Жетимекова Гаухар Женисовна, Аяған
Ақниет Маратқызы
Е.А.Бөкетов
атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті,
Қарағанды
қаласы, Қазақстан
Геоақпараттық
жүйелердің қолданылу ерекшеліктері
Түйіндеме
Бұл мақалада геоақпарттық жүйелер,
олардың түрлері, қолданылуы қарастырылған.
Геоақпараттық жүйелердің маңыздылығы,
тиімділігі көрсетілген. Адам өмірінің кез келген саласына
геоақпарттық жүйелердің қажеттілігі жайлы
айтылған.
Кілтті сөздер: геоақпарттық жүйе, геоақпараттық жоба,
геоақапарттық технологиялар.
Қазіргі уақытта ғылымдар жүйесінде ГАЖ технологиясы
өзіне лайықты орнын алуда. Оны географиялық зерттеулерді
информатизациялаудың мақсаты мен міндеттерінен көруге болады.
ГАЖ-дың маңызды міндеттерінің бірі - географиялық
ақпараттардың синтезі мен талдауының көптеген
нұсқаларының орындалуына көмектесетін алгоритмдер мен
бағдарламалық құрал құрудағы
географиялық зерттеулердің автоматтандырылуы.
Соңғы жылдары интернет-технологиялардың дамуы
пайдаланушылар үшін ақпарат алудың жаңа
құралдарын қолдануға үлкен мүмкіндіктер
ашуда, оның ішінде кеңістіктік мәліметтер де бар. XXI
ғасыр - ақпараттық технологиялардың даму кезеңі,
ол қоғамның әр саласында көрініс табуда.
Оның айқын дәлелі ретінде геоақпараттық
технологияларды айтуға болады. Қазіргі кезде
ақпараттардың 80-90% геомәліметтер. Олардың негізінде
геоақпараттық жүйелердің әртүрлі салаларда
қолдануы байқалады. ГАЖ технологиялардың карта
құрастырудағы ерекше орны бар. Карталарды дәстүрлі
түрде құрастырудан гөрі ГАЖ технологияларын
қолдану арқылы жасаған тиімді. Электронды карталарға
деген сұраныс күннен күнге артуда. Ол өзінің
қолданыс ыңғайлылығымен, мәліметтерді
шұғыл түрде өзгерту мүмкіншілігімен, карта
құрастыруда қолданылған мәліметтер
базасының ең сонғы жаңа мәліметтермен
қамтылуы ГАЖ технологияларын қолданып, карта
құрастыруды тиімді әрі ынғайлы етеді.
ГАЖ жүйе ретінде географияны, информатиканы, ақпараттар
жүйесінің теориясын біріктіре отырып, картография және
басқа ғылымдар теориясының тоғысқан жерінде пайда
болды. Ол таным әдісі ретінде жүйелік тұрғыдан электронды
есептеу техникаларының ең жаңа жетістіктерін қолданып
құрылған жүйе. Сондықтан қазіргі
уақытта ГАЖ технологиясының пайдалануы табиғи және
әлеуметтік, экономикалық үрдістер мен
құбылыстарды үлгілейтін, олардың байланысын,
қарым-қатынасын, болашақта дамуын болжайтын және шешім
қабылдап басқаруға арналған жүйе ретінде
маңызды болып отыр. Геоақпараттық
жүйелер - бұл ақпараттарды өңдеуде
қағазсыз технологияға көшудегі прогресс,
ақпаратты басқаруға жаңа мүмкіндіктер беретін
заманауи технологияның жетістігі. ГАЖ нақтылы болып жатқан
ақпаратты тақырыптық қабат ретінде сақтап,
географиялық жағдай негізінде біріктіреді. Қарапайым тілде
ГАЖ мәліметтер базасы мен электрондық картаның байланысы
болып табылады. Оны мәліметтер базасының кеңейтілген
концепциясы, өзінше жаңа деңгей мен интеграциялық
әдіс, ақпараттардың құрылымдастырылуы деп
қарастыруға болады.
