Современные информационные технологии / 3.Программное обеспечение

Магистр Толеманова А.О., магистр Саидрасулов С.С.

Университет «Мирас», Казахстан

БІЛІМ САЛАСЫНДАҒЫ ГЕОАҚПАРАТТЫҚ ЖҮЙЕ

Қазіргі заманда ақпараттық жүйелерді үздіксіз дамытудың аймақтық инфрақұрылымын, қаржы және шаруашылық салаларын, инженерлік желілер мен коммуникацияларын басқару эффективтілігіне қойылатын талаптар өсіп келеді. Оған сілтеме болып есептеу техникасы мен ақпараттық технологиялардың дамуының жоғары дәрежесі табылады. Басқрау жүйелерінің сапа көрсеткішінің артуы жағдайлардың өзгерісіне шапшаң әсер етуді қамтамасыз етуге қабілетті мониторингтің заманауи құралдарын ендіру есебінен қол жеткізілуі мүмкін. Жаңа жүйелер тек болуы мүмкін зардаптарды ескеру үшін ғана емес, сондай-ақ дағдарыстарды болдырмау мен жағдайларды нормализациялау бойынша ұсыныс бере алады. Басқару облысын зерттеу мыналарды көрсетеді: тек объектілердің кеңістікте орналасуы мен олардың жағдайлары туралы нақты ақпаратты ұсынуға арналған мұқият құрылған географиялық ақпараттық жүйелер (ГАЖ) қолданылатын ақпараттық жүйелер алға қойылған тапсырмалармен эффективті айналысуға қабілетті.

Геоақпараттық жүйелер – бұл кеңістіктік деректерді жинау, өңдеу, модельдеу мен талдауға, олардың сандық есептерді шешу кезіндегі кескіні мен пайдаланылуы үшін арналған.

Қазіргі уақытта информация (қоғамдық қызмет салаларына есептеу техникасының енгізілуі) қолданылмайтын қызмет түрінің қандай да бір саласын атау қиын. Ақпараттық технология кез келген ғылымның ажырамас бөлігі болып келеді. Оны түрлендіре отырып, шексіз жетілдіруге ұмтылуда. Жер жөніндегі ғылымда ақпараттық технологияның арқасында геоақпараттану және географиялық ақпараттық жүйелер – ГАЖ деген сияқты ұғымдар пайда болды.

Геоақпараттану – бұл географиялық ақпараттық жүйелерді ғылыми дәлелдеу, жобалау, құру, пайдалану және қолдану туралы ғылым, ол –технология және өндірістік әрекет. ГАЖ 1960 жылдардың басында құрылды. Қазір өнеркәсібі дамыған елдерде мыңдаған ГАЖ бар: олар геодезия және картографияда, кадастрда, ресурстарды басқаруда, табиғат пен экологияны қорғауда, экономикада, тіпті саясатта да қолданылады. ГАЖ – бұл кеңістіктік-үйлестіруші деректерді жинауды, сақтауды, өңдеуді, кіруді, бейнелеуді және таратуды қамтамасыз ететін ақпараттық жүйе.

ГАЖ-дың мәні – қалай болғанда да деректерді жинауға, деректер қорын құруға, оларды компьютерлік жүйелерге енгізуге, сақтауға, өңдеуге, түрлендіруге болады. Пайдаланушы сұранысы бойынша ол мәліметті көбінесе картографиялық пішінде беруге, сонымен қатар кесте, график, мәтіндер (текст) түрінде шығаруға да мүмкіндік береді. Геоақпараттық жүйелер бірнеше ғылымдардың тоғысуынан, әдетте сандық картографиялау мен автоматты басқару жүйелерінен, жоспарлау мен ғылым салалары бойынша ғылыми-зерттеулерден құрылады. ГАЖ – жалпы географиялық карталар мен экологиялық, кадастрлы және ГАЖ-дың құрылуына байланысты көптеген басқа да деректерден құралған ақпаратты біріктіреді. ГАЖ-дың функциялары: картографиялық және тақырыптық ақпараттарды жинау, жүйелеу, жинақтау, сақтау, талдау, түрлендіру, тарату. ГАЖ-ды пайдалану мақсаттары: жерді инвентаризациялау, талдау, модельдеу, басқару, болжам жасау, жоспарлау, мониторинг, картаға түсіру, тұтынушыларға қызмет көрсету.

