ГИС тема 2.1

Модуль 2  ГИС-анализ в ArcGIS

Раздел 1  Программный пакет ArcGIS

Лекция 2.1.1  Программный пакет ESRI ArcGIS

Это семейство программных продуктов компании ESRI (Environmental Systems Research Institute – Институт исследования систем окружающей среды, США, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). Компания основана в 1969 г. На территории России интересы компании представляет фирма Дата+ ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). В 2009 году была выпущена версия 9.3.1.
ArcGIS 9 построена на основе стандартов компьютерной отрасли, включая объектную архитектуру COM, .NET, Java, XML, SOAP, что обеспечивает поддержку общепринятых стандартов, гибкость предлагаемых решений, широкие возможности взаимодействия. Фундаментальная архитектура ArcGIS 9 обеспечивает ее использование во многих прикладных сферах и на разных уровнях организации работы: на персональных компьютерах, на серверах, через Web, или в «полевых» условиях.
Компанией ESRI создана модель базы геоданных, определяющая структуру и правила хранения различных видов данных – векторных и растровых, адресных точек, данных геодезических измерений, и многих других. Уникальная технология позволяет эффективно хранить разнородные данные и с легкостью использовать их в сложных проектах и системах. В базе геоданных пользователи могут задавать правила и отношения внутри хранилища, которые определяют поведение пространственно взаимосвязанных географических объектов и объектных классов и обеспечивают целостность данных (то, что обычно называют топологией). База геоданных позволяет проводить редактирование как в многопользовательском режиме, так и в автономном, с возможностью синхронизации версий. Экспорт базы геоданных в формат XML позволяет перевести всю базу геоданных, или отдельные ее элементы (например, таблицы, домены, правила топологии) в обменный формат, доступный для других приложений.
ArcGIS 9 содержит более 450 инструментов геообработки: для проведения анализа, конвертации, управления данными, геокодирования, динамической сегметации, картографии, работы с растрами; от оверлейных операций, построения буферных зон, инструментов для выявления пространственных закономерностей и управления данными до расширенных возможностей обработки растров, методов интерполяции и оценки качества данных, зональной фильтрации, многофакторного анализа, растровой алгебры, построения и проверки топологии, построения графических схем. Пользователь выбирает удобный для себя способ выполнения операций геообработки: диалоговые окна инструментов; командную строку (быстрый и эффективный доступ к инструментам); скрипты (поддерживаются Python, Perl, VBScript, JavaScript); модели (блок-схемы, позволяющая автоматизировать рабочий процесс, сохранять и документировать методологии); COM объекты для разработки новых инструментов геообработки и типов данных.
ArcGIS позволяет создавать качественные картографические продукты со всеми необходимыми элементами зарамочного оформления, использованием прозрачности, собственных или уже готовых стандартных условных знаков, штриховок, градуированных символов, картограмм и диаграмм.
Позволяет автоматически генерировать схемы сетевых объектов, представлять данные, изменяющихся во времени, а также создавать 3D визуализацию. В ArcGIS можно быстро создать реалистичную виртуальную 3D сцену на основе пространственных данных, как локального уровня, так и в масштабе всей Земли, с использованием цифровых моделей рельефа, космических и аэроснимков, любых векторных данных и фотореалистичных моделей объектов. Работать с трехмерными объектами можно так же, как и со стандартными ГИС-слоями – делать выборки, получать атрибутивную информацию, оформлять сцены в соответствии с поставленными задачами.

Семейство программных продуктов ArcGIS

В состав программных продуктов ArcGIS входят: 1) настольные ГИС; 2) серверные ГИС; 3) инструменты разработчиков ГИС; 4) мобильные ГИС; 5) дополнительные модули ArcGIS 9 (рисунок 2.1).


Рисунок 2.1 – Семейство программных продуктов ArcGIS.

