Software per sistemi informativi geografici. Software e tecnologie dei sistemi informativi geografici: Tutorial Software applicativi per GIS

Ministero dell'Istruzione Generale e Professionale Federazione Russa Dipartimento di ricerca di biofisica dell'Università statale di Krasnoyarsk Istituto di modellazione computazionale SB RAS Centro interuniversitario di Krasnoyarsk per le tecnologie dell'informazione nell'educazione ambientale S.S. Zamai, O.E. Yakubailik MANUALE DI FORMAZIONE SOFTWARE E TECNOLOGIA DEI SISTEMI GEOINFORMATIVI Krasnoyarsk 1998 UDC BBK S.S. Zamai, O.E. Yakubailik. Software e tecnologia geografici sistemi di informazione: Manuale. indennità / Krasnoyarsk. stato univ. Krasnoyarsk, 1998. 110 p. Esercitazioneè dedicata al software e alle tecnologie dei sistemi informativi geografici (GIS). Vengono presi in considerazione gli ambiti di applicazione dei GIS e le loro problematiche. uso pratico per risolvere vari problemi applicativi. La revisione delle tecnologie per l'immissione e l'elaborazione delle informazioni spaziali delinea i principi generali e i requisiti per i set di dati del software GIS e analizza i formati di scambio comuni per i dati spaziali. Viene fornita una valutazione del GIS dell'utente finale e degli strumenti di sviluppo software. Utilizzando l'esempio della libreria di classi GeoConstructor™, vengono identificati i principali problemi che sorgono durante la creazione di applicazioni GIS. Vengono presi in considerazione i metodi per la costruzione di sistemi informativi geografici multiutente. Il libro di testo è stato preparato come parte del lavoro sul programma target federale "Integrazione" n. 162 ed è stato testato in classe con gli studenti nell'ambito delle attività del Centro GIS interuniversitario, sostenuto dal progetto "Integrazione" del programma target federale n. 68. Figura. 21, tab. 1, bavaglino. 20 titoli Revisori: Dottore in Scienze Fisiche e Matematiche, Professore A.N. Gorban, testa laboratorio. Istituto di modellistica computazionale SB RAS; Ph.D., Professore G.M. Rudakova, capo Dipartimento Tecnologie informatiche SibSTU Redattore O.F. Alexandrova Correttore di bozze T.E. Bystrigina © S.S. Zamai, 1998 ISBN O.E. Yakubailik, 1998 2 Indice PREFAZIONE 6 1. PRIMA ACQUISIZIONE CON GIS 8 1.1. Cos'è il GIS? 81.2. Ambiti di applicazione dei GIS 10 Amministrazioni locali 10 Servizi pubblici 10 Tutela dell'ambiente 11 Sanità 12 Trasporti 13 Commercio al dettaglio 13 Servizi finanziari 14 1.3. Come è fatto... 14 1.4. Tendenze del software GIS 16 1.5. Cos'è cosa 17 1.6. Come è strutturato? 18 2. FONTI DEI DATI INIZIALI E LORO TIPOLOGIE 19 2.1. Carte geografiche generali 20 2.2. Mappe naturalistiche 21 2.3. Mappe della popolazione 23 2.4. Mappe economiche 24 2.5. Mappe della scienza, formazione del personale, servizi pubblici 26 2.6. Carte politiche, amministrative e storiche, atlanti completi 27 2.7. Materiali per il telerilevamento 28 3 3. TECNOLOGIE DI IMMISSIONE ED ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI SPAZIALI 29 3.1. Raccolta e sistematizzazione dei dati 29 3.2. Preparazione e trasformazione dei dati 31 3.3. Elaborazione e analisi dei dati durante il funzionamento del GIS 35 3.4. Descrizione dei formati di scambio 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. RISOLUZIONE DEI PROBLEMI DI UTENTE FINALE GIS 45 4.1. Classificazione del software GIS 45 4.2. Valutazione degli strumenti GIS 47 Supporto per modelli di dati spaziali 47 Funzioni di analisi spaziale 48 Strumenti di input/output di informazioni spaziali 51 Strumenti di conversione del formato 51 5. STRUMENTI DI SVILUPPO DI APPLICAZIONI GIS: GEOCONSTRUCTOR™ 52 5.1. GeoConstructor™ come strumento per creare applicazioni GIS 53 5.2. Implementazione di GeoConstructor nell'ambiente di sviluppo 54 5.3. Creazione di composizioni cartografiche 57 5.4. Gestire un insieme di layer e un'immagine della mappa 59 5.5. Lavorare con gli oggetti: navigazione, ricerca, selezione 62 5.6. Collegamento di database esterni 65 5.7. Mappatura tematica 66 5.8. Gestione degli errori e controllo del mouse 67 4 5.9. Classe gisMap 69 6. REVISIONE DI ALCUNI GIS 70 6.1. Prodotti software ESRI 70 Moduli di estensione del sistema ARC/INFO 74 6.2. GeoGraph/GeoDraw per Windows 78 GeoGraph per Windows 78 GeoDraw per Windows 81 6.3. Software Panorama 83 Scopo del programma 83 Struttura del software 85 Funzionalità del software 86 Mappa vettoriale 88 7. METODI DI COSTRUZIONE DI SISTEMI GEOINFORMATIVI MULTIUTENTE 92 7. 1. GIS locale 95 7.2. Diversi utenti condividono un insieme di file con geoinformazioni 96 7.3. Sistemi informativi geografici ad elevato numero di utenti 97 7.4. Tecnologie Internet/intranet 99 CONCLUSIONE 105 DOMANDE DEL TEST 107 LETTERATURA 108 5 Prefazione Questo tutorial fornisce una panoramica del software e delle tecnologie dei sistemi informativi geografici (GIS). Vengono prese in considerazione le aree di applicazione dei GIS e le questioni relative al loro utilizzo pratico per la risoluzione di vari problemi applicativi. La revisione delle tecnologie per l'inserimento e l'elaborazione delle informazioni spaziali presenta principi generali e requisiti per i set di dati utilizzati nei software GIS. Particolare attenzione è posta ai formati di scambio dei dati spaziali, descrizioni dettagliate che ti consentirà di utilizzare questa pubblicazione come libro di consultazione. La sezione sul GIS dell'utente finale discute le principali categorie di questo software e valuta gli strumenti. Vengono considerati in dettaglio i metodi per la costruzione di applicazioni GIS, utilizzando l'esempio della libreria di strumenti GeoConstructor™ (sviluppata dall'Istituto geografico centrale dell'Istituto di geografia dell'Accademia russa delle scienze), nonché le questioni relative all'integrazione del GIS con i sistemi di database. Le