МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В ЛОМОНОСОВА ГКОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
реклама
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В ЛОМОНОСОВА ГКОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ МИРА И ГЕОЭКОЛОГИИ Реферат на тему: История развития ГИС за рубежом и в нашей стране. Наиболее популярные современные ГИС. Их краткая характеристика Выполнила: Студентка III курса Манжетова А.А. Москва - 2012 Оглавление: Введение…………………………………………………………………………3 Глава 1. Этапы развития ГИС………………………………………………….. Глава 2. Наиболее популярные современные ГИС…………………………... Заключение……………………………………………………………………… Список литературы……………………………………………………………... Введение Геоинформационные технологии существуют уже около 50 лет. И представляют собой одно из наиболее бурно развивающихся направлений среди информационных технологий. Если разобраться, то геоинформационные технологии представляют из себя несколько больше, чем просто карту, помещенную в компьютер. В то же время, понятие “географическая информационная система (геоинформационная система, ГИС) неразрывно связано с обычной печатной картой. По сути любая географическая карта есть модель земной поверхности и является объектом анализа её пользователей. С одной стороны, применение ГИС для обработки и анализа пространственной информации в различных областях жизнедеятельности способствует возникновению междисциплинарных понятий и методов. С другой стороны, развитие самой геоинформатики приводит к организации внутренних (собственных) требований к объектам изучения, что приводит к определенным ограничениям методов, используемых в конкретных дисциплинах (строительстве, геологии, биологии и т.д.). Такая ситуация создает атмосферу живого общения людей, которые занимаются различной деятельностью (иногда очень разной), но объединенных геоинформационным подходом к работе или исследованиям. Для того, чтобы перейти к рассмотрению основных этапов развития ГИС, я бы хотела упомянуть главные предпосылки, которые привели к образованию науки геоинформатики в целом: • широкое распространение компьютеров и совершенствование средств периферии; • накопление обширных аэрокосмических, статистических и других материалов; • потребность упорядочения сведений в базах данных для разнообразных целей; • обеспечение сохранности и доступности этих материалов для широкого круга пользователей; • необходимость оперативных принятий решений и др [1]. Глава 1. Этапы развития ГИС Взгляд на историю существенно зависим от точки зрения (места в клубке идей и технологий, из которого тянется сегодняшняя нить геоинформатики в ее современном и вполне устоявшемся понимании). Геоинформатика как наука относительно молода, но и она имеет свою историю, которая может быть разделена на четыре нечетко выраженных периода. I период. В 60-е годы XX в. совершенствовались техника и опыт под единой, пока не оформившейся «крышей». Наиболее ярким примером этого периода было создание в 1963— 1971 гг. Канадской ГИС (CGIS) под руководством Р.Томлинсона. Ее методические основания обобщены в его докторской диссертации, а технологические и прикладные аспекты освещены в десятках, если не сотнях статей, в том числе серии избранных публикаций и другой периодике. Ставшая одним из примеров крупной универсальной региональной ГИС национального уровня, CGIS может считаться классикой, и «ни одна из систем не может сравниться с Канадской ГИС по числу статей, ссылающихся на нее». Данная система создавалась для анализа данных инвентаризации земель Канады в области рационализации землепользования. Одним из важнейших результатов ее использования было создание карт масштаба 1:50 ООО, причем применялось самое современное оборудование — специальный экспериментальный сканер. Выполнялось наложение и измерение площадей, ранее не использовавшиеся в геоинформатике. Применялась абсолютная система координат. Позднее была создана база данных на основе тематических слоев, налажен дистанционный доступ к ней, а еще позднее была предпринята попытка приспособить Канадскую ГИС к сетевым технологиям, однако появились более современные системы, с которыми ей было сложно конкурировать. К тому же, как и всякая пионерная разработка, проект оказался весьма дорогостоящим. Работы шведской школы геоинформатики концентрировались вокруг ГИС земельноучетной специализации, в частности Шведского земельного банка данных, предназначенного для автоматизации учета земельных участков (землевладений) и недвижимости. Основная цель конгресса — упорядочить собранный материал и облегчить доступ к нему, в частности для Карты в основном строились в виде грубых алфавитно-цифровых распечаток — изображений, состоящих из букв и цифр, которые благодаря разной плотности создавали примитивный эффект полутоновых изображений. Вторая половина 60-х годов XX в. знаменательна также работами. Гарвардской лаборатории машинной графики и пространственного анализа. Созданное здесь программное обеспечение стало классическим в сфере автоматизированного картографирования. Так, первый и наиболее известный пакет SYMAP позволял создавать общегеографические карты на алфавитно-цифровых печатающих устройствах. По зднее, к концу 60-х годов с переходом к работам на графопостроителях, SYMAP трансформировалась в CALFORM. К этому же времени были разработаны программы SYMVU (для трехмерных изображений) и GRID (для работ с растровыми ячейками). Этот набор программ в 70-е годы преобразовался в POLYVRT и далее — в ODYSSEY, как комплексного пакета, базирующегося на векторных данных. Нельзя сказать, что в 60-е годы состоялось становление геоинформатики в России, но положительный результат, несмотря на существенные материальные затраты, был получен. II период. В начале 70-х годов XX в. ситуация начала меняться. Стало очевидно, что у геоинформатики большое будущее, появились примеры эффективного применения ГИС, но стоимость техники, программного обеспечения и обслуживания были столь высоки, что для многих они просто недоступны. Поэтому первая половина 70-х годов — это период шлифовки и доводки методики в крупных организациях и энтузиазм отчаянных одиночек. Зазвучали также голоса пессимистов: геоинформатика, мол, это «овчинка, которая не стоит выделки», так как ее продукция получается просто «золотой». Это был период некоторого застоя. Однако, справедливости ради, отметим появление в это время нескольких крупных теоретических обобщений и прежде всего — по методике структурирования пространственных данных. Состояние и история разработок ГИС в Швеции, отражающая срез на середину 70-х годов, представлена специальным монографическим изданием журнала «Картографика» . По данным, сообщаемым во вводной статье этого издания О. Вастессоном, к середине 70-х годов в стране шла разработка и эксплуатация 12 информационных систем (ГИС или информационных систем, расширяемых до их уровня). В предисловии к книге Д.