13СОЗДАНИЕ ВИРТУАЛЬНОЙ ЭКСКУРСИИ "ТУРКЕСТАНСКАЯ ОБЛАСТЬ" С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ГИС
ТЕХНОЛОГИИ
С. Т. Жорабай
Казахский национальный женский педагогический университет, г. Алматы,
Казахстан
Л. К. Жайдакбаева, Ж. Г. Менлибай
ЮКУ им.М.Ауэзова, г. Шымкент, Казахстан salta2405@bk.ru
Сбор, обобщение, систематизация и обработка данных являются основными задачами современной науки об окружающей среде. Но результаты обработки информации имеют ценность только в том случае, если они правильно представленны.
О жителе любого государства земного шара можно говорить как о пространственно связанном объекте. Потому, что у него есть место жительства, которое привязывает его к определенному адресу. Например, он, в свою очередь, связан с жильем, фактически расположенным на территории города.
К "Пространственному адресу" относятся здания и сооружения, земельные участки, водные, лесные и другие природные ресурсы, транспортные магистрали и инженерные коммуникации. Сбои связи связаны с определенной точкой в пространстве. Автомобиль, движущийся или стоящий без движения на дороге, движущийся поезд, летающий самолет и плавучий пароход, движущаяся деталь в зоне заводского цеха имеет координаты на земле.
Компьютерные технологии могут оказать помощь в решении задач хранения, обработки и представления информации, имеющей географическую связь.
В XXI веке невозможно без овладения навыками создания и использования ГИС-технологий. ГИС-технологии используются в исторических исследованиях с конца 80-х годов прошлого века. За это время персональные компьютеры и программное обеспечение менялись, улучшались и совершенствовались. В эпоху информационных технологий возникла необходимость совершенствования методов и средств исследования. Использование компьютерных
October 20, 2023 Republican Scientific and Practical Conference
700
Technoogies^n^hemmucaiiommimrocmm
технологий учителями сегодня оиентировано на ГИС-технологии, стремящиеся совершенствовать свои всесторонние достижения.
ГИС - наука, изучающая природные и социально-экономические геосистемы, их структуру, связь, динамику, существование в пространстве и времени, а также помощь компьютерной разметки на основе географических знаний и банка данных.
Смыслом ГИС является поток информации в географической среде в пространстве-времени. ГИС как метод исследования относится к информационному моделированию в пространстве-времени [1].
ГИС тесно связана со многими науками. В том числе ГИС играет большую роль в системе наук о Земле. Это науки-география, геология, почвоведение, ландшафтоведение, геоморфология, палентология и др.
В настоящее время геоинформация занимает достойное место в системе наук. Это можно увидеть в целях и задачах информатизации географических исследований. Одной из важнейших задач геоинформации является автоматизация географических исследований, в создании алгоритмов и программных средств, помогающих выполнять многие варианты синтеза и анализа географической информации. Сфера применения ГИС сегодня очень широка. Это: земельный комитет, контроль природных ресурсов, экология, местное управление, транспорт, экономика, общественные задачи и т. д. интерес к таким технологиям растет день ото дня. Типичные области применения ГИС-земельный кадастр, кадастр природных ресурсов, экология, сфера недвижимости и принятие решений.[1]
С помощью программы ArcGis можно выполнить задачу географической информационной системы (ГИС) любого уровня сложности. Сегодня тысячи различных организаций и сотни пользователей используют ГИС-технологии для изучения и обработки различных наборов географической информации. Вы можете использовать ArcGis по-разному и в зависимости от сложности задач. Иногда ArcGis используется в качестве единственного пользователя для картографии и анализа, обычно в рамках определенного ограниченного проекта. Этот метод использования ArcGIS иногда называют проектом ГИС. В других случаях ArcGIS-это многопользовательская система, предназначенная для решения текущих проблем организации в области географической информации. Многопользовательские ГИС иногда подразделяются на разделы ГИС, организации ГИС в соответствии с уровнем сложности системы и интеграцией
October 20, 2023 Republican Scientific and Practical Conference
701
g
g
организаций с повседневной деятельностью. ГИС-это система для управления географической информацией, ее анализа и отображения. Информация представлена в виде серии наборов географических данных, которые моделируют географическую среду с помощью простых обобщенных структур данных. ГИС включает в себя современный набор инструментов для работы с географическими данными. Географическая информационная система поддерживает несколько видов работы с географической информацией.
Тип базы геоданных: ГИС - это пространственная база данных (векторные объекты, растры, топология, сети и т. д.) с наборами данных, которые представляют географическую информацию в контексте общей модели данных ГИС.
