Softvér geografických informačných systémov. Softvér a technológie geografických informačných systémov: Tutorial Aplikačný softvér pre GIS

Ministerstvo všeobecného a odborného vzdelávania Ruská federácia Krasnojarská štátna univerzita Výskumné oddelenie biofyziky Ústav výpočtového modelovania SB RAS Krasnojarské medziuniverzitné centrum pre informačné technológie v environmentálnom vzdelávaní S.S. Zamai, O.E. Yakubailik SOFTVÉR A TECHNOLÓGIA GEOINFORMAČNÝCH SYSTÉMOV PRÍRUČKA ŠKOLENIA Krasnojarsk 1998 UDC BBK S.S. Zamai, O.E. Yakubailik. Geo softvér a technológie informačné systémy: Učebnica. príspevok / Krasnojarsk. štát univ. Krasnojarsk, 1998. 110 s. Návod sa venuje softvéru a technológiám geografických informačných systémov (GIS). Zvažujú sa oblasti použitia GIS a ich problematika. praktické využitie na riešenie rôznych aplikovaných problémov. Prehľad technológií na zadávanie a spracovanie priestorových informácií načrtáva všeobecné princípy a požiadavky na dátové súbory softvéru GIS a analyzuje bežné formáty výmeny priestorových údajov. Uvádza sa hodnotenie GIS koncového používateľa a nástrojov na vývoj softvéru. Na príklade knižnice tried GeoConstructor™ sú identifikované hlavné problémy, ktoré vznikajú pri vytváraní GIS aplikácií. Uvažuje sa o metódach konštrukcie geografických informačných systémov pre viacerých používateľov. Učebnica bola pripravená v rámci práce na federálnom cieľovom programe „Integrácia“ číslo 162 a bola testovaná na hodinách so študentmi v rámci aktivít Medziuniverzitného centra GIS, podporeného projektom Federal Target Program „Integration“ č. 68. Obr. 21, tab. 1, podbradník 20 titulov Recenzenti: doktor fyzikálnych a matematických vied, profesor A.N. Gorban, hlava laboratórium. Ústav výpočtového modelovania SB RAS; Ph.D., profesor G.M. Rudáková, prednosta oddelenie informačných technológií Editor SibSTU O.F. Alexandrova korektorka T.E. Bystrigina © S.S. Zamai, 1998 ISBN O.E. Yakubailik, 1998 2 Obsah PREDSLOV 6 1. PRVÁ AKTUALIZÁCIA S GIS 8 1.1. Čo je GIS? 8 1.2. Oblasti použitia GIS 10 Miestna správa 10 Verejné služby 10 Ochrana životného prostredia 11 Zdravotníctvo 12 Doprava 13 Maloobchod 13 Finančné služby 14 1.3. Ako sa to robí... 14 1.4. Trendy v softvéri GIS 16 1.5. Čo je čo 17 1.6. Ako je to štruktúrované? 18 2. ZDROJE VÝCHODNÝCH ÚDAJOV A ICH TYPY 19 2.1. Všeobecne zemepisné mapy 20 2.2. Mapy prírody 21 2.3. Populačné mapy 23 2.4. Ekonomické mapy 24 2.5. Mapy vedy, školenia personálu, verejných služieb 26 2.6. Politické, administratívne a historické mapy, komplexné atlasy 27 2.7. Materiály diaľkového prieskumu Zeme 28 3 3. TECHNOLÓGIE VSTUPU A SPRACOVANIA PRIESTOROVÝCH INFORMÁCIÍ 29 3.1. Zber a systematizácia údajov 29 3.2. Príprava a transformácia údajov 31 3.3. Spracovanie a analýza údajov počas prevádzky GIS 35 3.4. Popis výmenných formátov GIS 38 VEC (GIS IDRISI) 38 MOSS (Map Overlay and Statistic System) 38 GEN (FORMÁT GENEROVANIA ARC/INFO - GIS ARCI/NFO) 40 MIF (Formát výmeny MapInfo - GIS MAPINFO) 41 4. RIEŠENIE PROBLÉMOV V OBLASTI KONCOVÝ POUŽÍVATEĽ GIS 45 4.1. Klasifikácia softvéru GIS 45 4.2. Hodnotenie nástrojov GIS 47 Podpora modelov priestorových údajov 47 Funkcie priestorovej analýzy 48 Nástroje na vstup/výstup priestorových informácií 51 Nástroje na konverziu formátu 51 5. NÁSTROJE NA VÝVOJ APLIKÁCIÍ GIS: GEOCONSTRUCTOR™ 52 5.1. GeoConstructor™ ako nástroj na vytváranie GIS aplikácií 53 5.2. Implementácia GeoConstructor vo vývojovom prostredí 54 5.3. Vytváranie kartografických kompozícií 57 5.4. Správa sady vrstiev a obrázku mapy 59 5.5. Práca s objektmi: navigácia, vyhľadávanie, výber 62 5.6. Prepojenie externých databáz 65 5.7. Tematické mapovanie 66 5.8. Ošetrenie chýb a ovládanie myšou 67 4 5.9. Trieda gisMap 69 6. PREHĽAD NIEKTORÝCH GIS 70 6.1. Softvérové ​​produkty ESRI 70 Rozširujúce moduly systému ARC/INFO 74 6.2. GeoGraph/GeoDraw pre Windows 78 GeoGraph pre Windows 78 GeoDraw pre Windows 81 6.3. Softvér Panorama 83 Účel programu 83 Štruktúra softvéru 85 Možnosti softvéru 86 Vektorová mapa 88 7. METÓDY BUDOVANIA VIACUŽÍVATEĽSKÝCH GEOINFORMAČNÝCH SYSTÉMOV 92 7. 1. Miestny GIS 95 7.2. Viacerí používatelia zdieľajú jednu sadu súborov s geoinformáciami 96 7.3. Geografické informačné systémy s veľkým počtom používateľov 97 7.4. Internetové/intranetové technológie 99 ZÁVER 105 TESTOVACIE OTÁZKY 107 LITERATÚRA 108 5 Úvod Tento tutoriál poskytuje prehľad softvéru a technológií geografických informačných systémov (GIS). Zvažujú sa oblasti aplikácie GIS a otázky ich praktického využitia pri riešení rôznych aplikovaných problémov. Prehľad technológií na zadávanie a spracovanie priestorových informácií predstavuje všeobecné princípy a požiadavky na súbory údajov používané v softvéri GIS. Osobitná pozornosť sa venuje výmenným formátom priestorových údajov, podrobné popisyčo vám umožní použiť túto publikáciu ako referenčnú knihu. Časť o GIS pre koncového používateľa rozoberá hlavné kategórie tohto softvéru a hodnotí nástroje. Podrobne sú zvažované metódy konštrukcie GIS aplikácií - na príklade knižnice nástrojov GeoConstructor™ (vyvinutá Centrálnym geografickým inštitútom Ústavu geografie Ruskej akadémie