Дәріс сабақтарының мазмұны

Картографиялық  үрдіс. Масштабты, проекцияларды, координат жүйелерін және ГИС-аналитикті анықтау картаны дайындау үрдісінің негізгі кезеңдері туралы білулері керек. Картографиялық үрдісте 4 негізгі кезең бар: деректерді жинау, деректердің компиляциясы, картаны құру және тираждау.

Картографиялық  белгілер. Жоғары айтылғандай, карталар нақтылықтын кішірейтілген көшермелері болып табылмайды, ал оның көрінісі, геграфиялық объектілері нүктелері, сызықтар, облыстар және жер беті, болып табылады, сол сияқты олардың сипаттамалары өлшеудің 4 әр түрлі шкалаларын қолданумен сипатталған. Картографиялық көрініске ауысқанда барлық объектілерді көрсету керек.

Жер бетін көрсету  үшін сызықтарды пайдалану-белгілер көмегімен  ақпаратты көрсету нәтижесінде  болатын кеңістік өлшеудің өзгеруі  бойынша көп мысалдардың бірі.

Әрине, белгілеу мен жіктеу-картографиялық компеляцияның бір ғана әдістері емес. ГИС бойынша мамандар кездесетің компеляцияның маңызды үрдістері ішінде графикалық қысқарту болады. Бұл үрдіспен жүргізілген деректердің көлемін қысқартуда ГИС-қа картаны еңгізуді ескеру қажет, ол сол сияқты, алдағы өлшеулер мен талдаулардың нәтижелеріне әсер етеді. Қысқарту кейбір қажетсіз объектілерді алып тастайды, картадағы объектілерді модификациялайды. Қысқартудың мақсаты картографиялық құжаттың оқылулығын қамтамасыз етеді.  Бұл жерде 2 негізгі әдіс пайдаланылады: объектілерді жою, реттеу. Оларды жеке-жеке қарастырамыз. Объектілерді жоюда кеңістіктік деректерді жинау үрдісіне ұқсас функция орындалады. Бақылау немесе тіркеледі және болжанады, сол туралы шешімге әсер ететін (географиялық сүзгі) арқылы өтеді. Объектілердің маңыздылығы деректерді жинау алдында, негізінен оның мақсаттарымен аңықталады. Негізінде, объектілерді қарау үшін таңдау картадан объектілерді алып тастау үрдісінің нақты емес эквиваленті болады, өйткені деректерді жинау алдында ғана тіркелген объектілер картографиялық құжатты деректерінің базасына орналастырылады. Әрине, кейбір жағдайларда объектілерді тіркемеу бар аспаптармен далалық жағдайларда оларды бақылау мүмкін еместігінен болады. Объектілерді тіркеу мүмкіндігі сол сияқты, ғылыми тапсырманың жағдайының функциясы мен аппаратты жинау моменті реттеуші техника болвп табылады. Мысалы, Өсімдік және жануарлар түріндегі өзгерулер қайта жазудың нәтижелеріне әсер етеді. Қоршаған ортаның факторлары мен олардың өзара әрекеттеріне сезімталдық олар туралы көріністерді анықтайды, ол өз кезегінде зерттеу мен картаға одан ары қарай түсіру үшін, алып тастау үшін таңдалады.

Деректерді жинаудың мүмкіндіктеріне негізделген пассивтіден  объектілерді белсенді алып тастаудың  ерекшелігі деректерді жинауда, сол  сияқты картаны құруда, деректердің  картографиялық базасын өңдеуде пайдаланылады. Жоғарыда қарастырылған сұлбаларды таңдау объектілер туралы ақпараттың көп бөлігін белгілеудің мысалы болып табылады. Сол сияқты картада немесе деректердің санды базасында картаны жасауды аяқтау алдында объектілерді белсенді жою келтіріледі. Бұл жерде шектеуіш ретінде ақпаратты жинайтын карта болып табылады. Ұсақ елді пункттер картада көбінесе тығыз орналасқан облыстарды көрсетпейді. Осыған ұқсас, картада орын болмауына байланысты картографиялық үрдіс уақытында ұсақ көздерін, өзендерді, көлдер немесе аралдарды алып тастауға болады. Бұл генерация өте қарапайым болуы қажет, ол объектілердің нақты бөлігін ескермеу болып табылады. Әдістердің қандай түрлері қолданылса да, нәтижесі толық карта болады. Демек, егер геоақпараттық жүйеге, қысқарту процедурасынан өткен деректер кірсе, онда нәтижесінде кейбір деректер жоқ картографиялық ВD алынады.

