Vektor va Rastr ma'lumotlar

GAT bu shunchaki "Rasm" emas, bu — Raqamli Model

Biz har kuni smartfonimizdagi xaritalardan foydalanamiz, taksi chaqiramiz yoki eng yaqin dorixonani qidiramiz. Ekranda ko‘rayotganimiz shunchaki chiroyli rasmdek tuyulishi mumkin. Lekin, Geoaxborot tizimlari (GAT) mutaxassisi sifatida shuni tushunishingiz kerakki, GAT aslida rasm chizish dasturi emas.

GAT — bu biz yashab turgan borliqning (Yerni) raqamli egizagini (digital twin) yaratish vositasidir. Kompyuter tog‘ni "tog‘" deb, daryoni "daryo" deb tushunmaydi. U faqat raqamlarni va matematik qonuniyatlarni biladi. Borliqni kompyuter tiliga o‘tkazish uchun esa bizga ma'lumotlarni modellashtirish kerak bo‘ladi.

Dunyodagi barcha geoaxborot ma'lumotlari asosan ikki katta formatga bo‘linadi: Vektor va Rastr. Ularning farqini tushunmaslik — bu xirurgning skalpel bilan pichoqni farqiga bormasligiga teng.

Quyidagi sxemada ushbu ikki formatning vizual farqi kattalashtirilgan holda ko‘rsatilgan:
 

Vektor (Vector Data)

Vektor ma'lumotlar modeli — bu dunyoni diskret (alohida) obyektlar ko‘rinishida tasvirlash usulidir. Bu usul xuddi maktabdagi matematika va chizmachilik darslariga asoslanadi.

Vektor ma'lumotlar Dekart koordinatalar tizimi (X, Y) asosida quriladi. Ya'ni, har bir daraxt, har bir uy yoki yo‘l kompyuter xotirasida rasm sifatida emas, balki matematik formulalar va koordinatalar juftligi sifatida saqlanadi.

Vektorning eng katta ustunligi — bu masshtabning erkinligidir. Siz vektorli xaritani 1000 barobar yaqinlashtirsangiz ham, chiziqlar o‘ta silliq, tiniq va sifatli bo‘lib qolaveradi. Chunki kompyuter tasvirni har safar matematik formula asosida qayta chizadi.

Vektor ma'lumotlar uchta asosiy geometrik shaklga (primitivlarga) bo‘linadi:

A) Nuqta (Point)

Bu eng sodda geometrik shakldir. Nuqta hech qanday o‘lchamga (uzunlik yoki maydonga) ega emas. U faqatgina "Narsa qayerda joylashgan?" degan savolga javob beradi.

• Texnik ko‘rinishi: Kompyuterda faqat bitta koordinata juftligi sifatida saqlanadi: X: 41.311, Y: 69.240.
• Qachon ishlatiladi?

• Daraxtlar, simyog‘ochlar, quduqlar joylashuvi.
• Jinoyat sodir bo‘lgan joylar yoki kasallik o‘choqlari.
• Muhim eslatma: Obyektning nuqta ekanligi masshtabga bog‘liq. Masalan, butun O‘zbekiston xaritasida Toshkent shahri — bu nuqta. Lekin shahar xaritasida Toshkent — bu katta poligon.

B) Chiziq (Line / Polyline)

Chiziq — bu ketma-ket ulangan nuqtalar to‘plamidir. U uzunlikka ega, lekin eniga (kengligiga) ega emas deb hisoblanadi. Chiziqlar odatda tarmoq tahlilida (Network Analysis) ishlatiladi.

• Texnik ko‘rinishi: Koordinatalar ketma-ketligi: (x1, y1) -> (x2, y2) -> (x3, y3).
• Qachon ishlatiladi?

• Transport yo‘llari, temir yo‘llar.
• Daryolar, kanallar, ariqlar.
• Elektr uzatish tarmoqlari, gaz va suv quvurlari.

C) Poligon (Polygon)

Poligon — bu boshlang‘ich va oxirgi nuqtasi tutashgan, yopiq hududdir. Vektorlar ichida eng ko‘p ma'lumot tashiydigani shu. Poligonlar maydon (kv.km, gektar) va perimetr hisoblash imkonini beradi.

• Texnik ko‘rinishi: Yopiq koordinatalar zanjiri. Ichki qismi bo‘yalgan hudud sifatida qabul qilinadi.
• Qachon ishlatiladi?

• Davlat va viloyat chegaralari.
• Ko‘llar, o‘rmonlar, parklar.
• Binolar (kadastr tizimida), ekin maydonlari (qishloq xo‘jaligida).

 

---

Rastr (Raster Data)

Agar vektor — bu chizmachilik bo‘lsa, Rastr — bu fotosuratdir.

Rastr ma'lumotlar modeli dunyoni muntazam katakchalar panjarasi (grid) sifatida ko‘radi. Bu katakchalar piksellar deb ataladi.

Rastrda "obyekt" tushunchasi yo‘q. Kompyuter bu yerda "uy" yoki "daryo" borligini bilmaydi. U faqat qaysidir katakchaning rangi ko‘k (suv) yoki kulrang (beton) ekanligini biladi xolos.

