CADmaster

Начало развития ГИС в нашей стране относится к концу 80-х. Ценная информация, которую содержат эти проекты, в течение многих лет собиралась буквально по крупицам, «под вражескими пулями». Собиралась, но до сих пор так полностью и не собрана — велика Россия… А ведь давно уже пора обновлять то, что лежит в закромах и порой не находит должного применения. Впрочем, согласитесь: процесс сбора первичных пространственных данных — это в России процесс непрерывный, не говоря уже об их обновлении…

Для получения информации о пространственном положении объектов, как правило, используют следующие данные:

• результаты геодезических изысканий, представленные в цифровой форме;
• цифровые карты, планы, ортофотопланы и другие растровые геоизображения местности;
• цифровые данные (векторные, табличные, текстовые), приобретаемые у сторонних организаций.

Средствами инструментальных ГИС или другого специализированного ПО эти данные преобразуются в соответствии со структурой хранилища данных ГИС-проекта.

В современных ГИС-проектах как правило используются распределенные системы сбора, обработки, хранения и анализа данных — при работе в таких системах утрачивает смысл понятие «расстояние». Для их создания мы считаем предпочтительным Autodesk MapGuide.

Так уж сложилось, что на заре своей туманной юности ГИС развивались по двум направлениям: от графики к таблице (MicroStation и AutoCAD Map) и, наоборот, от таблицы к графике (MapInfo и ArcView). Отсюда и нынешние трудноисправимые недостатки упомянутых систем: первые прекрасно работают с графикой, но «тяжелы» в работе с БД, а вторые легко «читают» БД, однако их функции графического редактирования оставляют желать лучшего. И всё же их общий и главный минус в другом: всем им свойственна когда-то единственно возможная, а теперь по многим причинам ущербная схема хранения ГИС-данных, при которой графика и семантика хранятся отдельно (в разных файлах). Это обстоятельство существенно снижает продуктивность ГИС-проектов, а то и делает нерентабельным их дальнейшее ведение. Сегодня усилия производителей инструментальных ГИС направлены на использование единого хранилища данных и развитие механизмов поддержки топологических отношений «на лету». В лучшем положении оказалась Autodesk Map: формат DWG способен хранить в себе как таблицу семантические данные объекта. Здесь же надо упомянуть топологичность Autodesk Map и то обстоятельство, что в новейшей из ее версий обеспечена полная поддержка работы с полигональными объектами.

Все данные в одном хранилище умеет хранить и Geomedia от компании Intergraph: созданная с «чистого листа», она не отягощена ошибками прошлого. А на российском рынке скоро появится инструментальная ГИС от компании Consistent Software (очень близкая по функциональным возможностям к Geomedia Pro). Официального имени у нее еще нет, так что будем пока называть ее ГИС CS…

Разрабатывая проект, очень важно не ошибиться при выборе СУБД для организации хранилища данных. Оптимальным решением нам представляется Oracle Spatial ¹. Почему? Хотя бы потому, что в противном случае именно вашей проблемой станут все вопросы масштабирования при росте объемов данных, организации многопользовательского доступа в условиях стремительного роста числа пользователей, конфиденциальности данных, многоплатформенности. При использовании Oracle все это решается на стороне хранилища, к тому же Oracle Spatial обеспечивает пользователям открытый доступ ко всем пространственным данным вне зависимости от того, хранятся ли данные в виде объектов в СУБД или в виде набора файлов на диске. Схема хранения данных и набор функций Oracle Spatial упрощают реализацию предоставления доступа и модификацию хранимых данных, повышают эффективность выполнения запросов.

Распределенные ГИС-проекты наиболее легко и просто строить на основе СУБД Oracle и Autodesk MapGuide. Средства MapGuide дают возможность без ограничений использовать картографические проекты, содержащие чертежи, растровые изображения, таблицы, видеоклипы, анимацию, звук.

В MapGuide реализована интеграция с Oracle 8i/9i, позволяющая без предварительной конвертации использовать пространственные данные в его проектах. Стандартными средствами программирования и разработки приложений несложно расширить функциональные возможности MapGuide и добавить новые ².

Для реализации прямого взаимодействия с данными единого хранилища, на наш взгляд, оптимальна программа Autodesk Map 6, которая предоставляет эффективные средства точного картографирования с возможностью хранения двумерных и трехмерных объектов в Oracle Spatial ³.

Конечно, стоит Oracle недешево, а на первых этапах разработки проекта требуется участие высококвалифицированных специалистов. Если затраты на воплощение этого варианта покажутся чрезмерными, существует другое решение — недорогое, сравнительно простое и способное гарантировать довольно уверенный старт на первых этапах создания проекта ⁴. Основано оно на использовании СУБД MS Access или SQL Server, ГИС CS и провайдеров данных, обеспечивающих прямое чтение данных из хранилищ в проекты Autodesk MapGuide. Заметим, что все результаты, полученные на первых этапах разработки, могут впоследствии либо использоваться в первозданном виде параллельно с другими распределенными источниками данных, либо импортироваться в среде ГИС CS в другие хранилища данных (например, в хранилище того же Oracle).

