BluePink BluePink
XHost
Servere virtuale de la 20 eur / luna. Servere dedicate de la 100 eur / luna - servicii de administrare si monitorizare incluse. Colocare servere si echipamente de la 75 eur / luna. Pentru detalii accesati site-ul BluePink.

Cap. 2 SOFTWARE PENTRU SIG


Continut


Software

In realitate, software-ul SIG este doar un pachet de programe si alte fisiere de date, pachetul fiind cuprins in "caseta" altor pachete software . Aceste pachete sunt sistemele de operare , procesoarele de texte , programele de calcule tabelare, sistemele de gestiune a bazelor de date, programele de simulare (simulatoarele), pachetele de analiză statistică etc.

2.1 Sisteme de operare

Un sistem de operare - SO (operating system) asigură "inteligenta" si communicatiile între utilizator si procesor. SO gestionează fluxul, intrarea si afisarea software-ului si datelor spre si de la fiecare parte a sistemului de calcul. OS este dependent de hardware . Există multe sisteme de operare, dar cele mai cunoscute sunt MS-DOS, OS/2 si UNIX. Fiecare utilizează un set de comenzi unice pentru a manipula fisierele de date, a gestiona spatiile de memorie sau de lucru si directoarele sau dosarele, a executa programele de calcul (computer programs), a directiona iesirile etc.


2.2 Windows 95/98/2000

Această interfată grafică (pentru) utilizator (GUI) operează direct si ia locul unui sistem de operare pentru a gestiona aplicatiile si fisierele. Sub mediul Windows se folosesc barele orizontale de meniuri, meniurile verticale (pull down), casetele si barele de defilare, ferestrele pop-up, butoanele, casetele cu liste drop-down, casetele de dialog si de verificare, pictogramele (icons). Ferestrele pot fi restaurate, mutate, dimensionate, minimizate, maximizate sau inchise. Se foloseste mult locatorul, de exemplu un mouse, care constă dintr-un corp cu 1, 2 sau 3 butoane. Aceste butoane sunt apăsate ("click-ate") si corpul mouse-ului poate fi deplasat orizontal pe o masă in orice directie. pentru a controla pozitia unui cursor, marcă sau pointer pe ecran. In acest fel, un mouse este un periferic de intrare - locator , care este atât un pointer, cât si selector.

Tehnici de baza mouse

Termenul Semnificatia
Click (apăsare)

Dublu-click

Drag (tragere)

Punctare

Apăsare si eliberare rapidă a butonului mouse-ului.

Click rapid dublu cu butonul.

Deplasare a mouse-ului tinând apăsat butonul.

Mutare a mouse-ului până ce cursorul ajunge intr-un punct stabilit (pe o pictogramă, într-o casetă etc.).


2.3 SGBDR Visual FoxPro v6.0/Microsoft Access 2000

S-a arătat de multe ori că un pachet software pentru un Sistem Informational Geografic (Geographic Information System. SIG sau GIS) este performant dacă este performant sistemul de gestiune a bazelor de date sau SGBD (database management system DBMS). "Abilitatea" SGBD de a memora sau stoca, regăsi, modifica datele, de a interoga sau a prezenta rapoarte asupra diferitelor atribute nonspatiale având o pozitie geografică, dă unui SIG puterea de a realiza analize spatiale. Se poate realiza aceasta folosind Visual FoxPro v6.0 sub Windows, un SGBD compatibil cu dBASE IV sau Microsoft Access 2000, pentru a învăta cum se crează si se modifică fisierele cu extensia ".DBF" . Aceste programe software sunt orientate pe obiecte si proiectate astfel ca un utilizator să poata construi si actualiza rapid liste personalizate de date folosind ecranul si să introducă datele, respectiv să populeze baza de date si să creeze rapoarte personalizate folosind operatiuni cu mouse-ul. In plus este disponibil un limbaj de programmare în orice mediu, pentru a crea rutine ce pot realiza operatiuni complexe asupra datelor memorate în diferite tabele.