tecnologie descritte nel manuale vengono utilizzate dagli autori nelle attività progettuali di gruppi di studenti volte a creare modelli di sistemi informativi ad alta intensità di conoscenza per risolvere problemi orientati al territorio. L'attività è organizzata nell'ambito del Centro Interuniversitario per le Tecnologie dell'Informazione nell'Educazione Ambientale, i suoi risultati vengono utilizzati nell'attuazione di programmi regionali e progetti di informatizzazione. Il software è stato fornito con l'assistenza dell'Associazione GIS della Russia dalle società TsGI IG RAS (GeoDraw/GeoGraph), GeoSpectrum International (Panorama), Epsylon Technologies (Baikonur). Il Centro Interuniversitario per le Tecnologie dell'Informazione è stato istituito da diverse università di Krasnoyarsk: Università Statale (KSU), Università Tecnica (KSTU), Università Tecnologica (Università Tecnica Statale della Siberia), Università Pedagogica (KSPU). Le sue attività sono sostenute finanziariamente dai fondi ambientali regionali e cittadini di Krasnoyarsk, una sovvenzione del Federal Target Program Integration No. 68. Il centro ha sede presso l'Istituto di modellistica computazionale della SB RAS ad Akademgorodok. I materiali di base per questo manuale sono stati articoli e abstract di una serie di conferenze organizzate dall'Associazione GIS della Russia, comunicati stampa e materiali ufficiali di produttori e fornitori di software GIS, nonché un numero considerevole di articoli di riviste e monografie. Esprimiamo la nostra sincera gratitudine a tutti gli autori dei materiali citati. Gli autori possono essere contattati tramite e-mail – [e-mail protetta]. 7 1. Prima conoscenza con GIS “Dieci anni fa, quando tutto era appena iniziato, sembrava: qui sullo schermo del monitor vediamo le mappe e possiamo inserire vari simboli, ad esempio il contenuto di sostanze nocive. Si è rivelato molto visivo e immagine semplice , e tutti gli “spettatori”, dalle politiche pubbliche al governo municipale, e persino gli scienziati, erano elettrizzati dal piacere, guardando il contenuto dello schermo. Ma tutto ha un limite e ormai c’è già stata una saturazione con queste cose”. Dai materiali dell'Associazione GIS. 1.1. Cos'è il GIS? L'interpretazione semantica e sostanziale del termine sistemi informativi geografici, o GIS, dipende fortemente dagli interessi professionali di chi ne dà la definizione. Se ascolti alcune persone, potresti pensare che l'unico modo per risolvere i problemi della tua organizzazione, così come i problemi del mondo, sia con l'aiuto del GIS. Naturalmente il GIS è applicabile a un gran numero di applicazioni in vari settori e con il suo aiuto molti problemi possono essere risolti in modo più rapido ed efficiente. Ma dovresti sempre ricordare che il GIS è solo un insieme di strumenti eccellenti, utilizzati in modi diversi dagli specialisti per risolverli. Pertanto, è importante capire come è possibile aumentare l'efficienza di un'organizzazione utilizzando il GIS. È molto difficile definire con precisione il GIS perché può essere visualizzato a più livelli quando utilizzato e significherà cose diverse per applicazioni diverse. Per alcuni, il GIS è un insieme di strumenti software utilizzati per inserire, archiviare, manipolare, analizzare e visualizzare informazioni geografiche (Fig. 1). Questa è una definizione tecnica che riflette la storia dello sviluppo dei GIS come combinazione di strumenti di progettazione assistita da computer (CAD) con cartografia digitale e programmi di database (DBMS). Per altri, il GIS può essere un modo di pensare, un modo di prendere decisioni in un'organizzazione in cui tutte le informazioni sono correlate allo spazio e archiviate centralmente. Questa è più una definizione strategica. È importante capire che il GIS potrebbe non essere la soluzione ai tuoi problemi e richiederà qualche riflessione per completare con successo le attività. Il GIS è un sistema costituito da tre componenti, ciascuno dei quali è necessario per il successo: dati spaziali, strumenti hardware e software e il problema come oggetto di soluzione. Inoltre, il problema funge da componente principale che costringe a scegliere i metodi di trasmissione. 1. Mappa di Krasnoyarsk nel programma GeoGraph per Windows. Creato presso il GIS Technology Center, Istituto di informatica SB RAS 9, archiviazione dei dati, analisi dei dati, strumenti software e tecnologie per la creazione dell'uno o dell'altro sistema informativo orientato al soggetto. 1.2. Aree di applicazione dei GIS Amministrazioni locali I compiti di gestione comunale rappresentano uno degli ambiti più vasti di applicazioni GIS. In qualsiasi area di attività dell'amministrazione locale (rilevamento del territorio, gestione dell'uso del territorio, sostituzione dei registri cartacei esistenti, gestione delle risorse, contabilità delle proprietà (immobili) e delle autostrade) è applicabile il GIS. Possono essere utilizzati anche nei posti di comando dei centri di monitoraggio e nei primi soccorritori. Il GIS è parte integrante (strumentale, tecnologica, software) di qualsiasi sistema informativo gestionale comunale o regionale. Servizi di pubblica utilità Le organizzazioni di servizi di pubblica utilità utilizzano più attivamente il GIS per creare un database di risorse (condutture, cavi, pompe, stazioni di distribuzione, ecc.) che costituisce una parte centrale della loro strategia informatica. Tipicamente, questo settore è dominato dai GIS, che forniscono modelli del comportamento della rete in risposta a varie deviazioni dalla norma. I sistemi di automazione per la mappatura e la gestione delle immobilizzazioni sono ampiamente utilizzati per supportare la “pianificazione esterna” in un'organizzazione: posa di cavi, posizionamento di valvole, pannelli di servizio, ecc. (Fig. 2). 10

