Програмні продукти компанії ESRI (США), найстарішого у світі виробника програмних засобів ГІС (фірма заснована в 1969 р.), у наш час представлені, насамперед, сімейством спеціалізованих програмних пакетів, які об'єднані під назвою ArcGIS.
До складу ArcGIS входить багато інтегрованих програмних продуктів, призначених як для розробки і експлуатації геоінформаційних систем різного рівня складності, так і для геоінформаційного забезпечення розв'язання завдань, пов'язаних з використанням просторової інформації, включаючи польову зйомку і роботу в комп'ютерних мережах, у тому числі і в Інтернет. Слід зазначити, що останніми роками в компанії ESRI робиться акцент саме на розробці мережного програмного ГІС-забезпечення, а також на відповідному розширенні функціональних можливостей традиційних ГІС-пакетів, яке дозволяє їм працювати в комп'ютерних мережах.
Основними компонентами ArcGIS є: настільні інструментальні ГІС (ArcGIS Desktop), у тому числі ГІС-пакети ArcInfo, ArcEditor і Arc View з набором додаткових модулів (extentions), серверне програмне ГІС-забезпечення (Server GIS), до складу якого входять пакети ArcIMS, ArcSDE і ArcGIS Server, мобільні інструментальні ГІС (Mobile GIS), представлені пакетом ArcPad, і ГІС-інструменти, або вбудовані інструментальні ГІС (Embedded GIS), представлені пакетом ArcGIS Engine, а також програми-в'юери (viewers, Web-viewers),такі, як ArcReader і ArcExplorer.
Настільні інструментальні ГІС сімейства ArcGIS (ArcGIS Desktop) є різномасштабними програмними ГІС-пакетами, функціональні і аналітичні можливості яких можуть бути істотно збільшені за рахунок великої колекції додаткових модулів, які називаються розширеннями (extensions) і поставляються окремо.
Для перегляду і друку карт, підготовлених з використанням настільних інструментальних ГІС, використовується безплатний пакет ArcReader.
Серверне програмне ГІС-забезпечення (Server GIS) використовується для створення і управління серверними ГІС-додатками, які поширюють функції ГІС і просторово-розподілену інформацію всередині і між організаціями по комп'ютерних мережах, у тому числі і глобальній мережі Інтернет.
Пакет ArcGIS Server — це сервер додатків, що містить загальну бібліотеку програмних ГІС-об'єктів, які використовуються для створення серверних додатків для функціонування як у локальних (рівня підприємства), так і в глобальній (Інтернет) комп'ютерних мережах. Пакет ArcGIS Server є зручною платформою для створення корпоративних ГІС, під якими розуміють сукупність додатків з центральним управлінням, які оперують з єдиною базою картографічних даних, що мають розвинену ГІС-функціональність і одночасно підтримують велику кількість користувачів.
Пакет ArcIMS (Arc Internet Map Server) є картографічним Інтернет-сервером, призначеним для публікації карт, даних і метаданих у глобальній мережі з використанням стандартних відкритих Інтернет-протоколів, забезпечує створення ГІС-порталів.
Пакет ArcSDE (Arc Spatial Database Engine) є серверним програмним забезпеченням, що надає доступ до баз географічної інформації через комерційні реляційні системи керування базами даних (СКБД), у тому числі Oracle8i, Oracle9i, MS SQL Server, Informix i DB2.
Web-в'юери представлені безплатним пакетом ArcExplorer, який реалізує функції запитів, вибірки і відображення даних через Інтернет, але може бути використовуваним і для роботи з локальними наборами даних.
Пакет ArcGIS Engine є бібліотекою взаємопов'язаних компонентів настільних інструментальних ГІС, призначеною для розробників прикладного програмного забезпечення. Цей пакет дозволяє створювати нові призначені для користувача картографічні і ГІС-додатки та розширювати можливості вже існуючих додатків (наприклад, Microsoft Excel) за рахунок «вбудовування» в них ГІС-функції. Додатки, створювані за допомогою цього пакета, можуть відповідати діапазону від простих картографічних в'юерів до настільних інструментальних ГІС, що за функціональністю відповідають пакетам ArcGIS Desktop.
