Програмні засоби географічних інформаційних систем. Програмне забезпечення та технології геоінформаційних систем: Навчальний посібник Прикладне програмне забезпечення для ГІС
Міністерство загальної та професійної освіти Російської ФедераціїКрасноярський державний університет Дослідницька кафедра біофізики Інститут обчислювального моделювання ЗІ РАН Красноярський Міжвузівський центр інформаційних технологій в екологічній освіті С.С. Замай, О.Е. Якубайлик ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТА ТЕХНОЛОГІЇ ГЕОІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК Красноярськ 1998 УДК ББК С.С. Замай, О.Е. Якубайлік. Програмне забезпечення та технології гео інформаційних систем: Навч. посібник / Краснояр. держ. ун-т. Красноярськ, 1998. 110 с. Навчальний посібникприсвячено програмному забезпеченню та технологіям геоінформаційних систем (ГІС). Розглянуто сфери застосування ГІС, питання їх практичного використаннядля вирішення різних прикладних завдань. В огляді технологій введення та обробки просторової інформації викладено загальні принципи та вимоги до наборів даних програмного забезпечення ГІС, проаналізовано поширені обмінні формати просторових даних. Дано оцінку ГІС кінцевого користувача, інструментальних програмних засобів розробки. На прикладі бібліотеки класів GeoConstructor™ позначено основні проблеми, які виникають під час створення ГІС-додатків. Розглянуто способи побудови розрахованих на багато користувачів геоінформаційних систем. Навчальний посібник підготовлений у рамках робіт з проекту ФЦП «Інтеграція» № 162 та апробувався на заняттях зі студентами в рамках діяльності Міжвузівського ГІС-центру, підтриманої проектом ФЦП «Інтеграція» № 68. Рис. 21, табл. 1, бібл. 20 назв. Рецензенти: д.ф.-м.н., професор О.М. Горбань, зав. лаб. Інституту обчислювального моделювання СО РАН; к.ф.-м.н., професор Г.М. Рудакова, зав. кафедрою інформаційних технологій СибДТУ Редактор О.Ф. Александрова Коректор Т.Є. Бистригіна © С.С. Замай, 1998 ISBN О.Е. Якубайлик, 1998 2 Зміст ПЕРЕДМОВА 6 1. ПЕРШЕ ЗНАЙОМСТВО З ГІС 8 1.1. Що таке ГІС? 8 1.2. Області застосування ГІС 10 Місцеві адміністрації 10 Комунальне господарство 10 Охорона довкілля 11 Охорона здоров'я 12 Транспорт 13 Роздрібна торгівля 13 Фінансові послуги 14 1.3. Як це робиться... 14 1.4. Тенденції програмного забезпечення ГІС 16 1.5. Що таке 17 1.6. А як вона влаштована? 18 2. ДЖЕРЕЛА ВИХІДНИХ ДАНИХ ТА ЇХ ТИПИ 19 2.1. Загальногеографічні карти 20 2.2. Карти природи 21 2.3. Карти населення 23 2.4. Картки економіки 24 2.5. Карти науки, підготовка кадрів, обслуговування населення 26 2.6. Політичні, адміністративні та історичні карти, комплексні атласи 27 2.7. Матеріали дистанційного зондування 28 3 3. ТЕХНОЛОГІЇ ВВЕДЕННЯ ТА ОБРОБКИ ПРОСТОРНОЇ ІНФОРМАЦІЇ 29 3.1. Збір та систематизація даних 29 3.2. Підготовка та перетворення даних 31 3.3. Обробка та аналіз даних при експлуатації ГІС 35 3.4. Опис обмінних форматів ГІС 38 VEC (ГІС IDRISI) 38 MOSS (Map Overlay and Statistic System) 38 GEN (ARC/INFO GENERATE FORMAT – ГІС ARCI/NFO) 40 MIF (MapInfo Interchange Format – ГІС MAPINFO) 41 4. КІНЦЕВОГО КОРИСТУВАЧА 45 4.1. Класифікація програмних засобів ГІС 45 4.2. Оцінка інструментальних засобів ГІС 47 Підтримка моделей просторових даних 47 Функції просторового аналізу 48 Засоби введення/виводу просторової інформації 51 Засоби перетворення форматів 51 5. ІНСТРУМЕНТАЛЬНІ ЗАСОБИ РОЗРОБКИ ГІС-ДОДАТОК. GeoConstructor™ як інструмент для створення ГІС-додатків 53 5.2. Використання GeoConstructor у середу розробки 54 5.3. Створення картографічних композицій 57 5.4. Керування набором шарів та зображенням картки 59 5.5. Робота з об'єктами: навігація, пошук, вибірка 62 5.6. Прив'язування зовнішніх баз даних 65 5.7. Тематичне картографування 66 5.8. Обробка помилок та керування мишею 67 4 5.9. Клас gisMap 69 6. ОГЛЯД ДЕЯКИХ ГІС 70 6.1. Програмні продукти ESRI 70 Модулі розширення ARC/INFO 74 6.2. GeoGraph/GeoDraw для Windows 78 GeoGraph для Windows 78 GeoDraw для Windows 81 6.3. Програмне забезпечення Panorama 83 Призначення програми 83 Структура програмного забезпечення 85 Можливості програмного забезпечення 86 Векторна карта 88 7. СПОСОБИ ПОБУДУВАННЯ КОРИСТУВАЛЬНИХ ГЕОІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ 92 7. 