Тейлор анализирует также процесс их развития в Канаде, разделенный на пять стадий, иллюстрирующих «в неакадемических терминах и мерах» степень энтузиазма и надежд разработчиков ГИС: сверх энтузиазм первых экспериментов, не подкрепленный реальными возможностями; разочарование от первых неудач; возросшая активность и новые надежды; второй кризис, связанный с трудностями решения некоторых проблем; движение к завершению после их решения. Нужно отметить существенное взаимовлияние двух геоинформационных школ. Анализ ранней канадской и шведской литературы по ГИС показывает, что ГИС «первого поколения» (60-е — начало 70-х годов) значительно отличались от того, что понимается под ними в настоящее время. Они зачастую были ориентированы на чисто утилитарные задачи инвентаризации земельных ресурсов, земельного кадастра и учета в интересах совершенствования системы налогообложения, решаемые путем автоматизации земельноучетного документооборота в виде банков данных соответствующей специализации. Основная функция ГИС состояла во вводе в машинную среду первичных учетных документов для хранения и регулярного обновления данных, достаточно незамысловатой (на сегодняшний взгляд) обработки, включающей агрегацию данных и генерацию итоговых отчетных статистических табличных документов, вполне аналогичных «Земельным балансам». Инвентаризационные задачи, но на иной исходной основе — путем массового цифрования карт — решались первоначально и в Канадской ГИС. Однако участие в их разработках научноисследовательских коллективов, в том числе профессиональных географов (в Швеции — это коллектив Университета Лунда), позволило заложить в их основу некоторые фундаментальные принципы, которые обеспечили их выход в сферы не только узко прагматических, но и более универсальных интересов и областей применения. Первый и главный шаг, который вывел ГИС из круга баз данных общего назначения, заключался во введении в число атрибутов операционных объектов (земельных участков, строений, физических и юридических лиц, ареалов использования земель, бонитировки почв или лесотаксации) признака пространства, в какой бы форме местоуказания (в координатах, в иерархии административной принадлежности, в терминах принадлежности к ячейкам регулярных сетей членения территории) он ни выражался. Достаточно революционным являлось уже указание координат центроидов объектов — прием, активно использовавшийся в Швеции. Напомним, что в начале 60-х годов массовое цифрование карт и их представление в векторном формате было уделом отдельных экспериментов картографических служб оборонных ведомств. В этот период сформировалось понятие пространственных объектов, описываемых их позиционными и непозиционными атрибутами. Оформились две альтернативные линии представления — растровые и векторные структуры, включая топологические линейноузловые представления. Чуть позже была создана технология массового цифрования карт основного источника данных в Канадской ГИС. Поставлены и решены задачи, образующие ядро геоинформационных технологий: наложение (оверлей) разноименных слоев, генерация буферных зон, полигонов Тиссена и иные операции манипулирования пространственными данными, включая определение принадлежности точки полигону, операции вычислительной геометрии вообще. Найдены эффективные решения других геометрических проблем, алгоритмы аналитических операций и графоаналитических построений. Функциональная ограниченность ГИС «первого поколения» (например, отсутствие или примитивность средств графической и картографической документации) имела и чисто технические причины: неразвитость периферийных устройств, давно забытый пакетный режим обработки данных (дисплей, применение которого позволило реализовать интерактивное взаимодействие оператора и машины, становится обычным устройством отображения лишь в середине 70-х годов) на крупных и мощных, но безумно (по сегодняшним меркам) дорогих ЭВМ, непереносимость программного обеспечения, критичность вычислительных ресурсов по отношению к объемам данных и времени исполнения задач. Так или иначе, ядро геоинформационных технологий было сформировано до начала 70-х годов, определив облик ГИС первого поколения. Для 70-х годов характерно достаточно тесное взаимодействие методов и средств геоинформатики с параллельной и ранее независимой линией развития цифровых методов картографирования и автоматизированной картографией. Начало было положено работами Ж. Бертена по печати компьютерных статистических карт на примитивных печатающих устройствах, ранее упоминавшимися экспериментами Лаборатории машинной графики и пространственного анализа Гарвардского университета, успехами в области автоматизированного картографирования государственных топографо-геодезических служб. Считается, что первая автоматизированная картографическая система была создана в Великобритании в Экспериментальной картографической части Королевского колледжа искусств Д.Бикмором в 1964 г. В России сформировалось новое направление — математикокартографическое моделирование. Общность технической базы, структурно-функциональное единство или подобие автоматизированных картографических систем и ГИС создали в 70-х годах предпосылки к их будущей интеграции, породив, однако, «картоцентрический» взгляд на геоинформатику, ее сущность и историю. К этому периоду относится быстрый прогресс геоинформационных и автоматизированных картографических технологий в США. Здесь следует сказать о Геологической службе США и Бюро переписей, в частности, в связи с созданием системы, ориентированной на детальную характеристику уличной сети городов и организацию транспортного движения. Создано также несколько компьютерных атласов по материалам переписей. Первый том инвентория содержал стандартизованные описания 85 полномасштабных ГИС; несколько сотен описаний иных программ обработки географических данных помещены во втором и третьем томах. Проблематика ГИС постоянно входила в программы конгрессов МГС, включая XXIII Московский (1976), оказавший значительное влияние на развитие советской географии, обратив внимание на важность развертывания исследований в области геоинформатики. В программах