Қысқартудың басқа пайдалы  әдісі сглаживания ( smoothintg ) деп аталады. Бұл үрдіс детальданған геометриялық объектілерді, аз детальданғанға алмастырады. Аудандарды, шекаралар мен өзендер, аралдарды көрсететін карталарда объектілердің бар екендігі белгіленетін, реттелмеген объектілерді көрсететін сызықтарды қысқартулары мүмкін, бірақ олардың кеңістік детальдануы оларды картада көрсетуге болатындығына шектелген. Мұндай карталарды ГИС- қа шығару ұзындықты, формалар, алаңдар және басқа да геометриялық сипаттамаларды өлшеудің қанағаттандыратын нәтижелерін әкеледі. Геоақпараттық талдау нәтижесі картографиялық түрде көрсетіледі.

Бұл картографияға дәстүрлі көзқарас, бірақ ол шектеулі, өйткені пайдаланушыға бастапқы, жіктелмеген ақпарат жоқ. Басқаша айтқанда пайдаланушы тек соңғы өнімді иелене отырып, өзгермелі жағдайларда көп қайтарылымдылықты алу үшін деректерді қайта топтастыра алмайды.

Келесі қайта жіктелулердің мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін бастапқы деректерді сақтауды ұстанатын картографияға альтернативті түрде жақындау компьютерлік техниканың жетістіктерін картаны дайындаушылар пайдалана бастағанда өңделді. Бұл аналитикалық парадигма деп аталатын түрде келу бастапқы деректер компьютерде сақталады және пайдаланушының қажеттігіне сүйене отырып көрсетіледі.

Аналитикалық парадигма  олардың белгілерін көрсететінсәйкес мәндермен, әрбір облысының өзінің түсі болатын алаңдық объектілердің  каргами жұмыс істеуде туындайды. Мұндай карталардың кемшілігі – тұтынушымен интерпретацияның қиындығы. Бұл қатынаста олар дешифрирленбеген космостық түсірімдерге ұқсас. Бірақ та, компьютерді деректерді сақтау және жіктеу қондырғысы ретінде тұтынушыға деректердің бірнеше жіктелулерін алуға мүмкіндік туындады.

1-ші облыстық әр  түсті зерттеулеріне мысал ретінде  әр түрлі географиялық парадигмаларды  түсіну үшін пайдалы болуы  мүмкін. Мысалы, ұлттық парктегі  картаны құру керек. Бірінші  тапсырма – туристтерге парк  ұсынған қызықтарды тамашалауға көмектесу. Көлді, қайықты бекетті, жаздық үйлерді, құтқарушы бекетті, басқа табиғи құрылыстарды, жаяу жүретін жолдарды, балық аулайтын жерлерді, жүруге болмайтын жерлерді және т. с. с. әрбір объектіге апаратын жолдарды, бөліп картаны жасаймыз. Объектілер көрсету үшін де жіктелулері мүмкін, мысалы, жолдың қайықты бекеттерде пайдаланылатын қайықтар түрлерінің сапасы, электрмен, су құбырымен және конализациямен қамтамыз етудің болуы. Мұндай картаны жасаудың негізгі мақсаты – қызықтарын феномендердің кеңістіктік таралуын көрсету, сөйтіп, олар әрбір объектіге қалай баруды көрсетеді. Бұл хаттама парадигмаларын жүзеге асыру.

Картографиялық  бейнелеу тәсілі. ( way of the cartographical image ) – картаға түсірілетін құбылыс пен оның орналасу сипатының маңыздылығын ескерумен сәйкес картографиялық шартты белгілерді қолдану мен талдау.

Тақырыптық карталарда картографиялық бейнелеудің кемесіндегі  тәсілдерін пайдаланады:

- ареалдар тәсілі –  бояу, штрихтау, шекаралар, белгілер  мен жазулардың ( мысалы жануарлар  мен өсімдіктердің таралу ареалдары ) облыс картасын да қандай да бір құбылыстың таралуын бояу.

- қозғалу белгілерінің  тәсілі - әр түрлі пішінді және  түсті жолақтар, сызықтар және  бағдарлардың ( вектор ) көмегімен кеңістік  орналасуды көрсету ( мысалы темір  жолдар бойынша тасымалдаулар, құстардың ұшуы );

- белгілер тәсілі - әр  түрлі пішінді, мөлшерлі, түсті,  құрылымды, бағытты масштабтық  емес геометриялық, әріптік белгілердің  көмегімен жергілікті пункттерде  объектілерді көрсету ( мысалы, өнеркәсіптік  объектілер, гидроэлектр станциялары, елді-мекендер ).   

