Программные средства ГИС существенно различаются как по полноте функциональных возможностей, так и по цене, а проблема выбора программных средств для реализации геоинформационных проектов становится все более сложной.

Структура организации ГИС-проектов

Масштаб проектов может быть самым разным. Проблему выбора программных средств для построения ГИС лучше всего рассматривать исходя из структуры организации крупного геоинформационного проекта. В таком проекте можно выделить несколько блоков.

Ввод информации традиционно осуществлялся с дигитайзеров, а в последнее время получили развитие сканерные технологии. При вводе с дигитайзеров цена одного рабочего места обычно не очень высока, в то время как сканерный ввод требует больших вычислительных мощностей и более дорогого периферийного оборудования, зато оправдывает себя при больших объемах работ. Помимо этого пространственные данные могут быть извлечены из материалов дистанционного зондирования, но этот способ требует применения специализированной дорогостоящей вычислительной техники и ПО.

Одним из центральных в проекте ГИС является блок анализа. Здесь речь идет о решении самых сложных задач, а значит – и о мощном ПО и компьютерном оборудовании, в идеале базирующемся на RISC-платформах. Именно здесь становится актуальной необходимость использования наиболее высококвалифицированного персонала.

Блок вывода ГИС требует специализированных широкоформатных устройств, таких как перьевые, струйные и электростатические плоттеры. Нужно учитывать, что объемы выводимой графической информации обычно весьма велики, и это может создавать дополнительную (и подчас весьма значительную) нагрузку на серверы и локальную сеть.

Решая проблемы отображения информации, следует помнить о конечных пользователях, которые должны иметь возможность при помощи специальных программ просмотра работать с создаваемыми БД.

Блок хранения данных включает возможности для работы с серверами реляционных БД, а в наиболее продвинутых проектах – и с серверами баз пространственной информации. Благодаря развитию Интернета сегодня в проектах ГИС появился и блок телекоммуникаций.

Программные средства ГИС

Представленные сегодня на рынке ГИС программные средства условно можно разделить на несколько категорий.

Инструментальные ГИС. Системы с широкими возможностями, позволяющие реализовать ввод, хранение, обработку сложных запросов, пространственный анализ и вывод твердых копий.

ГИС-"вьюеры". Как правило, подобные системы сопровождают многие крупные инструментальные ГИС и предназначены для просмотра введенной ранее и структурированной по правам доступа информации, позволяя при этом выполнять информационные запросы к сформированным с помощью инструментальных ГИС базам данных. Большинство систем просмотра позволяет организовать вывод оформленного картографического планшета на твердый носитель.

Справочные картографические системы (СКС). По функциональным возможностям приближены к программам просмотра, однако чаще всего предназначены для работы только со встроенной базой данных и не позволяет обновлять или пополнять ее.

Векторизаторы растровых картографических изображений. Используются для реализации процедур ввода пространственной информации со сканера, обычно включают автоматические и полуавтоматические средства преобразования растровых изображений в векторную информацию.

Специализированные средства пространственного моделирования. К этому классу относятся системы, оперирующие с пространственной информацией, но ориентированные в первую очередь на частные задачи – моделирование процесса распространения загрязнений, геологических явлений, анализа рельефа.

Средства обработки и дешифрования данных дистанционного зондирования. Этот класс программных средств предназначен для обработки цифровых изображений земной поверхности, полученных с борта самолетов и искусственных спутников.

Поддержка моделей пространственных данных

Очень важной характеристикой системы является полнота набора поддерживаемых моделей представления пространственных данных. Строго говоря, по составу поддерживаемых моделей данных можно судить и о потенциальных возможностях, характере функций пространственного анализа, реализуемых теми или иными программными средствами ГИС-ориентации.

Под моделью представления информации понимается система концепций и правил, используемая для описания типов объектов и взаимоотношений между их экземплярами. При этом одна группа аналитических функций может быть реализована на нескольких моделях, другая – только на конкретной модели. Кроме того, реализация одних и тех же функций на разных моделях данных может иметь свои особенности.

Модель пространственной информации определяет характер практически всех последующих операций и методов анализа информации, способ ввода данных и особенности получаемых результатов. Переход между разными моделями данных хотя и возможен, но сложен, требует значительных дополнительных затрат труда и может приводить к безвозвратным потерям информации.