Геоақпараттық жүйлердегі деректер, өздерінің географиялық жағдайының негізінде біріктірілген тақырыптық қабаттардың жинағы түрінде сақталады. Геоақпараттық жүйелердің векторлы және растрлы дерек модельдерімен жұмыс істеу тәсілі мен мүмкіндігі – кеңістіктік ақпараттарға қатысты кез келген міндеттерді шешуде өте тиімді. Геоақпараттық жүйелер басқа ақпараттық жүйелермен тығыз байланысты, әрі олардың деректерін, объектілерді талдау үшін қолданады. ГАЖ үлкен көлемді деректерді дұрыс, тез басқара алады. Геоақпараттық жүйелердің ерекшеліктері:

1. Пайдаланушыға қолайлы кеңістіктік деректердің бейнеленуі – кеңістіктік деректерді, сонымен қатар қабылдауға аса қолайлы үшөлшемді өлшеудегі деректерді картографиялау (картаға түсіру); ол сұраныстардың құрылымы мен олардың кезекті талдамасын жеңілдетеді.

2. Деректерді мекеме ішінде интеграциялау – геоақпараттық жүйелер компанияның әртүрлі бөлімдерінде немесе тіпті бір аймақтағы мекеменің түрлі қызмет салаларында жинақталған деректерді біріктіреді. Жинақталған деректер мен олардың бірыңғай ақпараттық массивке интеграциясын ұжымды түрде пайдаланудың, едәуір бәсекелестік артықшылығы бар. Ол геоақпараттық жүйелерді пайдалану тиімділігін жоғарылатады.

3. Дәлелді шешімдерді қабылдау – кеңістіктік деректермен байланысты кез келген құбылыс туралы есеп беруді талдау және құру процесін автоматтандыру, шешімді қабылдау тәртібін жеделдету мен оның тиімділігін жоғарылатуға мүмкіндік береді.

4. Картаны құрудың қолайлы құралы – геоақпараттық жүйелер, ғарыштық және аэрофототүсірім деректерінің мағынасын түсіндіруге (расшифровка) тиімді және белгілі бір жердің құрылып қойған жоспарларын, сызбанұсқаларын (схема), сызбаларын (чертеж) пайдаланады. ГАЖ картамен жұмыс істеу процесін автоматтандыра отырып, уақытша ресурстарды үнемдеп, жердің үшөлшемді моделін құрады.

ГАЖ-бен жүзеге асырылатын операциялар:

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

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

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

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

ГАЖ білім беру идеологиясы бір жағынан оқылатын курстың мазмұнын теориялық мәліметтермен және заманауи практикуммен қамтамасыз етумен, екінші жағынан оқу үрдісін ұйымдастыруда компьютерлік технологияларды пайдаланумен құрылады. Әсіресе бұл оқу-ғылыми ГАЖ құрастыруда байқалады. Аталған жүйелер топографиялық геодезиялық жұмыстарды, географиялық, биогеографиялық және геологиялық суреттердің көптеген түрлерінің жоспарлау мен ұйымдастыру құралдарымен қызмет етеді. Геоинформациялық жүйелер көрнекілік әдістемелік құралдар мен зертханалық жұмыстарды орындауға арналған электрондық оқулықтарды құрудың тиімді құралы болып табылады. Соңғы жылдарда әртүрлі форматтарда сақталған көптеген растрлар библиотекасы мен электрондық карталар жинақталған.

Word редакторын пайдаланып құрылған Surfer, MapInfo, Geodraw/Географ, Microstation жүйелерінде жұмыс жасаудың әдістемелік нұсқаулығы құрылған.

Студенттерді геоақпараттық жүйелерді пайдаланып оқытудың негізгі тапсырмасына мәліметтерді басқаруға үйрену және одан да маңыздысы әлеуметтік-экономикалық және табиғи процесстерде кәсіби модельдерді тақырыптық картографиялауда пайдалану және табиғи ортаны пайдалану мен мониторинг жасауды оңтайландыруда сараптаушы бағалаушылық талдаулары жатады.

ГАЖ пәндердің негізгі құрылымына жататындар: ГАЖ-ға кіріспе; мәліметтер қоры; компьютерлік графика; ГАЖ құрастыру; ГАЖ-ді пайдалану. Мұнда қарастырылатын мәселелер ГАЖ жасау, тарихи анықтама, ГАЖ типік архитектурасы, базалық модульдердің функциялары, мәліметтер форматы, мәліметтерді басқаруды ұйымдастыру, мәліметтерді талдаудың базалық әдістері, заманауи ГАЖ-қабықшалардың жалпы көрінісі мен олардың салыстырмалы сипаттамасы және заманауи ГАЖ-дің салалық мамандындырылуы қарастырылады.

Компьютерлік графика картографиялық суреттермен жұмыс жасаудың практикалық мәселелерінің артықшылықтарын қамтиды. бұл пәнде қарастырылатын тақырыптарға: сурет элементтерінің графикалық артықшылықтары мен топологиялары, дигитайзерлер мен дигитализациялар, растр бойынша растрлеу және векторлау, графикалық құрылымдардың типтік кітапханалары, штрихтік рәсімдеу мен түрлі түсті палитра тәсілдері, суреттердің картографиялық тәсілдерінің іске асырылуының машиналық әдістері, картографиялық суреттердің қабаттық бөлінуі, арнайы графикалық редакторлар, геиақпараттық жүйелердің гарфикалық редакторлары жатады.

Қаланың муниципалдық округінің кадастрлық геоақпараттық жүйесін құрастыру AutoCAD, ARC/INFO, ArcView GIS, Microstation бағдарламалау орталарында жасалады.

Картографиялық ақпараттық-анықтамалық жүйені қамтитын электрондық атластаржы жасауға қарағанда классикалық ГАЖ құрастырудың ерекшелігі қолданылатын мәліметтер массивіне бейімделген әрекеттегі модельдер түрінде талдау әдістерінің кітапханасымен толықтырылғандығы.

Ережеге сай, геоақпараттық жүйелердің нарығында қолданылатын базалық бағдарламалық өнім оны аналитикалық модульдермен толықтыруды талап етеді. Әдістер базасын арттыру проблемасы арнайы бағдарламалармен қамтылуда шешілетін мәліметтердің негізгілері болып табылады. Бұл ақпараттық технологиялардың картография жасау бөлімінде негізгі бағыттардың бірі болып табылады. Оның мынадай мүмкіндіктері бар:

а) функционалдық қасиеттердің сәйкестендірілу принципі бойынша геожүйелердің жүйелендірілуі мен көрсеткіштердің қалыптасуы және аумақты аудандарға бөлуті автоматтандыру;

б) ГАЖ- мониторингтік бақылауды сүйемелдеу;

в) ГАЖ- табиғат пайдалануды басқаруды қамтамасыз ету.

Әдебиеттер:

1. Берлянт А.М. Картография: Учебник для вузов. – М.: Аспект Пресс, 2001. – 336 с.

2. Глебова Н. ГИС для управления городами и территориями // ArcReview, 2006. - № 3(38).

3. Еремченко Е. Новый подход к созданию ГИС для небольших муниципальных образований // ArcReview, 2005. - №2(32).

4. Красовская О., Скатерщиков С., Тясто С., Хмелефа Д. ГИС в системе территориального планирования и управления территорией // ArcReview, 2003. – №3 (38).

5. Журкин И. Г., Шайтура С. В. Геоинформационные системы. — М., «КУДИЦ-ПРЕСС», 2009.

6. Турлапов В.Е. Геоинформационные системы в экономике: Учебно-методическое пособие. — Нижний Новгород: НФ ГУ-ВШЭ, 2007.