FOSS4G GIS for Mining Monitoring

MERIT Workshop in Dornod aimag 2018.10.29 - 11.02

1.0 Introduction (1.0 Оршил)

This tutorial has been prepared as a short course focusing on the core on the job needs of the local government officials working at the aimags and sums in Mongolia responsible for mining monitoring and environmental and land use management. It does not focus on academic development. The FOSS4G GeoAcademy is introduced and users are encouraged to review and complete it if they would like certification. We will be using open source and free applications that are needed for the course. Only the key functions and processes needed will be demonstrated. Users are encouraged to review the applications other functions in more detail with the links provided.

Энэхүү гарын авлага нь уул уурхайн мониторинг, байгаль орчны болон газар ашиглалтын менежментийн асуудлыг хариуцдаг орон нутгийн засаг захиргааны ажилтнуудын ажлын байрны хэрэгцээнд тулгуурласан богино хэмжээний сургалт юм. Сургалтаар эрдэм шинжилгээний ажил хийгдэхгүй. Сургалтын үеэр FOSS4G GeoAcademy-г танилцуулах ба хэрэв оролцогчид сертификат авахыг хүсвэл уг програмыг өөрсдөө хэрэглэн үзэж, курсыг дуусгахыг зоригжуулан дэмжинэ. Бид нээлттэй эх сурвалж болон үнэгүй аппликейшнийг сургалтын програмд ашиглах ба зөвхөн эдгээр програмын гол үүрэг, үйл явцыг харуулна. Иймд оролцогчдыг гарын авлагад заагдсан байгаа холбоосуудаар орж илүү нарийвчлан үзэхийг зөвлөж байна.

2.0 Academic - FOSS4G GeoAcademy (2.0 FOSS4G Гео-академийн сургалт)

The FOSS4G GeoAcademy course for GIS is based on QGIS, GRASS and Inkscape. We recommend training for aimags and sums to follow this cirriculum for consistency and online support. If possible the material will be translated into Mongolian.

FOSS4G Гео-академийн Газарзүйн мэдээллийн системийн сургалт нь QGIS, GRASS, Inkscape програмуудад суурилсан байдаг. Өмнөх хичээлүүдтэй тууштай байлгах, онлайн дэмжлэг боломжтой зэргээс үүдэн аймаг, сумдыг энэ хөтөлбөрийн дагуу сургалт явуулахыг зөвлөж байна. Бид боломж олдвол материалуудыг монгол хэл рүү орчуулах болно.

http://spatialquerylab.com/foss4g-academy-curriculum/

FOSS4G GeoAcademy Curriculum

35 University level lectures and labs

Lectures focus on vendor-agnostic theories and principles

Labs focus on use of QGIS, GRASS and Inkscape

Labs are free for you to use

Aligned to Geospatial Technology Competency Model

FOSS4G Гео-академийн сургалтын хөтөлбөр нь:

Их, дээд сургуулийн түвшний 35 лекц, лабораторийн ажлууд
Тодорхой нэг үйлдвэрлэгчийн бүтээгдэхүүнтэй холбоогүй онол, зарчимд тулгуурласан лекцүүд
Лабораторийн ажил нь QGIS, GRASS, Inkscape програмуудыг ашиглахад чиглэсэн
Лабораторийн ажлуудыг ашиглахад ямар ч төлбөргүй
Гео-орон зайн технологийн ур чадварын загвартай нийцсэн зэрэг онцлогтой.

A copy of the course will be provided to you in case you have difficulty in downloading or have limited internet access.

Татаж авч ашиглахад хүндрэл гарах, интернэтийн олдоц зэргийг харгалзан үзэж сургалтын материалын нэг хувийг та бүхэнд өгөх болно.

As a basic introduction to FOSS4G Academy the course can provide you with the following:

Introduction to Geospatial Technology

Spatial Analysis with QGIS

Data Acquisition with QGIS

Cartographic Design with QGIS and Inkscape

Introduction to Remote Sensing (QGIS and GRASS or Multispec)

FOSS4G Академийн үндсэн танилцуулга болохын хувьд Та сургалтаас дараах зүйлсийг сурах юм.

Гео-орон зайн технологийн танилцуулга
QGIS програмыг ашиглан хийх орон зайн шинжилгээ
QGIS програмыг ашиглан өгөгдөл мэдээлэл гарган авах
QGIS, Inkscape програмыг ашиглан зурагзүйн загвар гаргах
Зайнаас тандан судлалын үндэс (QGIS, GRASS эсвэл Multispec)

We will be following some of the introductory curriculum with modifications to focus on on-the-job training (OTJ) approach.

Reference: SESMIM-QGIS presentation material

Бид ажлын байр дээр сургах арга барилыг баримтлан өөрчлөлт оруулахыг эс тооцвол танилцуулга хөтөлбөрийг дагах болно.

Эх сурвалж: СЕСМИМ төслийн QGIS сэдэвт илтгэл

3.0 On The Job Training (OTJ) - GIS Short Course (3.0 Ажлын байрны сургалт – Газарзүйн мэдээллийн системийн богино сургалт)

This tutorial is taking an OTJ training approach because we are trying to provide basic knowledge and tools for the students to be able to use GIS on their day to day work on mine monitoring and environmental assessment. We will try to provide basic theory, concepts and techniques that you can use on your day to day work, however you will also be given links and references like the GeoAcademy to advance your knowledge and skills at your own pace.