Международных картографических конференций Международной картографической ассоциации (МКА) тематика ГИС стала выноситься в отдельные рубрики значительно позже, уже после XI конференции МКА в Варшаве в 1982 г. Новый подъём наметился в конце 70-х — начале 80-х годов XX в., когда широко распространились дешевые персональные компьютеры. Открылись принципиально новые возможности для массового потребителя. Эйфория проявляется во всем, вплоть до попыток обосновать целесообразность замены и поглощения традиционных наук, имеющих дело с пространственно распределенными данными, одним всеобъемлющим направлением. Картографическая продукция этого времени уже почти не отличается от карт, издаваемых по традиционным технологиям. III период. «Эпоха зрелости», эпоха первых комплексных решений, наступает в 80-е годы, когда отдельные компьютерные программные пакеты по обработке данных, по подготовке текстов или карт трансформируются в единую увязанную систему, способную помочь человеку в принятии ответственных решений. В это же время создаются компьютерные локальные и глобальные сети, революционно изменившие доступ к базам данных. Персональные компьютеры в ряде организаций уже начинают вытесняться рабочими станциями. Отмечается чрезвычайный динамизм развития ГИС — к середине 80-х годов их число приближается к 500, а по другим данным — к 2000. Расширяется «география» ГИС, устанавливается баланс между уровнем развития геоинформатики Старого и Нового света, заметно нарушенный в 70-х годах заатлантическими соседями. Разработка коммерческих программных средств ГИС, связанная в немалой степени с возможностями мини- и микроконфигураций вычислительных средств, а позже и персональных ЭВМ, существенно меняет всю геоинформационную индустрию, появление которой связывается именно с этим периодом. Создание ГИС стало основываться не на уникальных программных и аппаратных средствах собственной разработки, а на адаптации функциональных возможностей достаточно операционно универсальных программных продуктов применительно к анализируемым проблемам. Именно это время было периодом массового создания ГИС на платформе персональных компьютеров (причем практически исключительно на IBM PC). Одним из ярких примеров этого периода может стать появление наиболее популярного в мире программного обеспечения ARC/INFO (Arclnfo в настоящее время) в Институте изучения систем окружающей среды (ESRI, Inc., США), к созданию которого привело соединение стандартной реляционной системы управления базами данных (INFO) с программой (ARC). Важнейшей особенностью его стала независимость от платформ и операционных систем. В 80-е годы существенно расширяется круг решаемых задач, геоинформационные технологии проникают во все новые сферы науки, производственной деятельности и образование. Осваиваются принципиально новые источники массовых данных для ГИС: данные дистанционного зондирования, включая материалы спутников серии Ландсат, а позднее СПОТ, данные глобальных систем позиционирования [в это время их также называли системами навигации, местоуказания и др.]. Цифровые методы обработки изображений интегрируются с системами автоматизированной картографии (в том числе с ее новой ветвью — электронной картографией) и ГИС, создавая предпосылки единой программной среды 90-х годов. IV период. В 90-е годы появились интеллектуальные системы и технологии мультимедиа — комплексного воздействия на различные органы чувств человека — зрение, слух, а в перспективе — обоняние и даже осязание. Можно обратиться и к более частным вопросам, например картографической визуализации в ГИС. Так, даже традиционные бумажные карты, естественно имеющие самое широкое распространение и применение, стали претерпевать определенные изменения — становиться «рельефными», пригодными для визуального и компьютерного считывания, переноситься на другие основы: материю, пластик, что позволяет, например, работать на пластиковых контурных картах в школе, используя их многократно и для разных целей и т.д. Подавляющее большинство карт преобразуется в цифровые модели, а их тематические наборы или слои начинают комплексироваться в электронные атласы, изготовляемые по индивидуальному заказу. Обычными становятся голографические изображения и карты в области «виртуальной реальности». В это время интенсивно велись работы в области моделирования — активно внедрялась теория фракталов, катастроф, хаоса в географии, начали применять нейронные сети для многомерных классификаций и прогнозирования — задач, традиционно важных для всех географических наук. За рубежом оформилось направление, называемое geoprocessing. Бурно и стремительно стали вестись работы по инфраструктурам пространственных данных. Очень многочисленными стали примеры интеграции ГИС и Интернет, вплоть до того, что некоторые ученые стали называть этот период эпохой Интернет-ГИС. Не обошли Россию и тенденции, прослеживаемые в области геоинформатики в наиболее развитых в этом отношении странах. В области теории — совершенствование фундаментальных понятий, «интеллектуализация» ГИС, обращение к объектно-ориентированным моделям в ГИС, развитие теории «нечетких знаний», совершенствование систем управления базами пространственных данных и знаний, разветвленных пользовательских систем и сетевых структур, а также интегрированных ГИС. Все большее внимание стало уделяться интеллектуальному анализу данных (data mining). Применение ГИС из стадии экспериментов начинает переходить в сферу практического использования, причем не в отдельных пунктах, а по всему фронту научных, практических и управленческих областей. Идет процесс существенного пересмотра учебных программ по геоинформатике, а также совершенствование подготовки кадров пользователей ГИС. Все больше проектов стало выполняться не на персональных компьютерах, а на рабочих станциях, с широким использованием компьютерных сетей. Очень важным нам представляется обращение к полномасштабным системам поддержки принятия решений [1]. Глава 2. Наиболее популярные современные ГИС Функционирование подсистем ГИС определяется набором программных функций – программными средствами ГИС. Современная тенденция проявляется в использовании специализированных программных комплексов – ГИС-пакетов, а так же распространенных графических пакетов программ [3]. I.AUTODESK Компания Autodesk основана в 1982 году, ее штаб-квартира расположена в Сан Рафаэле (шт.