2.4 SIG-ul de birou si cartografierea

ArcView si MAPINFO, eventual si ERMapper, sunt considerate pachete software de cartografiere de birou, care dau utilizatorului posibilitatea de a vizualiza, explora, interoga si analiza geografic datele . Prin folosirea accentuată a meniurilor, butoanelor si instrumentelor plasate intr-o interfată grafică, un utilizator ocazional, nefrecvent ("mocofan") al tehnologiei SIG poate să vadă rapid mostre sau paternuri, să identifice relatiile geografice, să câstige experientă si să rezolve probleme spatiale, fără consum mare de timp, pentru a invăta cum să folosească asemenea software. Aceste pachete nu cuprind toate procedurile unor pachete profesionale precum ArcINFO sau MGE, dar permit pregătirea pentru a automatiza procesul de cartografiere si de analiză spatială. Asadar, cu investitii mai mici, se pot face cartografieri si analize geografice. Nu neglijati nici alte pachete mai simple, deoarece aveti de invătat multe din orice. Un utilizator avansat poate frezolva probleme mai complicate folosind extensiile la pachetele clasice realizate de firme sau de alti utilizatori.


2.5 MAPINFO Professional v6.5

Cu MAPINFO puteti afisa datele ca obiecte punctuale (puncte), ca zone tematice umbrite sau hasurate, ca diagrame sau grafice etc. Puteti executa operatiuni geografice precum rezonarea, combinarea si fractionarea obiectelor geografice si determinarea zonelor tampon. De la MAPINFO puteti realiza interogari ale datelor folosind un limbaj de interogare - SQL si accesa datele de la distantă.

Prin diferite analize spatiale puteti să calculati distantele dintre clienti si furnizori, să calculati care magazine de specialitate sunt cele mai apropiate de clientii dvs. cei mai mari si să reprezentati prin culori si simboluri volumul de vânzări sau alte atribute.

Compatibilitatea cu Windows : MAPINFO este compatibil cu Windows 95/98/2000/NT 4.0

Detaliile cartografice si datele atribut (atributele): MAPINFO poate importa atribute pe care le aveti deja in foi de calcul si in baze de date, ca si din pachetele binecunoscute CAD si din alte aplicatii SIG. Similar, detaliile hărtii pot fi importate de oriunde, inclusiv diagrame si desene precum un plan de apartament sau de clădire sau scheme logice.

Detalii ale produsului

Dar există si unele dezavantaje comparativ, de exemplu, cu programul Manifold, care este de multe ori mai ieftin. Chiar dacă MapInfo ocupă al doilea loc pe piața programelor pentru SIG, produsele fiind o alternativă a ptroduselor ESRI, programele sunt tot scumpe și au unele dezavantaje, chiar dacă programele sunt mai ușor de învățat decât primele. Sunt greu de folosit totuși limbajele de dezvoltare a aplicațiilor (care trebuie procurate cu costuri suplimentare) și rutinele de conversie a formatelor.
MapInfo are capabilități primitive de prelucrare a imaginilor comparativ cu Manifold și nu are rutine de reprezentare a suprafețelor 3D. Nu este inclus în aplicație un server cartografic Internet și nu are capabilitatea analitică a lui Manifold.
Și MapInfo also are unele lipsuri privind folosirea standardelor Windows. De exemplu, trebuie cumpărată aplicația "Map Basic," scrisă în limbajul Basic particularizat de firmă și nu în Visual Basic sau alte limbaje moderne, în cazul că se dorește extinderea capabilităților lui MapInfo.

2.6 ArcGIS Desktop

ArcGIS este numele comun pentru trei produse - ArcView, ArcEditor si ArcInfo. Aceste produse sunt construite pe o interfată comună si capabilitatea centrală cu fiecare produs oferă un nivel diferit de functionalitate. Blocurile de bază ale lui ArcGIS sunt:

Fig. 2.1 Aplicatiile principale ale lui ArcGis

ArcMap:
In ArcMap, puteti construi hărti din straturile de date spatiale, puteti alege culorile si simbolurile (semnele conventionale), solicita atribute, analiza relatiile spatiale si proiecta formele finale ale hărtilor. Interfata ArcMap contine o listă a straturilor hărtii (sau tabel al continutului), o zonă de afisare pentru vizualizarea hărtii, meniuri si instrumente de lucru cu harta.

