Programska oprema za geografske informacijske sisteme. Programska oprema in tehnologije geografskih informacijskih sistemov: Tutorial Aplikativna programska oprema za GIS

Ministrstvo za splošno in poklicno izobraževanje Ruska federacija Krasnoyarsk State University Research Department of Biophysics Inštitut za računalniško modeliranje SB RAS Krasnoyarsk Meduniverzitetni center za informacijske tehnologije v okoljskem izobraževanju S.S. Zamai, O.E. Yakubailik PROGRAMSKA OPREMA IN TEHNOLOGIJA PRIROČNIK ZA USPOSABLJANJE GEOINFORMACIJSKIH SISTEMOV Krasnojarsk 1998 UDC BBK S.S. Zamai, O.E. Yakubailik. Geo programska oprema in tehnologija informacijski sistemi: Učbenik. dodatek / Krasnojarsk. država univ. Krasnojarsk, 1998. 110 str. Vadnica se posveča programski opremi in tehnologijam geografskih informacijskih sistemov (GIS). Obravnavana so področja uporabe GIS in njihova problematika. praktično uporabo za reševanje različnih uporabnih problemov. Pregled tehnologij za vnos in obdelavo prostorskih informacij opisuje splošna načela in zahteve za podatkovne nize programske opreme GIS ter analizira običajne formate izmenjave prostorskih podatkov. Podana je ocena GIS končnega uporabnika in orodij za razvoj programske opreme. Na primeru knjižnice razredov GeoConstructor™ so identificirane glavne težave, ki se pojavljajo pri izdelavi GIS aplikacij. Obravnavane so metode za izgradnjo večuporabniških geografskih informacijskih sistemov. Učbenik je bil pripravljen v okviru dela na Zveznem ciljnem programu "Integracija" št. 162 in je bil preizkušen pri pouku s študenti v okviru dejavnosti Meduniverzitetnega GIS centra, ki ga podpira projekt Zveznega ciljnega programa "Integracija" št. 68. Sl. 21, tab. 1, bib. 20 naslovov Recenzenti: doktor fizikalnih in matematičnih znanosti, profesor A.N. Gorban, vodja lab. Inštitut za računalniško modeliranje SB RAS; dr., profesor G.M. Rudakova, vodja oddelek informacijske tehnologije Urednik SibSTU O.F. Alexandrova Lektorica T.E. Bystrigina © S.S. Zamai, 1998 ISBN O.E. Yakubailik, 1998 2 Vsebina PREDGOVOR 6 1. PRVO SPOZNAVANJE Z GIS 8 1.1. Kaj je GIS? 8 1.2. Področja uporabe GIS 10 Lokalne uprave 10 Komunalne službe 10 Varstvo okolja 11 Zdravstvo 12 Promet 13 Trgovina na drobno 13 Finančne storitve 14 1.3. Kako se to naredi... 14 1.4. Trendi programske opreme GIS 16 1.5. Kaj je kaj 17 1.6. Kako je strukturiran? 18 2. VIRI IZHODNIH PODATKOV IN NJIHOVE VRSTE 19 2.1. Splošnogeografske karte 20 2.2. Naravoslovne karte 21 2.3. Zemljevidi prebivalstva 23 2.4. Gospodarski zemljevidi 24 2.5. Zemljevidi znanosti, usposabljanje kadrov, javne službe 26 2.6. Politični, upravni in zgodovinski zemljevidi, obsežni atlasi 27 2.7. Materiali za daljinsko zaznavanje 28 3 3. TEHNOLOGIJE ZA VNOS IN OBDELAVO PROSTORSKIH INFORMACIJ 29 3.1. Zbiranje in sistematizacija podatkov 29 3.2. Priprava in transformacija podatkov 31 3.3. Obdelava in analiza podatkov med delovanjem GIS 35 3.4. Opis GIS izmenjevalnih formatov 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. REŠEVANJE TEŽAV V KONČNI UPORABNIK GIS 45 4.1. Klasifikacija programske opreme GIS 45 4.2. Vrednotenje GIS orodij 47 Podpora modelom prostorskih podatkov 47 Funkcije prostorske analize 48 Orodja za vnos/izhod prostorskih informacij 51 Orodja za pretvorbo formatov 51 5. ORODJA ZA RAZVOJ GIS APLIKACIJ: GEOCONSTRUCTOR™ 52 5.1. GeoConstructor™ kot orodje za izdelavo GIS aplikacij 53 5.2. Implementacija GeoConstructorja v razvojno okolje 54 5.3. Izdelava kartografskih kompozicij 57 5.4. Upravljanje nabora slojev in slike zemljevida 59 5.5. Delo z objekti: navigacija, iskanje, selekcija 62 5.6. Povezovanje zunanjih baz podatkov 65 5.7. Tematsko kartiranje 66 5.8. Odpravljanje napak in upravljanje z miško 67 4 5.9. Razred gisMap 69 6. PREGLED NEKATERIH GIS-ov 70 6.1. Programski izdelki ESRI 70 Sistemski razširitveni moduli ARC/INFO 74 6.2. GeoGraph/GeoDraw za Windows 78 GeoGraph za Windows 78 GeoDraw za Windows 81 6.3. Programska oprema Panorama 83 Namen programa 83 Struktura programske opreme 85 Zmožnosti programske opreme 86 Vektorska karta 88 7. METODE GRADNJE VEČUPORABNIŠKIH GEOINFORMACIJSKIH SISTEMOV 92 7. 1. Lokalni GIS 95 7.2. Več uporabnikov deli en niz datotek z geoinformacijami 96 7.3. Geografski informacijski sistemi z velikim številom uporabnikov 97 7.4. Internetne/intranetne tehnologije 99 ZAKLJUČEK 105 TESTNA VPRAŠANJA 107 LITERATURA 108 5 Predgovor Ta vadnica ponuja pregled programske opreme in tehnologij geografskih informacijskih sistemov (GIS). Upoštevana so področja uporabe GIS in vprašanja njihove praktične uporabe za reševanje različnih uporabnih problemov. Pregled tehnologij za vnos in obdelavo prostorskih informacij predstavlja splošna načela in zahteve za podatkovne nize, ki se uporabljajo v programski opremi GIS. Posebna pozornost je namenjena izmenjavi formatov prostorskih podatkov, podrobni opisi kar vam bo omogočilo uporabo te publikacije kot referenčne knjige. Razdelek o GIS za končnega uporabnika obravnava glavne kategorije te programske opreme in ocenjuje orodja. Podrobno so obravnavane metode za izdelavo aplikacij GIS - na primeru knjižnice orodij GeoConstructor™ (ki jo je razvil Centralni geografski inštitut Inštituta za geografijo