Il software GIS è suddiviso in cinque classi principali utilizzate. La prima classe di software più completa dal punto di vista funzionale è il GIS strumentale. Possono essere progettati per un'ampia varietà di compiti: per organizzare l'input di informazioni (sia cartografiche che attributi), la loro archiviazione (inclusa la distribuzione, il supporto del lavoro di rete), l'elaborazione di richieste di informazioni complesse, la risoluzione di problemi spaziali compiti analitici(corridoi, ambienti, compiti di rete, ecc.), costruzione di mappe e diagrammi derivati ​​(operazioni di overlay) e, infine, preparazione all'output di layout originali di prodotti cartografici e schematici su supporti rigidi. Di norma, il supporto GIS strumentale che lavora sia con immagini raster che vettoriali, dispone di un database integrato per basi digitali e informazioni sugli attributi o supporta uno dei database comuni per la memorizzazione delle informazioni sugli attributi: Paradox, Access, Oracle, ecc. i prodotti sviluppati dispongono di sistemi runtime che consentono di ottimizzare le funzionalità necessarie per un'attività specifica e di ridurre i costi di replica dei sistemi di guida creati con il loro aiuto. La seconda classe importante è quella dei cosiddetti visualizzatori GIS, cioè prodotti software che prevedono la fruizione di banche dati create utilizzando GIS strumentali. Di norma, i visualizzatori GIS forniscono all'utente (se non lo fanno) opzioni estremamente limitate per il rifornimento dei database. Tutti i visualizzatori GIS includono strumenti per l'interrogazione di database che eseguono operazioni di posizionamento e zoom delle immagini cartografiche. Naturalmente, i visualizzatori sono sempre parte integrante dei progetti di medie e grandi dimensioni, consentendo di risparmiare sui costi per la creazione di alcuni lavori che non sono dotati dei diritti per ricostituire il database. La terza classe è costituita dai sistemi cartografici di riferimento (RSS). Combinano spazio di archiviazione e molto altro ancora tipologie possibili le visualizzazioni di informazioni distribuite spazialmente contengono meccanismi di interrogazione per informazioni cartografiche e sugli attributi, ma allo stesso tempo limitano significativamente la capacità dell'utente di integrare i database integrati. Il loro aggiornamento (update) è ciclico e viene solitamente effettuato dal fornitore SCS a pagamento. La quarta classe di software sono gli strumenti di modellazione spaziale. Il loro compito è modellare la distribuzione spaziale di vari parametri (rilievi, zone di inquinamento ambientale, aree di inondazione durante la costruzione di dighe e altri). Si basano su strumenti per lavorare con dati a matrice e sono dotati di strumenti di visualizzazione avanzati. È tipico disporre di strumenti che consentono di eseguire un'ampia varietà di calcoli sui dati spaziali (addizione, moltiplicazione, calcolo di derivate e altre operazioni).

