SOFTVÉROVÉ PROSTRIEDKY PRE GIS

Milan Koreň

Technická univerzita vo Zvolene

OBSAH

GIS softvér ESRI – ArcGIS, GeoMedia, MapInfo, SmallWorld Kokeš, Topol, InfoMapa systémy s otvoreným zdrojovým kódom: SAGA,

WinMap, GRASS, UMT MapServer, PostgreGIS CAD systémy

Autodesk AutoCAD Map, Bentley Microstation Systémy riadenia bázy údajov Podporné systémy (štatistické, DPZ)

POŽIADAVKY NA GIS Požiadavky na softvér

Ciele projektu, charakter aplikácie, účel použitia, prostredie, veľkosť projektu, počet užívateľov, štandardy, dostupné údaje, existujúce zázemie,...

Funkcie GIS Príprava geografických údajov Vyhotovenie a zobrazenie máp, vizualizácia Správa geografickej databázy Integrácia s inými systémami Geografické analýzy

Kombinácia rôznych druhov softvérového vybavenia

ESRI Spoločnosť ESRI, Inc.

1969, Redlands, Kalifornia, USA

konzultačná spoločnosť 1981: Arc/Info (Unix) 1986: PC Arc/Info 1990: ArcView GIS 1996: Arc/Info pre Windows NT 1999: Arc/Info 8, ArcIMS (mapový server) 2001: ArcGIS 8 2010: ArcGIS 10, ArcGIS Engine, ArcGIS Server

www.esri.com

SYSTÉM ARCGIS

ARCGIS 10.1 FOR DESKTOP Úrovne licencovania

Basic: tvorba máp, analýzy Standard: editovanie, kontrola topológie, správa

geodatabázy Advanced: pokročilé modelovanie, kompatibilita s

predchádzajúcimi verziami (Arc, Grid, ArcPlot, ArcEdit)

ArcGIS for Desktop Moduly Rozšírenia Pomocné programy

MODULY ARCGIS FOR DESKTOP

ArcMap: práca s digitálnou mapou, zobrazovanie, vyhľadávanie, editovanie, analýzy

ArcCatalog: správa geografickej databázy, vytváranie, import/export údajov

ArcToolbox: skupiny funkcií pre vykonávanie rôznych činností

Model Builder: interaktívne vytváranie modelov funkcionalita modulov závisí od úrovne

licencovania

ARCMAP Základný modul:

zobrazovanie digitálnych máp (vektorové, rastrové, obrazové vrstvy),

práca s atribútovými tabuľkami, vyhľadávanie a výbery (priestorové, atribútové), tvorba mapových výstupov (analógové, digitálne) aktualizácia údajov (závisí od úrovne licencovania).

Dva spôsoby zobrazenia: Údajový pohľad: usporiadanie vrstiev v údajovom

rámci (Data Frame) Výkres: príprava výkresu pre tlač.

ARCCATALOG Vytvárania a správa geografických údajov:

Shape-súbory, tabuľky, textové súbory. Geodatabáza:

personálna (MS Access), súborová (binárne súbory), ArcGIS Server (+RDBMS).

Funkcie: zobrazovanie a vyhľadávanie geografických údajov, správa metaúdajov, vytváranie a správa zdrojov geografických údajov.

ARCTOOLBOX Integrovaný do ArcMap a ArcCatalog Funkcie na prácu s geografickými údajmi

závisia od úrovne licencovania a používaných rozšírení (Basic: 80, Standard: 100, Advanced: 250)

Skupiny funkcií: Analytické (Analysis Tools) Konverzné (Conversion Tools) Správa (Data Management Tools) a ďalšie.