В общем случае очень сложно говорить о возможностях перехода от одной конкретной модели к другой. Наиболее распространенными моделями являются векторная топологическая, векторная нетопологическая и растровая. Отдельно выделяются изображения, имеющие так называемую пространственную привязку (различие между растровой моделью и изображением состоит в том, что ячейка первого хранит фактически код явления, а второго – величину яркости).

Для анализа рельефа используются нерегулярные триангуляционные сети. В некоторых приложениях может быть использована модель данных САПР.

Функции пространственного анализа

"Лицо" всякого программного средства ГИС – функции работы с пространственной информацией. Практически все современные развитые программные системы в этой области содержат исчерпывающий набор функций построения запросов. Это относится как к инструментальным средствам ГИС, так и к программам просмотра. Запросы позволяют формировать множества различных объектов (в том числе и пространственных)на основе заданных критериев, которые в ряде случаев могут формулироваться и на языке пространственных взаимоотношений.

Самая простая форма пространственных запросов – получение характеристик объекта при указании на него курсором и обратная операция(отображение объектов с заданными значениями атрибутов). В развитых системах можно отбирать объекты по определенным признакам (удаленность от других объектов, соседство, совпадение и т.д.). В качестве средств работы с атрибутивной информацией могут использоваться внутренние или внешние СУБД. Как правило, внутренние СУБД обладают более узким набором возможностей. Для мощных систем характерно наличие "живых" связок с мощными серверами реляционных БД.

Функционирование аналитических процедур обеспечивается наличием в программных средствах процедур ввода-вывода информации. Такие средства могут включать модули работы с дигитайзерами, сканерами, электронными геодезическими приборами, обеспечивать автоматическую или ручную векторизацию растровых изображений. Обязательно должны поддерживаться средства геометрической коррекции, преобразования картографических проекций и контроля качества баз пространственной информации. Обязательным элементом программных средств ГИС является редактор графической информации. В некоторых системах предусматриваются также алгоритмы геометрической генерализации.

Средства преобразования форматов

Необходимым программным компонентом всех ГИС являются модули преобразования внешних форматов данных, которые должны включать средства импорта/экспорта наиболее распространенных графических векторных и растровых форматов. В наиболее мощных системах в последнее время появляется поддержка различных стандартов обмена пространственными данными и стандартных протоколов взаимодействия приложений.

Разработка приложений

Большинство систем предоставляет те или иные средства разработки пользовательских приложений. Они обеспечивают возможности создания и редактирования макросов, разработки пользовательских меню и диалогов, доступа к функциям программных средств через библиотеки и работу непосредственно с внутренним форматом файлов системы. Для разработчиков очень важной оказывается возможность распространения прикладных программ с исполняющей (Run-Time) версией системы без необходимости уплаты полной стоимости программных средств за каждую такую установку.

Что выбирать

ГИС перестают быть экзотикой и превращаются во все более часто используемый инструмент анализа информации. Развитие рынка ГИС стимулирует и совершенствование уже созданных продуктов. Эволюция их, как правило, идет по пути оптимизации интерфейса, расширения аналитических возможностей, создание средств работы в сетях. Наметились и две ведущие тенденции. С одной стороны, программные средства, развивавшиеся на мощных платформах, трансформируются в версии для PC. С другой – наблюдается и встречная тенденция миграции ПО с / персонального компьютера на / платформы рабочих станций.

Как правило, фирмы-разработчики и распространители программных средств в области ГИС устанавливают определенный порядок поддержки пользователей на начальном этапе или на постоянной основе. Безусловно полезными окажутся полный курс начального обучения, технические консультации, льготные условия получения новых обновленных версий ПО.

Многие западные продукты выходят на российский рынок уже локализованными. Цены на инструментальные ГИС на российском рынке колеблются в диапазоне от нескольких тысяч до десяти тысяч долларов и выше (версии для рабочих станций). Зависят они от комплексности представленного продукта и разнообразия его функциональных возможностей. Наиболее дешевыми являются, конечно, программы просмотра.

Задача выбора программной системы, платформы ГИС, определения заказчиком необходимых для будущей системы характеристик становится день ото дня сложнее. Поэтому при выборе программной системы ГИС необходимо внимательно проанализировать свои требования к продукту и услуги, предоставляемые фирмой-поставщиком.

Представленные сегодня на рынке ГИС программные средства условно можно разделить на несколько категорий:

 – Инструментальные ГИС – ГИС-"вьюеры",

 – Справочные картографические системы,

 – Векторизаторы растровых картографических изображений,

 – Специализированные средства пространственного моделирования,

 – Средства обработки и дешифрования данных дистанционного зондирования.