Настольные ГИС

Эти геоинформационные системы решают ряд задач локального и корпоративного уровня. Настольные продукты ESRI семейства ArcGIS (ArcView, ArcEditor, ArcInfo, рисунок 2.2) объединяет общая архитектура и интерфейс; базовые приложения ArcMap (решение картографических задач, рисунок 2.3), ArcCatalog (доступ и управление пространственными данными в локальной сети или через интернет, рисунок 2.4) и ArcToolbox (геообработка пространственных данных, рисунок 2.5), но различаются по функциональности, количеству инструментов геообработки и пространственного анализа.
ArcGIS ArcView – базовый продукт семейства ArcGIS, полнофункциональная ГИС с набором мощных инструментов для создания, управления, анализа и визуализации пространственных данных.
ArcGIS ArcEditor – сочетает функциональность ArcView с возможностями создания и моделирования баз геоданных (БГД). Уникальный механизм обеспечивает поддержку целостности и многопользовательского редактирования БГД, управление версиями, построение топологии и геометрических сетей.
ArcGIS ArcInfo – расширяет функциональность вышеперечисленных продуктов (ArcView, ArcEditor) набором мощных инструментов для пространственного анализа и геообработки данных. В конфигурацию входят три дополнительных продукта – ArcScene (позволяет отображать данные в трехмерном виде, рисунок 2.6), ArcGlobe (отображает набор данных на глобусе, удобный интерфейс для пространственного поиска данных, рисунок 2.6) и ArcReader (чтение и публикация электронных карт в интранете и интернете).


Рисунок 2.2  Настольные продукты ESRI семейства ArcGIS.


Рисунок 2.3 – Визуальный интерфейс ArcMap.


Рисунок 2.4 – Визуальный интерфейс ArcCatalog.


Рисунок 2.5 – ArcToolbox.

Рисунок 2.6 – Визуальный интерфейс ArcScene.


Дополнительные модули ArcGIS 9

В семейство программного пакета ArcGIS входят ряд дополнительный модулей для специализированной обработки данных, которые значительно расширяют аналитические возможности базового пакета (рисунок 2.7).


Рисунок 2.7 – Основные дополнительный модули семейства ArcGIS.

ArcGIS Spatial Analyst содержит набор функций для пространственного моделирования и анализа: интерполяция различными методами, создание растровых данных, пространственная фильтрация и растровая алгебра, гидрологический анализ, построение профилей, зон видимости и объемов (рисунок 2.8). Позволяет решать множество аналитических задач, например, выявление пространственных взаимосвязей, построение стоимостных поверхностей, многофакторный анализ и определение подходящих местоположений.


Рисунок 2.8 – ArcGIS Spatial Analyst.

ArcGIS 3D Analyst предоставляет пользователям функции моделирования и анализа поверхностей, а также приложения для создания и трехмерного отображения моделей местности как локального (приложение ArcScene), так и глобального (приложение ArcGlobe) масштаба (рисунок 2.9). Информация о рельефе и двумерные пространственные данные, составляющие основу трехмерной модели местности, могут быть дополнены реалистичными моделями объектов, надписями и анимацией.


Рисунок 2.9 – ArcGIS 3D Analyst.

ArcGIS Business Analyst включает в себя исчерпывающее собрание деловой, демографической информациии сведений о домашних хозяйствах, а также инструменты для анализа рынка и конкуренции, поиска наилучшего места для нового предприятия или выбора адресатов почтовой рассылки (рисунок 2.10). ArcGIS Business Analyst позволяет пользователям выполнять сложный бизнес анализ.


Рисунок 2.10 – ArcGIS Business Analyst.

ArcGIS Geostatistical Analyst содержит набор инструментов для геостатистического анализа пространственных данных и построения статистически достоверных поверхностей, выявления глобальных и локальных трендов, аномалий и взаимосвязей между наборами данных (рисунок 2.11).

Рисунок 2.11 – ArcGIS Geostatistical Analyst.