Ruske akademije znanosti), pa tudi vprašanja integracije GIS s sistemi baz podatkov. Tehnologije, opisane v priročniku, avtorji uporabljajo v projektnih dejavnostih študentskih timov, namenjenih ustvarjanju modelov informacijskih sistemov, ki temeljijo na znanju, za reševanje teritorialno usmerjenih problemov. Dejavnost je organizirana v okviru Meduniverzitetnega centra za informacijske tehnologije v okoljskem izobraževanju, njeni rezultati pa se uporabljajo pri izvajanju regionalnih programov in projektov informatizacije. Programsko opremo so s pomočjo GIS združenja Rusije dobavila podjetja TsGI IG RAS (GeoDraw/GeoGraph), GeoSpectrum International (Panorama), Epsylon Technologies (Baikonur). Meduniverzitetni center za informacijske tehnologije je ustanovilo več univerz v Krasnojarsku: Državna univerza (KSU), Tehnična univerza (KSTU), Tehnološka univerza (Sibirska državna tehnična univerza), Pedagoška univerza (KSPU). Njegove dejavnosti so finančno podprte s Krasnojarskim regionalnim in mestnim okoljevarstvenim skladom, donacijo zveznega ciljnega programa Integracija št. 68. Center ima sedež na Inštitutu za računalniško modeliranje SB RAS v Akademgorodoku. Izvorni materiali za ta priročnik so bili članki in povzetki s številnih konferenc, ki jih je organiziralo GIS združenje Rusije, sporočila za javnost in uradna gradiva proizvajalcev in dobaviteljev programske opreme GIS, pa tudi veliko število člankov v revijah in monografij. Vsem avtorjem omenjenih gradiv se iskreno zahvaljujemo. Avtorji so dosegljivi po elektronski pošti – [e-pošta zaščitena]. 7 1. Prvo spoznavanje GIS-a »Pred desetimi leti, ko se je vse šele začelo, se je zdelo: tukaj na zaslonu monitorja vidimo zemljevide in lahko postavimo različne simbole, na primer vsebnost škodljivih snovi. Izkazalo se je zelo vizualno in preprosta slika , vsi »gledalci«, od javne politike do občinske uprave in celo znanstveniki, so z užitkom gledali vsebino na ekranu. Ampak vse ima svojo mejo in zdaj je že prišlo do zasičenosti s takimi stvarmi.” Iz gradiva Društva GIS. 1.1. Kaj je GIS? Pomenska in vsebinska razlaga pojma geografski informacijski sistemi ali GIS je močno odvisna od strokovnih interesov definitorja. Če poslušate nekatere ljudi, boste morda pomislili, da je edini način za rešitev težav vaše organizacije, pa tudi svetovnih problemov, s pomočjo GIS. Seveda je GIS uporaben za zelo veliko aplikacij na različnih vsebinskih področjih in z njegovo pomočjo je mogoče hitreje in učinkoviteje rešiti številne probleme. Vedno pa se morate zavedati, da je GIS le skupek odličnih orodij, ki jih strokovnjaki na različne načine uporabljajo za njihovo reševanje. Zato je pomembno razumeti, kako lahko povečate učinkovitost organizacije z uporabo GIS. Zelo težko je natančno definirati GIS, ker si ga je mogoče ogledati na več ravneh, ko ga upravljamo, in bo pomenil različne stvari za različne aplikacije. Za nekatere je GIS nabor programskih orodij, ki se uporabljajo za vnos, shranjevanje, obdelavo, analizo in prikaz geografskih informacij (slika 1). To je tehnična definicija, ki odraža zgodovino razvoja GIS kot kombinacije orodij za računalniško podprto načrtovanje (CAD) z digitalno kartografijo in programi podatkovnih baz (DBMS). Za druge je lahko GIS način razmišljanja, način sprejemanja odločitev v organizaciji, kjer so vse informacije povezane s prostorom in shranjene centralno. To je bolj strateška opredelitev. Pomembno je razumeti, da GIS morda ni rešitev za vaše težave in bo za uspešno dokončanje nalog zahteval nekaj premisleka. GIS je sistem, sestavljen iz treh komponent, od katerih je vsaka nujna za uspeh: prostorski podatki, strojna in programska orodja ter problem kot predmet reševanja. Poleg tega je problem glavna komponenta, ki sili izbiro načinov prenosa. 1. Zemljevid Krasnojarska v programu GeoGraph za Windows. Ustvarjeno v Tehnološkem centru GIS, Inštitut za računalništvo SB RAS 9, shranjevanje podatkov, analiza podatkov in programska orodja ter tehnologije za ustvarjanje enega ali drugega predmetno usmerjenega informacijskega sistema. 1.2. Področja uporabe GIS Lokalne uprave Naloge občinskega upravljanja so eno največjih področij uporabe GIS. GIS je uporaben na katerem koli področju delovanja lokalne uprave (geodezija zemljišč, upravljanje rabe zemljišč, zamenjava obstoječih papirnih evidenc, upravljanje virov, računovodstvo lastnine (nepremičnin) in avtocest). Uporabljajo se lahko tudi na poveljniških točkah opazovalnih centrov in pri prvih posredovalcih. GIS je sestavni del (instrumentalni, tehnološki, programski) vsakega občinskega ali regionalnega upravljavskega informacijskega sistema. Komunalne službe Komunalne organizacije najbolj aktivno uporabljajo GIS za izgradnjo baze podatkov o sredstvih (cevovodi, kabli, črpalke, razdelilne postaje itd.), ki je osrednji del njihove strategije informacijske tehnologije. Običajno v tem sektorju prevladuje GIS, ki zagotavlja modeliranje vedenja omrežja kot odziv na različna odstopanja od norme. Avtomatski sistemi za kartiranje in upravljanje osnovnih sredstev se najpogosteje uporabljajo za podporo »zunanjemu načrtovanju« v organizaciji: polaganje kablov, pozicioniranje ventilov, servisne plošče itd. (slika 2). 10

Programska oprema GIS je razdeljena na pet glavnih uporabljenih razredov. Prvi najbolj funkcionalno popoln razred programske opreme je instrumentalni GIS. Oblikovani so lahko za najrazličnejše naloge: za organizacijo vnosa informacij (tako kartografskih kot atributnih), njihovo shranjevanje (vključno s porazdeljenim, podpornim omrežnim delom), obdelavo kompleksnih informacijskih zahtev, reševanje prostorskih analitične naloge(koridorji, okolja, omrežne naloge itd.), izdelava izpeljanih zemljevidov in diagramov (prekrivne operacije) in končno priprava na izpis originalnih postavitev kartografskih in shematskih izdelkov na trdi medij. Praviloma instrumentalni GIS podpirajo delo tako z rastrskimi kot vektorskimi slikami, imajo vgrajeno bazo podatkov za digitalne osnove in atributne informacije ali pa podpirajo eno od skupnih baz podatkov za shranjevanje atributnih informacij: Paradox, Access, Oracle itd. razviti izdelki imajo sisteme izvajalnega časa, ki vam omogočajo optimizacijo potrebne funkcionalnosti za določeno nalogo in zmanjšanje stroškov podvajanja sistemov pomoči, ustvarjenih z njihovo pomočjo. Drugi pomemben razred so tako imenovani pregledovalniki GIS, to je programski izdelki, ki omogočajo uporabo baz podatkov, ustvarjenih z instrumentalnim GIS. GIS pregledovalniki uporabniku praviloma (če sploh) ponujajo izjemno omejene možnosti dopolnjevanja baz podatkov. Vsi pregledovalniki GIS vključujejo orodja za poizvedovanje po bazah podatkov, ki izvajajo operacije pozicioniranja in povečave kartografskih slik. Seveda so gledalci vedno sestavni del srednjih in velikih projektov, kar vam omogoča, da prihranite stroške pri ustvarjanju nekaterih delovnih mest, ki nimajo pravic do dopolnjevanja baze podatkov. Tretji razred so referenčni kartografski sistemi (RSS). Združujejo shranjevanje in večino možne vrste vizualizacije prostorsko porazdeljenih informacij vsebujejo poizvedovalne mehanizme za kartografske in atributne informacije, hkrati pa bistveno omejujejo uporabnikovo možnost dopolnjevanja vgrajenih baz podatkov. Njihovo posodabljanje (posodabljanje) je ciklično in ga običajno za doplačilo izvaja dobavitelj SCS. Četrti razred programske opreme so orodja za prostorsko modeliranje. Njihova naloga je modelirati prostorsko porazdelitev različnih parametrov (relief, cone onesnaženosti okolja, območja poplav pri gradnji jezov in drugo). Zanašajo se na orodja za delo z matričnimi podatki in so opremljeni z naprednimi vizualizacijskimi orodji. Značilno je, da imamo orodja, ki omogočajo izvajanje najrazličnejših izračunov prostorskih podatkov (seštevanje, množenje, izračun odvodov in druge operacije).

