортаға әсерді азайтуды басшылыққа алуға болады. Ғарыштан алынған суреттер құрылыс жұмыстарына дейін және одан кейін жер бетінің жай-күйін құжаттауға және жерді пайдалануды жоспарлауға мүмкіндік береді.
Қашықтықтан бақылаудың тағы бір маңызды аспектісі жағалау сызықтарының мониторингі және теңіз жағалауының бүкіл аумағының өсімдік жамылғысын талдау болып табылады. Ғарыштық мониторингтің артықшылықтарының бірі-спутниктер ондаған жылдар бойы тұрақты ақпарат беріп, салыстырмалы дәйекті талдау жүргізуге мүмкіндік береді. Және де мониторингтік жүйе деректерді өңдеумен қоса, келесіде көрсетілгендей, ауыл шаруашылығы қызметі үшін маңызы бар міндеттерді шешуге бағытталады:
мемлекеттік жер кадастрын құру;
жер қоры туралы статистикалық есептілікті жасау;
ауыл шаруашылығы алқаптарының сыртқы белгілері бойынша жай-күйіне мониторинг жүргізу;
егістік жерлердің нақты мөлшерлерін және олардың өнімділігін бағалау;
жергілікті жер бедерін, ауа райы, климаттық және гидрологиялық жағдайларды бағалау;
өсімдік;
егін жинау және дақылдардың өсу динамикасын бақылау;
топырақ құнарлылығын бағалау;
топырақтың кері процестерін анықтау (Топырақ эрозиясы, су тасқыны және т.б.);
дақылдардың зақымдану белгілерін және зиянкестердің таралу аймағын анықтау;
тәуекелдерді анықтау және сақтандыру жарналарын бағалау;
төтенше жағдайлардың салдарын талдау және т. б.

Ғарыштық мониторинг технологиялары ауыл шаруашылығы қызметінің түрлі аспектілерін тиімді қадағалауға мүмкіндік береді. Ғарыштан түсіру ауылшаруашылық жерлерін түгендеуді, әр түрлі сатылардағы дақылдардың жай-күйіне жедел бақылауды жүзеге асыруды қамтамасыз етеді, жер ресурстарының тозу процестерін анықтауға, дақылдарға ықтимал қауіптерді анықтауға және агроөнеркәсіптік кешеннің көптеген басқа міндеттерін шешуге мүмкіндік береді. Ғарыштан алынған ауылшаруашылық жерлерінің суреттері жерді түгендеуге, дақылдарды әртүрлі кезеңдерде бақылауға және көптеген тақырыптық мәселелерді шешуге мүмкіндік береді. Ғарыштық мониторинг қызметтері кез келген учаскеден белгіленген кезеңділікпен нақты деректерді алуға көмектеседі.
Ғарыштық мониторингтің міндеттері агроөнеркәсіптік кешен қызметінің салалары мен бағыттары бойынша топтастырылған:
Ауыл шаруашылығы жерлерін есепке алу және оларды пайдалану:
алқаптар мен жұмыс алаңдарының аудандарын есептей отырып, олардың нақты шекараларын анықтау;
ауыл шаруашылығы жерлерін түгендеу және экспликациялау;
ауыл шаруашылығы мақсатындағы жерлердегі (егістік, шалғындар, бау-бақша, көпжылдық екпелер, тыңайған жерлер және пайдаланылмай жатқан жерлер) жер алқаптарының нақты құрылымын картографиялау;
ауыспалы егістердің картасын жасау, егіс алқаптарының нақты құрылымын анықтау;
пайдаланылмай жатқан жерлерді анықтау, ауыл шаруашылығы жерлерінің ұтымды пайдаланылуын бақылау;
ауыл шаруашылығы алқаптарының ағаштар мен бұталар өсетін аумақтарын анықтау, ауыл шаруашылығы алқаптарының өсіп-өнуін бағалау;
эрозия, батпақтану, жердің тозуының басқа да көріністері байқалған аймақтарды бөлу;
топырақ карталарын жаңарту, топырақ жамылғысының қасиеттерін қашықтан картографиялау (органикалық заттардың құрамы, эрозия процестерінің дамуы, ылғалдану дәрежесі);
ауыл шаруашылығы жерлерін рұқсатсыз пайдалану фактілерін анықтау.
Өсімдік шаруашылығы:
вегетацияның әртүрлі сатыларындағы ауыл шаруашылығы дақылдарының жай-күйін бақылау (биомассаның өсуі, ылғалдылық дәрежесі), оның ішінде өнгіштігін бағалау;
агротехникалық жұмыстарды (жер жырту, жинау) жоспарлау және бақылау;
ауыл шаруашылығы табиғатын пайдалануды жоспарлау кезінде оларды есепке алу мақсатында қолайсыз процестер мен құбылыстарды (су тасқыны, зиянкестер) анықтау және болжау.
Жерді суару және мелиорациялау:
жерді мелиорациялау және ауыл шаруашылығын сумен қамтамасыз ету саласындағы жобалау-іздестіру жұмыстарын ақпараттық қамтамалау;
мелиоративтік және гидротехникалық объектілердің жай-күйін бақылау және мониторингілеу.
Аңшылық шаруашылығы:
жануарлар дүниесі объектілерінің (аңшылық ресурстардың) мекендеу ортасын картаға түсіру, бағалау және мониторингілеу.
Жерге орналастыру жобасы:
жоспарлы-картографиялық негізді дайындау бөлігінде жерге орналастыру жобасын ақпараттық қамтамасыз ету.
Құқықтық аспектілері:
есепке алынбаған егістік алқаптарын анықтау;
ауыл шаруашылығын сақтандыру мақсатында ауыл шаруашылығы дақылдарының және жер алқаптарының жай-күйі туралы нақты ақпаратты алу;
жерді пайдалануға байланысты сот ісін шешу;
ауыл шаруашылығы жерлеріндегі рұқсат етілмеген құрылыс жұмыстары және учаскелерді өз бетінше иелену аймақтарын анықтау.