La quinta elementare su cui vale la pena concentrarsi è mezzi speciali elaborazione e decodifica dei dati del sondaggio terrestre. Ciò include pacchetti di elaborazione delle immagini, dotati, a seconda del prezzo, di diversi strumenti matematici che consentono operazioni con immagini scansionate o registrate digitalmente della superficie terrestre. Si tratta di una gamma abbastanza ampia di operazioni, a partire da tutti i tipi di correzioni (ottiche, geometriche) attraverso la georeferenziazione delle immagini fino all'elaborazione di coppie stereo con l'output del risultato sotto forma di una planimetria aggiornata. Oltre alle classi citate, esistono anche diversi strumenti software che manipolano le informazioni spaziali. Si tratta di prodotti come strumenti per l'elaborazione di osservazioni geodetiche sul campo (pacchetti che forniscono l'interazione con ricevitori GPS, tachimetri elettronici, livelli e altre apparecchiature geodetiche automatizzate), strumenti di navigazione e software per risolvere problemi ancora più ristretti (ricerca, ecologia, idrogeologia, ecc.) . ). Naturalmente sono possibili altri principi per classificare il software: per area di applicazione, per costo, per supporto per un certo tipo (o tipi) sistemi operativi, da piattaforme informatiche (PC, workstation Unix), ecc. La rapida crescita del numero di consumatori di tecnologie GIS dovuta al decentramento dei fondi di bilancio di spesa e all'introduzione di sempre più aree tematiche del loro utilizzo. Se fino alla metà degli anni '90 la principale crescita del mercato era associata solo a grandi progetti livello federale, oggi il potenziale principale si sta spostando verso il mercato di massa. Si tratta di una tendenza globale: secondo la società di ricerca Daratech (USA), il mercato globale dei GIS per computer personale attualmente 121,5 volte più veloce della crescita complessiva del mercato delle soluzioni GIS. La vastità del mercato e la concorrenza emergente portano al fatto che ai consumatori vengono offerti beni sempre più di alta qualità a un prezzo uguale o inferiore. Pertanto, per i principali fornitori di GIS strumentali, è già diventata la regola fornire, insieme al sistema, una base cartografica digitale per la regione in cui vengono distribuiti i beni. E la stessa classificazione del software di cui sopra è diventata una realtà. Solo due o tre anni fa le funzioni di vettorizzazione automatizzata e i sistemi di aiuto potevano essere implementati solo utilizzando GIS strumentali sviluppati e costosi (Arc/Info, Intergraph). Esiste una tendenza progressiva verso la modularizzazione dei sistemi, consentendo l'ottimizzazione dei costi per un progetto specifico. Oggi anche i pacchetti che servono una particolare fase tecnologica, ad esempio i vettorizzatori, possono essere acquistati sia in un set completo che ridotto di moduli, librerie di simboli, ecc. L’ingresso di una serie di sviluppi nazionali al livello di “mercato”. Prodotti come GeoDraw / GeoGraph, Sinteks / Tri, GeoCAD, EasyTrace non solo hanno un numero significativo di utenti, ma hanno già tutti gli attributi di progettazione e supporto del mercato. Nella geoinformatica russa esiste un certo numero critico di installazioni funzionanti: cinquanta. Una volta raggiunto questo obiettivo, ci sono solo due strade da seguire: o una brusca crescita, aumentando il numero dei tuoi utenti, o l'uscita dal mercato a causa dell'incapacità di fornire il supporto e lo sviluppo necessari per il tuo prodotto. È interessante notare che tutti i programmi menzionati si rivolgono alla fascia più bassa dello spettro dei prezzi; in altre parole, hanno trovato l’equilibrio ottimale tra prezzo e pressione funzionalità specificatamente per il mercato russo.

S.S. Smirnov(Istituto meridionale di ricerca sulla pesca marina e sull'oceanografia)

Quando si crea un sistema informativo geografico (GIS), il problema della scelta del software è inevitabile.

I noti prodotti software delle principali società di sviluppo software GIS del mondo, con tutti i loro vantaggi, presentano uno svantaggio significativo: costi elevati, pari a migliaia e decine di migliaia di dollari. Attualmente sul mercato della geoinformatica compaiono sviluppi sempre più economici o gratuiti, ma di alta qualità.

