Географиялық ақпараттық жүйелер

Ксупова Айнур Абдикаримовна
Арнайы пәндер оқытушысы
.
.
Географиялық ақпарат жүйелерінің пайда болғанына 50 жылдан асты. Мүндай жоғарғы технологиялық бағытқа бұл аз ба, әлде көп пе? Басқа ақпаратты технологиялар арсынан неге қуатты және жылдам таралып келе жатыр? Бұл ғылым, технология немесе әдіс пе, әлде компьютерлік программа ма? Осы уақытқа дейін барлық салаға бірдей арналған ГАЖ-дың түбегейлі анықтамасы да жоқ. Жоғарыдағы айтылған мәселелерге ГАЖ-ға арналған басылымдарда әлі де болса талас-тартыстар жүріп жатыр. Дегенмен, ГАЖ-дың шығуына және жылдам таралуына: а) топографиялық жұмыстардың, әсіресе тақырыптық картографияның мол тәжірибесі; б) картографиялық үрдістерді автоматтандыру; в) компьютерлік технологияның мол жетістіктері мен информатика және компьютерлік графиканың дамуы себеп болады. Әр түрлі сипаттамасы бар тематикалық (тақырыптық) карталарды немесе деректерді жүйелі және кешенді түрде қолдана отырып географиялық нысандардан жаңа мәліметтер алу ГАЖ технологиясын қолданушыларға өте қолайлы бодды. ГАЖ технологиясының даму тарихын төрт кезеңге бөлуге болады:
  1. Пионерлік кезең өткен ғасырдың 50-жылдарында компьютерлік технологияның жетістіктерімен 60-жылдары пайда болған графикалық дисплейлер және де ЭЕМ-нің басқада сыртқы кұжаттарының дамуына байланысты болды.
  2. Мемлекеттік кезең 1970 жылдың басы мен 1980 жылдың аяғы. Ірі геоақпараттық жүйелерді мемлекет тарапынан үлкен қолдаулар көрсету кезеңі деп айтса да болады. Себебі, жеке дара ізденушілердің және шағын топтардың осы кезде ГАЖ- ға қосқан үлесі саябырсыды. Соның салдарынан ГАЖ саласында мемлекет тарапынан ірі институттар құрылды.
  3. Коммерциялық өркендеу кезеңі 1980 жылдан кейінгі уақыт. Осы кезеңде көптеген программа құжаттары мен үстелімізде тұратын ГАЖ технологиясы пайда болды. Осы технология, кеңістікке жатпайтын деректер қорымен интеграцияланып оны кеңейтті, кәсіби емес көптеген қолданушылар пайда болды, деректер қорын қолдау және сүйемелдеу жүйелері қалыптасты.
  4. Пайданушылар кезеңі 1980 жылдың аяғы мен қазіргі уақытқа дейін. Геоақпарат технологиясын жасаушылар арасында бәсекелер көбейіп, соның салдарынан ГАЖ технологиясын пайдаланушылар неғұрлым жетік бағдарламалармен камтамасыздандырылды, тіпті бір-бірімен байланысты топтар құрылып, геодеректерге үлкен сұраныстар туды және бүкіл дүние жүзілік геоақпараттық инфроқұрылым пайда болды.
             ГАЖ туралы түсінік, оның құрылымы мен классификациясы.
Ақпараттық жүйеге анықтама бермес бұрын терминіне анықтама берейік. “Жүйе” (грек тілінен systema — бүтін, бөлшектерден құралу, бірлесу), көптеген элементтердің бір-бірімен байланысы мен қатынасы, белгілі бір бүтіндік бірлік құрайды. “Ақпарат” термині тар ұғыммен түсіндіріледі (ақпаратты журналистер жария еткендей). Шындығында, ақпаратты біздің түсінігімізбен әріп, сан және бейне түрінде айта аламыз. Міне, барлық әдістер, техникалар, амалдар, құралдар, теориялар, бағыттар және т.б. ақпаратты жинауға, өндеуге және ақпаратты қолдануға жұмылдырған технологияның барлығы ақпаратты технологиялар деп аталады. Онда, ақпаратты технология — бұл ақпаратты сақтау, енгізу, іздеу, сиыстыру және ақпаратты шығару процедурасымен жабдықталған технология.
Ақпаратты жүйенің жұмысы қарама-қарсы екі ағында қызмет көрсетеді: жаңа ақпаратты енгізу және ағымдағы ақпаратты сұраныс бойынша шығару. Жалпы ақпаратты жүйенің басты мақсаты — тұтынушыларға қызмет көрсету жүйесін құру, өйткені тұтынушының кез-келген сұранысына жауап тез, әрі жеткілікті толық берілуі кажет. Ақпаратты жүйенің өз идеясы және ұйымдастыруының кейбір принциптері ЭЕМ пайда болғанға дейін туындады. Кітапханалар, архивтер, мекенжай бюросы, телефон анықтамалары — бәрі ақпараттық жүйе, ал компьютерлендіру ақпараттық жүйенің тиімділігін жоғарылатты және мүмкіншілігін кеңейтті.
