نرم افزار سیستم های اطلاعات جغرافیایی نرم افزار و فناوری های سیستم های اطلاعات جغرافیایی: آموزش نرم افزار کاربردی برای GIS

وزارت آموزش و پرورش عمومی و حرفه ای فدراسیون روسیهدانشگاه ایالتی کراسنویارسک گروه تحقیقاتی بیوفیزیک موسسه مدل سازی محاسباتی SB RAS مرکز بین دانشگاهی کراسنویارسک برای فناوری های اطلاعاتی در آموزش محیطی S.S. زمایی، O.E. Yakubailik SOFTWARE AND TECHNOLOGY OF GEOINFORMATION SYSTEMS TINUAL Krasnoyarsk 1998 UDC BBK S.S. زمایی، O.E. یاکوبایلیک. نرم افزار و فناوری ژئو سیستم های اطلاعاتی: کتاب درسی. کمک هزینه / کراسنویارسک. حالت دانشگاه کراسنویارسک، 1998. 110 ص. آموزشبه نرم افزارها و فناوری های سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) اختصاص دارد. زمینه های کاربرد GIS و مسائل مربوط به آنها در نظر گرفته شده است. استفاده عملیبرای حل مسائل مختلف کاربردی بررسی فناوری‌های وارد کردن و پردازش اطلاعات مکانی اصول کلی و الزامات مجموعه داده‌های نرم‌افزار GIS را تشریح می‌کند و قالب‌های تبادل رایج برای داده‌های مکانی را تجزیه و تحلیل می‌کند. ارزیابی GIS کاربر نهایی و ابزارهای توسعه نرم افزار ارائه شده است. با استفاده از مثال کتابخانه کلاس GeoConstructor™، مشکلات اصلی که هنگام ایجاد برنامه های GIS بوجود می آیند شناسایی می شوند. روش هایی برای ساخت سیستم های اطلاعات جغرافیایی چند کاربره در نظر گرفته شده است. این کتاب درسی به عنوان بخشی از کار بر روی برنامه هدف فدرال "ادغام" شماره 162 تهیه شد و در کلاس هایی با دانش آموزان به عنوان بخشی از فعالیت های مرکز GIS بین دانشگاهی مورد آزمایش قرار گرفت که توسط برنامه هدف فدرال "ادغام" پروژه شماره 1. 68. شکل. 21، برگه. 1، پیشخوان 20 عنوان داوران: دکترای علوم فیزیک و ریاضی، پروفسور ع.ن. گوربن، سر آزمایشگاه. موسسه مدلسازی محاسباتی SB RAS; دکتری، پروفسور G.M. روداکوا، سر بخش فناوری اطلاعات ویرایشگر SibSTU O.F. Alexandrova Proofreader T.E. Bystrigina © S.S. Zamai، 1998 ISBN O.E. Yakubailik, 1998 2 مطالب مقدمه 6 1. اولين اکتساب با GIS 8 1.1. GIS چیست؟ 8 1.2. حوزه های کاربرد GIS 10 ادارات محلی 10 خدمات شهری 10 حفاظت از محیط زیست 11 بهداشت و درمان 12 حمل و نقل 13 تجارت خرده فروشی 13 خدمات مالی 14 1.3. چگونه انجام می شود ... 14 1.4. روند نرم افزار GIS 16 1.5. چیست 17 1.6. ساختار آن چگونه است؟ 18 2. منابع داده های اولیه و انواع آنها 19 2.1. نقشه های جغرافیایی عمومی 20 2.2. نقشه های طبیعت 21 2.3. نقشه های جمعیت 23 2.4. نقشه های اقتصادی 24 2.5. نقشه های علم، آموزش پرسنل، خدمات عمومی 26 2.6. نقشه های سیاسی، اداری و تاریخی، اطلس های جامع 27 2.7. مواد سنجش از دور 28 3 3. فن آوری برای ورودی و پردازش اطلاعات مکانی 29 3.1. جمع‌آوری و نظام‌بندی داده‌ها 29 3.2. آماده سازی و تبدیل داده ها 31 3.3. پردازش و تجزیه و تحلیل داده ها در حین عملیات GIS 35 3.4. شرح فرمت های تبادل GIS 38 VEC (GIS IDRISI) 38 MOSS (Map Overlay and Statistic System) 38 GEN (ARC/INFO GENERATE FORMAT - GIS ARCI/NFO) 40 MIF (MapInfo Interchange Format - GIS MAPINFO) 41 4. SOLVINING کاربر نهایی GIS 45 4.1. طبقه بندی نرم افزار GIS 45 4.2. ارزیابی ابزارهای GIS 47 پشتیبانی از مدل‌های داده‌های مکانی 47 توابع تحلیل فضایی 48 ابزارهای ورودی/خروجی اطلاعات مکانی 51 ابزارهای تبدیل قالب 51 5. ابزارهای توسعه برنامه‌های GIS: GEOCONSTRUCTOR™ 52 5.1. GeoConstructor™ به عنوان ابزاری برای ایجاد برنامه های GIS 53 5.2. پیاده سازی GeoConstructor در محیط توسعه 54 5.3. ایجاد ترکیبات نقشه کشی 57 5.4. مدیریت مجموعه ای از لایه ها و تصویر نقشه 59 5.5. کار با اشیاء: ناوبری، جستجو، انتخاب 62 5.6. پیوند دادن پایگاه های داده خارجی 65 5.7. نقشه برداری موضوعی 66 5.8. مدیریت خطا و کنترل ماوس 67 4 5.9. کلاس gisMap 69 6. بررسی برخی از GIS 70 6.1. محصولات نرم افزاری ESRI 70 ماژول های توسعه سیستم ARC/INFO 74 6.2. GeoGraph/GeoDraw for Windows 78 GeoGraph for Windows 78 GeoDraw for Windows 81 6.3. نرم افزار پانوراما 83 هدف برنامه 83 ساختار نرم افزار 85 قابلیت های نرم افزار 86 نقشه برداری 88 7. روش های ساخت سیستم های ژئو اطلاعات چند کاربره 92 7. 1. محلی GIS 95 7.2. چندین کاربر یک مجموعه از فایل ها را با اطلاعات جغرافیایی 96 7.3 به اشتراک می گذارند. سیستم های اطلاعات جغرافیایی با تعداد زیادی کاربر 97 7.4. فناوری‌های اینترنت/اینترانت 99 نتیجه‌گیری 105 سؤالات آزمون 107 ادبیات 108 5 مقدمه این آموزش مروری بر نرم‌افزار و فناوری‌های سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) ارائه می‌کند. حوزه های کاربرد GIS و مسائل کاربرد عملی آنها برای حل مسائل مختلف کاربردی در نظر گرفته شده است. بررسی فناوری های ورود و پردازش اطلاعات مکانی اصول و الزامات کلی مجموعه داده های مورد استفاده در نرم افزار GIS را ارائه می کند. توجه ویژه ای به فرمت های تبادل داده های مکانی می شود، توضیحات مفصلکه به شما امکان می دهد از این نشریه به عنوان کتاب مرجع استفاده کنید. در بخش GIS کاربر نهایی به دسته بندی اصلی این نرم افزار و ارزیابی ابزارها می پردازد. روش‌های ساخت برنامه‌های GIS به تفصیل در نظر گرفته می‌شوند - با استفاده از مثال کتابخانه ابزار GeoConstructor™ (توسعه یافته توسط مؤسسه جغرافیایی مرکزی مؤسسه جغرافیای آکادمی