vied), ako aj otázky integrácie GIS s databázovými systémami. Technológie opísané v príručke využívajú autori pri projektových aktivitách študentských tímov zameraných na vytváranie modelov znalostne náročných informačných systémov na riešenie územne orientovaných problémov. Činnosť je organizovaná v rámci Medziuniverzitného centra informačných technológií v environmentálnej výchove, jej výsledky sa využívajú pri realizácii regionálnych programov a projektov informatizácie. Softvér dodali s pomocou GIS Association of Russia spoločnosti TsGI IG RAS (GeoDraw/ GeoGraph), GeoSpectrum International (Panorama), Epsylon Technologies (Baikonur). Medziuniverzitné centrum informačných technológií založili viaceré univerzity v Krasnojarsku: Štátna univerzita (KSU), Technická univerzita (KSTU), Technická univerzita (Sibírska štátna technická univerzita), Pedagogická univerzita (KSPU). Jeho činnosť je finančne podporovaná krajskými a mestskými fondmi životného prostredia Krasnojarsk, grantom Federálneho cieľového programu Integrácia č. 68. Centrum sídli v Ústave výpočtového modelovania SB RAS v Akademgorodoku. Zdrojovými materiálmi pre túto príručku boli články a abstrakty z niekoľkých konferencií organizovaných Asociáciou GIS Ruska, tlačové správy a oficiálne materiály od výrobcov a dodávateľov softvéru GIS, ako aj značný počet článkov v časopisoch a monografií. Všetkým autorom uvedených materiálov vyjadrujeme úprimnú vďaku. Autorov možno kontaktovať e-mailom – [chránený e-mailom]. 7 1. Prvé zoznámenie sa s GIS „Pred desiatimi rokmi, keď sa všetko len začínalo, sa zdalo: tu na obrazovke monitora vidíme mapy a môžeme vkladať rôzne symboly, napríklad obsah škodlivých látok. Ukázalo sa, že je to veľmi vizuálne a jednoduchý obrázok , a všetci „diváci“, od verejnej politiky až po mestskú samosprávu a dokonca aj vedci, boli pri pohľade na obsah obrazovky nadšení. Ale všetko má svoje hranice a teraz už došlo k nasýteniu takýmito vecami.“ Z materiálov Združenia GIS. 1.1. Čo je GIS? Sémantický a vecný výklad pojmu geografické informačné systémy, alebo GIS, silne závisí od profesionálnych záujmov osoby, ktorá definíciu dáva. Ak počúvate niektorých ľudí, možno si myslíte, že jediný spôsob, ako vyriešiť problémy vašej organizácie, ako aj problémy sveta, je pomocou GIS. Samozrejme, GIS je použiteľný pre veľké množstvo aplikácií v rôznych tematických oblastiach a s jeho pomocou je možné riešiť mnohé problémy rýchlejšie a efektívnejšie. Vždy by ste však mali pamätať na to, že GIS je iba súborom vynikajúcich nástrojov, ktoré odborníci používajú rôznymi spôsobmi na ich riešenie. Preto je dôležité pochopiť, ako môžete zvýšiť efektivitu organizácie pomocou GIS. Je veľmi ťažké presne definovať GIS, pretože pri prevádzke sa dá zobraziť na viacerých úrovniach a bude znamenať rôzne veci pre rôzne aplikácie. Pre niektorých je GIS súborom softvérových nástrojov používaných na zadávanie, ukladanie, manipuláciu, analýzu a zobrazovanie geografických informácií (obr. 1). Ide o technickú definíciu, ktorá odráža históriu vývoja GIS ako kombinácie nástrojov počítačom podporovaného projektovania (CAD) s digitálnou kartografiou a databázovými programami (DBMS). Pre iných môže byť GIS spôsob myslenia, spôsob rozhodovania v organizácii, kde všetky informácie súvisia s priestorom a sú centrálne uložené. Ide skôr o strategickú definíciu. Je dôležité pochopiť, že GIS nemusí byť riešením vašich problémov a na úspešné dokončenie úloh si bude vyžadovať určité zamyslenie. GIS je systém pozostávajúci z troch komponentov, z ktorých každý je nevyhnutný pre úspech: priestorové údaje, hardvérové ​​a softvérové ​​nástroje a problém ako predmet riešenia. Okrem toho problém slúži ako hlavná zložka, ktorá núti človeka zvoliť si spôsoby prenosu. 1. Mapa Krasnojarska v programe GeoGraph pre Windows. Vytvorené v Technologickom centre GIS, Ústav výpočtovej techniky SB RAS 9, dátové úložisko, analýza dát, softvérové ​​nástroje a technológie na vytváranie jedného alebo druhého vecne orientovaného informačného systému. 1.2. Oblasti použitia GIS Miestna správa Úlohy riadenia samospráv sú jednou z najväčších oblastí aplikácií GIS. V akejkoľvek oblasti činnosti miestnej správy (prieskum pôdy, manažment využívania pôdy, výmena existujúcich papierových záznamov, manažment zdrojov, účtovníctvo majetku (nehnuteľnosti) a diaľnic) je použiteľný GIS. Môžu byť tiež použité na veliteľských stanovištiach monitorovacích stredísk a pri zásahoch prvej pomoci. GIS je integrálnou súčasťou (inštrumentálnou, technologickou, softvérovou) každého mestského alebo regionálneho manažérskeho informačného systému. Verejné služby Verejné služby najaktívnejšie využívajú GIS na vybudovanie databázy majetku (potrubia, káble, čerpadlá, distribučné stanice atď.), ktorá je ústrednou súčasťou ich stratégie informačných technológií. Typicky v tomto sektore dominuje GIS, ktorý poskytuje modelovanie správania siete v reakcii na rôzne odchýlky od normy. Automatizačné systémy na mapovanie a správu fixných aktív sa najčastejšie používajú na podporu „externého plánovania“ v organizácii: kladenie káblov, polohovanie ventilov, servisných panelov atď. (obr. 2). 10