1. Локальна ГІС 95 7.2. Декілька користувачів поділяють один комплект файлів з геоінформацією 96 7.3. Геоінформаційні системи з великою кількістю користувачів 97 7.4. Технології internet/intranet 99 ВИСНОВОК 105 КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ 107 ЛІТЕРАТУРА 108 5 Передмова У цьому навчальному посібнику наведено огляд програмного забезпечення та технологій геоінформаційних систем (ГІС). Розглянуто сферу застосування ГІС, питання їх практичного використання для вирішення різних прикладних завдань. В огляді технологій введення та обробки просторової інформації наведено загальні принципи, вимоги до наборів даних, які використовуються у програмному забезпеченні ГІС. Особливу увагу приділено обмінним форматам просторових даних, докладні описияких дозволять використати це видання як довідник. У розділі, присвяченому ГІС кінцевого користувача, обговорено основні категорії цього програмного забезпечення, надано оцінку інструментальних засобів. Докладно розглянуто методи побудови ГІС-додатків – на прикладі інструментальної бібліотеки GeoConstructor™ (розробка ЦГД Інституту географії РАН), а також питання інтеграції ГІС із системами баз даних. Описані у посібнику технології використовуються авторами у проектній діяльності студентських колективів, спрямованої на створення макетів наукомістких інформаційних систем для вирішення територіально-орієнтованих завдань. Діяльність організована в рамках Міжвузовського центру інформаційних технологій в екологічній освіті, її результати використовуються при реалізації регіональних програм та проектів інформатизації. Програмне забезпечення поставлено за сприяння ГІС Асоціації Росії компаніями ЦДІ ІГ РАН (GeoDraw/GeoGraph), GeoSpeсtrum International (Panorama), Epsylon Technologies (Baikonur). Міжвузівський центр інформаційних технологій заснований декількома вузами м. Красноярська: держуніверситетом (КДУ), технічним 6 університетом (КДТУ), технологічним університетом (СібДТУ), педуніверситетом (КДПУ). Його діяльність фінансово підтримується Красноярськими крайовим та міським екологічними фондами, грантом Федеральної цільової програми Інтеграція № 68. Центр базується в Інституті обчислювального моделювання СО РАН в Академмістечку. Вихідними матеріалами для цього посібника стали статті та тези низки конференцій, організованих ГІС Асоціацією Росії, прес-релізи та офіційні матеріали фірм-виробників і постачальників програмного забезпечення ГІС, а також чимало журнальних статей і монографій. Висловлюємо свою щиру подяку всім авторам згаданих матеріалів. З авторами можна зв'язатися e-mail – [email protected]. 7 1. Перше знайомство з ГІС “Років десять тому, коли все тільки починалося, здавалося: на екрані монітора ми бачимо карти і можемо наносити різними позначеннями, наприклад, вміст шкідливих речовин. Виходила дуже наочна і проста картинка , і всі “глядачі”, від державної політики до муніципального управління, і навіть вчені – мліли від насолоди, розглядаючи вміст екрана. Але все має свою межу, і зараз уже сталося насичення подібними речами”. З матеріалів ГІС-Асоціації. 1.1. Що таке ГІС? Смислове і змістовне трактування терміна географічні інформаційні системи, або ГІС, сильно залежить від професійних інтересів, що дає визначення. Якщо послухати деяких, то можна подумати, що вирішити проблеми вашої організації, так само як і світові, можна лише за допомогою ГІС. Звичайно, ГІС застосовна для дуже великої кількості додатків у різних предметних сферах, і за її допомогою багато завдань можна вирішувати швидше та ефективніше. Але завжди слід пам'ятати, що ГІС – це лише набір чудових інструментів, які по-різному використовуються фахівцями для їх вирішення. Тому важливо розуміти, як можна збільшити ефективність діяльності організації з допомогою ГІС. Точне визначення ГІС дати дуже складно, оскільки під час роботи вона може розглядатися на кількох рівнях, і для різного застосування означатиме різні речі. Для деяких ГІС – набір програмних інструментів, які використовуються для введення, зберігання, маніпулювання, аналізу та відображення географічної інформації (рис. 1). Це 8 технічне визначення, що відображає історію розвитку ГІС як об'єднання засобів автоматизації проектування (CAD) з цифровою картографією та програмами баз даних (СУБД). Для інших ГІС може бути мислення, способом прийняття рішень в організації, де вся інформація співвідноситься з простором і зберігається централізовано. Це скоріше стратегічне визначення. Важливо розуміти, що ГІС може не виявитися вирішенням ваших проблем і вимагатиме деяких міркувань для успішного виконання завдань. ГІС – це система, що складається з трьох компонентів, кожен з яких необхідний для успіху: просторових даних, апаратно-програмних інструментів та проблеми як об'єкта вирішення. Причому проблема служить головним компонентом, що змушує вибирати і способи пере- Рис. 1. Карта Красноярська у програмі GeoGraph для Windows. Створено в Технологічному центрі ГІС, ІВМ СО РАН 9 чи, зберігання подання, аналізу даних, та програмні інструментальні засоби, та технології створення тієї чи іншої предметно-орієнтованої інформаційної системи. 1.2. Завдання управління муніципальним господарством - одна з найбільших областей додатків ГІС. У будь-якій сфері діяльності місцевої адміністрації (обстеження земель, управління землекористуванням, заміна існуючих паперових записів, управління ресурсами, облік стану власності (нерухомості) та дорожніх магістралей) застосовні ГІС. Вони можуть використовуватися також на командних пунктах управління центрів моніторингу та в службах швидкого реагування. ГІС – невід'ємний компонент (інструментальний, технологічний, програмний) будь-якої муніципальної чи регіональної інформаційної системи управління. Комунальне господарство Організації, які забезпечують комунальні послуги, найактивніше використовують ГІС для побудови бази даних про основні засоби (трубопроводи, кабелі, насоси, розподільчі станції тощо), яка є центральною частиною їхньої стратегії інформаційної технології. Зазвичай у цьому секторі домінують ГІС, що забезпечують моделювання поведінки мереж у відповідь на різні відхилення від норми. Найбільше застосування знаходять системи автоматизації картографування та управління основними засобами для підтримки зовнішнього планування в організації: прокладання кабелів, розташування засувок, щитів обслуговування та ін. (рис. 2). 10
Програмні забезпечення ГІС діляться п'ять основних використовуваних класів. Перший найбільш функціонально повний клас програмного забезпечення – це інструментальні ГІС. Вони можуть бути призначені для найрізноманітніших завдань: для організації введення інформації (як картографічної, так і атрибутивної), її зберігання (у тому числі й розподіленого, що підтримує мережеву роботу), відпрацювання складних інформаційних запитів, рішення просторових аналітичних завдань(коридори, оточення, мережеві завдання та ін.), побудови похідних карт та схем (оверлейні операції) та, нарешті, для підготовки до висновку на твердий носій оригінал-макетів картографічної та схематичної продукції. Як правило, інструментальні ГІС підтримують роботу як з растровими, так і з векторними зображеннями, мають вбудовану базу даних для цифрової основи та атрибутивної інформації або підтримують для зберігання атрибутивної інформації одну з поширених баз даних: Paradox, Access, Oracle та ін. продукти мають системи run time, що дозволяють оптимізувати необхідні функціональні можливості під конкретне завдання та здешевити тиражування створених з їх допомогою довідкових систем. Другий важливий клас - так звані ГІС-в'ювери, тобто програмні продукти, що забезпечують користування створеними за допомогою інструментальних ГІС баз даних. Як правило, ГІС-в'ювери надають користувачеві (якщо надають взагалі) вкрай обмежені можливості поповнення баз даних. Всі ГІС-в'ювери включають інструментарій запитів до баз даних, які виконують операції позиціювання та зумування картографічних зображень. Природно, в'ювери завжди входять складовою середні та великі проекти, дозволяючи заощадити витрати на створення частини робочих місць, не наділених правами поповнення бази даних. Третій клас – це довідкові картографічні системи (СКС). Вони поєднують у собі зберігання та більшість можливих видіввізуалізації просторово розподіленої інформації, містять механізми запитів щодо картографічної та атрибутивної інформації, але при цьому суттєво обмежують можливості користувача щодо доповнення вбудованих баз даних. Їхнє оновлення (актуалізація) носить циклічний характер і проводиться зазвичай постачальником СКС за додаткову плату. Четвертий клас програмного забезпечення – засоби просторового моделювання. Їхнє завдання – моделювати просторовий розподіл різних параметрів (рельєфу, зон екологічного забруднення, ділянок затоплення при будівництві гребель та інші). Вони спираються кошти роботи з матричними даними і забезпечуються розвиненими засобами візуалізації. Типовою є наявність інструментарію, що дозволяє проводити найрізноманітніші обчислення над просторовими даними (складання, множення, обчислення похідних та інші операції).
П'ятий клас, на якому варто звернути увагу - це спеціальні засобиобробки та дешифрування даних зондувань землі. Сюди відносяться пакети обробки зображень, забезпечені залежно від ціни різним математичним апаратом, що дозволяє проводити операції зі сканованими або записаними у цифровій формі знімками поверхні землі. Це досить широкий набір операцій, починаючи з усіх видів корекцій (оптичної, геометричної) через географічну прив'язку знімків до обробки стереопар з видачею результату як актуалізованого топоплана. Окрім згаданих класів, існує ще різноманітні програмні засоби, що маніпулюють із просторовою інформацією. Це такі продукти, як засоби обробки польових геодезичних спостережень (пакети, що передбачають взаємодію з GPS-приймачами, електронними тахометрами, нівелірами та іншим автоматизованим геодезичним обладнанням), засоби навігації та ПЗ для вирішення ще вужчих предметних завдань (вишукування, екологія, гідрогеологія тощо) ). Природно, можливі інші принципи класифікації програмного забезпечення: за сферами застосування, за вартістю, підтримкою певним типом (або типами) операційних систем, за обчислювальними платформами (ПК, робітники Unix-станції) і т.д. Якщо до середини 90-х років основне зростання ринку було пов'язане лише з великими проектамифедерального рівня, то сьогодні головний потенціал переміщається у бік масового ринку. Це світова тенденція: за даними дослідницької фірми Daratech (США), світовий ринок ГІС для персональних комп'ютерівзараз у 121,5 рази випереджає загальне зростання ринку ГІС-рішень. Масовість ринку і конкуренція призводять до того, що споживачеві за ту ж чи меншу ціну пропонується дедалі якісніший товар. Так, для провідних постачальників інструментальних ГІС стало вже правилом постачання разом із системою та цифровою картографічною основою того регіону, де поширюється товар. Та й сама наведена класифікація ПЗ стала реальністю. Ще буквально два-три роки тому функції автоматизованої векторизації та довідкових систем можна було реалізувати лише за допомогою розвинених та дорогих інструментальних ГІС (Arc/Info, Intergraph). Прогресуюча тенденція до модульності систем дозволяє оптимізувати витрати для конкретного проекту. Сьогодні навіть пакети, які обслуговують будь-який технологічний етап, наприклад векторизатори, можна придбати як у повному, так і скороченому наборі модулів, бібліотек символів тощо. Вихід цілої низки вітчизняних розробок на "ринковий" рівень. Такі продукти, як GeoDraw/GeoGraph, Sinteks/Tri, GeoCAD, EasyTrace, мають не тільки значну кількість користувачів, але й мають уже всі атрибути ринкового оформлення та підтримки. У російській геоінформатиці є якась критична цифра працюючих інсталяцій - п'ятдесят. Як тільки ви її досягли, далі є тільки два шляхи: або різко вгору, нарощуючи кількість своїх користувачів, або - відхід з ринку через неможливість забезпечити необхідну підтримку та розвиток свого продукту. Цікаво, що всі згадані програми обслуговують нижній ціновий рівень; іншими словами, у них знайдено оптимальне співвідношення між ціною та натиском функціональних можливостейсаме для російського ринку.
С.С. Смирнов(Південний НДІ морського рибного господарства та океанографії)
p align="justify"> При створенні геоінформаційної системи (ГІС) неминучою є проблема вибору програмного забезпечення.
Відомі програмні продукти провідних світових компаній-розробників програмного забезпечення ГІС при всіх перевагах мають один істотний недолік високої вартості, що становить тисячі і десятки тисяч доларів. В даний час на ринку геоінформатики з'являється дедалі більше недорогих або безкоштовних, але при цьому якісних розробок.
Це заслуга організації Open Geospatial Consortium (OGC, http://www.opengeospatial.org), що об'єднує 339 компаній, державних і наукових установ. Основні цілі, які ставить перед собою OGC, - розробка загальнодоступних стандартів, форматів даних та специфікацій, що використовуються в геоінформаційних технологіях, а також повсюдне впровадження цих технологій у різних галузях.
Сервер геоінформаційної бази даних
У тому випадку, якщо у створюваній ГІС планується задіяти не тільки набір файлів (наприклад, Shape-файли та растрові зображення), але й використовувати інформацію, що зберігається в базі даних, то, швидше за все, не обійтися без сервера геоінформаційної бази даних (geodatabase) , який також може забезпечити одночасну роботу для групи користувачів у режимі «клієнт-сервер».
У цьому випадку можна порадити MySQL Server (http://www.mysql.com). MySQL не поступається за основними показниками таким визнаним СУБД як Oracle та Microsoft SQL, при цьому СУБД відноситься до розряду систем з відкритим кодом і є безкоштовною для некомерційного використання, що, безумовно, вигідно відрізняє її від вищезазначеного дорогого програмного забезпечення. Починаючи з версії 4.1 MySQL була введена підтримка просторових типів даних (Spatial extensions).
Програмний сервер СУБД MySQLфункціонує в середовищі Windows, Керування процесом здійснюється за допомогою команд, що вводяться з консолі (рис. 1). Адміністрування СУБД стає зручнішим при використанні програмного забезпечення з графічним інтерфейсом(Рис. 2), яке можна безкоштовно скачати з сайту MySQL.
До серверів геоінформаційних баз даних також належить СУБД
PostgreSQL(http://www.postgresql.org). Як і MySQL, ця СУБД підтримує просторові типи даних (розширення PostGIS) і безкоштовна.
Програмне забезпечення ГІС
Переходячи до розгляду програмного забезпечення для ГІС-клієнтів, що взаємодіють із вищезгаданими СУБД, можна запропонувати дві нові та досить перспективні програми: Viewportі KOSMO, які в даний час доступні для завантаження з сайтів розробників зі статусом "Бета-версія" та "Release candidate" відповідно. Офіційний вихід першої версії цих програм планується в найближчі 2-3 міс. мультики
Viewport(розробник Texel corporation, http://www.viewportimaging.com/) багатофункціональне програмне забезпеченнядля роботи з просторовими даними, що підтримує 37 форматів файлів (ESRI Shape, MapInfo Vector File, ARC/INFO ASCII Grid, USGS DEM, EOSAT Fast Format, ERDAS Imagine, GIF, JPEG, TIFF та ін.) та 9 джерел даних (ArcSDE, Informix Datablade, MySQL, PostgreSQL, Oracle Spatial, ODBC RDBMS, Web Mapping Service та ін).
Простий і зручний інтерфейс, вибір картографічної проекції, можливість створення SQL-запитів з подальшим відображенням їх результатів на карті, маса змінних параметрів графічних об'єктів (змінна прозорість, багато видів штрихування/заливки, вказівка товщини та типу лінії тощо), експорт у різні Формати все це робить програму дуже привабливою для використання.
 Мал. 3. Екранна копія Viewport |
Вартість однієї ліцензії 99,95 дол., проте, можливо, що для некомерційних (non-profit) установ ліцензії надаватимуться безкоштовно. В даний час з сайту розробника можна завантажити безкоштовну, але яка має ряд обмежень, бета-версію програми.
KOSMO(розробник SAIG, http://www.saig.es/en) є повноцінною ГІС, що надається абсолютно безкоштовно. Ця програмає результатом об'єднання власних розробок компанії SAIG та низки проектів із «відкритим кодом» (JUMP, JTS, GeoTools та ін.).
KOSMO дозволяє підключатися до геоінформаційних баз даних (Oracle Spatial, MySQL, PostgreSQL-PostGIS). великим наборомінструментів для роботи з векторними даними, підтримує найбільш поширені формати растрових даних (TIFF, GeoTIFF, ECW, MrSid та ін.), має хороший редактор стилів та конструктор запитів, має здатність розширення функціональності за рахунок підключення додаткових модулів, і все це лише невелика частина можливостей програми.
 Мал. 4. Екранна копія KOSMO |
Крім того, можливий вибір мови інтерфейсу. Крім англійської, іспанської та португальської мов, скоро буде доступний і російська, оскільки автор цієї статті в даний час працює над перекладом інтерфейсу програми на російську мову.
ГІС KOSMO розроблена в середовищі Java, тому рекомендується завантажувати дистрибутив, до якого вже включені модулі JRE та JAI.