علوم روسیه)، و همچنین مسائل مربوط به ادغام GIS با سیستم‌های پایگاه داده. فن آوری های شرح داده شده در راهنما توسط نویسندگان در فعالیت های پروژه تیم های دانش آموزی با هدف ایجاد مدل هایی از سیستم های اطلاعاتی مبتنی بر دانش برای حل مشکلات منطقه ای استفاده می شود. این فعالیت در چارچوب مرکز بین دانشگاهی فناوری اطلاعات در آموزش محیطی سازماندهی شده است، نتایج آن در اجرای برنامه های منطقه ای و پروژه های اطلاع رسانی استفاده می شود. این نرم افزار با کمک انجمن GIS روسیه توسط شرکت های TsGI IG RAS (GeoDraw/ GeoGraph)، GeoSpectrum International (Panorama)، Epsylon Technologies (Baikonur) عرضه شد. مرکز بین دانشگاهی فناوری اطلاعات توسط چندین دانشگاه در کراسنویارسک تأسیس شد: دانشگاه دولتی (KSU)، دانشگاه فنی (KSTU)، دانشگاه فنی (دانشگاه فنی دولتی سیبری)، دانشگاه آموزشی (KSPU). فعالیت‌های آن توسط صندوق‌های زیست‌محیطی منطقه‌ای و شهری کراسنویارسک، کمک مالی از طرف برنامه یکپارچه شماره 68 فدرال هدف، حمایت مالی می‌شود. این مرکز در مؤسسه مدل‌سازی محاسباتی SB RAS در آکادمگورودوک مستقر است. منابع این راهنما، مقالات و چکیده‌هایی از تعدادی از کنفرانس‌های سازمان‌دهی شده توسط انجمن GIS روسیه، بیانیه‌های مطبوعاتی و مطالب رسمی از تولیدکنندگان و تامین‌کنندگان نرم‌افزار GIS، و همچنین تعداد قابل‌توجهی از مقالات مجلات و تک‌نگاری بود. از تمامی نویسندگان مطالب ذکر شده صمیمانه تشکر می کنیم. با نویسندگان می توان از طریق ایمیل تماس گرفت - [ایمیل محافظت شده]. 7 1. اولین آشنایی با GIS «ده سال پیش، زمانی که همه چیز تازه شروع شده بود، به نظر می رسید: در اینجا روی صفحه نمایشگر ما نقشه ها را می بینیم و می توانیم نمادهای مختلفی مانند محتوای مواد مضر را قرار دهیم. معلوم شد خیلی بصری و عکس ساده و همه «تماشاگران»، از سیاست های عمومی گرفته تا شهرداری، و حتی دانشمندان، با دیدن محتویات صفحه نمایش هیجان زده شدند. اما هر چیزی حد خود را دارد و اکنون اشباع از چنین چیزهایی وجود داشته است.» از مواد انجمن GIS. 1.1. GIS چیست؟ تفسیر معنایی و محتوایی اصطلاح سیستم های اطلاعات جغرافیایی یا GIS، به شدت به علایق حرفه ای شخصی که تعریف می کند بستگی دارد. اگر به صحبت های برخی افراد گوش دهید، ممکن است فکر کنید که تنها راه حل مشکلات سازمان شما و همچنین مشکلات جهان، کمک به GIS است. البته GIS برای تعداد بسیار زیادی از برنامه ها در زمینه های موضوعی مختلف قابل استفاده است و با کمک آن می توان بسیاری از مشکلات را سریعتر و کارآمدتر حل کرد. اما همیشه باید به یاد داشته باشید که GIS تنها مجموعه ای از ابزارهای عالی است که به روش های مختلف توسط متخصصان برای حل آنها استفاده می شود. بنابراین، مهم است که بدانیم چگونه می توان با استفاده از GIS کارایی یک سازمان را افزایش داد. تعریف دقیق GIS بسیار دشوار است زیرا می توان آن را در سطوح مختلف مشاهده کرد و برای کاربردهای مختلف معنای متفاوتی خواهد داشت. برای برخی، GIS مجموعه ای از ابزارهای نرم افزاری است که برای ورود، ذخیره، دستکاری، تجزیه و تحلیل و نمایش اطلاعات جغرافیایی استفاده می شود (شکل 1). این یک تعریف فنی است که تاریخچه توسعه GIS را به عنوان ترکیبی از ابزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) با نقشه‌برداری دیجیتال و برنامه‌های پایگاه داده (DBMS) منعکس می‌کند. برای دیگران، GIS ممکن است یک روش فکری، راهی برای تصمیم گیری در سازمانی باشد که در آن تمام اطلاعات مربوط به فضا بوده و در مرکز ذخیره می شود. این بیشتر یک تعریف استراتژیک است. درک این نکته مهم است که GIS ممکن است راه حلی برای مشکلات شما نباشد و برای انجام موفقیت آمیز وظایف نیاز به تفکر دارد. GIS سیستمی متشکل از سه جزء است که هر یک برای موفقیت لازم است: داده های مکانی، ابزارهای سخت افزاری و نرم افزاری و مسئله به عنوان یک هدف راه حل. علاوه بر این، مشکل به عنوان مؤلفه اصلی عمل می کند که فرد را مجبور به انتخاب روش های انتقال می کند. 1. نقشه کراسنویارسک در برنامه GeoGraph برای ویندوز. ایجاد شده در مرکز فناوری GIS، مؤسسه علوم کامپیوتر SB RAS 9، ذخیره سازی داده ها، تجزیه و تحلیل داده ها، و ابزارهای نرم افزاری و فناوری هایی برای ایجاد یک یا آن سیستم اطلاعاتی موضوع محور. 1.2. حوزه های کاربرد GIS ادارات محلی وظایف مدیریت شهری یکی از بزرگترین حوزه های کاربرد GIS است. در هر حوزه ای از فعالیت اداره محلی (بررسی زمین، مدیریت کاربری اراضی، جایگزینی سوابق کاغذی موجود، مدیریت منابع، حسابداری اموال (املاک) و بزرگراه ها) GIS قابل استفاده است. آنها همچنین می توانند در پست های فرماندهی مراکز نظارت و در اولین پاسخ دهندگان استفاده شوند. GIS جزء جدایی ناپذیر (ابزاری، فناوری، نرم افزار) هر سیستم اطلاعات مدیریت شهری یا منطقه ای است. خدمات عمومی سازمان های خدمات رسانی فعالانه از GIS برای ایجاد پایگاه داده ای از دارایی ها (خطوط، کابل ها، پمپ ها، ایستگاه های توزیع و غیره) استفاده می کنند که بخش مرکزی استراتژی فناوری اطلاعات آنها است. به طور معمول، این بخش تحت سلطه GIS است که مدل سازی رفتار شبکه را در پاسخ به انحرافات مختلف از هنجار ارائه می دهد. سیستم های اتوماسیون برای نقشه برداری و مدیریت دارایی های ثابت بیشترین کاربرد را برای پشتیبانی از "برنامه ریزی خارجی" در یک سازمان دارند: کابل های تخمگذار، شیرهای تعیین موقعیت، پانل های خدمات و غیره (شکل 2). 10

