Важность цифровой и графической истории цифрового космического изображения в геоинформационных системах

АННОТАЦИЯ

В этой статье исследуются знания и навыки, необходимые для повышения квалификации учителей географии важность цифровой и графической истории цифрового космического изображения в геоинформационных системах. Кроме того, в статье даны инструкции для учителей географии по использованию информационных технологий в обучении ГИС.

ABSTRACT

This article explores the knowledge and skills required to improve the skills of geography teachers and the importance of the digital and graphic history of digital space imagery in geographic information systems. In addition, the article provides instructions for geography teachers on the use of information technology in teaching GIS.

Ключевые слова: геоинформационные системы, данные, информация, знания, геоинформатика, принятие решений, география, информатика, информационный технологии, цифровой, космический, метод.

Keywords: geographic information systems, data, information, knowledge, geoinformatics, decision making, geography, informatics, information technology, digital, space, method.

Прогресс общества зависит прежде всего от человеческого фактора. Вот почему необходимо задействовать мышление и интеллект в более творческой работе. Открытие новых технических устройств и средств - результат творческого подхода к условиям жизни, труда человека, научно-технических исследований. К ХХ веку человечество многое сделало для облегчения не только физического, но и умственного труда. Таким образом, в ХХI веке было создано и реализовано множество технических устройств.

Сегодня существует так много информации, что ее невозможно быстро проанализировать традиционными методами. В последние десятилетия двадцатого века появились новые формы информационных систем. Одной из таких информационных систем является Географическая информационная система. Также известен как географическая информационная система ГИС (геоинформационная система) во многих местах. Географические информационные системы (GIS) - это современные компьютерные технологии, необходимые для картирования и анализа объектов существующей вселенной, а также событий, происходящих на нашей планете. Эта технология обобщает традиционные методы работы с базами данных (запрос и статистический анализ) и данными, полученными с помощью картографии (комплексный просмотр и географический, пространственный анализ). Это отличает ГИС от других информационных систем и эта технология сейчас используется практически во всех сферах человеческой деятельности, включая анализ глобальных проблем, таких как перенаселение, загрязнение земель, вырубка лесов, стихийные бедствия, а также он широко используется при решении небольших задач, таких как поиск удобного маршрута, выбор оптимального местоположения нового офиса, поиск дома по его адресу, поиск по цифровым кодам, прокладка труб на месте, различные проблемы с питанием.

В последнее время системы управления были разработаны и действуют в ответ на необходимость отображения информации на электронных картах на основе требований новых информационных технологий. Это: геоинформационные системы; Системы управления; системы проектирования.

При решении социально-технических задач используется большой объем информации о расположении топографических, гидрографических, инфраструктурных объектов. Выразить ту или иную ситуацию на экране компьютера - отобразить различные графические изображения.

Геоинформационные технологии направлены на практическое применение данных в виде электронных картографических систем и сред обработки данных различного характера.

Основной класс геоинформационных систем состоит из координатных данных, хранящих геометрическую информацию и отражающих пространственный аспект. Основные типы координатных данных: точка (узлы, концы), линия (открытая), контур (замкнутая линия), многоугольник (сфера). На практике для построения реальных объектов используется большой объем данных. Это: точка подвеса, нормальный узел, покрытие, слой и так далее. Эти типы данных взаимосвязаны. Их можно разделить на три группы: звенья для построения сложных объектов, состоящих из простых элементов; ссылки рассчитываются по координатам объектов; ссылки, которые определяются при вводе данных.

Геоинформационная система ГИС - это набор технического программного обеспечения и алгоритмических операций для сбора, ввода, хранения, математического и картографического моделирования географических данных.

Географическая информация (геоинформация) - это информация, определяющая географическое положение и состав природных или техногенных объектов, а также их границы на Земле. Эта информация получается в основном с помощью дистанционного зондирования, картирования и различных методов построения изображений.

Географические данные состоят из 4 взаимосвязанных компонентов: по местоположению; по составу и характеристикам; в зависимости от пространственного отношения или положения; согласно времени.

Как упоминалось выше, источником географической информации является дистанционное зондирование Земли, которое считается данными. Дистанционное зондирование Земли осуществляется с помощью специально оборудованных самолетов и спутников Земли. Аэрокосмические данные поступают в виде изображений поверхности Земли.

Есть два типа спутниковых изображений: фотографические и цифровые, в которых изображения снимаются с помощью камер, установленных на спутнике или самолете, и такие изображения в основном анализируются визуально. Цифровые изображения представляют собой двумерные матрицы, состоящие из нескольких миллионов небольших участков. Эти поля называются пикселями. Сумма пикселей составляет цифровое изображение. Цифровые изображения обладают высокой точностью и могут обрабатываться и анализироваться с использованием новых компьютерных технологий.

Цифровое космическое изображение - это набор информации, состоящий из двухмерной геометрической матрицы. Эти изображения сделаны с помощью электронного приемного устройства. К спутнику прикреплен электронный приемник. Это устройство получает энергию, возвращаемую от каждой элементарной поверхности земли. Эта элементарная поверхность называется пикселем (размер пикселей варьируется от спутника к спутнику). Полученная энергия преобразуется в электрические сигналы с помощью детектора. Затем этим сигналам присваиваются 8-битовые числовые значения. То есть от 28 до 256 означает, что информация в цифровом изображении содержит числа от 0 до 255.

