Геоинформатика негіздері

Оқулықтық тірек

• Әбілмәжінова С.Ә., Каймулдинова К.Д., Шакирова Н.Д. «География. 8 сынып», 8-сынып, Мектеп, 2025, б. 40–45
• Усиков В.В., Егорина А.В., Усикова А.В., Зәбенова Г.Б. «Қазақстан географиясы», 1-бөлім, 9-сынып, Атамұра, 2024, б. 37–46, 52–57
• Каймулдинова К.Д., Бейкитова А.Т. «География. 10-сынып ҚГБ», 10-сынып, Мектеп, 2019, б. 31–40
• Қаймулдинова К. «География. 11-сынып» (ҚГБ), 11-сынып, Мектеп, 2019, б. 31–41

Негізгі ұғымдар

• ГАЖ (геоақпараттық жүйе, GIS) — координаталары бар географиялық деректерді жинау, сақтау, өңдеу, талдау және визуалдау үшін жасалған аппараттық-бағдарламалық кешен.
• Географиялық мәліметтер базасы — нысандардың кеңістіктік орны туралы цифрлық мәліметтер жиынтығы.
• Жерді қашықтықтан зерделеу (ҚЗ) — нысанмен тікелей байланыспай, авиациялық және ғарыштық аппаратура арқылы ақпарат алу.
• GPS — АҚШ-тың ғаламдық позициялау жүйесі; ГЛОНАСС — Ресейдің жүйесі (алғашқы спутниктері 1982 ж. 12 қазанда ұшырылды).

Теория

1. ГАЖ құрамы 8-сыныптағы бес бөлік: 1) ақпараттық құралдар (аппаратура); 2) бағдарламалық қамтамасыз ету; 3) географиялық деректер; 4) технологиялар мен әдістер; 5) мамандар (пайдаланушылар). Бағдарламалар: ArcGIS, QGIS, MapInfo. ГАЖ-дың екі базасы: графикалық (электронды карта, фото, диаграмма) және тақырыптық (кестелер, анықтамалық мәтін). Қабаттық қағидат: деректер бірыңғай координаталық жүйеде тақырыптық қабаттарға бөлінеді (жер бедері, гидрография, көлік, топырақ, халық тығыздығы); қабаттарды қосуға, өшіруге, қиылыстыруға болады.

2. ГАЖ тарихы мен түрлері (9-сынып)

• 1950 ж. соңы — АҚШ-та әскери мақсатта; 1960 ж. ортасы — Канаданың алғашқы ұлттық ГАЖ-ы; 1990 ж. — электронды атластар; 2000 ж. басы — Google Maps, Google Earth.
• Аумақ бойынша: ғаламдық (Google Earth), ұлттық (GIS Canada), аймақтық (облыс геопорталдары), жергілікті (қалалық). Мақсаты бойынша: әкімшілік, корпоративтік, әлеуметтік (бұқаралық: Google Maps).
• Ақпараттың 70%-ға дейіні жер бетіндегі орынмен байланысты, сондықтан ГАЖ қала құрылысы, экология, кадастр, ТЖ, көлік, ауыл шаруашылығы, электронды үкіметте қолданылады. Мысал: Солтүстік Каспийдің шығысындағы көмірсутекпен ластануды ГАЖ және ҚЗ арқылы талдау.

3. ГАЖ-дағы кеңістіктік талдау (11-сынып)

1. Кеңістіктік сұраныс және сүзу (атрибуттық және геометриялық шарттар).
2. Буферлеу — нысан айналасында берілген қашықтықта белдеу салу.
3. Геокодинг — мекенжайды картадағы координатаға айналдыру.
4. 3D-талдау — цифрлық биіктік үлгісі (DEM) бойынша еңіс, суайрық, көріну аймағы.