نرم افزار GIS به پنج کلاس اصلی استفاده می شود. اولین کلاس نرم افزاری که از نظر عملکردی کامل است GIS ابزاری است. آنها را می توان برای طیف گسترده ای از وظایف طراحی کرد: برای سازماندهی ورودی اطلاعات (هم نقشه برداری و هم ویژگی)، ذخیره سازی آن (از جمله توزیع شده، پشتیبانی از کار شبکه)، پردازش درخواست های اطلاعات پیچیده، حل فضایی وظایف تحلیلی(راهروها، محیط ها، وظایف شبکه و غیره)، ساخت نقشه ها و نمودارهای مشتق (عملیات همپوشانی) و در نهایت آماده سازی برای خروجی چیدمان اصلی محصولات نقشه برداری و شماتیک بر روی رسانه های سخت. به عنوان یک قاعده، GIS ابزاری که با تصاویر شطرنجی و برداری کار می کند، یک پایگاه داده داخلی برای پایه دیجیتال و اطلاعات ویژگی ها دارد یا یکی از پایگاه های داده رایج برای ذخیره اطلاعات ویژگی ها: Paradox، Access، Oracle و غیره را پشتیبانی می کند. محصولات توسعه‌یافته سیستم‌های زمانی اجرا می‌کنند که به شما امکان می‌دهد عملکردهای لازم را برای یک کار خاص بهینه کنید و هزینه تکرار سیستم‌های کمکی ایجاد شده با کمک آنها را کاهش دهید. دومین کلاس مهم، به اصطلاح GIS viewers است، یعنی محصولات نرم افزاری که استفاده از پایگاه های داده ایجاد شده با استفاده از GIS ابزاری را فراهم می کند. به عنوان یک قاعده، بینندگان GIS گزینه های بسیار محدودی را برای پر کردن پایگاه های داده در اختیار کاربر قرار می دهند (اگر اصلاً باشد). همه نمایشگرهای GIS شامل ابزارهایی برای جستجو در پایگاه داده هستند که عملیات موقعیت یابی و بزرگنمایی تصاویر کارتوگرافی را انجام می دهند. به طور طبیعی، بینندگان همیشه بخشی جدایی ناپذیر از پروژه‌های متوسط ​​و بزرگ هستند و به شما این امکان را می‌دهند که در هزینه‌های ایجاد برخی مشاغل که حق پر کردن پایگاه داده را ندارند، صرفه‌جویی کنید. طبقه سوم سیستم های نقشه برداری مرجع (RSS) است. آنها ذخیره سازی و بیشتر را ترکیب می کنند انواع ممکنتجسم اطلاعات توزیع شده مکانی حاوی مکانیسم های پرس و جو برای اطلاعات نقشه برداری و ویژگی است، اما در عین حال به طور قابل توجهی توانایی کاربر را برای تکمیل پایگاه های داده داخلی محدود می کند. به روز رسانی آنها (به روز رسانی) دوره ای است و معمولاً توسط تامین کننده SCS با هزینه اضافی انجام می شود. دسته چهارم نرم افزارها ابزارهای مدل سازی فضایی هستند. وظیفه آنها مدلسازی توزیع مکانی پارامترهای مختلف (امداد، مناطق آلودگی محیطی، مناطق سیل در طول ساخت سدها و موارد دیگر) است. آنها به ابزارهایی برای کار با داده های ماتریسی متکی هستند و به ابزارهای تجسم پیشرفته مجهز هستند. داشتن ابزارهایی که به شما امکان می دهد محاسبات گسترده ای را روی داده های مکانی (جمع، ضرب، محاسبه مشتقات و سایر عملیات) انجام دهید، معمول است.