Тип геовизуализации: ГИС - это набор интеллектуальных карт и других типов, которые показывают отношения между пространственными объектами и объектами на поверхности земли. Вы можете рисовать разные карты. Их можно использовать как "окно в базу данных" для поддержки запроса, анализа и обработки информации.
Тип геообработки: ГИС - это набор инструментов для извлечения новых наборов географических данных из существующих наборов. Функции геообработки получают информацию из существующего набора данных. Они используют аналитические функции и записывают результаты в новый набор производных данных. Например, в ArcGIS эти три типа представлены каталогом (ГИС как набор геоданных), картой (ГИС как интеллектуальное картографическое представление) и набором инструментов (ГИС как набор инструментов для обработки пространственных данных). В зависимости от сложности задач ГИС можно использовать по-разному. В среде проекта ГИС или многопользовательская ГИС можно использовать в настольных приложениях ArgGIS - ArcCatalog, ArcMap, ArcToolbox. ArcCatalog управляет хранением пространственных данных, структурой базы данных, а также записью и просмотром метаданных, ArcMap используется для всех задач создания и редактирования карт. Кроме того, для картографического анализа ArcToolbox используется для преобразования данных и геообработки. В этом приложении много инструментов (рис.1).
https://cspi.uz/
Republican Scientific and Practical Conference
October 20, 2023
g
g
I В
iL
J1Г
Рисунок 1. Arctoolbox преобразование данных
Географические информационные системы (ГИС) - это класс информационных систем, которые имеют свои особенности. Они разработаны с учетом законов геоинформатики и методов, используемых в этой науке. Геоинформационные системы предназначены для решения различных задач науки и производства на основе использования пространственно локализованных данных об объектах и явлениях природы и общества в качестве интегрированных информационных систем.
Географическая информационная система - это организованный набор аппаратного обеспечения, программного обеспечения, персонала и географических данных для эффективного ввода, хранения, обновления, обработки, анализа и визуализации данных, всех видов географически организованной информации. Географические информационные системы-многофункциональные средства анализа табличных, текстовых и картографических бизнес-данных, демографической, статистической, земельной, муниципальной, адресной и другой информации. Другими словами, геоинформационная система-это система, способная хранить и использовать данные об объектах пространственной организации [2].
https://cspi.uz/
Republican Scientific and Practical Conference
October 20, 2023
Technoogies^n^hemmucaiiommimrocmm
Рисунок 2. Arc-структура каталога
Геоинформационные системы становятся все более распространенными не только в таких областях применения радиации, как управление природными ресурсами, сельское хозяйство, экология, кадастры, городское планирование, но и в коммерческих структурах - от телекоммуникаций до розничной торговли. Как система поддержки принятия решений, географические информационные системы помогают улучшить обслуживание клиентов, поддерживать высокий уровень конкурентоспособности, повысить прибыльность как коммерческих организаций, деятельность которых зависит от пространственной информации, так и организаций, где геоинформационный анализ дает значительные преимущества. Геоинформационные системы являются эффективным инструментом для выбора торговых мест и определения зон, размещения наружной рекламы и производственных объектов, диспетчеризации и маршрутизации средств доставки, информатизации риэлторской деятельности [2].
По функциональным возможностям
Полнофункциональная ГИС общего назначения;
October 20, 2023 Republican Scientific and Practical Conference
704
Technoogies^n^hemmucaiiommimrocmm
gL
Специализированная ГИС направлена на решение конкретных проблем в какой-либо области;
Информационные справочные системы для домашнего и информационно-справочного использования; Традиционное формирование ГИС на основе точных данных не может дать достоверного представления о ландшафтной структуре территории. Поэтому для решения этих широкомасштабных проблем, где разнообразие типов ПТК играет важную роль, лучше всего выбрать ландшафтную модель территории в качестве основы для формирования ГИС. Стоит отметить, что ландшафтные разделы ГИС занимают ведущее место в пространственных и логических коллективах природных данных. В зависимости от описания решаемых задач используются и другие тематические карты. Например, гидрогеологические, почвенные карты даже в этом случае на ландшафтную карту отводится ведущая роль логического построения [3].
История развития географических информационных систем насчитывает более 30 лет с момента создания канадской ГИС под руководством Р. Томлисона в середине 60-х годов. Судя по имеющейся литературе, это действительно была первая работающая автоматизированная информационная система, которая занималась информацией, распределенной в пространстве. Однако канадские ГИС и другие географические информационные системы, разработанные в Европе и Северной Америке в 60-х и первой половине 70-х годов, представляли собой картографические банки данных с функциями ввода, простой обработки и вывода с использованием простых (по современным представлениям) устройств печати. В связи с этим, появление первого поколения ГИС в том смысле, который мы включаем в эту концепцию сегодня, в конце 70-х, начале 80-х годов, когда появились и получили широкое распространение 16-битные микро и мини-ЭВМ, методы и технологии внедрения, хранения получили соответствующее развитие. К ним относятся в первую очередь картография и автоматизированные картографические системы, методы обработки данных дистанционного зондирования и дистанционного зондирования, системы компьютерного проектирования (САПР) и компьютерная графика, пространственный анализ, географическое и картографическое моделирование.