- изосызық тәсілі –  берілген өріс немесе беттің  тең мәндері бар нүктелерді  біріктіретін қисық сызықтардың  көмегімен үзіліссіз өрістер  немесе жер беті түрінде (мысалы, температура өрісі, ауырлық күші  өрісі, рельеф беті) көрсетілген тегіс жаралған құбылыстарды бейнелеу;

- сапалы фон тәсілі  – бөлінген аудандар, облыстар  немесе аудандастырудың басқа  бірліктері бойынша түс пен  штрихтеу көмегімен тегіс таралудың  қандай да бір құбылысының  сандық айырмашылықтарын көрсету (мысалы, топырақтардағы ластаушы заттардың құрамы, өзен алаптары бойыншв гидроресурстардың қорлары);

- сызықтық белгілер  тәсілі – түсі, ені, бейнесі  (суреті) әртүрлі сызықтардың көмегімен  сызықтық объектілерді бейнелеу  (мысалы, әлеуметтік шекаралар, жолдар, тектоникалық жарылымдар);

- жергілікті диаграммалар  тәсілі – тұтас немесе жолақтап  таралған  құбылыстарды оларды  бақылау (өлшеу) пунктерінде графиктер  мен диаграммалар көмегімен бейнелеу, (мысалы, орташа айлық температуралар  мен жауын-шашынды өлшеу графиктері, гидропостарға байланысты өзен суларының метеостанциялар бойынша жергіліктенген ластану диаграммалары);

- нүктелік тәсіл –  нүктелердің көптігі көмегімен  жаппай таралу құбылысын бейнелеу, нүктелердің әрқайсысының өз  ерекшелігі бар, берілген құбылыстың кейбір сан бірліктерін білдіреді (мысалы, малмен айналысу орналасуын нүктелердің показ көмегімен көрсету, олардың әрқайсысы малдың 1000 басын білдіреді немесе өңделген жерлердің таралуын, әрбір нүкте 200 га сәйкес келеді);

-  картодиаграмма тәсілі  – кардиограммалар құрастыру кезінде пайдаланылатын әкімшілік бөлулер бірліктері бойынша нақты (абсолютті) статистикалық көрсеткіштерді бейнелеу;

- картограмма тәсілі - картограммалар құрастыру кезінде  пайдаланылатын әкімшілік бөлулер  бірліктері бойынша салыстырмалы статистикалық көрсеткіштерді бейнелеу.

Арақашықтықтан зондылау (АРЗ) (remote sensing, remote surveying, RS) – жер беті (басқа космостық денелер), жер бетіндегі және жер қойнауындағы объектілер туралы ақпараттарды дистанциондық тәсілдерімен алған кезде қолданылады. Арақашықтықтан зондылауды құрлық немесе теңіз бетінен,  ауадан немесе ғарыштан электромагнитті спектрдің әртүрлі зоналарында жүргізеді. Түсірілетін объектілер радиотолқындармен сәулеленген кезде түсірім қарқындалады.

Қашықтық зондтау (ҚЗ) деп жер беті туралы (және т.б. ғарыштық дене)  ақпаратты, оның бетінде және жер қойнауында жатқан нысандарды қашықтықәдісімен алу процесін айтады. Дистанциялық (қашықтық( зондтауды құрлық немесе теңіз бетімен, ауа немесе ғарыштан электромагниттік спектрдің әр түрлі зонасында өткізеді. Өзіндік немесе күн сәулесінің шағылуынан  қабылдайтын пассивті түсірімдер және түсірілетін нысан өзі жарық шығарса оны активті түсірімдер дейді.  Электромагниттік сәулелену диапазонын қабылдауына (фиксация)  қарай дистанциялық зондтаудың келесі түрлері болады: ультракүлгінді-көрінетін жақында, орта және алыс (жылулық )инфрақызыл түсті диапазонда микротолқынды диапазонда. Бір уақытта пайдаланылатын бірнеше диапазонды көп зоналы немесе көп спектрлі түсірімдейді. Ал қолданылатын диапазондар саны көп болса (20және оданда артық)  гиперспектрлі дейді. Түсірілетін апаратураның қолдану түріне қарай фотографиялық, телевизиялық, фототелевизиялық, сканерлік, радиолакациялық, гидролакациялық, лазерлік және ладарлық түсірімдердеп ажратыладыал аэроспектірлі-метірлік иүсірімді жеке бөліп айтады.Жоғарыда айтылған қашықтық зондтау (ҚЗ) түрлері ақпараттық жүйенің деректер базасында барған сайын  кеңірек пайдалануда. Әсіресе үлкен аумақты немесе Жер бетіндегі өзгерісті талдауда өтө қажет. Бір пиксельмен жабылған жер бетінің проекциясының мөлшерін  кеңістік шешім дейді; Пиксельдің мөлшері кіші болған сайын кеңістік шешімнің мөлшері жоғары болады.