کلاس پنجمی که ارزش تمرکز روی آن را دارد وسایل خاصپردازش و رمزگشایی داده های صدای زمین این شامل بسته‌های پردازش تصویر می‌شود که بسته به قیمت، به ابزارهای ریاضی مختلفی مجهز شده‌اند که امکان انجام عملیات با تصاویر اسکن شده یا ضبط‌شده دیجیتالی از سطح زمین را فراهم می‌کنند. این طیف نسبتاً گسترده ای از عملیات است که از انواع تصحیحات (نوری، هندسی) از طریق ارجاع جغرافیایی تصاویر تا پردازش جفت های استریو با خروجی نتیجه در قالب یک توپوپلان به روز شده شروع می شود. علاوه بر کلاس های ذکر شده، نرم افزارهای مختلفی نیز وجود دارند که اطلاعات مکانی را دستکاری می کنند. اینها محصولاتی مانند ابزارهایی برای پردازش مشاهدات زمین‌شناسی میدانی (بسته‌هایی که تعامل با گیرنده‌های GPS، سرعت‌سنج‌های الکترونیکی، سطوح و سایر تجهیزات خودکار زمین‌شناسی را فراهم می‌کنند)، ابزارهای ناوبری و نرم‌افزار برای حل مشکلات موضوعی محدودتر (تحقیق، اکولوژی، هیدروژئولوژی و غیره) هستند. . ). به طور طبیعی، اصول دیگری برای طبقه بندی نرم افزار امکان پذیر است: بر اساس منطقه کاربرد، بر اساس هزینه، با پشتیبانی از یک نوع (یا انواع) خاص. سیستم های عاملبا استفاده از پلتفرم های محاسباتی (کامپیوترها، ایستگاه های کاری یونیکس) و غیره. رشد سریع تعداد مصرف کنندگان فناوری های GIS به دلیل تمرکززدایی هزینه های بودجه و معرفی بیشتر و بیشتر حوزه های موضوعی استفاده از آنها. در صورتی که تا اواسط دهه 90 رشد بازار اصلی تنها با آن همراه بود پروژه های بزرگدر سطح فدرال، امروزه پتانسیل اصلی به سمت بازار انبوه در حال حرکت است. این یک روند جهانی است: با توجه به شرکت تحقیقاتی Daratech (ایالات متحده آمریکا)، بازار جهانی GIS برای کامپیوترهای شخصیدر حال حاضر 121.5 برابر سریعتر از رشد کلی بازار راه حل های GIS است. انبوه بازار و رقابت در حال ظهور منجر به این واقعیت می شود که به مصرف کنندگان کالاهای با کیفیت بالا با قیمت یکسان یا پایین تر ارائه می شود. بنابراین، برای تامین کنندگان پیشرو سیستم اطلاعات جغرافیایی ابزاری، قبلاً به یک قانون تبدیل شده است که همراه با سیستم، یک مبنای کارتوگرافی دیجیتال برای منطقه ای که کالاها در آن توزیع می شوند، ارائه دهند. و خود طبقه بندی نرم افزار فوق به واقعیت تبدیل شده است. همین دو یا سه سال پیش، توابع بردارسازی خودکار و سیستم های کمکی تنها با استفاده از GIS ابزاری توسعه یافته و گران قیمت (Arc/Info، Intergraph) قابل اجرا بودند. یک روند پیشرونده به سمت مدولارسازی سیستم ها وجود دارد که امکان بهینه سازی هزینه ها را برای یک پروژه خاص فراهم می کند. امروزه حتی بسته‌هایی که در یک مرحله تکنولوژیکی خاص خدمت می‌کنند، به عنوان مثال بردارها، می‌توانند هم در مجموعه کامل و هم در مجموعه‌ای از ماژول‌ها، کتابخانه‌های نمادها و غیره خریداری شوند. ورود تعدادی از تحولات داخلی به سطح «بازار». محصولاتی مانند GeoDraw / GeoGraph، Sinteks / Tri، GeoCAD، EasyTrace نه تنها تعداد قابل توجهی کاربر دارند، بلکه در حال حاضر دارای تمام ویژگی های طراحی و پشتیبانی بازار هستند. در ژئوانفورماتیک روسیه تعداد بحرانی خاصی از تاسیسات کار وجود دارد - پنجاه. هنگامی که به آن دست یافتید، تنها دو راه بیشتر وجود دارد: یا به شدت صعودی، افزایش تعداد کاربران خود، یا ترک بازار به دلیل عدم توانایی در ارائه پشتیبانی و توسعه لازم برای محصول خود. جالب اینجاست که تمام برنامه های ذکر شده به پایین ترین سطح طیف قیمتی پاسخ می دهند. به عبارت دیگر تعادل بهینه بین قیمت و فشار را یافته اند عملکردبه طور خاص برای بازار روسیه.

S.S. اسمیرنوف(مؤسسه تحقیقاتی شیلات دریایی و اقیانوس شناسی جنوب)

هنگام ایجاد یک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، مشکل انتخاب نرم افزار اجتناب ناپذیر است.

محصولات نرم افزاری شناخته شده شرکت های پیشرو توسعه نرم افزار GIS جهان، با تمام مزایایی که دارند، یک نقطه ضعف قابل توجه دارند - هزینه بالا، بالغ بر هزاران و ده ها هزار دلار. در حال حاضر، پیشرفت‌های ارزان‌تر یا رایگان، اما باکیفیت‌تر در بازار ژئوانفورماتیک ظاهر می‌شوند.