Peti razred, na katerega se je vredno osredotočiti, je posebna sredstva obdelava in dekodiranje podatkov sondiranja zemlje. Sem spadajo paketi za obdelavo slik, ki so glede na ceno opremljeni z različnimi matematičnimi orodji, ki omogočajo delovanje s skeniranimi ali digitalno posnetimi slikami zemeljskega površja. To je precej širok spekter operacij, od vseh vrst popravkov (optičnih, geometrijskih) prek georeferenciranja slik do obdelave stereoparov z izhodom rezultata v obliki posodobljenega topoplana. Poleg omenjenih razredov obstajajo tudi različna programska orodja, ki manipulirajo s prostorskimi informacijami. Gre za izdelke, kot so orodja za obdelavo terenskih geodetskih opazovanj (paketi, ki omogočajo interakcijo z GPS sprejemniki, elektronskimi tahometri, niveletami in drugo avtomatsko geodetsko opremo), navigacijska orodja in programska oprema za reševanje tudi ožjih tematskih problemov (raziskovalne, ekološke, hidrogeološke itd.). .). Seveda so možna druga načela za razvrščanje programske opreme: glede na področje uporabe, po ceni, glede na podporo za določeno vrsto (ali vrste) operacijski sistemi, po računalniških platformah (osebni računalniki, delovne postaje Unix) itd. Hitra rast števila uporabnikov GIS tehnologij zaradi decentralizacije porabe proračunskih sredstev in uvajanja vse več predmetnih področij njihove uporabe. Če je bila do sredine 90. let glavna tržna rast povezana le z velike projekte zvezni ravni, se danes glavni potencial premika proti množičnemu trgu. To je svetovni trend: po podatkih raziskovalnega podjetja Daratech (ZDA) je svetovni trg GIS za osebni računalniki trenutno 121,5-krat hitrejša od celotne rasti trga GIS rešitev. Masovnost trga in vse večja konkurenca vodita v to, da se potrošnikom ponuja vedno bolj kakovostno blago za enako ali nižjo ceno. Tako je za vodilne ponudnike instrumentalnih GIS že postalo pravilo, da skupaj s sistemom dobavijo tudi digitalno kartografsko podlago za regijo, kamor se blago distribuira. In sama zgornja klasifikacija programske opreme je postala resničnost. Še pred dvema ali tremi leti je bilo mogoče funkcije avtomatizirane vektorizacije in sistemov pomoči izvajati le z razvitimi in dragimi instrumentalnimi GIS (Arc/Info, Intergraph). Obstaja napredujoč trend k modularizaciji sistemov, ki omogoča optimizacijo stroškov za določen projekt. Danes je tudi pakete, ki služijo določeni tehnološki stopnji, na primer vektorizatorje, mogoče kupiti tako v popolnem kot v okrnjenem naboru modulov, knjižnic simbolov itd. Vstop številnih domačih dogodkov na "tržno" raven. Izdelki, kot so GeoDraw / GeoGraph, Sinteks / Tri, GeoCAD, EasyTrace, nimajo le velikega števila uporabnikov, ampak imajo že vse lastnosti tržnega oblikovanja in podpore. V ruski geoinformatiki obstaja določeno kritično število delujočih naprav - petdeset. Ko ga dosežete, sta samo še dve poti naprej: ali strmo navzgor, povečanje števila vaših uporabnikov ali pa zapustitev trga zaradi nezmožnosti zagotavljanja potrebne podpore in razvoja vašega produkta. Zanimivo je, da vsi omenjeni programi skrbijo za spodnji del cenovnega spektra; z drugimi besedami, našli so optimalno razmerje med ceno in pritiskom funkcionalnost posebej za ruski trg.

S.S. Smirnov(Južni raziskovalni inštitut za morsko ribištvo in oceanografijo)

Pri izdelavi geografskega informacijskega sistema (GIS) je neizogiben problem izbire programske opreme.

Znani programski izdelki vodilnih svetovnih podjetij za razvoj GIS programske opreme imajo z vsemi svojimi prednostmi eno pomembno pomanjkljivost - visoke stroške, ki znašajo na tisoče in desettisoče dolarjev. Trenutno se na trgu geoinformatike pojavlja vedno več poceni ali brezplačnih, a visokokakovostnih izdelkov.