4. Жерді қашықтықтан зерделеу

• Тасымалдаушылар: ұшақ, тікұшақ, ұшқышсыз аппарат, әуе шары, ғарыш аппараты. 1970 ж. басында Landsat-1 пайда болды; қазір 50-ден астам елдің спутнигі бар.
• Негізі — нысандардан шағылған сәулені өлшеу. Электромагниттік спектрдің 6 диапазоны: гамма, рентген, ультракүлгін, көрінетін, инфрақызыл, радио. Жерді түсіруге көрінетін, инфрақызыл және радиодиапазон пайдаланылады.
• Көрінетін диапазон — тек күндіз, бұлтсыз; жылулық инфрақызыл — түнде де; радиотолқындар бұлттан өтеді.
• Пассивті әдістер: фото, сканерлік, жылулық инфрақызыл түсірілім (күн сәулесінің шағылысы, жердің жылулық сәулеленуі). Белсенді әдістер: радиолокациялық (радар) және лазерлік (лидар) — аппарат өзі сигнал жібереді.
• Кеңістіктік ажыратымдылық: төмен (> 250 м, MODIS), орташа (10–30 м, Landsat, Sentinel-2), жоғары (< 1 м).
• Қазақстанда: KazEOSat-1 (жоғары ажыратымдылық) және KazEOSat-2 (орташа); 9-сынып оқулығында — 2 м және 7 м, 11-сынып оқулығында — 1 м және 6,5 м. Жерүсті орталықтары: деректер қабылдау (Алматы), басқару (Астана).
• Вегетациялық индекс: $NDVI = \dfrac{NIR - RED}{NIR + RED}$; қалың сау егістікте $0{,}6$–$0{,}8$.

5. Деректер базасы мен тақырыптық картасызба (10-сынып)

• Кестеде бағандар (өрістер) — атрибуттар, жолдар (жазбалар) — аумақтар. Excel құралдары: СУММ, СРЗНАЧ, МАКС, МИН, сүзгі, жиынтық кесте; CSV форматы ГАЖ-бен байланыс үшін.
• Картограмма — салыстырмалы көрсеткіштер (тығыздық, ц/га, %); картодиаграмма — абсолютті көрсеткіштер (млн т, млрд кВт·сағ).

Мысалдар

1. Бұлтты күні мұнай төгілуін бақылау қажет. Қандай түсірілім? Радиолокациялық (белсенді) — радиотолқындар бұлттан өтеді.
2. $NIR = 0{,}5$, $RED = 0{,}1$. NDVI? $(0{,}5 - 0{,}1)/(0{,}5 + 0{,}1) = 0{,}67$ — сау, қалың өсімдік.
3. Өзен бойында 1 км қорғау белдеуін салу — қай ГАЖ операциясы? Буферлеу.
4. Google Maps ГАЖ-дың қай түріне жатады? Әлеуметтік (бұқаралық).

ҰБТ-дағы жиі қателер

• ГАЖ-ды тек карта салатын бағдарлама деп ойлау: оның құрамына мамандар да кіреді, басты құндылығы — кеңістіктік талдау.
• Пассивті (шағылған күн сәулесі) мен белсенді (өзі сигнал жібереді) әдістерді шатастыру.
• Оптикалық спутник бұлттың астын көреді деу.
• GPS-ті Ресейдікі, ГЛОНАСС-ты АҚШ-тікі деп шатастыру.
• Қашықтықтан зерделеуді GPS-пен бір деп санау.
• Қабаттардың координаталық жүйесін үйлестірмеу — нысандар ығысып кетеді.

Өзіңді тексер

1. ГАЖ-дың 8-сыныптағы бес құрамдас бөлігін ата. — Аппаратура, бағдарлама, деректер, әдістер, мамандар.
2. Лидар қай әдіске жатады? — Белсенді (лазерлік) әдіске.
3. Алғашқы ұлттық ГАЖ қай елде құрылды? — Канадада (1960 ж. ортасы).
4. Геокодинг дегеніміз не? — Мекенжайды картадағы нақты координатаға айналдыру.
5. Қазақстанның қашықтан зондылау спутниктері? — KazEOSat-1 және KazEOSat-2.