Fazoviy Aniqlik (Spatial Resolution)

Rastrning sifati uning aniqligi (resolution) bilan o‘lchanadi. Bu — bitta piksel yer yuzidagi qancha joyni egallashini bildiradi.

• Past aniqlik (Masalan, 30 metr): Bitta piksel 30x30 metr joyni egallaydi. Bunda uyni ko‘ra olmaysiz, faqat umumiy o‘rmon yoki shaharni ko‘rasiz. (Misol: Landsat kosmik suratlari).
• Yuqori aniqlik (Masalan, 0.5 metr): Bitta piksel 50x50 sm joyni egallaydi. Bunda siz mashinalarni, hatto odamlarni ham ajrata olasiz.

Quyidagi rasmda rastrni yaqinlashtirganda u qanday "buzilishi" va piksellarga ajralib ketishi ko‘rsatilgan:

Rastr turlari va ishlatilishi:

Rastrlar asosan uzluksiz o‘zgaruvchi (continuous) ma'lumotlar uchun idealdir. Chunki tabiatda chegaralar doim ham aniq bo‘lavermaydi.

1. Kosmik va Aerofotosuratlar: Xaritalar uchun fon (basemap) sifatida.
2. Raqamli Relyef Modellari (DEM): Tog‘lar, pasttekisliklar va balandlikni ifodalash uchun. Bunda har bir pikselning qiymati — dengiz sathidan balandlikni bildiradi.
3. Harorat va Yog‘ingarchilik: Ob-havo xaritalarida harorat bir joydan ikkinchi joyga sekin o‘zgarib boradi, buni vektor bilan tasvirlash juda qiyin.
4. Spektral tahlil: Qishloq xo‘jaligida o‘simliklarning sog‘lomligini aniqlash (NDVI) uchun ham rastr ishlatiladi.

 

---

Vektor va Rastr: Qaysi biri kuchliroq?

Yangi o‘rganuvchilar ko‘pincha "Qaysi biri yaxshiroq?" deb so‘rashadi. Javob: Ikkalasi ham o‘z o‘rnida kerak.

Keling, ularni chuqurroq taqqoslaymiz:

Oddiy qoida: Agar sizga aniqlik kerak bo‘lsa (kadastr, qurilish) — Vektorni tanlang. Agar sizga tabiiy jarayonlar va umumiy ko‘rinish kerak bo‘lsa — Rastrni tanlang.

 

GAT Qatlamlari (Layers)

Geoaxborot tizimlarining eng buyuk kashfiyoti — bu ma'lumotlarni qatlamlarga (layers) ajratishdir. Qog‘oz xaritada hamma narsa bir joyda chizilgan bo‘ladi va ularni ajratib ololmaysiz. GATda esa har bir ma'lumot turi alohida "plyonka"da turadi.

Biz bu qatlamlarni ustma-ust qo‘yish orqali yangi ma'lumotlarni kashf qilamiz. Bunga Overlay Analysis (Ustma-ust tahlil) deyiladi.

Qatlamlarning joylashish tartibi (ierarxiyasi) juda muhim. Agar siz noto‘g‘ri tartibda joylashtirsangiz, xaritangiz ko‘rinmay qolishi mumkin.

Odatdagi Oltin Qoida quyidagicha:

1. Eng pastki qavat (Fon): Bu yerda doim Rastr turadi (Masalan, kosmik surat yoki relyef). Chunki u butun ekranni egallaydi.
2. Ikkinchi qavat (Poligonlar): Ko‘llar, parklar, viloyat chegaralari.
3. Uchinchi qavat (Chiziqlar): Daryolar, yo‘llar. Ular poligonlarning ustida turishi kerak, aks holda ko‘lning tagida qolib ketgan yo‘l ko‘rinmaydi.
4. Eng yuqori qavat (Nuqtalar): Binolar, bekarlar, muhim obyektlar. Ular eng tepada turishi shart.

Quyidagi 3D diagrammada ushbu "Sendvich" prinsipi yaqqol tasvirlangan:

Siz endi GATning alifbosi hisoblangan Vektor va Rastr ma'lumotlarning tub mohiyatini tushundingiz.

• Vektor — bu matematik aniqlik va inson yaratgan infratuzilma.
• Rastr — bu tabiatning raqamli fotosurati.

Haqiqiy professional GAT mutaxassisi bu ikki turni birlashtira oladi. Masalan, siz rastr (kosmik surat) ustida vektor (poligon) chizib, yangi uylarni raqamlashtirasiz. Yoki relyef (rastr) ustiga yo‘l (vektor) loyihasini joylashtirib, yo‘lning qiyaligini hisoblaysiz.

Keyingi darslarimizda biz vektor ma'lumotlarning eng mashhur va xalqaro standarti bo‘lgan "Shapefile" (.shp) formati haqida chuqurlashtirilgan suhbat quramiz. Bu format nega bitta emas, balki 3-4 ta fayldan iborat? Buni keyingi maqolada bilib olasiz.