Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

УДК 550.83 (154.3)

Голиков С.П., Ивановский А.А., Чёрный С.Г.

Применение механизмов геоинформационных сестем для анализа сложных процессов

Керченский государственный морской технологический университет

 

Возникновение ГИС было предопределено существенным опытом топографического и тематического картографирования, успешными попытками автоматизации картосоставительского процесса, а также современными достижениями в области информационных технологий. Актуальность и перспективность идеи комплексного тематического картографирования, продемонстрировавшего эффект системного использования разнохарактерных данных для извлечения знаний о географических объектах. Среди первых аспектов использования можно отнести принцип комплексирования пространственных данных с помощью согласованного набора карт, который датируется еще XVIII в. Французский картограф Луи-Александр Бертье (Louis-Alexandre Berthier) использовал прозрачные слои, накладываемые на базовую карту для показа перемещения войск в сражении под Йорктауном (Yorktown).

ГИС-технология предоставляет разные способы манипулирования пространственными данными и выделения данных, нужных для поставленной задачи. ГИС тесно связана с рядом информационных систем. Основное отличие заключается в способности манипулирования и осуществления анализа пространственных данных.

Любая географическая информация содержит сведения о пространственном положении, будь то привязка к географическим или другим координатам, или ссылки на адрес, почтовый индекс, избирательный округ или округ переписи населения, идентификатор земельного или лесного участка, название дороги и т.п. При использовании подобных ссылок для автоматического определения местоположения или местоположений объекта (объектов) применяется процедура, называемая геокодированием. С ее помощью можно быстро определить и посмотреть на карте где находится интересующий вас объект или явление, такие как дом, в котором проживает ваш знакомый или находится нужная вам организация, где произошло землетрясение или наводнение, по какому маршруту проще и быстрее добраться до нужного вам пункта или дома.

Системы настольного картографирования используют картографическое представление для организации взаимодействия пользователя с данными. Большинство систем настольного картографирования имеет ограниченные возможности управления данными, пространственного анализа, преобразований и настройки. Специализированные пакеты работают на настольных компьютерах - PC, Macintosh и младших моделях UNIX рабочих станций.

Работающая ГИС включает в себя пять ключевых составляющих: аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители и методы.

Под аппаратными средствами понимается компьютер, на котором запущена ГИС (в настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ).

Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструментарий, необходимый для хранения, анализа и визуализации информации. Основными компонентами программных продуктов являются: инструменты для ввода и манипулирования географической информацией; СУБД; инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации; графический пользовательский интерфейс (например: GUI) для облегченного доступа к инструментарию.

Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем или приобретаться у поставщиков. В процессе управления пространственными данными ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для позиционирования и локализации данных.

Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и конечные пользователи, которым ГИС помогает решать текущие поставленные задачи.

Эффективность применения ГИС во многом зависит от целевого плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.

Принцип работы ГИС. ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения. Данный подход доказал свою ценность при решении разнообразных реальных задач: для отслеживания передвижения транспортных средств и материалов, детального отображения реальной обстановки и планируемых мероприятий, моделирования глобальной циркуляции атмосферы [1].

Пользовательские ГИС (ArcGIS, Mapinfo, QGIS, gvSIG) – большая и сложная категория тесно связанная с web-картографией. Пользовательские ГИС, играют роль клиентов работающих с данными поставляемых картографическими web-серверами, а так же в них осуществляется массовая подготовка и анализ данных перед публикацией их в web.

Картографические web-сервера (MapServer, GeoServer, OpenLayers и др.) – целое семейство продуктов свободного и проприетарного характера, предназначенных для быстрой публикации пользовательских данных для web-ресурса. Данные инструменты позволяют создавать интерфейс базируемой сложности, интегрировать сервис с БД, которая поддерживает классы пространственных данных (PostgreSQL, SQL Server, MySQL, ArcSDE). Отличительной особенностью  подобных систем от Google Maps является полный контроль над программным обеспечением и самими данными, но имеется недостаток в сложности установки и настройки, которая зачастую требует начальных знаний языков программирования (javascript, php) или основ администрирования [2].

Особый тип инструментов  – пользовательские ГИС интегрированные с виртуальными глобусами, которые играют роль одного из способов представления данных.

