ArcGIS – инструментальная полуавтоматическая ГИС

 

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

ArcGIS — линейка геоинформационных продуктов, разрабатываемая компанией Esri (США) с учетом передовых тенденций развития информационных технологий и потребностей ГИС-пользователей. Компания Esri является признанным лидером в создании и продвижении современных геоинформационных технологий. Представляет собой масштабируемое решение для работы с пространственными данными как отдельных пользователей, так и распределенных рабочих групп. Платформа ArcGIS является оптимальным решением для построения корпоративных геоинформационных систем [2].

Отличительная особенность ArcGIS — в том, что данное семейство программных продуктов включает в себя все компоненты, необходимые для построения инфраструктуры пространственных данных.

Компания ESRI – это ИТ корпорация со штаб-квартирой в США и офисами по всему миру, занимающаяся разработкой и внедрением профессиональной ГИС продукции, а также участием в геодезических проектах. ESRI основана в 1969 г., сегодня в ней работает более 4000 человек. ESRI является одним из лидеров в индустрии ГИС - ее доля на международном рынке ГИС составляет около 35% [13]. 

Семейство программных продуктов компании ArcGIS получило широкое распространение в мире и в России. 

Число корпоративных пользователей продуктов Esri в мире превышает 400 000 организаций [14].

Цель курсовой работы: изучить инструментальную полуавтоматическую ГИС компаний ESRI – ArcGIS, познакомится с семейством ArcGIS, рассмотреть дополнительные модули программы, проекты на базе ArcGIS.

Задача курсовой работы: познакомится с программным продуктом ArcGIS. Изучить его историю, структуру, модули, задачи  и сферы применения. Написать заключение по курсовой работе.

1. ArcGIS – инструментальная полуавтоматическая ГИС

1.1 История

Линейка геоинформационных продуктов, разрабатываемая компанией Esri (США) с учетом передовых тенденций развития информационных технологий и потребностей ГИС-пользователей. Компания Esri является признанным лидером в создании и продвижении современных геоинформационных технологий.        

ArcGIS – это система для построения ГИС любого уровня. ArcGIS дает возможность легко создавать данные, карты, глобусы и модели в настольных программных продуктах, затем публиковать их и использовать в настольных приложениях, в веб-браузерах и в поле, через мобильные устройства. Для разработчиков ArcGIS дает все необходимые инструменты для создания собственных приложений [6].

ArcGIS используются для улучшения рабочих процессов организации и решения разнообразных задач:

• Управление активами и данными, включая интеграцию различных систем, управление территориями и услугами, управление филиалами и клиентской базой;
• Планирование и анализ, например, прогнозирование и оценка рисков;
• Бизнес-приложения для создания колл-центров/диспетчерских; мониторинга и слежения; сбора данных в поле; обходов, обслуживания и эксплуатации оборудования; маршрутизации;
• Ситуационные центры для поддержи принятия решений и предоставления доступа к информации заказчиков и общественности.

ArcGIS – это система для людей, принимающих решения и имеющих дело с точной географической информацией. В ArcGIS удобно работать над совместными проектами. ArcGIS дает возможность быстро создавать данные, карты, глобусы и модели в настольных программных продуктах, затем публиковать их и использовать в настольных приложениях, в веб-браузерах и в поле, через мобильные устройства [12].

При помощи ArcGIS любой пользователь может применить географические знания в практической сфере государственного управления, бизнеса, науки, образования и СМИ.

ArcGIS представляет собой полную систему, которая позволяет собирать, организовывать, управлять, анализировать, обмениваться и распределять географическую информацию. Являясь мировым лидером среди платформ для построения и использования геоинформационных систем (ГИС), ArcGIS используется людьми по всему миру для применения географических знаний в практической сфере государственного управления, бизнеса, науки, образования и СМИ. Платформа ArcGIS позволяет публиковать географическую информацию для доступа и использования любыми пользователями. Система доступна в любой точке, где возможно использование веб-браузеров, мобильных устройств в виде смартфонов, а также настольных компьютеров [9].