این تا حد زیادی به دلیل کنسرسیوم فضایی باز (OGC، http://www.opengeospatial.org) است که 339 شرکت، دولت و مؤسسه علمی را متحد می کند. اهداف اصلی OGC توسعه استانداردهای در دسترس عموم، فرمت های داده و مشخصات مورد استفاده در فناوری اطلاعات جغرافیایی و همچنین اجرای گسترده این فناوری ها در صنایع مختلف است.

سرور پایگاه داده اطلاعات جغرافیایی
اگر GIS در حال ایجاد نه تنها از مجموعه ای از فایل ها (به عنوان مثال، فایل های Shape و تصاویر شطرنجی) برنامه ریزی شده است، بلکه از اطلاعات ذخیره شده در پایگاه داده نیز استفاده می کند، به احتمال زیاد، نمی توانید بدون سرور پایگاه داده اطلاعات جغرافیایی (پایگاه جغرافیایی) انجام دهید. ) ، که همچنین می تواند عملکرد همزمان گروهی از کاربران را در حالت سرویس گیرنده-سرور فراهم کند.

در این مورد، ما می توانیم توصیه کنیم سرور MySQL (http://www.mysql.com). MySQL از نظر شاخص های کلیدی نسبت به DBMS های شناخته شده ای مانند Oracle و مایکروسافت SQL، در حالی که این DBMS در دسته سیستم های متن باز قرار می گیرد و برای استفاده غیرتجاری رایگان است که البته آن را از نرم افزارهای گران قیمت فوق متمایز می کند. با شروع نسخه 4.1، MySQL پشتیبانی از انواع داده های مکانی (افزونه های فضایی) را معرفی کرد.

سرور نرم افزار MySQL DBMSعمل می کند محیط ویندوز، فرآیند با استفاده از دستورات وارد شده از کنسول کنترل می شود (شکل 1). مدیریت DBMS هنگام استفاده از نرم افزار با راحت تر می شود رابط گرافیکی(شکل 2) که به صورت رایگان از وب سایت MySQL قابل دانلود است.

سرورهای پایگاه داده GIS همچنین شامل DBMS هستند
PostgreSQL(http://www.postgresql.org). مانند MySQL، این DBMS از انواع داده های مکانی (پسوند PostGIS) پشتیبانی می کند و رایگان است.

نرم افزار GIS
با در نظر گرفتن نرم افزار برای مشتریان GIS که با DBMS های فوق الذکر در تعامل هستند، می توانیم دو برنامه جدید و بسیار امیدوارکننده را ارائه دهیم: درگاه دیدو KOSMO، که در حال حاضر برای دانلود از سایت های توسعه دهنده به ترتیب با وضعیت «بتا» و «کاندیدا انتشار» در دسترس هستند. انتشار رسمی اولین نسخه از این برنامه ها طی 2 تا 3 ماه آینده برنامه ریزی شده است. کارتون

درگاه دید(طراحی شده توسط شرکت Texel، http://www.viewportimaging.com/) چند منظوره نرم افزاربرای کار با داده های مکانی، پشتیبانی از 37 فرمت فایل (ESRI Shape، MapInfo Vector File، ARC/INFO ASCII Grid، USGS DEM، EOSAT Fast Format، ERDAS Imagine، GIF، JPEG، TIFF، و غیره) و 9 منبع داده (ArcSDE، Informix Datablade، MySQL، PostgreSQL، Oracle Spatial، ODBC RDBMS، Web Mapping Service و غیره).

رابط کاربری ساده و راحت، انتخاب طرح ریزی نقشه، امکان ایجاد پرس و جوهای SQL و سپس نمایش نتایج آن ها بر روی نقشه، تعداد زیادی پارامتر قابل تغییر اشیاء گرافیکی (شفافیت قابل تغییر، انواع مختلفی از جوجه کشی/پر کردن، تعیین ضخامت و نوع خط و غیره)، صادرات به فرمت های مختلف، همه اینها برنامه را برای استفاده بسیار جذاب می کند.

برنج. 3. کپی صفحه نمایش Viewport

هزینه یک مجوز 99.95 دلار است، اما این امکان وجود دارد که مجوزها به صورت رایگان برای موسسات غیرانتفاعی ارائه شود. در حال حاضر، می‌توانید یک نسخه آزمایشی رایگان، اما با تعدادی محدودیت، از وب‌سایت توسعه‌دهنده دانلود کنید.

KOSMO(توسعه یافته توسط SAIG، http://www.saig.es/en) یک GIS تمام عیار است که کاملاً رایگان ارائه می شود. این برنامهنتیجه ترکیب پیشرفت های خود SAIG ​​و تعدادی از پروژه های منبع باز (JUMP، JTS، GeoTools و غیره) است.

KOSMO به شما اجازه می دهد تا به پایگاه داده های اطلاعات جغرافیایی (Oracle Spatial، MySQL، PostgreSQL-PostGIS) متصل شوید. مجموعه بزرگابزار کار با داده های برداری، از رایج ترین فرمت های داده های شطرنجی (TIFF، GeoTIFF، ECW، MrSid و غیره) پشتیبانی می کند، دارای ویرایشگر سبک و سازنده پرس و جو است، توانایی گسترش عملکرد با اتصال ماژول های اضافی و همه اینها را دارد. فقط بخش کوچکی از قابلیت های برنامه است.

برنج. 4. کپی صفحه نمایش KOSMO

علاوه بر این، می توانید زبان رابط را انتخاب کنید. علاوه بر انگلیسی، اسپانیایی و پرتغالی، روسی نیز به زودی در دسترس خواهد بود زیرا نویسنده این مقاله در حال حاضر در حال کار بر روی ترجمه رابط برنامه به روسی است.

GIS KOSMO در محیط جاوا توسعه یافته است، بنابراین توصیه می شود کیت توزیع را دانلود کنید، که از قبل شامل ماژول های JRE و JAI است.