Для обработки исходных данных мы выбрали бы ПО от Consistent Software, а именно Spotlight или RasterDesk. В распределенной системе обработки исходных данных предпочтителен Spotlight: это выделенное приложение, тогда как RasterDesk вынужден «жить» на том же компьютере, что и Autodesk Map, «утяжеляя» рабочее место оператора. «Утяжеление», впрочем, бывает и оправданным — например, в таких случаях:

• ГИС-данные поступают в стандартных форматах и требуют либо обработки растра и его выборочной оцифровки, либо конвертации векторных ГИС-данных, их редактирования и приведения к виду, обеспечивающему интеграцию в ГИС-проект;
• ГИС-проект интегрирован в сквозную САПР-технологию предприятия, в которой выполняются трехмерное проектирование и построение цифровых моделей рельефа и местности, а также их анализ.

Во втором случае лучше использовать Autodesk Land Desktop, который включает в себя Autodesk Map и оснащен эффективными инструментами трехмерного проектирования. Для создания ГИС-проектов с высокими требованиями к производительности ввода больших объемов пространственных данных, а также к интерактивности взаимодействия с двумерными ГИС-данными в распределенной информационной системе рекомендуем Spotlight и ГИС CS.

В процессе векторизации неизбежно появляются малозаметные для глаза погрешности. И в Spotlight, и в RasterDesk предусмотрены инструменты обнаружения и редактирования таких погрешностей, но они не могут гарантировать абсолютную корректность обработанных данных. Необходимые средства предлагают Autodesk Map и ГИС CS, но, во-первых, процесс редактирования данных требует здесь немалого времени, а во-вторых, необходим опытный исполнитель, обладающий специальной подготовкой. Добавим к сказанному огромные объемы входящих исходных данных, высокие требования к частоте их обновления — и необходимость использования высокопроизводительных технологий, обеспечивающих их обработку и топологическую корректность, станет абсолютно ясной. Скажем, в крупных городах данные новых съемок, отражающих изменения инфраструктуры, сыплются как из рога изобилия, причем все это осложняется необходимостью координировать действия большого числа исполнителей, работающих с ГИС-данными в распределенной системе. Если же объем пространственных данных сравнительно невелик, а изменения в графическую часть проекта вносятся лишь время от времени, вам будет вполне достаточно средств Autodesk Map.

Проблему может решить серверное приложение, основа которого — набор динамических библиотек, описывающих условия взаимодействия пространственных объектов и автоматически контролирующих выполнение этих условий. Таким образом не возникает проблема поиска и исправления погрешностей обработки графических данных. К тому же при использовании Oracle Spatial не возникает необходимости проверять связи между графической и атрибутивной частями ГИС-данных — этих частей просто нет.

Для работы с геопространственными данными в СУБД Oracle существует мощная программная среда Radius Topology (разработка компании Laser-Scan Ltd. — одного из ведущих мировых поставщиков высокоэффективных технологий создания и обработки геопространственных данных), которая обеспечивает высокую скорость и качество обработки пространственных данных. Приложение может обрабатывать в сети данные сразу нескольких операторов, работающих над разными частями проекта. Radius Topology использует только «родные» функции и методы Oracle, применяемые при обслуживании данных, и может быть полезно любому приложению, которое работает с базами данных Oracle. К таким приложениям следует отнести настольные приложения GIS/CAD, интерфейсы импорта и трансляции данных в клиентскую сеть. Предоставляя пользователям высокоточные исходные данные, система позволяет им сосредоточиться на самих данных, а не на проблемах их оцифровки (см. рисунок).

Фрагменты карты при работе оператора, осуществляющего ввод графических данных в Autodesk Map

Отредактированные «на лету» данные отображены в проекте Autodesk MapGuide

Radius Topology (является серверной частью) — это приложение, которое интегрирует пространственную технологию Laser-Scan`s в стандартные базы данных Oracle. Отсюда единственное требование: использование Oracle для хранения данных. Технологию Radius Topology сможет использовать любой OGC-совместимый Web Map Server. Список сертифицированных инструментальных ГИС для работы с Radius Topology включает Autodesk Map 6, Autodesk MapGuide 6, Geomedia 4.0/5.0, MapInfo Professional 6.5, MаpInfo MapXtreme Java Edition 4.5.

А в какие суммы и для кого это все-таки выльется? Мы полагаем, что предложенный подход может заинтересовать руководителей холдингов и крупных предприятий. Задачи управления требуют комплексного подхода: если попытаться вычленить отдельную проблему и решать ее в отрыве от других, неизбежно возникнет противоречие или конфликт с другими решениями. В подобных случаях поможет грамотно выстроенная геоинформационная система: как правило такие проекты содержат огромные массивы разнородных данных, для которых характерны высокие периодичность обновления и интерактивность работы. Рекомендуемое программное обеспечение и ориентировочные цены на него приведены в таблице:

Очевидно, что внедрение предлагаемой технологии лучше начать с реализации простого проекта с использованием СУБД MS Access (ориентировочная стоимость провайдера данных для MapGuide — $ 3000), а когда появится опыт и сложится полное представление о сетевых возможностях MapGuide, придет время подумать о приобретении дополнительных программных модулей…

Скачать статью в формате PDF — 324.8 Кбайт