Ауыл шаруашылығы міндеттерін шешу кезіндегі, Жерді қашықтықтан зондтау (ЖҚЗ) деректерінің негізгі артықшылықтары:
Жеделдік. Өзекті ғарыштық түсірілімдерді түсіруді жүзеге асыруға Тапсырыс орналастырылғаннан кейін бір тәулік ішінде алуға болады.
Объективтілік. Ғарыштық суреттерден алынған ақпарат сенімді априори болып табылады және ауыл шаруашылығы жерлері мен өсімдіктерінің жай-күйінің нақты көрінісін көрсетеді.
Бір реттік және кезеңділік. Жерді қашықтықтан зондтаудың заманауи жерсеріктік жүйелері өте жоғары кезеңділікпен (1 тәулікке дейін) жоғары ажыратымдылықты түсіруді жүзеге асыруға мүмкіндік береді.
Біркелкі. Ғарыштық түсіру деректері спутниктерге орнатылған калибрленген сенсорлардан алынады және олардың өзара үйлесімділігін жақсартуға бағытталған қосымша түрлендірулерді қажет етпейді.
Шолу. Жерді қашықтықтан зондтаудың заманауи спутниктік жүйелері кең аумақтарды бір реттік суретке түсіруге мүмкіндік береді, бұл бір-бірінен айтарлықтай қашықтықта орналасқан өндіріс орындарында бір реттік бақылауларды қамтамасыз етеді.
Ауыл шаруашылығының кең ауқымды қолданбалы міндеттерін шешу.

Ауылшаруашылық жерлерін бақылау маңызды процедура болып табылады. Жердің үлкен аудандарында бақылау жүргізу қажет. Тұрақты мониторинг ауылшаруашылық алқаптарын ауылшаруашылық жұмыстарына жарамды күйде ұстауға көмектеседі. Ғарыштан алынған суреттер жердегі бақылаулар нәтижесінде алынған мәліметтермен бірге қолданылады. Бұл тәсіл ең объективті ақпарат алуға мүмкіндік береді.
Ауыл шаруашылығы саласында тақырыптық міндеттердің бірнеше түрі айқындалды:
ауыл шаруашылығы алқаптарын картографиялау;
ауыл шаруашылығы алқаптары шекараларының өзгеруін айқындау;
ауыл шаруашылығы алқаптарының өсу дәрежесін айқындау;
қараусыз қалған ауылшаруашылық жерлерін анықтау;
топырақтың ылғалдану дәрежесін бағалау.
Қолданбалы есептерді шешу үшін нақты күндерге ЖҚЗ негізінде (объектілерді біржолғы талдау үшін) ғарыштық бейнелер дайын тақырыптық ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.