Геоақпараттық жүйенің құраушы бөліктері: ГАЖ бес түрлі құрамнан тұрады. Бұлар ақпараттық құрал, бағдарламамен қамсыздандыру, деректер, орындаушылар және әдістер.
  • Ақпараттық құрал ГАЖ — бағдарламалармен жабдықталған компьютер. Қазіргі кезде ГАЖ — ортақтандырылған серверлермен, торапталып жекеленген компьютерлермен, үстел үстіндегі жеке меншік және әртүрлі компьютерлі платформада жұмыс істейді.
  • Бағдарламамен қамсыздандыру. ГАЖ технологиясы әртүрлі функциялық құжаттармен қамтамасыз етілген. Бұлар, географиялық ақпаратты сақтауға, өңдеуге және бейнелеуге арналған.
  • Деректер — бұл ГАЖ технологиясының ең маңызды да қажетті құраушысы болып есептеледі. Деректер — нысан туралы белгілі факторлар, немесе нысанды өлшеу барысындағы алынған мәліметтер.
  • Орындаушылар. ГАЖ технологиясын кең түрде қолдану адамның қатысымен болады. Адамдар (мамандар) бағдарламалық өнімдермен жұмыс жасайды, жобалар құрастырады, оларды жүзеге асырады.
  • Әдістер. ГАЖ-ды қолдануда оның табысқа жетуі және нәтижелі болуы жобаны дұрыс жасау және жұмыс шартына тікелей байланысты болады.
ГАЖ құрылымы:
  1. Деректер;
Позициялық: заттың жер бетінде орналасуы
Позициясыз: сипаттамасы
  1. Жабдықтармен қамтамассыз ету;
  2. Бағдарламамен қамтамассыз ету;
  3. Технологиялар.
Толық сипаттамалы ГАЖ қамтамасыз етуі керек:
  • Картографиялық объектілер мен сандық деректер арсындағы екі жақты байланысты;
  • Нысандардың түрлері мен формаларын таңдап, түрлендіру мүмкіндігі;
  • Нүктелік, сызықтық және аудандық объектілермен жұмысты;
  • Дигитайзер мен сканердің көмегімен картаны енгізіп, оны өңдеу мүмкіндігін;
  • Түрлі картографиялық жобаларды қолдауды;
  • Ұзындықты, периметрді картада геометриялық өлшемдерді орындауды;
  • Картаны безендіру мақсатында қосымша көптеген элементтерді енгізу мүмкіндігін(сызықтар, белгілер, маркерлер);
  • Жоғарғы сапалы қағаз карталар шығару мүмкіндігін;
  • Топографиялық жазықтықпен жұмысты және т.б.
Картографиялық деректер банктері.
Деректер Банкі (ДБ) (databank, data Баnk) — деректерді орталықтандырып сақтаудың және ұжымдық пайдаланудың ақпараттық жүйесі. Егер КДБ бір есептегіш орталықта немесе бір компьютерде орналасса, онда оны жергілікті деп атайды; таралған ДБ — аумақтан жиналған жергілікті КДБ-н басқару және компьютерлік тораптарды қатыстыру арқылы біріккен жүйе. Картографиялық дерек базалары цифрлық карталар банктері деп те аталады, ЦКБ.
Картографиялық деректер банкі (КДБ) (cartogгарһіс data Баnk). Картографнялык, деректер банктері — цифрлық картографиялық деректерді сақтау, өңдеу және пайдаланудың техникалық, бағдарламалық, ақпараттық және үйымдастырылған құралдарының кешені.
КДБ құрамына бір немесе бірнеше тематикалық облыстар, деректер базаларын басқару жүйелері, сонымен қатар сұраныс пен қосымша бағдарламалардың кітапханалары бойынша картографиялық деректер базасы кіреді. Біртұтас картографиялық деректер базасы: берілген тема, проблема немесе аумақ бойынша барлық ақпарат қоры және біртұтас басқару үшін торапқа біріктірілген аймақтық немесе жергілікті аумақтық жиналған жүйе ретінде көрінетін таралған картографиялық деректер банкі болып бөлінеді. Картографиялық деректер банкінің ерекшелігі — оның деректермен кеңістіктік координаттар түрінде байланысуы.
