Четверг, 09 Октябрь 2014 12:03

Географические информационные системы (ГИС)

Автор
  • 1 Комментарий
Оцените материал
(2 голосов)

1. Что такое ГИС?

Изучая литературу, посвященную ГИС (учебные пособия, статьи, сайты), можно найти десятки различных определений ГИС. На одном только российском сайте ПРО-ГИС (http://pro-gis.ru/) приведены 20 определений:
Геоинформационная система: — предназначена для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах.
Геоинформационная система: — информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных). ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, квадротомических и иных).
Геоинформационная система: —  современная компьютерная технология для анализа и картирования объектов реального мира, также событий, происходящих на нашей планете. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта.
Геоинформационная система: — «комплекс аппаратно-программных средств и деятельности человека по хранению, манипулированию и отображению географических (пространственно соотнесенных) данных».
Геоинформационная система: — «внутренне позиционированная автоматизированная пространственная информационная система, создаваемая для управления данными, их картографического отображения и анализа».
ГИС: — «особый случай информационной системы, где база данных состоит из наблюдений за пространственно распределенными явлениями, процессами или событиями, которые могут быть определены как точки, линии и контуры».
ГИС: — «динамически организованное множество данных (динамическая база данных или банк данных), соединенное с множеством моделей, реализованных на ЭВМ для расчетных, графических и картографических преобразований этих данных в пространственную информацию в целях удовлетворения специфических потребностей определенных пользователей в пределах структуры точно определенных концепций и технологий».
ГИС: — «система, состоящая из людей, а также технических и организационных средств, которые осуществляют сбор, передачу, ввод и обработку данных с целью выработки информации, удобной для дальнейшего использования в географическом исследовании и для ее практического применения».
ГИС: — «аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных географических задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества».
ГИС: — «такая система, в состав которой входят компоненты для сбора, передачи, хранения, обработки и выдачи информации о территории».
GIS: — «система, включающая базу данных, аппаратуру, специализированное матобеспечение и пакеты программ, предназначенных для расширения базы данных, для манипулирования данными, их визуализации в виде карт или таблиц и, в конечном итоге, для принятия решений о том или ином варианте хозяйственной деятельности».
GIS: — «система, проектируемая для сбора, хранения, манипулирования, поиска и отображения географически определенных данных».
GIS: — «система, которая манипулирует и управляет данными, хранящимися в виде тематических слоев, географически определенных относительно карты-основы».
GIS: — «научно-технические комплексы автоматизированного сбора, систематизации, переработки и представления (выдачи) геоинформации в новом качестве с условием прироста знаний об исследуемых пространственных системах».
GIS: — «пространственно определенная система для сбора, хранения, поиска и манипулирования данными».
Geographic information system: — «средство анализа и управления пространственно определенными данными».
Geographic information system: — интерактивные системы, способные реализовать сбор, систематизацию, хранение, обработку, оценку, отображение и распространение данных и как средство получения на их основе новой информации и знаний о пространственно-временных явлениях».
Geographic information system: — «реализованное с помощью автоматических средств (ЭВМ) хранилище системы знаний о территориальном аспекте взаимодействия природы и общества, а также программного обеспечения, моделирующего функции поиска, ввода, моделирования и др.».
Geographic information system: — информационная система, которая может обеспечить ввод, манипулирование и анализ географически определенных данных для поддержки принятия решений.
Geographic information system: — система аппаратно-программных средств и алгоритмических процедур, созданная для цифровой поддержки, пополнения, управления, манипулирования, анализа, математико-картографического моделирования и образного отображения географически координированных данных.

Из всего многообразия можно выделить три группы определений ГИС:
ГИС – это информационная система (или особый случай информационной системы), т.е. систематизированный и структурированный набор данных, имеющих пространственную привязку.
ГИС – это набор программных инструментов для обработки (сбора, хранения, поиска, анализа, манипулирования, визуализации) пространственных данных.
ГИС – это комплекс наборов данных, имеющих пространственную привязку, и аппаратно-программных средств для их обработки.
На мой взгляд, первая группа определяет суть ГИС, вторая – программное обеспечение ГИС или ГИС-платформу, третья – конкретную реализацию ГИС-проекта.
В качестве примера конкретной реализации ГИС-проекта можно привести определение земельно-информационной системы (ТКП 010-2005 Земельно-информационная система Республики Беларусь. Основные положения),
земельно-информационная система: комплекс программно-технических средств, баз пространственно-атрибутивных данных, каналов информационного обмена и других ресурсов, обеспечивающий автоматизацию получения, обработки и хранения земельно-кадастровой информации в цифровой форме средствами геоинформационных систем.
Таким образом, если коротко, ГИС – это информационная система, оперирующая пространственными данными.
Отсюда следует другой вывод: ГИС - это не информационные технологии в географии или картографии, а информационные технологии обработки географически организованной информации. Т.е. цифровая карта – это не ГИС, а лишь средство для организации данных в ГИС.

Следовательно, создание ГИС должно осуществляться по законам создания именно автоматизированных информационных систем, последовательно проходя все необходимые этапы:

  • определение и изучение объекта автоматизации;
  • определение перечня задач автоматизации;
  • выбор ГИС-платформы;
  • проектирование системы;
  • реализация системы;
  • эксплуатация системы.

При этом очень важно правильно определить (и оценить) будущих потребителей информации ГИС, источники поступления информации и финансирования для эксплуатации системы и поддержания её актуальности.
Только при таком подходе к созданию ГИС последняя имеет шанс на успех. В противном случае неизбежны бесконечные переделки в целях «латания дыр», поиски средств для поддержания системы в актуальном состоянии и, в итоге, либо полная переделка системы, либо её постепенное «умирание» а, вместе с этим, дискредитация самой идеи ГИС.


2. Возможности ГИС

Существо ГИС проявляется в ее способности связывать с пространственными объектами некоторую описательную (атрибутивную) информацию. Как правило, атрибутивная информация организуется в виде таблиц реляционной БД. В простейшем случае каждому пространственному объекту (а обычно выделяют точечные, линейные и площадные объекты) ставится в соответствие строка таблицы - запись в БД.

Использование такой связи, собственно, и открывает столь богатые функциональные возможности перед ГИС. Эти возможности, естественно, различаются у разных систем, но есть базовый набор функций, обычно имеющийся в любой ГИС-платформе, например, возможность ответа на вопросы "что это?" указанием объекта на карте и "где это находится?" выделением на карте объектов, отобранных по некоторому условию в БД. К базовым можно также отнести ответ на вопрос "что рядом?", а также различные модификации этого вопроса: "насколько рядом?", "насколько отличается?" и т.д. Исходя из этого исторически первое и наиболее универсальное использование ГИС - это информационно-поисковые, справочные системы.
Таким образом, ГИС можно рассматривать как некое расширение технологии БД для координатно-привязанной информации. Но даже в этом смысле она представляет собой новый способ интеграции и структурирования информации. Это обусловлено тем, что в реальном мире большая часть информации относится к объектам, для которых важную роль играет их пространственное положение, форма и взаиморасположение, а, следовательно, ГИС во многих приложениях значительно расширяют возможности обычных СУБД, так как ГИС более удобны и наглядны в использовании и предоставляют свой "картографический интерфейс" для организации запроса к базе данных вместе со средствами генерации "графического" отчета. И, наконец, ГИС добавляет обычным СУБД совершенно новую функциональность – использование пространственных взаимоотношений между объектами.
Использование геоинформационных систем становится неотъемлемой частью профессиональной деятельности многих предприятий и ведомств. Скорость и простота отображения данных, возможность формирования многогранных запросов, доступ к внешним базам данных и одновременно создание и ведение внутренних баз данных, возможность интеграции с различными корпоративными информационными системами — это далеко не полный список преимуществ, которые получает пользователь, работающий с ГИС.


3. Области применения ГИС

Ученые подсчитали, что большая часть информации (в различных источниках встречаются значения от 60% до 90%), с которой сталкивается человек в своей жизни, имеет территориальную привязку. Поэтому перечислить все области применения ГИС просто невозможно. Этим системам можно найти применение практически в любой сфере трудовой деятельности человека.
ГИС эффективны во всех областях, где осуществляется учет и управление территорией и объектами на ней. Это практически все направления деятельности органов управления и администраций: земельные ресурсы и объекты недвижимости, транспорт, инженерные коммуникации, развитие бизнеса, обеспечение правопорядка и безопасности, управление ЧС, демография, экология, здравоохранение и т.д.

ГИС позволяют с большой точностью учитывать координаты объектов и площади участков.
Благодаря возможности комплексного (с учетом множества географических, социальных и других факторов) анализа информации о качестве и ценности территории и объектов на ней, эти системы позволяют наиболее объективно оценивать участки и объекты, а также могут давать точную информацию о налогооблагаемой базе.

В области транспорта ГИС давно уже показали свою эффективность благодаря возможности построения оптимальных маршрутов, как для отдельных перевозок, так и для целых транспортных систем, в масштабе отдельного города или целой страны. При этом возможность использования наиболее актуальной информации о состоянии дорожной сети и пропускной способности позволяет строить действительно оптимальные маршруты.
Учет коммунальной и промышленной инфраструктуры - задача сама по себе не простая. ГИС не только позволяет эффективно ее решать, но и также повысить отдачу этих данных в случае чрезвычайных ситуаций.
Благодаря ГИС специалисты различных ведомств могут общаться на общем языке.
Интеграционные возможности ГИС поистине безграничны. Эти системы позволяют вести учет численности, структуры и распределения населения и одновременно использовать эту информацию для планирования развития социальной инфраструктуры, транспортной сети, оптимального размещения объектов здравоохранения, противопожарных отрядов и сил правопорядка.

ГИС позволяют вести мониторинг экологической ситуации и учет природных ресурсов. Они не только могут дать ответ, где сейчас находятся "тонкие места", но и благодаря возможностям моделирования подсказать, куда нужно направить силы и средства, чтобы такие "тонкие места" не возникали в будущем.
С помощью геоинформационных систем можно определять взаимосвязи между различными параметрами (например, почвами, климатом и урожайностью сельскохозяйственных культур), выявлять места разрывов электросетей, коррозии трубопроводов и т.п.

Риэлторы используют ГИС для поиска, к примеру, всех домов на определенной территории, имеющих определенный тип кровли, количество комнат и площадь кухни. Запрос может быть уточнен введением дополнительных параметров, например, стоимостных. Можно получить список всех домов, находящих на определенном расстоянии от конкретной магистрали, лесопаркового массива или места работы.
Компания, занимающаяся инженерными коммуникациями, может четко спланировать ремонтные или профилактические работы, начиная с получения полной информации и отображения на экране компьютера (или на бумажных копиях) соответствующих участков, скажем водопровода, и, заканчивая автоматическим определением жителей, на которых эти работы повлияют, с уведомлением их о сроках предполагаемого отключения или перебоев с водоснабжением.

При обработке космических и аэрофотоснимков важно то, что ГИС могут выявлять участки поверхности с заданным набором свойств, отраженных на снимках в разных участках спектра. В этом суть дистанционного зондирования. Но на самом деле эта технология может с успехом применяться и в других областях. Например, в реставрации путем анализа снимков картины в разных областях спектра (в том числе и в невидимых).
Геоинформационная система может использоваться для осмотра как больших территорий (панорама города, региона или страны), так и ограниченного пространства, к примеру, зала казино. С помощью этого программного продукта управленческий персонал казино может, например, получать карты с цветовым кодированием, отражающим движение денег в играх, размеры ставок, взятие "банка" и другие данные из игорных автоматов.
ГИС помогает в решении таких задач, как предоставление разнообразной информации по запросам органов планирования, разрешение территориальных конфликтов, выбор оптимальных (с разных точек зрения и по разным критериям) мест для размещения объектов и т. д. Требуемая для принятия решений информация может быть представлена в лаконичной картографической форме с дополнительными текстовыми пояснениями, графиками и диаграммами.
ГИС служат для графического построения карт и получения информации, как об отдельных объектах, так и пространственных данных об областях, например о расположении запасов полезных ископаемых, плотности транспортных коммуникаций или распределении дохода на душу населения в государстве. Отмеченные на карте области во многих случаях гораздо нагляднее отражают требуемую информацию, чем десятки страниц отчетов с таблицами.
Историко-культурное направление, реклама, природопользование также не обошли ГИС вниманием. Перечисление сфер возможного применения ГИС можно продолжать бесконечно.

 

4. Краткий обзор рынка ГИС-платформ

Существует множество способов классификации ГИС-платформ, начиная от способа распространения и, заканчивая, способом хранения и отображения данных.
С точки зрения способа распространения ГИС-платформы разделяются на проприетарные (коммерческие, платные) и открытые (свободно распространяемые или open source).
С точки зрения набора имеющихся функций ГИС-платформы можно условно разделить на большие (полнофункциональные, профессиональные), средние и малые (представляющие собой обычные средства визуализации).
Полнофункциональная ГИС-платформа должна обеспечивать:

  • двустороннюю связь между картографическими объектами и записями базы данных;
  • управление визуализацией объектов, обеспечивающее выбор состава и формы отображения;
  • работу с точечными, линейными и площадными объектами;
  • ввод карт с дигитайзера или сканера и их редактирование;
  • поддержку топологических взаимоотношений между объектами и проверку с их помощью геометрической корректности карты, в т.ч. замкнутости площадных объектов, связности, прилегания и др.;
  • поддержку различных картографических проекций;
  • геометрические измерения на карте длины, периметра, площади и др.;
  • построение буферных зон вокруг объектов и реализацию других пространственных операций;
  • создание собственных наборов обозначений, в том числе новых знаков, линий, штриховок и др., создание дополнительных элементов оформления карты, в частности подписей, рамок, легенд;
  • вывод высококачественных твердых копий карт;
  • решение транспортных и других задач на графах, например, определение кратчайшего пути и т.п.

С точки зрения масштаба создаваемых систем можно выделить:

  • персональные ГИС:
  • настольные ГИС;
  • мобильные ГИС;
  • клиент-серверные ГИС масштаба:
  • рабочей группы;
  • предприятия (региона);
  • государства;
  • распределенные ГИС, представляющие собой сервис (ГИС в облаке).

Только те ГИС-платформы, которые "умеют" создавать ГИС всех перечисленных масштабов, могут претендовать на определение профессиональных ГИС-платформ.
С точки зрения внутренней организации системы и модели хранения данных ГИС-платформы прошли в своем развитии путь от простейших ГИС-приложений с хранением данных на уровне файловой системы до современных мощных ГИС-платформ (в полном смысле слова "платформа") с возможностью хранения данных в специализированных расширениях промышленных СУБД.
Так, по мнению некоторых специалистов в области ГИС-технологий (http://www.gisa.ru/) можно выделить следующие основные технологические поколения ГИС-платформ:
Первое поколение — одна или несколько программ, объединённых в программную систему. Для хранения используется внутренний формат данных, часто закрытый правообладателем.
ГИС-платформы первого поколения, как правило, имеют высокое быстродействие и различные уникальные функциональные возможности, поскольку собственный формат данных позволяет реализовывать уникальные алгоритмы и методики обработки и хранения данных, особенно при решении специализированных задач, достаточно просты в использовании и администрировании.
Однако при необходимости обмена данными с другими системами возникают большие проблемы. Кроме того, пользователь оказывается привязанным к поставщику ГИС-платформы, поскольку переход к использованию другой системы вызывает массу проблем с переносом накопленного массива данных в другой формат. Возможности совместной работы с пространственными данными в компьютерной сети сильно ограничены. Обычно предоставляется возможность совместного использования файлов данных лишь на уровне файловой системы.
Второе поколение — основано на технологии клиент-сервер, для организации совместной работы с данными в компьютерной сети. Имеет программу-клиента для конечного пользователя и программу-сервер, которая ведёт собственную базу пространственных данных. При этом используется структура базы данных и внутренние форматы данных, часто защищённые авторскими правами. Многие системы этого поколения являются дальнейшим развитием ГИС первого поколения для организации совместной работы в компьютерной сети.
Наличие выделенного сервера данных позволяет организовать эффективную работу в компьютерной сети.
Однако остаются недостатки по обмену данными и интеграции с другими ГИС, пользователь также остается привязанным к поставщику ГИС-платформы форматом хранения данных. Сервер данных собственной разработки часто имеет ограниченный функционал по работе с базой данных, разграничении прав пользователей, использует упрощённые алгоритмы обработки данных, что сказывается на быстродействии, особенно при больших объёмах данных.
Третье поколение — приложение для конечного пользователя или система, построенная по схеме клиент-сервер, которая для хранения пространственных данных используют одну из распространённых систем управления базами данных (Microsoft SQL Server, Oracle, MySQL, Postgre SQL и т. п.), а в последнее время – специализированные расширения этих СУБД (Microsoft Spatial, Oracle Locator/Spatial, MySQL Spatial, PostGIS и т. п.).

Структура хранения пространственных данных уже не зависит от разработчика конкретной ГИС, что резко расширяет возможности по работе с пространственными данными и обмену ими, интеграции с другими системами, использованию программного обеспечения сторонних разработчиков, в том числе класса Free Ware (свободно распространяемое) и Open Source (с открытым исходным кодом). При использовании таких решений пользователь ГИС в гораздо меньшей степени зависит от конкретного поставщика, может сменить используемую ГИС или расширить имеющийся функционал за счёт использования других ГИС, работающих с тем же хранилищем пространственных данных. При этом затраты по переносу данных существенно меньше, чем для остальных вариантов, либо отсутствуют вообще.
Эти решения позволяют также реализовывать распределённые ГИС, когда с одним общим хранилищем пространственных данных работают несколько различных ГИС разных организаций, в том числе территориально находящихся в разным местах и объединённых каналами передачи данных (либо интернет, либо защищённые каналы передачи данных). Кроме этого для Oracle, Microsoft и Postgre SQL имеются штатные средства создания распределённых БД и поддержания их целостности на уровне базового SQL сервера. Это позволяет создать систему с несколькими независимыми хранилищам пространственных данных, которые периодически производят синхронизацию изменений для поддержания логической целостности единой БД.
Ещё одной тенденцией, характерной для решений данного поколения ГИС-платформ, является переход к использованию в качестве рабочего места конечного пользователя решения на основе WEB-браузера, а также встраивания необходимого набора скриптов для работы с системой в геоинформационные интернет-порталы. В некоторых случаях такие решения являются вспомогательными и выполняют в основном функции просмотра пространственных данных, а в качестве редактора используется обычная программа, но также имеются решения, когда весь функционал по работе с ГИС, включая её администрирование, реализован в виде WEB-приложения работающего через WEB-браузер.
Однако ГИС-платформы третьего поколения существенно сложнее в установке, настройке и администрировании, чем все предыдущие, особенно при использовании решений на основе WEB-технологий, поскольку помимо самой ГИС, SQL сервера с хранилищем пространственных данных, добавляются ещё и работы по интернет-серверу и системе безопасности.

Необходимо отметить, что далеко не всегда можно отнести конкретную ГИС-платформу к тому или иному поколению. Часто разработчики развивают свои решения, добавляя новые функции и возможности, постепенно переходя от старой модели построения системы к новой. При этом для обеспечения совместимости с предыдущими версиями своих систем они оставляют поддержку старых технологий работы и форматов данных, поскольку у пользователей уже накоплены большие объёмы данных и имеется множество специалистов, привыкших к старым методикам работы. В результате у наиболее старых и крупных разработчиков ГИС-платформ, таких как ESRI (ArcGIS), на сегодня имеются продукты, которые позволяют построить ГИС любого из трех технологических поколений.
Использование определенных видов ГИС-платформ вошло в традицию в некоторых отраслях. Например, для целей градостроительного проектирования очень часто используют MapInfo и AutoCAD, для составления кадастровых планов, в геологии – ArcGIS, для целей создания цифровых топографических карт и обороны – ГИС «Панорама» и т.д.
В настоящее время в мире насчитывается большое количество как коммерческих, так и свободно распространяемых ГИС-платформ. Одно только перечисление всех существующих ГИС-платформ заняло бы достаточно много места. Поэтому перечислим лишь наиболее распространенные из них (в алфавитном порядке).

ArcGIS – коммерческая ГИС-платформа, для построения ГИС любого уровня. ArcGIS используется для создания, управления, анализа и визуализации любой пространственной информации, анализа отношений между объектами, моделирования географических процессов и явлений и позволяет легко создавать данные, карты, глобусы и модели в настольных программных продуктах, затем публиковать их и использовать в настольных приложениях, в веб-браузерах и в полевых условиях, через мобильные устройства. Для разработчиков ArcGIS дает все необходимые инструменты для создания собственных приложений. Платформа ArcGIS является оптимальным решением для построения корпоративных ГИС.

 

Во всем мире инструменты ArcGIS используются для улучшения рабочих процессов организации и решения разнообразных задач на базе географического подхода:

  • Управление активами и данными, включая интеграцию различных систем, управление территориями и услугами, управление филиалами и отношениями с клиентами;
  • Планирование и анализ, например, прогнозирование и оценка рисков;
  • Бизнес-приложения для создания ситуационно-аналитических центров, мониторинга и слежения; сбора данных в полевых условиях; обходов, обслуживания и эксплуатации оборудования; маршрутизации;
  • Системы поддержки принятия решений и предоставления доступа к информации.

AutoCAD Map – коммерческая ГИС-платформа, предназначенная для планирования инфраструктуры и управления ею. Благодаря интеграции данных САПР и ГИС пользователи имеют возможность принимать более обоснованные проектные и управленческие решения. Благодаря интеллектуальности моделей и инструментов обеспечивается соответствие отраслевым и государственным стандартам. Интеграция пространственной информации в базу данных делает данные доступными всем специалистам, помогая повышать качество, производительность работы и эффективность управления объектами.


Bentley Map – коммерческая ГИС-платформа, представляющая собой полноценную настольную ГИС, которая может использоваться для создания карт, планирования, разработки и управления инфраструктурой. Bentley Map расширяет базовые возможности системы MicroStation с целью обеспечения функций создания, поддержания и анализа геопространственных данных с высокой степенью точности. В системе предусмотрены возможности создания, хранения, ведения, анализа и совместного использования двухмерных и трехмерных геопространственных данных. Она может быть использована для построения собственных приложений ГИС. Основной задачей Bentley Map, по мнению компании-разработчика, является создание и сохранение геопространственной информации в процессе управления инфраструктурными объектами в течение всего жизненного цикла. Так, например, интуитивные инструменты редактирования трехмерных объектов позволяют создавать высококачественные пространственные данные, обеспечивая гибкость при настройке.


Intergraph – коммерческая ГИС-платформа с открытой архитектурой. Платформа включает инструментальную ГИС – GeoMediaPro, и широкий набор специализированных модулей, что обеспечивает решение любых задач, связанных с обеспечением многопользовательского доступа к пространственным данным, их отображение, в том числе, и 3D, редактирование, анализ и публикацию (распространение).


gvSIG – свободная ГИС-платформа с открытым исходным кодом, предназначенная для создания, редактирования, анализа векторных карт. gvSIG — это программный продукт с исходным кодом, распространяющийся под лицензией GPL, что, в конечном счете, позволяет вносить в него свои изменения и добавлять новые функции. Уже сейчас существует большой набор плагинов, расширяющих возможности программы. gvSIG наследует принципы организации интерфейса ArcView GIS, поэтому его освоение не составит труда пользователям этой программы. gvSIG - инструментарий управления географической информацией с интуитивно понятным интерфейсом, прекрасно работающий как с  растровым, так и с векторным форматам. gvSIG  развивается от правительственного гранта Испании (транспортное министерство Валенсии) с 2003 года.


MapInfo – коммерческая ГИС-платформа, широко используемая для цифрового картографирования. В дополнение к традиционным для СУБД функциям, MapInfo позволяет собирать, хранить, отображать, редактировать и обрабатывать картографические данные, хранящиеся в базе данных, с учетом пространственных отношений объектов. Помимо собственных форматов, MapInfo работает без конвертации с графическими данными в форматах ArcView Shape File, ESRI ArcSDE, ESRI Geodatabase (mdb), ARC/INFO E00, AutoCAD DXF/DWG, Intergraph/MicroStation Design DGN, SDTS, VPF и табличными данными в форматах Access, Excel, Lotus 1-2-3, xBASE и ASCII. Универсальный транслятор MapInfo позволяет осуществлять импорт и экспорт данных в другие ГИС и САПР системы (ESRI Shape File, AutoCAD DXF/DWG, Intergraph/MicroStation Design DGN, AtlasGIS, ARC/INFO E00). MapInfo имеет возможность работы с данными в растровых форматах GIF, JPEG, TIFF, GEO TIFF, PCX, BMP, TGA, BIL и др., включая новейшие форматы сжатого растра – ECW, MrSID, JPEG2000. Встроенный язык запросов SQL, благодаря географическому расширению, позволяет осуществлять выборки объектов с учетом их пространственных отношений. MapInfo имеет функции поиска объекта или группы объектов по различным признакам, а также их сочетаниям.


Quantum GIS – свободная ГИС-платформа для профессиональной обработки пространственных данных. С помощью библиотеки GDAL поддерживается более 50 растровых и более 20 векторных форматов, включая ESRI (Shape), MapInfo (mif/mid и tab/dat), Autodesk (DXF) и другие. Имеется собственный модуль обработки растровых изображений, позволяющий выполнять геопривязку и имеющий несколько алгоритмов трансформации растров. На данный момент платформа больше представляет собой конструктор «собери сам», чем законченное решение, которое можно установить и работать в виде готового решения, как в случае с коммерческими платформами. При отсутствии затрат на покупку лицензий, затраты на внедрение системы могут быть более значительными, чем для платных систем. Практически отсутствуют законченные типовые решения для прикладных или специализированных задач, которые также распространялись бы как свободное программное обеспечение.


ГИС «Панорама» – коммерческая ГИС-платформа, предлагающая обширный список программных продуктов, как универсального назначения, так и специализированные решения для той или иной области. Является одной из основных технологических платформ предприятий бывшей Роскартографии для подготовки цифровых образов традиционных топографических карт. В своем составе имеет средства создания и редактирования электронных карт в многопользовательском режиме, выполнения различных измерений и расчетов, оверлейных операций, построения 3D моделей, обработки растровых данных, построения ортофотопланов, создания матриц высот, многослойных (геологических) матриц, средства тематического картографирования, подготовки карт к изданию, работы с GPS-приемниками, обеспечения удаленного доступа к картографическим данным и т.д.


Во многом перечисленные ГИС-платформы похожи, многие из них имеют:

  • дружелюбный и интуитивно понятный интерфейс и справочные системы, службы поддержки и обучения пользователей;
  • развитые средства конвертирования и подключения внешних пространственных данных, в т.ч. и в формате баз геоданных (за исключением платформы ГИС «Панорама», поддерживающей лишь геореляционную модель данных, т.е. хранение в промышленных СУБД только атрибутивных данных); 
  • средства многопользовательской работы с пространственными данными, за исключением свободных ГИС, но только ArcGIS поддерживает длинные транзакции за счёт версионности специализированного расширения ArcSDE, работающего «поверх» промышленных СУБД;
  • средства проверки пространственной связанности объектов (топологии), но только на платформе ArcGIS поддерживается межслойная топология;
  • разнообразные средства обработки, анализа и тематического картографирования,

но:

  • MapInfo, AutoCAD Map и ГИС "Панорама" ориентированы на локальные и региональные проекты, а ArcGIS, Bentley Map и InterGraph – на весь спектр, включая и глобальные;
  • AutoCAD Map, Bentley Map, InterGraph и ArcGIS – полноценные 3D-системы, кроме отображения имеются 3D-редакторы;
  • MapInfo, ArcGIS и ГИС "Панорама" имеют встроенные средства работы с пространственными растровыми данными, в AutoCAD Map – это дополнительный платный модуль Autodesk RasterDesign;
  • в ArcGIS и Autodesk реализована возможность публикации и обмена данными через организованные фирмами облачные атласы (хранилища) карт (чертежей).

Все названные ГИС поддерживают разнообразные средства расширения функциональности за счёт возможности разработки дополнительного ПО, однако:

  • AutoCAD Map и ArcGIS имеют встроенные средства программировании, а в MapInfo и ГИС "Панорама" – это дополнительные платные модули MapBasic и GISToolKit, соответственно;
  • средства разработки серверных решений либо в ходят в комплект серверной поставки (ArcGIS и Autodesk), либо приобретаются за дополнительную плату (MapInfo и "Панорама");
  • в ArcGIS, Autodesk и MapInfo есть расширения сторонних разработчиков, в "Панораме" – лишь собственные;
  • средства публикации созданных карт в виде WEB и мобильных приложений – разница лишь в количестве поддерживаемых протоколов – наибольшее количество на платформе ArcGIS, кроме того ArcGIS и Autodesk умеют публиковаться в облачных инфраструктурах;
  • мобильные приложения ArcGIS и Autodesk бесплатные, у MapInfo и "Панорамы" – за дополнительную плату;
  • все ГИС имеют модульное строение, но только ArcGIS предусматривает переход на более функциональные версии без переплаты;
  • продукты ArcGIS лидируют – доля ArcGIS на мировом рынке ГИС-платформ в 2005 году составляла 29% (по данным компании Daratech), в 2013 – 44% (по данным исследовательских компаний Daratech и ARC Advisory Group, опубликованным в журнале "PC Magazine").

Цитата из отчета компании "Гартнер": "Компании, ищущие сильную ГИС-платформу которая поддерживает широкий круг различных прикладных решений, должны рассматривать ESRI".

 

5. Тенденции развития ГИС-платформ

В качестве основных тенденций в области развития программного обеспечения для создания ГИС можно отметить:

1. Стремление разработчиков к поддержке стандартов OGC (Open GeoSpatial Consortium) по обмену пространственными данными, поскольку это существенно расширяет возможности интеграции их решений с существующими или создаваемыми инфраструктурами пространственных данных, как национальными, так и корпоративными. Даже если в качестве основного остаётся собственный формат файлов, в систему добавляются возможности подключения данных по стандартам WMS (Web Map Service), WFS (Web Feature Service), а также импорт и экспорт данных в формате GML (Geography Markup Language).
2. В связи с развитием рынка мобильных устройств, появлением нового класса устройств в виде планшетных компьютеров, а также перехода к 64 битным вычислениям, становится актуальной наличие версий программы под разные платформы, в том числе Windows 32xи 64x (Microsoft), Linux 32x и 64x, iOS (Apple), Android (Google). Многие ведущие разработчики программ для ГИС предлагают версии программ для мобильных систем, которые позволяют взаимодействовать с ГИС, построенными на их платформе, часто с ограниченным набором функций, обеспечивающим основные операции просмотра и поиска информации, реже – возможности редактирования данных.
3. Многие разработчики включают в свои продукты возможность работы с наиболее распространёнными хранилищами пространственных данных. При этом заметна тенденция к обеспечению возможности работы с как можно большим количеством вариантов источников и хранилищ данных, в том числе объединения в одном проекте данных из разных хранилищ пространственных данных, построенных на основе разных платформ.
4. Активное использование наработок из Open Source проектов OSGeo в платных решениях, особенно среди средних и мелких разработчиков. Во многих проектах используются библиотеки GDAL и Proj 4, реализуется интеграция с хранилищем данных PostGIS. Также весьма часто предлагается использование связки MapServer + OpenLayers в качестве модуля для создания WEB-приложений для той или иной платной ГИС системы. В дальнейшем эта тенденция будет только нарастать, так как у мелких и средних фирм нет возможности привлечь такое большое количество ресурсов, в первую очередь квалифицированных разработчиков из разных областей, для разработки необходимых модулей и функций, которые имеются у сообщества OSGeo. В итоге средние и мелкие коммерческие разработчики всё больше будут концентрироваться на решении специализированных прикладных задач, используя в качестве базовой платформы работы с пространственными данным свободно распространяемое ПО, базирующееся на стандартах OGC, что будет лишь способствовать формированию единой открытой инфраструктуры пространственных данных.
5. Поддержка работы с трехмерным представлением данных, как минимум, и возможность полноценного построения и качественной визуализации трехмерных моделей территорий, как максимум, становится необходимой не только для сферы развлечений или традиционных областей 3D САПР, но и для геоинформационных систем. Уровень быстродействия современных компьютеров и наработанные методики создания и работы с 3D-моделями территорий сегодня позволяют не только демонстрировать потенциальным заказчикам красивые картинки, часто подготовленные заранее, но и решать множество реальных задач трехмерного анализа. Из-за существенно более высоких требований к ресурсам для решения данного класса задач, более или менее приемлемые результаты могут быть получены только на 64-битных системах.

 

К. Ю. Юзефович,
директор "ГеоСистемсПро"

 

Скачать презентацию выступления в формате Microsoft PowerPoint

Прочитано 19682 раз

1 Комментарий

  • Комментировать Lila Четверг, 07 Июнь 2018 15:35 написал Lila

    Select a way of acquiring money in and out of the site, and once your first deposit clears, you're ready to go.

Оставить комментарий

Самое популярное