Для использования данных в ГИС необходимо учитывать их  преобразование в требуемый цифровой формат. В современных ГИС данный процесс может быть автоматизирован с применением сканерной технологии, что особенно важно при выполнении крупных проектов, или при сравнительно небольшом объеме работ, когда данные можно вводить с помощью дигитайзера. Некоторые ГИС имеют встроенные векторизаторы, автоматизирующие процесс оцифровки растровых изображений. Многие данные уже переведены в форматы, напрямую интегрированные в ГИС.

В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов, а при увеличении объема информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и управления данными эффективнее применять СУБД, специальные информационные средства для работы с интегрированным набором данных. СУБД предназначены для хранения и управления практически всеми типами данных, включая географические (пространственные) данные. СУБД оптимизированы для подобных задач, поэтому многие ГИС реализуют поддержку СУБД на различных платформах. Комплекс этих систем в своей структуре не имеет сходных с ГИС инструментов для анализа и визуализации информации.

В ГИС наиболее удобно использовать реляционную структуру, при которой данные хранятся в табличной форме. При этом для связывания таблиц применяются общие поля. Этот простой подход достаточно гибок и широко используется во многих ГИС приложениях.

При наличии ГИС и географической информации, пользователь может получать ответы на различные запросы, требующие дополнительного анализа и т.п. Для проведения анализа близости объектов относительно друг друга в ГИС применяется процесс, называемый буферизацией. Процесс наложения включает интеграцию данных, расположенных в разных тематических слоях. В простейшем случае – операция отображения, но при ряде аналитических операций данные из разных слоев объединяются физически.

Визуализация – для многих типов пространственных операций конечным результатом является представление данных в виде карты или графика. Слои, с помощью визуализации карт могут быть легко дополнены отчетной документацией, 3D изображениями, графиками, таблицами, и т.д.

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) и GPS. Методы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) – это искусство и научное направление для проведения измерений земной поверхности с использованием сенсоров, таких как различные камеры на борту летательных аппаратов, приемники системы глобального позиционирования или других устройств. Эти датчики собирают данные в виде наборов координат или изображений (в настоящее время преимущественно цифровых) и обеспечивают специализированные возможности обработки, анализа и визуализации полученных данных. Ввиду отсутствия достаточно мощных средств управления данными и их анализа, соответствующие системы в чистом виде, то есть без дополнительных функций, вряд ли можно отнести к настоящим ГИС.

ГИС могут работать с двумя существенно отличающимися типами данных – растровыми и векторными. В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат x,y. Местоположение точки (точечного объекта описывается парой координат (x,y)). Линейные объекты – дороги, реки или морские каналы, сохраняются в виде наборов координат x,y. Полигональные объекты хранятся в виде замкнутого набора координат. Векторная модель значительно удобна для описания дискретных объектов и менее подходит для описания непрерывно меняющихся свойств (например: типы проходимости морских каналов для определенного типа судна). Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами. Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (слотов), подобно отсканированной карте или фрагменту графического изображения. Данные модели имеют преимущества и недостатки.

Применение ГИС позволяет  этапы подготовки карт делать более мобильными [2]:

1. Подготовка цифровых моделей карт. Необходимые операции на этом этапе включают подготовку (выбор) математической проекции, базовых слоев (как правило, это элементы топоосновы) и тематических слоев. Обязательным условием получения качественной цифровой модели должно быть наличие процедур автоматической верификации всех слоев (геометрии и атрибутики). Действующие стандарты цифрового представления картографической информации подробно описывают атрибутивную часть (классификатор), но часто не предусматривают требований на топологические соотношения различных слоев, либо только декларируют набор таких требований. Модели данных, заложенные в ряде действующих требований и стандартов, затрудняют создание подобных процедур. Средства и формы представления картографической информации в ГИС не всегда обеспечивают комплексного топологического контроля.