Fig. 2.2 Exemplu de fereastră în ArcMap

ArcCatalog:
Datele spatiale pot fi căutate pe hard disk-ul calculatorului dvs., pe reteaua locală (intranet) sau pe Internet. Puteti căuta date spatiale, să le revedeti si să le adăugati ca straturi ale lui ArcMap. ArcCatalog are instrumente pentru crearea si vizualizarea metadatelor (informatii despre datele spatiale, de exemplu cine le-a creat si când, intentia de folosire, precizia etc.). ArcCatalog gestionează datele spatiale care sunt culese într-o diversitate de formate. Baza de date geografice (geodatabase) prezintă un nou format al datelor spatiale, proiectat special pentru ArcGIS.

Fig. 2.3 Exemplu de fereastră în ArcCatalog

Multe formate comune, precum cele ale fisierelor shape (model, formă, shapefiles), ale straturilor sau acoperirilor (coverages), fisierelor CAD (de exemplu DXF) si cele ale BDG (geodatabases), organizează datele spatiale pe clase de detalii. O clasă de detalii este un grup de puncte (obiecte punctuale), linii (obiecte liniare) sau poligoane (obiecte areale), care reprezintă obiecte geografice similare. Un grup de obiecte liniare care reprezintă râuri este o clasă de detalii. Un grup de poligoane care reprezintă parcurile este o altă clasă de detalii. Un grup de obiecte punctuale care reprezintă rezervatiile elefantilor este o clasă de detalii (cunoscută ca o temă în primele versiuni ale software-ului SIG realizat de ESRI). Un fisier shape constă dintr-o singură clasă de detalii, pe când in BDG (geodatabases) straturile sau acoperirile (coverages) si fisierele CAD pot contine câteva clase de detalii.

BDG (Geodatabases) oferă multe avantaje fată de alte formate de date spatiale, dar pentru a le folosi este nevoie de modulul ArcEditor. Multe din aceste avantaje permit evidentierea relatiilor între coordonate si între clasele de detalii. Clasele de detalii dependente spatial pot fi organizate în unităti mai mari, seturi de date ale detaliilor (feature data sets). De exemplu, prin crearea unui set de date ale detaliilor ce contine obiectele liniare ape si punctuale fântâni, acestea din urmă sunt mutate automat când sunt mutate primele.

Clasele de detalii punctuale, liniare si areale pot fi memorate intr-o singură BDG (geodatabase). Inscriptiile (labels) pot fi salvate ca si clase de detalii toponime sau inscriptii, care pot fi adăugate oricărei hărti.. Pentru atributele cantitative pot fi stabilite "domenii". Un domeniu stabileste valorile valide sau sirurile de valori pentru un câmp atribut si minimizează greselile de introducere a datelor prin înlăturarea celor ce nu sunt posibile (nu sunt valide).

BDG pot fi personale sau multiutilizator. BDG personale sunt stocate ca fisiere ale BD Microsoft Access, pe când cele multiutilizator (numite si BDG ArcSDE) sunt folosite cu sistemele de gestiune a bazelor de date relationale (SGBDR) precum Oracle, Informix, SQL Server sau DB2.

ArcToolbox:
Cu acest bloc al lui ArcGIS, datele spatiale pot fi transformate dintr-un format în altul, folosind un set de instrumente. Cele mai multe uinstrumente au o interfată "vrăjitor" (wizard), care vă dirijează prin fiecare pas al unei proceduri sau al unei rutine. Chiar si proiectia hărtii poate fi schimbată. Pot fi folosite circa 50 de proiectii de hărti . Există peste 300 de modele diferite de datumuri (recunoscute de ArcMap), pentru a descrie forma exactă a pământului. In ArcToolbox pentru ArcView si ArcEditor există 36 de proceduri comune folosite pentru conversia si managementul sau gestiunea datelor.