Энэхүү зааварчилгаанд ажлын байр дээр сургах арга барилыг баримталж байгаа. Учир нь бид суралцагчиддаа уурхайд хяналт, шалгалт хийх, байгаль орчны үнэлгээ хийх ажил үүрэгтээ газарзүйн мэдээллийн системийг өдөр тутам ашиглахад хэрэгтэй үндсэн мэдлэг, арга хэрэгслийг өгөхөөр хичээж байгаа билээ. Та бүхэн өдөр тутмын ажилдаа ашиглаж болохуйц суурь онол, ойлголт, арга техникийг заахын зэрэгцээ цаашид өөрийн боломжоор мэдлэг чадвараа дээшлүүлэх боломжийг олгох үүднээс Гео-академи зэрэг эх сурвалж, холбоосуудыг мөн тухай бүр нь өгч байх болно.

4.0 GIS Tools (4.0 Газарзүйн мэдээллийн системийн арга)

For this course we are focusing on FOSS4G open source application tool with QGIS and other free software like Google Earth and Microsoft's Image Composite Editor.

Энэ сургалтанд бид FOSS4G нээлттэй эх үүсвэр бүхий програм хангамжийг QGIS болон Google Earth, Майкрософтын Image Composite Editor зэрэг бусад үнэгүй програмын хамтаар голлон ашиглана.

4.1 QGIS

Download and install QGIS for your operating system from this website:

Дараах цахим хуудаснаас QGIS програмыг татан авч, үйлдлийн системдээ суулгана:

https://www.qgis.org/en/site/forusers/download.html

Do not download QGIS version 3.2 because it does not have all the plugins you will need yet. Download version 2.18 instead.

Танд хэрэгтэй бүх өргөтгөл буюу “plugin”-г агуулаагүй тул QGIS програмын 3.2 хувилбарыг битгий татаарай. Оронд нь 2.18 хувилбарыг татна.

4.2 Google Earth

Download and install Google Earth Pro from this website:

Дараах цахим хуудаснаас Google Earth Pro програмыг татан авч, суулгана:

https://www.google.com/earth/desktop/

Download the desktop version for your workstation.

Өөрийн ажиллах өндөр чадлын компьютертээ сууж ажилладаг бүрэн хувилбарыг нь суулгаарай.

4.3 Image Composite Editior (ICE)

Download and install ICE from this website:

Дараах цахим хуудаснаас Image Composite Editior програмыг татан авч суулгаарай.

https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=52459

This is for the 64 bit version. If you need the 32 bit version use this link:

Энэ нь 64 битийн хувилбарт зориулсан байгаа. Хэрвээ танд 32 битийн хувилбар хэрэгтэй бол дараах холбоосыг ашиглана уу:

https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=52413

Tutorial on using MS ICE

Майкрософт Image Composite Editior-ыг ашиглах зааврыг дараах холбоосоос үзнэ үү.

https://dronemapping-gwntech.blogspot.com/2018/08/microsoft-image-composite-editor-ice.html

5.0 Understanding Map Projections (5.0 Газрын зургийн тусгагийг ойлгох)

When we create maps for field work or reports we need to understand that we are creating a flat map from the earth which is curved. Unfortunately our earth is not a perfectly rounded sphere, it is not even a perfect ellipsoid. Consequently geodesists (scientists who study the science of the shape of the earth) have created and used many projections to best approximate the shape of the earth in their country.

Бид хээрийн ажил эсвэл тайланд зориулан газрын зураг гаргах үедээ бид жигд бус хотгор гүдгэртэй дэлхийгээс хоёр хэмжээст буюу хавтгай газрын зураг гаргаж байгаагаа ойлгох хэрэгтэй. Харамсалтай нь манай дэлхий төгс бөөрөнхий биш, тэр байтугай төгс эллипс хэлбэртэй ч биш. Үүний улмаас геодезийн мэргэжилтнүүд (дэлхийн хэлбэрийг судалдаг шинжлэх ухааны эрдэмтэд) өөрийн орны газрын хэлбэрийг хамгийн ойролцоогоор илэрхийлэхийн тулд олон тусгагийг бүтээж, ашигладаг юм.

In Mongolia the geodesists have, in the past, used the Gauss-Kruger projection to represent the ellipsoid of your country, with the Pulkovo1942 datum and height based on the Baltic sea level. The Mongolian GPS network, Monref97 was established in 1997-1998 and densified in 2003-2006. Today Mongolia has adopted the Universal Transverse Mercator (UTM) projection with the WGS84 ellipsoid and datum for the establishment of geographic coordinates for mapping.

Монгол Улсад өмнө нь геодезийн мэргэжилтнүүд өөрийн орны эллипс хэлбэрийг харуулахын тулд Pulkovo1942 датумтай, Балтын тэнгисийн өндрийн тогтолцоо бүхий Gauss-Kruger тусгагийг ашигладаг байсан. Улмаар 1997-1998 онд Монгол Улсын хиймэл дагуулын тулгуур сүлжээ болох Монреф97-г байгуулсан бөгөөд 2003-2006 өтгөрүүлсэн. Өнөөдөр Монгол Улс зураглалын газарзүйн солбицлыг тогтоохдоо олон улсын геодезийн WGS84 (Дэлхийн геодезийн систем 1984) эллипс, датум бүхий дэлхийн хөндлөн меркаторын “UTM” тусгагийг ашиглаж байна.