GIS softvér je rozdelený do piatich hlavných používaných tried. Prvou funkčne najkompletnejšou triedou softvéru je inštrumentálny GIS. Môžu byť navrhnuté pre širokú škálu úloh: na organizáciu vstupu informácií (kartografických aj atribútových), ich ukladanie (vrátane distribuovaných, podporných sieťových prác), spracovanie zložitých požiadaviek na informácie, riešenie priestorových analytické úlohy(koridory, prostredia, sieťové úlohy a pod.), konštrukcia odvodených máp a diagramov (prekrývacie operácie) a napokon príprava na výstup originálnych layoutov kartografických a schematických produktov na pevné médiá. Inštrumentálne GIS spravidla podporujú prácu s rastrovými aj vektorovými obrázkami, majú zabudovanú databázu digitálnych podkladov a atribútových informácií, prípadne podporujú niektorú z bežných databáz na ukladanie atribútových informácií: Paradox, Access, Oracle atď. vyvinuté produkty majú run time systémy, ktoré umožňujú optimalizovať potrebnú funkčnosť pre konkrétnu úlohu a znížiť náklady na replikáciu systémov pomoci vytvorených s ich pomocou. Druhou dôležitou triedou sú takzvané prehliadače GIS, teda softvérové ​​produkty, ktoré poskytujú využitie databáz vytvorených pomocou inštrumentálneho GIS. Prehliadače GIS spravidla poskytujú používateľovi (ak vôbec) extrémne obmedzené možnosti dopĺňania databáz. Všetky prehliadače GIS obsahujú nástroje na dopytovanie databáz, ktoré vykonávajú operácie polohovania a približovania kartografických obrázkov. Prirodzene, diváci sú vždy neoddeliteľnou súčasťou stredných a veľkých projektov, čo vám umožňuje ušetriť náklady na vytváranie niektorých pracovných miest, ktoré nie sú vybavené právami na doplnenie databázy. Treťou triedou sú referenčné kartografické systémy (RSS). Kombinujú skladovanie a väčšinu možné typy vizualizácie priestorovo distribuovaných informácií obsahujú dopytovacie mechanizmy na kartografické a atribútové informácie, no zároveň výrazne obmedzujú možnosť užívateľa dopĺňať vstavané databázy. Ich aktualizácia (aktualizácia) je cyklická a zvyčajne ju za príplatok vykonáva dodávateľ SCS. Štvrtou triedou softvéru sú nástroje priestorového modelovania. Ich úlohou je modelovať priestorové rozloženie rôznych parametrov (reliéf, zóny znečistenia životného prostredia, záplavové oblasti pri výstavbe priehrad a iné). Spoliehajú sa na nástroje na prácu s maticovými údajmi a sú vybavené pokročilými vizualizačnými nástrojmi. Typické je mať nástroje, ktoré vám umožňujú vykonávať širokú škálu výpočtov s priestorovými údajmi (sčítanie, násobenie, výpočet derivácií a iné operácie).