Пакет ArcPad є програмним ГІС-забезпеченням, що запускається на кишенькових персональних комп'ютерах (КПК) під керуванням операційної системи Windows СЕ. Пакет забезпечує доступ до існуючих цифрових баз просторових даних, а разом з GPS-приймачем — їх поповнення безпосередньо в польових умовах.
Відзначимо також, що значного поширення в установах і організаціях, у тому числі і в Україні, набули попередні ГІС-пакети компанії ESRI — настільна інструментальна ГІС ArcView GIS (остання версія — 3.2) і повнофункціональна професійна інструментальна ГІС ARC/INFO
Загальна характеристика
До складу ArcGIS Desktop входять пакети ArcView, ArcEditor і ArcInfo, які мають однакову структуру і інтерфейс, але розрізняються за своєю функціональністю.
Пакети мають модульну структуру, складаються з основного модуля, що реалізує базові функції ГІС, вартість якого близько 1200 американських доларів (ArcView), і додаткових модулів(ArcGIS Extentions), що розширюють можливості пакета у визначеному напрямку, вартістю від 300 до 2500 американських доларів кожний.
Кожний із компонентів базового модуля пакетів ArcGIS Desktop «відповідальний» за виконання певного набору функцій маніпулювання, обробки, аналізу і/або відображення даних.
ArcCatalog дає можливість знаходити, переглядати, документувати й організовувати географічні дані, а також створювати власні бази даних для їх збереження, використовуючи при цьому набір інструментів для створення або імпорту класів об'єктів і таблиць.
ArcMap дає можливість створювати електронні карти і маніпулювати ними — їх можна переглядати й аналізувати. З використанням даного додатка можна:
- створювати карти на основі інтегрування даних, які зберігаються в різних форматах, включаючи шейп-файли (shapefiles), покриття (coverages), таблиці, САБівські креслення, наземні і космічні знімки (images) та трикутні нерегулярні мережі (triangulated irregular networks - TINs);
- подавати просторові дані у вигляді карт із використанням широкого спектра картографічних можливостей;
- аналізувати просторові дані з метою знаходження об'єктів або встановлення зв'язків між ними;
- складати графіки і звіти, що відображують результати виконаних досліджень.
ArcToolbox містить набір інструментів для конвертації, аналізу і керування даними. Нескладні завдання реалізуються на основі робочих форм (таблиць), у яких необхідно заповнити порожні поля. Більш складні операції виконуються за допомогою відповідних «майстрів».
ModelBuilder забезпечує реалізацію процедур обробки просторових даних і отримання деякого кінцевого продукту шляхом побудови графічних моделей, які містять інструменти, сценарії і дані. Фактично ModelBuilder надає користувачу візуальну мову моделювання, яка на основі побудови потокової діаграми організовує виконання сценарію обробки і аналізу просторових даних у вигляді комп'ютерної моделі, яка може бути збережена і в пам'яті комп'ютера.
ArcGlobe, частина розширення ArcGIS 3D Analyst, забезпечує інтерактивний перегляд просторової інформації (у тому числі і в тривимірному динамічному зображенні) різного просторового дозволу, що зберігається у всіх підтримуваних пакетами ArcGIS Desctop ГІС-форматах. Таким чином, ArcGlobe дозволяє інтегрувати раніше незіставну географічну інформацію, одержану з різних джерел, у єдину систему. Розробники очікують, що ArcGlobe стане широко використовуваною платформою для виконання таких геоінформаційних процедур, як просторовий аналіз даних, картографування і візуалізація.