ARCTOOLBOX - DATA MANAGEMENT TOOLS

Polia (Fields): pridať, vymazať, vypočítať Všeobecné (General): kopírovanie,

mazanie, pridávanie, zlučovanie Generalizácia (Generalization):

zjednodušenie a vyhladenie línie, DISSOLVE

Projekcie a transformácie (Projections and Transformations)

Tabuľky (Table): vytváranie, práca s riadkami Topológia (Topology): definovanie

pravidiel, kontrola

MODULY ARCGIS FOR DESKTOP

ArcGIS Desktop Administrator správa licencií

ArcReader: voľne dostupná prehliadačka projektov systému ArcGIS

Rozšírenia (Extensions) Rozširujú základnú funkcionalitu systému Komerčné rozšírenia: Spatial Analyst, 3D Analyst,

Network Analyst, Survey Analyst, Publisher, ... Sú licencované samostatne Vlastné rozšírenia

ARCGIS DESKTOP ADMINISTRATOR

Informácie o inštalácií

Správa licencií Licenčný server Dostupnosť

licencií

ROZŠÍRENIE SPATIAL ANALYST

Rozširuje možnosti práce s rastrovými údajmi konverzia raster-vektor a opačne, mapová algebra, vzdialenostná analýza, prekrývanie vrstiev, priestorová interpolácia, digitálny model reliéfu, hydrologické modelovanie.

ROZŠÍRENIE 3D ANALYST

ArcScene 3D zobrazovanie

geografických údajov animácie.

ArcToolbox práca s digitálnym

modelom reliéfu. ArcGlobe

3D ANALYST - ARCGLOBE

ROZŠÍRENIE NETWORK ANALYST

Modul pre sieťovú analýzu Plánovanie trasy Najkratšia trasa Čas prejazdu Optimálna trasa Dostupnosť služieb Najbližší dodávateľ

RIEŠENIE S VYUŽITÍM SYSTÉMU ARCGIS

Geodatabáza

MS SQL Server2012

Geodatabáza

MS SQL Server2012

ArcGIS forServer

Geoprocessing

Web map

ArcGIS forServer

Geoprocessing

Web map

ArcGIS for Desktop

Basiczobrazovanie

StandardAktualizácia

Advancedmodelovanie

ArcGIS for Desktop

Basiczobrazovanie

StandardAktualizácia

Advancedmodelovanie

BrowserBrowser

ArcGIS MobileArcGIS Mobile

PortálPortál

GEOMEDIA

Intergraph Corporation, zal. v roku 1969 Integrácia údajov z rôznych zdrojov (GIS, CAD, RDBMS) Modulárna výstavba systému Moduly GeoMedia@

Grid, Terrain, Image, Map Publisher, Transportation Analyst,a ďalšie

GeoMedia Professional GeoMedia WebMap

GEOMEDIA

zdroj: www.dkubinsky.sk

MAPINFO MapInfo, Inc.

zal. v roku 1986, Rensselaer Polytechnic Institute spolupráca s Microsoft (MS Map), Oracle (Spatial) 2007: Pitney Bowes Inc., 87 spol., 36 000 zam. 2009: PitneyBowes Business Insight

MapInfo Professional MS Windows, integrácia s aplikáciami, tvorba

digitálnych máp, priestorové analýzy, editovanie údajov,

Vertical Mapper (3D zobrazovanie, DMR, raster), MapBasic, MapInfo ProViewer, MapXTreme 2008: SDK pre .Net

MAPINFO

zdroj: www.empower.com

GE SMALLWORLD Smallworld, Cambridge, UK, 1989

2000: GE Energy AM/FM/GIS

Podnikové informačné systémy Správa inžinierskych sietí

Objektovo-orientovaný systém Enkapsulácia, dedenie, polymorfizmus Programovací jazyk Magik Version Managed Data Store (VMDS): ukladanie

komplexných geografických údajov do RDBMS (Oracle)

TOPOL

TopoL Software, ČR TopoL xT 9.0: editovanie vektorových údajov (DGN,

DWG, SHP), podpora PostgreSQL a PostGIS, WMS a WFS, KML (Google Earth), práca s rastrom

