Қазіргі картография

Сандық әдістен математикалық  модельдеуге көшу жүзеге асты. География  ғылымдарын математикаландыру картографиялық зерттеу әдістерінің көмегі мен  «көпір» қызметін атқаруы арқасында  іске асырылды. Ең тиімді жол – математика мен картаны біріктіру болды, картадан алынған мәліметтер негізінде  математикалық модельдеу құрылды. Осылайша карта-математикалық модельдеу-карта  тізбегі пайда болды. Мұндай зерттеу  амалы картографиялық-математикалық  модельдеу деген атауға ие болды. Ықпалдастық үдерісінде математикалық  әдіс пен картографиялық талдау басқа  да көптеген идеялармен, көзқарастармен толықты. Ғылымды математикалау  картаны пайдаланудың келесі деңгейіне  өтуге даярлады, бұл даярлық зерттеу  нысанына деген жүйелі құрылымдық көзқарастан  көрінді. Картаны геожүйені үйрену құралы ретінде пайдалану мүмкіндігі қарастырыла бастады, картографиялық өнімдердің жекелеген бөлімдерін ғана емес, бір-бірімен тығыз байланысты кешенді атластар мен тақырыптық карталардың үлкен топтамаларына  назар аудару қажеттігі туындады. Карта жәрдемімен геожүйенің бөлек  бөліктеріне ғана емес, сонымен қатар, олардың байланыстарына, динамикасына, атқаратын қызметіне үйрету мүмкіндігін  беретін әдістер керектігі туындады. [7]

Жүйедегі логикалық түсініктің заңды жалғасы болжамдық бағыт  болды. Болжамдардың мазмұны мен  затына әртүрлі көзқарастағы ғалым-зерттеушілер, болжамдық бағыттың мақсаты үшін картографиялық әдістерді қолдану  мәселесіне келгенде, бәрі де бірауыздан оның тиімділігін мойындады. Картаны  пайдаланудың деңгейінің дамуы мен  келесі жаңа деңгейлік кезеңге өтуі бұрынғы жетістіктердің құндылығын жоймайды, сандық (картометриялық, статистикалық) және сапалық талдау, математикалық  модельдеу мен жүйелі-кеңістіктік  қамтудың, нәтижелердің дәлдігі мен  қорытындысының жалпы талапқа сай  болуының мәселелерін шешуде пайдаланылады. Картаны пайдалану әдістерін  өңдеуде картографтар, геодезистер, геологтар мен геофизиктер, инденерлер мен математиктер қатысады.

Картографиялық зерттеу  әдістері ғылымның әртүрлі салаларында  қолданыс тапты. Олармен жаңа әдістемелермен, нақты ақпартпен, нағыз қажетті  шешімдермен толықтыра отырып, өзіне  де жаңа идеялар мен көзқарастарды  қабылдайды. Картографиялық зерттеу  әдістеріне шешуші әсер ететін – географиялық көзқарастың келесі ерекшеліктері  көрінеді:картаның затын бейнелік-белгілік модельдеу мен нақтылықты тану құралы ретінде түсіну; карта көмегімен  зерттеліп жатқан үдерістер мен  құбылыстардың мәніне терең бойлау, әрбір зерттеу нысанына жүйелі көзқарастың  болуы; Картографиялық әдістің басқа  да жекелеген әдістермен тығыз қарым-қатынасы, карталар мен картографиялық емес ақпаратты  ұштастыру; картографиялық талдау нәтижесінде  алынған нәтижелердің мазмұнды талқылануына тәжірибелік мәні мен сенімділігіне  берілген бағасына ерекше назар аудару.

Қазір жалпы ғылымның математикаға бет бұруы, әсіресе, қашықтықтан  зерделеу мен бажайлау, ғарыштық мүмкіндіктерді картография ғылымында кеңінен  қолдану мүмкіндігі туған шақта  дәлдік пен нақтылық атаулы карта  үшін ең алғашқы талапқа айналды. 2006 жылдың 18 маусымы күні өзінің төл  ғарыштық «ҚазСат-1» құрылғысын көк  жүзіне ұшырған біздің еліміз үшін де енді ғарыштан жеткен суреттер сандық және әуеғарыштық түсірістерді зерттеу  кезінде кеңінен қолданылады.

Картографияның салалары

Картографияның негізгі  салаларына:

· Картография пәні мен  әдістемесі, карта туралы ілім, картографиялық проекциялар теориясы, генерализация  мен кескіндеу әдістерінің (шартты белгілер жүйесі) теориялары;

· Картография ғылымы мен  өндірісінің тарихы;

· Картографиялық деректерді тану (картографиялық деректер теориясының  мәселелері);

· Карталарды жобалау және оларды дайындау теориясы мен технологиясы;

· Карталарды пайдаланудың теориясы мен әдістемесі жатады.