Калифорния, США). Kомпания Autodesk развивает передовые 2D и 3D технологии для визуализации, моделирования и анализа поведения разрабатываемых конструкций на ранних стадиях проектирования. Это дает пользователям возможность тщательно подготовить и оптимизировать компьютерную модель, прежде чем она будет реализована физически. Пользователи не просто видят модель на экране, но и могут испытать ее. Благодаря этому экономятся время и средства, повышается качество и рождаются новаторские решения. AutoCAD-продукт компании Autodesk. AutoCAD — система автоматизированного проектирования для двухмерного и трехмерного проектирования и черчения. Ранние версии AutoCAD оперировали элементарными объектами, такими как круги, линии, дуги и др., из которых составлялись более сложные объекты. Однако на современном этапе программа включает в себя полный набор средств, обеспечивающих комплексное трёхмерное моделирование, в том числе работу с произвольными формами, создание и редактирование 3D-моделей тел и поверхностей, улучшенную 3D-навигацию и эффективные средства выпуска рабочей документации. Начиная с версии 2010, в AutoCAD реализована поддержка параметрического черчения, то есть возможность налагать на объект геометрические или размерные зависимости. Это гарантирует, что при внесении любых изменений в проект, определённые параметры и ранее установленные между объектами связи сохраняются [4]. II.КБ ПАНОРАМА -закрытое акционерное общество «КБ «Панорама» образовано в 2001 году объединением существующих предприятий и подразделений с группой разработчиков программного обеспечения «Панорама», известной с 1991 года. Основным направлением деятельности ЗАО «КБ Панорама» является разработка и внедрение геоинформационных систем, web-приложений и технологий, которые используются федеральными органами, муниципальными службами, агентствами по работе с землей и недвижимостью, дорожными организациями, комитетами по архитектуре и строительству и т.д. [16]. III. ГЕОГРАФ / GEODRAW Программа ГеоГраф предназначена для создания, редактирования, хранения, отображения и анализа пространственно привязанной информации. Первые версии программы начали распространяться еще в начале 90-х годов. С тех пор программа постоянно развивается и в настоящий момент вобрала в себя многие передовые технологии и большой опыт разработчиков. Благодаря многоформатному ядру и богатым возможностям импорта, ГеоГраф ГИС имеет возможность интегрировать данные практически из любых форматов и любых ГИС. В программу изначально заложена возможность подключения как к локальным атрибутивным данным (Paradox, dBASE), так и ко всем современным СУБД (Oracle, MSSQL и пр.). Развитые графические возможности позволяют оформлять карты практически для любых отраслей бизнеса с высоким качеством и точностью. Пользователю предоставляется удобный встроенный редактор для создания библиотек условных знаков. Следует отметить мощную возможность ГеоГраф ГИС по трансформации пространственных данных (в том числе и растровых), что позволяет согласовывать системы координат разнородных данных из различных источников. Сферы применения ГеоГраф ГИС: бизнес и наука, образование и управление, социологические, демографические и политические исследования, промышленность и экология, транспорт и нефтегазовая индустрия, землепользование и кадастр, службы коммунального хозяйства и быстрого реагирования, армия и органы правопорядка, а также многие другие отрасли народного хозяйства [5]. Разработчик GeoDraw - Центр геоинформационных исследований Института географии Российской академии наук ЦГИ ИГ РАН. ГИС пакет, обладающий полным базовым набором функций ГИС, включающий как создание и интеграцию различных карт и растровых изображений, так и функции пространственного анализа. Использует собственные внутренние форматы графических данных, но включает драйверы доступа более чем для 30 фарматов: векторные; внутренние форматы баз данных. Достаточная функциональность ГИС-пакета, наличие русифицированной версии, простота освоения, возможность работы с различными форматами данных, удобство работы с картографическими условными знаками, невысокая стоимость обеспечивает ему распространение в России. Области применения – геология и недропользование, федеральное и региональное управление, городское хозяйство, экология и природопользование… Интегрированные растрово-векторные пакеты предоставляют пользователям, с одной стороны, различные возможности по обработке снимков, обеспечиваемые заложенными в них программными средствами анализа и интерфейса, с другой – средства интеграции и подготовки данных для ГИС. Как правило, эти средства включают некоторый обязательный стандартный набор, пол большей части интерактивных, процедур предварительной коррекции, трансформирования и классификации снимков с визуальным контролем их выполнения на экране монитора в комплексе с другими растровыми и векторными ГИС- технологиями [3]. IV. ESTI MAP Компания ESTI MAP является официальным представителем PB MapInfo Corp (США). В России и странах СНГ и является официальным партнером Корпорации Oracle. Компания занимает ведущие позиции в России как ГИС- интегратор, ведет разработку геоинформационного программного обеспечения и состоит в техническом комитете OGС (Open Geospatial Consortium), активно участвует в разработке и утверждении стандартов геоинформационных систем и пространственных данных, используемых ведущими мировыми разработчиками ГИС. Год основания – 1993 [6]. Наиболее популярное программное обеспечение компании ESTIMAP: ГИС MapInfo Professional Mapinfo Professional – географическая информационная система (ГИС), предназначенная для сбора, хранения, отображения, редактирования и анализа пространственных данных. Первая версия ГИС MapInfo Professional была разработана в 1987 году компанией MapInfo Corp., и стала одной из самых популярных ГИС в мире. Сейчас MapInfo Professional используется в 130 странах мира, переведена на 20 языков, включая русский, и установлена в десятках тысяч организаций. В России благодаря простоте освоения, богатым функциональным возможностям и разумной стоимости, MapInfo Professional стала одной из самых массовых геоинформационных систем (Рис.2). ГИС MapInfo – высокоэффективное средство для визуализации и анализа пространственных данных. Сферы применения ГИС MapInfo: бизнес и наука, образование и управление, социологические, демографические и политические исследования, промышленность и экология, транспорт и нефтегазовая индустрия, землепользование и кадастр, службы коммунального хозяйства и быстрого реагирования, армия и органы правопорядка, а также многие другие отрасли хозяйства. Рис 