PhoTopoL: Ortophoto, DMT, Stereo TopoL Carto: príprava a tvorba mapových výstupov TopoL Internet Server: publikovanie údajov na

internete Nadstavby: Kataster, KPÚ (projektovanie pozemkových

úprav), TopoGeo (geodetické úlohy) Prepojenie na ATLAS

KOKEŠ

GEPRO, s.r.o, ČR, 1991 Interaktívny grafický systém pre spracovanie

geodetických údajov Vektorový editor, zobrazovanie rastrových údajov Geodetické a konštrukčné výpočty, spracovanie

údajov z geodetických meraní Aplikácie (CGS, s.r.o.):

GPL: spracovanie geometrických plánov G-ROEP: pozemkové úpravy, kontrola štruktúry MAPL: tvorba mapových listov

ATLAS DMT

Atlas s.r.o, ČR Tvorba a vizualizácia digitálneho modelu terénu Prepojenia a verzie pre Kokeš, Misys, AutoCAD, Rozšírenia a aplikácie

Tok, Kanál, Cesty, Šírenie Ťažba, Rezy, Objem 3D vizualizácia

CAD SYSTÉMY

Jednoduché a efektívne editovanie Kvalitné zobrazovanie (2D a 3D) Možnosť prepojenia na databázu, alebo uloženia

popisných údajov k elementom do výkresu Rozšírenosť, veľa užívateľov

Aplikácie: architektúra, stavebníctvo, strojárstvo, projektovanie, územné plánovanie, správa inžinierskych sietí, tvorba máp, spracovanie údajov z meraní

CAD SYSTÉMY

Rozšírenia a nadstavby pre GIS Import/export údajov Spracovanie geodetických meraní Spracovanie rastrových a obrazových údajov Digitálny model reliéfu Kontrola topológie Prepojenie na databázu Tvorba mapových výstupov

CAD SYSTÉMY

Použitie vo vzťahu ku GIS Spracovanie údajov: import/export údajov,

spracovanie geodetických meraní, príprava digitálnych máp

AM/FM (Automated Mapping/Facilities Management): grafické databázy, mapa podniku, správa majetku, inžinierske siete, prepojenie na podnikové informačné systémy (SCADA, ERP)

ECM (Enterprise Content Management ): správa technickej dokumentácie

Geografické analýzy a modelovanie

AUTOCAD

Autodesk, Inc., zal. 1982 CAD systémy, grafické systémy, animácie, 2D a 3D

vizualizácia AutoCAD Civil a Civil 3D

Nástroje pre spracovanieprojektov

Vektor, raster, prepojeniena DB, meračské výpočty, priestorová analýza

AutoCAD Map 3D Autodesk MapGuide

MICROSTATION

Bentley, 1993 MicroStation

Projektovanie, stavebníctvo, technické konštrukcie Nadstavby pre GIS a AM/FM:

Bentley Map: správa infraštruktúry podnikov, zobrazovanie máp, vyhľadávanie, prepojenie na Oracle, tvorba geografických db

Bentley PowerMap: priestorové analýzy (+PowerMap Field)

Descartes: georeferencovanie, spracovanie skenovaných máp, vektorizácia

MICROSTATION

Bentley GeoWeb Publisher publikovanie geografických údajov na internete

Bentley Geospatial Server Správa a publikovanie geografických údajov Prepojenie s

MicroStation,Bentley Map,GeoWeb Publisher, ProjectWise,Oracle

Podporuje ESRI PGDB

OSS GIS

Systémy s otvoreným zdrojovým kódom (Open Source Software) Open Source Geospatial Foundation Open Source Initiative (OSI)

Voľný softvér (public domain) Bezplatné používanie softvéru

Slobodný softvér (free software) Právo používať, modifikovať, šíriť

Dva základné prístupy BSD Licencia GNU GPL Licencia (General Public Licence)

