Кіріспе

Мекен атауын/адресті координаталарға түрлендіру процесі

Адрес геокодировкасы немесе жай ғана геокодировка – бұл мекенжай немесе орын атауы сияқты орынның мәтіндік сипаттамасын алып, географиялық координаттарды, көбінесе ендік/бойлық жұптарын қайтаратын процесс. Бұл Жер бетіндегі орынды анықтау үшін қолданылады. Кері геокодировка, керісінше, географиялық координаттарды орынның сипаттамасына, әдетте орынның атауына немесе адрестелетін орынға түрлендіреді. Геокодировка адрестік нүктелердің, көшелер/жолдар желісінің, сондай-ақ пошталық және әкімшілік шекаралардың компьютерлік бейнелеуіне негізделген. Геокодтау (етістік): (орналасқан) жерге сәйкес келетін географиялық координаттарды беру. Геокод (зат есім): географиялық бірлікті (орын немесе нысан) көрсететін код. Жалпы алғанда, бұл адам оқи алатын және қысқа идентификатор болып табылады; мысалы, ISO 3166 1 alpha 2 сияқты номиналды геокод немесе Geohash геокоды сияқты тор геокоды. Геокодер (зат есім): геокодировка процесін іске асыратын бағдарламалық құрал немесе (веб) қызмет, яғни сипаттамалық орын сілтемелері үшін кеңістіктік бейнелеуді жасау үшін бірлесіп жұмыс істейтін операциялар, алгоритмдер және дерек көздерінен тұратын өзара байланысты компоненттер жиынтығы. Орындарды көрсететін географиялық координаттардың позициялық дәлдігі жиі айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін. Мысалдарға ғимараттардың орталықтары, жер учаскелерінің орталықтары, жол диапазондарына негізделген интерполяцияланған орындар, көше сегменттерінің орталықтары, пошталық кодтардың орталықтары (мысалы, ZIP кодтары, CEDEX) және әкімшілік бөлімдердің орталықтары жатады.

Тарих

Геокодтау – географиялық ақпараттық жүйелердің (ГИС) кеңістіктік талдауының бір бөлігі – 1960 жылдардың басынан бері зейін аударуға лайық тақырып болып келген.

1960 жылдар

1960 жылы алғашқы операциялық ГИС – Канаданың географиялық ақпараттық жүйесі (CGIS) – доктор Роджер Томлинсон тарапынан ойлап табылды, ол содан бері ГИС-тің әкесі ретінде танылды. CGIS Канаданың жер инвентаризациясы үшін жиналған деректерді сақтау және талдау үшін пайдаланылды, бұл 1:50,000 масштабтағы ауыл шаруашылығы, жануарлар дүниесі және орман шаруашылығы туралы ақпаратты картаға түсіріп, Канаданың ауылдық аймақтарындағы жердің мүмкіндіктерін реттеуге мүмкіндік берді. Дегенмен, CGIS 1990-шы жылдарға дейін қолданыста болды, бірақ коммерциялық мақсатта ешқашан қолжетімді болған жоқ. 1963 жылдың 1 шілдесінде АҚШ пошта департаменті (USPOD) бүкіл ел бойынша бес таңбалы пошта кодтарын енгізді. 1983 жылы мекенжайларды одан да дәл анықтау үшін тоғыз таңбалы ZIP+4 кодтары қосымша идентификатор ретінде пайда болды. 1964 жылы Гарвардтың Компьютерлік графика және кеңістіктік талдау зертханасы GRID және SYMAP сияқты революциялық бағдарламалық кодты жасады, олардың барлығы ГИС-тің коммерциялық дамуына бастау болды. 1967 жылы Халық санағы бюросының тобы – математик Джеймс Корбет және Дональд Кук кіретін – Екі еселенген тәуелсіз картаны кодтау (DIME) жүйесін ойлап тапты, бұл бірінші заманауи векторлық карталау моделі. DIME мекенжай диапазондарын көше желісі файлдарына шифрлап, «пайызымен» геокодтау алгоритмін енгізді. Google Maps және MapQuest сияқты платформаларда әлі де қолданылып келе жатқан «пайызымен» алгоритмі, сәйкес келген мекенжайдың анықтамалық объектінің жалпы ұзындығының процентінде қай жерде орналасқанын көрсетеді. DIME АҚШ Халық санағы бюросының пайдалануына арналған, ол блоктарды дәл карталауды, көшелердің қиылыс нүктелерін цифрландыруды және кеңістіктік қатынастарды құруды қамтиды. Нью-Хейвен, Коннектикут, геокодталған көшелер желісіне ие болған әлемдегі алғашқы қала болды.