У ситуації, коли не потрібно розробляти складну ГІС, а необхідно лише відобразити наявні картографічні дані, можна порекомендувати безкоштовні ГІС-в'юери: Christine GIS Viewer (
ArcGIS - сімейство програмних продуктівамериканської компанії ESRI, одного із лідерів світового ринку геоінформаційних систем. ArcGIS побудований на основі технологій COM, .NET, Java, XML, SOAP. Новітня версія- ArcGIS 10.
Рис.3.1
ArcGIS дозволяє візуалізувати (подати у вигляді цифрової карти) великі обсяги статистичної інформації, що має географічну прив'язку. У середовищі створюються та редагуються карти всіх масштабів: від планів земельних ділянок до карти світу.
Також у ArcGIS вбудований широкий інструментарій аналізу просторової інформації.
ArcGis використовується в різних областях:
- · Земельний кадастр, землеустрій
- · Облік об'єктів нерухомості (див.: АІС обліку об'єктів нерухомості, ІСОГД)
- · Інженерні комунікації
- · МВС та МНС
- · Телекомунікації
- · Нафта і газ
- · Екологія
- · Державна прикордонна служба
- · Транспорт
- · Лісне господарство
- · Водні ресурси
- · Дистанційне зондування
- · Геологія та надрокористування
- · Геодезія, картографія, географія
- · Бізнес
- · Торгівля та послуги
- · Сільське господарство
- · Освіта
- · Туризм
Це програмне забезпечення використовується для всіх видів комп'ютерів: настільних (ArcView, ArcEditor, ArcInfo), серверних (ArcGIS Server, ArcSDE) та кишенькових (ArcPad).
Intergraph GeoMedia
GeoMedia - це ГІС-технологія із сімейства ГІС-продуктів.
Технологія GeoMedia є архітектурою ГІС нового покоління, що дозволяє працювати безпосередньо без імпорту/екпорту одночасно з безліччю просторових даних у різних форматах. Це досягається застосуванням спеціальних компонентів доступу до даних – Intergraph GeoMedia Data Server.
Рис.3.2
На сьогоднішній день користувачам GeoMedia доступні компоненти для всіх основних індустріальних форматів сховищ цифрових картографічних даних: ArcInfo, ArcView, ASCII, AutoCAD, FRAMME, GeoMedia, GML, MapInfo, MGE, MicroStation, Oracle Spatial та ін., включаючи растрові, табличні та мультимедійні . При цьому користувачі можуть розробити свій GeoMedia Data Server на основі шаблону для довільного формату. Компоненти Intergraph GeoMedia Data Server дозволяють на одній карті побачити та одночасно проаналізувати дані з довільної кількості джерел, що зберігаються у різних форматах, системах координат, що мають різну точність.
Такий підхід дозволяє зберегти інвестиції у вже існуючі ГІС-рішення, одночасно з цим перейшовши на новий рівеньінтеграції інформаційних ресурсівпідприємства. Сімейство продуктів GeoMedia включає дві базові лінійки продуктів - настільні та серверні плюс додаткові прикладні модулі.
GeoMedia є прообразом першої версії міжнародних стандартів у галузі ГІС, що розробляються Open GIS Consortium і одночасно є першою реалізацією цих стандартів.
Intergraph GeoMedia – програмний засіб для отримання, відображення та аналізу географічних даних з різних інформаційних систем. Використовується на віддалених клієнтських місцях як універсальний засіб доступу до традиційних ГІС, таких як MGE та FRAMME.
GeoMedia є одночасно настільною системоюта засобом для розробки власних спеціалізованих додатків. Крім того, у GeoMedia вбудовані кошти з компонування карток, недоступні в інших існуючих ГІС.
Основні функції:
- · Повний доступдо даних ГІС-проектів MGE, FRAMME (Intergraph), ESRI (ARC/Info), ESRI (ARC/View), MapInfo, файлів Bentley/MicroStation та AutoCAD.
- · Просторовий аналіз
- · Повна інтеграція географічних даних із різних ГІС
- · Налаштування під вимоги користувача
- · Перетворення координат
- · Відображення растрових файлів, підтримка різних форматів
- · Побудова буферних зон
- · Побудова тематичних карт, символізація, розміщення міток.
- · Робота з Oracle SDO.
Програмні засобигеографічних інформаційних систем
1. Загальна характеристика
Програмні засоби ГІС є сукупністю більшою чи меншою мірою інтегрованих програмних модулів, що забезпечують реалізацію основних функцій ГІС. Загалом можна виділити шість базових модулів:
1) введення та верифікації даних,
2) зберігання та маніпулювання даними,
3) перетворення систем координат та трансформації картографічних проекцій,
4) аналізу та моделювання,
5) виведення та подання даних,
6) взаємодії з користувачем.
Враховуючи широкий спектр і дуже специфічні особливості функцій, що реалізуються, програмне забезпечення геоінформаційних систем в даний час становить частину світового ринку програмного забезпечення. Відомо досить велику кількість комерційних пакетів програмного забезпечення ГІС, що дозволяють виконувати розробку геоінформаційних систем із певними функціональними можливостями для конкретних територій. Кількість таких ГІС-пакетів вимірюється багатьма десятками. Однак, якщо говорити про найбільш відомі комерційні ГІС-пакети, що широко застосовуються, то їх кількість може бути обмежена десятьма-п'ятнадцятьма.
За підсумками досліджень фірми PC GIS Company Datatech (США), що займається аналізом світового ринку ГІС, перше місце в рейтингу програмних ГІС продуктів останніми роками займає пакет MAPINFO, розроблений Mapping Information Systems Corporation (США) і має близько 150 000 користувачів по всьому світу. До найпопулярніших також відносяться ГІС-пакет ARC/INFO, розроблений Каліфорнійським інститутом досліджень природного середовища (ESRI), та пакет географічного аналізу та обробки зображень IDRISI, створений в Університеті Кларка (США). Широку популярність мають пакети ATLAS*GIS фірми Strategic Mapping Inc. (США) MGE фірми INTERGRAPH (США), SPANS MAP/SPANS GIS Фірми Tydac Technologies Corp. (США), ILWIS, розроблений у Міжнародному інституті аерофотозйомки та наук про Землю (Нідерланди) SMALLWORLD GIS фірми Smallworld Mapping Inc. (Великобританія) SYSTEM 9 фірми Prime Computer-Wild Leitz (США), SICAD фірми Siemens Nixdorf (Німеччина). Видається необхідним назвати також ГІС пакет GEOGRAPH/GEODRAW, розроблений у Центрі геоінформаційних досліджень Інституту географії Російської Академії наук, який за підсумками досліджень, проведених у 1994 році в Росії, посідав третє місце в рейтингу програмних ГІС продуктів, а також WINGIS австрійської фірми PROGIS. п'яту позицію у цьому рейтингу. Безперечний інтерес для досліджень навколишнього середовища представляє ГІС пакет PC-RASTER, розроблений на географічному факультеті університету міста Утрехта (Нідерланди), що має розвинені аналітичні можливості.
2. Інтерфейс користувача ГІС
Залежно від типу та призначення ГІС середовище управління (інтерфейс користувача) зазвичай має кілька рівнів. ГІС виготовляє "інформаційні вироби" - списки, карти - які пізніше використовуються для прийняття рішення різними категоріями користувачів. Кінцевий користувач у більшості випадків може не взаємодіяти із системою безпосередньо. Наприклад, муніципальна система звітів здійснює інвентаризаційні списки, які використовуються комітетами для вироблення рішень щодо різних господарських заходів. Керівники комітетів не знають нічого щодо організації муніципальної системи, маючи лише концептуальне розуміння про те, яка інформація знаходиться у ГІС та її функціональних здібностях. Однак менеджер системи повинен мати докладне уявлення про те, яка інформація знаходиться у базі даних та які функції може виконувати ГІС. Системний аналітик чи програміст повинен мати ще докладніше розуміння функціональних здібностей конкретної прикладної ГІС. Кінцевий користувач взаємодіє з системою зазвичай через спеціального оператора, що видає інформацію як за стандартними, так і за індивідуальними запитами.
Ступінь складності спілкування користувача і ГІС визначається насамперед ступенем опрацювання структури бази даних, правильністю ідентифікації об'єктів, що знаходяться в базі даних, і наявністю перехресних посилань між різними групами об'єктів. Отримання будь-якої інформації з бази даних здійснюється в більшості випадків за допомогою спеціальних запитів, що формуються явним та неявним чином. Неявні запити зазвичай вже програмно реалізовані та закладені у різні функціональні блоки системи фірмою-виробником програмного забезпечення. Наприклад, натискання курсором миші на просторовий об'єкт, відображений на екрані, ініціалізує алгоритм пошуку "за місцем розташування" пов'язаної з цим об'єктом атрибутивної інформації. Явний запит пишеться користувачем (системним програмістом ГІС) за допомогою спеціальної мови програмування (зазвичай SQL, іноді спеціально розроблена для даної системи мова) текстовому редакторі, але останнім часом набули поширення діалогові вікнаформування запитів Такі запити можуть зберігатися у спеціальній бібліотеці та запускатися за необхідності.