The WGS84 datum has been selected because we are using the Global Navigation Satellite System or GNSS receivers to establish coordinate positions on the earth. Originally there was only the United States Global Positioning System (GPS), then the Russians added their Global Orbiting Navigation System (GLONASS) and now Europe has added Galileo to the GNSS network.

Бид дэлхий дээр солбицлын байрлалыг тогтоохын тулд хиймэл дагуулд суурилсан дэлхийн чиглүүлэгч систем буюу GNSS хүлээн авагчийг ашиглаж байгаа учраас WGS84 датумыг сонгосон. Хиймэл дагуулд суурилсан дэлхийн чиглүүлэгч системийн тухайд анх ганцхан АНУ-ын дэлхийн байршил тодорхойлогч систем GPS байсан бол дараа нь ОХУ өөрийн хиймэл дагуулд суурилсан чиглүүлэгч GLONASS системээрээ тоог нь нэмсэн бөгөөд одоо Европ мөн Галилео системээ хэрэглээнд нэвтрүүлсэн.

The GNSS satellites rotate around the earth's centre of gravity which is the WGS84 datum. For more information on WGS84 you can check the following link:

Хиймэл дагуулд суурилсан дэлхийн чиглүүлэгч системийн хиймэл дагуулууд нь дэлхийн гравитацийн төвийг тойрон эргэлддэг. Энэ бол WGS84 датум юм. WGS84-ийн талаарх дэлгэрэнгүй мэдээллийг дараах холбоосоос үзнэ үү.

https://en.wikipedia.org/wiki/Earth_ellipsoid.

5.1 Whole Earth - sphere, ellipsoid (5.1 Дэлхий бүхэлдээ бөмбөрцөг, эллипс хэлбэртэй)

As we have described above the earth is not a perfect sphere it is an imperfect ellipsoid which is represented as an ellipsoid with the WGS84 datum.

Бид дээрх хэсэгт дэлхий төгс бөмбөрцгөн бөөрөнхий хэлбэртэй биш болохыг тайлбарласан билээ. Энэ бол WGS84 бүхий эллипсээр дүрсэлж болох төгс бус эллипс юм.

Geographic Coordinate System - Longitude and Latitude (Газарзүйн солбицлын систем – уртраг, өргөрөг)

A geographic coordinate system is a system used in geography that enables us to locate a point on the curved earth we use longitude and latitude and elevation. Longitude is defined by the Prime Meridian which runs from the North Pole to the South Pole through the British Royal Observatory in Greenwich. Latitude is measured from the Equator of the earth.

Газарзүйн солбицлын систем бол хотгор гүдгэр дэлхий дээрх тухайлсан нэг цэгийн байршлыг тогтоох боломж олгодог газарзүйд өргөн ашигладаг систем юм. Бид энэ системд уртраг, өргөрөг, өндөр (далайн түвшнээс дээших) гурвыг хэрэглэдэг. Уртрагийг Грийнвич дэх Британийн эрхэм дээдсийн одон орон ажиглалтын төвөөр дайруулан хойд туйлыг өмнөд туйлтай холбосон эхлэл шугамаар тодорхойлдог. Уртрагийг дэлхийн экватороос хэмждэг.

Longitude is measured in degrees east and west of the Prime Meridian from 0-180 degrees East and 0-180 degrees West. Latitude is measured in degrees 0-90 North or South from the Equator. Ulaanbaatar is geographically located at 106.918556 degrees E and 47.921230 N.

Уртрагийг эхлэл шугамаас зүүн, баруун тийш 0-180 градусаар хэмждэг. Өргөрөгийг экваторын шугамаас хойш, урагш 0-90 градусаар хэмждэг. Улаанбаатар хот нь газарзүйн хувьд зүүн уртрагийн 106.918556 градус, хойд өргөрөгийн 47.921230 градусын солбицолд байрладаг.

5.2 Plane - maps (5.2 Хавтгай газрын зураг)

We cannot use geographic coordinates well on flat or planar maps. So we use projections to project points on the earth's surface (ellipsoid) to a flat plane. There are many projections that geodesists have used and one has to be cautious about transposing coordinates from one map to another. You need to make sure you have the metadata of projected maps and reference points you can use to verify the coordinates.

Бид хавтгай болон хавтгай газрын зурагт газарзүйн солбицлыг сайн ашиглаж чадахгүй билээ. Иймд бид дэлхийн гадарга (эллипс) дээрх цэгийг хавтгайд буулгахдаа тусгагийг ашигладаг. Геодезийн мэргэжилтнүүд олон тусгагийг ашигладаг бөгөөд нэг газрын зургийн солбицлыг нөгөөд нь шилжүүлэхдээ маш болгоомжтой байх хэрэгтэй. Та солбицлыг баталгаажуулахад ашиглаж болохуйц газрын зургийн мета мэдээ, тулгуур цэгүүд танд байгаа эсэхийг нягтлан үзэх хэрэгтэй.

Universal Transverse Mercator (UTM) (Дэлхийн хөндлөн меркатерийн “UTM” систем)

It is believed that the U.S. Army Corps of Engineers developed the UTM system for the publication of their topographic military maps in the early 1940s. The German Wehrmacht also had a similar system with a scale factor of 1.0 at the central meridian versus the U.S. with 0.9996.

АНУ-ын Зэвсэгт хүчний инженерүүдийн корпус 1940-өөд оны эхээр өөрийн цэргийн байрзүйн зургийг гаргахын тулд UTM системийг боловсруулан гаргасан гэж үздэг. Мөн Германы Вермахт (тухайн үеийн зэвсэгт хүчин) АНУ-ын 0.9996-тай харьцуулахад төв голч дээр 1.0 масштабын фактор бүхий төстэй системтэй байжээ.