Fig. 2.4 Exemplu de fereastră în ArcToolbox

Capabilitătile lui ArcGIS Desktop pot fi extinse prin următoarele sase produse:

  1. ArcGIS Spatial Analyst - crează, interoghează si combină suprafetele raster . Puteti deriva noi suprafete din alte straturi raster sau vectoriale, de exemplu suprafata pantelor din suprafata inăltimilor sau suprafata densitătii populatiei din cea cu punctele cu valorile populatiei.
  2. ArcGIS 3D Analyst - visualizează si analizează datele vectoriale si raster în trei dimensiuni. Puteti "zbura deasupra" ("fly through", prin) terenului si să-l examinati sub orice unghi sau puteti determina care zone ale suprafetei terenului sunt vizibile din niste puncte de vizualizare date.
  3. ArcGIS Geostatistical Analyst - crează suprafete continue dintr-un numar mic de puncte alese si vizualizează erorile asociate lor, pe baza unor metode diferite de interpolare.
  4. ArcGIS StreetMap - crează hărti rutiere si găseste aproape orice adresă a unei străzi din SUA. Asta pentru că este pus la punct procesul de codificare, obiect al geografiei postale.
  5. ArcPress - imbunatateste viteza de tipărire a hărtii si realizează hărti de calitate, fără a fi necesară memorie suplimentară sau alt hardware.
  6. MrSID Encoder - comprimă datele imaginilor mari, respectiv de la inregistrările satelitare sau fotografiile aeriene, si le afisează fără scăderea preciziei. Trebuie sa stiti ca există si programe speciale cu denumirea de mai sus (MrSID, vezi Nitu, C. et all, 2002).

ArcGIS Desktop este o parte a unui sistem mai mare, care cuprinde ArcSDE si ArcIMS.
ArcSDE (Spatial Database Engine (motor pentru baza de date spatiale) vă permite să manevrati si să editati datele geografice memorate intr-o BD centrală multiutilizator, gestionată cu SGBDR, de exemplu Oracle, SQL Server, Informix sau DB2.
ArcIMS (Internet Map Server, server Internet pentru hărti) livrează date SIG prin Internet (si cgiar Intranet) si vă permite să construiti situri (sites) Web care pot furniza hărti, date spatiale si aplicatii SIG. Noi vă facem o surpriză si vă prezentăm la lucrările practice un program al firmei Aotodesk, respectiv Autodesk MapGuide, destinat lucrului cu date geografuce vectoriale, care permite crearea, publicarea si distributia hărtilor prin Internet sau Intranet.


2.7 ArcView v8.1

După cum s-a arătat mai sus, ArcView este unul din cele trei produse din ArcGIS Desktop. Si ArcView constă din aceleasi trei blocuri - ArcMap, ArcCatalog si ArcToolbox. Fereastra aplicatiei ArcMap constă din:

Un clic cu butonul din dreapta pe numele stratului (Layer name) din tabelul continutului (Table of contents) sau pe numele câmpului dintr-un tabel de atribute deschis (attribute table) face să apară un meniu contextual. Multe operatiuni ArcMap sunt initiate din meniurile contextuale. O folosire extinsă este realizată si prin casetele de dialog si procedurile "vrăjitor". Două proceduri importante sunt GeoProcessing (geoprocesarea) si Buffer Wizards (vrajitori pentru zone tampon).

ArcView are un set bogat de semne conventionale (map symbols) si culori predefinite. Ultimele două itemuri apartin stilului ESRI . Un stil (style) este o colectie de simboluri, culori si alte elemente predefinite ale hărtii, ca inscriptii, denumiri, săgeata ce indica nordul, scara grafică, scara numerică, scara naturală si cadrul exterior. Există peste 20 de stiluri si puteti proiecta unele noi prin combinarea elementelor din stilurile existente si chiar crea propriile simboluri.

La imaginile si documentele existente pot fi create hiperlegaturi in detaliile hărtii. Pot fi unite tabele multiple de atribute, după un câmp cheie (key field) comun tuturor tabelelor, poate fi selectat de utilizator orice număr de detalii si articole sau inregistrări . Pot fi realizate hărti de inaltă profesionalitate prin straturile finale de iesire (layouts, echivalente originalelor de editare). ArcView are capabilităti de geocodare/unire a adreselor. Hărtile pot fi afisate rapid folosind mostrele, sabloanele sau modelele de hărti (map templates).