1.2 Задачи ArcGIS

ArcGIS позволяет выполнять следующие задачи:

1. Создавать, обмениваться и использовать интеллектуальные карты;
2. компиляция географической информации;
3. создавать и управлять базами географических данных;
4. решение задач при помощи пространственного анализа;
5. создание приложений на основании карт .

Рассмотрим каждую из этих областей:

1. Создавать, обмениваться и использовать интеллектуальные карты

Карты предлагают эффективный способ организации, осмысления и передачи огромного количества информации универсальным способом. ArcGIS позволяет создавать большое количество карт, включая карты, доступные в веб-браузерах и на мобильных устройствах, крупноформатные печатные карты, карты в отчетах и презентациях, атласы, сборники, карты, используемые в приложениях и т. д.

 Вне зависимости от способа  издания, карта ArcGIS является интерактивной картой, которая отображает, объединяет и синтезирует значительные слои географической и описательной информации из различных источников (рис. 1).

Карты, подготовленные при помощи ArcGIS, отображают информацию и используют ее в работе для поддержки запросов, анализа, планирования и управления. Это ключевой момент в ArcGIS: карты являются и конечным продуктом работы ГИС, и инструментом такой работы. Карты ArcGIS представляют собой интерактивное окно, при помощи которого люди могут визуализировать, изучать, анализировать и обновлять географическую информацию. При помощи ArcGIS вы создаете карты не только для отображения информации, но и для поиска и понимания тенденций и взаимоотношений, выполнения анализа и моделирования для решения специальных проблем, визуализации и отслеживания статуса, обеспечения ввода и компиляции данных, а также обмена идеями, планами и разработками [10].

ArcGIS содержит великолепный набор встроенных базовых карт, включающих в себя карты топографии, изображений, улиц, карты рельефа, океанов и многое другое. Доступны другие специализированные базовые карты, например, гидрология, землепользование и геология. Вы также можете создавать свои собственные базовые карты. Например, городская администрация может создать стандартизованную базовую карту, на которой будут отмечены земельные участки и инфраструктура. После выбора базовой карты вы можете добавлять богатые слои рабочих данных, выбирать символы, наносить надписи и определять масштабы карты, а также настраивать всплывающие окна, которые представляют ключевые атрибуты объектов карт. Вы можете настраивать дополнительные инструменты, основанные на целевом назначении карты, например инструменты редактирования, доступ к аналитическим моделям, ползунки времени и т. д. Шаблоны карты упрощают создание и производство карты. После того, как вы создали карту ГИС, любой пользователь, с которым вы обмениваетесь ею, может получить доступ и использовать карту в работе[3].

 

 

2. Компиляция географической информации

ArcGIS позволяет синтезировать данные из нескольких источников в один связанный географический вид. К таким источникам данных относится информация из географических баз данных, табличных данных из систем управления базами данных (СУБД) и других систем предприятия, файлов, электронных таблиц, фотографий и видео с географическими метками, KML, CAD данных, данных реального времени с датчиков, аэрокосмических и спутниковых изображений и т. д. Фактически любая запись с географической ссылкой, например, с названием улицы, города, идентификатора земельного участка, GPS координатами и т. д., может быть размещена на карте и к ней может быть получен доступ. Также могут быть включены готовые к использованию, надежные географические данные, предоставленные Esri, поставщиками данных и тысячами агентств и организаций ГИС по всему миру [18].

ArcGIS также позволяет легко создавать географические данные с использованием умной оцифровки, позволяющей прорисовывать объекты непосредственно на карте и хранить их в базе географических данных системы. Инструменты сбора данных и редактирования включают в себя палитры объектов на основании шаблона, которые позволяют выполнять согласованный сбор данных. Благодаря использованию мобильной и веб-технологии приложения сбора данных могут быть развернуты для полевых рабочих, а также для общего публичного использования, например, приложения, которые позволяют гражданам сообщать о граффити местным властям города. Такие входные данные могут быть немедленно интегрированы в ГИС для изучения, составления отчета и обработки рабочего наряда. Такие типы мобильных и массовых карт значительным образом расширили возможности организаций по сбору актуальных данных для их ГИС и обеспечения своевременного отклика на быстро изменяющиеся ситуации, например, аварии [18].

