Iston respublikasi axborot texnologiyalari va aloqlalarini rivojlanish vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA ALOQLALARINI RIVOJLANISH VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI

Geoaxborot texnologiyalari fanidan

AMALIY ISH – 1
Guruh: GIT002 - 1
Bajardi: Nurmatov B.
Tekshirdi : Asqaraliyev O.


Toshkent 2022
Yerni masofadan turib zondlash - har xil turdagi tasvirlash uskunalari bilan jihozlangan yer, aviatsiya va kosmik qurilmalar orqali yer yuzasini kuzatish. Ovoz berish usullari passiv bo'lishi mumkin, ya'ni quyosh faolligi tufayli Yer yuzasidagi ob'ektlarning tabiiy aks ettirilgan yoki ikkilamchi issiqlik nurlanishidan va yo'nalish ta'sirining sun'iy manbai tomonidan boshlangan ob'ektlarning stimulyatsiyalangan nurlanishidan foydalangan holda faol bo'lishi mumkin. Kosmik kemadan olingan masofadan zondlash ma'lumotlari, atmosferaning shaffofligiga katta darajada bog'liqlik bilan tavsiflanadi . Shuning uchun kosmik kemada turli diapazonlarda elektromagnit nurlanishni aniqlaydigan passiv va faol turdagi ko'p kanalli uskunalar qo'llaniladi.
1960-1970-yillarda uchirilgan birinchi kosmik kemaning masofadan zondlash uskunasi. Trek turi o'lchov maydonining Yer yuzasidagi proyeksiyasi chiziq edi. Keyinchalik panoramik turdagi masofadan zondlash uskunalari paydo bo'ldi va keng tarqaldi - skanerlar, ularning Yer yuzasida o'lchov maydonining proyeksiyasi chiziqli.
Yerni masofaviy zondlash kosmik kemalari Yerning tabiiy resurslarini o'rganish va meteorologik muammolarni hal qilish uchun ishlatiladi . Tabiiy resurslarni o'rganish uchun kosmik kemalar asosan optik yoki radar uskunalari bilan jihozlangan, ikkinchisining afzalliklari shundaki, u atmosferaning holatidan qat'i nazar, kunning istalgan vaqtida Yer yuzasini kuzatish imkonini beradi. Masofadan zondlash - bu ob'ekt yoki hodisa haqida ushbu ob'ekt bilan bevosita jismoniy aloqa qilmasdan ma'lumot olish usuli. Masofaviy zondlash geografiyaning kichik to'plamidir . Zamonaviy ma'noda bu atama, asosan, tarqaladigan signallar (masalan, elektromagnit nurlanish) yordamida er yuzasidagi ob'ektlarni, shuningdek atmosfera va okeanni aniqlash, tasniflash va tahlil qilish uchun havo yoki kosmik zondlash texnologiyalarini anglatadi. Ular faol (signal birinchi navbatda samolyot yoki kosmik sun'iy yo'ldosh tomonidan chiqariladi) va passiv masofadan zondlash (faqat boshqa manbalardan kelgan signal, masalan, quyosh nuri qayd etiladi) ga bo'linadi.
Passiv masofadan zondlash sensorlari ob'ekt yoki qo'shni hudud tomonidan chiqarilgan yoki aks ettirilgan signalni qayd qiladi. Aks ettirilgan quyosh nuri passiv sensorlar tomonidan aniqlangan eng ko'p ishlatiladigan nurlanish manbai hisoblanadi. Passiv masofadan zondlash misollari raqamli va kino suratga olish, infraqizil, zaryadlangan qurilmalar va radiometrlarni qo'llashdir .
Faol qurilmalar, o'z navbatida, ob'ektni va bo'shliqni skanerlash uchun signal chiqaradi, shundan so'ng sensori aks ettirilgan yoki sezuvchi nishon tomonidan orqaga tarqalishi natijasida hosil bo'lgan nurlanishni aniqlash va o'lchash imkoniyatiga ega bo'ladi. Masofadan zondlashning faol sensorlariga misol sifatida radar va lidar kiradi, ular qaytarilgan signalni chiqarish va ro'yxatga olish o'rtasidagi vaqt kechikishini o'lchaydi va shu bilan ob'ektning joylashishini, tezligini va yo'nalishini aniqlaydi. Masofadan zondlash xavfli, borish qiyin bo'lgan va tez harakatlanuvchi ob'ektlar to'g'risida ma'lumot olish imkoniyatini beradi, shuningdek, erning keng hududlarida kuzatuvlar o'tkazish imkonini beradi. Masofaviy zondlash ilovalariga misol qilib oʻrmonlarni kesish (masalan, Amazoniyada), Arktika va Antarktikadagi muzliklar holatini kuzatish , okean chuqurligini koʻp miqdorda oʻlchash mumkin. Masofaviy zondlash, shuningdek, Yer yuzasidan ma'lumot yig'ishning qimmat va nisbatan sekin usullari o'rnini bosadi va shu bilan birga kuzatilayotgan hududlar yoki ob'ektlardagi tabiiy jarayonlarga insonning aralashmasligini kafolatlaydi.