ArcGIS Schematics позволяет автоматически создавать и отображать схемы, построенные на основе геометрических сетей, хранящихся в базе геоданных (рисунок 2.12). Встроенный механизм дает возможность оперативно создавать схемы сетей в различных графических представлениях, которые определяются пользователем, и обеспечивает интерактивную связь схемы и пространственных данных.

Рисунок 2.12 – ArcGIS Schematics.

ArcPress for ArcGIS – программный растеризатор, позволяющий выводить картографический материал в стандартных для печати форматах. Решает задачи цветоделения, подготовки и вывода на печатающие устройства.
ArcGIS Publisher предназначен для публикации проектов, созданных в настольных продуктах, для просмотра в бесплатном приложении ArcGIS ArcReader. ArcGIS Publisher обеспечивает защиту проектов от несанкционированного использования и тиражирования, производит архивацию данных для дальнейшего распространения (рисунок 2.13).

Рисунок 2.13 – ArcGIS Publisher.

ArcGIS Survey Analyst – улучшает традиционные технологические процессы по сбору и обработке геодезической информации(рисунок 2.14). Все необходимые инструменты тесно интегрированы с фукнционалом настольных ГИС, что позволяет обеспечить непрерывный процесс работы в многопользовательском режиме.


Рисунок 2.14 – ArcGIS Survey Analyst.

ArcGIS Tracking Analyst позволяет отображать и изучать динамику развития различных событий или явлений, создавать системы слежения за объектами в режиме реального времени, планировать ход развития событий, обеспечивать управление и координацию оперативных действий.

Рисунок 2.15 – ArcGIS Tracking Analyst.

ArcGIS Data Interoperability обеспечивает работу с пространственными данными в 70 форматах (GML, XML, DWG/DXF, Microstation Design, MapInfo MID/MIF и TAB, Oracle и Oracle Spatial, Intergraph GeoMedia Warehouse и др.). Позволяет создавать описания собственных форматов для чтения, импорта и экспорта из ArcGIS, а также переводить данные из стандарта в стандарт (рисунок 2.16).


Рисунок 2.16 – ArcGIS Data Interoperability.

Maplex for ArcGIS существенно снижает трудоемкость подготовки картографического материала (рисунок 2.17). Включает уникальный механизм автоматической расстановки надписей в соответствии с заданными правилами, функции для решения конфликтных ситуаций, переноса и использования аббревиатур.

Рисунок 2.17 – Maplex for ArcGIS.

ArcScan for ArcGIS – программный векторизатор (рисунок 2.18). Основной функцией является преобразование отсканированных бумажных карт в векторные слои. Модуль интегрирован в среду ArcGIS, использует все предоставляемые ею возможности для редактирования растровых и векторных данных.


Рисунок 2.18 – ArcScan for ArcGIS.

Production Line Tool Set (PLTS) for ArcGIS (для ArcEditor и ArcInfo) – специализированная программная среда для создания автоматизированного производства картографической продукции. Заключает в себе полный набор простых в использовании инструментов контроля качества данных, позволяет создавать базы знаний картографических спецификаций и производить картографическую продукцию в цифровом и печатном виде.
ArcGIS Network Analyst дополнительный модуль, используемый для маршрутизации и пространственного анализа на основе сетей (рисунок 2.19). ArcGIS Network Analyst позволяет пользователям ArcGIS Desktop моделировать состояния и сценарии для реальных сетей.


Рисунок 2.19 – ArcGIS Network Analyst.