Қазіргі ХХІ ғасырда, картографияда  өткен ғасырдың 60-жылдарында ғана пайда  болған геоақпараттық картография  аталатын саласы қарышты дамып келеді. Қазақстан да бұл үрдістен әлемдік  тұрғыда қарағанда, көш ілгері мемлекеттермен иық тірестіре алмағанымен, өзіндік  даму жолы айқындалып келеді. Геоақпарат – жер туралы басқа да ғылым  салаларымен бірге, геожүйеде жүретін  үдерістер мен құбылыстарды зерттейді, бірақ өзінің тәсілдері мен құралдарын қолданады. Олардың негізгілері  – компьютерлік модельдеу мен  геоақпараттық картографиялау. Картография  мен геоинформатика бір-бірімен  көптеген бағыттарда байланысты.

ЖАҢА КАРТОГРАФИЯЛЫҚ ӘДІСТЕМЕЛЕР  ЖӘНЕ

ОНЫҢ ҚАЗАҚСТАНДА ҚОЛДАНЫЛУЫ

ГАЖ-дың карта құрастырудағы  рөлі

ГАЖ дегеніміз – табиғи және әлеуметтік-экономикалық геожүйелерді, олардың құрылымын, байланысын, динамикасын, кеңістік пен уақыттағы тіршілік етуін, географиялық білімдер мен мәліметтер банкісі негізінде компьютерлік белгілеудің көмегін зерттейтін ғылым.

ГАЖ-дың мағынасы болып  географиялық ортадағы кеңістік-уақыттағы  ақпараттар ағыны табылады. ГАЖ-дың  зерттеу әдісі ретінде кеңістік-уақыттағы  ақпараттық үлгілеуді айтады. Қазіргі  уақытта ғылымдар жүйесінде ГАЖ  өзіне лайықты орнын алуда. Оны  географиялық зерттеулерді ақпараттандырудың  мақсаты мен міндеттерінен көруге болады.

ГАЖ-дың маңызды міндеттерінің  бірі ­– нұсқаларының географиялық ақпараттардың  синтезі мен талдауының көптеген орындалуына көмектесетін алгоритмдер  мен бағдарламалық құралдарды құрудағы, географиялық зерттеулердің автоматтандырылуы.

ГАЖ-жүйе ретінде географияны, информатиканы, ақпараттар жүйелер  теориясын біріктіре отырып, картография  және басқа ғылымдардың тоғысқан жерінде пайда болды. Ол таным  әдісі ретінде жүйелік тұрғы  негізінде электронды есептеу техникаларының ең жаңа жетістіктерін қолданып құрылған жүйе. [6]

Сондықтан қазіргі уақытта  ГАЖ табиғи және әлеуметтік-экономикалық үрдістер мен құбылыстарды үлгілейтін, олардың байланыстарын, қарым-қатынастарын, болашақта дамуын болжайтын және шешім қабылдап, басқаруға арналған негізгі ғылым болып отыр. ГАЖ мәліметтерді өңдеу мен картографияда өте күшті графикалық құрал болып табылады. [6]

ГАЖ мынадай маңызды мәселелерді  шешеді:

1. Жоғары сапалы картографиялық  өнімдерді құру;

2. Мәліметтер базасында  ақпараттарды графикалық нысандармен  байланыстыру;

3. Мәліметтердің карталық, графиктік, диаграммалық сызба  түрінде берілуі;

4. Кеңістіктегі мәліметтерге  талдау жасау, орналасқан жерін  үлгілеу;

5. Басқару мен шұғыл  шешімдерге қолғабыс беру;

6. Мәліметтердің түрлі  ақпараттық жүйелермен қарым-қатынас  және т.б.

ГАЖ – аймақта таралған ақпаратты жинап, өңдеп, сақтап, талдауға арналған. Адам-бағдарлама-машиналық  кешен.

ГАЖ – белгілі бір аумақта  пайда болған жағдайда жедел ықпал  ету және сол жағдайдың картографиялық және тақырыптық ақпаратын алу.

ГАЖ – аймақтың кеңістік контурынан әртүрлі тақырыптық ақпаратты  бірінің үстіне бірін салу – overlay операциясы.

ГАЖ – аналитикалық және картометриялық зерттеу мен талдау. Негізінде кез-келген картаның жоспар жолы ГАЖ арқылы жасалады.

ГАЖ – кез-келген үрдістер мен құрылымдардың өзгеруін зерттеу  және олардың жағдайын уақытында  үлгілеу.

ГАЖ кеңістіктік ақпаратты  көрнекі ету және динамикалық  режимді көрсету.