Orbital kosmik kemalar yordamida olimlar elektromagnit spektrning turli diapazonlarida ma'lumotlarni to'plash va uzatish imkoniyatiga ega bo'lib, ular kattaroq havo va erdagi o'lchovlar va tahlillar bilan birgalikda hozirgi hodisalar va tendentsiyalarni kuzatish uchun zarur bo'lgan ma'lumotlar diapazonini ta'minlaydi, masalan, El Nino va boshqalar, ham qisqa, ham uzoq muddatli tabiat hodisalari. Masofadan zondlash geofanlar (masalan, tabiatdan foydalanish) , qishloq xo'jaligi (tabiiy resurslardan foydalanish va saqlash), milliy xavfsizlik (chegaraviy hududlar monitoringi) sohasida ham amaliy ahamiyatga ega.
Yerni masofadan zondlash bozori dunyodagi eng tez rivojlanayotgan bozorlardan biri hisoblanadi. Har yili yangi kompaniyalar, texnologiyalar, xizmatlar va xizmatlar paydo bo'ladi. Katta istiqbollar uchuvchisiz transport vositalari, lidarlar, mikrosatellitlardan foydalanish bilan bog'liq. Ko'p spektrli tadqiqotlar va olingan ma'lumotlarni tahlil qilishning asosiy maqsadi energiya chiqaradigan ob'ektlar va hududlardir, bu ularni atrof-muhit fonidan ajratish imkonini beradi. Sun'iy yo'ldosh masofadan zondlash tizimlari haqida qisqacha ma'lumot umumiy jadvalda keltirilgan .
Qoidaga ko'ra, masofadan zondlash usullaridan ma'lumotlarni olish uchun eng yaxshi vaqt yoz vaqtidir (xususan, bu oylarda quyosh ufqdan eng katta burchak ostida joylashgan va kun uzunligi eng uzun). Ushbu qoidadan istisno - faol sensorlar (masalan , Radar , Lidar ), shuningdek, uzoq to'lqin uzunligi diapazonidagi termal ma'lumotlar yordamida ma'lumotlarni olish. Datchiklar issiqlik energiyasini o'lchaydigan termal tasvirda, er harorati va havo harorati o'rtasidagi farq eng katta bo'lgan vaqtni ishlatish yaxshiroqdir. Shunday qilib, bu usullar uchun eng yaxshi vaqt sovuq oylar, shuningdek, yilning istalgan vaqtida tong otguncha bir necha soat.
Bundan tashqari, e'tiborga olish kerak bo'lgan boshqa fikrlar ham mavjud. Radar yordamida, masalan, qalin qor qoplami bilan erning yalang'och yuzasi tasvirini olish mumkin emas; lidar haqida ham shunday deyish mumkin. Biroq, bu faol sensorlar yorug'likka sezgir emas (yoki ularning etishmasligi), bu ularni yuqori kenglikdagi ilovalar uchun ajoyib tanlov qiladi (masalan). Bundan tashqari, radar ham, lidar ham (ishlatilgan to'lqin uzunliklariga qarab) o'rmon soyaboni ostidagi sirt tasvirlarini olish qobiliyatiga ega, bu ularni o'simliklari kuchli hududlarda qo'llash uchun foydali qiladi. Boshqa tomondan, spektral ma'lumotlarni olish usullari (masalan, stereo tasvirlar, va multispektral usullar) asosan quyoshli kunlarda qo'llaniladi; kam yorug'lik sharoitida to'plangan ma'lumotlar past signal / shovqin darajasiga ega bo'lib, ularni qayta ishlash va izohlashni qiyinlashtiradi. Bundan tashqari, stereo tasvirlar o'simliklar va ekotizimlarni tasvirlash va aniqlashga qodir bo'lsada, bu usul bilan (ko'p spektrli zondlashda bo'lgani kabi) daraxt soyabonlariga kirib bo'lmaydi va Yer yuzasi tasvirlarini olish mumkin emas.