The UTM uses conformal projection with a 2 dimensional Cartesian coordinate system. The UTM is not a single map projection. It divides the Earth into 60 zones, each zone representing a 6 degree band running north-south and it uses a secant transverse Mercator projection for each zone.

UTM систем нь 2 хэмжээст Картезианы солбицлын систем бүхий ижил өнцөгт тусгагийг ашигладаг. UTM нь ганцхан газрын зургийн тусгаг биш. Үүгээр дэлхийг 60 бүсэд хуваадаг бөгөөд бүс бүр нь хойноос урагшаа хөндлөн холбосон 6 градусын үелзлийг илэрхийлдэг. Энэ нь бүс бүрт хөндлөн огтолсон меркатерийн тусгагийг ашигладаг.

https://en.wikipedia.org/wiki/Universal_Transverse_Mercator_coordinate_system

UTM Zones

Keeping the UTM zones at 6 degree longitude allows the mapping of a large north-south extent with low distortion. Each zone is segmented into 8 degree high bands and start at C at 80 degree S to X at 84 degree N.

UTM бүсүүдийг 6 градусын уртрагт барих нь бөмбөрцгийн хойд-урд талыг хамарсан маш том газрыг бага гажилттай зураглах боломжийг олгодог. Бүс бүрийг 8 градусын өргөнтэй тууш хэрчимд хуваадаг бөгөөд өмнөд өргөргийн 80 градус дээр “С” үсгээр эхэлж, хойд өргөргийн 84 градус дээрх “X” үсэг хүртэл үргэлжилдэг.

Mongolia lies within the UTM zones 45 to 50 and bands T and U. This naming convention is used with the military reference system.

Монгол улс нь UTM системийн 45-50 бүсд, “Т”-ээс “U” туушийн хооронд байрладаг. Энэхүү тогтсон нэршлийг зэвсэгт хүчний тулгуур системд ашигладаг.

False Easting (X координатын эхлэл дээр нэмэгдэж байгаа шугаман утга)

6.0 Survey & Mapping (6.0 Судалгаа ба зураглал)

6.1 History of Mapping (6.1 Зураглалын түүх)

Map making or cartography has been around for thousands of years. The earliest maps were of the stars dating back to 14,500 BC on cave walls. Maps in Ancient Babylon were made by accurate surveying techniques.

Газрын зураг гаргах буюу зурагзүйн ухаан нь олон мянган жилийн түүхтэй. Хамгийн анхны газрын зураг бол манай эриний өмнөх 14500 жилийн тэртээ агуйн ханан дээр зурсан оддын зураг юм. Мөн Эртний Вавилонд газрын зургийг нарийн судалгааны арга ашиглан гаргаж байсан баримт бий.

https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_cartography

Clay tablet map of Babylon city of Nippur (ca. 1400 BC)

The first portable map from Babylon on a clay tablet.

Вавилоны анхны авч явах боломжтой газрын зургийг шохойн пайзан дээр хийж байжээ.

Yu Ji Tu Map of the Tracks of Yu Gong (carved in stone 1137 100 li grid)

An early example of a map on stone that could be mass produced by stone rubbing. The Map of the Tracks of Yu Gong maps the river systems and Chinese coastline are clearly defined and precisely positioned . The grid spacing is 100 li which equates to about 500 m or a third of a mile.

Чулуун газрын зургийн анхны жишээ нь чулууг үрж, түүн дээр сийлэх замаар газрын зургийг олноор нь үйлдвэрлэж болохыг харуулжээ. Ю Гонгийн гаргасан газрын зурагт гол мөрний тогтолцоо, Хятадын далайн эргийг маш тодорхой тогтоож, нарийн байршлыг нь зураглажээ. Торлогдох зай нь ойролцоогоор 500 метрт эсвэл милийн гуравны нэгтэй тэнцэх 100 ли байв.

The four Khanates of the Mongol Empire (top); a map from the
Encyclopedia of Yuan Dynasty Institutions (ca. 1330)

http://www.myoldmaps.com/chinese-cartography.pdf

Early example of a Chinese map of the Mongol Khanates in the fourteenth century.

Хятадуудын гаргасан Монгол ханлигийг дүрсэлсэн газрын зургийн анхны жишээ нь 14 дүгээр зуунд хамаарч байна.

6.2 Survey Instruments (6.2 Судалгааны хэрэгсэл)

Early cartographers probably used the sun and travel time to estimate orientation and distance. With the industrial revolution more precise optical survey and navigation instruments, and compass were available to surveyors and mappers to create more and more accurate maps.

Эхэн үеийн зурагзүйчид чиглэл, зайг хэмжихийн тулд нар, зарцуулсан хугацааг ашигладаг байсан нь дамжиггүй. Аж үйлдвэрийн хувьсгал гарснаар судлаачид илүү нарийвчлалтай оптикийн тандан судалгааны арга, чиглүүлэх хэрэгсэл, луужин олдоцтой болсноор газрын зураг боловсруулагчид бүр илүү нарийвчлалтай газрын зураг гаргах болсон.

A theodolite of 1851

A typical electronic theodolite Nikon DTM-520

Surveying equipment evolved from optical to electronic and laser based instruments with increasing accuracy and savings in time for large scale maps of small areas.

