География және табиғатты пайдалану факультеті
жүктеу/скачать 34,65 Kb.
|
Балажанова Дильназ Срс 2ГАЖ
|
Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті География және табиғатты пайдалану факультеті География,жерге орналастыру және кадастр кафедрасы ЖҚЗ деректерімен жұмыс істеуге арналған QGIS, GIS және MultiSpec ашық ГАЖ-пакеттерінің ерекшеліктері мен мүмкіндіктері. «Кадастрдағы геоақпараттық технологиялар» пәні бойынша №2 СӨЖ Орындаған: Балажанова.Д.Ж Тексерген: Зулпыхаров К.Б Алматы, 2023 жыл МАЗМҰНЫ КІРІСПЕ.................................................................................................................3 НЕГІЗГІ БӨЛІМ 1. ЖЕРДІ ҚАШЫҚТЫҚТАН ЗОНДТАУ ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ ТҮСІНІК......4 1.1. ЖҚЗ деректеріне жалпы сипаттама..........................................................5 1.2. QGIS бағдарламасы ............................................................................6 1.3. ЖҚЗ деректерін алудағы GIS және MultiSpec бағдараламаларының атқаратын жұмысы ..........................................................................................7 ҚОРЫТЫНДЫ ......................................................................................................8 ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР .................................................................9 КІРІСПЕ
Жерді қашықтықтан зондтау – жер бетін әр түрлі түсіруші құрал-жабдықтармен жабдықталған әуелік және ғарыштық құрылғылармен бақылау. Түсіруші құрылғылардың жұмыс істеу өлшемі микрометрден метрге дейін. Зондтау әдісі белсенді және белсенді емес болып бөлінеді. Белсенді емес әдістер күннің белсенділігіне негізделе отырып, Жер бетіне табиғи бейнені немесе екілік жылулық сәулелендіруді қолдануы мүмкін. Белсенді әдіс – жасанды бағытталған іс-әрекет арқылы нысандарды сәулелендіру. Жерді қашықтықтан зондтау жаһандық, жоғарғы кеңістіктік, спектрлік және уақыттық көлемде шұғыл түрде мәлімет жинауға мүмкіндік береді. Бұл ғарыштық жүйенің үлкен ақпараттық мүмкіндігін анықтап, алынған мәліметтердің жан-жақты қолдануына мүмкіндік береді. Жер сегменті өз кезегінде екі орталықтан тұрады: ұшуды басқару орталығы және кемеден ақпараттар алу, оларды өңдеу, сақтау және тарату орталығы. Бұл екі орталықта да істің қыр-сырын терең меңгерген білікті мамандар ғана тиімді жұмыс істей алады. Мысалы, жеткілікті дәрежеде дайындалмаған маманның ғарыштағы аппартты жоғалтып алуы да әбден мүмкін. Жалпы, ғарыштағы ЖҚЗ аппаратынан келетін ақпаратты бей-берекет жатқан цифрлар жиынтығы ретінде қарастыруға болады. Ол мәліметтерді өңдеудің бірнеше сатыларынан өткізіп барып, пайдаланушыға жеткізу үлкен интеллектуалдық және материалдық ресурстарды талап етеді. Мысалы, түсірілімдердің саны жылдам көбейіп кетеді де, тек бір ғана аппараттан алынатын суреттер мыңдап, тіптен миллиондап саналады. Оларды әр түрлі дәрежеде өңдеу және сақтау арнайы аппараттарды, арнаулы кәсіптік бағдарламаларды және білікті кәсіпқой мамандарды талап етеді. Жерді қашықтықтан зондтау жоғары кеңістіктік, спектрлік және уақытты бар ақпараттарды жинауда әмбебеп ұқыптылық көрсетті. Ол ғарыштық жүйелердің жоғары ақпараттық мүмкіндіктерін көрсетіп, оларды әскери және экономика