2.8 ArcInfo v8.1 Desktop

ArcInfo este considerat (de catre unii) un standard mondial pentru functionalitatea SIG, cu peste 75.000 de persoane ce folosesc software-ul in peste 10.000 de organizatii din toată lumea (amintesc aici primii trei specialisti români scolarizati in 1991 la Viena in folosirea lui ArcInfo - Nitu Constantin, Teodorescu Virgil si Petrisor Virgil). Software-ul este folosit de: organizatii guvernamentale federale, statale si locale; organizatii de afaceri; organizatii ce răspund de retelele utilitare; universităti. ArcInfo este folosit în aplicatii de planificare, în cartografie, transporturi, telecomunicatii, petrol si gaze, silvicultură, apărare si multe alte domenii. ArcInfo lucrează cu un număr de tipuri de date spatiale: acoperiri sau straturi (coverages), retele sau grile (grids), retele compacte de puncte vârfuri ale triunghiurilor oarecare (tins), imagini (images), tabele (tables), straturi (layers) Spatial Data Engine si fisiere shape (shapefiles). ArcInfo are o gamă bogată de instrumente sau proceduri de geoprocesare (geoprocessing tools), printre care:

ArcInfo Desktop include intreaga functionalitate a lui ArcEditor si adaugă aplicatiei ArcToolbox un set complet de instrumente sau proceduri de management, analiză si conversie a datelor. Fiecare procedură constă dintr-o interfată condusă prin meniuri cu vrăjitori (wizards) . ArcInfo Desktop operează numai in mediile Windows NT, Windows 2000!

Prin interfetele grafice si comenzi ale software-ului, sunt disponibile peste 900 de comenzi pentru a manipula date vectoriale (arce) si un număr de comenzi pentru a manipula date raster (sau de tip grilă).

ArcInfo 8.1 - Workstation permite geoprocesarea prin interfată utilizator clasică (ARC, ARCEDIT, ARCPLOT, AM si altele). Este inalt modularizat si are ca extensii următoarele module:

ArcInfo Workstation operează in mediile Windows NT, Windows 2000, si pe câteva platforme UNIX .

ArcObjects:
Posedă o gamă de instrumente cuprinzătoare personalizabile pentru dezvoltarea aplicatiilor SIG specializate. Visual Basic for Applications (VBA) de la Microsoft este disponibil pentru personalizarea aplicatiilor tuturor proiectelor SIG. Orice limbaj de programare bazat pe COM poate fi folosit pentru a personaliza si extinde ArcGIS 8.1.

Dar în final se pot trage câteva concluzii asupra produselor ESRI.
Față de standardele pentru PC, programele ESRI sunt extrem de scumpe, cu licente individuale, costând mii sau zeci de mii de dolari. Nici-un program nu folosește pe deplin standardele Windows.
De fapt, consfințirea vechiului stil al interfeței utilizatorului (reminiscență oarecum de la programele FORTRAN din anii 80'), folosită în Arc/INFO, este ceea ce cauzează între specialiști expresia de "fosilă vie" în domeniul SIG. Arc/INFO se folosește încă în multe instituții guvernamentale (și în România a fost introdus încă din 1991, la D.T.M., apoi și la alte instituții). Dar nimeni nu mai programează acum în Fortran, în care au fost codificați algoritmii în Arc/INFO, ci în special în Visual Basic sau în Microsoft Visual C++. Chiar dacă ESRI a încercat să introducă noua versiune de produse ArcGIS 8, programată pentru Windows, noile module sunt tot scumpe și complicate. De exemplu, cu ESRI, trebuie să se păstreze separat obiectele punctuale, liniare și areale în diferite desene. Dezavantajele folosirii în comparație cu noi programe, ca de exemplu Manifold, sunt evidente.


2.9 Programul Manifold 6.0

Manifold System Release 6.00 Professional Edition este cel mai nou pachet de programe pentru SIG și cartografiere computerizată care folosește complet facilitățile oferite de sistemul de operare Windows 20000.  Pachetul are o gamă exrinsă de proceduri cu fincții simple și complexe. Sistemul de distribuție este modern, prin magazinul virtual și îmbunătățirile se fac pe baza observațiilor a mii de utilizatori.

Programul inițial sursă are peste 1.500.000 de linii de cod, fiind testat de utilizatorii din peste 80 de țări. Orice om care folosește în mod curent Windows lucrează imediat cu programul.

Pachetul este un  sistem integrat de proceduri care lucrează simultan cu date vectoriale, aerofotograme și imagini satelitare,  alte date raster, imagini multispectrale de teledetecție, suprafețe 2D și 3D și simulări ale terenului, șărți digitale multistrat, generare automată de inscripții cartografice și foarte multe formate de baze de date.  Cuprinde și un server cartographic (Internet map server) pentru publicarea de hărți pe web, accesibile de oricine printr.un browser.

Are coompatibilitate completă Windows 2003, Windows XP (100%), Windows 2000, Windows NT4.0, Windows ME, Windows 98 și 98SE. Acceptă în totalitate standardele Microsoft, de exemplu ActiveX, OLE DB și ODBC, Microsoft Internet Information Server, COM, codificarea în Visual Basic, Microsoft Jscript (Javascript),  Microsoft XML etc.

Modulul Internet Map Server Manifold furnizează automat șabloane atât pentru ASP, cât șt pentru ASP.NET. Ultima versiune, Service Pack 2, folosește Microsoft .NET Framework 1.10 pentru compatibilitate maximă cu cele mai recente tehnologii Microsoft.

Pot fi importate date în peste 80 de formate diferite, pentru toate tipurile de date vectoriale, raster și de tip grilă, formate de baze de date, inclusiv cel mai recent format HDF EOS folosit pentru datele satelitului ASTER de observare a terei. Programul poate citi date în formatele specifice SIG, precum .shp, .mid/.mif, .e00, SDTS, TIGER/Line (2002), DLG, VMAP/VPF, NTF, TAB, DXF, TAIF, DGN, DEM, SDTS, NITF, Space Shuttle SRTM  etc. Utilizatorii pot accesa astfel direct prin Internet volume de ordinul TB, de la pachetele de programe SIG cunoscute, dar și de la alte pachete software.

Datele pot fi și exportate în formate ca shp, .mid/.mif, .dxf, mfd/mdb, SDTS și .e00,  .bmp, .ecw, .png, .gif, .jpg, .tga, .emf, .tif  și GeoTiff; ..grd, ACCESS.mdb, Excel .xls, Paradox .db, Dbase .dbf, Lotus Wkx, HTML și text ASCII, csv, formate OLE DB sau ODBC sau pentru SGBD Oracle, SQL Server, DB2 sau MySQL etc.

            Manifold dispune de un set extins de proceduri de editare cartografică, de alegere a simbolurilor și culorilor, alegere a dimensiunii simbolurilor în funcție de scară, de racordare a liniilor, de mărire sau micșorare, de reprezentare a legendei și a altor elemente în afara cadrului hărții, generarea și plasarea automată a inscripțiilor cartografice etc.

Există și proceduri de vectorizare/digitizare și de georeferențiere prin mai multe metode și cu folosirea unui număr variabil de puncte de reper. Pot fi scanate atât hărți tipărite și originale ale hărților tipărite, dar și aerofotograme sau ortofotograme sau ortofotohărți.

            Procedurile de rasterizare permit realizarea directă a originalelor de editare pentru hărți generate din date vectoriale, inclusive cu crearea de efecte grafice artistice speciale. De exemplu, pot fi create spoturi umbrite în loc de linii vectoriale continui, realizând întâi rasterizarea liniilor de vectori și apoi aplicarea unui efect gaussian de umbrire.

Analiza spațială se face la fel ca și cu pachetele ArcView, ArcINFO și ArcGIS 8. Există operatori spațiali de acoperire spațială (spatial overlays – punct în polygon, poligon în poligon etc.)

 

 



BACK FORWARD

Cu punctare si clic pe săgeata către dreapta se trece la capitolul următor, iar pe săgeata către stânga la capitolul anterior.


This document was last updated September 11, 2002.

Send comments and suggestions to: cnitu@personal.ro