Piata trieda, na ktorú sa oplatí zamerať, je špeciálne prostriedky spracovanie a dekódovanie údajov zemskej sondy. Patria sem balíky na spracovanie obrazu, vybavené v závislosti od ceny rôznymi matematickými nástrojmi, ktoré umožňujú operácie s naskenovanými alebo digitálne zaznamenanými obrazmi zemského povrchu. Ide o pomerne širokú škálu operácií, počnúc všetkými typmi korekcií (optické, geometrické) cez georeferencovanie snímok až po spracovanie stereo párov s výstupom výsledku v podobe aktualizovaného topoplánu. Okrem spomínaných tried existujú aj rôzne softvérové ​​nástroje, ktoré manipulujú s priestorovými informáciami. Ide o produkty ako nástroje na spracovanie terénnych geodetických pozorovaní (balíky, ktoré zabezpečujú interakciu s GPS prijímačmi, elektronickými tachometrami, nivelačnými prístrojmi a inými automatizovanými geodetickými zariadeniami), navigačné nástroje a softvér na riešenie aj užších predmetových problémov (výskum, ekológia, hydrogeológia atď.). .). Prirodzene sú možné aj iné princípy klasifikácie softvéru: podľa oblasti použitia, podľa nákladov, podľa podpory pre určitý typ (alebo typy) operačné systémy, výpočtovými platformami (PC, Unixové pracovné stanice) a pod. Rýchly rast počtu spotrebiteľov GIS technológií v dôsledku decentralizácie čerpania rozpočtových prostriedkov a zavádzania čoraz viac tematických oblastí ich využitia. Ak do polovice 90. rokov bol hlavný rast trhu spojený len s veľké projekty federálnej úrovni, dnes hlavný potenciál smeruje k masovému trhu. Toto je celosvetový trend: podľa výskumnej firmy Daratech (USA), globálny trh GIS pre osobné počítače v súčasnosti 121,5-krát rýchlejšie ako celkový rast trhu GIS riešení. Masívnosť trhu a vznikajúca konkurencia vedú k tomu, že spotrebiteľom sa ponúka čoraz kvalitnejší tovar za rovnakú alebo nižšiu cenu. Pre popredných dodávateľov inštrumentálnych GIS sa tak už stalo pravidlom dodávať spolu so systémom aj digitálny kartografický podklad pre región, kde je tovar distribuovaný. A samotná vyššie uvedená klasifikácia softvéru sa stala realitou. Ešte pred dvomi alebo tromi rokmi bolo možné funkcie automatizovanej vektorizácie a pomocných systémov implementovať iba pomocou vyvinutého a drahého inštrumentálneho GIS (Arc/Info, Intergraph). Prejavuje sa progresívny trend k modularizácii systémov, čo umožňuje optimalizáciu nákladov na konkrétny projekt. Dnes je možné zakúpiť aj balíky slúžiace konkrétnemu technologickému stupňu, napríklad vektorizéry, v kompletnej aj zmenšenej sade modulov, knižníc symbolov atď. Vstup viacerých domácich projektov na „trhovú“ úroveň. Produkty ako GeoDraw / GeoGraph, Sinteks / Tri, GeoCAD, EasyTrace majú nielen značný počet používateľov, ale už majú aj všetky atribúty dizajnu a podpory trhu. V ruskej geoinformatike existuje určitý kritický počet pracovných zariadení - päťdesiat. Akonáhle to dosiahnete, sú už len dve cesty ďalej: buď prudko nahor, zvýšenie počtu vašich používateľov, alebo odchod z trhu z dôvodu neschopnosti poskytnúť potrebnú podporu a vývoj pre váš produkt. Zaujímavé je, že všetky spomenuté programy vyhovujú spodnej časti cenového spektra; inými slovami, našli optimálnu rovnováhu medzi cenou a tlakom funkčnosťšpeciálne pre ruský trh.

S.S. Smirnov(Južný výskumný ústav morského rybolovu a oceánografie)

Pri tvorbe geografického informačného systému (GIS) je nevyhnutný problém výberu softvéru.

Známe softvérové ​​produkty popredných svetových spoločností zaoberajúcich sa vývojom softvéru GIS so všetkými ich výhodami majú jednu významnú nevýhodu - vysokú cenu, ktorá sa pohybuje v tisícoch a desiatkach tisíc dolárov. V súčasnosti sa na trhu geoinformatiky objavuje čoraz viac lacných alebo bezplatných, ale kvalitných vývojov.