Ciò è in gran parte dovuto all’Open Geospatial Consortium (OGC, http://www.opengeospatial.org), che unisce 339 aziende, istituzioni governative e scientifiche. Gli obiettivi principali dell'OGC sono lo sviluppo di standard disponibili al pubblico, formati di dati e specifiche utilizzate nelle tecnologie dell'informazione geografica, nonché l'implementazione diffusa di queste tecnologie in vari settori.

Server di database di geoinformazioni
Se si prevede che il GIS in fase di creazione utilizzi non solo una serie di file (ad esempio file Shape e immagini raster), ma utilizzi anche le informazioni archiviate nel database, molto probabilmente non è possibile fare a meno di un server database di geoinformazioni (geodatabase ), che può anche fornire il funzionamento simultaneo per un gruppo di utenti in modalità client-server.

In questo caso possiamo consigliarlo Server MySQL (http://www.mysql.com). MySQL non è inferiore nei suoi indicatori principali a DBMS riconosciuti come Oracle e Microsoft SQL, mentre questo DBMS appartiene alla categoria dei sistemi open source ed è gratuito per uso non commerciale, il che, ovviamente, lo distingue favorevolmente dai precedenti- menzionato software costoso. A partire dalla versione 4.1, MySQL ha introdotto il supporto per i tipi di dati spaziali (estensioni spaziali).

Server del software DBMS MySQL funziona in ambiente Windows, il processo è controllato utilizzando i comandi immessi dalla console (Fig. 1). L'amministrazione del DBMS diventa più comoda quando si utilizza il software con interfaccia grafica(Fig. 2), scaricabile gratuitamente dal sito MySQL.

I server di database GIS includono anche DBMS
PostgreSQL(http://www.postgresql.org). Come MySQL, questo DBMS supporta tipi di dati spaziali (estensione PostGIS) ed è gratuito.

Software GIS
Passando all'esame dei software per client GIS che interagiscono con i suddetti DBMS, possiamo offrire due nuovi e molto promettenti programmi: Visualizzazione E KOSMO, che sono attualmente disponibili per il download dai siti degli sviluppatori rispettivamente con lo stato "Beta" e "Release candidate". Il rilascio ufficiale della prima versione di questi programmi è previsto nei prossimi 2-3 mesi. cartoni animati

Visualizzazione(sviluppato da Texel Corporation, http://www.viewportimaging.com/) multifunzionale Software per lavorare con dati spaziali, supporta 37 formati di file (ESRI Shape, MapInfo Vector File, ARC/INFO ASCII Grid, USGS DEM, EOSAT Fast Format, ERDAS Imagine, GIF, JPEG, TIFF, ecc.) e 9 origini dati (ArcSDE, Informix Datablade, MySQL, PostgreSQL, Oracle Spatial, ODBC RDBMS, Web Mapping Service, ecc.).

Un'interfaccia semplice e comoda, la scelta della proiezione della mappa, la possibilità di creare query SQL e quindi visualizzare i risultati sulla mappa, molti parametri modificabili degli oggetti grafici (trasparenza modificabile, molti tipi di tratteggio/riempimento, specificazione dello spessore e tipo di linea, ecc.), esportazione in vari formati, tutto ciò rende il programma molto interessante da utilizzare.

Riso. 3. Copia della schermata del viewport

Il costo di una licenza è di $ 99,95, ma è possibile che le licenze vengano fornite gratuitamente per le istituzioni senza scopo di lucro. Attualmente è possibile scaricare una versione beta gratuita, ma con una serie di limitazioni, del programma dal sito Web dello sviluppatore.

KOSMO(sviluppato da SAIG, http://www.saig.es/en) è un GIS completo, fornito in modo completamente gratuito. Questo programmaè il risultato della combinazione degli sviluppi propri di SAIG ​​e di una serie di progetti open source (JUMP, JTS, GeoTools, ecc.).

KOSMO consente di connettersi a database di geoinformazione (Oracle Spatial, MySQL, PostgreSQL-PostGIS), dispone insieme di grandi dimensioni strumenti per lavorare con dati vettoriali, supporta i formati di dati raster più comuni (TIFF, GeoTIFF, ECW, MrSid, ecc.), ha un buon editor di stile e generatore di query, ha la capacità di espandere le funzionalità collegando moduli aggiuntivi e tutto questo è solo una piccola parte delle funzionalità del programma.

Riso. 4. Copia dello schermo di KOSMO

Inoltre, puoi selezionare la lingua dell'interfaccia. Oltre all'inglese, allo spagnolo e al portoghese, presto sarà disponibile anche il russo poiché l'autore di questo articolo sta attualmente lavorando alla traduzione dell'interfaccia del programma in russo.

GIS KOSMO è sviluppato in ambiente Java, pertanto si consiglia di scaricare il kit di distribuzione, che comprende già i moduli JRE e JAI.