До появления первого поколения периода ГИС можно условно разделить на качественные периоды 60-х и 70-х годов. Именно в 60-х годах появились первые
October 20, 2023 Republican Scientific and Practical Conference
705
авторизованные картографические системы. В 1963 году Говард т. Фишер разработал программу создания карт на устройствах алфавитно - цифровой печати (АЦПУ) ЭВМ (synagraphic-от греческого слова synagein, что означает объединение), включающую symap (Synagrapfic Mapping System)-набор программных модулей для анализа пространственных данных. В последующие годы в лаборатории компьютерной графики и пространственного анализа Гарвардского университета под руководством Говарда т. Фишера в 1965 году были разработаны популярные пакеты, такие как GRID, IMGRID, CALFORM и другие, как и многие пакеты, созданные в 60-х и 70-х годах в других исследовательских центрах. Ориентирован на автоматизацию картографирования с использованием имеющихся в то время линейных или перьевых плоттеров, а также на выполнение простейших методов пространственного анализа растровых изображений, не выходящих за рамки "ручных" методов.
Период с конца 60-х до второй половины 70-х годов характеризуется последовательным совершенствованием пространственных методов, в том числе статистических, аналитических, а также технологии кодирования и представления пространственных данных. В конце 60-х годов была разработана DIME-файловая структура хранения топологической информации. Появилась технология графического изображения трехмерных изображений и т.д. тенденция укрепления междисциплинарных связей между разработчиками ГИС, прежде всего учеными и инженерами, очень характерна для этого периода. Однако геоинформационные системы этого периода все еще специализированы и построены на базе мощных и очень дорогих компьютеров. Поэтому это были уникальные системы с очень ограниченным кругом пользователей [4].
На Западе во второй половине 70-х-начале 80-х годов государственные и частные агентства, особенно в Северной Америке, сделали значительные инвестиции в разработку и применение ГИС-технологий. За этот период были разработаны сотни компьютерных программ и систем. Появление и широкое распространение недорогих компьютеров с графическим дисплеем (так называемым"персональным") позволило отказаться от "пакетного" режима обработки данных и перейти в диалоговый режим общения с компьютером с помощью общеанглийских команд. Способствовал децентрализации исследований в области ГИС-технологий. Тесная интеграция междисциплинарных исследований, их
October 20, 2023 Republican Scientific and Practical Conference
706
¿L
ориентация на решение сложных проблем, связанных с дизайном, планированием и управлением, привела к созданию интегрированной ГИС, характеризующейся большей или меньшей универсальностью. К 1984 году только в Северной Америке было установлено около 1000 географических информационных систем. В Европе разработка ГИС проводилась в небольших масштабах.
Тот же период характеризуется появлением и повсеместным распространением коммерческих пакетов ГИС. Это программная среда, которая позволяет пользователю создавать географические информационные системы в соответствии со своими потребностями и возможностями. В конце 80-х годов была создана мировая индустрия ГИС, включая оборудование, программное обеспечение ГИС и их обслуживание. В 1988 году, например, в мире только прямые расходы по этим статьям превысили 500 млн. долларов США, а в 1993 году-около 2.5 млрд. долларов США. Косвенные затраты в несколько раз превысили эти цифры [5].
Реализация мощного интеграционного потенциала ГИС-технологий заключалась в реализации ряда глобальных и межнациональных проектов по контролю за природной средой, таких как, например, GRID и CORINE, начиная с конца 80-х годов.
Проект глобального ресурсного информационного банка данных grid (G^1 Resoigse Information Database) является инструментом реализации программы gems (С1оя1 Environment Monitoring System), выполняемой под эгидой Организации Объединенных Наций. Проект разрабатывается с 1988 года в ряде стран - участниц (Канада, США, Норвегия, Швеция и др.), международных и национальных организациях (НАСА, Институт исследований природных систем-ЕSRI, Женевский университет и др.). Программное обеспечение GRID реализуется через пакет ELAS для обработки данных дистанционного зондирования в НАСА и пакет ГИС ARC-INFO, разработанный ESRI (Калифорния).
Проект CORINE-(Coordination-Information - Environment) - создание геоинформационной системы Европейского Союза. Разработка проекта началась в соответствии с решением ЕЭС от 27 апреля 1985 года.