Судалгааны тоног төхөөрөмжүүд нь оптикоос эхлэн цахилгаан, лазерт суурилсан тоноглол болж тасралтгүй хөгжиж байгаа нь жижиг газрын том масштабын газрын зургийг илүү нарийвчлалтай гаргахын зэрэгцээ цаг ихээр хэмнэх болжээ.

6.3 Aerial & Satellite Mapping (6.3 Агаарын болон хиймэл дагуулын зураглал)

Aerial Mapping (Агаарын зураглал)

Efficient creation of small scale maps of large areas was made feasible with aerial photography and mapping from manned aerial machines, or aircraft in WWI and onwards. 1:50,000 scale military topographic maps for entire countries were developed around 1940 as a result of WWII. The joining of small scale maps covering large areas resulted in the creation of the UTM projection.

Дэлхийн нэгдүгээр дайны үе болон түүнээс хойш агаарын зураг авах, нисгэгчтэй агаарын машин буюу хөлгийн тусламжтайгаар зураглал гаргадаг болсны ачаар том талбайн жижиг масштабын газрын зургийг амжилттай гаргах боломжтой болсон. Дэлхийн хоёрдугаар дайны үрээр улс орнуудын газар нутгийг бүхэлд нь хамарсан 1:50000 масштабтай цэргийн зориулалттай байрзүйн зургийг 1940 оны орчимд боловсруулан гаргасан. Томоохон талбайг хамарсан жижиг масштабын олон газрын зургийг нийлүүлсэн нь UTM тусгаг бий болгоход хүргэсэн.

Mosquito bomber used to create topographic maps of Canada after WWII

Satellite mapping (Хиймэл дагуулын зураглал)

Satellite imagery and mapping was a result of the cold war. Russia and the U.S. adapted satellites with photographic then digital cameras to spy on each other.

Хүйтэн дайны үр дүнд хиймэл дагуулын зураг, зураглалыг өргөнөөр ашиглах болсон. ОХУ болон АНУ бие биенээ тагнахын тулд эхлээд гэрэл зургийн, хожмоо дижитал аппарат бүхий хиймэл дагуулыг ашиглаж байв.

CORONA Satellite Film Camera

First CORONA Photo

CORONA Phtoto of airfield

Capturing Film canister from CORONA satellite

The public benefited from the satellite technology race resulting in the development of satellite imagery for civilian use. The first was LANDSAT 1 (1972), with multispectral scanners (MSS) at a coarse resolution for natural resource use.

Хиймэл дагуулын технологийг эзэмшихийн төлөөх өрсөлдөөн олон нийтэд ч үр өгөөжөө өгсөн. Тодруулбал, хиймэл дагуулын зургийг цэргийн бус иргэний зориулалтаар ашиглах байдалд ахиц дэвшил авчирсан юм. Анхны ийм төрлийн хиймэл дагуул нь байгалийн баялагийн тандан судлалд ашиглахад зориулсан олон спектрийн сканнер (MSS) бүхий маш бага нарийвчлалтай LANDSAT 1 (1972 он) байлаа.

This was followed by LANDSAT 4 (1982) with added features like false colour, and higher resolution images.

Үүний дараагаар LANDSAT 4 (1982 он) хиймэл дагуулыг хуурмаг өнгө, өндөр нягтралтай зураг авах зэрэг үйлдлүүдийг нэмж гаргажээ.

Many commercial satellites followed like Digital Globe, Spot Image, etc. have been launched and their imagery are available for purchase for use in map creation.

Тэдгээрийг дагалдан Digital Globe, Spot Image гэх зэрэг олон арилжааны зориулалттай хиймэл дагуулууд гарсан бөгөөд тэдгээрийн авсан зургийг газрын зураг бүтээхэд ашиглахын тулд худалдан авах боломжтой.

6.4 Ground Control for Mapping (6.4 Газрын зургийг газар дээр хянах)

As technology improved and mapping larger areas became more practical with aerial photography and satellite imagery the need for geo-registration and ground control increased. The military adopted the UTM projection so that land with the 6 degree longitude strips can be mapped with the same Cartesian coordinate system.

Технологи хөгжиж, агаарын ба хиймэл дагуулын зураглалын арга гарснаар практикт том талбайн газрын зураг бүтээх боломжтой болсноор гео-бүртгэл хийх, газар дээр нь хянан үзэх хэрэгцээ шаардлага нэмэгдсэн. Цэргийнхэн UTM тусгагийг ашиглах болсон. Ингэснээр 6 градусын уртрагийн туушийг түүнтэй төстэй Картезианы солбицлын системтэй хамт зураглаж болох юм.

So cartographers who have to convert land use features into vector from the raster images need to be able to match the feature location to a UTM projected coordinate. This geo-registration is made using ground control. For aerial maps surveyors can lay out control points pre or post flight. Flight lines are defined and locations are selected where control points are needed then markers are placed at the control points. For post survey recognizably features are identified on the images and the coordinates of those locations are captured by the surveyor.

Иймд газар ашиглалтын биетийн растер зургийг вектор болгон хувиргах ёстой зурагзүйчид биетийн байршлыг UTM тусгаг бүхий солбицолтой тааруулах чадвартай байх ёстой. Энэхүү гео-бүртгэлийг газрын хяналтыг ашиглан хийнэ. Агаарын зургийн судлаачид нислэгийн өмнөх болох дараах хяналтын цэгүүдийг тавьж өгч болно. Нислэгийн шугамыг тодорхойлж, хяналтын цэг шаардлагатай байршлуудыг сонгож, дараа нь хяналтын цэгүүдэд тэмдэг байрлуулна. Судалгааны дараа хэрэглэх үүднээс тэмдэгтэй зүйлсийг зураг дээрээс олж тогтоох бөгөөд тэдгээр байршлын солбицлыг судлаач тэмдэглэнэ.