 Карты типов землепользования необходимы при планировке различных зон. Существует возможность обрисовки предполагаемых зон для визуализации и анализа различных вариантов землепользования (рис 2).

Такая возможность сбора данных из различных источников особенно полезна в случае постоянного изменения информации. Она позволяет создавать карты статуса ситуации и панели реального времени. На ключевые рабочие слои из базы данных могут быть наложены изменения в реальном времени, информация о которых подается с датчиков, других систем предприятия или веб-сайтов. Такие карты предлагают простой в понимании отчет о текущем статусе операций организаций или гуманитарном кризисе; доступ к нему может быть выполнен множеством пользователей для обеспечения общей оперативной картины, передачи ежеминутного статуса лицам, ответственным за принятие решений, планировщикам и работающему в поле персоналу [14].

3. Создавать и управлять базами географических данных

Базы географических данных являются сердцем профессиональной работы ГИС. База географических данных позволяет хранить географическую информацию в структурированном виде, что обеспечивает простое управление, обновление, повторное использование и обмен. ArcGIS позволяет проектировать, создавать, поддерживать и использовать базы географических данных вне зависимости от того, работаешь ли в одиночку или в рамках большого предприятия. Базы географических данных — это, как правило, место хранения и управления основных слоев данных, используемых в ГИС — таких как участки, административные границы, инженерные сети, пункты обслуживания, гидрография, рельеф, почвы и т. д. Такие данные с централизованным управлением могут быть оснащены символами, представлены, обработаны и опубликованы неограниченным количеством способов на картах ArcGIS [3].

ArcGIS поддерживает очень большие многопользовательские базы данных, в которых данные могут использоваться и редактироваться сразу множеством пользователей, обеспечивая тем самым доступ, управление и обновление различными пользователями в многочисленных рабочих группах и отделах. Например, обновления могут вносить сотрудники операционного офиса и полевые рабочие одновременно, каждая группа немедленно видит изменения, внесенные коллегами. Такие многопользовательские базы данных внедрены и используются в стандартных системах реляционных баз данных для предприятия, например, Oracle, SQL Server, PostgreSQL, Informix и DB2 [6].

ArcGIS поддерживает множество рабочих потоков, что упрощает управление большими базами географических данных. Например, в мобильных решениях, где подключение к родительской базе данных не может быть поддержано, область может быть откреплена от базы данных в пользу мобильного устройства, обеспечивая возможность редактирования и размещения в родительской базе данных. Данные также могут реплицироваться между множеством реплик баз геоданных, например, базы данных, поддерживаемые в различных расположениях отраслей, изменения, сделанные раздельно в каждой базе данных, могут быть синхронизированы по всем репликам. Также возможно создание исторических архивов, что обеспечивает возможность просмотра и отслеживания изменений, внесенных в данные. Эти рабочие потоки особенно важны в таких приложениях, как управление имуществом, землепользование, операции с инфраструктурой, проектирование инженерных сетей .

4. Решение задач при помощи пространственного анализа

Пространственный анализ является самой интересной и замечательной составляющей ГИС. Целью пространственного анализа является получение новой информации из данных для принятия лучших решений. В то время как присвоение символов данным и просмотр их на карте сами по себе являются формой анализа, и карты изначально включают интерпретацию шаблонов и отношений, которые они отображают, пространственный анализ делает шаг вперед путем применения географических, статистических и математических операций к нанесенным на карты данным.

Система ArcGIS содержит сотни аналитических инструментов и операций, которые могут применяться для решения широкого круга задач: от поиска объектов, соответствующих определенным критериям, до моделирования природных процессов (например, течения воды через территорию) или использования пространственной статистики для определения информации, которую может предоставить набор точек о распределении феномена (например, качества воздуха или характеристик населения) [2].