2. Интерфейc Mapinfo Professional С помощью ГИС MapInfo решаются следующие задачи: поставщики услуг сотовой связи используют MapInfo для улучшения качества услуг и расширения зоны обслуживания транспортные компании используют MapInfo для планирования и оптимизации маршрутов доставки грузов торговые компании с помощью MapInfo могут следить за динамикой продаж, проводить маркетинговый анализ, планировать размещение торговых точек страховые компании используют MapInfo для оценки степеней риска для данной территории правоохранительные органы используют MapInfo для анализа оперативной обстановки и обеспечения общественной безопасности органы государственной власти применяют MapInfo для территориального планирования и ведения земельного и других кадастров геологи и маркшейдеры используют MapInfo при разведке и добыче полезных ископаемых [7]. ГИС MapInfo – полностью русифицированный программный продукт, позволяющий корректно работать с русскоязычными данными, включая процедуры сортировки, индексации и запросов. В поставку русской версии MapInfo включены дополнительные инструменты для трехмерной визуализации и анализа данных, модуль для решения геодезических задач, дополнительные функции редактирования графических объектов, библиотеки топографических знаков для различных масштабов, картографические проекции, используемые в России, и другие материалы. V. ESRI Компания Esri основана в 1969 г. Джеком Данжермондом, президентом Esri, и Лорой Данжермонд, вице-президентом. Первоначально это была исследовательская группа по разработке методов управления географическими данными. Сегодня Esri является лидером рынка географических информационных систем, штат компании насчитывает более 1400 сотрудников в центральном офисе в Редландсе, в мире – более 2 500 сотрудников. Общий годовой оборот компании в 2000 г. составил более 350 миллионов долларов США. Весь оборот связан исключительно с деятельностью в области геоинформационных технологий. Программное обеспечение Esri успешно применяется более чем в ста тысячах государственных организаций и частных компаний во всем мире. Крупнейшими пользователями Esri, каждый из которых имеет сотни и даже тысячи лицензий на различные продукты Esri, являются Геологическая служба, Управление по охране окружающей среды, Лесная служба, Федеральное управление по чрезвычайным ситуациям, Бюро земельных ресурсов (все – США), а также крупнейшие нефтяные компании, университеты и др. [8]. ESRI в России с 1992 года. ARCGIS ArcGIS входит в семейство программных продуктов американской компании ESRI, одного из лидеров мирового рынка ГИС. ArcGIS позволяет визуализировать большие объёмы статистической информации, имеющей географическую привязку. В ArcGIS создаются и редактируются карты любого масщтаба масштабов: от планов земельных участков до полной карты мира. В семейство ArcGIS входят следующие основные модули: ArcReader — бесплатная программа для просмотра данных ArcGIS, ArcGIS Server - для создания корпоративных ГИС с неограниченным числом рабочих мест ArcGIS Explorer — бесплатный настольный клиент для ArcGIS Server. ArcIMS - серверное приложение для публикации интерактивных карт в Интернет ArcExplorer JAVA — бесплатный просмотрщик данных, настольный клиент для ArcIMS. ArcSDE - для хранения пространственных данных в СУБД, интеграции с другими ArcGIS engine - инструменты разработчиков ГИС ArcGIS Publisher — для подготовки карт в формате ArcGIS Reader ArcGIS 3D Analyst — модуль для пространственного анализа, и трехмерной ИС визуализации [9]. Программы ESRI: Настольные ГИС (ArcGIS Desktop): ArcReader ArcView ArcEditor ArcInfo Серверные ГИС: ArcGIS Server ArcGIS Image Server ArcSDE (входит в состав ArcGIS Server) Tracking Server ESRI Geoportal Server ГИС для разработчика: ESRI Developer Network (EDN) ArcGIS Engine (входит в EDN) Мобильные ГИС: ArcPad ГИС-вьюверы: ArcGIS Explorer ArcReader [8]. ArcGIS – это система для построения ГИС любого уровня. ArcGIS дает возможность легко создавать данные, карты, глобусы и модели в настольных программных продуктах, затем публиковать их и использовать в настольных приложениях, в веб-браузерах и в поле, через мобильные устройства. Для разработчиков ArcGIS дает все необходимые инструменты для создания собственных приложений. Во всем мире инструменты ArcGIS используются для улучшения рабочих процессов организации и решения разнообразных задач: Управление активами и данными, включая интеграцию различных систем, управление территориями и услугами, управление филиалами и клиентской базой Планирование и анализ, например, прогнозирование и оценка рисков Бизнес-приложения для создания колл-центров/диспетчерских; мониторинга и слежения; сбора данных в поле; обходов, обслуживания и эксплуатации оборудования; маршрутизации Ситуационные центры для поддержки принятия решений и предоставления доступа к информации заказчиков и общественности. ARCGLOBE– трехмерная визуализация Трехмерное отображение географической информации - это только модно или действительно удобно? Такой вопрос не раз задавали себе специалисты, глядя на красочные демонстрации. И сегодня мы можем дать определенный ответ – это не просто удобно, это заметно расширяет возможности пользователя. Но за счет чего это достигается, и какие сложности могут встретиться на пути к трехмерному миру на вашем рабочем столе? Компьютерная техника стремительно развивается, но ее возможности все же не безграничны. И при ее использовании могут возникать проблемы. Одна из таких не до конца решенных проблем - это отображение на экране больших объемов данных «на лету», в реальном времени. А объем информации, которую приходится обрабатывать в геоинформатике, действительно большой. Объем вашего файл-сервера, использующегося, например, для хранения космических или аэроснимков, можно регулярно увеличивать, но рано или поздно он будет заполнен. Ведь космические системы дистанционного зондирования отличаются примерно такой же неутомимостью в получении данных о Земле, какая всегда отличала человека в том, что касается изменения внешнего облика планеты. И все эти объемы информации об изменениях (а также поправках в изменения и так далее) необходимо отображать, причем желательно быстро и в том виде, который понятен специалистам разных областей. А что может быть нагляднее, чем привычное для нас объемное представление пространственных объектов, трехмерных по природе? И если ретроспективно посмотреть на развитие технологий представления пространственных данных, мы можем увидеть, что «все возвращается