Rastr format (Raster format) − kartografik ma’lumotlarni matritsa yoki katakchalar koʻrinishida tasvirlash. Rastr (Raster) − oʻzining koordinata sistemasiga va har biri oʻzaro bogʻlanmagan tavsifga ega boʻlgan kataklar jamlanmasi.

Rastrlash (Rastering) − berilgan analog yoki qogʻoz koʻrinishli tasvirdan raqamli koʻrinishga keltirib tasvir olish jarayoni. Rastr grafikasi (Raster graphics) − kompyuter grafikasining zamonaviy koʻrinishi. Rastrlashni berilgan analog yoki qogʻoz koʻrinishidagi tasvirni raqamli koʻrinishga keltirib, raqamli tasvir olish jarayoni sifatida tushunish mumkin. Bundan tashqari, vektor formatdan rastr formatga keltirish orqali ham rastrlash ishi amalga oshirilishi mumkin. Qogʻoz koʻrinishidagi tasvirni rastrlashning eng keng tarqalgan usuli bu skanerlash jarayonidir. Oldin ta’kidlanganidek, ishlatish maqsadiga koʻra oddiy yoki maxsus skanerlardan foydalanish mumkin. Quyida skaner yordamida rastrlash jarayonini tushuntirib oʻtamiz. Skanerlash (scanning) – skaner yordamida analog tasvirni raqamli (rastr) formatga keltirish jarayoni. Skanerlash jarayonida grafik va kartografik ma’lumotlarni vektor koʻrinishga keltirish uchun kerakli boʻlgan bosqichlar amalga oshiriladi. Bu jarayonda skanerdan tashqari raqamli videokamera, fotoapparat va grafoqurilma kabi moslamalar ham qoʻllanilishi mumkin. GATda ishlatish uchun oddiy koʻrinishdagi mediama’lumotlarni skanerlashning uch muhim sabablari mavjud:
 hujjatlar, jumladan bino-inshootlar plani, CAD chizmalari va binoni kadastr hujjatlari asosida oʻrganish uchun ma’lumot saqlashni Geoaxborot tizimining ilmiy asoslari 64 takomillashtirish hamda ma’lumotlarni geografik jihatdan indeksatsiya qilish;
 negativ (fotoplyonka), qogʻoz kartalar, aerofotosuratlar va tasvirlar boshqa ma’lumotlarga nisbatan geografik bogʻlanishi uchun skanerlanadi hamda geokodlanadi (odatda bunga vektorlash misol boʻladi);
 kartalar, aerofotosuratlar va tasvirlar vektorlashdan va bazada fazoviy tahlil qilinishidan oldin skanerlanadi.
GATda qatlamlarni hosil qilish uchun 8-bit (256 rangli) 400 dpi (16 nuqta/mm) xususiyatiga ega boʻlgan skaner yoki skanerlash jarayoni orqali kartalarni skanerlash juda yaxshi tanlovdir. Fazoviy tahlil qilish uchun olinadigan rangli aerofotosurat uchun 8-bit 900 dpi xususiyatiga ega boʻlgan skaner yoki skanerlash (skanerni ichida moslab olsa boʻladi) koʻproq mos keladi. Skanerlash natijasida hosil qilingan ma’lumotning sifati asl nusxa holati, skanerlovchi qurilmaning sifati va skanerlash oldi tayyorgarligiga bogʻliq boʻladi. Skanerlashning kamchiliklaridan biri bu ba’zida optik qurilmalarda tasvirning buzilib qolishi va keraksiz tasvirlarning hosil boʻlishidir. Tasvirning tiniqligini oshirishimiz keraksiz qoʻshimcha tasvirlarni keltirib chiqarishi mumkin. Agar tasvirning tiniqligini kamaytirsak, bizga kerakli boʻlgan kichik obyektlar tushmay qolishi mumkin.
Vektor va rastr formatga misollar.