Геоақпараттық жоба -
кеңістіктік мәліметтерге байланысты объектілер туралы
ақпараттармен толықтыратын геоақпараттық жүйе.
Жоба белгілі бір шығарылымды геоақпараттық жүйемен іске
асуы мүмкін, немесе мұндай жүйе арнайы
геоақпараттық жоба үшін құрастырылуы
мүмкін. Геоақпараттық жобаның қарапайым сатылары:
- Жоба алдындағы зерттеу,
функционалды талаптарды бірге қарастыратын, геоақпараттық
жүйенің функционалдық мүмкіндіктеріне баға
беретін технико-экономикалық дәлелдеу;
- Жүйелік жобалау,
жобаның ұшу сатысын қоса қарастыратын, қажет
жағдайда геоақпараттық жүйенің
құрастыруын немесе кеңейтілуән қарастыру;
- Кішігірім территориялды
бөлігін тестілеу, прототиптеу немесе
тәжірибелі үлгіні немесе прототипын
құру (prototype);
- Енгізу;
- Пайдалану [1].
Географиялық ақпараттық жүйе (ГАЖ), кеңістік
базасының құрастырушысы және әркелкі
мәліметтер мен ақпараттарды біріктірудің негізі ретінде
аумақтық басқармалардағы шешімдерді қабылдаудың
басты элементі болып саналады. Әлемдік тәжірибе табиғи
ресурстарды, инфрақұрылымдарды, қоршаған ортаның
ахуалын, жалпы аумақты тиімді басқару ГАЖ-дың ықпалына
қатысты екенін көрсетіп отыр. ГАЖ өз бағытын дамыта
отырып, ақпараттық технологиялармен шешілетін
көптұрғыдағы мәселелерді шешуде
қолданылуда. Бұл технология негізгі үш рөлді
атқарады- геоақпараттық қосымшалар үшін
қолданбалы технологиялық тұғыр ретінде,
геокеңістіктік мәліметтерді ақпараттық жүйеде
басқару және кеңістіктік мәліметтер базасындаға
әр түрлі ақпараттарды біріктіру ортасы ГАЖ-дың
технологиялық ортасы басқару шешімдеріне ықпал ете отырып,
жан-жақтан тоғысқан талдауларға қолдау
көрсетеді.ГАЖ-дың web ортаға ықпалы ГАЖ-дың
кәсіби жабдықтарына қолы жете бермейтін көптеген
пайдаланушылар үшін кеңістіктік мәліметтерді шолу
жүргізіп оны талдауға жаңа мүмкіндіктер туғызады.
Казіргі кезде ГАЖ - бұл бүкіл әлемдегі миллиондаған
адамдар қатыстырылған ірі өнеркәсіп. Dataquest
компаниясының мәліметтері бойынша, 1997 жылы ГАЖ
бағдарламалық қамтамасыз етудің жалпы сатылымы 1 млрд.
АҚШ долларынан артты, ал ілеспелі бағдарламалы және
ақпараттық құралдарды қосқанда, 10 млд.
жуық. ГАЖ географиялық орналасқан жер негізінде біріктірілген
тақырыптық қабаттар жиынтығы түріндегі
ақиқат өмір жөнінде ақпаратты сақтайды.
Бұл қарапайым, бірақ иілгіш тәсіл,әр түрлі
ақиқат есептерді шешу кезінде өзінің
құндылығын дәлелдеді: көлік кұралдары мен
материалдардың қозғалысын бақылау, ақиқат
жағдайдың және жоспарланатын шаралардың толық
көрінісі, атмосфераның айналымын үлгілеу. Қазіргі
таңда геоақпараттық технологиялар Қазақстан
Республикасында да келесі себептер бойынша қарқынды даму
кезеңінде:
- еліміздің үлкен аумағына тарайтын
ұйымдардың көп болуы;
- геоақпараттық технологиялар нарығында қуатты ГАЖ
функционалы бар бағдарламалық қамтамасыз етулер пайда болды;
- желілік технологиялардың тез дамуы жинақтауға, талдау
жасауға және геомәліметтерді дамытуға мүмкіндік
береді;
- көптеген компаниялардың басшылары бәсекелі ортада
геоақпараттық жүйені қолданудың тиімділігін
мойындайды.
Белгілі бір ұйымда ГАЖ-ды қолданудың
ұтымдылығы үлкен аумақта орналасқан
көптеген объектілермен анықталады. Сол объектілер жайындағы
ақпараттар жинақтаулы, өңдеулі және
қолданушыға оперативті түрде таныстырылуы тиіс.
Геоақпараттық жүйелер сол ақпаратты біріктіруге, ол
өз кезегінде ұйымға басқаруды тиімді етеді.
Шет елдік
жүйелерден Ресейде танымал болғандары: ESRI компаниясының бағдарламалық өнімі ArcGIS, Pitney Bowes MapInfo компаниясының Intergraph және MapInfo Professional
корпорацияларының өнімі GeoMedia.
Отандық
өнімдерден кең танымал болғаны ГАЖ Карта 2008 ЗАО КБ «Панорама» компаниясының.
Сонымен қатар
басқа да бағдарламалық өнімдер қолданылады: ГАЖ
ИНТЕГРО, MGE корпорациясының Intergraph (MicroStation графикалық ядро
негізінде қолданады), IndorGIS,
STAR APIC, ДубльГИС, Mappl, ГеоГраф ГИС, 4geo және т.б [2].
Ақпараттық жүйе
- бұл сандық форматқа айналған үлкен бір
сандық деректер қоры. Олар географиялық қасиеттері
бойынша біріктірілген жіктер. Кез-келген болып жатқан жағдай
сәтті түрде осындай деректер қорымен бақыланады.
Бұған қоса, оның көмегімен жер шарының кез
келген нүктесін, кез келген объектінің қозғалысын
көруге болады. ГАЖ-дың деректер қоры бес түрлі есепті
орындай алады. Сіз деректер қорына маңызды мәліметті енгізе
аламыз және бұл көбінесе сканер көмегімен автоматты
түрде іске асады. Сіз мәліметтерді бақылауға, өз
қалауыңызша өзгертуге, есепті шешу үшін
қажеттілерді жинақтауға мүмкіндік аламыз.
Қарапайым деректер қоры секілді ГАЖ-ды басқаруға
болады. Бұл интеграцияланған қосымшалардың
көмегімен жасалынады. Қорда сақталған
мәліметтердің көбі әртүрлі параметрлерге
талдауға мүмкіндік береді. Сіз үй салуға қажетті
бос жер телімін, тиімді түрде көлік қозғалысын,
әртүрлі объектілердің ара қашықтығын таба
аламыз (мысалыға, сіздің дүкеніңізден аз ғана ара
қашықтықта тұратын адамдар санын анықтай аламыз),
бір-бірімізге әртүрлі көрсеткіштер салып содан
шыққан суретті талдау. ГАЖ жасайтын соңғы есеп
бұл берілгендерді көру. Сіз өзіңізді қызықтыратын
жердің картасын, графикасын, кестесін тіпті суреттерін ала аламыз.
Бұл мәліметтер ғылыми зерттеулерде де, жеке компания немесе
ұйым жұмысында да үлкен орынға ие.
ГАЖ-техногиялар
қайда қолданылады соны қарастырсақ. Жоғарыда
айтылған сөйлемдерден түсінікті болғандай,
ГАЖ-технологиялар әртүрлі қызметтің салаларында
үлкен сұранысқа ие. Бірақ нақты түрде олар
не жасай алады? ГАЖ-технологиялардың қандай пайдасы бар жөнінде
бірнеше мысал келтірейін. Әртүрлі көрсеткіштер
арасындағы өзара байланысты көрсете отырып, сіз жұмыстың
ең тиімді технологиясын құрастыруға, қаражат
үнемдеуге мүмкіндік аламыз. Топырақ құнары,
климат пен жергілікті жердің өнімділігін салыстырып
көріңіз, сонда сіз өсірумен қайда айналысқан
дұрыс екенін ұғасыз. Іздеудің нақты
сұранысын берсеңіз, сіз артық уақыт жоғалтпай
өзіңізге керекті объектіні таба аламыз. Белгілі бір бөлмелер
саны бар, ас бөлмесінің өлшемі белгілі және сонымен
қатар жұмыс пен мектептен алыс емес орналасқан пәтер
табу. ГАЖ ұйым ішіндегі болып жатқан бизнес барысына жағымды
әсерін тигізеді. Жұмысты жоспарлаудың ең тиімді
мүмкіндік беретіндіктен үлкен деректер қоры кез келген салада
пайдасын тигізеді. Коммуналдық қызметкерлер де
құрылғылардың ескіргенін бақылауға
және алдын алу жұмыстарын жүргізуді жоспарлап қана
қоймай осы жағдайға қатысы бар тұрғындарды
ескерте алады. Қазіргі күнде қала мен аймақтардың
карталары тез ескіреді, себебі жаңа жолдар мен құрылыстар
салынуда. ГАЖ осы өзгерістерді бақылап, деректер қорына тез
арада енгізеді. Виртуалды желіге салынған мұндай карта
қолымызда керекті мәліметтердің болуын қамтамасыз
етеді.
ГАЖ-технологиялар - бұл жай
ғана компьютерлік деректер қоры емес. Бұл талдауға,
жоспарлауға және ақпараттарды жиі жаңартып
тұруға үлкен мүмкіндік береді. ГАЖ-технологиялар
бүгінгі таңда өміріміздің кез келген саласында
қолданылады және бұл көптеген есептерді шешуге
көметеседі.
ГАТ-тың қолдану
аумағы қазіргі күнде өте алуан түрлі. Ең
алдымен, бұл әртүрлі кадастырлар, шаруашылықты
басқару жүйесі және инфрақұрылымды басқару.
Мұнда арнайыландырылған қосымшалар дамыған, мысалы,
арнайы жүйелерге: энергетикалық компаниялардың электірлік
жүйесі, телефонның немесе телевизионды компаниялардың кабелді
желілері, үлкен химиялық заводтың қиын
шаруашылығы, қозғалмайтын мүлікті озушы жер
кадастрлері, сонымен бірге мұндай қосымшалар, қаланың
немесе аймақтың инфрақұрылымын құрушы жалпы
жүйелер сияқты және басқару мен жоспарлаудың
қиын есептерін шешуге қабілетті. Нақты мақсаттар және
есептер мұндай жүйеде әртүрлі, түгендеу
және есепке алу есептерінен бастап, жалпы қолданыстағы
анықтамалық жүйе,
градоқұрылыстық-жоспарлық есеп, жаңа
транспорттық маршруттарды жоспарлау және тасымалдың
тиімділігі, ресурстар мен қызметтер желісін бөлу (қоймалар,
дүкендер, жедел жәрдем станциялары, автокөліктерді
жалға беру орталықтары).
ГАТ-ты қолданудың тағы
бір дамушы саласы ол есепке алуларды, зерттеу және қоршаған
ортаны қорғауды қоса табиғи ресурстарды қолдану.
Мұнда арнайыландырылған жүйемен қатар кешенді де
кездеседі: орман шаруашылығын, су шаруашылығын, жабайы флора мен
фаунаны зерттеу және қорғау. Бұл салада қолдану
тікелей ГАТ-ты геологияда қолдануды, яғни ғылыми түрде
де, жаттығу есептерін қатыстыру болып табылады. Бұл тек
қана ақпараттық қамсыздандырудың есепті емес,
мысалы, пайдалы қазбалардың орнын зерттеу,
әзірлеулердің экологиялық зардаптардың бақылау
және т.с.с. Геологиялық қолдануларға экологиялық
сияқты күрделі бағдарламалау немесе модельдеу мен
өңдеу жүйелеріне қатысы бар ГАТ-ты комплексирования
талап ететін қосымшалардың орны үлкен. Әсіресе
мұнай мен газ салаларында қосымшалар ерекшеленеді. Бұл жерде
іздеу және зерттеу сатысында сейсмобарлау мәліметтері кеңінен
қолданылады. Универсалды ГАЖ-дың қатысынсыз шешілмейтін
геологиялық және басқа да мәселелерде кешенді
шешімдерде қажеттілігі жоғары.
Транспорттық есептерді
ерекше бөліп қараған жөн. Олардың ішінде:
жаңа маршруттарды жобалау және тасымалдау жұмыстарын
мүмкін болатын жағдайларды (жөндеу, кептелістер, кедендік
шектеулер) ескере отырып тиімдендіру. Әсіресе стратегиялық жоспарда
перспективті болатын навигациялық жүйелер, сандық картографияны
қолдаушы жер серіктік жүйелер.
ГАТ-ты енгізудің
қазіргі таңдағы маңызы мемлекеттік,
халықаралық, әлемдік деңгейдегі ақпараттың
құрылымын интеграциялау болып табылады. Әлемдік
жобаларға мысалы, Халықаралық геосферлі-биосферлі
бағдарламасының көлемінде жасалып жатқан GDPP –
«Әлемдік деректер қорының жобасы». Халықтық
деңгейдегі ГАЖ АҚШ, Канада, Франция, Швеция, Финляндия және
т.б. елдерде бар. Ресейде қазіргі таңда ауданаралық ГАЖ-дар
жасалуда, сонымен қатар, жергілікті кадастр және муниципалды
басқару, сонымен бірге ведомстволық ГАЖ, мысалы, Ішкі істер
министірлігі.
Қазіргі күндегі
ГАТ-ты қолданудың тәжірибесін талдау ГАТ-ты қолдану
мақсаты бойынша, қиындығы, құрамы және
ГАЖ-дың мүмкіндіктері бойынша әртүрлі екенін көрсетті.
Қазіргі ГАЖ жаңа
интеграцияланған жүйені ұсынады. Бір жағынан,
қолданыстағы автоматтандырылған жүйелердің
мәліметтерін өңдеу әдістерін көрсетсе,
басқа жағынан мәліметтерді өңдеу мен
ұсынуға ие.
ГАЖ-да ақпаратты жалпы
өңдеу (оның сақтауға дейінгі жинақталуы,
өңделуі және таныстырылуы) жүзеге асатын
болғандықтан оларды келесі түрлі көзқарастармен
қарастыруға болады:
- ГАЖ басқару жүйесі
ретінде - картографиялық мәліметтер негізінде шешімді
қабылдауға арналған;
- ГАЖ автоматтандырылған
ақпараттық жүйе ретінде - танымал ақпараттық
жүйелерді біріктіреді (АЖЖ және басқалары);
- ГАЖ геожүйе ретінде - картография,
фотометрия технологияларын біріктіреді;
- ГАЖ ДБ
қолданатын жүйе ретінде - әртүрлі әдістер
мен технологиялар көмегімен жинақталатын үлкен
мәліметтермен сипатталады;
- ГАЖ модельдеу жүйесі
ретінде, ақпаратты
беру жүйесі - мультимедиа
жүйесі, құжаттық айналым және т.б.
жүйелердің дамуы болып табылады.
ГАЖ аналитикалық
мүмкіндіктерінің дамуымен мәліметтерді статистикалық
талдау және өңдеу жүйелеріне жақын, кейбір
жағдайларда олар бір жүйеге интеграцияланған, мысалы:
- Қазіргі ГАЖ
ARC/INFO-ға S-PLUS пакетін имплантациялау;
- Кеңістіктік статистика
мен картографиялық көруге кейбір
мүмкіндіктерді қосу (SYSTATfor
Windows);
- Сандық ақпараттарды
өңдеу жүйелерінің арасынан SAS пакеті
көлемінде ГАЖ-ды дамыту.