Можливості пакетів сімейства ArcGIS Desctop можуть бути значно збільшені за рахунок підключення додаткових модулів (розширень), до яких у версії 9.0 відносять: ArcGIS Spatiai Analyst, ArcGIS 3D Analyst, ArcGIS Geostatistical Analyst, ArcGIS Survey Analyst, Arc GIS StreetMap USA, ArcScan for ArcGIS, ArcPress for ArcGIS, MrSID Encoder і ArcGIS Seagate Crystal Reports, ArcGIS Business Analyst, ArcGIS Network Analyst, ArcGIS Military Analyst, ArcGIS Schematics, ArcWeb Services, Maplex for ArcGIS, ArcGIS Data Interoperability. Модулі-розширення поширюються за окрему плату і отримуються відповідно до завдань, роз'язуваних конкретними користувачами. Призначення їх таке:
ArcGIS Spatial Analyst — надає широкий набір функцій просторового аналізу і моделювання на основі растрової моделі, включаючи картографічну алгебру, а також інтегрованого вектор-растрового аналізу — у цілому містить більше 200 інструментів обробки і аналізу геоданих;
ArcGIS 3D Analyst — дозволяє виконувати тривимірний перегляд, побудову і аналіз поверхонь — містить набори 3D символів і більше 40 інструментів геообробки;
ArcGIS Geostatistical Analyst — забезпечує геостатистичний аналіз і моделювання просторових даних, включаючи надання інтерактивних графічних засобів підбору статистичних параметрів моделей просторових розподілів;
ArcGIS Survey Analyst — забезпечує використання геодезичної інформації в базі геоданих ArcGIS, надаючи можливість геодезистам та спеціалістам з ГІС працювати разом в одній інтегрованій системі;
ArcGIS Tracking Analyst — надає засоби для маніпулювання, аналізу і візуалізації часових рядів просторових даних;
ArcGIS StreetMap USA — забезпечує відображення і геокодування вуличної мережі, спочатку для США, а згодом і Європи;
ArcScan for ArcGIS — надає набір інструментів для растр-векторної конвертації даних, необхідний перш за все для векторизації відсканованих картографічних зображень;
ArcPress for ArcGIS — растеризатор графічних файлів, що використовується для підтримки друку великих або високоякісних карт;
MrSID Encoder for ArcGIS – дозволяє ефективно використовувати графічні растрові файли дуже великого розміру (до 500 Мб) в ArcGIS.
ArcGIS Seagate Crystal Reports — надає розширені можливості побудови звітів.
ArcGIS Business Analyst — надає могутні інструменти аналізу і велику бібліотеку картографічних і атрибутивних даних для підтримки ділових рішень;
ArcGIS Network Analyst — дозволяє створювати і маніпулювати наборами даних про географічні мережі і проводити процедури мережного аналізу;
ArcGIS Military Analyst — надає набір інструментів, що відповідає специфічним потребам військових при аналізі даних і плануванні дій;
ArcGIS Schematics — інноваційне рішення для автоматизації схематичних подань бази геоданих ArcGIS, яке дозволяє поліпшити управління і візуалізацію будь-якої лінійної мережі, у тому числі електричної, газової, водопровідної, каналізаційної і телекомунікаційної;
ArcWeb Services — надають розробникам можливість інтегрувати їх Web-додатки з такими аналітичними можливостями ГІС, як пошук адреси, маршрутизація, аналіз близькості, картографування, і інформаційними ГІС-ресурсами Інтернет;
Maplex for ArcGIS — забезпечує високоякісне автоматизоване розміщення тексту і маркування на цифрових картах та їх твердих копіях;
ArcGIS Data Interoperability — робить можливим просте застосування і поширення просторових даних у різних форматах зберігання, у тому числі пряме читання просторових даних, підготовлених більш ніж у 70 форматах, експорт даних — більш ніж у 50 форматах.
Усього в сімейство ArcGIS 9.0 входить більше 400 інструментів.
