Дәрістің мазмұны

 

1.     Геоинформатиканың қалыптасуы

2.     В.И. Лайкин және Г.А. Упоров бойынша геоинформатиканың даму кезеңдері

3.     Web-картографияның пайда болуы

 

Информатика мен ақпараттық технологиялардың пайда болуы адам қызметінің барлық салаларында қолданылатын ақпарат көлемінің күрт өсуімен тікелей байланысты. Ақпараттық қоғамның күнделікті өмірінде адамдар ақпаратты өндірумен, сақтаумен, өңдеумен және тасымалдаумен айналысады. Осыған орай, қоғамның ғылыми және практикалық қызметінде  кеңістік туралы ақпараттардың көбейе түсуі – геоинформатика ғылымының пайда болуына себеп болды.

Геоинформатика қызмет саласы ретінде ХХ ғасырдың екінші жартысында электронды компьютерлік технологияның дамуына және алғашқы геоақпараттық жүйелердің пайда болуына байланысты қалыптасты.

В.И. Лайкин және Г.А. Упоров бойынша геоинформатиканың даму тарихы мынадай 4 кезеңге бөлінеді және төмендегі өзгерістермен сипатталады:

1. Жаңашылдық кезеңі (1950 жылдардың аяғы-1970 жылдардың басы):

Бірінші кезең - 50-ші  жылдары электронды компьютерлердің (компьютерлердің) және 60-шы жылдары сандық, плоттерлер, графикалық дисплейлер және басқа да перифериялық құрылғылар пайда болуы сияқты компьютерлік технологиялардың жетістіктері аясында дамыды.

Геоинформатика және ГАЖ қалыптасуының алғашқы үлкен жетістігі –Канаданың географиялық ақпараттық жүйесінің (Canada Geographic Information System, GIS) әзірленуі және құрылуы болатын. QGIS ұлттық деңгейдегі ірі және әмбебап (сол кездегі) аймақтық ГАЖ үлгілерінің бірі болып табылады. Бұл ауқымды ГАЖ-дың тарихы 60-шы жылдардан басталып, осы күнге дейін жалғасып келеді. Оның негізін қалаушы Роджер Томлинсон (Роджер Томлинсон) болып саналады.

Бұл жүйе жерді пайдалануды оңтайландыру саласындағы Канада жерлерін түгендеу деректерін талдау үшін құрылды. Жобаның ең маңызды мәселесі бастапқы картографиялық және тақырыптық деректерді тиімді енгізуді қамтамасыз ету болып табылатын. Ол үшін Канада ГАЖ әзірлеушілері бұрын еш жерде қолданылмаған және жеке қабаттарда жұмыс істеуге және картометриялық өлшеулер жасауға мүмкіндік беретін жаңа технологияны жасау қажет болды. Ірі форматтағы жер жоспарларын енгізу үшін арнайы сканерлеу құрылғысы – эксперименттік сканердің жоспарланды және соңында әзірленді.

QGIS-ті қолданудың маңызды нәтижелерінің бірі ретінде 1:50 000 масштабтағы карталардың құрастырылуын айтуға болады. Бұрын геоинформатикада қолданылған  аудандарды енгізу және өлшеу жүргізілді және абсолютті координаттар жүйесі қолданылды.

Осы кезеңде Швед Геоинформатика мектебінің жұмысы ГАЖ бойынша жер-тіркеу жұмыстарына мамандануы, атап айтқанда, жер учаскелерін (жерге иелік ету) және жылжымайтын мүлікті есепке алуды автоматтандыруға арналған Швед жер туралы мәліметтер банкін қолданды. Жүргізілген жұмыстардың негізгі мақсаты – жиналған материалдарды ретке келтіру және автоматтандырылған картографиялау процесін жеңілдету болатын. Карталар негізінен әріптер мен сандардан тұратын алфавиттік-цифрлық басып шығару стилінде құрастырылды. Олардың әртүрлі тығыздықта болуы жартылай тоналды кескіндердің қарапайым көрінуіне әсер етті.

2. Мемлекеттік бастамалар кезеңі (1970-жылдардың басы – 1980-жылдардың басы).

Бұл кезең көптеген теориялық әзірлемелерімен, жұмыс істеп тұрған ГАЖ-ды жетілдіру және сыни талдау жұмыстарының жүзеге асуымен сипатталады.

География және кеңістіктік қатынастар саласындағы теориялық жұмыстар, сондай-ақ АҚШ, Канада, Англия, Швецияда елдерінің географиясындағы сандық әдістердің пайда болуы елеулі оқиғалардың бірі болды.

70-ші жылдардың ортасында Швецияда сәтті жетістіктерімен де, дағдарысты кезеңдерімен де көрінген 12 ақпараттық жүйені (ГАЖ немесе жақсы жетілдірілген ақпараттық жүйелер) әзірленді және пайдалануға берілді.

Осы жылдары Канадалық ГАЖ-да карталарды жаппай цифрландыру арқылы тіркеу мәселелері сәтті шешілді. Алайда, оларды әзірлеуге ғылыми-зерттеушілердің, соның ішінде Швецияның кәсіби географтарының қатысуы – олардың қолдану салаларын кеңейтіп, бағдарламаның негізін құрайтын кейбір іргелі принциптерді жасауға септігін тигізді.

Нысандардың атрибуттарының санына кеңістік белгісін енгізілуі (координаттар, әкімшілік иерархия немесе т.б.) ГАЖ-ды жалпы мақсаттағы мәліметтер базасының шеңберінен шығарған алғашқы және негізгі қадам  болды.

ХХ ғасырдың 70-ші жылдары автоматтандырылған картография мен геоинформатиканың әдістері және құралдарының өте тығыз байланыстыру жұмыстарының жүргізілгендігімен сипатталды.

1964 жылы Ұлыбританияда Д.Бикмор Корольдік өнер колледжінің эксперименттік картографиялық бөмінде алғашқы автоматтандырылған картографиялық жүйені құрды.

АҚШ Ұлттық халық санағы бюросы (U. S. Census Bureau) ұлттық халық санағы деректерін өңдеу және ұсыну үшін GBF-DIME (Geographic Base File, Dual Independent map Encoding) форматын әзірледі. Бұл форматта топология деп аталатын нысандар арасындағы кеңістіктік қатынастарды анықтау схемасы алғаш рет жүзеге асырылды. Бұл жаңалықты Бюро математигі Джеймс Корбетт (James Corbett) ұсынды және оны бағдарламашылар: Дональд Кук (Donald Cooke) және Максфилд (Maxfield) жүзеге асырды. Осылайша, қағазға басылған карталарды сандық карталарға түрлендіру кезінде артық деректердің болуымен байланысты маңызды мәселе шешілді. Мысалы, сол көшелердің әр қиылысы (көбінесе АҚШ қалаларында көшелер тор жүйесін құрайды) базаға 1 рет емес, сегіз рет енгізілген. Осы кемшілік жойылды.  Кейінірек GBF-DIME форматы TIGER-ге өзгертілді.

70-ші жылдары GBF-DIME форматында АҚШ-тың барлық қалалары үшін карталар жасалды. Бұл технология қазіргі уақытта көптеген заманауи ГАЖ қолданады.

3. Коммерциялық даму кезеңі (80-ші жылдар басы - 90-шы жылдардың басы)

80-ші жылдары ГАЖ-дың қарқынды даму кезеңі басталып, 80-ші жылдардың ортасына қарай олардың саны 500-ге жуықтады. Геоақпараттық индустрияның қарқынды дамуы - есептеу құралдарының, кейінірек дербес компьютерлердің дамып келе жатқан мүмкіндіктерімен тікелей байланысты еді. ГАЖ тек жақсы қаржыландырылған ұйымдарға ғана емес (Қорғаныс министрлігі сияқты), сонымен қатар шағын компанияларға, білім беру және муниципалды мекемелерге, тіпті жеке тұлғаларға да қол жетімді бола бастады. Осы кезеңнің жарқын мысалдарының бірі ретінде қоршаған ортаны зерттеу институтында (ESRI Inc, АҚШ) әлемдегі ең танымал ARC/ INFO (қазіргі уақытта — ArcInfo) бағдарламалық жасақтамасының пайда болуын атауға болады. ГАЖ үшін бағдарламалық жасақтама нарығының кеңеюі, әсіресе жеке компьютерлерге арналған ГАЖ технологияларын қолдану аясын күрт арттырды. Геоақпараттық технологиялар ғылымның, өндірістік қызметтің және білім берудің барлық жаңа салаларына ене бастады. Шешілетін міндеттер ауқымы едәуір кеңейіп, ГАЖ үшін жаппай деректердің түбегейлі жаңа көздері: қашықтықтан зерделеу деректері, соның ішінде Ландсат сериясындағы спутниктердің түсірілімдері, кейінірек Spot, Ғаламдық позициялау (навигация) жүйелерінің деректері игеріле бастады.

4. Пайдаланушы кезеңі (1990 жылдардың аяғынан бастап қазіргі уақытқа дейін).

90-шы жылдары ГАЖ-ды қолдану эксперимент сатысынан қолданудың жекелеген салаларына қарай ауысты. Ол ғылыми, практикалық жұмыстардың және басқарудың барлық салаларында кең тарала бастады. Геоинформатика бойынша оқу бағдарламаларын қайта қарау, сондай-ақ ГАЖ-ды пайдаланушы кадрларды даярлауды жетілдіру процесі жүзеге асырылды. Көптеген жобалар дербес компьютерлерде емес, компьютерлік желілерді кеңінен қолданатын жұмыс станцияларында жүзеге асырыла бастады.

Модельдеу саласында қарқынды жұмыстар жүргізілді:

-       Географиядағы құбылыстарды, апаттарды және хаос теориясын бейнелеу;

-       нейрондық желілерді көп өлшемді жіктеулер мен болжау жасау.