GNU GPL LICENCIA

Free Software Foundation, Richard Stallman Užívateľ môže

používať softvér študovať a modifikovať ďalej šíriť

Užívateľ musí zachovať voľný prístup k zdrojovému kódu

Licencia LGPL (Lesser General Public License) Odvodené dielo, môže byť šírené bez LGPL

BSD LICENCIA

Berkley, Kalifornská univerzita Všeobecná dostupnosť softvéru, ktorého vytvorenie

bolo financované z verejných prostriedkov

BSD = Berkley Software Distribution Právo používať, modifikovať, kopírovať, šíriť softvér Uvádzať autorov Nestanovuje podmienky ďalšieho šírenia Umožňuje aj vývoj komerčných aplikácií

Odvodené dielo

DÔVODY POUŽÍVANIA OSS

Ekonomické Viacnásobné zhodnotenie verejných prostriedkov

Technické Decentralizovaný vývoj a modifikácia Testovanie softvéru

Etické a morálne

Výhoda: nižšie zriaďovacie náklady, vlastný vývoj, rozšírenie

Nevýhoda: podpora, školenie, správa systému, ďalší vývoj a rozširovanie systému, prevádzkové náklady

QGIS

Open Source Geospatial Foundation Prvá verzia 2009 Raster, vektor, obrazové údaje Editovanie Geografické

analýzy Rozšírenia Prepojenie na

GRASS a PostGIS

Geographic Resources Analysis Support System http://grass.itc.it/ Vývoj: USA-CERL 1982-1995 (C), po 1997 GDT Platformy: Linux (pôvodná),

Windows, Mac Funkcie: rastrová analýza,

spracovanie obrazu, DMR, geoštatistika, podpora vektorových údajov a databáz

Použitie: simulácie, vizualizácia Hlavne akademická sféra

GRASS

SAGA

System for Automated Geoscientific Analyses, www.saga-gis.org

Platformy: Windows, Linux Vývoj od r. 2001, Univerzita Göttingen, neskôr

Univerzita Hamburg (C++) Modulárna architektúra Podpora rôznych druhov formátov Rastrová analýza, geoštatistika,

DMR, prekrývanie vektorových vrstiev, obrazové analýza

UMT MAP SERVER

University of Minnesota, 1995, www.mapserver.org Internetový mapový server

Rôzne platformy (Linux, Windows) Vektorové, rastrové a obrazové vrstvy Prepojenie na iné systémy (GRASS, PostGIS, údaje v

shape-súbore) Podpora OpenGIS WMS (zobrazovanie mapových

vrstiev), WFS (prístup k vektorovým údajom), WCS (prístup k rastrovým údajom)

DBMS DBMS vo vzťahu ku GIS

Ukladanie údajov do spoločnej databázy (atribútové, vektorové, rastrové, obrazové)

Ukladanie geografických údajov: Súbory: binárne, textové DBMS:

Binárne údaje: priestorové údaje sú uložené v binárnej forme, DBMS s nimi priamo nepracuje

Priestorové typy údajov: funkcie na prácu s priestorovými údajmi, rozšírenie jazyka SQL, spracovanie v DBMS

DBMS Výhody:

Viacnásobné využitie údajov,viacužívateľský prístup

Ochrana a zabezpečenie,riadenie prístupu

Nástroje na správu databázy (zálohovanie, obnova, import/export,...)

Prepojenie a zdieľanie údajov s inými informačnými systémami (integrácia na údajovej úrovni)

DBMS Nevýhody:

Vyššie náklady Zriaďovacie Prevádzkové

Náročnejšia prevádzka a údržba systému Odborní pracovníci, školenia Organizácia a riadenie práce

Komplikovanejší vývoj aplikácií Dlhší čas Vyššie náklady Projektové riadenie

MS SQL SERVER

MS SQL Server 2008 Priestorové typy údajov (august 2008) Podporované vo všetkých verziách (Express,