Приемное устройство получает энергию от земли в различных электромагнитных спектрах, то есть каналах. Это называется мультиспектральным изображением и измеряется в пикселях на микрометр.

Принцип просмотра цифровых изображений на экране основан на интенсивности цвета информации в каждом пикселе. Здесь используется цветовая диаграмма. Для просмотра цифровых изображений нужно изменить динамику. Для этого создается и модифицируется гистограмма изображения.

Первый шаг - создать числовую гистограмму изображения. Принцип просмотра цифрового изображения на экране основан на интенсивности и цвете информации в каждом пикселе. Здесь используется цветовая диаграмма.

Векторные и растровые модели составляют основу визуального представления данных с помощью ГИС-технологий. Векторные модели основаны на представлении геометрической информации с помощью векторов. В растровых моделях объект (область) отражается в пространственных ячейках, составляющих периодическую сетку. Каждая ячейка в растровой модели имеет слой одинакового размера, но с разными характеристиками (цвет, плотность). Эта процедура называется масштабированием. Растровые модели делятся на регулярные, нерегулярные и рекурсивные или иерархические мозаики. Есть три типа регулярной мозаики: квадратная, треугольная и шестиугольная.

Квадратная форма удобна для обработки больших объемов информации, создания треугольных сферических поверхностей. В качестве мозаики неправильной формы используются треугольные сетки неправильной формы и многоугольники Тиссена. Они используются для построения числовых моделей частей заданного района по группам заданных точек. Таким образом, векторные модели хранят информацию о местоположении объекта, а растровые модели хранят информацию об объекте в конкретной точке. Растровые модели в основном используются при обработке аэрокосмических изображений.

Цифровую карту можно организовать как набор слоев. Слои ГИС состоят из набора цифровых картографических моделей, основанных на сочетании пространственных объектов с общими функциональными свойствами. Набор слоев составляет основу графической части ГИС.

Использование геопространственных информационных систем (ГИС) - одна из новых, но все более популярных областей науки.

Хорошо известно, что исторические события и процессы происходят в пространстве и времени. Все исторические объекты присутствуют в той или иной границе. Демаркация этой границы позволяет составить более полную картину исторического события. Итак, работа с картами - необходимая часть исторического исследования. Однако процесс создания исторической карты намного сложнее, необходимо адаптировать географическую карту к изучаемому периоду, включить все объекты на основе общих сведений об этой исторической границе, сравнить карты. Это займет много времени.

Поэтому рекомендуется загрузить процесс сопоставления на свой компьютер. ГИС базируется на наборе электронных карт по темам. В целом компьютеризированные исторические карты делятся на два типа: иллюстративные (визуальные наборы существующих данных) и исследовательские или аналитические (набор файлов данных, которые могут быть преобразованы в различные наборы изображений). Именно на основе второй группы карт можно создавать полные пространственно-временные модели исторических процессов. Эти модели позволяют нам определять закономерности и связи, которых нет в традиционных исследованиях.

ГИС в основном используется в географии и исторической демографии, которые являются областями исторического образования. Однако ГИС широко используется в землеустройстве, учете земель, лесном хозяйстве и других областях. В образовании ГИС используется для изучения таких предметов, как география, историческая география и история окружающей среды. ГИС связывает изображение географических границ с качественной и количественной информацией экологического, географического, административного характера. Сила этой связи заключается в сочетании визуальной и статистической информации. Можно создавать карты, которые включают такую ​​информацию, как структура почвы, растительность, уровни освещения, дороги, отношения собственности и общая стоимость земельных участков. Таким же образом можно нанести на карту все исторические здания города. На Западе возможности компьютерного картографирования подчеркивались с 1980-х годов, и появилась научная работа по применению ГИС в области истории. В 1994 г. во Флоренции прошел специальный международный семинар по этому вопросу. На Международной научно-практической конференции «Геоинформатика - 2000» (Томск, Россия) было заявлено о трех крупных исследовательских проектах.

Список литературы:

1. Акабирова Л.Х., Атаева Г.И. Особенности уроков с применением информационных технологий //Проблемы педагогики, № 2(47), 2020. С.42-44.
2. Капралов Е.Г., Кошкаров А.В., Тикунов Б.С., Геоинформатика, Москва. 2005. 468с.
3. Самардак А.С. Геоинформационные системы. Владивосток. 2005. 124с.
4. Хазратов Ф.Х. Современные проблемы интеграции геоинформационных систем и интернет-технологий // Universum: технические науки: электрон. научн. журн., 2020. № 9 (78). [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10735/ (дата обращения: 11.11.2020).
5. Хазратов  Ф.Х.  Геоинформационные  технологии  и информационная  культура  учителя  географии// Вестник науки и образования, №22(100). Ч.2., 2020. С.33-37.
6. Шипулин В.Д., Основные принципы геоинформационных систем, Харьков. 2010. 336с.
7. Khazratov F., Juraev Kh.  METHODS OF CREATION AND ORGANIZATION OF WORK, TECHNOLOGY FOR CREATING AUTO-NAVIGATION MAPS [Электронный ресурс]: URL: http://www.jcreview.com/?mno=9704\