In una situazione in cui non è necessario sviluppare un GIS complesso, ma è necessario solo visualizzare i dati cartografici esistenti, possiamo consigliare visualizzatori GIS gratuiti: Christine GIS Viewer (

ArcGIS: famiglia prodotti software Azienda americana ESRI, uno dei leader nel mercato globale dei sistemi di informazione geografica. ArcGIS è costruito sulla base delle tecnologie COM, .NET, Java, XML, SOAP. Ultima versione-- ArcGIS10.

Fig.3.1

ArcGIS consente di visualizzare (presenti sotto forma di mappa digitale) grandi volumi di informazioni statistiche geograficamente riferite. Nell'ambiente vengono create e modificate mappe di tutte le scale: dalle planimetrie alla mappa del mondo.

Inoltre, ArcGIS dispone di ampi strumenti integrati per l'analisi delle informazioni spaziali.

ArcGis è utilizzato in una varietà di aree:

• · Catasto fondiario, gestione del territorio
• · Contabilità immobiliare (vedi: AIS per la contabilità immobiliare, ISOGD)
• · Comunicazione ingegneristica
• · Ministero degli Affari Interni e Ministero delle Situazioni di Emergenza
• Telecomunicazioni
• · Olio e gas
• Ecologia
• · Servizio di frontiera statale
• · Trasporto
• Silvicoltura
• · Risorse idriche
• Telerilevamento
• Geologia e uso del sottosuolo
• · Geodesia, cartografia, geografia
• · Attività commerciale
• · Commercio e servizi
• · Agricoltura
• · Formazione scolastica
• · Turismo

Questo software è utilizzato per tutti i tipi di computer: desktop (ArcView, ArcEditor, ArcInfo), server (ArcGIS Server, ArcSDE) e pocket (ArcPad).

IntergraphGeoMedia

GeoMedia è una tecnologia GIS della famiglia di prodotti GIS.

La tecnologia GeoMedia è un'architettura GIS di nuova generazione che consente di lavorare direttamente senza importare/esportare contemporaneamente una varietà di dati spaziali in vari formati. Ciò si ottiene utilizzando componenti speciali di accesso ai dati: Intergraph GeoMedia Data Server.

Fig.3.2

Oggi, gli utenti GeoMedia hanno accesso a componenti per tutti i principali formati industriali per l'archiviazione di dati cartografici digitali: ArcInfo, ArcView, ASCII, AutoCAD, FRAMME, GeoMedia, GML, MapInfo, MGE, MicroStation, Oracle Spatial, ecc., inclusi raster, tabulari e dati multimediali. Tuttavia, gli utenti possono sviluppare il proprio GeoMedia Data Server basato su un modello di formato personalizzato. I componenti di Intergraph GeoMedia Data Server consentono di visualizzare e analizzare simultaneamente i dati provenienti da un numero arbitrario di fonti, archiviati in diversi formati, sistemi di coordinate e con precisione variabile, su una mappa.

Questo approccio consente di mantenere gli investimenti nelle soluzioni GIS esistenti, passando allo stesso tempo a nuovo livello integrazione risorse di informazione imprese. La famiglia di prodotti GeoMedia comprende due linee di prodotti base - desktop e server - oltre a moduli applicativi aggiuntivi.

GeoMedia è il prototipo della prima versione di standard internazionali in ambito GIS, sviluppata dall'Open GIS Consortium e, allo stesso tempo, rappresenta la prima implementazione di tali standard.

Intergraph GeoMedia è uno strumento software per ottenere, visualizzare e analizzare dati geografici da vari sistemi informativi. Utilizzato presso i siti di clienti remoti come mezzo universale per accedere a GIS tradizionali come MGE e FRAMME.

GeoMedia è entrambe le cose sistema desktop e uno strumento per sviluppare le proprie applicazioni specializzate. Inoltre, GeoMedia dispone di funzionalità di layout della mappa integrate che non sono disponibili in altri GIS esistenti.

Funzioni principali:

• · Accesso completo ai dati provenienti da progetti GIS MGE, FRAMME (Intergraph), ESRI (ARC/Info), ESRI (ARC/View), MapInfo, Bentley/MicroStation e file AutoCAD.
• · Analisi spaziale
• · Piena integrazione dei dati geografici provenienti da vari GIS
• · Personalizzazione in base alle esigenze dell'utente
• · Trasformazioni di coordinate
• · Visualizza file raster, supporta vari formati
• · Costruzione di zone cuscinetto
• · Costruzione di mappe tematiche, simbolizzazione, posizionamento di etichette.
• · Lavorare con Oracle SDO.

Software sistemi informativi geografici

1. Caratteristiche generali

Gli strumenti software GIS sono un insieme di moduli software più o meno integrati che forniscono l'implementazione delle funzioni GIS di base. In generale si possono distinguere sei moduli base:

1) inserimento e verifica dei dati,

2) archiviazione e manipolazione dei dati,

3) trasformazione dei sistemi di coordinate e trasformazione delle proiezioni cartografiche,

4) analisi e modellazione,

5) output e presentazione dei dati,

6) interazione con l'utente.