Бір пиксельге келетін  электромагниттік энергия мөлшері  санға өзгереді және екілік түрде  жерге беріледі. Әр пиксель кодталған екілік разряд саны (бит) радиометрлік шешілім дейді, және әр пиксельге биттер көп қолданылған сайын радиометрлік шешілім де жоғары борлады. Қашықтық зондтау деректерін пайдаланудағы ең  қиын мәселе болып геометриялық корреляция   және түсірілімнен (дешифрлеуден) пайдалы ақпарат алу саналады. Бұл екі мәселені жеке қарастырайық.

Қашықтық зондтау деректерін пайдаланудағы ең  қиын мәселе болып  геометриялық корреляция   және түсірілімнен (дешифрлеуден) пайдалы ақпарат алу  саналады. Бұл екі мәселені жеке қарастырайық.

Біріншіден, квантты кеңістік тікбұрышты  птксельге жер беті нысандарын жеңілдетудің (қарапайымдатудың)  тағы бір деңгейін қосады. Пиксельден әжептеуір кіші нысандарды  байқау (табу) мүмкін болмайды, бірақ сенсарға түсетін аралас пиксель деп аталатын сәулелену санына (мөлшеріне)әсерін тигізу.

Қашықтықтан зондтау  деректерін  пайдаланудың екінші мәселесі серіктен алынған бастапқы деректер өңделмесе (яғни дешифрленбесе ) ондай  дерек жайлы ештеңе де айтуға болмайды.

ГАЖ жіктелімдерінің  басқа түрлеріндей қашықтан зондтау дерегіне қатысты жіктелімдегідей болады, жіктелімге соңғы өнімді қосымша жеңілдетуге мүмкіндік жасайды.

ГАЖ жіктелімдерінің  басқа түрлеріндей қашықтан зондтау  дерегіне қатысты жіктелімдегідей  болады, жіктелімге соңғы өнімді қосымша жеңілдетуге мүмкіндік жасайды.

Жіктелімнің негізгі  үш түрі болады: автономды, эталонмен  және интерактивті.

Қашықтықтан зондтау  деген ГАЖ – да пайдаланудағы  мәселесі – алынған категория  аэрофото түсірімдіқолмен интерпретация  жасағанмен сәйкестендіру қиынға түседі.  

Генерализация  деп тапсырысына, тақырыбына, нысанның  зерттелу немесе сол геобейнелерді алудың  техникалық жағдайымен ірі масшабпен салыстырғанда ұсақ масштабта геобейнелеуді жинақтауды айтады.  Басқаша айтқанда, географиялық нысандар  мен құбылыстарды  картада ғылыми түрде іріктеп  және жинақтап қорыту процесін генерализация деп атайды. Латынның “генралис” сөзі жалпы деген ұғым береді.

Картографиялық  генерализация   деп картаның картографы немесе редакторы жағдайындағы ценз және нормаме сәйкестендіре отырып нысанның  басты типін айқындап көрсететін түрін айтады.

Қашықтықтан  генерализация   деп техникалық фактордың кешенімен (түсірім биіктігі мен әдісі, спектрлі диапазон, масштаб, шешілім)  және табиғи  ерекшелігі  мен (жергілікті жердің сипаты, атмосфералық жағдай, т.б.)  пайдап болған бейнені суретте геометриялық және спектрлі түрде бейнелеуді айтады.

Автоматтық  немесе алгоритімдік генерализация  деп алгоритімді және формальді критерий мен берілуіне сәйкес бейнені формальді сұрыптау, жеңілдетуді айтады.

 Динамикалық   генерализация  деп анимация механикалық жинақтауда, уақытына қарай біршама тұрақты нысан мен құбылыстың бастысын көрсетуді айтады.

Кеңістік деректерінің генерализация  деп ГАЖ-дағы кеңістік нысандар туралы позициялық және атрибутивті деректерді автоматты немесе интерактивті режимде генерализациялық операторды пайдаланып картографиялық қабылдау және әдістерін  генерализацияға сәйкестендірудің жинақтап қорытуын айтады. Олардың негізгілеріне қарапайымдату (жеңілдету),  кедір – бұдырын реттеу, сызықтарды жеңішке түрде беру, сиретіп беру, сұрыптау, қайта жіктеу агрегаттау, қосу, білдіртпей жабу, сызықтарды үзіп-үзіп беру, пішіндер  мен мөлшерлерін қарапайым етіп беру.