Географія. Рівень стандарту. 11 клас. Гільберг

§ 6. Сучасні картографічні джерела та технології створення геозображень. Наукове і практичне застосування карт

• Чим відрізняються карти минулого, сучасні карти та інші види геозображень?

ЕЛЕКТРОННІ КАРТИ ТА ГЛОБУСИ. Електронні карти й інші види геозображень (моделей) — невід'ємні атрибути сучасності, вони дозволяють отримати систематизовану й наочну інформацію про географічний об'єкт або процес.

• У яких сферах діяльності використовують електронні карти?

Сьогодні електронна карта — це картографічне зображення, візуалізоване на моніторі (дисплеї) комп'ютера або іншого пристрою (наприклад, супутникового навігатора). Основні джерела їх створення — обробка матеріалів дистанційного зондування Землі, топографічної зйомки та польових досліджень, використання баз просторових даних, сканування чи оцифрування паперових карт.

На цифрових картах, створених з використанням баз даних на основі ГІС-технологій, сукупність зображених об'єктів розподіляють на шари — групи елементів змісту, об'єднаних певною якісною характеристикою або категорією. Наприклад, групування можна провести за типом географічних об'єктів: гідрографія, рельєф, населені пункти, транспортні шляхи, адміністративні межі; за ознакою ієрархічного підпорядкування: державні кордони, межі адміністративних одиниць різних рангів, межі землекористувань тощо. Електронні карти є засобом оперативного контролю і змінюються в той момент часу, коли оновлюється наповнення баз даних. Вони мають значні переваги над паперовими варіантами (мал. 26). ГІС як інструмент створення й аналізу картографічних моделей (геозображень) надає можливість роботи з картографічним продуктом в інтерактивному режимі: змінювати масштаб, вимикати непотрібні для конкретного завдання шари, виводити інформацію по конкретному об'єкту або відбирати об'єкти за комплексом ознак, змінювати й уточнювати дані без необхідності взаємодії з усією базою геоданих.

Мал. 26. Основні переваги цифрових карт

Нині для всебічного вивчення світу використовують віртуальні інтерактивні 3D-глобуси. У масштабах планети чи не найповнішим і найпотужнішим електронним глобусом, на якому розміщено різну картографічну інформацію щодо всіх країн світу, є Google Планета Земля. У межах цього проекту користувачам надано можливість переглядати супутникові зображення Землі, будувати гіпсометричні профілі, переглядати деякі типи геопросторових даних.

КАРТОГРАФІЧНІ ДЖЕРЕЛА ТА ІНТЕРНЕТ-СЕРВІСИ. У наш час створено чимало картографічних інтернет-ресурсів, які накопичують і зберігають просторові дані. Джерела просторових даних розрізняють за типами: картографічні, дані дистанційного зондування Землі, статистичні дані тощо. Наприклад, інтернет-ресурс Natural Earthмістить відкриті картографічні дані; Earth Explorer від Геологічної служби США надає доступ до даних дистанційного зондування Землі, зокрема космічних знімків супутників Landsat, а також цифрових моделей рельєфу SRTM та ASTER.

У масштабах планети чи не найповнішим веб-ресурсом, на якому розміщено різну картографічну інформацію щодо всіх країн світу, є OpenStreetMap — міжнародний проект, метою якого є створення карти світу відкритого доступу. Велика кількість учасників по всьому світу додають дані про свою місцевість, допомагаючи доповнити карту даними про відомі їм об'єкти інфраструктури, актуалізують інформацію для допомоги постраждалим у зонах стихійного лиха тощо. Дані, зібрані учасниками проекту, є вільними, відкритими та безкоштовними. Вони отримані з відкритих джерел, передані урядовими та комерційними організаціями, а також зібрані в ході досліджень місцевості рядовими учасниками проекту. Участь у проекті — на засадах волонтерства.

Цілісний світ

У головному офісі американської компанії «Делорме» встановлено найбільший у світі глобус, що обертається. Він закріплений на каркасі з алюмінієвих труб, покритих 792 аркушами карт. Повний оберт глобус здійснює за 18 хв. Ця інсталяція імітує вигляд нашої планети з космосу.

НАВІГАЦІЙНІ КАРТИ призначені для забезпечення навігації: морської, річкової, повітряної, космічної, наземної. Їх створюють у нормальних циліндричних рівнокутних проекціях. Зручність таких проекцій пояснюється тим, що маршрут, прокладений за визначеним азимутом, у даній проекції відображається прямою лінією. В Україні навігаційні карти розробляють на рівні міжнародних стандартів. Навігаційні карти також використовують для персональної маршрутизації, для розробки туристичних маршрутів тощо.

• Які, на вашу думку, перспективи розвитку мають інтернет-джерела інформації?

