Гео оронзайн технологи нь орчин үеийн шинжлэх ухаанд шинээр эрчимтэй хөгжиж технологийн салбаруудын нэг юм. Гео орон зайн технологийн хурдацтай хөгжил хэрэглээний төрөл бүрийн салбарт нэвтэрч байна. 2006 оны эхэн үеэс гео оронзайн технологийг АНУ-ын Хөдөлмөрийн яам нанотехнологи, биотехнологийн хамт шинээр гарч ирж буй орчин үеийн гурван салбарын нэг гэж үзэх болсон.

Зураг 1. Гео оронзайн технологийн хэрэглээ

Зайнаас тандах судлал

Дэлхийн тухай мэдээллийг тодорхой зайнаас олж авах техникийн шийдэл бөгөөд боловсруулалт, хэрэглээний үйлдэл нь олон тооны шинжлэх ухааны мэдлэгийг шаарддаг. Өөрөөр хэлбэл дэлхий гадарга дээрх биет, үзэгдлээс ойсон цахилгаан соронзон долгионыг хиймэл дагуул, онгоц гэх мэт өндрийн биет дээрээс бүртгэж зураглал үйлдэх арга технологи юм.

Зураг 2. Оптикын тандан судалгаа хийх зарчим

Зайнаас тандах судлал нь харьцангуй шинэ нэр томъёо боловч хөгжлийнүйл явц нь 150 гаруй жилийн түүхтэй. 19-р зуунд фото зураг авах төхөөрөмж бүтээсний дараахан агаарын бөмбөлөг, тагтаа шувуунд камераа байрлуулж гэрэл зураг авч эхэлсэн. 20-р зууны эхээр далавчтай онгоцнууд бүтээгдсэн нь камер, гэрэл зургийн төхөөрөмжийг байрлуулж оптикын тандан судалгааны зураглал үйлдэх боломжийг олгож эхлэв. Энэ нь 1930-аад он гэхэд өлөвлөсөн байрлал, маршрутаас авсан агаарын гэрэл зураг нь том, жижиг масштабын газарзүйн зураг бүтээх найдвартай мэдээлэл цуглуулах боломжийг олгожээ.

Өнөөдрийг хүртэл янз бүрийн өндрөөс зураглал үйлддэг агаарын зураглал үйлддэг тандан судлах арга техник ашиглагдсаар байна. Гэрэл зургийн хальс нь цахилгаан соронзон долгионы үзэгдэх гэрлийн хэсэгт туссан энергийг илрүүлэн зурагладаг.  Ургамалжилт ба усзүйн биетийн шинж чанарыг тэмдэглэн зураглахад ач холбогдолтой хэт ягаан туяа, дулааны энерги мэдрэгчүүдийг өргөнөөр ашиглаж байна. Мөн шөнө, өдөргүй, цаг уурын янз бүрийн төлөвт зураг авах боломжтой радарын тандан судалгааны төхөөрөмжийг өргөн хүрээнд ашиглаж байна. Дэлхийн гадаргыг тодорхой зайнаас зураглахад хиймэл дагуул, нисэх онгоц, нисгэгчгүй автомат төхөөөрөмжүүд, газрын гадарга орчмын хэдхэн метрийн түвшинд зураглал үйлдэх багаж, төхөөрөмжүүдийг ашиглаж байна.

Хиймэл дагуулын зураглалын давуу тал нь богино хугацаанд, хамрах хүрээ том талбайд зураглал үйлдэх боломжтой байдаг юм. Хиймэл дагуулын зураглалыг хүлээн авах станцууд руу электрон дохиогоор дамжуулдаг бөгөөд компьютерууд тэдгээрийг шинжлэх ухааны судалгаа шинжилгээнд ашиглахын тулд орчин үеийн программын тусламжтайгаар дүрс зураг болгон хөрвүүлдэг.