1980 жылдар

1970-ші жылдардың соңында екі негізгі ашық лицензиялы геокодтау платформасы – GRASS GIS және MOSS әзірленді. 1980-ші жылдардың басында Intergraph, ESRI, CARIS, ERDAS және MapInfo Corporation сияқты көптеген коммерциялық геокодтау бағдарламалық жасақтама сатушылары пайда болды. Бұл платформалар 1960-шы жылдарғы кеңістіктік ақпаратты бөліп қарастыру тәсілін, осы кеңістіктік ақпаратты дерекқор құрылымдарына ұйымдастыру тәсілімен үйлестірді. 1986 жылы карта жасау, көрсету және талдау жүйесі (MIDAS) DOS операциялық жүйесі үшін арналған алғашқы десктоптық геокодтау бағдарламалық жасақтамасы болды. MIDAS-ты MapInfo компаниясы сатып алуымен геокодтау ғылыми зерттеулерден бизнес саласына көшті. MapInfo кейіннен Pitney Bowes компаниясымен сатып алынды және геокодтауды бизнес-интеллектуалды қызметпен біріктіруде алғашқы қадам жасады, соның арқасында географиялық ақпарат мемлекеттік және жеке секторлар үшін шешімдер ұсынуға мүмкіндік берді.

1990 жылдар

20-ғасырдың соңында геокодтау, әсіресе ашық кодты ГИС бағдарламалық қамтамасы арқылы, қолданушыға бағытталған болатын. Карталық қолданбалар мен геопространдық деректер Интернет арқылы қолжетімді болды. 1980 жылғы халық санағында пошта арқылы жіберу/қайта жіберу әдісінің үлкен табысының арқасында, АҚШ Халық санағы бюросы интерполяцияланған көше геокодын қолдана отырып, ірі геопространдық деректер базасын құрастыра алды. Бұл деректер базасы, Халық санағының бүкіл ел бойынша қамтуымен бірге, TIGER (Топологиялық интеграцияланған географиялық кодтау және анықтама) жүйесінің пайда болуына жағдай жасады. Жеке мекенжайлардың орнына мекенжай диапазондарын қамтитын TIGER, содан бері бүгінгі таңға дейін қолданылатын барлық геокодтау бағдарламалық платформаларында енгізілді. 1990 жылғы халық санағының соңында TIGER "30 миллионнан астам қиылыс пен нүктенің ендік және бойлық координаттарын, сондай-ақ 42 миллионнан астам сегменттерді анықтайтын, 12 миллионнан астам көпбұрыштарды бейнелейтін 145 миллионға жуық "пішін" нүктелерін қамтыды". TIGER – "үлкен деректер" геопространдық шешімдері үшін маңызды жаңалық болды.

