УДК 004

Визуализация спутниковых данных при помощи инструментов ArcGIS API и Chart.js

Калганов Артем Станиславович – студент магистратуры Уфимского университета науки и технологий.

Аннотация: В работе рассматривается разработка системы, целью которой является визуализация спутниковых данных, при помощи инструментов ArcGIS API и Chart.js. Исследуется возможность каждой библиотеки и объясняют, как их интеграция позволяет создавать информативные и привлекательные визуализации. Работа подчеркивает разнообразие графиков, доступных благодаря Chart.js, а также выделяет простоту и гибкость ArcGIS API при визуализации данных.

Ключевые слова: геоинформационная система, спутниковые данные, визуализация маршрутов, диаграммы, Arcgis Api for JS, Chart.js.

В настоящее время геоинформационные системы (ГИС) играют ключевую роль в передовых научных исследованиях, особенно в сфере географии и окружающей среды. Однако, сбор данных сам по себе недостаточен. Визуализация полученных сведений становится важным элементом для полного понимания процессов. В этом контексте, данные, собранные со спутников, представляют особый интерес, и их визуализация становится ключевой задачей в научных исследованиях.

Спутниковые обзоры обеспечивают исследователей ценными данными о различных аспектах окружающей среды, таких как изменения климата, морфология земной поверхности, состояние растительности и другие важные параметры. Эти данные не только расширяют наше понимание процессов на Земле, но и предоставляют инструмент для принятия обоснованных решений в области охраны окружающей среды и устойчивого развития.

Важность визуализации данных, полученных со спутников, объясняется несколькими факторами. Во-первых, сложность и объем таких данных делают невозможным полное понимание без их наглядного представления. Во-вторых, визуализация позволяет выявить паттерны, тренды и взаимосвязи, которые могли бы остаться незамеченными при обычном анализе сырых данных. В-третьих, визуальное представление информации делает результаты более доступными и понятными для широкого круга пользователей, включая неспециалистов в области геоинформатики.

ArcGIS API for JavaScript [1] является ведущим инструментом для визуализации пространственных данных и обеспечивает исключительные возможности для работы с картографической информацией. В контексте спутниковых данных, это API открывает новые горизонты для анализа и визуализации изменений на земной поверхности. Давайте рассмотрим, какие особенности делают ArcGIS API for JavaScript непревзойденным инструментом в пространственной визуализации.

ArcGIS API for JavaScript обладает выдающейся простотой интеграции, что делает его доступным для широкого круга разработчиков [3]. Этот инструмент интегрируется с легкостью в веб-приложения и предоставляет гибкость в работе с пространственными данными. Интуитивный интерфейс позволяет разработчикам быстро создавать визуализации и интегрировать их в свои проекты [4].

API предоставляет множество инструментов для динамичной визуализации карт, слоев и маркеров. С его помощью можно создавать не только статические изображения, но и интерактивные карты, что существенно улучшает опыт взаимодействия с данными. Динамичные элементы карты позволяют пользователям активно взаимодействовать с информацией, отслеживая изменения на поверхности Земли.

Рисунок 1. Отображение маршрута спутника

С использованием ArcGIS API for JavaScript, специалисты получают возможность визуализировать сложные спутниковые данные таким образом, чтобы делать их более понятными и доступными для исследования. Это позволяет отслеживать динамику изменений на земной поверхности в реальном времени и вносить ценные выводы в научные исследования.

Chart.js [2] мощный инструмент для создания графиков, становится неотъемлемым компонентом визуализации и анализа атрибутивных данных в рамках научных исследований. Давайте более подробно рассмотрим, почему этот инструмент столь важен и эффективен в научных приложениях.

Chart.js предоставляет разнообразные типы графиков, включая линейные, круговые, столбчатые и многие другие. Это разнообразие позволяет исследователям выбирать наилучший способ представления данных в зависимости от их структуры и целей исследования. В контексте научных исследований, где атрибутивные данные могут иметь различные формы и характеристики, возможность выбора подходящего типа графика играет ключевую роль.

Одним из важных преимуществ Chart.js является его простота использования. С простым и интуитивно понятным API и конфигурацией, исследователи могут быстро создавать графики без необходимости в глубоких навыках программирования. Это особенно ценно в научных исследованиях, где акцент часто делается на анализе данных, а не на сложных технических аспектах.

Chart.js обеспечивает достаточное количество опций для настройки визуального представления данных. Это важно при создании точных и информативных графиков, а также при адаптации визуализации под конкретные требования исследования. Гибкие возможности настройки делают этот инструмент универсальным для различных научных задач.