Za to je v veliki meri zaslužen Open Geospatial Consortium (OGC, http://www.opengeospatial.org), ki združuje 339 podjetij, vladnih in znanstvenih ustanov. Glavni cilji OGC so razvoj javno dostopnih standardov, podatkovnih formatov in specifikacij, ki se uporabljajo v geografskih informacijskih tehnologijah, ter široka implementacija teh tehnologij v različnih panogah.

Geoinformacijski strežnik baze podatkov
Če GIS, ki se ustvarja, načrtuje uporabo ne le niza datotek (na primer datotek Shape in rastrskih slik), temveč tudi uporabo informacij, shranjenih v bazi podatkov, potem najverjetneje ne morete storiti brez strežnika geoinformacijske baze podatkov (baza geopodatkov ), ki lahko zagotovi tudi sočasno delovanje za skupino uporabnikov v načinu odjemalec-strežnik.

V tem primeru lahko priporočamo strežnik MySQL (http://www.mysql.com). MySQL po ključnih kazalnikih ni slabši od tako priznanih DBMS, kot sta Oracle in Microsoft SQL, medtem ko ta DBMS spada v kategorijo odprtokodnih sistemov in je brezplačen za nekomercialno uporabo, kar ga seveda razlikuje od zgoraj omenjene drage programske opreme. Z različico 4.1 je MySQL uvedel podporo za tipe prostorskih podatkov (prostorske razširitve).

Programski strežnik MySQL DBMS deluje v okolje Windows, se proces krmili z ukazi, vnesenimi s konzole (slika 1). Upravljanje DBMS postane bolj priročno, če uporabljate programsko opremo z grafični vmesnik(slika 2), ki ga lahko brezplačno prenesete s spletne strani MySQL.

GIS strežniki baz podatkov vključujejo tudi DBMS
PostgreSQL(http://www.postgresql.org). Tako kot MySQL tudi ta DBMS podpira tipe prostorskih podatkov (razširitev PostGIS) in je brezplačen.

Programska oprema GIS
Če preidemo k obravnavi programske opreme za odjemalce GIS, ki komunicirajo z zgoraj omenjenimi DBMS, lahko ponudimo dva nova in zelo obetavna programa: Viewport in KOSMO, ki so trenutno na voljo za prenos s strani za razvijalce s statusom »Beta« oziroma »Kandidat za izdajo«. Uradna izdaja prve različice teh programov je načrtovana v naslednjih 2-3 mesecih. risanke

Viewport(razvila korporacija Texel, http://www.viewportimaging.com/) večnamensko programsko opremo za delo s prostorskimi podatki, ki podpira 37 formatov datotek (ESRI Shape, MapInfo Vector File, ARC/INFO ASCII Grid, USGS DEM, EOSAT Fast Format, ERDAS Imagine, GIF, JPEG, TIFF itd.) in 9 podatkovnih virov (ArcSDE, Informix Datablade, MySQL, PostgreSQL, Oracle Spatial, ODBC RDBMS, Web Mapping Service itd.).

Preprost in priročen vmesnik, možnost izbire projekcije zemljevida, možnost ustvarjanja SQL poizvedb in nato prikaza njihovih rezultatov na zemljevidu, veliko spremenljivih parametrov grafičnih objektov (spremenljiva prosojnost, veliko vrst šrafure/zapolnitve, določanje debeline in vrsta vrstice itd.), izvoz v različne formate, vse to naredi program zelo privlačen za uporabo.

riž. 3. Kopija zaslona vidnega polja

Cena ene licence je 99,95 $, vendar je možno, da bodo licence na voljo brezplačno za neprofitne ustanove. Trenutno lahko prenesete brezplačno različico beta programa, vendar z nekaterimi omejitvami, s spletnega mesta razvijalca.

KOSMO(razvil SAIG, http://www.saig.es/en) je popoln GIS, ki je na voljo popolnoma brezplačno. Ta program je rezultat združevanja lastnega razvoja SAIG ​​in številnih odprtokodnih projektov (JUMP, JTS, GeoTools itd.).

KOSMO omogoča povezavo z geoinformacijskimi bazami (Oracle Spatial, MySQL, PostgreSQL-PostGIS), ima velik komplet orodja za delo z vektorskimi podatki, podpira najpogostejše formate rastrskih podatkov (TIFF, GeoTIFF, ECW, MrSid itd.), ima dober urejevalnik stilov in graditelj poizvedb, ima možnost razširitve funkcionalnosti s povezovanjem dodatnih modulov in vse to je le majhen del zmogljivosti programa.

riž. 4. Ekranska kopija KOSMO

Poleg tega lahko izberete jezik vmesnika. Poleg angleščine, španščine in portugalščine bo kmalu na voljo tudi ruščina, saj avtor tega članka trenutno dela na prevodu programskega vmesnika v ruščino.

GIS KOSMO je razvit v okolju Java, zato je priporočljivo prenesti distribucijski komplet, ki že vsebuje modula JRE in JAI.

V primeru, ko vam ni treba razviti kompleksnega GIS-a, ampak morate le prikazati obstoječe kartografske podatke, vam lahko priporočamo brezplačne GIS pregledovalnike: Christine GIS Viewer (

ArcGIS -- družina programski izdelki Ameriško podjetje ESRI, eno vodilnih na svetovnem trgu geografskih informacijskih sistemov. ArcGIS je zgrajen na osnovi tehnologij COM, .NET, Java, XML, SOAP. Najnovejša različica-- ArcGIS 10.

Slika 3.1

ArcGIS vam omogoča vizualizacijo (predstavitev v obliki digitalnega zemljevida) velikih količin geografsko povezanih statističnih informacij. V okolju se ustvarjajo in urejajo zemljevidi vseh meril: od zemljiških načrtov do zemljevida sveta.

Prav tako ima ArcGIS vgrajena široka orodja za analizo prostorskih informacij.

ArcGis se uporablja na različnih področjih:

• · Zemljiški kataster, urejanje zemljišč
• · Knjigovodstvo nepremičnin (glej: AIS za računovodstvo nepremičnin, ISOGD)
• · Inženirska komunikacija
• · Ministrstvo za notranje zadeve in Ministrstvo za izredne razmere
• Telekomunikacije
• · Nafta in plin
• Ekologija
• · Državna mejna služba
• · Transport
• Gozdarstvo
• · Vodni viri
• Daljinsko zaznavanje
• Geologija in raba podzemlja
• · Geodezija, kartografija, geografija
• · Posel
• · Trgovina in storitve
• · Kmetijstvo
• · Izobraževanje
• · Turizem

Ta programska oprema se uporablja za vse vrste računalnikov: namizne (ArcView, ArcEditor, ArcInfo), strežniške (ArcGIS Server, ArcSDE) in žepne (ArcPad).

Intergraph GeoMedia

GeoMedia je GIS tehnologija iz družine GIS produktov.

Tehnologija GeoMedia je nova generacija GIS arhitekture, ki vam omogoča neposredno delo brez uvoza/izvoza hkrati z različnimi prostorskimi podatki v različnih formatih. To dosežemo z uporabo posebnih komponent za dostop do podatkov - Intergraph GeoMedia Data Server.

Slika 3.2

Danes imajo uporabniki GeoMedia dostop do komponent za vse glavne industrijske formate za shranjevanje podatkov digitalnih zemljevidov: ArcInfo, ArcView, ASCII, AutoCAD, FRAMME, GeoMedia, GML, MapInfo, MGE, MicroStation, Oracle Spatial itd., vključno z rastrskimi, tabelarnimi in multimedijski podatki. Vendar pa lahko uporabniki razvijejo lasten podatkovni strežnik GeoMedia na podlagi predloge oblikovanja po meri. Komponente Intergraph GeoMedia Data Server vam omogočajo ogled in sočasno analizo podatkov iz poljubnega števila virov, shranjenih v različnih formatih, koordinatnih sistemih in z različno natančnostjo na enem zemljevidu.

Ta pristop vam omogoča, da ohranite naložbe v obstoječe GIS rešitve, hkrati pa preklopite na nova raven integracija informacijskih virov podjetja. Družina izdelkov GeoMedia vključuje dve osnovni liniji izdelkov - namizno in strežniško - ter dodatne aplikacijske module.

GeoMedia je prototip prve različice mednarodnih standardov na področju GIS, ki jih je razvil Open GIS Consortium in je hkrati prva implementacija teh standardov.

Intergraph GeoMedia je programsko orodje za pridobivanje, prikaz in analizo geografskih podatkov iz različnih informacijskih sistemov. Uporablja se na oddaljenih odjemalskih mestih kot univerzalno sredstvo za dostop do tradicionalnih GIS, kot sta MGE in FRAMME.

GeoMedia je oboje namizni sistem in orodje za razvoj lastnih specializiranih aplikacij. Poleg tega ima GeoMedia vgrajene zmožnosti postavitve zemljevida, ki niso na voljo v drugih obstoječih GIS.

Glavne funkcije:

• · Popoln dostop do podatkov iz datotek GIS projektov MGE, FRAMME (Intergraph), ESRI (ARC/Info), ESRI (ARC/View), MapInfo, Bentley/MicroStation in AutoCAD.
• · Prostorska analiza
• · Popolna integracija geografskih podatkov iz različnih GIS
• · Prilagajanje glede na zahteve uporabnika
• · Transformacije koordinat
• · Prikaz rastrskih datotek, podpora različnih formatov
• · Izgradnja varovalnih pasov
• · Izdelava tematskih zemljevidov, simbolizacija, postavitev oznak.
• · Delo z Oracle SDO.

Programska oprema geografski informacijski sistemi

1. Splošne značilnosti

Programska orodja GIS so nabor bolj ali manj povezanih programskih modulov, ki zagotavljajo izvajanje osnovnih GIS funkcij. Na splošno lahko ločimo šest osnovnih modulov:

1) vnos in preverjanje podatkov,

2) shranjevanje in obdelava podatkov,

3) transformacija koordinatnih sistemov in transformacija kartografskih projekcij,

4) analiza in modeliranje,

5) izpis in predstavitev podatkov,

6) interakcija z uporabnikom.