Бұл кезеңде геоақпараттық жүйелер жетіле түсті. Теория саласында іргелі ұғымдар, ГАЖ-ды «интеллектілендіру», нысандар мен құбылыстарды модельдеу, кеңістіктік мәліметтер мен білім базасын басқару жүйелері, кеңейтілген пайдаланушы жүйелері мен желілік құрылымдары, сондай-ақ интеграцияланған ГАЖ жетілдіріле түсті. Деректерді зияткерлік талдауға көп көңіл бөлінді. ГАЖ-да картографиялық визуализация әдістері жетілдірілді. Тіпті ең кең таралған және қолданылатын дәстүрлі қағаз карталары да белгілі бір өзгерістерге ұшырай бастады. Олар визуалды және компьютерлік оқуға жарамды "рельефке" айналып, басқа пішінге ауысты. Мысалы, мектептерге арналған пластикалық контурлық карталар әзірленді, карталардың басым көпшілігі сандық модельдерге айналдырыла бастады. Тақырыптық карталардың жиынтықтары немесе қабаттары жеке "тапсырыс бойынша" электронды атластарға айналдырылды. "Виртуалды шындық"саласындағы голографиялық суреттер мен карталар дәстүрлі болып келеді. ГАЖ-ды және Интернетпен интеграциялау жұмыстары жүргізіліп, тіпті бірқатар ғалымдар бұл кезеңді Интернет-ГАЖ дәуірі деп атай бастады.

Web-картографияның пайда болуы және  даму эволюциясы. Web-картография жеке бағыт ретінде 1993 жылы геоинформатика мен желілік компьютерлік технологиялар тоғысында пайда болды. Оның пайда болуы 1990-шы жылдарда компьютерлік желілердегі, атап айтқанда, интернет желісіндегі өзгерістермен тікелей байланысты.

Интернет желісінде HTP - гипермәтінді беру протоколының пайда болуы (Hypertext Transfer Protocol), HTML - гипермәтінін белгілеу тілі (Hypertext Markup Language) және URL желісіндегі Бірыңғай ресурс локаторы (Uniform Resource Locator) және web-серверлер мен web-браузерлердің құрылуы зор ықпал етті (Капалов и др., 2005). Осы жылы Xerox корпорациясының Пало Альтодағы (PARC) ғылыми-зерттеу орталығы алғаш рет Xerox PARC Map Viewer карталарының визуализаторы web-сервисін (сурет 6) іске қосу уақиғасы картографияның «web-картография» деп аталатын жаңа бағытын қалыптастырды (сурет). 

 

 

 

Алғашқы картографиялық web-сервис масштабты өзгерту, қабаттарды таңдау және проекцияны түрлендіру сияқты картамен жұмыс істеудің қарапайым функцияларын ұсынды. Карта визуализаторы пайдаланушыларға интерактивті түрде http сұрауларын web-браузерде картографиялық операцияларды жүргізетін және жаңа карталарды жасайтын серверге жіберуге мүмкіндік берді. Пайдаланушы экранда карталардың фрагменттерін GIF форматында алатын. Осылайша, алғаш рет web-браузерде геоақпаратпен жұмыс істеу тәсілі қолданылды. Осы арқылы кез-келген web-пайдаланушы ГАЖ-ды орнатусыз пайдалану мүмкіндігіне ие болды, бұл дәстүрлі үстелдік ГАЖ-да жоқ артықшылық еді. Сондықтан аталған қосымша өзінің функционалды тұжырымдамасымен бірге web-ГАЖ-дың кейінгі нұсқаларына негіз болды.

 

Пайдаланылған әдебиеттер

 

1.   Лайсханов Ш.У., Каймулдинова К.Д., Алиаскаров Д.Т. Геоинформатика: География мұғалімдерін даярлайтын ЖОО студенттеріне арналған оқулық. – Алматы: ОНОН баспасы, 2022. – 198 б.

2.   Геоинформатика: учеб. для студентов вузов по спец. 012500 «География», 013100 «Экология», 013400 «Природопользование», 013600 «Геоэкология»,351400 «Приклад. информатика (по областям)». К н.1 / п од р ед. В.С.Тикунова. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.:  Изд. центр «Академия», 2008. – 376 с.

3.   Тикунов, В.С. Основы геоинформатики: учеб. пособие для студентов вузов по спец. 013100 «Экология» и направлению 511100 «Экология и природопользование». Кн.1 / под ред. В.С. Тикунова. – М.: Изд. Центр «Академия», 2004. – 352 с.

4.   Пиньде Фу, Цзюлинь Сунь. Web-ГИС. Принципы и применение. - Редлендз (Калифорния): Esri Press, 2010. -  356 с.

5.   Laiskhanov S., Myrzaly N., Kokteubay Z., Aliaskarov D. Applied issues of implementing gis technologies in school geography // Pedagogy and Psychology. – 2022. – № 1(50). – С.182–190: DOI: 10.51889/2022-1.2077-6861.16 [Электронный ресурс]: URL: https://journal-pedpsy.kaznpu.kz/index.php/ped/article/view/544  (дата обращения: 25.04.2022)