В научных исследованиях, где необходимо визуализировать атрибутивные параметры, такие как температурные изменения, концентрация веществ в атмосфере и другие физические величины, Chart.js предоставляет эффективные средства для представления этих данных в удобной форме. Через графическое отображение временных рядов, распределений и взаимосвязей, исследователи могут быстро выявлять закономерности и тренды в атрибутивных данных, что способствует более глубокому пониманию их сути. В итоге, Chart.js становится не просто инструментом визуализации, но и надежным компаньоном в научном исследовании, обеспечивая исследователям инструмент для выдающегося анализа данных.

Рисунок 2. Отображение параметра отдалённости спутника от северного полюса

Рисунок 3. Отображение параметра магнитного склонения

В процессе визуализации данных с использованием Chart.js, исследователи получают инструмент, способный не только представить информацию в графической форме, но и обеспечить глубокий анализ данных. Вот как диаграммы могут стать ключевым элементом аналитики.

Выделение Тенденций. Диаграммы, созданные с помощью Chart.js, позволяют наглядно выявлять тенденции и закономерности в атрибутивных данных. Линейные графики могут помочь идентифицировать тренды, а столбчатые — выделить сезонные колебания или изменения в различных параметрах.

Сравнение Данных. Графики атрибутов могут быть эффективным средством сравнения различных параметров. Сопоставляя несколько линий или столбцов, исследователи могут выделить взаимосвязи и отклонения в различных измерениях, что обогащает понимание данных.

Анализ Временных Рядов. Создание временных рядов через Chart.js облегчает анализ изменений во времени. Исследователи могут выявлять сезонные паттерны, идентифицировать периоды роста и спада, что важно при исследовании динамики изменений.

Выявление Корреляций. Комбинирование различных графиков на одной диаграмме позволяет выявлять корреляции между атрибутами. Это особенно полезно при анализе взаимосвязей между параметрами, которые могут оказывать влияние друг на друга.

Определение Выбросов и Аномалий. Графическое представление данных может помочь выявить выбросы или аномалии. Выделение неправильных или необычных значений на диаграмме облегчает процесс их обнаружения и последующего анализа.

В итоге, визуализация данных через диаграммы не только делает информацию более доступной, но и становится эффективным инструментом для аналитики. Исследователи могут проводить глубокий анализ данных, выявлять закономерности и делать информированные выводы, используя преимущества графического представления информации.

В современной эпохе научных исследований, где огромные объемы данных требуют инновационных подходов к их анализу и пониманию, визуализация становится незаменимым инструментом для исследователей. Рассмотрев интеграцию ArcGIS API for JavaScript и Chart.js в контексте визуализации данных, собранных со спутников и других источников, мы выявили ключевые преимущества этих инструментов.

ArcGIS API for JavaScript предоставляет мощные средства для пространственной визуализации. Отслеживание изменений на земной поверхности и анализ спутниковых данных становится интуитивным и динамичным процессом благодаря легкой интеграции, динамичным возможностям картографии, и интерактивным функциям.

Chart.js выделяется своей способностью эффективно визуализировать атрибутивные данные. В создании разнообразных графиков, отражающих температурные изменения, концентрации веществ и другие параметры, он предоставляет исследователям гибкие, простые в использовании инструменты.

Интеграция этих двух инструментов открывает новые перспективы для научных исследований. Возможность комбинировать пространственные и атрибутивные данные в одной визуализации дает исследователям цельное понимание происходящих явлений.

В заключении, использование ArcGIS API for JavaScript и Chart.js в совокупности представляет собой мощный инструментарий для создания информативных и привлекательных визуализаций данных в научных исследованиях. Это не только улучшает способность анализа данных, но и делает результаты исследований более доступными и понятными для широкой аудитории. Визуализация становится мостом между сложными научными концепциями и их пониманием, делая наш путь к новым открытиям более ясным и увлекательным.

Список литературы

1. ArcGIS Maps SDK for JavaScript [Электронный ресурс]. – Режим доступа https://developers.arcgis.com/javascript/latest/ (Дата обращения: 15.01.2024).
2. js [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.chartjs.org/docs/latest (Дата обращения: 17.01.2024).
3. Воробьев, А. В. Веб-ориентированная 2D/3D-визуализация параметров геомагнитного поля и его вариаций / А. В. Воробьев, Г. Р. Воробьева // Научная визуализация. – 2017. – Т. 9, № 2. – С. 94-101. – EDN ZFMHWD.
4. Калганов, А. С. Геоинформационная система для визуализации данных геофизических наблюдений морских арктических экспедиций / А. С. Калганов, И. С. Иванов, С. М. Валиев // Вопросы инновационного развития науки и образования : сборник научных трудов. – Миасс : ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ИЗДАТЕЛЬСТВО АНИГО", 2023. – С. 31-41. – EDN ZMRWIN.