Газарзүйн Мэдээллийн Систем (ГМС)

Газарзүйн мэдээллийн систем нь өгөгдлийг цуглуулж, удирдан зохион байгуулан төрөл бүрийн дүн шинжилгээ хийдэг систем юм. Өөрөөр хэлбэл төрөл бүрийн эх сурвалжид тулгуурлан тухайн үзэгдэл, юмсыг компьютерт загварчлан буулгаж, оронзайн болон атрибут хэмээгдэх газарзүйн сэдэв тус бүр давхарга хэлбэрээр дүрслэгдэх тоон мэдээллийн санг бүрдүүлэн, улмаар уг мэдээллийн сангаа ашиглан дүн шинжилгээ хийснээр хэрэгцээт мэдээллийг гарган авдаг байршилтай холбоотой мэдээлэл боловсруулдаг компьютержсэн мэдээллийн систем юм.

Зураг 3. А- Растер ба вектор дүрслэл Б- ГМС-ийн давхаргууд

Газарзүйн шинжлэх ухаанд үндэслэгдсэн ГМС нь олон төрлийн өгөгдлийг нэгтгээд байршлыг нь задлан шинжилж, төрөл бүрийн газарзүйн зургууд, текст, график, видео ба 3 хэмжээст дүрс хэлбэрээр зохион байгуулдаг. Энэхүү өвөрмөц чадвараараа ГМС нь байршил, холбоо хамаарал, нөхцөл байдал гэх мэт өгөгдлийн талаар илүү гүнзгий зүй тогтлыг илрүүлж, хэрэглэгчдэд илүү ухаалаг шийдвэр гаргахад нь тусалдаг.

Бараг бүх салбарт хэдэн зуун мянган байгууллагууд ГМС ашиглан дэлхийн өнцөг булан бүрт харилцаж, дүн шинжилгээ хийн, мэдээлэл солилцож, цогц асуудлыг шийдвэрлэх газарзүйн зургуудыг бүтээж байна. ГМС-ийн технологи нь газарзүйн шинжлэх ухаанд харилцан ойлголцох, хамтран ажиллах хэрэгсэл болж хүмүүсийн ажил гүйцэтгэх хэв маягийг өөрчилж байна.

ГМС-д байршилтай холбоотой мэдээллийн сангийн хэсэг болох оронзайн мэдээллийн сан нь биет, үзэгдлийг пикселийн олонлог байдлаар дүрслэн үзүүлдэг растер хэлбэр эсвэл цэг, шулуун, талбайн дүрсүүдийг ашиглах вектор хэлбэрийн аль нь ч асар их хэмжээний оронзайн мэдээллийг хадгалах, нэвтрэх, харьцуулах, боловсруулах, дүн шинжилгээ хийх, мэдээллийг гарган авах боломжтой.

Товчхондоо, ГМС-ийн мэдээллийн сан нь орон зайн мэдээллийн бүтэцлэгдсэн цогц хэлбэр болохын хувьд газарзүйн анализ, синтезийг автоматжуулах хүчирхэг хэрэгсэл болжээ. ГМС нь хүн амын тархалт, арьсны өнгө, үндэс угсаа, орлого, орон сууц, ажил эрхлэлт, аж үйлдвэр, газар тариалан гэх мэт статистикын мэдээллийг багтаасан байж болох ба хиймэл дагуулын зургаас гарган авсан байгаль орчны мэдээллийг агуулсан газарзүйн хувьд өргөн цар хүрээтэй бүс нутгийн эдийн засаг, нийгмийн бүтцийн загвар, тээврийн систем, хот байгуулалтын хэв шинж, төрийн үйлчилгээний хүртээмж, өвчний тохиолдол, гэм хэргийн гаралт, бусад олон сэдвүүдийг судлахад чухал түлхэц болж байна. ГМС нь:

• Биет хоорондын харилцан хамаарлыг бий болгож,
• Дэлхий дээрх тулгамдсан асуудлуудад илүү хялбар, түргэн дүн шинжилгээ хийж,
• Гео оронзайн өөр өөр төрлийн өгөгдлүүдийг хялбар нэгтгэж,
• Бусад судалгаа шинжилгээний үр дүнг баталгаажуулдаг чухал ач холбогдолтой.