Z veľkej časti za to môže Open Geospatial Consortium (OGC, http://www.opengeospatial.org), ktoré združuje 339 spoločností, vládne a vedecké inštitúcie. Hlavnými cieľmi OGC je vývoj verejne dostupných štandardov, dátových formátov a špecifikácií používaných v geografických informačných technológiách, ako aj rozšírená implementácia týchto technológií v rôznych priemyselných odvetviach.

Geoinformačný databázový server
Ak sa vo vytváranom GIS plánuje používať nielen súbor súborov (napríklad súbory Shape a rastrové obrázky), ale aj informácie uložené v databáze, potom sa s najväčšou pravdepodobnosťou nezaobídete bez geoinformačného databázového servera (geodatabáza ), ktorý môže tiež poskytnúť simultánnu prevádzku pre skupinu používateľov v režime klient-server.

V tomto prípade môžeme odporučiť Server MySQL (http://www.mysql.com). MySQL nie je vo svojich hlavných ukazovateľoch horší ako uznávané DBMS ako Oracle a Microsoft SQL, pričom tento DBMS patrí do kategórie open source systémov a je zadarmo na nekomerčné použitie, čo ho samozrejme priaznivo odlišuje od vyššie uvedených systémov. spomínaný drahý softvér. Počnúc verziou 4.1 MySQL zaviedlo podporu pre typy priestorových údajov (Spatial extensions).

Softvérový server MySQL DBMS pracuje v prostredí Windows, proces je riadený pomocou príkazov zadávaných z konzoly (obr. 1). Správa DBMS sa stáva pohodlnejšou pri používaní softvéru grafické rozhranie(obr. 2), ktorý je možné bezplatne stiahnuť zo stránky MySQL.

Databázové servery GIS zahŕňajú aj DBMS
PostgreSQL(http://www.postgresql.org). Rovnako ako MySQL, aj tento DBMS podporuje typy priestorových údajov (rozšírenie PostGIS) a je bezplatný.

GIS softvér
Ak prejdeme k úvahám o softvéri pre klientov GIS interagujúcich s vyššie uvedenými DBMS, môžeme ponúknuť dva nové a veľmi sľubné programy: Výrez A KOSMO, ktoré sú momentálne k dispozícii na stiahnutie zo stránok vývojárov so stavom „Beta“ a „Kandidát na vydanie“. Oficiálne vydanie prvej verzie týchto programov je plánované v najbližších 2-3 mesiacoch. karikatúry

Výrez(vyvinutý spoločnosťou Texel corporation, http://www.viewportimaging.com/) multifunkčný softvér pre prácu s priestorovými údajmi, podpora 37 formátov súborov (ESRI Shape, MapInfo Vector File, ARC/INFO ASCII Grid, USGS DEM, EOSAT Fast Format, ERDAS Imagine, GIF, JPEG, TIFF atď.) a 9 zdrojov údajov (ArcSDE, Informix Datablade, MySQL, PostgreSQL, Oracle Spatial, ODBC RDBMS, Web Mapping Service atď.).

Jednoduché a pohodlné rozhranie, výber mapovej projekcie, možnosť vytvárať SQL dotazy a následne ich výsledky zobrazovať na mape, množstvo meniteľných parametrov grafických objektov (meniteľná priehľadnosť, veľa druhov šrafovania/výplne, špecifikácia hrúbky a typ linky a pod.), export do rôznych formátov, to všetko robí program veľmi atraktívnym pre použitie.

Ryža. 3. Kópia obrazovky výrezu

Cena jednej licencie je 99,95 USD, no je možné, že licencie budú pre neziskové inštitúcie poskytované bezplatne. V súčasnosti si môžete stiahnuť bezplatnú, ale s množstvom obmedzení, beta verziu programu z webovej stránky vývojára.

KOSMO(vyvinutý SAIG, http://www.saig.es/en) je plnohodnotný GIS, poskytovaný úplne zadarmo. Tento program je výsledkom spojenia vlastného vývoja SAIG ​​a množstva open source projektov (JUMP, JTS, GeoTools atď.).

KOSMO umožňuje napojenie na geoinformačné databázy (Oracle Spatial, MySQL, PostgreSQL-PostGIS), má veľká sada nástroje na prácu s vektorovými dátami, podporuje najbežnejšie formáty rastrových dát (TIFF, GeoTIFF, ECW, MrSid atď.), má dobrý štýlový editor a tvorca dotazov, má možnosť rozšírenia funkčnosti pripojením ďalších modulov a to všetko je len malá časť možností programu.

Ryža. 4. Kópia obrazovky KOSMO

Okrem toho si môžete vybrať jazyk rozhrania. Okrem angličtiny, španielčiny a portugalčiny bude čoskoro k dispozícii aj ruština, keďže autor tohto článku momentálne pracuje na preklade rozhrania programu do ruštiny.

GIS KOSMO je vyvinutý v prostredí Java, preto sa odporúča stiahnuť si distribučný kit, ktorý už obsahuje moduly JRE a JAI.