Flight lines with control points locations

Aerial photograph with feducial marks

WILD A7 Stereoplotter

Ground control is established by surveyors by tying their coordinates to a known control point or monument location or by using GNSS (GPS) receivers to locate the points.

Судлаачид өөрсдийн солбицлыг мэдэгдэж буй хяналтын цэг, тэмдэглэлтэй холбох замаар, эсвэл цэгүүдийн байршлыг тогтоохын тулд GNSS (GPS) хүлээн авагчийг ашиглах замаар газрын хяналтыг хийдэг.

7.0 GeoLocation - GNSS receivers (7.0 Гео байршил - GNSS хүлээн авагч)

As the need for small scale mapping of large areas increased after WWII the need for a network for country wide survey monuments resulted in the creation of survey networks. The Mongolian Geodetic Network was established with the help of Russian specialists between 1940 to 1960. (Mongolian Geodetic Reference System, Enkhtuya Sodnom, Head of Geodesy and Cartographic Division, 20th UNRCC-AP, 4th UN-GGIM-AP, October 2015)

Дэлхийн хоёрдугаар дайны дараагаар том газар нутгийн жижиг масштабын зургийн хэрэгцээ нэмэгдсэнээр улс орны түвшний судалгааны тэмдэглэлийн сүлжээтэй байх шаардлага урган гарсан нь судалгааны сүлжээ бүтээхэд хүргэжээ. Монголын геодезийн сүлжээг 1940-1960 оны хооронд Оросын мэргэжилтнүүдийн тусламжтай байгуулсан. (Mongolian Geodetic Reference System, Enkhtuya Sodnom, Head of Geodesy and Cartographic Division, 20th UNRCC-AP, 4th UN-GGIM-AP, October 2015)

Triangulation network of Mongolia

Surveyors could use the monuments from the triangulation network to get the coordinates for their control points. This traditional monument based method with total stations and levels is costly and time consuming.

Судлаачид өөрсдийн хяналтын цэгийн солбицлыг авахын тулд триангуляцын сүлжээнээс цэг тэмдэгтүүдийг ашиглаж болох юм. Энэхүү нийт станц, түвшингүүд бүхий, уламжлалт цэг тэмдэгтэд суурилсан аргад зардал мөнгө, цаг их шаардагддаг талтай.

7.1 Global Positioning System (GPS) (7.1 Дэлхий дээрх байршил тогтоох систем (GPS))

GPS, originally Navstar GPS is a satellite based navigation system owned by the U.S. government and operated by the U.S. Air Force. It was launched in 1973 by the DOD for use by the U.S. military and was fully operational in 1995. It was allowed for civilian use in the 1980s. During the 1990s it was degraded in a program called 'Selective Availability' (SA) but was discontinued in May 2000.

Анх Navstar GPS гэж нэртэй байсан GPS бол АНУ-ын Засгийн газрын мэдлийн, АНУ-ын Агаарын хүчний ажиллуулдаг хиймэл дагуулд суурилсан чиглүүлэгч систем юм. Үүнийг АНУ-ын Батлан хамгаалах яам 1973 онд Америкийн цэргийн зориулалтаар ашиглах үүднээс ажиллуулж эхэлсэн бөгөөд 1995 онд бүрэн ажиллагаатай болсон. 1980-аад онд иргэний зориулалтаар ашиглахыг зөвшөөрсөн. 1990-ээд оны үед үүнийг “Сонгох боломж” хөтөлбөрт багтаан зэрэглэлийг нь бууруулсан ч 2000 оны 5 дугаар сард бүр мөсөн зогсоосон байна.

https://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System

7.2 Global Navigation Satellite System (GNSS) (7.2 Хиймэл дагуулд суурилсан дэлхийн чиглүүлэгч систем (GNSS))

Today GPS has been superseded by GNSS by including the Russian Global Navigation Satellite System (GLONASS) was develop at the same time with GPS, but suffered incomplete coverage globally till mid 2000 together with the European Galileo, Beidu from China and NAVIC from India and Quazi-Zenith Satellite System (QZSS) from Japan.

Өнөөдөр GPS системийн оронд хиймэл дагуулд суурилсан дэлхийн чиглүүлэгч GNSS системийг сайжруулан гаргасан. Ингэхдээ GPS системтэй зэрэг хөгжүүлсэн боловч 2000 оны дунд үе хүртэл дэлхийг бүрэн хамраагүй байсан ОХУ-ын хиймэл дагуулд суурилсан чиглүүлэгч GLONASS системийг Европын Галилео, БНХАУ-ын Бэйду (Beidu), Энэтхэгийн Бүсийн хиймэл дагуулын чиглүүлэгч NAVIC систем болон Японы Хагас-зенит хиймэл дагуулын QZSS системийн хамт оруулах замаар гаргажээ.

7.3 How GNSS (GPS) Works (7.3 Хиймэл дагуулд суурилсан дэлхийн чиглүүлэгч GNSS систем (GPS) хэрхэн ажилладаг вэ?)

GNSS satellites transmits radio waves to a receiver which computes the distance and location of the locked satellites to give you the position of your location. The number of satellites you can lock on to with your receiver is dependent on its hardware and antenna. Older receivers can only lock on to the GPS satellite network, newer receivers can also pick up the GLONASS and Beidu. The more satellites you can connect with the better your position can be computed.