Glede na širok razpon in zelo specifične lastnosti implementiranih funkcij je programska oprema za geografske informacijske sisteme trenutno del svetovnega trga programske opreme. Obstaja precej veliko število komercialnih programskih paketov GIS, ki omogočajo razvoj geografskih informacijskih sistemov s specifično funkcionalnostjo za določena območja. Število takšnih paketov GIS je na desetine. Če pa govorimo o najbolj znanih in razširjenih komercialnih paketih GIS, je njihovo število lahko omejeno na deset do petnajst.

Po rezultatih raziskave PC GIS Company Datatech (ZDA), ki analizira svetovni GIS trg, je prvo mesto na lestvici GIS programskih produktov v zadnjih letih zasedel paket MAPINFO, ki ga je razvilo podjetje Mapping Information Systems Corporation ( ZDA) in ima približno 150.000 uporabnikov po vsem svetu. Med najbolj priljubljenimi sta tudi paket ARC/INFO GIS, ki ga je razvil Kalifornijski inštitut za okoljske raziskave (ESRI), in paket za geografsko analizo in obdelavo slik IDRISI, ki so ga ustvarili na Univerzi Clark (ZDA). Paketi ATLAS*GIS podjetja Strategic Mapping Inc. so splošno znani. (ZDA) MGE podjetja INTERGRAPH (ZDA), SPANS MAP/SPANS GIS Podjetja Tydac Technologies Corp. (ZDA), ILWIS, razvit na Mednarodnem inštitutu za zračno fotografijo in geoznanosti (Nizozemska) SMALLWORLD GIS podjetja Smallworld Mapping Inc. (UK) SYSTEM 9 podjetja Prime Computer-Wild Leitz (ZDA), SICAD podjetja Siemens Nixdorf (Nemčija). Treba je omeniti tudi paket GIS GEOGRAPH/GEODRAW, razvit v Centru za geoinformacijske raziskave Inštituta za geografijo Ruske akademije znanosti, ki je na podlagi rezultatov raziskav, izvedenih leta 1994 v Rusiji, zasedel tretje mesto v lestvici programskih produktov GIS ter WINGIS avstrijskega podjetja PROGIS, ki je na tej lestvici zasedel peto mesto. Za okoljske raziskave je nedvomno zanimiv GIS paket PC-RASTER, ki so ga razvili na Fakulteti za geografijo Univerze v Utrechtu (Nizozemska) in ima napredne analitične zmogljivosti.

2. Uporabniški vmesnik GIS

Nadzorno okolje (uporabniški vmesnik) ima običajno več nivojev glede na vrsto in namen GIS. GIS proizvaja "informacijske produkte" - sezname, zemljevide -, ki jih kasneje uporabljajo različne kategorije uporabnikov za odločanje. Končni uporabnik v večini primerov morda ne bo neposredno komuniciral s sistemom. Na primer, sistem občinskega poročanja izdela sezname zalog, ki jih odbori uporabljajo za sprejemanje odločitev v zvezi z različnimi poslovnimi dejavnostmi. Vodje komisij ne vedo ničesar o organizaciji komunalnega sistema, saj imajo samo konceptualno razumevanje, katere informacije so v GIS-u in njegove funkcionalne zmožnosti. Vendar pa mora upravitelj sistema natančno razumeti, katere informacije so v bazi podatkov in katere funkcije lahko izvaja GIS. Sistemski analitik ali programer mora še bolj podrobno razumeti funkcionalne zmožnosti določene GIS aplikacije. Končni uporabnik običajno komunicira s sistemom prek posebnega operaterja, ki zagotavlja informacije tako o standardnih kot individualnih zahtevah.

Stopnja kompleksnosti komunikacije med uporabnikom in GIS je določena predvsem s stopnjo izdelanosti strukture podatkovne baze, pravilnostjo identifikacije objektov v bazi in prisotnostjo navzkrižnih referenc med različnimi skupinami objektov. Pridobivanje kakršnih koli informacij iz baze podatkov se v večini primerov izvaja s pomočjo posebnih poizvedb, ustvarjenih eksplicitno in implicitno. Implicitne poizvedbe so običajno že implementirane v programsko opremo in vgrajene v različne funkcionalne bloke sistema s strani proizvajalca programske opreme. Na primer, klik s kazalcem miške na prostorski objekt, prikazan na zaslonu, sproži iskalni algoritem, ki temelji na lokaciji, za informacije o atributih, povezanih s tem objektom. Eksplicitno poizvedbo napiše uporabnik (sistemski programer GIS) z uporabo posebnega programskega jezika (običajno SQL, včasih jezika, posebej razvitega za dani sistem) v urejevalnik besedil, vendar so v zadnjem času postale zelo razširjene pogovorna okna oblikovanje zahtevkov. Takšne poizvedbe lahko shranite v posebno knjižnico in jih po potrebi zaženete.