V situácii, keď nepotrebujete vyvíjať komplexný GIS, ale potrebujete len zobraziť existujúce kartografické dáta, vám môžeme odporučiť bezplatné prehliadače GIS: Christine GIS Viewer (

ArcGIS -- rodina softvérové ​​produkty Americká spoločnosť ESRI, jeden z lídrov na svetovom trhu geografických informačných systémov. ArcGIS je postavený na báze technológií COM, .NET, Java, XML, SOAP. Najnovšia verzia-- ArcGIS 10.

Obr.3.1

ArcGIS umožňuje vizualizovať (prezentovať vo forme digitálnej mapy) veľké objemy geograficky referenčných štatistických informácií. V prostredí sa vytvárajú a upravujú mapy všetkých mierok: od územných plánov až po mapu sveta.

ArcGIS má tiež vstavané široké nástroje na analýzu priestorových informácií.

ArcGis sa používa v rôznych oblastiach:

• · Pozemkový kataster, pozemkové úpravy
• · Účtovníctvo nehnuteľností (pozri: AIS pre účtovníctvo nehnuteľností, ISOGD)
• · Inžinierske komunikácie
• · Ministerstvo vnútra a Ministerstvo pre mimoriadne situácie
• Telekomunikácie
• · Olej a benzín
• Ekológia
• · Štátna pohraničná služba
• · Doprava
• Lesníctvo
• · Vodné zdroje
• Diaľkový prieskum
• Geológia a využitie podložia
• · Geodézia, kartografia, geografia
• · Obchod
• · Obchod a služby
• · Poľnohospodárstvo
• · Vzdelávanie
• · Cestovný ruch

Tento softvér sa používa pre všetky typy počítačov: desktop (ArcView, ArcEditor, ArcInfo), server (ArcGIS Server, ArcSDE) a vreckový (ArcPad).

Intergraph GeoMedia

GeoMedia je GIS technológia z rodiny GIS produktov.

Technológia GeoMedia je architektúra GIS novej generácie, ktorá vám umožňuje pracovať priamo bez importu/exportu súčasne s množstvom priestorových údajov v rôznych formátoch. To je dosiahnuté použitím špeciálnych komponentov pre prístup k dátam - Intergraph GeoMedia Data Server.

Obr.3.2

Používatelia GeoMedia majú dnes prístup ku komponentom pre všetky hlavné priemyselné formáty na ukladanie digitálnych mapových údajov: ArcInfo, ArcView, ASCII, AutoCAD, FRAMME, GeoMedia, GML, MapInfo, MGE, MicroStation, Oracle Spatial atď., vrátane rastrových, tabuľkových a multimediálne dáta. Používatelia si však môžu vytvoriť svoj vlastný server GeoMedia Data Server na základe šablóny vlastného formátu. Komponenty Intergraph GeoMedia Data Server vám umožňujú prezerať a súčasne analyzovať dáta z ľubovoľného počtu zdrojov, uložené v rôznych formátoch, súradnicových systémoch as rôznou presnosťou na jednej mape.

Tento prístup vám umožňuje zachovať investície do existujúcich GIS riešení a zároveň prejsť na nová úroveň integrácia informačné zdroje podnikov. Rodina produktov GeoMedia zahŕňa dva základné produktové rady – desktop a server – plus prídavné aplikačné moduly.

GeoMedia je prototypom prvej verzie medzinárodných štandardov v oblasti GIS, ktorú vyvinulo Open GIS Consortium a zároveň je prvou implementáciou týchto štandardov.

Intergraph GeoMedia je softvérový nástroj na získavanie, zobrazovanie a analýzu geografických údajov z rôznych informačných systémov. Používa sa na miestach vzdialených klientov ako univerzálny prostriedok prístupu k tradičným GIS, ako sú MGE a FRAMME.

GeoMedia je oboje desktopový systém a nástroj na vývoj vlastných špecializovaných aplikácií. Okrem toho má GeoMedia vstavané možnosti rozloženia máp, ktoré nie sú dostupné v iných existujúcich GIS.

Hlavné funkcie:

• · Úplný prístup na dáta z GIS projektov MGE, FRAMME (Intergraph), ESRI (ARC/Info), ESRI (ARC/View), MapInfo, Bentley/MicroStation a súbory AutoCAD.
• · Priestorová analýza
• · Plná integrácia geografických údajov z rôznych GIS
• · Prispôsobenie podľa požiadaviek užívateľa
• · Transformácie súradníc
• · Zobrazenie rastrových súborov, podpora rôznych formátov
• · Výstavba nárazníkových zón
• · Stavba tematických máp, symbolizácia, umiestnenie štítkov.
• · Práca s Oracle SDO.

softvér geografické informačné systémy

1. Všeobecná charakteristika

Softvérové ​​nástroje GIS sú súborom viac či menej integrovaných softvérových modulov, ktoré zabezpečujú implementáciu základných funkcií GIS. Vo všeobecnosti možno rozlíšiť šesť základných modulov:

1) zadávanie a overovanie údajov,

2) ukladanie a manipulácia s údajmi,

3) transformácia súradnicových systémov a transformácia mapových projekcií,

4) analýza a modelovanie,

5) výstup a prezentácia údajov,

6) interakcia používateľa.