در شرایطی که شما نیازی به توسعه یک GIS پیچیده ندارید، بلکه فقط نیاز به نمایش داده های نقشه برداری موجود دارید، می توانیم بینندگان GIS رایگان را توصیه کنیم: Christine GIS Viewer (

ArcGIS -- خانواده محصولات نرم افزاریشرکت آمریکایی ESRI یکی از پیشروان در بازار جهانی سیستم های اطلاعات جغرافیایی است. ArcGIS بر اساس فناوری های COM، .NET، Java، XML، SOAP ساخته شده است. آخرین نسخه-- ArcGIS 10.

شکل 3.1

ArcGIS به شما امکان می دهد حجم زیادی از اطلاعات آماری ارجاع شده جغرافیایی را تجسم کنید (در قالب یک نقشه دیجیتال ارائه می شود). نقشه‌های همه مقیاس‌ها در محیط ایجاد و ویرایش می‌شوند: از نقشه‌های زمین گرفته تا نقشه جهانی.

همچنین، ArcGIS دارای ابزارهای گسترده داخلی برای تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی است.

ArcGis در زمینه های مختلفی استفاده می شود:

• · کاداستر زمین، آمایش سرزمین
• · حسابداری املاک و مستغلات (نگاه کنید به: AIS برای حسابداری املاک، ISOGD)
• · ارتباطات مهندسی
• · وزارت امور داخله و وزارت امور اضطراری
• مخابرات
• · نفت و گاز
• بوم شناسی
• · خدمات مرزی دولتی
• · حمل و نقل
• جنگلداری
• · منابع آبی
• سنجش از دور
• زمین شناسی و استفاده از زیر خاک
• · ژئودزی، نقشه کشی، جغرافیا
• · کسب و کار
• · تجارت و خدمات
• · کشاورزی
• · تحصیلات
• · گردشگری

این نرم افزار برای انواع کامپیوترهای رومیزی (ArcView، ArcEditor، ArcInfo)، سرور (ArcGIS Server، ArcSDE) و جیبی (ArcPad) کاربرد دارد.

اینترگراف ژئومدیا

GeoMedia یک فناوری GIS از خانواده محصولات GIS است.

فناوری GeoMedia یک معماری نسل جدید GIS است که به شما امکان می دهد مستقیماً بدون واردات/صادرات به طور همزمان با انواع داده های مکانی در قالب های مختلف کار کنید. این امر با استفاده از اجزای ویژه دسترسی به داده - Intergraph GeoMedia Data Server به دست می آید.

شکل 3.2

امروزه کاربران GeoMedia به اجزای تمام فرمت های صنعتی اصلی برای ذخیره داده های نقشه دیجیتال دسترسی دارند: ArcInfo، ArcView، ASCII، AutoCAD، FRAMME، GeoMedia، GML، MapInfo، MGE، MicroStation، Oracle Spatial و غیره، از جمله رستر، جدولی و غیره. داده های چند رسانه ای با این حال، کاربران می توانند سرور داده GeoMedia خود را بر اساس یک قالب سفارشی توسعه دهند. اجزای Intergraph GeoMedia Data Server به شما این امکان را می‌دهد که داده‌ها را از تعداد دلخواه منابع ذخیره شده در قالب‌های مختلف، سیستم‌های مختصات و با دقت متفاوت بر روی یک نقشه مشاهده و تجزیه و تحلیل کنید.

این رویکرد به شما این امکان را می دهد که سرمایه گذاری در راه حل های GIS موجود را حفظ کنید و در عین حال به آن تغییر دهید سطح جدیدادغام منابع اطلاعاتشرکت ها خانواده محصولات GeoMedia شامل دو خط تولید اصلی - دسکتاپ و سرور - به علاوه ماژول های برنامه اضافی است.

GeoMedia نمونه اولیه اولین نسخه استانداردهای بین المللی در زمینه GIS است که توسط کنسرسیوم Open GIS توسعه یافته و در عین حال اولین اجرای این استانداردها می باشد.

Intergraph GeoMedia یک ابزار نرم افزاری برای به دست آوردن، نمایش و تجزیه و تحلیل داده های جغرافیایی از سیستم های اطلاعاتی مختلف است. در سایت های مشتری راه دور به عنوان وسیله ای جهانی برای دسترسی به GIS سنتی مانند MGE و FRAMME استفاده می شود.

GeoMedia هر دو است سیستم دسکتاپو ابزاری برای توسعه برنامه های کاربردی تخصصی خودتان. علاوه بر این، GeoMedia دارای قابلیت‌های طراحی نقشه داخلی است که در سایر GIS موجود نیست.

توابع اصلی:

• · دسترسی کاملبه داده های پروژه های GIS MGE، FRAMME (Intergraph)، ESRI (ARC/Info)، ESRI (ARC/View)، MapInfo، Bentley/MicroStation و فایل های AutoCAD.
• · تحلیل فضایی
• · ادغام کامل داده های جغرافیایی از GIS های مختلف
• · سفارشی سازی با توجه به نیاز کاربر
• · تحولات را هماهنگ کنید
• · نمایش فایل های شطرنجی، پشتیبانی از فرمت های مختلف
• · ساخت مناطق حائل
• · ساخت نقشه های موضوعی، نمادسازی، قرار دادن برچسب ها.
• · کار با Oracle SDO.