2. Символизация цифровой модели – данный этап содержит, назначение стилей прорисовки для различных картографических элементов и автоматическое присвоение стилей объектам карты в зависимости от атрибутики. Наличие фиксированных наборов символов для отображения картографических элементов, с одной стороны, ускоряет получение макетов, с другой стороны, эти наборы символов достаточно бедны для отображения всего разнообразия картографических элементов. Разработка новых символов бывает затруднена и трудоемка, сама кажущаяся легкость картопостроения в ГИС не располагает к кропотливой работе по созданию новых символов. Часть набора символов, необходимых для полной передачи атрибутивной информации по объекту, создается средствами формирования символов ГИС и просто бывает невозможно использование(например, многоцветный маркер). Приходится пользоваться графическими элементами, что затруднительно по сравнению с графическими пакетами общего назначения. Размещение многочисленных текстовых элементов на карте делается вручную. Отдельные приложения для автоматического размещения подписей в ГИС распространены мало, а имеющиеся в составе ГИС не дают качественного результата и требуют ручной коррекции данных. Многие элементы цифровой модели подвергаются при визуализации смещению, разрежению или снятию. Типичный примером служат подписи изолиний и сгущения изолиний. данные редакции, в основном, делаются вручную.

3. Зарамочное оформление. Значительная часть проблем с подготовкой карт только начинается с завершением подготовки холста карты. Зарамочное оформление включает разнообразные графические элементы. В данном случае инструментарий, предлагаемый большинством ГИС, не всегда является функциональным. Возникает необходимость создания надстроек и пользовательских приложений для ГИС для построения элементов зарамочного оформления.

Наиболее распространенный вариант – передача полотна карты тем или иным способом в графический редактор общего назначения (CorelDraw, Adobe Illustrator, FreeHand и т.д.). Единичны случаи подготовки карт к полиграфическому изданию полностью в среде ГИС. Но разработчики ГИС постоянно ведут активную работу над данным аспектом.

4. Подготовка и печать твердой копии. Последний этап при подготовке твердой копии включает прямую печать макета на принтерах или получение промежуточного графического файла (обычно на языке PostScript) для последующей растеризации и вывода. Карты отличаются большим объемом векторной информации, что часто вызывает проблемы на этапе растеризации (в драйвере устройства, на программном или аппаратном растеризаторе). При наличии в виде растровых тем, корректный PostScript получить нельзя, т.к. о возникают проблемы с растровыми и векторными образцами для заполнения векторных полигональных объектов. Также следует отметить отсутствие режимов предварительного просмотра и недостаточное количество сервисных функций при выводе на печать.

Тенденции развития определяют место ГИС в процессе картосоставления и издания:

  1. Обеспечение комплексной технологической цепочки в ГИС. Это потребует существенного совершенствования средств редактирования и графического оформления, приведения средств графического редактирования к сложившимся стандартам.

2. Обеспечение более тесной интеграции с программным обеспечением общего и специального назначения (например, графические редакторы и растровые процессоры) [2].

Разнообразие сфер использования ГИС порождает множественность их видов и типов, которые отличаются по тематике, пространственному охвату и назначению. Значительно используются ГИС для решения задач государственного и муниципального управления. Эффективность использования ГИС определяется множеством факторов, не только выбором программного обеспечения от того или иного поставщика. Однако сама возможность реализовать требуемые функции, построить полноценную информационную систему, интегрировать ее в существующую информационную инфраструктуру, внедрить и обеспечить техническую поддержку решений, существенным образом зависит от свойств и качества программного обеспечения ГИС [1-2].

В современных ГИС появилась возможность трехмерного представления территории. Трехмерные модели объектов, внедряемые в 3-мерный ландшафт, спроектированный на основе цифровых картографических данных и материалов дистанционного зондирования, позволяют повысить качество визуального анализа территории и обеспечивают принятие взвешенных решений с большей эффективностью.

Современные ГИС и основанные на них технологические решения требуются не только крупным регионам, городам или предприятиям и ведомствам с разбросанными на обширной территории объектами, но и небольшим населенным пунктам, которые пока слабо вовлечены в процессы геоинформатизации.

Решение комплексных проблем, связанных с различными сферами регионального и муниципального управления (экономика, демография, морская отрасль и прочее), требует создания ГИС общего назначения с возможностью быстрой настройки на решение как частных, так и общих задач. Таким образом, возникает задача создания базовой ГИС и средств ее настройки.

Базовая ГИС состоит из функциональных инвариантных блоков, используемых при создании проблемно-ориентированной ГИС: ввод графической и параметрической информации, актуализация БД, хранение и поиск информации, инструментальные средства построения тематического описания предметной области, средства для решения прикладных задач.

Создание проблемно-ориентированных ГИС осуществляется на основе базовой путем построения классификатора и моделей объектов заданной предметной области, а так же включения специализированных программных средств для решения прикладных задач.