на круги своя»: сначала появлялись алгоритмы и технологии представления изначально трехмерных данных на плоскости, а затем - создания трехмерных моделей из плоских данных (рис 1). Рис.1 Отображение рельефа и облачности (режим космоса) ARCSCENE -предоставляет широкий круг возможностей для трехмерной визуализации, созданию и анализу поверхностей. ARCSCAN for ARCGIS ArcScan – дополнительный модуль для ArcGIS, разработанный для преобразования растровых данных в векторные. Этот простой в использовании продукт представляет собой набор мощных команд и инструментов для оцифровки бумажных карт. Благодаря тому, что этот модуль полностью интегрирован в среду ArcGIS, имеется возможность задавать топологические правила для векторизуемых слоев, и работать с моделями данных, разработанными в ArcGIS, поддерживая, таким образом, целостность данных уже на этапе оцифровки. При работе с модулем можно использовать все предоставляемые ArcMap возможности для редактирования растровых и векторных данных. Начиная с ArcGIS версии 9.1, ArcScan уже включен в ArcEditor и ArcInfo, так что дополнительно приобретать его нужно лишь при работе с ArcView. Используя ArcScan возможно: Создавать линейные и полигональные векторные объекты в форматах базы геоданных или шейп-файла непосредственно по растровому изображению Векторизовать объекты (переводить из растрового формата в векторный) в интерактивном или автоматическом режимах Подготавливать (очищать) изображения для векторизации в автоматическом режиме Задавать среду замыкания для растров Выбирать группы ячеек растров путем запроса к связанным с ним областям ArcScan позволяет выполнять векторизацию в трех режимах: автоматическом (batch mode) полуавтоматическом или интерактивном (tracing) ручном (head-up digitizing) ARCPAD - полевая ГИС для Windows CE Недорогое решение для проектов по сбору данных, ArcPad отображает стандартные данные векторных карт, которые хранятся в стандартном для индустрии формате шейпфайлов, поддерживаемом ArcView GIS и другим обычным программным ГИС обеспечением. ArcPad выполняет функции ГИС в ваших руках, позволяет добавлять новые тематические слои. С его помощью можно легко использовать Windows Explorer на обычном персональном компьютере и переносить базы ГИС данных на портативный компьютер (palm computer), работающий в среде Windows CE; использовать, обновлять и изменять данные прямо в поле, затем загружать и вносить изменения в основной базе данных, находящейся в офисе. Опционно, пользователи в поле могут связаться с картографическим Web сайтом, управляемым разработанной ESRI мощной новой технологией ArcIMS, и с ее помощью прямо с полевого портативного компьютера связаться с базой ГИС данных, находящейся на сервере или персональном компьютере в офисе. "Работающие под управлении Windows CE портативные карманные компьютеры (Palm computers) становятся все более удобными и широко применяются, что впервые дает нам практическую платформу для полевой ГИС,- отметил Джек Данджермонд, основатель и президент ESRI,- Добавление решения на основе полевой ГИС к современному семейству наших ГИС продуктов предоставляет нашим пользователям новый способ оценки и обновления имеющихся у них баз данных непосредственно в поле". ARCGIS SERVER ArcGIS Server предназначен для совместного использования географической информации неограниченным числом пользователей. ArcGIS Server используется на небольших, средних и крупных предприятиях для того, чтобы предоставлять географические информационные ресурсы в виде сервисов по интранет/интернет сетям, оптимизировать внутренние рабочие процессы, разрешать производственные проблемы, координировать деятельность различных служб. ArcGIS Server предоставляет удобную платформу для создания корпоративной геоинформационной системы, позволяющей: Управлять всеми пространственными данными и картографическими службами централизованно. Увеличить производительность существующих картографических web- приложений и создать новые web-приложения, которые представляют собой не просто карты с изменяемым масштабом и получением информации об объектах на карте, но и дают возможность обработки и обновления представляемой информации. Создать web-приложения, обладающие функциональностью настольных ГИС ArcGIS Desktop. Внедрить геоинформационную систему в существующую информационную структуру предприятия, объединяя ГИС сервер и пространственные данные с другими информационными системами предприятия, среди которых системы управления отношений с клиентами (CRM) или системы планирования и управления ресурсами предприятия (ERP). Быстро решать специализированные задачи, создавая приложения, объединяющие географическое содержание с функциональными возможностями ГИС. Создать корпоративный геопортал и сформировать инфраструктуру пространственных данных. ArcGIS Server с успехом используется, как «коробочное» решение, не требующее специального программирования и серьезной настройки. Для решения узкоспециализированных задач существуют развитые и хорошо документированные средства разработки (платформы NET и JAVA) с помощью которых можно создавать пользовательские приложения. Вы можете использовать ArcGIS Desktop, чтобы создать карты, модели и инструменты обработки данных, а затем через ArcGIS Server их легко можно сделать доступными для широкого круга пользователей. ARCVIEW ArcView 9 один из трех настольных продуктов ArcGIS. В состав ArcView 9 входит три приложения: ArcMap, ArcCatalog и ArcToolbox для ArcView. Это набор мощных инструментов для картографирования, создания отчетов и картографического анализа. В ArcView 9 можно: - Взаимодействовать с картой посредством инструментов Перемещения и Масштабирования, Идентификации, Горячих связей и Гиперссылок на внешние приложения и URL, Интерактивной выборки, Подсказки карты, Окна обзора и Окна увеличителя, Пространственных закладок, Динамического обновления выборки между картой, таблицами и диаграммами. - Создавать карту посредством инструментов Отображения данных (прозрачные слои, перепроецирование векторных данных и растров «на лету», включая трансформацию датума), Классификации данных, Символов, Надписей, Компоновки и Печати (вставка заголовков и легенд, нескольких фреймов данных, мастера и готовые стили для создания легенд и сеток, экспорт в графические форматы и т.д.). - Анализировать карту посредством инструментов Операций выбора (Интерактивная выборка, Выбор по атрибуту, Выбор по местоположению), Операций анализа (Буфер, Вырезание, Слияние, Пересечение, Объединение, Пространственное соединение), Визуального представления и анализа (диаграммы и отчеты). - Создавать данные посредством инструментов Редактирования шейп-файлов и персональных баз геоданных, Трансформации растров, Поворота и отражения растров, Построения и редактирования пространственных объектов, Замыкания, Поддержки планшетного дигитайзера, Событий и геокодирования, Динамической сегментации. - Управлять данными посредством инструментов Импорта проектов (.apr) и легенд (.avl) ArcView GIS 3.x, Инструментов поддержки данных (создание новых файлов данных, экспорт и импорт данных, прямая поддержка множества форматов), Управления табличными данными, Просмотра и редактирования метаданных, Поиска данных в ArcCatalog. - Задавать структуру приложений посредством Стандартного интерфейса Microsoft Windows, Фиксируемых панелей инструментов, Полностью интернациональной поддержки данных и атрибутов, Возможности настройки интерфейса, Расширения функций с использованием COM, Создания макросов в среде VBA, Вставки OLE объектов в ArcMap. Ключевые особенности ARCVIEW GIS: • Удобный и понятный интерфейс • Доступ к множеству типов данных • Объединение диаграмм, карт, таблиц и графики • Мощные средства визуализации карт • Усиленная функциональность создания отчетов • Обновление данных “на лету” • Исключительные возможности анализа • Адресное геокодирование • Развитая среда редактирования • Интеграция снимков, картографических данных, данных САПР, таблиц и SQL баз данных • Клиент/серверный доступ к хранилищам данных • Встроенная программа быстрого обучения • Простые в использовании инструменты создания текста и размещения надписей • Полная настраиваемость • Собственная встроенная среда разработки Avenue • Встроенная система интерактивной справки Рис.. Интерфейс программы ARCVIEW GIS ARCGIS DESKTOP ARCVIEW 9.3.1 Наиболее распространенное простейшее программное средство, в котором вы можете создавать небольшие ГИС-системы и организовывать работу на отдельных рабочих местах. В арсенале программного продукта солидный набор аналитических средств, для выполнения исследований и работы с ГИС. ARCCATALOG Приложение ArcCatalog поможет структурировать и управлять всеми данными ГИС. Оно предоставляет инструменты для поиска и просмотра географических данных, создания и просмотра метаданных, быстрого просмотра любого набора данных, а также инструменты для структурирования географических данных. ARCMAP ArcMap основное приложение ArcGIS Desktop. Оно используется для всех картографических задач, включая создание карт, анализ карт и редактирование данных. В этом приложении вы работаете с картами. У карты есть компоновка, содержащая собственно вид географических данных, набор слоев карты, легенду, масштабные линейки, стрелки Севера и другие элементы. В ArcMap есть два варианта отображения и работы с картой — в Виде географических данных и в Виде компоновки — в них можно решать разнообразные ГИС задачи. ARCTOOLBOX ArcToolbox это простое приложение, содержащее множество инструментов обработки геоданных (конвертация, проецирование, геообработка данных, оверлейный анализ, организация многолистных карт…). Есть две версии ArcToolbox: полная версия входит в ArcInfo (более 150 инструментов), облегченная - в ArcView и ArcEditor (20 наиболее часто используемых инструментов конвертации и управления данными). ARCEDITOR ArcEditor– мощная настольная геоинформационная система для редактирования и управления географическими данными. Включает всю функциональность ArcView и расширяется дополнительными возможностями редактирования объектов и инструментами, контролирующими качество данных. ArcEditor поддерживает однопользовательский и многопользовательский режимы редактирования, позволяя откреплять данные от рабочей базы и редактировать их в полевых условиях. С возможностями программного продукта ArcEditor вы можете: Одновременно редактировать данные несколькими пользователями. Задавать правила пространственного поведения объектов через топологию данных. Использовать возможности эффективного управления и редактирования земельных участков. Поддерживать сложные, повторяющиеся рабочие последовательности. Выполнять процедуры контроля качества данных при редактировании объектов. Просматривать состояния базы данных во времени и прорабатывать сценарии «Что если?». Конвертировать растровые данные в векторные, легко оцифровывать обладающая максимальной сканированные карты. ARCINFO – главное полнофункциональное средство ArcGIS. ArcInfo – настольная функциональностью в геоинформационная линейке программных система, продуктов ArcGIS. Включает всю функциональность ArcView и ArcEditor и расширяется дополнительными инструментами пространственного анализа и обработки данных, а также профессиональными картографическими инструментами. В мире геоинформационных систем ArcInfo ‘де факто’ является стандартом ГИС и каждый день используется в тысячах организаций для создания, редактирования и анализа данных. С возможностями программного продукта ArcInfo вы можете: Осуществлять сложный ГИС-анализ и моделирование. Использовать в работе инструменты наложения данных, оценки близости объектов, анализа поверхностей, обработки растров, генерализации и многие другие. Публиковать и конвертировать данные в различные форматы. Управлять размещением сложных символов и надписей объектов на карте. Использовать профессиональные картографические инструменты для создания высококачественных, готовых к публикации карт [8]. VI. OPENSOURSE OpenSourceSystem -российский поставщик комплексных решений в области системной интеграции информационных технологий, в том числе решений с открытым кодом. Портфель решений компании включает: Системы виртуализации Системы резервного копирования Решения для организации IP-телефонии Решения для доставки любых корпоративных приложений (ERP, почтовые системы, системы совместной работы и пр.) на iPhone, iPad и другие мобильные устройства Системы совместной работы Решения для мониторинга и управления ИТ-инфраструктурой Корпоративные порталы Серверные и десктопные операционные системы Облачные решения [10]. VII. GRASSGIS GRASS (англ. Geographic Resources Analysis Support System — система для обработки географической информации. Аббревиатура складывается в английское слово grass — трава.) Геоинформационная система с открытым исходным кодом. Поддерживает большое количество форматов. Выпущены версии, работающие под многими операционными системами —Microsoft Windows, Apple Mac OS X, POSIX-совместимыми вообще и Linux в частности. Данная ГИС построена по принципу модульности и интегрирует в себя множество различных модулей, которые решают задачи от визуализации до импорта/экспорта в различных форматов данных. Изначально система ориентирована на работу с командной строкой, однако сейчас имеется два графических интерфейса к данной системе [11]. VIII. QUANTUM GIS Quantum GIS (или сокращенно QGIS) — ведущая ГИС с открытым исходным кодом активно развиваемая сообществом разработчиков со всего мира, в котором Россия представлена командой NextGIS. Поддерживает векторные и растровые форматы, включая пространственные таблицы, хранящиеся в базах PostgreSQL с использованием PostGIS, распространенные векторные ГИС-форматы, такие как Shapefiles и растровые изображения с гео-данными (TIFF, PNG и GEOTIFF) [12]. IX. ERDAS IMAGINE Разработчик Leica Geosystems (Швейцария), внедрения первой версии в эксплуатацию 1978 г. ERDAS Imagine построен по модульно – иерархическому принципу, что позволяет пользователю приобрести только необходимые модули [3]. Достоинства: системы: Полный набор функциональных возможностей среди аналогичных пакетов. Совершенный интерфейс. Многоуровневые и современные средства программирования, в том числе с использованием визуального программирования Spatial Modeler. Фактический стандарт среды разработчика использует модули, разработанные не только ERDAS, Inc. Полная интеграция с ArcGIS и ArcSDE. Наличие подсистем цифровой фотограмметрии. Мощная система классификации на основе экспертных систем. Полный набор функций по обработке радарных снимков. Мощный инструмент создания «бесшовной» мозаики. Механизм наращивания функций с помощью DLL; многоплатформенность. Есть возможность использования собственных форматов с помощью написания DLL [13]. X. ENVI (Research Systems,США) На сегодняшний день программный комплекс ENVI является одним из наиболее удачных и доступных программных продуктов для визуализации и обработки данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), который включает в себя набор инструментов для проведения полного цикла обработки данных от ортотрансформирования и пространственной привязки изображения до получения необходимой информации и её интеграции с данными ГИС. Программный комплекс ENVI соответствует всем основным требованиям, необходимым при обработке изображений: визуализация и обработка данных ДЗЗ; обработка и глубокий спектральный анализ мультиспектральных и гиперспектральных изображений; пространственная привязка изображений; ортотрансформирование; создание ЦМР на основе стереоизображений; трёхмерная визуализация; топографический анализ; обработка и анализ данных радарной и лидарной съёмки; интерактивное дешифрирование и классификация; анализ растительности с использованием вегетационных индексов (NDVI); геометрическая и радиометрическая коррекция; интерактивное спектральное и пространственное улучшение изображений; калибровка и атмосферная коррекция; поддержка растровых и векторных форматов данных [14]. XI. SASPLANET -свободная программа, предназначенная для просмотра и загрузки спутниковых снимков высокого разрешения и обычных карт, представляемых такими сервисами, как Google Earth, Google Maps, Bing Maps,DigitalGlobe, “Космоснимки“, Яндекс.карты, Yahoo! Maps, VirtualEarth, Gurtam, OpenStreetMap, eAtlas, iPhone maps, карты Генштабаи др., но, в отличие от этих сервисов, все скачанные вами карты останутся у вас на компьютере, и вы сможете их просматривать даже без подключения к интернету. Помимо спутниковых карт возможна работа с политической, ландшафтной, совмещенной картами, а также картой Луны и Марса. Загрузка карт осуществляется как выделением некоторой области (возможно непрямоугольной), так и в процессе перемещения по карте. Карты часто обновляются – программа позволит вам загрузить только самые новые. Помимо просмотра и загрузки в программе реализованы следующие полезные функции: Работа с GPS-приемником; Прокладка маршрутов; Измерение расстояний; Отображение файлов KML; Поддержка сервиса Panoramio; Формирование карты заполнения слоя – эта функция позволит посмотреть области на карте, которые вы уже загрузили в кэш или, наоборот, которые у вас отсутствуют; Сохранение части карты в одно изображение, которое вы можете просмотреть и обработать в любом графическом редакторе, а также использовать в других ГИСприложениях, например, OziExplorer (для которого программа создаст файл привязки); Вы можете сохранять интересные вам места и впоследствии без проблем их отыскивать, а также сделать так, чтобы они всегда отображались на карте; Карта обзора – поможет вам легко узнать о местоположении того места, которое вы сейчас просматриваете, а также быстро перейти к любому другому месту на карте; Просмотр карты в полноэкранном режиме – что особенно удобно при невысоком разрешении экрана; Конвертация из одного слоя всех предыдущих – позволит существенно сократить ваш интернет-трафик, например, вы можете скачать ваш город только на 18 масштабе, а все предыдущие сформировать на его основе; Возможность экспорта карт в формат, поддерживаемый iPhone maps; Возможность экспорта карт в формат, поддерживаемый мобильными Яндекс.Картами 3-й версии; Загрузка и отображение объектов Wikimapia; Поиск мест средствами Google и Яндекс; Добавление пользовательских карт [15]. Заключение Естественно, что говорить о конце прошлого и начале наступившего века в историческом контексте пока еще рано. Однако уже сейчас обозначился новый технологический виток в спирали развития геоинформатики, который готовит ее к новым достижениям в начавшемся столетии. Это, прежде всего, создание мобильных ГИС, интеллектуализация систем, включение новых модулей, например имитационных моделей, разработки сценариев развития в ГИС, а также интеграция самих информационных систем с новыми технологиями, использующими пространственные данные. Усиливается интерес к адаптации достижений психологии в геоинформатике, а так же внедрению облачных технологий. Список литературы 1. Тикунов В.С. « Геоинформатика», издат. центр «Академия», Москва 2010 2. Самардак А.С « Геоинформационные системы», Владивосток 2005 3. Лурье И.К. «Геоинформационное картографирование» МГУ, Москва 2008 4. http://www.autodesk.ru 5. http://geocnt.geonet.ru 6. http://www.sof-it.ru 7. http://www.esti-map.ru 8. http://www.dataplus.ru 9. http://plmpedia.ru 10. http://www.opensourcesystems.ru 11. http://ru.wikipedia.org/wiki/GRASS 12. http://nextgis.ru 13. http://www.gisa.ru 14. http://www.sovzond.ru 15. http://sasgis.ru 16. http://gisserver.ru