салаларында тиімді қолданады. «Жерді қашықтан зондтау» ұғымы әр түрлі камера, сканер, микротолқынды қабылдағыштар, радиолокаторлар және тағы да басқа құралдар арқылы электромагниттік сәулелерді өзіне жазу дегенді білдіреді. Қазіргі заманда теңіз түбі, жер атмосферасы, Күн жүйесі туралы ақпаратттарды жинау мен жазу үшін қолданады. Ол өз қызметін теңіз кемелерінің, ұшақтың, ұшатын ғарыш құралдарының, телескоптадың көмегімен іске асырады. Сондай-ақ қазіргі заман әдісін геология, орман шаруашылығы және география сияқты ғылым мамандары да зерттеу жұмыстарын жүзеге асыруда қолданады. Жерді қашықтықтан зондтау (ЖҚЗ) – ғарыш кеңістігінен құрлық, мұхит және атмосфера элементтерінің өзіндік және шағылысқан сәулеленуін байқау мен өлшеу арқылы Жер беті мен қойнауы туралы ақпарат алу процесі.Қашықтықтан зондтау ғарыштық аппараттары Жердің табиғи ресурстарын мониторингілеу, метеорология міндеттерін шешу үшін пайдаланылады, сондай-ақ ауыл шаруашылығында, геодезияда, картографияда, жер беті мен мұхит мониторингінде қолданылады. Ол талдау мен болжау процедурасын автоматтандырады. ЖЕРДІ ҚАШЫҚТЫҚТАН ЗОНДТАУ ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ ТҮСІНІК Қашықтықтан зондтау-бұл объект, аумақ немесе құбылыс туралы ақпарат онымен тікелей байланыссыз жиналатын процесс. Қашықтықтан зондтау әр түрлі өлшеу платформаларынан жүргізілетін байланыссыз түсірілімдердің барлық түрлерін қамтиды: әуе және ғарыш аппараттары (ұшақтар, тікұшақтар, ғарыш кемелері, спутниктер және т.б.), кемелер мен сүңгуір қайықтар, жер станциялары. Бұл ретте сурет қашықтықтан тіркеу және (немесе) меншікті немесе шағылысқан сәулеленуді өлшеу нәтижесінде мақсатты түрде алынған нақты объектілердің екі өлшемді метрикалық бейнесі ретінде айқындалады және зерттелетін объектілер туралы географиялық ақпаратты тасымалдайтын сәулеленуді өлшеудің, тіркеудің және визуализациялаудың неғұрлым орынды нысанын білдіреді. Соңғы онжылдықтарда қашықтықтан зондтау материалдарының көлемі, әртүрлілігі және сапасы айтарлықтай өсті. Осы уақытқа дейін бүкіл жер бетін толығымен жабатын аэроғарыштық суреттердің үлкен қоры (100 миллионнан астам) жинақталған, ал аудандардың көп бөлігі үшін бірнеше қабаттасқан. Жер бетін аэрофототүсірілім бағдарламаларының кең таралуына байланысты жер бетін ғарыштық түсіру ерекше маңызға ие. Ғарыштық түсірілім ғарыш кемелерінен, спутниктерден, әуе шарларынан жасалады. Ғарыш жүйелері ғарыш аппараттарының жұмыс істеуін қамтамасыз ететін күрделі инфрақұрылымды қамтитын спутниктік жүйелердің үнемі толықтырылатын топтамаларының ұзақ мерзімді жұмысына негізделген. Орбита, ақпаратты қабылдау, оны сақтау және тарату. Ғарыштық суреттер өздерінің қасиеттеріне байланысты практикалық және ғылыми салаларда кеңінен қолданылады. Ғарыштан Жерді зерттеу материалдары Жер туралы ғылымдарда кеңінен қолданылады. Ғарыштық түсірілім қолданылады. Табиғи ресурстарды, табиғи құбылыстардың динамикасын, қоршаған ортаны қорғау міндеттерін жан-жақты зерттеуге бағытталған зерттеулер. Ғарыштық суреттерге сәйкес атмосфераның, литосфераның, гидросфераның, биосфераның және аймақтық, Аймақтық және жаһандық масштабтағы Ландшафттардың негізгі құрылымдық ерекшеліктерін зерттеуге болады. Жерді зерттеуде спутниктік метеорология, спутниктік гидрофизика, ғарыштық океанология, ғарыштық картография және Ғарыштық геодезия сияқты жаңа ғылыми бағыттар пайда болды. Қашықтан зондтау деректері картографияда әр түрлі және кең қолданыста табылды, олар жалпы географиялық және тақырыптық карталарды құрастыру және жедел жаңарту көзі болып табылады. Қолдануға ерекше орын беріледі. Аймақтардың геоэкологиялық мониторингін жүзеге асыру кезінде қоршаған ортаның жай-күйін күнделікті жедел бақылау үшін ғарыштық ақпарат. Табиғи объектілерді қашықтықтан зерттеу әдістері үлкен көрінуді, белгілі бір уақыт аралығында деректерді қайта алу мүмкіндігін, кескіндерді алу мен берудің жоғары жылдамдығын, сондай-ақ жедел картаға түсіру негізінде құбылыстың даму динамикасын кешенді талдау мен бағалауды қолдану мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Ғарыштық түсірілім нәтижелерін картаға түсіру мақсатында пайдалану ғарыштық түсірілімдердің ерекше құнды қасиеттерімен анықталады: үлкен аумақтық қамту және одан туындайтын кескіндердің жоғары жалпылануы; жалпы планетаның негізгі құрылымдық, аймақтық және аймақтық ерекшеліктерін суреттерден зерттеу; кең аумақтарды түсірудің бір реттік орындалуы, бұл ландшафттың барлық компоненттерінің байланысын зерттеу мүмкіндігі; табиғи құбылыстардың – мерзімді (тәуліктік, маусымдық) және эпизодтық (дала өрттері, жанартау атқылауы және т.б.) динамикасын, сондай-ақ экономикалық қызметті (егіс алқаптары, пісіп-жетілу, егін жинау, құрлық пен теңіздің ластануы) зерттеуге мүмкіндік беретін түсірілімнің тұрақты қайталануы. Ғарыштық суреттерден жасалған карталар заманауи болып табылады мұндай суреттер болмаған кезде мүлдем картаға түсіруге болмайтын құбылыстар сенімді және бейнеленген. Карталарды жасау үшін қашықтықтан зондтау деректерін пайдаланудың негізгі артықшылықтары: зерттеу кезіндегі деректердің өзектілігі, бетті анықтаудың жоғары дәлдігі объектілерді бөлудің объективтілігінің жоғары коэффициенті және объектіні белгілі бір сыныпқа жатқызу. Сонымен қатар, қашықтықтан зондтау деректерін пайдалану жердегі зерттеу көлемін қысқартуға және осылайша зерттеу мерзімін қысқартуға мүмкіндік береді. Қашықтағы әдістердің маңызды ерекшелігі-олар, әдетте, жанама болып табылады, яғни олардың көмегімен бізді қызықтыратын объектілердің параметрлері емес, олармен байланысты кейбір шамалар өлшенеді. Мұндай параметрлердің шифрын ашу үшін алдын-ала зерттеулер қажет, соның ішінде қызығушылық тудыратын объектіні байланыс әдістерімен зерттеуге арналған түрлі эксперименттер. Осылайша, әдістер Жерді ғарыштан зерттеу тек зымыран техникасын, күрделі оптикалық-электронды аспаптарды, компьютерлерді қолданумен ғана емес, сонымен қатар өлшеу нәтижелерін түсіндірудің жаңа тәсілімен де жоғары технологияларға жатады. Уақытты қажет ететін жерсеріктік зерттеулер жүргізілсе де шағын аумақ, олар үлкен кеңістіктерге, тіпті бүкіл жер шарына деректерді жалпылауға мүмкіндік береді. 1.1 Жерді қашықтықтан зондтау деректеріне жалпы сипаттама Жерді қашықтықтан зондтау деректері-бұл біздің планетамыздың растрлық суреттері және әр суреттің геокеңістіктік деректері бар файлдар түрінде өңделген және ұсынылған спутниктік суреттер. Өңделген суреттер-бұл ЖҚЗ материалдары. ЖҚЗ суреттерін өңдеу геокеңістіктік талдау процесінде жүзеге асырылады және екі кезеңнен тұрады: Алдын ала өңдеу кескінді түзетуді (геометриялық, радиометриялық, атмосфералық), сондай-ақ объектілердің орналасуының Жердің географиялық картасындағы орналасуымен байланысын (геореференттеу) білдіреді. Тақырыптық өңдеу-бұл суреттердегі объектілерді олардың сипаттамалық белгілері бойынша жіктеу (вегетация, елді мекендер және т.б.). ЖҚЗ деректерін пайдалану жалпылау себебінен немесе жердегі аумақтарды тікелей бақылау мүмкін болмаған кезде (өрттер, дүлей зілзалалар, шалғай және жету қиын жерлер) картада көрсетілмеген ауданы бойынша шағын объектілерді мониторингтеу кезінде ерекше сұранысқа ие. Сонымен қатар, мұндай материалдар көбінесе ГАЖ картасында "субстрат" ретінде қолданылады. Алынған материалдар көптеген салаларда қолданылады: орман өрттері мен табиғи апаттардың зақымдануын бағалау; табиғи ресурстарды қашықтықтан зондтау; ормандардың заңсыз кесілуін бақылау; ормандарды кесу мониторингі; егістіктердегі вегетациялық жағдайды бағалау; табиғи орта мен экожүйелерді қашықтықтан (аэроғарыштық) зондтау; мұнайдың төгілуін анықтау; техногендік апаттардың салдарын жою; теңіз кемелерінің қазіргі орналасқан жері; мұздықтарды бақылау; объектілердің заңсыз құрылысын анықтау; апаттар кезінде авариялық-құтқару іс-шараларын ұйымдастыру және т. б. 1.2. QGIS бағдарламасы QGIS-ең озық және белсенді дамыған геоақпараттық жүйелердің бірі.Ал біз геоақпараттық жүйе деп атайтынымыз кеңістіктік базаның конструкторы және ақпарат пен ақпараттың әртүрлі түрлерін біріктірудің негізі ретінде аумақтық басқармаларда шешім қабылдаудың негізгі элементі болып табылады. Кез-келген географиялық карталарды өңдеуге, жасауға мүмкіндік беретін бағдарламалардың бірі-QGIS бағдарламасы. QGIS-пен жұмыс 2002 жылдың мамырында басталды және сол жылдың маусым айында SourceForge веб-сайтында жоба құрылды. QGIS құрудың мақсаты-географиялық ақпараттық жүйелерді пайдаланушылар үшін қарапайым және түсінікті ету. Оның негізгі артықшылықтары: 1. тегін тарату-GNU General Public Licens se лицензиялық шарттарына негізделген,кез келген мақсат үшін QGIS алу және тарату үшін коммерциялық, қаржылық жарнаны қажет етпейді 2.Бостандық-бастапқы кодтың ашықтығының арқасында пайда бағдарламаның ерекшеліктерін зерттейді. 3.динамикалық даму-2014 жылы QGIS өңдеу 4 айлық өңдеушілер тобы арқылы жүзеге асырылады.Осылайша, ПА 4. өзара үйлесімділік-әр түрлі аппараттық бағдарламалық жасақтамамен,геодеректердегі сипаттамалармен Е. векторлық мәліметтер (OGR QGIS қажеттіліктеріне сәйкес өзгеруі мүмкін). олардың кеңістіктік жүйелеріндегі мәліметтер базасы, операциялық жүйедегі бағдарламалық жасақтама. Осы QGIS кешенді қасиеттерінің арқасында: Windows, Mac OSX,Linux, BSD, nr - деректер форматтары мен модельдерін қолдайды, атап айтқанда Geospatial Datr Abstraction Library - GDAL), ptar әдістерін егжей-тегжейлі қолдайды. Векторлық және растрлық деректерді ішкі немесе жалпы форматқа түрлендірусіз әртүрлі форматтар мен проекцияларда көруге және қабаттастыруға болады. Келесі негізгі форматтарға қолдау көрсетіледі: 1. PostGIS көмегімен PostgreSQL кеңістіктік кестелері, орнатылған OGR кітапханасы қолдайтын векторлық форматтар, соның ішінде ESRI, MapInfo, SDTS (Spatial data Transfer Standard) және GML (Geography Markup Language) shape файлдары және т. б. 2. GDAL кітапханасы (Geospatial Data Abstraction Library) қолдайтын растрлық форматтар мен графиктер, мысалы, GeoTIFF, Erdas IMG, ArcInfo ASCII Grid, JPEG, PNG және т. б. 3. SpatiaLite дерекқорлары 4. растрлық және векторлық grass форматтары (аймақ/деректер жиынтығы). Ыңғайлы графикалық интерфейс көмегімен карталар жасауға және кеңістіктік деректерді зерттеуге болады. Графикалық интерфейс көптеген пайдалы құралдарды қамтиды, мысалы: 1. «Жылдам» қайта жобалау 2. Карта құрастырушы 3. Шолу тақтасы 4. Кеңістіктік бетбелгілер 5. Нысандарды анықтау/іріктеу 6. Атрибуттарды өңдеу/қарау / іздеу 7. Нысандарға қол қою 8. Векторлық және растрлық қабаттардың символикасын өзгерту 9. Координаталық тор қабатын қосу-енді fTools кеңейту құралдары 10. Картаның орналасуына Солтүстік көрсеткі, масштаб сызғышы және авторлық құқық белгісін қосу 11. Жобаларды сақтау және жүктеу 1.3. ЖҚЗ деректерін алудағы GIS және MultiSpec бағдараламаларының атқаратын жұмысы. MultiSpec-кескіндерді көрсету, бақылаусыз және бақылаусыз жіктеу, нысандарды шығару, өнімділікті жақсарту және басқа да бірқатар мүмкіндіктер сияқты мүмкіндіктері бар геокеңістіктік кескін деректерінің кең ауқымын интерактивті талдау үшін үйренуге және пайдалануға оңай тегін кескін өңдеу құралы. MultiSpec-Landsat сериялы Жер серіктерінен 7 алынған деректер және AVIRIS сияқты ағымдағы және болашақ борттық және ғарыштық жүйелерден алынған гиперспектрлік кескін деректері сияқты жерді бақылаудың көп спектрлі кескін деректерін интерактивті талдауға арналған өңдеу жүйесі. Бастапқыда Macintosh және Windows жұмыс үстелдері үшін әзірленген, оның бүкіл әлем бойынша бірнеше мың пайдаланушылардан тұратын қауымдастығы бар, оның ішінде зерттеушілер мен оқытушылар бірнеше түрлі файл пішімдерінде көп спектрлі және гиперспектрлі қашықтықтан зондтау деректерін талдаудың практикалық және сенімді шешімі ретінде. Жақында MultiSpec hubzero бірлескен платформасында жұмыс істеуге бейімделді, осылайша оны веб-шолғышта пайдалануға болады, бұл ғылыми шлюздер арқылы жаңа пайдаланушылар қауымдастығын тартуға мүмкіндік береді. Multispeclline сонымен қатар geospatial data building blocks (GABBs) жобасымен интеграцияның арқасында HUBzero-дағы басқа компоненттермен (мысалы, деректерді басқару) өзара әрекеттесу үшін кеңейтілді. Бұл интеграция пайдаланушыға HUBzero шлюзінде сақталатын және ортақ пайдаланылатын деректерден тікелей іске қосуға және Multispeclline-дан шығатын деректерді hub қоймасына сақтауға мүмкіндік береді, бұл әртүрлі жүйелер арасында деректерді жылжытпай-ақ деректер алмасуды және көп сатылы жұмыс процестерін қамтамасыз етеді. 2015 жылдан бастап Бағдарлама веб-қызмет түрінде де жұмыс істей бастады. Алайда онымен жұмыс істеу алдын-ала көп сатылы тіркеу процедурасынан өтуді талап етеді. Бағдарламаның негізгі функцияларына мыналар жатады: o Екілік және мәтіндік файлдардан деректерді импорттау. o Көптеген ақ-қара және түрлі-түсті режимдер арқылы көп аймақтық кескіндерді визуализациялау; o Суреттердің үстіне векторлық деректерді қабаттастыру. o Көп аймақты кескіндер бойынша гистограммаларды есептеу. o Арналарды өзгертуді, файлдарды біріктіруді, мозаика