Каждый объект предметной области ГИС представлен в классификаторе и описан набором его свойств – характеристик. Для описания взаимосвязей между объектами используется специальная единица данных – отношение. Комбинации этих элементов образуют модели объектов и ситуации. Классификатор представляет собой совокупность систематизированных по классификационным признакам исходных единиц информации (понятий выбранной предметной области) и их группировок, представляющих обобщенные понятия. Реконструирование классификатора, а также создание модели объектов предметной области, позволяют адаптировать базовую ГИС к решению широкого круга задач информационного обеспечения структур административного управления.

Использование вышеуказанных принципов построения информационно-аналитической системы позволило на основе базовой реализовать комплекс проблемно-ориентированных ГИС, решающих задачи ведения имущественного реестра, земельного кадастра, аренды, зонирования территории города по коэффициентам оценки объектов недвижимости, мониторинга социально-экономического состояния.

Подсистема классификатора представляет собой специализированный программный комплекс, предназначенный для создания и ведения классификатора объектов и показателей мониторинга. Классификатор определяет набор средств для идентификации, описания, структурирования и кодирования всех используемых понятий мониторинга в виде иерархического дерева, что обеспечивает четкую структуризацию информационных ресурсов и позволяет организовать быстрый поиск объектов и их характеристик в информационной базе. Классификатор используется в автоматизированных процедурах ввода, хранения, обработки и выдачи всех видов информации, представленных в рамках системы, как в параметрической, так и в картографической формах. Классификатор включает общероссийские статистические классификаторы и справочники (отраслевые, по формам собственности, организационно - правовым и пр). Подсистема обеспечивает: реконструирование классификатора и модификацию БД по результатам изменения классификатора.

Параметрическая подсистема предназначена для поддержки ввода, обработки и представления результатов обработки показателей мониторинга Подсистема обеспечивает: ввод и актуализацию параметрических данных; построение проблемно-ориентированных моделей ввода и отображения; построение фильтров отбора информации на основе классификатора и логических условий; отслеживание динамики исходных и расчетных показателей в заданном интервале с заданными периодами; выполнение расчетов по количественным показателям; отслеживание данных по уровням обобщения классификатора объектов и характеристик; представление результатов мониторинга в виде таблиц, диаграмм и графиков.

Технология ГИС уже в течение десятилетий используется правительственными органами разных уровней: городскими, региональными, федеральными. Внедрение ГИС в таких структурах чаще всего начинается в одном или нескольких департаментах, а затем, по мере осознания полезности и эффективности этой технологии, ее применение распространяется и на другие подразделения. Иногда результатом такой экспансии становятся отдельные или частично связанные между собой системы уровня департамента. Но, хотя продуктивность работы подразделений и при таком варианте повышается, потенциал ГИС при этом реализуется не в полной мере. Максимальные преимущества, в том числе высокую возвратность вложений, может предоставить интегрированная ГИС, которая служит интересам всей организации.

Не менее популярен подход к предоставлению программного обеспечения и информационных продуктов на корпоративном уровне, основанный на централизованных сервисах. При этом частично отпадает необходимость установки программного обеспечения или ресурсов данных везде, где в них есть потребность. Этот подход относится к направлению, называемому сервис-ориентированной архитектурой. В своем развитии ГИС все в большей мере поддерживают эту модель, предоставляя средства управления пространственными данными, их анализа, визуализации и создания отчетных материалов в виде сервисов через корпоративные сети или web. При использовании сервисов данные и инструменты могут располагаться как внутри, так и вне организации. Их можно запрашивать и использовать для поддержки бизнес-функций всех конечных пользователей.

Основанная на сервисах технология может существенно стимулировать деятельность муниципальных и других правительственных органов, повысить эффективность их работы, предоставляя востребованные бизнес-функции и информационные продукты по всей организации. Последние обеспечивают необходимую поддержку процесса принятия решений и операционную эффективность при любой физической структуре организации.

Основная цель системы состоит в распространении функциональности ГИС и данных в пределах всей организации и, одновременно, в возможности интеграции функций и данных, предоставляемых другими технологиями. Реализация подобной задачи требует приверженности стандартам и использования единообразных методов для определения ГИС-данных, сервисов и компонентов информационных продуктов с поддержкой необходимых бизнес-функций. Новые или адаптированные бизнес-процессы и информационные продукты способствуют повышению эффективности деятельности внутри организации и улучшают сервисы. Стандартный сервис геокодирования позволяет предоставлять всем департаментам города актуальную согласованную информацию по адресам и единообразный отклик на приходящие запросы.