Байршил Тодорхойлох Хиймэл Дагуулын Систем (БТХДС)

Байршлыг тодорхойлох төхөөрөмжүүд нь айл өрхүүдэд хүртэл нэвтэрч, гэрийн тэжээвэр амьтдын дижитал камер, гар утаснаас эхлээд тээврийн хэрэгслийн навигацийн систем, микро чип, бараг бүх худалдааны төв, албан байгууллага, тээврийн хэрэгсэлд ашиглагдаж энэ технологийг хэрэглэх нь урьд өмнө байгаагүй түвшинд хүрсэн.

Дэлхийн Байршлын Систем (GPS) нь АНУ-ын Батлан ​​хамгаалах яамны тойрог замд байрлуулсан 24 хиймэл дагуулын сүлжээнээс бүрдсэн хиймэл дагуулд суурилсан навигацийн систем юм. GPS нь анх цэргийн зориулалттай хэрэглээнд зориулагдсан боловч 1980-аад онд засгийн газар уг системийг иргэний хэрэгцээнд ашиглах боломжтой болгосон. GPS нь дэлхийн хаана ч цаг агаарын ямар ч нөхцөлд ажилладаг.

Товчхондоо GPS дараах байдлаар ажилладаг: хиймэл дагуулууд өдөрт хоёр удаа дэлхийг тойрон эргэлдэж, дэлхий рүү дохио дамжуулдаг. GPS хүлээн авагч (эсвэл ухаалаг гар утас, бугуйн цаг) эдгээр мэдээллийг авч, хэрэглэгчийн байршлыг яг тооцоолохын тулд гурвалсан аргыг ашиглана. Одоо хэд хэдэн хиймэл дагуулаас зай хэмжихэд хүлээн авагч хэрэглэгчийн байрлалыг тодорхойлж, нэгжийн цахим газрын зураг дээр харуулах боломжтой боллоо.

Зураг 4. Байршил тодорхойлох систем  

Image credit: Superior Sensor Technology

Тандан судалгааны мэдээ, зураглалыг байгаль газарзүйн судалгаанаас гадна, нийгэм эдийн засгийн төрөл бүрийн судалгаанд өргөнөөр ашиглаж байна. Тухайлбал, хотжилтын үйл явцыг илрүүлэх, хөдөө аж ахуйн таримлын явцыг хянах, дэд бүтцийн бүтээн байгуулалтын төлөвлөлт, ашигт малтмалын эрэл хайгуул, ойн тооллого гэхчлэн маш олон салбарт тандан судалгааны мэдээг ашиглаж байна.

Тандан судалгааны зураглал үйлдэх төхөөрөмжүүд улам боловсронгуй болж өмнөх үеэс илүү нарийвчлалтай, богино цаг хугацааны зураглал үйлдэх боломжтой болохын зэрэгцээ уг мэдээг боловсруулах программ хангамжууд ч хүчирхэгжсээр байна.

XX зууны II хагасаас аливаа байршилтай холбоотой мэдээ нь байгалийн нөөцийн үнэлгээ, түүний зохистой ашиглалт, нөхөн сэргээлт, ашигт малтмалын тархалт, газрын бүрхэвчийн өөрчлөлт, газрын бүртгэл, дэд бүтцийн хяналт шинжилгээ зэрэг олон салбарт өргөнөөр ашиглагдаж байна. Үүнтэй холбоотойгоор газарзүйн зургийг ашиглахад төрөл бүрийн нийлмэл дүн шинжилгээг шаардах болсон ба уг ажлыг гүйцэтгэхэд ихээхэн хөдөлмөр, хөрөнгө, цаг хугацааг зарцуулдаг. Энэ нь төрөл бүрийн орон зайн мэдээг нэгтгэн, улмаар дүн шинжилгээ хийх чадвар бүхий газарзүйн мэдээллийн систем гэж нэрлэгдэх программ хангамж, компьютерийн иж бүрдлийн хослолыг хөгжүүлэх нөхцөлийг бий болгосон байна.