Деректер базасының жіктелуі:
  1. Сақтаулы ақпараттың сипатына қарай деректер базасы:
      —фактографиялық ДБ (сипатталатын объектілер туралы қысқаша мәліметтер нақты белгіленген пішінде беріледі )
      —құжаттық ДБ (әр түрлі типтегі мәтіндік графикалық дыбыстық мультимедиялық кең көлемді ақпараттан тұрады)
  1. Ақпаратты сақтау әдісі бойынша:
      — орталықтандырылған ДБ (Бар ақпарат бір компьютерде сақталады);
      —үлестірілген ДБ (жергілікті және ауқымды компьютерлік желілерде қолданылады және ақпараттың әр түрлі бөліктері бөлек компьютерде сақталуы мүмкін).
  1. Ақпаратты ұйымдастыру құрылымы бойынша:
     —реляциялық ДБ (оны құрайтын бөліктерінің өзара байланысымен құрастырылған деректер базасын айтады. Қарапайым жағдайда ол бір тіктөртбұрышты кесте болып табылады);
      — иерархиялық ДБ (ең алғашқы деректер санатына жатады, олар 1950-1960 жылдары әзірлене бастаған);
      — желілік ДБ;
      — функцияналдық ДБ;
      —объективті-релякциялық ДБ.
  1. Мазмұны бойынша:
     —географиялық;
     -тарихи;
     -ғылыми;
     -мультимедиялық;
     -клиенттік.
  1. Деректер базасының басқа да түрлері:
     —кеңістік (бұндай ДБ ГИЖ-де кеңінен қолданылады);
     —уақытша (онда уақыттың кез келген аспектісі қолданылады. Қолданушының анықтаған уақытын санамағанда);
     —кеңістік — уақытша ДБ (бұнда уақыттық та кеңістік те аспектілері кездеседі);
     —циклдік ДБ (ондағы деректер ауқымы уақыт өте өзгермейді, тек сақтау кезінде ескі деректер жаңа деректермен жаңарып сақталып отырады).
ЭЕМ көмегімен КБД сақталатын деректер автоматты түрде қайтадан өзгертілуі және тұтынушыға талап етілген картографиялық проекцияда, геодезиялық жүйеде, көрсетудің берілген масштабында бірнеше рет берілуі және қажеттілікке байланысты арнайы ақпаратпен толықтырылуы мүмкін. КБД карталардың тиімді жаңаруын қамтамасыз етеді, бұңдай кезде ЭЕМ-ге тек қана өлшеулер туралы деректерді енгізу керек. Олар жаңа карталарды құрастыру процесін тиімді автоматтандыру үшін негіз береді. Қазіргі КБД ақпараттық камтамасыздануы (АҚ) келесі негізгі элементтерді: картографиялық ақпаратты классификациялау және кодтау, деректерді автоматты түрде жазу құралдары, технологиялық құжаттау жүйесі, арнайы ақпарат массивтері т.б. құрайды.
Деректер қорын басқару жүйесі, ДҚБЖ (data base management system) — деректер базасын құру, енгізу және пайдалану үшін арналған багдарламалар мен тілдік құралдар кешені. ДҚБЖ кеңінен таралған реляциялық, иерархиялык немесе тораптық деректер үлгілерінің біреуін құптайды. Көптеген қазіргі коммерциялық ДҚБЖ реляциялық типке жатады. Видео, дыбыс құрайтын күрделі деректерді сақтау кажеттілігі объектілік-реляциялық ДҚБЖ пайда болуына әкелді. Көптұтынушылық, көп мәселелік операциялық жүйелерде.
ДҚБЖ деректердің бірге пайдалануын қамтамасыз етеді. ДҚБЖ-ның тілдік немесе басқа құралдары деректерге әртүрлі операциялар жасауға мүмкіндік береді. Олар: енгізу, сақтау, манипуляция, сұраныстарды өндеу, тұтастылықты сақтау және деректерді рүқсат етілмеген қатынастардан және жойылудан сақтау.
Деректерді пішінге келтіріп жазу құралдарына: сұраныс тілдері, деректерді жазу тілдері, деректерді манипуляциялау тілдері және іздеуге жатпайтын ақпараттандыру тілі. Сұраныстар тілі тұтынушылардың КБД-мен байланысуы үшін керек және олардың ақпараттық кажеттілігін көрсету құралы болып табылады. Деректерді жазу және манипуляциялау тілдері КБжД қызмет көрсетуші персоналына бағдарланган. Олардың біріншісі деректерді жазуға және оларды түзетуге арналған (ауыстырулар, қосулар, жоюлар). Ақпараттық-іздеу тілі КБД-ның ақпараттық массивтерінде жергілік қажет деректерді мекен- жайлық іздеуді камтамасыз етеді.