Poizvedbe se lahko zelo razlikujejo po svojem namenu in algoritmih, ki se izvajajo med njihovo izvedbo. Enostavna zahteva po podatkih je podana s posebnimi identifikatorji objektov ali natančnimi lokacijami in jo pogosto spremlja navedba

Posebne vrednosti pojasnjevalnih parametrov. Druge poizvedbe iščejo objekte, ki izpolnjujejo bolj zapletene zahteve. Več jih je različne vrste iskalne poizvedbe:

1. "Kje je predmet X?" Tukaj je mogoče določiti tako natančne značilnosti atributov želenega predmeta kot določen obseg teh značilnosti. V nekaterih primerih je mogoče določiti radij iskanja in sektor glede na središčno točko, včasih varovalni pas drugega predmeta.

2. "Kaj je ta predmet?" Predmet se identificira ("izbere") z uporabo pogovorne naprave - miške ali kazalca. Sistem vrne atribute objekta, kot so naslov ulice, ime lastnika, produktivnost naftnih vrtin, nadmorska višina in

3. "Povzemite lastnosti predmetov znotraj razdalje X ali znotraj/zunaj določene cone." Združevanje dveh prejšnjih poizvedb in statističnih operacij. "Katera je najboljša pot?" Določitev optimalne poti glede na različne kriterije (minimalni stroški, najmanjši zunanji vpliv, največja hitrost) med tema dvema ali več točkami.

5. Uporaba odnosov med objekti, kot je iskanje osnovnih značilnosti ali določanje naklona za digitalne modele višin.

Za večino aplikacij GIS mora sistem delovati v realnem času: najdaljši dovoljeni čas za odgovor je nekaj sekund. Pri dovolj pogostem dostopu do sistema so na prvem mestu zgolj ergonomske zahteve uporabniškega vmesnika - menije in ikone je treba dati prednost pred besedilnimi ukazi, ki jih je dolgočasno tipkati. Obstaja več vrst uporabniških vmesnikov:

1. ekipa, ki jih uporabnik vnese v ukazno vrstico, na primer C >. Uporabnik mora upoštevati sistemsko definirano sintakso ukazov z uporabo natančnih pravil za zapis in ločila. Vendar pa je lahko v nekaterih GIS takšnih ukazov več kot 1000, kar je za neizkušene uporabnike zelo neprijetno. Spletna pomoč lahko zmanjša potrebo po poznavanju vseh pravil in sintakse, zlasti za redko uporabljene ukaze.

2. meni. Uporabnik izbere element menija, ki je odgovoren za izvajanje določene funkcije. Menijska postavka predstavlja izbiro, ki je v tem trenutku edina na voljo. Posledice izbire so lahko prikazane v posebnem seznamu ob vsaki postavki. Vendar pa je ponavljajoča se uporaba zapletenih sistemov menijev dolgočasna in ne zagotavljajo prilagodljivih ukazov.

3. Piktografski meniji. Ta oblika menija uporablja simbolične slike, da naredi pomen ukazov dostopen in poenostavi delovanje. Uporabnik nadzoruje sistem z uporabo ikon za najpogostejše funkcije in navadnega menija za ostale. Mnogi uporabniki bolje razumejo simbolne sisteme in se hitreje učijo GIS.

4. Okno. Vmesnik GIS mora izkoristiti naravo prostorskih podatkov. Obstajata dva naravna načina dostopa do prostorskih podatkov – preko prostorskih objektov in preko njihovih značilnosti. Sodobni kompleksni sistemi uporabljajo več zaslonskih oken za ločen prikaz besedilnih in grafičnih podatkov. Windows vam omogoča hkratni prikaz več pogledov istega zemljevida, na primer v polni pokritosti in na povečani sliki.

5. Nacionalni jezik vmesnika. Očitne prednosti uporabe nacionalnega jezika v sistemih menijev in spletne pomoči so takojšnje. Tako hitrost obvladovanja sistema kot popolnost uporabe njegove funkcionalnosti se močno povečata. Večina proizvajalcev GIS programske opreme trenutno promovira "prilagojene" različice svojih izdelkov na tujih nacionalnih trgih (standard je angleški).

Številne lupine GIS združujejo več pristopov k organiziranju okolja za upravljanje sistema in ustvarjajo kombiniran vmesnik z običajnim "spustnim" menijem in nizom piktografskih menijskih blokov. Včasih se dodatno uporablja ukazna vrstica, številne ukaze pa prepoznamo po skrajšani obliki (prva dva ali trije znaki).

Razvoj strojna oprema določa razvoj drugih vrst vmesnikov. Zasloni na dotik bodo uporabniku omogočili izbiro predmeta ali izdajanje ukazov s preprostim dotikom določenega področja zaslona s prstom ali posebnim kazalcem. Za nekatere vrste uporabnih GIS, ki delajo z obsežnimi modeli terena, je mogoče uvesti tehnologije " navidezna resničnost" pri modeliranju zemeljske površine in prostorskih objektov, ki se nahajajo na njej: zgradbe, drevesa itd.

GIS programska oprema - 4,5 od 5 na podlagi 2 glasov