Дэлхий дээрх байршил тогтоох системийн хиймэл дагуулууд нь таны байршлын нарийн байрлалыг зааж өгөхийн тулд холбогдон түгжигдсэн хиймэл дагуулын байршил, зайг тооцоолдог хүлээн авагч руу радио долгион илгээдэг. Та хүлээн авагчтайгаа холбож чадах хиймэл дагуулын тоо нь түүний техник хангамж, антенаас шалтгаална. Хуучны хүлээн авагчид ганцхан GPS-ийн хиймэл дагуулын системтэй л холбогдож чаддаг бол сүүлийн үеийн шинэ хүлээн авагчид үүнээс гадна GLONASS, Бэйду зэрэгтэй холбогдож чадна. Илүү олон хиймэл дагуултай холбогдохын хэрээр таны байрлалыг илүү дээр тооцоолж чадна.

Most hand held GNSS receivers are standard GPS that use the L1 band. The GPS single frequency has positional accuracy of 5 m by itself. High-Precision or survey grade, GPS receivers use both the L1 and L2 bands. There is now a third band L5 being proposed which will provide 30 cm accuracy.

Ихэнх гар GNSS системийн хүлээн авагч нь L1 үелзлийг ашигладаг стандарт GPS байршил тогтоогч байдаг. GPS-ийн нэг давтамж нь өөрөө таван метрийн байрлалын нарийвчлалтай гардаг. Өндөр нарийвчлал болон судалгааны зэрэглэлд GPS хүлээн авагч нь L1, L2 үелзлийг хоёуланг нь ашигладаг. Одоо гуравдагч буюу 30 сантиметрийн нарийвчлалтайгаар заах L5 үелзлийг санал болгож байгаа.

7.3 GPS Network of Mongolia (7.3 Монгол улсын GPS-ийн сүлжээ)

8.0 GeoData Types (8.0 Гео-өгөгдлийн төрөл)

In GIS vector and raster are two different ways of representing spatial data. A planimetric map showing roads, rivers, building footprints as lines is a vector map. A satellite image of the same area showing the same information is made of of photo pixels (cells) is a raster map. Raster and vector can be used to represent the same information in different ways.

Газарзүйн мэдээлийн системд вектор, растер хоёр бол орон зайн мэдээг илэрхийлэх ялгаатай арга зам юм. Зам, гол, барилгын дэвсгэр зургийг шулуун шугамаар үзүүлсэн хавтгай газрын зураг бол вектор хэлбэртэй газрын зураг юм. Адилхан мэдээллийг илтгэж буй нэг ижил газрын хиймэл дагуулын зураг нь зургийн пиксель (нүд)-ээс бүтсэн байвал растер хэлбэртэй газрын зураг гэнэ. Ижил мэдээллийг өөр өөр арга замаар харуулахын тулд растер, векторыг ашиглаж болно.

8.1 Raster (8.1 Растер)

A raster data model is a representation of the world as a surface divided into grid or cells. Raster models are useful for storing data that varies continuously as in an aerial photograph, a satellite image, a surface of concentration values, or an elevation surface. Examples include Google Earth, air photos and satellite images.

Растер өгөгдлийн загвар нь дэлхийн гадаргыг торлог буюу нүднүүдэд хувааж дүрсэлдэг. Растер загвар нь агаарын гэрэл зураг, хиймэл дагуулын зураг, төвлөрлийн цайралтын гадарга, өндөрлөгийн гадарга зэрэгт тохиодог шиг байнга өөрчлөгдөж байдаг өгөгдөл, мэдээг хадгалахад тустай. Жишээлбэл, Google Earth, агаарын зураг, хиймэл дагуулаас авсан зураг энд багтана.

8.2 Vector (8.2 Вектор)

A vector model is a representation of the world using points, lines and polygons. Vector models are useful for storing data that have discrete boundaries, such as country borders, land parcels, streets and buildings. Examples include sketch plans, topographic and planimetric maps.

Вектор загвар нь дэлхийг цэг, шулуун шугам, талбай ашиглан дүрсэлдэг. Вектор загвар нь улс орны хил, хэсэгчилсэн газар, гудамж, барилга зэрэг тодорхой хил хязгаар бүхий өгөгдөл, мэдээг хадгалахад тустай. Үүний жишээнд план зураг, байрзүйн болон газрын зургийн хавтгай зэрэг орно.

9.0 GeoData Sources (9.0 Гео-өгөгдлийн эх сурвалж)

9.1 Open Data (Internet) (9.1 Нээлттэй өгөгдөл мэдээ (интернэт))

Many countries around the world have adopted an open data policy for public information. In Canada the province of British Columbia is a good example of open data which includes geodata.

Дэлхийн дахинаа олон орон олон нийтэд мэдээлэх зорилгоор өгөгдлийг нээлттэй болгох бодлого баримталж байна. Канадад Бритиш Колумбиа муж бол гео-өгөгдөл бүхий нээлттэй мэдээллийг нийтэд түгээдэг сайн жишээ болж чадна.

https://data.gov.bc.ca/

Another source of open geodata is Natural Resource Canada.

9.2 Mongolian Government (9.2 Монголын Засгийн газар)

There are a number of government sources of geodata in Mongolia. The first is ALAGaC and the others are EIC and MRPAM.