نرم افزارسیستم های اطلاعات جغرافیایی

1. مشخصات کلی

ابزارهای نرم افزار GIS مجموعه ای از ماژول های نرم افزاری کم و بیش یکپارچه هستند که اجرای توابع اساسی GIS را فراهم می کنند. به طور کلی، شش ماژول اصلی را می توان متمایز کرد:

1) ورود و تأیید داده ها،

2) ذخیره سازی و دستکاری داده ها،

3) تبدیل سیستم های مختصات و تبدیل پیش بینی های نقشه،

4) تجزیه و تحلیل و مدل سازی،

5) خروجی و ارائه داده ها،

6) تعامل با کاربر

با توجه به گستره وسیع و ویژگی های بسیار خاص عملکردهای پیاده سازی شده، نرم افزار سیستم های اطلاعات جغرافیایی در حال حاضر بخشی از بازار نرم افزار جهانی را تشکیل می دهد. تعداد نسبتاً زیادی بسته نرم افزاری GIS تجاری وجود دارد که امکان توسعه سیستم های اطلاعات جغرافیایی با عملکردهای خاص را برای مناطق خاص فراهم می کند. تعداد این بسته های GIS به ده ها می رسد. با این حال، اگر از شناخته شده ترین و پرکاربردترین بسته های GIS تجاری صحبت کنیم، ممکن است تعداد آنها به ده تا پانزده مورد محدود شود.

بر اساس نتایج تحقیقات PC GIS Company Datatech (ایالات متحده آمریکا) که به تحلیل بازار جهانی GIS می پردازد، رتبه اول در رتبه بندی محصولات نرم افزاری GIS در سال های اخیر توسط بسته MAPINFO که توسط Mapping Information Systems Corporation تهیه شده است، به خود اختصاص داده است. ایالات متحده آمریکا) و داشتن حدود 150000 کاربر در سراسر جهان. محبوب ترین ها همچنین شامل بسته ARC/INFO GIS است که توسط موسسه تحقیقات محیطی کالیفرنیا (ESRI) توسعه یافته است، و بسته تحلیل جغرافیایی و پردازش تصویر IDRISI که در دانشگاه کلارک (ایالات متحده آمریکا) ایجاد شده است. بسته های ATLAS*GIS از Strategic Mapping Inc. به طور گسترده ای شناخته شده است. (ایالات متحده آمریکا) MGE از INTERGRAPH (ایالات متحده آمریکا)، SPANS MAP/SPANS GIS شرکت ها Tydac Technologies Corp. (ایالات متحده آمریکا)، ILWIS، توسعه یافته در موسسه بین المللی عکس هوایی و علوم زمین (هلند) SMALLWORLD GIS از Smallworld Mapping Inc. (بریتانیا) SYSTEM 9 از Prime Computer-Wild Leitz (ایالات متحده آمریکا)، SICAD از Siemens Nixdorf (آلمان). همچنین لازم به نظر می رسد به بسته GIS GEOGRAPH/GEODRAW که در مرکز تحقیقات ژئو اطلاعات انستیتوی جغرافیا آکادمی علوم روسیه توسعه یافته است، اشاره کنیم که بر اساس نتایج تحقیقات انجام شده در سال 1994 در روسیه، رتبه سوم را در این زمینه کسب کرده است. رتبه بندی محصولات نرم افزاری GIS و همچنین WINGIS شرکت اتریشی PROGIS که در این رتبه بندی جایگاه پنجم را به خود اختصاص داده است. بدون شک برای تحقیقات زیست محیطی، بسته GIS PC-RASTER است که در دانشکده جغرافیای دانشگاه اوترخت (هلند) توسعه یافته و دارای قابلیت های تحلیلی پیشرفته است.

2. رابط کاربری GIS

بسته به نوع و هدف GIS، محیط کنترل (رابط کاربری) معمولاً دارای چندین سطح است. GIS "محصولات اطلاعاتی" - لیست ها، نقشه ها - را تولید می کند که بعداً برای تصمیم گیری توسط دسته های مختلف کاربران استفاده می شود. کاربر نهایی ممکن است در بیشتر موارد مستقیماً با سیستم تعامل نداشته باشد. به عنوان مثال، یک سیستم گزارش دهی شهرداری لیست های موجودی را تولید می کند که توسط کمیته ها برای تصمیم گیری در مورد فعالیت های مختلف تجاری استفاده می شود. رهبران کمیته چیزی در مورد سازماندهی سیستم شهرداری نمی دانند و فقط درک مفهومی از اطلاعات موجود در GIS و قابلیت های عملکردی آن دارند. با این حال، مدیر سیستم باید درک دقیقی از اطلاعات موجود در پایگاه داده داشته باشد و GIS چه عملکردهایی را می تواند انجام دهد. تحلیلگر یا برنامه نویس سیستم باید درک دقیق تری از قابلیت های عملکردی یک برنامه GIS خاص داشته باشد. کاربر نهایی معمولاً از طریق یک اپراتور ویژه که اطلاعاتی را در مورد درخواست های استاندارد و فردی ارائه می دهد، با سیستم تعامل دارد.

درجه پیچیدگی ارتباط بین کاربر و GIS در درجه اول با درجه بسط ساختار پایگاه داده، شناسایی صحیح اشیاء در پایگاه داده و وجود ارجاعات متقابل بین گروه های مختلف اشیاء تعیین می شود. به دست آوردن هر گونه اطلاعات از پایگاه داده در بیشتر موارد با استفاده از پرس و جوهای ویژه ای که به طور صریح و ضمنی ایجاد می شود انجام می شود. پرس و جوهای ضمنی معمولاً قبلاً در نرم افزار پیاده سازی شده و توسط سازنده نرم افزار در بلوک های عملکردی مختلف سیستم تعبیه شده است. برای مثال، کلیک کردن با مکان‌نمای ماوس بر روی یک شی فضایی نمایش داده شده روی صفحه، یک الگوریتم جستجوی «مبتنی بر مکان» را برای اطلاعات ویژگی مرتبط با این شی آغاز می‌کند. یک پرس و جو صریح توسط کاربر (برنامه نویس سیستم GIS) با استفاده از یک زبان برنامه نویسی خاص (معمولا SQL، گاهی اوقات زبانی که مخصوص یک سیستم خاص توسعه یافته است) نوشته می شود. ویرایشگر متن، اما اخیراً گسترده شده اند جعبه های محاوره ایتشکیل درخواست ها چنین پرسش هایی را می توان در یک کتابخانه ویژه ذخیره کرد و در صورت نیاز راه اندازی کرد.