Data l'ampia gamma e le caratteristiche molto specifiche delle funzioni implementate, il software per sistemi informativi geografici fa attualmente parte del mercato globale del software. Esiste un numero abbastanza elevato di pacchetti software GIS commerciali che consentono lo sviluppo di sistemi informativi geografici con funzionalità specifiche per territori specifici. Il numero di tali pacchetti GIS ammonta a molte dozzine. Tuttavia, se parliamo dei pacchetti GIS commerciali più conosciuti e ampiamente utilizzati, il loro numero può essere limitato a dieci-quindici.

Secondo i risultati di una ricerca condotta dalla PC GIS Company Datatech (USA), che analizza il mercato globale dei GIS, il primo posto nella classifica dei prodotti software GIS negli ultimi anni è stato occupato dal pacchetto MAPINFO, sviluppato da Mapping Information Systems Corporation ( USA) e conta circa 150.000 utenti in tutto il mondo. Tra i più diffusi figurano anche il pacchetto ARC/INFO GIS, sviluppato dal California Environmental Research Institute (ESRI), e il pacchetto IDRISI per l'analisi geografica e l'elaborazione delle immagini, creato presso la Clark University (USA). I pacchetti ATLAS*GIS di Strategic Mapping Inc. sono ampiamente conosciuti. (USA) MGE da INTERGRAPH (USA), SPANS MAP/SPANS GIS Aziende Tydac Technologies Corp. (USA), ILWIS, sviluppato presso l'International Institute of Aerial Photography and Geosciences (Paesi Bassi) SMALLWORLD GIS di Smallworld Mapping Inc. (Regno Unito) SYSTEM 9 di Prime Computer-Wild Leitz (USA), SICAD di Siemens Nixdorf (Germania). Sembra necessario menzionare anche il pacchetto GIS GEOGRAPH/GEODRAW, sviluppato presso il Centro per la ricerca sulla geoinformazione dell'Istituto di geografia dell'Accademia russa delle scienze, che, sulla base dei risultati di una ricerca condotta nel 1994 in Russia, si è classificato al terzo posto nella classifica la classifica dei prodotti software GIS, così come WINGIS dell'azienda austriaca PROGIS, che si è classificata al quinto posto in questa classifica. Di indubbio interesse per la ricerca ambientale è il pacchetto GIS PC-RASTER, sviluppato presso la Facoltà di Geografia dell'Università di Utrecht (Paesi Bassi) e dotato di capacità analitiche avanzate.

2. Interfaccia utente GIS

A seconda del tipo e dello scopo del GIS, l'ambiente di controllo (interfaccia utente) ha solitamente diversi livelli. Il GIS produce "prodotti informativi" - elenchi, mappe - che vengono successivamente utilizzati per il processo decisionale da varie categorie di utenti. Nella maggior parte dei casi l'utente finale potrebbe non interagire direttamente con il sistema. Ad esempio, un sistema di reporting municipale produce elenchi di inventario che vengono utilizzati dai comitati per prendere decisioni riguardanti varie attività commerciali. I leader dei comitati non sanno nulla dell'organizzazione del sistema comunale, avendo solo una comprensione concettuale di quali informazioni siano contenute nel GIS e delle sue capacità funzionali. Tuttavia, il gestore del sistema deve avere una comprensione dettagliata di quali informazioni sono contenute nel database e quali funzioni può svolgere il GIS. L'analista o il programmatore di sistema deve avere una comprensione ancora più dettagliata delle capacità funzionali di una particolare applicazione GIS. L'utente finale solitamente interagisce con il sistema attraverso un apposito operatore che fornisce informazioni sia sulle richieste standard che su quelle individuali.

Il grado di complessità della comunicazione tra l'utente e il GIS è determinato principalmente dal grado di elaborazione della struttura del database, dalla corretta identificazione degli oggetti nel database e dalla presenza di riferimenti incrociati tra diversi gruppi di oggetti. L'ottenimento di qualsiasi informazione da un database viene effettuato nella maggior parte dei casi utilizzando query speciali generate in modo esplicito e implicito. Le query implicite sono solitamente già implementate nel software e integrate in vari blocchi funzionali del sistema dal produttore del software. Ad esempio, facendo clic con il cursore del mouse su un oggetto territoriale visualizzato sullo schermo si avvia un algoritmo di ricerca “basato sulla posizione” per le informazioni sugli attributi associati a questo oggetto. Una query esplicita viene scritta dall'utente (programmatore del sistema GIS) utilizzando uno speciale linguaggio di programmazione (solitamente SQL, a volte un linguaggio sviluppato appositamente per un dato sistema) in editor di testo, ma recentemente si sono diffuse finestre di dialogo per formulare query. Tali query possono essere salvate in una libreria speciale e avviate secondo necessità.