2000 жылдар

2000-жылдардың басында кодтаудың дәлдігін қолдау жүйесі (CASS) мекенжай стандарттаудың кеңінен қолданылуы басталды. CASS сертификаты АҚШ пошта қызметінің (USPS) мекенжайды стандарттау бағдарламалық құралының сапасын бағалауын қалайтын барлық бағдарламалық қамтамасыз ету өндірушілері мен жарнамалық пошта жіберушілерге ұсынылады. Жыл сайын жаңарып тұратын CASS сертификаты жеткізілім нүктесі кодтарына, пошта индекстеріне және ZIP+4 кодтарына негізделген. Бағдарламалық қамтамасыз ету өндірушілері CASS сертификаты бар бағдарламалық құралды пайдаланса, олар көлемді пошта жіберу және тасымалдау құнында жеңілдіктер ала алады. Сертификатталған деректер базасын иеленгеннен кейін олар көлемді пошта жіберудегі дәлдік пен тиімділікті арттыра алады. 2000-жылдардың басында геокодтау платформалары бірнеше деректер жиынтығымен жұмыс істей алды. 2003 жылы геокодтау платформалары пошта кодтарын ай сайын жаңартылатын көше деректерімен біріктіре алды. Бұл процесс «конфляция» деп аталды. 2005 жылдан бастап геокодтау платформаларына учаске орталық геокодтау мүмкіндігі қосылды. Учаске орталық геокодтау мекенжайды геокодтау кезінде жоғары дәлдікке мүмкіндік берді. Мысалы, учаске орталық геокодерге нақты ғимараттың немесе жер учаскесінің ортасын анықтауға мүмкіндік берді. Сондай-ақ, платформалар нақты жер учаскелерінің биіктігін анықтай алды. 2005 жылы бағалаушының учаске нөмірі (APN) енгізілді. Аймақтың салық бағалаушысы бұл нөмірді жылжымайтын мүлік учаскелеріне тағайындауға құқылы болды. Бұл оларды дұрыс анықтауға және тіркеуге мүмкіндік берді. APN газ немесе мұнай желісімен жабылған аумақты геокодтау және халыққа ұсынылатын мүлік салығы туралы ақпаратты индекстеу үшін маңызды. 2006 жылы геокодтау платформаларына кері геокодтау және кері APN іздеу мүмкіндігі қосылды. Бұл географиялық координаталары бар (бойлық және ендік) нүктелік орналасуды мәтіндік, оқуға қолайлы мекенжайға түрлендіруді қамтыды. 2008 және 2009 жылдары интерактивті, пайдаланушыға бағытталған геокодтау платформаларының өсімі байқалды, атап айтқанда MapQuest, Google Maps, Bing Maps және Global Positioning Systems (GPS). Бұл платформалар мобильді индустрияның, әсіресе смартфондардың бірдей уақытта дамуымен көпшілікке оңай қолжетімді болды.

2010 жылдар

2010 жылдары сатушылар геокодтау және кері геокодтауды әлемдік деңгейде толыққанды қолдау көрсетті. Бұлттық геокодтау қолданбалы бағдарламалау интерфейсі (API) және локальді геокодтау, сәйкес келу көрсеткіштерін, дәлдікті және жылдамдықты арттырды. Қазір геокодтаудың бизнес-шешімдерге әсер етуі мүмкін деген идея кең таралды. Бұл – геокодтау процесі мен бизнес-интеллектуалды арасындағы интеграция. Геокодтаудың болашағы үш өлшемді геокодтау, ішкі кеңістікте геокодтау және геокодтау платформалары үшін көп тілді нәтижелерді қамтиды.

Геокодтау процесі

Геокодтау – бірнеше деректер жиынтығы мен процестерді қамтитын міндет, олардың барлығы бірігіп жұмыс істейді. Геокодер екі маңызды компоненттен құралады: анықтамалық деректер жиынтығы және геокодтау алгоритмі. Осы компоненттердің әрқайсысы кіші операциялар мен кіші компоненттерден тұрады. Геокодтау процестерінің қалай жұмыс істейтінін түсінбесе, геокодтауға негізделген бизнестік шешімдерді дұрыс қабылдау қиын.

Кіріс деректері

Кіріс деректері – пайдаланушы геокодтау арқылы сандық кеңістіктік деректерге (еністік және бойлыққа) түрлендіргісі келетін сипаттамалық мәтіндік ақпарат (мекенжай немесе ғимараттың атауы).