Standard, Enterprise), podporuje OGC štandardy Priestorové indexy, rozšírenie jazyka SQL, atribútové

a priestorové dopyty v databáze Základné funkcie na prácu s priestorovými údajmi v

databáze Nepodporuje rastrové údaje Podporujú komerčné produkty (ArcGIS 9.3) Vývojové prostredie, SDK (.Net)

MS SQL SERVER

MS SQL SERVER

MS SQL SERVER

Typy priestorových údajov Štandard OGC SFA (Simple Feature Access) Jednoduché: Point, LineString, Polygon Zložené: MultiPoint, MultiLine, MultiPolygon,

GeometryCollection Polia môžu byť deklarované ako GEOMETRY alebo

GEOGRAPHY

CREATE TABLE pormap(gisjprl CHAR(15), geom GEOMETRY, vymera FLOAT, vek INTEGER CHECK 0 <= vek );

MS SQL SERVER

Rozšírenie jazyka SQL Prevod do formátu WKT a WKB: STGeomFromText,

STAsText Vlastnosti: STGeometryType, STIsSimple,

STDimension, STLength, STArea Topologické vzťahy: STIntersect, STTouches,

STOverlaps, STCrosses, STWithin Prekrývanie a výpočty: STIntersection, STUnion,

STDifference, STSymDifference, STBuffer

MS SQL SERVER

SELECT * FROM pormapWHERE geom.STContains(geometry::STPointFromText(‘POINT(145 -48)‘,0));

SELECT pormap.* FROM pormap, cestyWHERE pormap.geom.STCrosses(cesty.geom.STBuffer(100))=1 AND cesty.DRUH=’hlavna’;

Vyhľadanie porastu, ktorý obsahuje daný bod

Nájdenie porastov v 100-metrovej vzdialenosti od hlavných ciest

UPDATE pormap SET vymera = geom.STArea();

Výpočet výmery porastu

ORACLE

Oracle Database Veľa aplikácií a užívateľov Podpora priestorových údajov od verzie 7 (1993) Oracle Locator: súčasť Standard a Enterprise

Edition Základné funkcie pre prácu s priestorovými

typmi údajov, obmedzená funkcionalita Oracle Spatial: doplňujúce rozšírenie Enterprise

Edition Rozšírenie funkcií pre prácu s priestorovými

údajmi

ORACLE Oracle Spatial

Rozšírenie funkcií pre prácu s priestorovými údajmi Topologické uloženie údajov (body, hrany, plochy) Priestorové indexy a funkcie (>400), priestorové

dopyty a analýzy Reprezentácia sietí GeoRaster: uloženie rastrových a obrazových

údajov do RDBMS

Oracle Fusion Middleware MapViewer (Java) Vývojové prostredie Java

POSTGIS

Rozšírenie RDBMS PostgreSQL Výkonný RDBMS , OSS Rôzne platformy

PostGIS Rozšírenie PostgreSQL o priestorové typy údajov a

priestorové indexy (body, línie, polygóny) Priestorové funkcie: výpočet dĺžky a výmery, prienik,

rozdiel, zjednotenie, bufer, centroid, ... Vyhovuje OpenGIS OGC Podporovaný softvérom: GRASS, JUMP, QGIS, UMT

Mapserver, MapGuide, komerčné systémy (ArcGIS)

ŠTATISTICKÝ PROGRAM R

OSS, www.r-project.org Deskriptívna aj inferenčná štatistika Podpora priestorových údajov

rastrové údaje, shape-súbory vzdialenostné analýzy zhluková analýza geoštatistika pattern analysis priestorová regresia

DOPLŇUJÚCI SOFTVÉR

Databázové programy a tabuľkové procesory MS Access, Excel

Štatistické programy SPSS, Statistica, R

Vizualizačné programy TerraExplorer, Terrain Modeler

Špecializované programy pre modelovanie Xfrog, MatLab, Mathematica

Model vytvorený v systéme XFrog