Запити можуть значно відрізнятися за своїм призначенням і алгоритмами, що виконуються в ході їх реалізації. Простий запит даних здійснюється із зазначенням конкретних ідентифікаторів об'єктів або точного розташування та часто супроводжується вказівкою
Конкретні значення уточнюючих параметрів. Інші запити здійснюють пошук об'єктів, які відповідають більш складним вимогам. Є кілька різних типівпошукових запитів:
1. "Де об'єкт X?". Тут можуть задаватися як точні атрибутивні характеристики об'єкта, що шуканого, так і певний діапазон цих характеристик. У деяких випадках може задаватися радіус та сектор пошуку щодо центральної точки, іноді буферна зона іншого об'єкта.
2. "Що це об'єкт?". Об'єкт ідентифікований ("обраний") за допомогою діалогового пристрою - миші або курсору. Система повертає ознаки об'єкта, наприклад, вуличну адресу, ім'я власника, продуктивність нафтової свердловини, висоту над рівнем моря і
3. "Сумувати ознаки об'єктів у межах відстані Х або всередині/зовні певної зони". Комбінування двох попередніх запитів та статистичних операцій. "Який найкращий маршрут?". Визначення оптимального маршруту за різними критеріями (мінімальна вартість, мінімальна стороння дія, максимальна швидкість) між цими двома та більше точками.
5. Використання відносин між об'єктами, наприклад, пошук нижчележачих елементів або визначення крутизни нахилу для цифрових моделей рельєфу.
Для більшості програм ГІС система повинна працювати в режимі реального часу: максимальний час, дозволений для відповіді-кілька секунд. При досить частих зверненнях до системи на перше місце висуваються вже чисто ергономічні вимоги до інтерфейсу користувача - меню та піктограми мають бути віддані перевагам текстовим командам, які стомлюються при наборі. Є кілька типів інтерфейсів користувача:
1. Команда,яку користувач набирає в командному рядку, наприклад С >. Користувач повинен стежити за певним системою синтаксисом команд, використовуючи точну запис та правила пунктуації. Однак у деяких ГІС таких команд може бути понад 1000, дуже незручно для недосвідчених користувачів. Інтерактивна допомога може скоротити потребу в знанні всіх правил і синтаксису, особливо для команд, що рідко використовуються.
2. Меню. Користувач вибирає пункт меню, який відповідає за виконання певної функції. Пункт меню представляє вибір, який є єдино можливим у цей час. Наслідки вибору можуть бути відображені у спеціальному списку біля кожного пункту. Однак, складні системи меню стомлюють при їх постійному використанні та не забезпечують гнучкість команд.
3. Піктографічне меню.Ця форма меню використовує символічні зображення для доступності сенсу команд та спрощення управління. Користувач керує системою, використовуючи піктограми для виконання функцій, що найбільш часто зустрічаються, і звичайне меню для інших. Багато користувачів краще сприймають символічні системи та швидше освоюють ГІС.
4. Вікна.Інтерфейс ГІС має використовувати переваги характеру просторових даних. Є два природні способи доступу до просторових даних - через просторові об'єкти та через їх ознаки. Сучасні складні системи використовують кілька вікон для окремого виведення текстових і графічних даних. Вікна дозволяють одночасно виводити на екран кілька видів однієї карти, наприклад, у повному охопленні та у збільшеному зображенні.
5. Національна мова інтерфейсу.Очевидні переваги використання національної мови в системах меню та інтерактивної допомоги виявляються негайно. Різко зростає як швидкість освоєння системи, і повнота використання її функціональних можливостей. Більшість виробників програмного забезпечення ГІС в даний час просувають на іншомовні національні ринки (стандарт - англійська) "адаптовані" версії своїх продуктів.
Багато оболонок ГІС поєднують кілька підходів до організації середовища управління системою, створюючи комбінований інтерфейс як зі звичайним меню, що випадає, так і з набором блоків піктографічних меню. Іноді додатково використовується і командна строка, причому розпізнавання багатьох команд здійснюється за їх скороченим виглядом (перші два-три символи).
Розвиток апаратного забезпеченнявизначає та розвитку інших типів інтерфейсу. Сенсорні дисплеї дозволять користувачеві вибирати об'єкт або віддавати команди простим дотиком пальця або спеціального покажчика до певної області екрана. Для деяких типів прикладних ГІС, що працюють з великомасштабними моделями рельєфу, можливе впровадження технологій. віртуальної реальностіпри моделюванні земної поверхні і просторових об'єктів, що знаходяться на ній: будівель, дерев і т.д.
Програмні засоби ГІС - 4.5 out of 5 based on 2 votes