Vzhľadom na široký rozsah a veľmi špecifické vlastnosti implementovaných funkcií tvorí softvér geografických informačných systémov v súčasnosti súčasť globálneho softvérového trhu. Existuje pomerne veľké množstvo komerčných softvérových balíkov GIS, ktoré umožňujú vývoj geografických informačných systémov so špecifickou funkcionalitou pre konkrétne územia. Počet takýchto balíkov GIS dosahuje niekoľko desiatok. Ak však hovoríme o najznámejších a najpoužívanejších komerčných GIS balíkoch, ich počet môže byť obmedzený na desať až pätnásť.

Podľa výsledkov výskumu spoločnosti PC GIS Company Datatech (USA), ktorá analyzuje globálny trh GIS, prvé miesto v rebríčku softvérových produktov GIS v posledných rokoch obsadil balík MAPINFO, vyvinutý spoločnosťou Mapping Information Systems Corporation ( USA) a má približne 150 000 používateľov po celom svete. Medzi najpopulárnejšie patrí aj balík ARC/INFO GIS, vyvinutý California Environmental Research Institute (ESRI) a balík geografickej analýzy a spracovania obrazu IDRISI, vytvorený na Clark University (USA). Balíky ATLAS*GIS od spoločnosti Strategic Mapping Inc. sú všeobecne známe. (USA) MGE od INTERGRAPH (USA), SPANS MAP/SPANS GIS Firmy Tydac Technologies Corp. (USA), ILWIS, vyvinutý v Medzinárodnom inštitúte leteckej fotografie a geovedy (Holandsko) SMALLWORLD GIS od Smallworld Mapping Inc. (UK) SYSTEM 9 od Prime Computer-Wild Leitz (USA), SICAD od Siemens Nixdorf (Nemecko). Ako potrebné sa javí spomenúť aj balík GIS GEOGRAPH/GEODRAW, vyvinutý v Centre pre výskum geoinformácií Ústavu geografie Ruskej akadémie vied, ktorý na základe výsledkov výskumu realizovaného v roku 1994 v Rusku obsadil tretie miesto v r. rebríčku softvérových produktov GIS, ako aj WINGIS rakúskej spoločnosti PROGIS, ktorá sa v tomto rebríčku umiestnila na piatom mieste. Nepochybným záujmom pre environmentálny výskum je GIS balík PC-RASTER, vyvinutý na Geografickej fakulte Univerzity v Utrechte (Holandsko) s pokročilými analytickými schopnosťami.

2. Používateľské rozhranie GIS

V závislosti od typu a účelu GIS má riadiace prostredie (používateľské rozhranie) zvyčajne niekoľko úrovní. GIS produkuje „informačné produkty“ – zoznamy, mapy – ktoré sa neskôr používajú na rozhodovanie rôznych kategórií používateľov. Koncový používateľ nemusí vo väčšine prípadov interagovať priamo so systémom. Napríklad obecný systém podávania správ vytvára inventárne zoznamy, ktoré používajú výbory na rozhodovanie o rôznych obchodných aktivitách. Vedúci komisií nevedia nič o organizácii mestského systému, majú len koncepčné chápanie toho, aké informácie sú v GIS a jeho funkčné možnosti. Správca systému však musí podrobne rozumieť tomu, aké informácie sú v databáze a aké funkcie môže GIS vykonávať. Systémový analytik alebo programátor musí ešte detailnejšie rozumieť funkčným schopnostiam konkrétnej aplikácie GIS. Koncový používateľ zvyčajne komunikuje so systémom prostredníctvom špeciálneho operátora, ktorý poskytuje informácie o štandardných aj individuálnych požiadavkách.

Miera zložitosti komunikácie medzi používateľom a GIS je určená predovšetkým stupňom prepracovanosti štruktúry databázy, správnou identifikáciou objektov v databáze a prítomnosťou krížových odkazov medzi rôznymi skupinami objektov. Získavanie akýchkoľvek informácií z databázy sa vo väčšine prípadov vykonáva pomocou špeciálnych dopytov generovaných explicitne a implicitne. Implicitné dotazy sú zvyčajne už implementované v softvéri a vložené do rôznych funkčných blokov systému výrobcom softvéru. Napríklad kliknutie kurzorom myši na priestorový objekt zobrazený na obrazovke spustí vyhľadávací algoritmus „založený na polohe“ pre informácie o atribútoch spojených s týmto objektom. Explicitný dotaz napíše používateľ (programátor GIS systému) pomocou špeciálneho programovacieho jazyka (zvyčajne SQL, niekedy jazyk špeciálne vyvinutý pre daný systém) v textový editor, ale nedávno sa rozšírili dialógové okná na vytváranie dotazov. Takéto dotazy možno uložiť do špeciálnej knižnice a spustiť podľa potreby.