ГАЖ – аумақтар мен қорларды басқару, жылдамдық, сапа, дәлдік.

ГАЖ – ғылым, технология және бизнетің бір жерде тоғысуы.

ГАЖ – кеңістік талдауда картография мен картометриядағы  революция.

Қорыта келгенде, ГАЖ –  кеңістіктік идеологияға негізделген  жаңа қөзқарас, жаңа ойлау. Қазіргі  уақытта ГАЖ-дың қолдану аясы кеңеюде, Дәстүрлі қолдануын қарастырсақ: жер ресурстары мен жер кадастрын  басқаруда арнайы ГАЖ құрылады. Бұл  тек географиялық бағытқа ұсынылған. Тақырыптық картографиялауда ГАЖ картаға  аса көңіл бөледі. ГАЖ-да картаны  құрастыру дәстүрлі тәсілмен немесе автоматтандырылған картографиялаумен  салыстырғанда қарапайым әрі  ыңғайлы. Ол мәліметтер базасын құрудан  басталады, шыққан мәліметтер, яғни олардың  көзі ретінде қарапайым күнделікті қағаз карталарын сандық түрлендіру арқылы қолданылады. Осындай мәліметтер базасын әркелкі аумақтағы, әртүрлі масштабтағы белгілі бір шартты белгілері бар карта құрастыруға мүмкіндік береді. Әр уақытта мәліметтер базасы жаңа деректермен толықтырылып, ондағы басқа деректерді түзетіп,сол мезетте экранға көрсетеді.

Кеңістіктік деректер –  нысан немесе құбылыстың пішіні немесе орналасу жағдайын анықтайды. Пішініне байланысты оларды: растрлық және векторлық  деп бөледі. Растрлық деректерде –  сандық, ғарыштық, әуе және жай суреттер, кез-келген оптикалық сканерленген құжаттар, қағаз карталарын жатқызуға  болады.

Атрибуттық деректер –  географиялық нысан туралы қосымша  дерек береді. Кеңістіктік деректер базалық карта құрастырудың негізі болса, атрибуттық деректер бұл картаға  үлкен мағына мен арнайы ерекшелігін  береді. Векторлық деректер моделі-графикалық ақпарттардың нүкте, сызық, көп бұрышты  түрде берілуін айтады. Ол дискретті  нысандардың, мысалы, құбыр, жол, аудан  шекараларына қолданғанға ыңғайлы. Ал растрлы деректер моделі ақиқат тең ұяшықтарға бөлінген пикселдер  түрінде көрінеді. Олар деректерді сақтауға және талдауға ыңғайлы. Әр ұяшықтың класқа немесе категорияға қатыстылығын анықтайтын мәні болады.

Кез-келген ГАЖ-дағы деректерді 5 үрдіс қамтамасыз етеді: енгізу, манипуляция, басқару, сұраныс, визуализациялау. [6]

Зерттелетін аймақтың картасын құрастыру

ESRI фирмасының бағдарламалық  өнімі ArcGIS-те ГАЖ толық каталог  түрінде құрылған, яғни мәліметтерді  өңдеудің жоғарғы деңгейлі мүмкіндігі  бар. ArcGIS – бұл өзара байланысты ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox базалық мүмкіндіктердің  жиыны. Бұлар бірігіп картографиялау, мәліметтерді басқару, кеңістіктік  талдау, мәліметтерді редакторлау  және оларды геоөңдеуден өткізу  сияқты түрлі дәрежелі қиындықтағы  ГАЖ-функцияларды шешуге мүмкіндік  береді. ArcGIS – ГАЖ қолданушылардың  үлкен қауымына арналған толық-функционалды, масштабталған жүйесі.

ArcMap – картаны құрастыру  мен мәліметтерді редакторлау,  сондай-ақ картографиялық талдау  үшін қажет. Бұл қосымшада негізгі  жұмыс картамен жасалады. Картаның  бетінде географиялық мәліметтерді  карта қабаттарының жинағы, легендасы,  масштабтық сызығы, солтүстік бағыт  және басқа элементтерді сақтайтын  терезесі, яғни компоновка болады.

ArcMap-та картада 2 қосымшамен  жұмыс жасалады:

1) Географиялық мәліметтер  негізінде – географиялық қабаттармен  жұмыс жасауға, әртүрлі символдарды  анықтауға, анализ жасауға мүмкіндік  береді. Мұнда негізгі картографиялық  жұмыстар жасалады.

2) Компоновка негізінде  – карталарды безендіру, яғни  легенда құрастыру, тақырыбы, масштабы  жасалады, көрсетіледі, картаның  солтүстік бағыты, қағаз өлшемі  беріледі.