Кіріс деректерінің жіктелуі

Кіріс деректері екі санатқа жіктеледі: салыстырмалы кіріс деректері және абсолютті кіріс деректері.

Салыстырмалы кіріс деректері

Салыстырмалы кіріс деректері – нақты орналасудың кеңістіктік бейнесін өздігінен шығара алмайтын, оның мәтіндік сипаттамалары. Мұндай деректер басқа анықтамалық орындарға тәуелді және географиялық жағынан салыстырмалы геокодты шығарады. Салыстырмалы геокодтың мысалы – аумақтық бірліктер немесе сызықтық векторларды қолдана отырып адрес интерполяциясы жасау. "Empire State Building ғимаратының қарсы бетінде" – бұл салыстырмалы кіріс дерегінің мысалы. Empire State Building ғимараты анықталмайынша, ізделіп отырған орналасуын анықтау мүмкін емес. Геокодтау платформалары мұндай салыстырмалы орындарды көбінесе қолдамайды, бірақ осы бағытта прогресс жасалуда.

Абсолюттік кіріс деректері

Абсолюттік кіріс деректері – нақты бір орынның кеңістіктік бейнесін осы деректердің өзі ғана шығара алатын орынның мәтіндік сипаттамалары. Бұл дерек түрі басқа орындарға тәуелсіз, белгілі бір абсолютті орынды анықтайды. Мысалы, USPS индекстері; USPS ZIP+4 индекстері; толық және ішінара пошта мекенжайлары; USPS PO жәшіктері; ауылдық бағыттар; қалалар; аудандар; қиылыстар; және атаулы орындар дерек көзінде абсолютті түрде сілтемеленуі мүмкін. Егер мекенжайларды көрсету тәсілінде көптеген айырмашылықтар болса – мысалы, кіріс деректері тым көп немесе тым аз болса – геокодерлер бұл мәселені шешу үшін мекенжайларды нормализациялау және стандарттау әдістерін қолданады.

Адресті интерполяциялау

Геокодтаудың қарапайым әдісі – адрес интерполяциясы. Бұл әдіс көше желісі географиялық координаттар кеңістігінде картаға түсірілген көше географиялық ақпараттық жүйесінің деректерін пайдаланады. Әрбір көше сегментіне мекенжай диапазондары беріледі (мысалы, бір сегменттен екіншісіне үй нөмірлері). Геокодтау мекенжайды қабылдап, оны көшеге және нақты сегментке (мысалы, "блок" жүйесін қолданатын қалаларда блокқа) сәйкестендіреді. Содан кейін геокодтау сегмент бойындағы диапазон ішінде мекенжайдың орнын интерполяциялайды.

Басқа әдістер

Ауылдық жерлерде немесе жоғары сапалы көше желісі деректері мен адрестеуі жоқ жерлерде GPS орналасуды картаға түсіруге пайдалы. Жол-көлік оқиғалары үшін көше қиылысына немесе көше ортасынан геокодтау тиімді әдіс болып табылады. Дамыған елдердегі көптеген магистральдарда төтенше жағдайларда көмек көрсету, күтім және навигация үшін шақырым белгілері бар. Геокодтаудың осы әдістерін үйлестіре пайдалануға да болады – әртүрлі жағдайларда әртүрлі әдістерді қолдануға. Құрылымды пошталық мекенжайлардың геокодтауынан өзгеше, топонимдік шешім карталары құрылымсыз құжаттардағы жер аттарын олардың сәйкес кеңістіктік орналасуына бейімдейді. Орналасу кодтары спутниктік суреттер мен машиналық оқыту арқылы ақпарат жоқ жерлерде цифрлық мекенжайларды жасауға мүмкіндік береді, мысалы, Robocodes. Табиғи мекенжай кодтары – бұл Жер бетіндегі кез келген аймаққа немесе Жер айналасындағы кеңістікке мекенжай тағайындай алатын авторлық геокод жүйесі. Он санның орнына әлфа-цифрлық таңбаларды қолдану NAC-ті оның сандық ендік/бойлық эквивалентінен қысқарақ етеді. Әскери торлы анықтама жүйесі – НАТО әскерлері Жер бетіндегі нүктелерді анықтау үшін қолданатын геокоординаттық стандарт. Universal Transverse Mercator координаттар жүйесі – Жер бетіндегі орналасуларға координаттарды тағайындауға арналған карта проекциясы жүйесі. Радиооператорлар арасында танымал "Мейденхед" локатор жүйесі. Әлемдік әскери операциялар үшін жасалған Дүниежүзілік географиялық анықтама жүйесі (GEOREF) қазіргі ҒАЖЖ (Global Area Reference System) жүйесімен алмастырылды. Open Location Code немесе "Plus Codes" – Google әзірлеген және жалпы қолданысқа ұсынған жүйе. Geohash – Мортон Z қисығына негізделген жалпы қолданыс жүйесі. What3words – GCS координаттарын үш санға бөліп, индекстелген сөздікте сөздерді іздеу арқылы псевдокездейсоқ сөздер жиынтығы ретінде кодтайтын авторлық жүйе.