پرس و جوها می توانند به طور قابل توجهی از نظر هدف و الگوریتم های انجام شده در طول اجرای آنها متفاوت باشند. یک درخواست داده ساده با شناسه های شی خاص یا مکان های دقیق انجام می شود و اغلب با یک نشانه همراه است

مقادیر خاص پارامترهای روشن کننده. سایر پرس و جوها به دنبال اشیایی هستند که نیازهای پیچیده تری را برآورده می کنند. چند وجود دارد انواع مختلفپرس و جوهای جستجو:

1. "شیء X کجاست؟" در اینجا هم ویژگی های دقیق ویژگی شی مورد نظر و هم محدوده خاصی از این ویژگی ها را می توان مشخص کرد. در برخی موارد، شعاع جستجو و بخش نسبت به نقطه مرکزی، گاهی اوقات یک منطقه بافر از یک شی دیگر، می تواند مشخص شود.

2. "این شی چیست؟" یک شی با استفاده از یک دستگاه محاوره ای - ماوس یا مکان نما - شناسایی می شود ("انتخاب"). این سیستم ویژگی‌های شی، مانند آدرس خیابان، نام مالک، بهره‌وری چاه نفت، ارتفاع و

3. "ویژگی های اشیاء در فاصله X یا داخل/خارج از یک منطقه خاص را خلاصه کنید." ترکیب دو پرس و جو قبلی و عملیات آماری. "بهترین مسیر کدام است؟" تعیین مسیر بهینه با توجه به معیارهای مختلف (حداقل هزینه، حداقل ضربه خارجی، حداکثر سرعت) بین این دو یا چند نقطه.

5. استفاده از روابط بین اشیاء، مانند یافتن ویژگی های زیربنایی یا تعیین شیب برای مدل های رقومی ارتفاع.

برای اکثر برنامه های GIS، سیستم باید در زمان واقعی کار کند: حداکثر زمان مجاز برای یک پاسخ چند ثانیه است. با دسترسی به اندازه کافی مکرر به سیستم، الزامات صرفاً ارگونومیک برای رابط کاربری در اولویت قرار دارند - منوها و نمادها باید به دستورات متنی ترجیح داده شوند، که تایپ آنها خسته کننده است. چندین نوع رابط کاربری وجود دارد:

1. تیم،که کاربر در خط فرمان تایپ می کند، به عنوان مثال، C >. کاربر باید دستورات تعریف شده توسط سیستم را با استفاده از قوانین علامت گذاری دقیق و نقطه گذاری دنبال کند. با این حال، در برخی از GIS ممکن است بیش از 1000 دستور از این دست وجود داشته باشد که برای کاربران بی تجربه بسیار ناخوشایند است. کمک آنلاین می تواند نیاز به دانستن همه قوانین و نحو را کاهش دهد، به خصوص برای دستورات به ندرت استفاده می شود.

2. منو. کاربر یک آیتم منو که مسئول انجام یک عملکرد خاص است را انتخاب می کند. یک آیتم منو نشان دهنده انتخابی است که در آن زمان تنها گزینه موجود است. پیامدهای انتخاب را می توان در یک لیست خاص در کنار هر مورد نمایش داد. با این حال، سیستم های منوی پیچیده برای استفاده مکرر خسته کننده هستند و دستورات انعطاف پذیری ارائه نمی دهند.

3. منوهای تصویریاین شکل از منو از تصاویر نمادین استفاده می کند تا معنای دستورات را در دسترس قرار دهد و عملیات را ساده کند. کاربر سیستم را با استفاده از نمادها برای رایج ترین عملکردها و یک منوی معمولی برای بقیه کنترل می کند. بسیاری از کاربران سیستم های نمادین را بهتر درک می کنند و GIS را سریعتر یاد می گیرند.

4. پنجرهرابط GIS باید از ماهیت داده های مکانی استفاده کند. دو راه طبیعی برای دسترسی به داده های مکانی وجود دارد - از طریق اشیاء مکانی و از طریق ویژگی های آنها. سیستم های پیچیده مدرن از چندین پنجره برای نمایش متن و داده های گرافیکی به طور جداگانه استفاده می کنند. ویندوز به شما این امکان را می دهد که به طور همزمان چندین نما از یک نقشه را نمایش دهید، به عنوان مثال، در پوشش کامل و در یک تصویر بزرگ شده.

5. زبان رابط ملیمزایای آشکار استفاده از زبان ملی در سیستم های منو و کمک آنلاین فوری است. هم سرعت تسلط بر سیستم و هم کامل بودن استفاده از عملکرد آن به شدت افزایش می یابد. اکثر تولیدکنندگان نرم‌افزار GIS در حال حاضر نسخه‌های «اقتباس‌شده» محصولات خود را در بازارهای ملی خارجی تبلیغ می‌کنند (استاندارد انگلیسی است).

بسیاری از پوسته‌های GIS چندین رویکرد را برای سازماندهی محیط مدیریت سیستم ترکیب می‌کنند و یک رابط ترکیبی با یک منوی کشویی معمولی و مجموعه‌ای از بلوک‌های منوی تصویری ایجاد می‌کنند. گاهی اوقات از آن به طور اضافی استفاده می شود خط فرمانو بسیاری از دستورات با شکل اختصاری (دو یا سه کاراکتر اول) شناخته می شوند.

توسعه سخت افزارتوسعه انواع دیگر رابط را تعیین می کند. نمایشگرهای لمسی به کاربر این امکان را می دهند که با لمس یک ناحیه خاص از صفحه نمایش با انگشت یا یک اشاره گر خاص، یک شی را انتخاب کند یا دستوراتی صادر کند. برای برخی از انواع GIS کاربردی، کار با مدل های زمین در مقیاس بزرگ، امکان معرفی فناوری ها وجود دارد. واقعیت مجازیهنگام مدل سازی سطح زمین و اشیاء فضایی واقع در آن: ساختمان ها، درختان و غیره.

نرم افزار GIS - امتیاز 4.5 از 5 بر اساس 2 رای