Le query possono variare in modo significativo nel loro scopo e negli algoritmi eseguiti durante la loro implementazione. Una semplice richiesta dati viene effettuata con identificativi specifici di oggetti o ubicazioni precise ed è spesso accompagnata da un'indicazione

Valori specifici dei parametri chiarificanti. Altre query cercano oggetti che soddisfano requisiti più complessi. Ce ne sono diversi vari tipi query di ricerca:

1. "Dov'è l'oggetto X?" Qui è possibile specificare sia le caratteristiche esatte degli attributi dell'oggetto desiderato sia un certo intervallo di queste caratteristiche. In alcuni casi è possibile specificare il raggio di ricerca e il settore relativo al punto centrale, a volte una zona cuscinetto di un altro oggetto.

2. "Cos'è questo oggetto?" Un oggetto viene identificato ("selezionato") utilizzando un dispositivo di dialogo: un mouse o un cursore. Il sistema restituisce gli attributi dell'oggetto, come indirizzo, nome del proprietario, produttività del pozzo petrolifero, altitudine e

3. "Riassumi le caratteristiche degli oggetti entro la distanza X o all'interno/all'esterno di una determinata zona." Combinando le due query e operazioni statistiche precedenti. "Qual è la strada migliore?" Determinazione del percorso ottimale secondo vari criteri (costo minimo, minimo impatto estraneo, velocità massima) tra questi due o più punti.

5. Utilizzo delle relazioni tra oggetti, come la ricerca di caratteristiche sottostanti o la determinazione della pendenza per modelli digitali di elevazione.

Per la maggior parte delle applicazioni GIS il sistema deve operare in tempo reale: il tempo massimo consentito per una risposta è di pochi secondi. Con un accesso sufficientemente frequente al sistema, i requisiti puramente ergonomici per l'interfaccia utente vengono prima di tutto: i menu e le icone dovrebbero essere preferiti ai comandi di testo, che sono noiosi da digitare. Esistono diversi tipi di interfacce utente:

1. Squadra, che l'utente digita sulla riga di comando, ad esempio C >. L'utente deve seguire la sintassi dei comandi definita dal sistema utilizzando precise regole di notazione e punteggiatura. Tuttavia, in alcuni GIS possono esserci più di 1000 comandi di questo tipo, il che è molto scomodo per gli utenti inesperti. La guida in linea può ridurre la necessità di conoscere tutte le regole e la sintassi, soprattutto per i comandi utilizzati raramente.

2. Menù. L'utente seleziona una voce di menu responsabile dell'esecuzione di una funzione specifica. Una voce di menu rappresenta una scelta che è l'unica disponibile in quel momento. Le conseguenze della scelta possono essere visualizzate in un apposito elenco accanto a ciascuna voce. Tuttavia, i sistemi di menu complessi sono noiosi da utilizzare ripetutamente e non forniscono comandi flessibili.

3. Menù pittografici. Questa forma di menu utilizza immagini simboliche per rendere accessibile il significato dei comandi e semplificare il funzionamento. L'utente controlla il sistema utilizzando le icone per le funzioni più comuni e un menu normale per il resto. Molti utenti comprendono meglio i sistemi simbolici e imparano il GIS più velocemente.

4. Finestra. L'interfaccia GIS dovrebbe sfruttare la natura dei dati spaziali. Esistono due modi naturali per accedere ai dati spaziali: attraverso gli oggetti spaziali e attraverso le loro caratteristiche. I sistemi complessi moderni utilizzano finestre a più schermi per visualizzare separatamente i dati di testo e grafica. Le finestre consentono di visualizzare contemporaneamente più viste della stessa mappa, ad esempio a copertura completa e in un'immagine ingrandita.

5. Lingua dell'interfaccia nazionale. Gli ovvi vantaggi derivanti dall'utilizzo della lingua nazionale nei sistemi di menu e nella guida in linea sono immediati. Sia la velocità di padroneggiare il sistema che la completezza dell'utilizzo delle sue funzionalità aumentano notevolmente. La maggior parte dei produttori di software GIS stanno attualmente promuovendo versioni “adattate” dei loro prodotti ai mercati nazionali esteri (lo standard è l’inglese).

Molte shell GIS combinano diversi approcci all'organizzazione dell'ambiente di gestione del sistema, creando un'interfaccia combinata con un normale menu "a discesa" e una serie di blocchi di menu pittografici. A volte viene utilizzato anche riga di comando e molti comandi si riconoscono dalla forma abbreviata (i primi due o tre caratteri).

Sviluppo hardware determina lo sviluppo di altri tipi di interfaccia. I display touch consentiranno all'utente di selezionare un oggetto o impartire comandi semplicemente toccando un'area specifica dello schermo con un dito o un puntatore speciale. Per alcuni tipi di GIS applicati, lavorando con modelli del terreno su larga scala, è possibile introdurre tecnologie " realta virtuale" quando si modella la superficie terrestre e gli oggetti spaziali situati su di essa: edifici, alberi, ecc.

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