MicroStation є багатофункціональним, високопродуктивним пакетом автоматизованого проектування (CAD, САПР), який забезпечує функції креслення, візуалізації, аналізу, моделювання і керування базами даних. У цього пакета могутній інтерфейс, що однаково функціонує на всіх підтримуваних платформах (PC, комп'ютери фірми Apple, UNIX-робочі станції). Пакет особливо корисний для груп розробників і користувачів, що працюють у ме-режному режимі. Застосовуваний у MicroStation багатокористу-вальницький підхід забезпечує ефективну спільну роботу групи проектувальників незалежно від типу комп'ютерних платформ.
Основними додатками, створеними на базі MicroStation, є пакети:
MicroStation GeoGraphics,
MicroStation Descartes i
MicroStation PowerDraft.
Розглянемо їх основні особливості.
MicroStation GeoGraphics являє собою цілком інтегрований САПР/ГІС (CAD/GIS) пакет для багатофункціональної растрової і векторної обробки даних, спеціально розроблений для інженерів і розробників програмних додатків. MicroStation GeoGraphics розширює можливості MicroStation як універсального базового графічного середовища за рахунок зручного інтерфейсу до баз даних і додаткових можливостей топологічного аналізу просторової інформації. MicroStation GeoGraphics цілком інтегрований у MicroStation і забезпечує введення, керування, аналіз і візуалізацію географічної інформації. MicroStation GeoGraphics сконструйований як платформа для розробки додатків, але водночас є закінченою програмною системою для кінцевого користувача.Остання версія — 7.0.
В основу MicroStation GeoGraphics покладена технологія, що дозволяє користувачам взаємодіяти не з окремими графічними елементами, а з об'єктами. Об'єкт — це комбінація логічного імені, графічного символу, запису в базі даних і методів маніпулювання, визначених користувачем. Користувачі можуть визначати ієрархічну структуру об'єктів, що забезпечує легке керування картографічними даними. Система керування картографічними даними застерігає користувачів від необхідності знати фізичну організацію картографічних даних. Потрібна ділянка вибирається просто мишею. Для швидкого пошуку використовуються ключові карти, просторові покажчики і система поділу карт на аркуші.
MicroStation GeoGraphics має широкий набір засобів, що значно поліпшують роботу MicroStation із зовнішніми базами даних. SQL-Менеджер дозволяє користувачам знаходити, відображати і редагувати записи в базах даних, зв'язаних з об'єктами. MicroStation GeoGraphics працює безпосередньо із комерційними системами керування базами даних Oracle, Microsoft Access, Microsoft SQL Server, Oracle, Informix.
Користувачі можуть створювати різні тематичні карти, використовуючи атрибутику бази даних для керування ресимволізацією елементів і заповненням площ, функції для автоматичної класифікації даних і генерації легенд. MicroStation GeoGraphics має багатий набір інструментів для створення написів. Для оформлення карт використовуються друкарські шрифти, обумовлені користувачем стилі ліній і користувальницькі бібліотеки умовних позначок і символів.
Оверлейні операції, як, наприклад, перетинання або об'єднання багатокутників, дозволяють користувачам виявляти просторовий зв'язок між шарами даних. MicroStation GeoGraphics надає користувачам можливість створювати віртуальні шари топології. Ці топологічні шари використовуються для виконання різних просторових операцій.
Основні функціональні можливості GeoGraphics (додатково до можливостей MicroStation):
- підтримка мови Java, включаючи нове середовище розробки додатків;
- у комплекті з Geographies поставляється низка Java-додатків для ГІС: Line Length Loading into Database, Insert Text Node into Database, Link Images to Graphics та ін.;
- лінійна топологія — включені функції trace-forward, trace-back, shortest-path для роботи зі зваженими і планарними графами;
- автоматичне підключення нових об'єктів, що відповідають картам різного масштабу, при операціях zoom/view;
- нові можливості контролю графічних даних: функції Find Gaps and Dangles, Polygon Silver та ін.;