Більшість сучасних електронних навігаційних карт представлено у форматах, придатних для різних ґаджетів, зокрема для смартфонів, планшетів, персональних комп'ютерів тощо. Їх перевагою є використання глобальних систем супутникової навігації. Персональна система GPS-навігації (Google Maps, Apple Maps, Here тощо) дозволяє зорієнтуватися на місцевості, наприклад, знайти вулицю, прокласти маршрут до обраного об'єкта. Прокладений маршрут буде оптимальним, з урахуванням способу переміщення (пішки, громадським або персональним транспортом), розміщення дорожніх знаків, інформації про затори, статистичної оцінки середньої швидкості руху на маршруті.

Знайдіть Україну, вашу область і населений пункт за допомогою інтернет-ресурсу «Google Карти».

Дізнайтеся більше

Першу ГІС, яку було успішно застосовано для вирішення завдання інвентаризації земель, розробив Роджер Томлінсон на початку 1960-х років у Канаді.

ГЕОГРАФІЧНІ ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ (ГІС). Сучасні комп'ютерні технології дають можливість комплексно поглянути на довколишній світ. За необхідності систематизації й обробки просторових даних і пов'язаних з ними великих масивів інформації застосовують ГІС-технології. ГІС являє собою сукупність персоналу, просторових та описових даних, аналітичних методів, апаратного і програмного забезпечення, де всі складові організовані для комп'ютеризації, обробки, отримання інформації з використанням способів її географічного представлення (мал. 27).

Мал. 27. Компоненти ГІС

Географічна інформаційна система забезпечує збір, зберігання, обробку, доступ, відображення й поширення просторових даних. Фізична модель бази даних (БД) будується на основі логічної моделі даних. ГІС складається з двох модулів: просторової та атрибутивної БД. Просторова БД містить дані про локалізацію і просторову організацію об'єктів (у вигляді координат); атрибутивна — про якісні та кількісні характеристики цих об'єктів. Інструменти й засоби ГІС дають можливість установлювати зв'язок із зовнішніми БД. У ГІС аналізують дані про об'єкти реального світу, а також явища, що відбуваються в суспільстві, економічній діяльності, у природному середовищі, їхній сучасний стан та зміни в часі (мал. 28). Їх широко застосовують при вирішенні практичних завдань, пов'язаних з господарською діяльністю та необхідністю виявлення й моделювання результатів такої діяльності. ГІС-технології надають можливості забезпечити прийняття оптимальних управлінських рішень у різних сферах діяльності, а також реалізувати процес картографування (мал. 29). З розвитком ГІС-технологій попит на ГІС-продукти та ГІС-послуги постійно зростає. Класифікують ГІС-продукти за різними ознаками: за територіальним охопленням (загальнонаціональні, регіональні, місцеві); за тематичною орієнтацією (загально географічні та галузеві, зокрема водних ресурсів, лісокористування, рекреації тощо).

Мал. 28. Основні завдання, які вирішують за допомогою ГІС

Мал. 29. Схема створення цифрових карт у ГІС-середовищі

Відкриваємо Україну

У м. Києві у 2018 р. встановили 50 сітілайтів з інтерактивною навігацією для гостей столиці.

Дізнайтеся більше

ГІС-Асоціація України була створена в 1996 р. спільнотою фахівців, що працюють у галузях інформаційних технологій, картографії, геодезії та будівництва.

В Україні щороку проводять ГІС-форуми, які забезпечують можливість підвищення професійного рівня ГІС-спеціалістів.

Одним з важливих напрямів розвитку ГІС є комплексне використання високоточних даних систем глобального місця розташування об'єкта, отриманих за допомогою GPS(США), Galileo (ЄС) тощо. Ці системи фіксують високоточну, актуальну, об'єктивну, з неперервним покриттям території інформацію про розташування об'єкта, яка постійно оновлюється. Такі дані застосовують у навігації, геодезії, охороні природи (моніторинг переміщення тварин тощо), а також у військовій справі.

Поміркуйте, як ГІС-технології можуть сприяти розвиткові економіки України.

Інший напрям діяльності ГІС пов'язаний з телекомунікаціями, передусім — Усесвітньою мережею Інтернет. Це один з перспективних шляхів розвитку.

Простий інтерфейс, можливість залучати додаткові джерела інформації дозволяють високоефективно застосовувати географічні інформаційні технології майже в усіх сферах діяльності. Наприклад, українська компанія SmartFarming упроваджує ГІС-технології в сільськогосподарську діяльність (зокрема, моніторинг стану посівів та обмір полів за допомогою даних дистанційного зондування Землі (ДЗЗ)), а Всесвітня туристична організація планує створити глобальну мережу обміну туристичною інформацією, щоб об'єднати існуючі регіональні системи в єдину міжнародну мережу для створення ГІС туристичної інфраструктури на різних рівнях (національному, регіональному, місцевому).

ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ ЗЕМЛІ. Сьогодні одним з важливих напрямів розвитку ГІС-технологій є використання потужного джерела просторової інформації — даних дистанційного зондування Землі з космосу, літаків та інших літальних апаратів. Орбітальні станції різних країн передають систематизовану й точну інформацію про територію, яку потім обробляють у середовищі ГІС.

Дистанційне зондування Землі (ДЗЗ) — спостереження поверхні Землі авіаційними й космічними засобами, оснащеними різноманітними видами знімальної апаратури (мал. 30). Методи ДЗЗ: фото-, сканерне, радарне, теплове, спектрометричне, лідарне знімання. Реалізація програм супутникових спостережень ДЗЗ здійснюється на базі міжнародного співробітництва. Космічні апарати ДЗЗ можуть бути використані для цивільних завдань і здійснення розвідки. У світі налічується понад 200 космічних апаратів ДЗЗ, а в безпосередній реалізації програм супутникових спостережень беруть участь 25 країн. Історія розвитку зондування бере свій початок із середини ХІХ ст., коли відомий французький фотограф Гаспар Турнашон (Надар) запропонував ідею фотографування Землі з повітряної кулі для потреб картографування й спостереження за територією. Під час Першої світової війни майже всі сторони застосовували його для розвідки та спостереження за супротивником. Після закінчення Другої світової війни було започатковано ДЗЗ із космосу. Справжня ера космічного ДЗЗ розпочалась із виведенням на орбіту в 1972 р. американського супутника Landsat-1.

Мал. 30. Український супутник для ДЗЗ

Дізнайтеся більше

Китай вивів на орбіту групу супутників ДЗЗ «Яогань-30» (Yaogan-30). Запуск відбувся 26 грудня 2018 р. з космодрому Сичан у провінції Сичуань.

Супутники «Яогань» призначені для дослідження земної поверхні, оцінювання врожайності, для моніторингу під час ліквідації наслідків стихійних лих.

Дані ДЗЗ ефективно використовують у різних видах діяльності. Останніми роками чітко визначилися основні тенденції в розвитку технологій ДЗЗ із космосу: збільшення просторової роздільної здатності зображень і продуктивність зйомки, створення супутників для вирішення спеціалізованих завдань. Усе це сприяє поліпшенню якості продукції, зниженню вартості даних, постійному розширенню архівів знімків. Також на сучасний розвиток ДЗЗ вплинуло поширення відносно недорогих безпілотних літальних апаратів, зокрема мультикоптерів, які завдяки спеціалізованому програмному забезпеченню (створення 3D-моделей поверхні, аерофотознімків тощо) можна використовувати для дослідження природних і міських ландшафтів, охорони та моніторингу стану великих господарських об'єктів тощо.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ: стисло про головне

  • З розвитком геоінформаційних ГІС-технологій і новітнього обладнання набувають значення цифрові карти та інші інтерактивні геозображення.
  • ГІС — це географічна інформаційна система, що забезпечує збір, зберігання, обробку, доступ, відображення та поширення просторових даних.
  • Дистанційне зондування Землі — спостереження за поверхнею Землі авіаційними й космічними засобами, оснащеними різноманітними видами знімальної апаратури.

Знаю і вмію обґрунтувати

  • 1. Чим відрізняються електронні карти від паперових?
  • 2. Опишіть принцип роботи з навігаційними картами.
  • 3. Обґрунтуйте переваги ГІС-технологій.
  • 4. У яких видах діяльності застосовують ГІС?
  • 5. З якою метою здійснюють дистанційне зондування Землі?
  • 6. Схарактеризуйте напрями використання матеріалів ДЗЗ на території України.
  • 7. Якими сучасними засобами картографування ви користуєтесь у своєму житті? Які хотіли б опанувати?

Працюю з картою

Розгляньте шкільний атлас, який ви використовуєте під час вивчення географії України, та назвіть його складові частини.

Шукаю в Інтернеті

Знайдіть в Інтернеті навігаційну карту своєї області та прокладіть маршрут цікавої туристичної подорожі.

Генерую ідеї

Міністерство екології та природних ресурсів створило електронний сервіс ecomapa.gov.ua — інтерактивну карту сміттєзвалищ України, місць видалення відходів, пунктів прийому вторсировини (мал. 31). Запропонуйте власні проекти створення відповідних карт для інформатизації та зацікавленості населення у сталому розвитку України.

Мал. 31. Інтерактивна карта пунктів прийому вторсировини в Україні

Дослідження

Орієнтовні теми (на вибір учня/учениці)

  • 1. Прокладення оптимального маршруту руху між визначними об'єктами свого району за допомогою навігаційної карти своєї області.
  • 2. Сфери використання даних ДЗЗ.