Зерттеу

Зерттеулер агенттік парадигманы қолдану арқылы геокодтаудың бақылау және білімдік аспектілеріне жаңа тәсіл енгізді. Геокодтаудың жаңа парадигмасына қосымша түзету техникалары мен бақылау алгоритмдері әзірленді. Бұл тәсіл мекенжайлардағы географиялық элементтерді жеке агенттер ретінде ұсынады. Бұл бақылау мен географиялық бейнелеуге ортақтық және екіұштылықты қамтамасыз етеді. Ғылыми жарияланымнан өзге, жаңа тәсіл және одан кейінгі прототип Австралиядағы ұлттық бұқаралық ақпарат құралдарында жарияланды. Зерттеу Батыс Австралияның Перт қаласындағы Куртин университетінде жүргізілді. Deep Learning және Computer Vision саласындағы соңғы жетістіктермен, объектіні анықтау техникаларын пайдаланып ғимарат шатырларының центройдын тікелей геокодтау нәтижесі ретінде алуға мүмкіндік беретін жаңа геокодтау жұмыс ағыны ұсынылды.

Қолданылуы

Геокодталған орындар көптеген ГИС-талдаулар, картография, шешім қабылдау процестері, транзакциялық қосымшалар немесе ірі бизнес-процестерге енгізілгенде пайдалы. Интернетте геокодтау маршруттарды құру және жергілікті іздеу сияқты қызметтерде қолданылады. Геокодтау, GPS-пен қатар, фотосуреттер мен RSS жазбалары сияқты медиа мазмұнын геотегтеу үшін орналасқан жер туралы деректерді қамтамасыз етеді.

Құпиялылық мәселесі

Геокодтау (және кері геокодтау) қызметтерінің таралуы мен оңай қолжетімділігі жеке құпияны сақтау туралы алаңдаушылықтарды тудырады. Мысалы, қылмыс оқиғаларын картаға түсіргенде, құқық қорғау органдары құрбандар мен қылмыскерлердің жеке өміріне қатысты құқықтары мен жұртшылықтың ақпарат алу құқығы арасындағы тепе-теңдікті сақтауға тырысады. Құқық қорғау органдары құрбанды немесе қылмыскерді анықтауға мүмкіндік беретін нақты мекенжай сияқты орналасқан жер туралы мәліметтердің бір бөлігін жасыруға мүмкіндік беретін геокодтаудың баламалы тәсілдерін сынап көрді. Сонымен қатар, қылмыс туралы ақпаратты онлайн картада жариялағанда, олар картадағы нүктелердің орналасқан жерінің дәлдігіне қатысты ескертулер жасайды, осы орналасқан жерді жасыру тәсілдерін мойындайды және ақпаратты пайдалану шарттарын белгілейді.