Монгол Улсад гео-өгөгдлийн засгийн газрын олон тооны эх сурвалж бий. Эхнийх нь ALAGaC бөгөөд бусад нь Байгаль орчны мэдээллийн сан, Ашигт малтмал, газрын тосны газар юм.

http://www.eic.mn/

9.3 Private/Public Sector (9.3 Хувийн хэвшил/төрийн алба)

https://marine.rutgers.edu/~cfree/gis-data/mongolia-gis-data/

9.4 Open Street Maps (OSM) (9.4 Нээлттэй өгөгдлийн мэдээлэл (OSM))

Open street maps is an important geodata layer of vector data for users globally. It is community supported and its geodata is uploaded by contributors who have collected the data using GNSS/GPS receivers.

Нээлттэй газрын зураг нь хэрэглэгчид зориулсан дэлхийн вектор өгөгдлийн геодата давхаргын зураглал юм. Энэ нь олон нийтийн дэмжлэгтэй хийгддэг бөгөөд геодата нь GNSS / GPS хүлээн авагчийг ашиглан өгөгдлийг цуглуулсан байдаг.

https://www.openstreetmap.org/

https://wiki.openstreetmap.org/wiki/Editors

https://earthexplorer.usgs.gov/

10.0 GeoData Collection (10.0 Гео-өгөгдөл цуглуулах)

When you starts a GIS or mapping project the first thing you would do is to check for available geographic data. You would go to the internet, your government sources and public and private sources for baseline information. Generally there will be some geodata you could use. Some of it in digital format some in hardcopy. Most of the time there would be insufficient geodata that you need. So you will have to collect more information.

Та газарзүйн мэдээллийн систем, зураглалын төсөл эхлүүлэхэд юун түрүүнд хийх зүйл тань олдох боломжтой газарзүйн мэдээллийн шалгах явдал юм. Та суурь мэдээлэл олж авахын тулд интернэт, засгийн газрын эх сурвалж, төрийн ба хувийн эх сурвалжаас хайх юм. Ерөнхийдөө та ашиглаж болохуйц зарим нэгэн гео-өгөгдөл олох нь дамжиггүй. Үүний зарим нь дижитал хэлбэртэй, зарим нь хэвлэмэл хэлбэртэй байна. Ихэнх үед танд хэрэгтэй гео-өгөгдөл хангалтгүй олдох талтай. Ийм учраас та илүү их мэдээлэл цуглуулах ёстой болно.

10.1 Field surveying - GNSS receivers (10.1 Талбайн судалгаа - GNSS хүлээн авагч)

The first option is to go into the field with a GNSS receiver to collect points and lines of your project site.

Эхний сонголт нь өөрийн төслийн талбайн цэг, шугамыг цуглуулахын тулд GNSS хүлээн авагчтай газар дээр нь очиж хэмжих явдал юм.

Survey grade and hand held receivers, laptop and mobile phone.

You can use survey grade receivers to hand held and mobile phones. You should select the GNSS receivers based on the accuracy you need to collect the vector information with.

Та өндөр зэрэглэлийн судалгааны хүлээн авагчаас эхлээд гар хүлээн авагч, гар утсыг хүртэл ашиглаж болно. Та цуглуулах хэрэгтэй байгаа векторын мэдээллийн нарийвчлалын түвшинд тулгуурлан GNSS хүлээн авагчаа сонгох нь зүйтэй.

Survey Grade receivers (Өндөр зэрэглэлийн судалгааны хүлээн авагч)

Survey dual frequency (L1, L2) grade receivers (Trimbel, etc.) can usually achieve sub-metre accuracy as a standalone and cm accuracy with a base station and post processing. With drone technology increasing single frequency receivers with a base station (Reach) can achieve better than sub-metre accuracy.

Судалгааны зориулалттай 2 үелзэлт (L1, L2) Trimbel гэх мэт хүлээн авагч нь дангаараа бол метрийн доторх, суурь станц, боловсруулалтын дараах техниктэй бол сантиметрийн нарийвчлалд хүрч чадах нь олонтаа. Дроны технологийн хэрэглээ нэмэгдэхийн хэрээр суурь станц (Reach)-тай нэг үелзлийн хүлээн авагчаар метрийн доторхоос ч илүү сайн нарийвчлалд хүрч чадах юм.

Hand held receivers (Гар хүлээн авагч)

Hand held receivers can get 2 - 5 m accuracy. This would include Garmin receivers and mobile phones with tablets.

Гар хүлээн авагч нь 2-5 метрийн нарийвчлалтай мэдээ авч чадна. Үүнд Гармин хүлээн авагч, таблеттай гар утас орно.

10.2 Drone mapping (10.2 Дрон зураглал)

For larger or more complex areas that need mapping then using a drone is a more effective way of getting the locations identified. Today some recreational drones like the DJI family of quadcopters are a cost effective tool that could be used for land mapping.

Зураглах шаардлагатай илүү төвөгтэй, илүү том талбайн хувьд дрон ашиглах нь тогтоосон байршлуудыг авах илүү үр дүнтэй арга зам юм. Өнөөдөр дөрвөн сэнст дроны DJI цуврал загвар зэрэг зарим хувийн хэрэглээний дронууд нь газрыг зураглахад ашиглаж болох зардал багатай арга хэрэгсэл болно.

https://dronemapping-gwntech.blogspot.com/2018/07/drone-mapping-short-course.html

https://dronemapping-gwntech.blogspot.com/2018/07/drone-mapping-short-course-mn.html