В табл. 1-2 представлены типовые стеки открытого ПО для web и настольных ГИС. Уровни системного ПО в обоих случаях содержат много общих инструментов. Такое тесное переплетение в перспективе дает возможность реализации различных ГИС функций как для web, так и для настольных платформ. Можно предположить, что будущие настольные приложения будут использовать web-сервисы, которые, в свою очередь, будут включать в себя функции, традиционно реализующийся в настольных ГИС (например функции анализа).

Geographic Resources Analysis Support System (GRASS). Последняя версия GRASS 6.4 является модульной системой, предоставляющей доступ к более чем 300 модулей для работы с двухмерными и трехмерными растровыми и векторными данными и по функциональным возможностям сравнима с продуктом ESRI ArcGIS уровня ArcInfo. По причине отсутствия удобного пользовательского графического интерфейса распространенность GRASS ограничена и она используется преимущественно исследовательскими институтами и университетами. До недавнего времени второй причиной, сдерживающей рост числа пользователей, была невозможность запуска GRASS на платформах MS Windows без использования эмуляторов Linux или Unix платформ (например, Cygwin).

Таблица 1

Инструментальные слои открытых настольных платформ

Тип ПО

Представители

Группа

Приложения

QGIS, GRASS, OSSIM, uDig, MapWindow GIS

Пользовательский интерфейс

Среда разработки

Eclipse, QT, OpenGL, SharpDevelop

Высокоуровневые утилиты

GeoTools, PostGIS, MapWindow GIS ActiveX

Хранение данных

Высокоуровневые скриптовые языки программирования

Python, Perl, R

Обработка данных

Низкоуровневые утилиты

Shapelib, JTS/GEOS, GDAL/OGR, GMT

Низкоуровневые языки программирования

C, C++, Java, Fortran, C#, VB.NET

Системное ПО

Операционная система

Linux, Microsoft Windows

Необходимо отметить использование объектной модели браузера. Объектная модель браузера - браузероспецифичная часть языка, являющаяся прослойкой между ядром и объектной моделью документа. Основное предназначение объектной модели браузера - управление окнами браузера и обеспечение их взаимодействия. Каждое из окон браузера представляется объектом window, центральным объектом BOM. Объектная модель браузера на данный момент не стандартизирована, однако спецификация находится в разработке WHATWG и W3C. Помимо управления окнами, в рамках объектной модели браузера, браузерами обычно обеспечивается поддержка следующих сущностей: управление фреймами; поддержка задержки в исполнении кода и зацикливания с задержкой; системные диалоги; управление адресом открытой страницы; управление информацией о браузере; управление информацией о параметрах монитора; ограниченное управление историей просмотра страниц; поддержка работы с HTTP cookie.

Таблица 2

Инструментальные слои открытых настольных web платформ

Тип ПО

Представители

Группа

Браузер

Firefox, Safari

Пользовательский интерфейс

Клиентский скриптинг

JavaScript, Java, Perl, Python

Серверный скриптинг

PHP, Perl, Python

Хранение данных

Высокоуровневые утилиты

UMN MapServer, GeoServer

Высокоуровневые скриптовые языки программирования

PHP, Perl, Python

Обработка данных

Низкоуровневые утилиты

Shapelib, JTS/GEOS, GDAL/OGR, GMT, PostGIS

Низкоуровневые языки программирования

C, C++, Java, Fortran

Системное ПО

Операционная система

Linux, Microsoft Windows

 

Quantum GIS (QGIS). Разработка QGIS началась в 2002 году группой энтузиастов. Целью разработки было создание простого в использовании и быстрого просмотрщика географических данных для операционных систем семейства Linux. Однако, с ростом проекта появилась идея использовать QGIS как простой графический интерфейс для GRASS, получая таким образом в свое распоряжение его аналитические и другие функции. На сегодняшний момент группа разработчиков QGIS решила первоначальные задачи и работает над расширением функциональных возможностей, давно вышедших за рамки простого просмотрщика. За счет использования кросс-платформенного тулкита QT, QGIS доступна для большинства современных платформ (Windows, Mac OS X, Linux) и совмещает в себе поддержку векторных и растровых данных, а также способна работать с данными, предоставляемые различными картографическими web-серверами и многими распространенными пространственными базами данных. Функциональность QGIS может быть развита посредством создания модулей расширения на C++, или Python. QGIS имеет одно из наиболее развитых сообществ в среде открытых ГИС, при этом количество разработчиков постоянно увеличивается, чему способствует наличие хорошей документации по процессу разработки и удобная архитектура.

GISUser-friendly Desktop Internet GIS (uDig). Основной целью создания uDig была разработка ПО, позволяющего просматривать и редактировать данные, хранящиеся в БД напрямую или через веб. Разработка uDig началась между 2004 и 2005 по инициативе канадской компании Refractions Research Inc. uDig написана на Java (с использованием платформы Eclipse) и изначально была сфокусирована на работе с векторными данными. Однако, в 2007 году команда разработчиков uDig присоединилась к команде разработчиков Jgrass, которая занялась работой по реализации в uDig возможности работы с растровыми данными. В литературе часто uDig используется в качестве интерфейса доступа к базе данных PostGIS. Существует 2 основных недостатка, связанных с использованием Eclipse. Первый – это размер приложения и второй – это то, что графический интерфейс очень схож со средой разработки для программирования, поэтому может быть очень сложным для конечных пользователей.

Generalitat Valenciana, Sistema d'Informació Geogràfica (gvSIG). Вероятно, самый крупный проект, если измерять размерами финансовых вложений. Цель разработки - создание системы, способной заменить ESRI ArcView GIS 3.x в органах муниципальной власти. Инициатор создания – министерство транспорта Валенсии (Испания), начавшее разработку в связи с принятием решения о переводе всех органов региональной власти на компьютеры под управлением ОС Linux. Разработка gvSIG началась в конце 2003 года, основной разработчик – компания IVERA S.A. (Испания). В работу над проектом также включены несколько университетов и другие компании. gvSIG поддерживает работу с растровыми и векторными данными, а также способен работать с геоданными, хранящимися в различных БД. Функции по работе с растровыми данными построены на основе алгоритмов проекта SAGA. Язык программирования – Java. Цель создания ПО с функциональными возможностями, сравнимыми с ESRI ArcView (3.X), была полностью выполнена, причем местами gvSIG превзошел ArcView. Отметим, что для данной ГИС существует русскоязычная пользовательская документация. Однако, существует ряд минусов: нет документации для разработчиков и массивная зависимость от более чем 100 C++ и Java библиотек.

System for Automated Geoscientific Analyses (SAGA). Как следует из названия, данная ГИС имеет научные корни. Первый модуль для SAGA был разработан в 2001 году в Департаменте Географии Геттингемского Университет (Германия) и был предназначен для работы с растровыми данными. Основным предназначением SAGA является анализ рельефа, почвенное картирование и решение задач по визуализации данных. SAGA написана на C++ и предоставляет сторонним разработчикам удобный API. Основной разработчик, а чуть позже и сам проект недавно переместились в Гамбургский Университет. Пользовательская документация очень хорошая, что способствует постоянному росту международного пользовательского сообщества. Так, количество скачиваний руководства пользователя за период 2005-2008 возросло с 700 до 1300 в месяц.

Integrated Land and Water Information System (ILWIS). Разработка ILWIS начиналась в компании ITC, г. Энсхеде (Голландия) в 80-х годах. Сочетает в себе функциональность векторной и растровой ГИС предназначенной для решения широкого диапазона задач, от анализа изображений до моделирования эрозионных процессов. Версия 3.0 продукта очень хорошо документирована (релиз 2001 года). Однако новая версия отсылает к документации на версию 3.0. В 2007 году исходный код, написанный на языке (MS Visual) C был выпущен под открытой лицензией GPL. В настоящее время основным координатором проекта является немецкая компания 52° North GmbH и в противоположность gvSIG – репозиторий с исходными кодами свободно доступен. ILWIS работает только в ОС семейства MS-Windows.

MapWindow GIS. Данная ГИС была создана в 1998 году членами Водной Исследовательской Лаборатории в Университете штата Юта (США). Основной целью была разработка «ядра ГИС», которое бы предоставляло необходимую функциональность ГИС-разработчикам. MapWindow GIS ActiveX control написан на MS Visual C и реализовывал функции отображения, поиска и управления пространственными данными. Позже был разработан графический интерфейс, названный MapWindow GIS Desktop и реализована возможность расширения функциональности путем использования системы расширений. Проект возглавляет команда разработчиков Университета штата Айдахо. С недавнего времени разработка базируется на основе Microsoft .Net Framework, в связи с чем MapWindow доступна только для ОС семейства MS-Windows.

Сравнительную схему технологий представим в виде таблицы (таб.3).


Таблица 3.

Сравнение основных открытых пользовательских ГИС и некоторых проприетарных аналогов

Возможности

Открытые

Проприетарные

GRASS 6.4.0

QGIS 1.4

uDig 1.1

gvSIG 1.1

SAGA 2.0.2

Map-Window

ILWIS 3.4

MapInfo 10.0

ArcView 9.2

Чтение векторных данных

SHP

+

+

+

+

+

+

+

+

+

GML

+

+

+

+

-

-

-

+

+

DXF

+

+5

-

+

+

+6

+

+

+

Запись векторных данных

SHP

+

+

+

+

+

+

+

+

+

GML

+

+5

+

+

-

-

-

-

-

DXF

+

-

-

+

-

-

+

+

+

Чтение растровых данных

JPEG

+

+

+

+

+

+

+

+

+

GeoTIFF

+

+

+

+

+

+

+

+

+

ECW

+

-

-

+

+

+

+

+

+


Продолжение таблицы 3.

 

ARC/Info GRID

+

+

-

-

+

+

+

-

+

Запись растровых данных

JPEG

+

+

+

+

+

+

+

+

+

GeoTIFF

+

+

+

+

+

+

+

+

+

ECW

+

+

-

-

+

-

-

-

-

ARC/Info GRID

-

-

-

-

-

-

-

-

+

Базы данных (Ч=чтение, З=запись)

PostGIS

З+Ч

З+Ч

З+Ч

З+Ч

-

З+Ч

-

З+Ч

-

ArcSDE

-

-

З+Ч

З+Ч

-

-

-

-

Ч

Oracle

Ч

-

З+Ч

З+Ч

-

-

-

З+Ч

Ч

Поддержка стандартов OGC

WMS, WFS, SFS, GML

WMS, WFS, WFS-T,  SFS, GML

WMS,  WFS, WCS, CSW, WFS-G

WMS, WFS, WCS

WMS, WFS

WFS, WCS

WMS, WFS, SFS, GML

WMS, WCS, SFS, GML

WMS, WCS, GML

Русскоязычная документация (руководство пользователя)

+

-

-

+

-

-

-

+

+


Основной идеей GRID-технологии является централизованное и скоординированное распределение ресурсов, решение проблем создания виртуальных организаций. Технологические требования, предъявляемые к GRID, определены следующим образом:  гибкие отношения доступа (client-server, peer-to-peer); чёткий высокоуровневый контроль над использованием ресурсов; многоуровневый контроль прав доступа, локальные и глобальные политики доступа; поддержка распределения различных ресурсов - программ, данных, устройств, вычислительных мощностей; поддержка различных моделей пользования - многопользовательской, однопользовательской, режимов performance-sensitive и cost-sensitive; контроль над качеством предоставляемых услуг, планирование, резервное предоставление услуг.

Современные технологии распределённых вычислений не отвечают всему спектру предъявляемых требований. В течение нескольких последних лет исследования и разработки в рамках GRID-концепции привели к появлению протоколов, стандартов и инструментов, необходимых для построения масштабируемых и гибких виртуальных организаций.

В результате анализа литературных источников по проблематике исследования геоинформационных систем отечественных и зарубежных ученых отображены «слабые и сильные» стороны программно-аспектных теоретико-методологических базисов.

Значительный упор уделен на программно-модульную реализацию технологий выраженную в структурном механизме блочного типа консолидаций.

Литература.

  1. Кохан С.С. дистанційне зондування Землі: теоретичні основи: Підручник / С.С. Кохан, А.Б. Востоков. – К. : Вища школа, 2009. – 511 с.
  2. Саричева Л.В. Комп’ютерний еколого-соціально-економічний моніторинг регіонів. Геоінформаційне забезпечення: Монографія. / Саричева Л.В. – Дніпропетровськ: Національний гірний університет, 2003. – 174 с.