Dotazy sa môžu výrazne líšiť svojim účelom a algoritmami vykonávanými počas ich implementácie. Jednoduchá žiadosť o údaje sa uskutočňuje so špecifickými identifikátormi objektu alebo presnými miestami a často je sprevádzaná indikáciou

Špecifické hodnoty objasňujúcich parametrov. Ďalšie dopyty hľadajú objekty, ktoré spĺňajú zložitejšie požiadavky. Je ich viacero rôzne druhy vyhľadávacie dopyty:

1. "Kde je objekt X?" Tu je možné špecifikovať presné atribútové charakteristiky požadovaného objektu a určitý rozsah týchto charakteristík. V niektorých prípadoch je možné určiť polomer vyhľadávania a sektor vzhľadom na centrálny bod, niekedy nárazníkovú zónu iného objektu.

2. "Čo je to za predmet?" Objekt sa identifikuje („vyberie“) pomocou dialógového zariadenia – myši alebo kurzora. Systém vráti atribúty objektu, ako je adresa, meno vlastníka, produktivita ropného vrtu, nadmorská výška a

3. „Zhrňte vlastnosti objektov vo vzdialenosti X alebo vo vnútri/mimo určitej zóny.“ Spojenie dvoch predchádzajúcich dotazov a štatistických operácií. "Ktorá cesta je najlepšia?" Určenie optimálnej trasy podľa rôznych kritérií (minimálne náklady, minimálny vonkajší vplyv, maximálna rýchlosť) medzi týmito dvoma alebo viacerými bodmi.

5. Používanie vzťahov medzi objektmi, ako je hľadanie základných prvkov alebo určenie sklonu pre digitálne modely výšok.

Pre väčšinu aplikácií GIS musí systém fungovať v reálnom čase: maximálny čas povolený na odozvu je niekoľko sekúnd. Pri dostatočne častých volaniach do systému sú na prvom mieste čisto ergonomické požiadavky na používateľské rozhranie – pred textovými príkazmi, ktoré sú zdĺhavé na písanie, uprednostniť menu a ikony. Existuje niekoľko typov používateľských rozhraní:

1. tím, ktoré používateľ zadá na príkazovom riadku, napríklad C >. Používateľ musí dodržiavať systémovo definovanú syntax príkazov s použitím presných pravidiel notácie a interpunkcie. V niektorých GIS však môže byť takýchto príkazov viac ako 1000, čo je pre neskúsených používateľov veľmi nepohodlné. Online pomoc môže znížiť potrebu poznať všetky pravidlá a syntax, najmä v prípade zriedka používaných príkazov.

2. Ponuka. Používateľ vyberie položku ponuky zodpovednú za vykonávanie konkrétnej funkcie. Položka ponuky predstavuje voľbu, ktorá je v danom čase jediná dostupná. Dôsledky voľby je možné zobraziť v špeciálnom zozname vedľa každej položky. Zložité systémy ponúk sú však únavné na opakované používanie a neposkytujú flexibilné príkazy.

3. Piktografické menu. Táto forma menu využíva symbolické obrázky na sprístupnenie významu príkazov a zjednodušenie ovládania. Používateľ ovláda systém pomocou ikon pre najbežnejšie funkcie a bežné menu pre ostatné. Mnohí používatelia lepšie rozumejú symbolickým systémom a rýchlejšie sa učia GIS.

4. okno. Rozhranie GIS by malo využívať výhody charakteru priestorových údajov. Existujú dva prirodzené spôsoby prístupu k priestorovým údajom – prostredníctvom priestorových objektov a prostredníctvom ich vlastností. Moderné komplexné systémy používajú na samostatné zobrazovanie textových a grafických údajov viacero obrazovkových okien. Systém Windows umožňuje súčasne zobraziť niekoľko zobrazení tej istej mapy, napríklad v plnom pokrytí a vo zväčšenom obrázku.

5. Jazyk národného rozhrania. Zjavné výhody používania národného jazyka v systémoch menu a online pomoci sú okamžité. Rýchlosť zvládnutia systému aj úplnosť využívania jeho funkcionality prudko stúpa. Väčšina výrobcov GIS softvéru v súčasnosti propaguje „prispôsobené“ verzie svojich produktov na zahraničných národných trhoch (štandardom je angličtina).

Mnohé shelly GIS kombinujú niekoľko prístupov k organizácii prostredia správy systému a vytvárajú kombinované rozhranie s bežným „rozbaľovacím“ menu a súborom obrázkových blokov menu. Niekedy sa používa dodatočne príkazový riadok a mnohé príkazy sú rozpoznané podľa ich skrátenej formy (prvé dva alebo tri znaky).

rozvoj hardvér určuje vývoj ďalších typov rozhraní. Dotykové displeje umožnia používateľovi vybrať objekt alebo zadávať príkazy jednoduchým dotykom konkrétnej oblasti obrazovky prstom alebo špeciálnym ukazovateľom. Pre niektoré typy aplikovaných GIS, pracujúcich s rozsiahlymi modelmi terénu, je možné zaviesť technológie " virtuálna realita" pri modelovaní zemského povrchu a priestorových objektov na ňom nachádzajúcich sa: budovy, stromy a pod.

GIS softvér - 4,5 z 5 na základe 2 hlasov