Fazoviy axborotlarni tashkillashtirishda eng keng tarqalgan tamoyillardan biri bu qatlamlashtirish tamoyilidir. Uning mazmuni shundan iboratki, biror-bir hudud haqida fazoviy ma’lumotlar aniq talablarga javob beruvchi mavzuli overley (qatlamlar) koʻrinishida saqlanadi. Har bir qatlam bir yoki bir necha mavzularga bogʻliq axborotlarni oʻz ichiga oladi. Masalan, tabiiy resurslarni boshqarishda bunday mavzularga geologik qazilmalarga oid ma’lumotlar, tuproqqa oid ma’lumotlar, relyef, transport tarmogʻi haqidagi ma’lumotlar kirishi mumkin. Bunday usulda ishlash avvalgi qogʻozli kartalardan tubdan farq qiladi. Eski usulda har bir mavzuli ma’lumot kartalardan kalka qogʻozlarga bostirilib olingan.

Overley (overlay) operatsiyasi bu ikki yoki undan ortiq qatlamlarni biribiriga ustma-ust qoʻyish orqali grafik qatlamlar yigʻindisidan tashkil topgan shakl (karta) hosil qilishdir. Bunda fazoviy ma’lumotlar toʻplami, toʻplamning topologiyasi va atribut ma’lumot mavjud boʻladi.
Bu operatsiyalarga quyidagilar kiradi:
 nuqtaning poligonga tegishliligini aniqlash;
 chiziqning poligonga tegishliligini aniqlash;
 poligonning poligonga tegishliligini aniqlash;
 ikkita poligonli qatlamni ustma-ust qoʻyish;
 yangi qatlam hosil boʻlishi bilan bir xil sinfli poligonlardagi chegaralarni yoʻqotish;
 obyektlar kesishuvidagi chiziqlarni aniqlash;
 bir xil turdagi obyektlarni birlashtirish;
 chiziqli obyektlarga tegishli nuqtalarni aniqlash va boshqalar.
Overley operatsiyasi ikki xil usul yordamida bajariladi. Bular vektor va rastr overley operatsiyalaridir. Vektor ma’lumotining overley operatsiyasi birmuncha murakkab tuzilgan, chunki bunda nuqtalar, chiziqlar va maydonlar orasidagi fazoviy bogʻliqliklarning topologik jadvallari yangilab turilishi kerak. Overley jarayonida atribut ma’lumot kartada bogʻlangan obyektga biriktirilishi lozim, ya’ni kartadagi ma’lum bir poligon yoki fermer xoʻjaligi maydoni egasi yer toʻgʻrisidagi ma’lumotlarga ega va bu ma’lumotlarni atribut ma’lumotlar deydigan boʻlsak, ular jadvallarda yozilgan boʻladi. Overley operatsiyasida shu bogʻliqlikni saqlab qolish kerak boʻladi. Overley operatsiyasining qaysi jarayonda ketishi bu foydalanuvchining maqsadiga qarab modellanishiga bogʻliq. Umumiy qilib aytganda, GAT dasturi turli xil vektor ma’lumotlarning overley ishini fazoviy qatlamlarning atribut ma’lumotlar fayllarini bogʻlash orqali yangi qatlam hosil qiladi. Turli GAT dasturlari overley operatsiyasining ishini turli xil usullarda bajaradi, ya’ni bu yerda barcha dasturlar uchun yagona boʻlgan usul yoʻq, lekin oxirgi maqsadi yoki natijasi bir xil boʻlishi mumkin. Vektor overleyning uchta turi mavjud boʻlib, ular nuqta maydon ustidagi overley, chiziq maydon ustidagi overley hamda maydon ustidagi overleydir. Rastr overley operatsiyasi. Ikki yoki undan ortiq rastr qatlamlarni oʻzaro bir-biri bilan birlashtirib qatlam hosil qilish vektor overley operatsiyasiga nisbatan osonroqdir. Chunki bunda hech qanday topologik operatsiyalar hisobga olinmaydi, balki piksel va piksel operatsiyasi hisobga olinadi. Rastr ma’lumot tahlilida ma’lumotlar yigʻindisining overley operatsiyasi ma’lum boʻlgan “rastr tasvirlarni mahalliy boshqarish yoki karta algebrasi” deb atalgan vazifa orqali amalga oshiriladi. Bunda har bir rastrda fi matritsa qiymati matematik hisob-kitoblar asosida bogʻlanadi. Rastr overleyda piksel yoki tasvirdagi grid katakchalar qiymatlari arifmetik yoki Boolean operator yordamida qoʻshimcha kartada yangi qiymat hosil qilinadi. Rastr GAT karta qatlamlarida bevosita turli matematik amallarni bajarishga yordam beradi.