ArcCatalog – геомәліметтердің  базасын құрастыру мен кеңістік  мәліметтерді басқару үшін, сонымен  қатар, метамәліметтерді құру, көру, басқару сияқты функцияларын  атқаратын қосымшасы. Біздің ГАЖ-дың  барлық мәліметтерін құрылымдауға  және басқаруға көмектеседі. Ол  географиялық мәліметтерді іздеуге,  көруге арналған құралдар, метамәліметтерді  құрастыру, көру, басқару, әртүрлі  мәліметтер жиынын тез ашып  көруге, географиялық мәліметтерді  құрылымдауға арналған құралдар  ұсынады. ArcMap-қа ұқсайды, бірақ  ерекшелігі – редакция жасалмайды. ArcToolbox – мәліметтерді геоөңдеудің  конвертациясы. Геомәліметтерді  өңдеуге арналған көптеген құралдарды  сақтайтын қосымша.

ArcMap, ArcCatalog және ArcToolbox әртүрлі  ГАЖ-функцияларды біріге отырып  өңдейді. Мысалы, ArcCatalog-та картаның  құжатын табамыз да, оны ArcMap-та  екі рет шерту арқылы ашуға  болады. Кейіннен, ArcMap-та ArcToolbox көмегімен  өзгертулер келтіруге болады.

Қазіргі таңда әлем бойынша, картографияның перспектвасы ретінде  танылған сандық немeсе электрондық  картография біздің еліміз үшін де жат емес. Мәселен, даму бағытының  бірі – Ұлттық Атласты (ЭкоАтлас деген  атауға ие) құрастыру барысында география  институтының мамандары ArcGIS бағдарламасын  қолданған, сол сияқты басқа да елімізде карта жасау ісімен айналысатын  мекемелер осы бағдарламаларды  қолданады.

ArcGIS-те жұмыс жасамас  бұрын кеңістікте өз орнын  тапқан, яғни байланған топонегізді  ала отырып, оны сканерден өткізіп, ArcGIS прграммасына орнатамыз. Осыдан  кейін негізгі – керекті қабаттарды  құру, оларды сандық түрге келтіру,  қабаттың ішінде маңызды мәліметтерді  енгізу үшін атрибуттар кестесін  ашу кезеңдері басталады.

Arccatalog-тағы vector папкасынан  тышқанның оң жағын шертіп  → жаңа (new) → қабат (shapefile) →  терезе ашылады→ атау береміз  → бейнелеудің қажетті түрін  таңдаймыз (нүктелік, сызықтық, полигон)  → координата жүйесін беру  үшін Редакторлау (Editor)→Таңдау  (Select) немесе Import→ Координата жүйесі  проекциясы (Projected Coordinate System) → Пулково  1942 → керек зонаны таңдаймыз  → ОК → ОК.

Осы Arccatalog-та ашылған қабатты ArcMap-қа шақырамыз. Ол үшін ArcMap-тан “+”  тетігін басамыз. Ашылған терезеден vector папкасындағы бізге қажетті  қабатты шақырамыз, яғни Add. Әрбір Shapefile 6 құрамдас форматтан тұрады. “Оларды  Мой Компьютер” арқылы ашқанда көреміз. Қабаттармен жұмыс істегенде сандық түрге келтіре отырып, сол нысандарға талдау бере кетеміз, яғни Атрибуттар кестесін ашамыз.

Редактор → Жұмысты  аяқтау → Керек қабатқа барып, панелін ашамыз да, “Атрибуттар  кестесін ашуды” таңдаймыз→ нысандардың  атын жазу үшін жаңа жол ашу керек, опции → жол қосу (добавить поле) → жол атын береміз. Оның түрін  таңдаймыз:

1.Қысқа сандар (Short integer)

2.Ұзын сандар (Long integer)

3.Бөлшек сандар (Double)

4.Мәтіндік (text)

Shapefile – сызық, нүкте,  полигон түрінде болады. Ол 6 құрамдас  бөліктен тұрады. Егер осы құрамдас  бөліктердің біреуі кем болса,  қабат ашылмайды. Сондықтан, кез-келген  қабатты бір жерден екінші  жерге көшіру үшін міндетті  түрде 6 құрамдас бөлігін түгел  көшіру керек. Кез-келген қабатпен  жұмыс істегенде барлық нысандарды  санатқа бөлеміз. Картасы құрастырылып  отырған аумақтағы барлық нысандар  салынып болған соң, әрбір нысанды  өз санаты бойынша категорияға  бөліп, жеке-жеке символ береміз.  Яғни, пішінін, түсін, сызықтық  нысан болғанда қалыңдығын және  т.б. анықтаймыз. Нәтижесінде әрбір  нысан өз категориясы бойынша  белгілі бір шартты белгіге  ие болады. [6]