Бағдарламалаудың
жақсы құралына ие дамыған ГАЖ (әдетте қатты
қолдау мен растрлық моделььмен), табиғи және техногенді
процесстерді модельдеуде кеңнен қолданылады, сонымен бірге
ластанудың таралуы, орман өрттері және т.б. Кейбір MS Windows
сияқты графикалық ортада жұмыс істейтін қарапайым
деректер қоры өзіне картографиялық көрудің
қарапайым орталарын қосып алады.
Қазіргі заманғы
жартылай функционалды ГАЖ - бұл кеңістіктік мәліметтерді
жинақтау, өңдеу, модельдеу және талдауға
арналған көпфункционалды ақпараттық жүйе.
Толықфункционалды ГАЖ-дың негізгі мақсаты жер, бөлек
аумақтар сонымен бірге мекендер туралы білімді қалыптастыру болып
табылады.
Толықфункционалды ГАЖ
қамтамасыз ету керек:
- Картографикалық нысандар
мен деректер қорындағы жазбалардың
арасындағы екіжақты байланысты
қамтамасыз ету;
- Құрамды
таңдау мен көрсету формаларын таңдай отырып, нысанды
көруді басқаруды;
- Операцияларды іске асыру;
- Өзіндік белгілерді
құру, сонымен бірге
жаңа маркерлік белгілердің жаңа түрін,
сызықтардың түрін, штрихтардың түрін және
т.б. құрастыру; картаның жаңа безендіруінде қосымша элементтерін
құрау, жеке айтатын болсақ қол қоюларды,
шеңберлерді, аңыздарды;
- Нүктелік, сызықты,
және аумақтық нысандармен жұмысты;
- Картаны дигитайзерден немесе сканерден енгізу және
оларды
редакциялау;
- Нысандар арасындағы
топологиялық қарым қатынасты қолдау және
олардың көмегімен картаның
геометриялық нақтылығын тексеру;
- Әртүрлі
карторгафиялық проекцияларды қолдау;
- Картада
ұзындықтың, периметрдің, аумақтың
және т.б. геометриялық өлшемдер жүргізу;
- Нысандар айналасындағы
аумаққа буферлік аймақ салу және басқа
оверлейлі;
- Картаның жоғары
деңгейлі қатты көшірмесін шығару, графадағы
транспорттық және басқа да
есептерді шешу, мысалы, ең қысқа жолды табу т.с.с;
- Топографикалық бетпен
жұмысты.
Толықфункционалды ГАЖ-дан
басқа арнайыландырылғанды да бөліп көрсетеді, олар
анық емес шекараға ие арнайыландырылған пакетке ие,
яғни бұл мағынада ГАЖ емес. Мысалы, байланысты жоспарлау, транспортты,
және бақылау есептеріне бағытталған ГАЖ.
Арнайыландырылмаған ГАЖ
толықфункционалды жүйеге қарағанда төмен
деңгейге ие. Әдетте «картографиялық көрудің
дербес жүйесі» деп те атайды (desktop mapping systems, desktop GIS), кейде
тіпті ГАЖ-дан бұл классты бөліп қарастырады. Олардың
айырмашылықтары болып ең алдымен, шектеулі аналитикалық
мүмкіндіктер (мысалы, аумақтық нысандар үшін оверлейлі
операциялар болмайды) және картографиялық негізді енгізу мен
редакциялаудың әлсіз мүмкіндіктері табылады. Мұндай
жүйенің қарапайым мысалы болып ГАЖ Maplnfo табылады, ол
өзінің оңайлығына байланысты үйренуге,
қолдануға жеңіл және қолданушылардың
көбіне қол жетімді [3].
Әдебиеттер тізімі
1 Капралов Е.Г., Кошкарев А.В. Основы геоинформатики: В
2-х кн. Кн. 1: учеб. пособие для студ. вузов // - М.:«Академия» баспасы,
2004.
2 Майкл де Мерс.
Географические информационные системы. - М.: 2005.
3 Журкин И. Г., Шайтура С. В. Геоинформационные
системы. -
Москва: Кудиц-пресс, 2008. - 272 б.