АrcGIS-это набор базовых функций Агсмара, АrcCatalog, АrcToolbox. Вместе они позволяют решать ГИС-функции различной степени сложности, такие как картографирование, управление данными, пространственный анализ,
October 20, 2023 Republican Scientific and Practical Conference
707
редактирование данных и их геообработка. ArcGIS представляет собой полнофункциональную масштабируемую сложную систему из нескольких этапов, предназначенную для большого сообщества пользователей ГИС. АгсМар-необходим для составления карты и редактирования данных, а также для картографического анализа. В этом приложении основная работа ведется с картой. На поверхности карты имеется окно, в котором хранятся географические данные, набор слоев карты, линия масштаба, направление выступа и другие элементы.
Рисунок-3. Агс Мар - вид
Работа в Агс Мар с 2 приложениями на карте:
1) на основе географических данных - позволяет работать с географическими слоями, идентифицировать различные символы, проводить анализ. Здесь выполняются основные картографические работы.
2) на основе компоновки — оформление карт, т. е. создается состав легенды, заголовок, отображается масштаб, задается северное направление карты, размер бумаги.
October 20, 2023 Republican Scientific and Practical Conference
708
Layer Properties
Getiers! Analyse Settings | LMdicrs | AccumulKjan | Lccaiöns |
Route
d :"VI itaa ia I с 'чт! e 1мq rice \jexet cis-e5 \ net м »I: ^ a tie e t s_ nd. N D
AnaVsis Type: Nelujoik Dätaset
Seflmgo
Impedance: ¡Mriiies IHrtiei)
Г U«TiiftiWjrtäe*wi
P П*eve!*r 5 topi T о find Opimai H eute
P" Ргййёг-уте- Frst lop P" RreeerveШ Slop
| Everstens
Asqw U-Tuns:
Ovipyt vhapt Tvoc; |true ihace
Г Jie H isrard-;^:- R anges. .
Г7 leprae I rival d Loca lions-
3
Ш
Rc?incticns
13 Oniwijf
OK
□
Рисунок 4.Наложение слоев
Рисунок 5. Структурирование
Рисунок 6. Туркестанский край
October 20, 2023 Republican Scientific and Practical Conference
709
Лгсса1а1о§ - это приложение, которое выполняет функции для создания базы данных геоданных и управления пространственными данными, а также для создания, просмотра, управления метаданными. Помогает создавать и управлять всеми данными нашей ГИС. Он предоставляет инструменты для поиска географических данных, просмотра, борьбы с метаданными, просмотра, Управления, быстрого раскрытия различных наборов данных, структурирования географических данных. Похоже на АгсМар. но особенность в том, что редакция не производится. АгСюоШох-конвертер геообработки данных. Плагин, хранящий множество инструментов для обработки геоданных. Agsmar, ArcCatalog и Аг^ооШох объединяют различные ГИС-функции. Например, в ArcCatalog мы находим содержимое карты, и его можно открыть двойным щелчком мыши в Agsmar. Впоследствии в АгсМар можно вносить изменения с помощью ЛгСшШох [6].
Рисунок 7. Библиотека Фараба
October 20, 2023 Republican Scientific and Practical Conference
710
gi
Рисунок 8. Центральная площадь.
Рисунок 9. Университет.
В настоящее время геоинформационные системы - это масштабная индустрия, охватывающая сотни людей, работающих в разных сферах в разных уголках мира. Геоинформационные системы преподаются в университетах, колледжах и даже школах. Эти технологии используются во всех областях человеческой деятельности:
October 20, 2023 Republican Scientific and Practical Conference
711
g
g
для решения глобальных проблем, таких как перемещение населения, загрязнение территорий, вырубка лесов, стихийные бедствия, а также для решения отдельных вопросов, таких как правильное размещение нового офиса, поиск маршрута между пунктами, поиск места назначения, установка трубопроводов на месте, различные муниципальные задачи.
REFERENCES
[1] Учебное пособие "Основы Геоинформатики", Нуржан Керимбаев; отредактировано и дополнено 2-е издание (Алматинский» Казахский университет " 2007 год; С. 96-111 )
[2] Электронный ресурс: http: //melimde.com
[3] Информационные технологии в управлении / Под ред. Ю. М. Черкасова. М.: ИНФРА-М, 2001.
[4] Компьютерные технологии обработки информации / Под ред. С. В. Назарова. М.: Финансы и статистика, 1995.
[5] Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы. — М.: Златоуст, 2000.
[6] Светличный А.А., Андерсон В.Н.,. Плотницкий С.В «Географические информационные системы: технология и приложения.», Одесса,1997
https://cspi.uz/
Republican Scientific and Practical Conference
October 20, 2023