Серверные ГИС

Быстрый рост использования серверных ГИС объясняется рядом преимуществ в деловой сфере и ввозможностью обрабатывать значительную ГИС-информацию, созданные и управляемые профессионалами ГИС и широко используемые организациями (рисунок 2.20).
ArcGIS Server предназначен для создания корпоративной ГИС с неограниченным числом полнофункциональных рабочих мест: клиентом может быть как настольное, так и веб-приложение. ArcGIS Server предоставляет инструментарий для создания веб-приложений, веб-служб и других корпоративных приложений, работающих под управлением стандартных .NET и J2EE веб-серверов, обеспечивает централизованное управление географическими ресурсами: картами, службами геокодирования и программными объектами, задействованными в приложениях.
ArcIMS – продукт для публикации пространственных данных и картографической продукции в интранет/интернет с возможностью геокодирования, анализа и поиска данных по различным критериям (рисунок 2.21). Служит основой для создания портальных решений, работает под управлением стандартных веб-серверов.
ArcSDE – обеспечивает хранение пространственных данных в СУБД (Oracle, Microsoft SQL Server, IBM DB2 и Informix). Для представления и хранения информации используется объектно-реляционная модель - база геоданных, позволяющая описывать не только геометрию объектов, но и их поведение, правила, взаимосвязи с другими классами объектов и объектами базы геоданных. Поддерживается работа с различными версиями данных, длительные сеансы редактирования и автономное редактирование. ArcSDE обеспечивает интеграцию ArcGIS с другими ГИС и САПР системами.

Рисунок 2.20 – Серверные технологии предоставления данных пользователям.


Рисунок 2.21 – Примеры интерфейса представления данных в браузере через ArcIMS.


Мобильные ГИС

ArcPad позволяет проводить оперативный сбор, автономное редактирование пространственных данных в полевых условиях с использованием приемников GPS, цифровых фотокамер и других устройств. ArcPAD интегрирован с настольными продуктами ArcGIS (ArcView, ArcEditor, ArcInfo), работает на мобильных устройствах под управлением Windows CE, Pocket PC.


Рисунок 2.22 – Мобильные ГИС используются в моблиьных телефонах, карманых ПК, планшетных ПК и других специальных устройствах


Инструменты разработчиков ГИС

Сообщества по разработке программного обеспечения приобретают все большую важность, помогая распространять ГИС среди множества пользователей. Разработчики ГИС прилагают все усилия, чтобы способствовать ее распространению, создавая специализированные приложения и позволяя конечным пользователям применять богатые возможности ГИС.
Одна из основных целей ArcGIS – предоставление разработчикам серий многоцелевых структур для настройки и развертывания ГИС. Эта инициатива называется ESRI Developer Network (EDN). EDN предоставляет разработчикам компоненты, инструменты и методы.
Ядром EDN Developer Kit является общая библиотека программных компонентов ArcObjects, которую программисты могут использовать для встраивания ГИС-компонентов или расширения ГИС с помощью таких стандартных сред программирования, как C++, .NET и Java.

Рисунок 2.23 – Применение библиотеки программных компонентов ArcObjects.

ArcGIS Engine – это центральный набор межплатформенных компонентов ArcObjects, совместимый с различными API, такими как .NET, Java, Visual Basic 6 и C++. Разработчики могут применять эти компоненты для создания специализированных ГИС и картографических приложений. Приложения ArcGIS Engine могут создаваться и устанавливаться на платформах Microsoft Windows, Sun Solaris и Linux. Приложения могут различаться от простых средств для просмотра карт до спецализированных программ для редактирования ГИС.
Контрольные вопросы.
Чем занимается компания ESRI?
Что такое ArcGIS?
Что позволяет делать ArcGIS?
Что входит в состав программных продуктов ArcGIS?
Какие настольные ГИС входят в состав ArcGIS и чем они отличаются?
Какие дополнительные модули, входящие в состав ArcGIS, вы знаете?
Для чего нужен и что позволяет делать ArcGIS Spatial Analyst?
Для чего нужен и что позволяет делать ArcGIS 3D Analyst?
Для чего нужен и что позволяет делать ArcGIS Data Interoperability?
Какие серверные ГИС входят в состав ArcGIS и чем они отличаются?
Какие мобильные ГИС входят в состав ArcGIS и чем они отличаются?
Что в себя включает пакет разработчика EDN Developer Kit?
Єђ Заголовок 1Єђ Заголовок 215

Приложенные файлы

  • doc 9576057
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий