- •Основи геоінформатики
- •7.1. Загальна характеристика
- •9.1. Загальна характеристика
- •Передмова
- •Частина і. Геоінформаційні технології в сучасному світі Розділ 1. Геоінформаційні технології в сучасному світі
- •1.1. Інформатика і геоінформатика
- •1.2. Визначення гіс. Відмінність гіс від інших інформаційних систем
- •1.3. Історія розвитку геоінформаційних технологій
- •1.4. Функції й галузі застосування гіс і геоінформаційних технологій
- •1.5. Геоінформатика, геоінформаційні технології і географія
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 2. Апаратне забезпечення геоінформаційних систем і технологій
- •2.1. Загальна характеристика апаратного забезпечення гіс
- •2.2. Комп'ютер як складова частина гіс
- •2.2.1. Класифікація комп'ютерів
- •2.2.2. Складові частини пк та їх характеристики
- •2.3. Пристрої збору і введення інформації
- •2.4. Пристрої візуалізації і подання даних
- •2.5. Тенденції розвитку апаратного забезпечення
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Частина II. Основи геоінформаційних технологій Розділ 3. Атрибутивна інформація в гіс
- •3.1. Способи подання атрибутивних даних
- •3.2. Бази даних як подання об'єктів реального світу
- •3.3. Моделі даних
- •3.3.1. Ієрархічна модель даних
- •3.3.2. Мережна модель даних
- •3.3.3. Реляційна модель даних
- •3.3.4. Об'єктно-орієнтована модель даних
- •3.4. Функціонування баз даних
- •3.5. Керування даними в гіс
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 4. Методи формалізації просторово-розподіленої і інформації
- •4.1. Просторова інформація в гіс
- •4.2. Растрове подання просторових даних
- •4.2.1. Загальна характеристика
- •4.2.2. Ієрархічні растрові структури
- •4.2.3. Стиснення растрових даних
- •4.3. Векторне подання метричних даних
- •4.3.1. Точкова полігональна структура
- •4.3.2. Dime-структура
- •4.3.3. Структури «дуга-вузол»
- •4.3.4. Геореляційна структура
- •4.4. Вибір способу формалізації і перетворення структур даних
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 5. Технології введення просторових даних
- •5.1. Введення даних у гіс
- •5.2. Джерела вхідних даних для гіс
- •5.2.1. Картографічні матеріали
- •5.2.2. Дані дистанційного зондування Землі
- •5.2.3. Дані електронних геодезичних приладів
- •5.2.4. Джерела атрибутивних даних
- •5.3. Технології цифрування вхідних даних
- •5.3.1. Автоматизоване введення даних
- •5.3.1.1. Сканування
- •5.3.1.2. Векторизування
- •5.3.1.3. Геокодування
- •5.3.2. Ручне введення даних. Апаратне та екранне дигітизування
- •5.3.2.1. Апаратне дигітизування
- •5.3.2.2. Екранне дигітизування
- •5.3.2.3. Автозахоплення і автотрасування
- •5.3.2.4. Редагування існуючих картографічних об'єктів
- •5.3.2.5. Введення і редагування з використанням існуючих графічних об'єктів
- •5.3.2.6. Групове редагування
- •5.4. Контроль якості створення цифрових карт
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 6. Подання інформації в гіс
- •6.1. Візуалізація інформації в гіс
- •6.2. Методи і технології візуалізації інформації в гіс
- •6.2.1. Подання картографічних шарів
- •6.2.2. Подання екранних видів (вікон)
- •6.2.3. Подання векторних об'єктів
- •6.2.4. Подання поверхонь і растрових карт
- •6.3. Тематичне картографування. Картодіаграми
- •6.3.1. Ранжовані діапазони
- •6.3.2. Стовпчасті та кругові діаграми
- •6.3.3. Ранжовані символи
- •6.3.4. Точки із заданими вагами
- •6.3.5. Індивідуальні значення
- •6.3.6. Легенди тематичних карт і картодіаграм
- •6.4. Карти як результат і засіб візуалізації
- •6.5. Програмні і технічні засоби візуалізаиії картографічної інформації
- •6.5.1. Електронні атласи
- •6.5.3. Системи автоматизованого картографування
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Частина ііі. Геоінформаційні технології просторового аналізу і моделювання Розділ 7. Аналітичні можливості сучасних інструментальних гіс
- •7.1. Загальна характеристика
- •7.2. Картометричні операції
- •7.3. Операції вибору
- •7.3.1. Запити за місцем розташування
- •7.3.2. Запити за атрибутами
- •7.4. Рекласифікація
- •7.5. Картографічна алгебра
- •7.5.1. Локальні операції
- •7.5.2. Операції сусідства
- •7.5.3. Зональні операції
- •7.5.4. Глобальні операції
- •7.6. Статистичний аналіз
- •7.7. Просторовий аналіз
- •7.7.1. Побудова буферів
- •7.7.2. Аналіз географічного збігу і включення
- •7.7.3. Аналіз близькості
- •7.7.4. Зонування території за допомогою полігонів Тиссена-Вороного
- •7.8. Оверлейний аналіз
- •7.9. Аналіз рельєфу
- •7.9.1. Цифрові моделі рельєфу та їх побудова
- •7.9.2. Аналіз рельєфу з використанням цифрових моделей рельєфу
- •7.9.3. Аналіз гідрографічної мережі
- •7.9.4. Пакет «Рельєф-процесор»
- •7.10. Мережний аналіз
- •7.10.1. Географічні мережі
- •7.10.2. Мережний аналіз
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 8. Геостатистичний аналіз і моделювання
- •8.1. Геостатистичне моделювання
- •8.2. Просторова інтерполяція
- •8.3. Детерміновані методи просторової інформації
- •8.3.1. Глобальні методи інтерполяції
- •8.3.2. Локально-детерміновані методи інтерполяції
- •8.4.Локально-стохастичні методи просторової інтерполяції і геостатистичне моделювання
- •8.4.1. Принципи геостатистичного моделювання
- •8.4.2. Побудова і оптимізація варіограмної моделі
- •8.4.3. Моделювання поверхонь та їх оцінка
- •8.4.4. Різновиди локально-стохастичної інтерполяції
- •8.5. Вибір методу інтерполяції
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Частина IV. Програмні засоби і геоінформаційні системи Розділ 9. Програмні засоби для роботи з просторовими даними
- •9.1. Загальна характеристика
- •9.2. Програмні засоби гіс
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 10. Комерційні гіс-пакети
- •10.1. Програмне гіс-забезпечення компанії esri (сша)
- •10.1.1. Сімейство програмних пакетів ArcGis
- •10.1.2. Настільні інструментальні гіс-сімейства ArcGis
- •10.1.2.1. Загальна характеристика
- •10.1.2.2. Пакет ArcView
- •10.1.2.3. Система ArcInfo
- •10.2. Програмні гіс-пакети фірми Intergraph
- •10.2.1. Багатогалузеве модульне середовише гіс — mge
- •10.2.2. Сімейство пакетів GeoMedia/GeoMedia Professional
- •10.3. Сімейство програмних продуктів фірми Bentley Systems
- •10.3.1. Пакет MicroStation
- •10.3.2. Основні додатки на базі MicroStation
- •10.4. Програмні продукти компанії Autodesk
- •10.5. Програмні пакети GeoniCs
- •10.7. Пакет гіс і обробки просторової інформації іdrisi
- •10.8. Пакет pcRaster
- •10.9. Пакет GeoDraw/GeoGraph
- •10.10. Програма створення і оновлення цифрових карт Digitals
- •10.11. Тенденції розвитку програмного гіс-забезпечення
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 11. Сучасні геоінформаційні системи
- •11.1. Класифікація сучасних гіс
- •11.2. Великі гіс-проекти
- •11.2.1. Електронний атлас України
- •11.2.2. Глобальні геоінформаиійні системи
- •11.3. Технології «клієнт-сервер» і Internet-технології в гіс
- •11.3.1. Розподілені бази даних
- •11.3.2. Internet-сервіси і гіс
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Післямова
- •Словник термінів
- •Словник абревіатур
- •Використана література
- •Рекомендована література Основна
- •Додаткова
9.2. Програмні засоби гіс
Програмні засоби ГІС є сукупністю більшою чи меншою мірою інтегрованих програмних модулів, які забезпечують реалізацію всіх основних функцій ГІС. У загальному випадку виділяють (Тикунов, 1991) шість базових модулів, що реалізовують функції:
1) введення і верифікації даних;
2) зберігання і маніпулювання даними;
3) перетворення систем координат і трансформації картографічних проекцій;
4) аналізу і моделювання;
5) виведення і подання даних;
6) взаємодії з користувачем.
Якщо врахувати ту обставину, що основним видом даних у геоінформаційних системах є просторово-розподілена інформація, з аналізу базових модулів ГІС стає зрозумілим, що програмне забезпечення ГІС є дуже специфічним і не дублюється (за винятком, мабуть, останнього модуля) традиційним програмним забезпеченням (ПЗ) комп'ютерів. Реалізація зазначених вище функцій вимагає розробки спеціалізованого програмного забезпечення. З 80-х років минулого століття спеціалізоване програмне забезпечення, що дозволяє виконувати розробку географічних інформаційних систем для конкретних територій і експлуатувати їх, відоме під назвою комерційних ГІС-пакетів, або інструментальних ГІС.
Сьогодні комерційне програмне ГІС-забезпечення складає помітну і дуже динамічну частину світового ринку програмного забезпечення. За даними американської компанії Daratech, загальні продажі програмного ГІС-забезпечення в 2001 році перевищили 1 млрд американських доларів (US$1073 млн) (Мировой рынок ГИС, 2003). При цьому зростання продажів за рік становило 14,3%. Виробниками програмних засобів ГІС, що лідирують у світі, є комерційні фірми США — комерційний Інститут досліджень систем навколишнього середовища (Environmental System Research Institute або ESRI Ltd.) (розробник пакетів ARC/INFO, Arc View GIS, сімейства пакетів ArcGIS) — у 2001 p. поставив свої ГІС-продукти на суму $371,5 млн, що становило 34,6% загальносвітових; компанія Intergraph (розробник пакетів MGE, GeoMedia / GeoMedia Pro та ін.) — $134,1 млн, або 12,5%; фірма Autodesk (розробник пакетів AutoCAD, Autodesk Мар та ін.) — $70,7 млн, або 6,6%; компанія GE Network Solutions (підрозділ американської General Electric Company, яка з 2000 p. є власником відомої англійської ГІС-компанії Smallworld — одного з піонерів геотехнологій у Європі, розробника повнофункціональної інструментальної ГІС — Smallworld GIS) — $72,3 млн, або 6,7%; компанія Mapping Information Systems Corporation (розробник пакета MapInfo Professional та ін.) — $61,7 млн, або 5,7%; компанія Leica Geosystems — $68,2 млн, або 6,4% (з урахуванням пакетів ERDAS і LH Systems). Відомими у світі також є програмні продукти фірм Siemens-Nixdorf (Німеччина) (пакет SICAD), PROGIS (Австрія) (пакет WINGIS), PCRaster Environmental Software (Нідерланди) (пакет PCRaster) і ряду інших.
У наш час загальна кількість комерційних ГІС-пакетів у світі вимірюється багатьма десятками. Проте якщо говорити про най-відоміші і широко застосовувані комерційні ГІС-пакети, то їх кількість може бути обмежена десятьма-п'ятнадцятьма. Світовими лідерами програмного ГІС-забезпечення є пакети фірми ESRI (ARC/INFO, Arc View GIS і сімейство пакетів ArcGIS), пакет MapInfo Professional i пакет Idrisi (розроблений в університеті Кларка (США)). Безумовними лідерами ринку програмного ГІС-забезпечення в Україні є комерційні ГІС-пакети фірм ESRI и Mapping Information Systems Corporation (США).
Тривалий час комерційні ГІС-пакети було прийнято поділяти на дві категорії, орієнтуючись, головним чином, на апаратну платформу, для запуску на якій вони були розраховані, — на професійні інструментальні ГІС і інструментальні ГІС настільного (desktop) типу. Перші запускалися на робочих станціях або великих комп'ютерах (мейнфреймах) і характеризувалися, як правило, розвинутими аналітичними можливостями (наприклад, ARC/INFO, MGE, GRASS), другі — на персональних комп'ютерах і мали дуже обмежені можливості щодо аналізу даних. Основне призначення останніх (наприклад, пакетів PC ARC/INFO, MGE PC-1, ArcView, GeoDraw/GeoGraph) — забезпечення робочого місця для цифрування карт, їх редагування, перегляду і виконання різного роду маніпуляцій з картографічними шарами, що не потребували значних ресурсів.
Ця класифікація використовується і сьогодні, однак останніми роками — унаслідок колосального прогресу можливостей персональних комп'ютерів — відмінності між ними і робочими станціями суттєво зменшились. Якщо також узяти до уваги істотне зниження цін на персональні комп'ютери, стає зрозумілим повсюдне використання їх останніми роками як серверів і у зв'язку з цим перехід професійних ГІС-пакетів на Windows-платформу (як правило, Windows NT, 2000, ХР). Таким чином, відмінність і в апаратних, і в програмних платформах інструментальних ГІС практично зникла.
Однак відмінність між пакетами, обумовлена їх можливостями, у першу чергу до аналізу і моделювання просторових даних, зберігається, незважаючи на зростаючі аналітичні можливості настільних інструментальних ГІС. Тому, як і раніше, можна говорити про повнофункціональні професійні інструментальні ГІС і інструментальні ГІС настільного типу. Але окремі спеціалізовані можливості останніх не поступаються, а в деяких випадках перевищують, відповідним можливостям повнофункціональних ГІС.
До категорії настільних інструментальних ГІС з деякою умовністю можна віднести програмні пакети, призначені для аналізу просторових даних і просторово-часового моделювання, у тому випадку, якщо такі пакети на додаток до універсальних аналітичних мають достатньо розвинені можливості щодо маніпулювання просторовими даними і їх подання, тим більше що в процесі свого розвитку вони і за формальними ознаками переходять в цю категорію. Це такі пакети, як IDRISI (США), який до останньої версії називався розробниками «растрова система аналізу просторової інформації і обробки зображень», PCRaster (Нідерланди) — система моделювання навколишнього середовища, Relief Processor (Україна) — пакет моделювання і аналізу рельєфу. Остання версія пакета IDRISI (2004) — IDRISI Kilimanjaro — уже має офіційну назву «пакет ГІС і обробки зображень».
Відзначимо також, що можлива класифікація інструментальних ГІС і за іншими ознаками, наприклад, за програмною платформою — на працюючі під операційними системами MS DOS, Windows, UNIX або Linux, за моделлю бази даних — на растрові і векторні, за вартістю — наприклад, понад 30 тис. доларів США, від 30 до 4 тис. доларів, від 4,0 до 2,5 тис. доларів і менше 2,5 тис. доларів та за іншими показниками.