жасауды, геометрияны өзгертуді және т. б. қамтитын деректерді қайта пішімдеу. o Көп аймақты кескіннен ақпарат алу арқылы немесе пиксельдік алгебралық есептеулер нәтижесінде бар арналардан жаңа арналар құру. o Көп аймақтық кескіндерге қатысты кластерлік талдау (оқытусыз жіктеу) және нәтижесінде терілген растрларды құру. o Көп аймақтық кескінде көрінетін жердегі объектілердің негізгі сыныптары үшін эталондар жиынтығын дайындағаннан кейін оқытумен жіктеу. o Көп аймақты кескіннің арнайы бөлімдері үшін спектрлік мәндердің графигін құру. o Бастапқы деректерді және олардың трансформаторын мәтіндік файлға экспорттау. o Кескіндерді графикалық файлға және алмасу буферіне экспорттау. ҚОРЫТЫНДЫ Бүгінгі күні ғарыш технологиялары ғылымның, техниканың дамуына игі ықпалын тигізіп отыр. «Осы уақытта орбитада мыңдаған жер серіктері ұшып жүр. Олар адамзат үшін қажетті аса маңызды стратегиялық міндеттерді орындауда. Ғарыш аппараттары Айға және Венераға ұшып, ол жақтың топырақ құрамын жерге жеткізді. Сондай-ақ бірнеше аппарат күн жүйесінің аймағынан шығып, әлемдік өркениет үшін қызмет етіп жатыр. Содан бері көп уақыт өте қойған жоқ. Соған қарамастан, адамзат баласы санаулы ғана жылдардың ішінде ғарыш кеңістігін игеруде үлкен жетістіктерге қол жеткізді. Ең бастысы, әлемдік қауымдастық ғарышсыз болашақты елестете алмайтындай күйге жетті. Өйткені қазіргі заманғы жоғары технологиялардың барлығы да ғарышпен байланысты». Бүгінде әлемде ғарыштық мемлекет атанудың басты екі жолы бар. Оның біріншісі дайын ғарыштық жүйені сырт мемлекеттерден сатып алу. Мұндай тәсілдің бір кемшілгі — мемлекет ғарышты игеруде тәжірибеден өту жағынан кейіндеп, базалық инфрақұрылымды дамытудан қалады. Екінші жол — өте күрделі, әрі ұзақ үдеріс. Ол мемлекеттің жеке өзінің ғарыштық инфрақұрылымын қалыптастыру. Тек ғарышты осы жолмен игерген елдерді ғарыш державалары деп атауға болады. «Бүгінде әлемдегі көптеген мемлекеттер осы жолдың біріншісін таңдаса, Қазақстан ғарыштық державаға айналуды мақсат тұтып отыр. Біз осы таңдауымыздың қиындығы мен тиімділігін жақсы түсініп отырмыз. Өйткені космонавтика біз үшін ұлттық мақтанышқа айналатын нысан ғана емес, ол біздің азаматтарымыздың өмір сапасын арттыру үшін пайдаланатын басты құрал болмақ». ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР Е.П.Левитан «Астрономия», Алматы «Мектеп»-2002 ж. Қазақстан ұлттық энциклопедиясы, І-том, Алматы -2001 ж. Қазақстан ұлттық энциклопедиясы, ІІІ-том, Алматы -2001 ж. Тоғысбаев Б, Сужикова А. «Тарихи тұлғалар» , Алматыкітап — 2006 ж. «Алаш айнасы» газеті , №4, 2011 ж. «Егемен Қазақстан» газеті, №1,3,5,7,9; 2010ж. «Дала мен қала» газеті, №5, 2010 ж. А.Қ. Құдайбергенова «Кіші қалалардың дамуы: Байқоңыр», Ақтөбе. «Физика және астрономия» журналы , №3,2009 ж. «Зерде» журналы, №4,2008 ж. Е.П.Левитан «Астрономия», Алматы «Мектеп»-2002 ж. Қазақстан ұлттық энциклопедиясы, І-том, Алматы -2001 ж. Қазақстан ұлттық энциклопедиясы, ІІІ-том, Алматы -2001 ж. .https://kk.wikipedia.org/wiki/%D0%96%D0%B5%D1%80%D0%B4%D1%96_%D2%9B%D0%B0%D1%88%D1%8B%D2%9B%D1%82%D1%8B%D2%9B%D1%82%D0%B0%D0%BD_%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D1%82%D0%B0%D1%83 жүктеу/скачать 34,65 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|