Обзор ГИС ведущих производителей отечественного и зарубежного рынков: особенности работы, функциональные возможности, стоимость

Сегодня существует несколько главных поставщиков мощных универсальных систем для работы с ДДЗ. Это ERDAS, резко преоб­ладающий на рынке США и являющийся мировым лидером по числу пользователей; австралийская компания Earth Resource Mapping (пакет ER Mapper), стремящаяся работать в геолого-гео­физическом секторе; канадская компания PCI, завоевавшая извес­тность благодаря активности в создании программного обеспече­ния для обработки радарных снимков; американская компания International Imagin Systems (Datron), создавшая пакет VPSTA и мощную фотограмметрическую разработку на его основе — PRPSM.
Для другого мирового лидера в области программного обеспе­чения — компании Intergraph — обработка ДДЗ является одним из многих развиваемых направлений, хотя фотограмметрия занима­ет достаточно важное место в спектре решений, предлагаемых Intergraph.
Достаточно широко известен в России пакет TNTmips (Micro-Images Inc.), использующийся, в частности, для создания дистан­ционных основ государственного геологического картирования ря­дом производственных объединений.
Достаточно широким набором алгоритмов обработки ДДЗ об­ладает программный пакет IDRISI for Windows.
Из российских разработок следует отметить фотограмметриче­ское программное обеспечение Photomod ЗАО «Ракурс», позво­ляющее не только получать прецизионные фотограмметрические данные, но и проводить визуальное дешифрирование изображе­ний (вектор поверх растра) на экране персонального компьютера в стерео режиме. Последнее особенно важно для России, где специалисты-дешифровщики привыкли работать со стереоскопом, а Photomod позволяет перенести все наработанные навыки визу­ального дешифрирования на новую компьютерную основу. Справедливости ради следует отметить, что аналогичные возможности предоставляет программное обеспечение Softplotter и ряд про­дуктов корпорации Intergraph.

Остановимся на некоторых характеристиках перечисленных программных продуктов.

ER Mapper (Earth Resource Mapping)

Пакет ER Mapper является одной из наиболее функциональ­ных систем обработки ДДЗ и наиболее известных программных продуктов как в мире, так и в России; работает на многих платформах — Windows 98, 2000, NT, RISC/UNIX (SUN, SGI, HP, DG, DEC, IBM).

ER Mapper рассчитан на применение во всех отраслях науки, техники и промышленности, где требуется обработка больших наборов геофизической и географической информации (конт­роль природных ресурсов, лесное хозяйство, информационное обеспечение управления землепользованием, разведка минераль­ных ресурсов, разведка и добыча нефти и газа). Каждая из при­кладных отраслей имеет свои особенности, которые учтены в пакете для получения полного и эффективного решения. Про­граммное обеспечение содержит библиотеку алгоритмов, необ­ходимых для обработки широкого спектра данных — от спутни­ковых съемок до сейсмических измерений. Имеется возможность модифицировать существующие алгоритмы или добавлять в биб­лиотеку новые.

В пакете применяется стандартный BIL-формат с внешним ASCII-заголовком. Этот формат позволяет использовать результа­ты работы совместно со многими ГИС и системами обработки изображений. Многие векторные форматы (включая DXF и DGN) используются без преобразований, другие импортируются во внут­ренний векторный формат ER Mapper. Покрытия ARC/INFO мо­гут визуализироваться, редактироваться и сохраняться непосред­ственно в пакете без установки ARC/INFO.

Наиболее интересной возможностью является реализация кон­цепции алгоритмов. Ее основная идея — уменьшить количество промежуточных файлов при сложной многоступенчатой обработ­ке снимков. Хранится в первую очередь схема обработки (алго­ритм), которую проще применить повторно, чем накапливать за­нимающие много места на диске результаты обработки и промежуточные файлы.

PCI (EASI/PACE)

PCI (EASI/PACE) — канадская компания, существующая с 1982 г. и бесспорно являющаяся одним из мировых лидеров в об­ласти программного обеспечения для обработки ДДЗ.

Основной полнофункциональный продукт EASI/PACE Image Processing Kit работает на большинстве UNIX-платформ (SUN, SGI, HP, IBM, DEC, DG, SCO-Intel), MS Windows 98, NT, Macintosh, VAx/VMS и OpenVMS.

В составе пакета модули ImageWorks, GCPWorks, Space, Kernel, Image Processing, Geometric Correction, Vector Utilities, GIS Links, Multilayer Modelling, Frequency Transforms, обеспечивающие гео­метрическую коррекцию, поддержку более 20 картографических проекций, атмосферную коррекцию, обработку стереопар, ана­лиз рельефа.

Обработка изображений заключается в сшивке растра, нало­жении, фильтрации, выделении границ, оттенении объектов и др. Модуль-пакет многоспектрального анализа включает распоз­навание объектов по уникальным интенсивностям спектра изоб­ражений.

Одной из наиболее интересных особенностей является концеп­ция GDB (Generic Database), позволяющая ряду программ пакета работать непосредственно с файлами внешних форматов, без их экспорта. При этом создается файл заголовка, содержащий дан­ные о размере изображения, числе зон съемки и т.п. В таком режи­ме доступны стандартные для ДДЗ форматы BSQ, BIP, BIL, а также TIFF, GRASS, ARC/INFO GRID, ERDAS. Подобным же образом реализован доступ и к некоторым векторным форматам: ARC/INFO Generate, shape-files, E00, DXF, DGN. Имеется внут­ренний формат для векторных данных.

TNTmips (Microimages Inc.)

TNTmips является пакетом обработки изображений, которому присущи черты ГИС, CAD и систем управления пространствен­ными базами данных.

TNTmips имеет доступ к некоторым внешним форматам данных, но большинство данных импортируется в собственный формат. Импорт осуществляется из 58 различных растровых, векторных и CAD-форматов, включая покрытия ARC/INFO, форматы Generate и Interchange, AutoCAD DXF, design-файлы MicroStation и шейп-файлы ARC/INFO. Тридцать из этих форматов доступны для экспорта.

Достаточно легко обращаться с меню TNTmips для доступа и запуска различных функций обработки изображений. Некоторые операции (контрастирование и фильтрация) могут быть выполнены в памяти или режиме предварительного просмотра. Большинство операций требуют записи файла на диск. Вывод графики быстрый, и есть возможность остановки операции. Еще одно преимущество TNTmips — разнообразие наборов инструментов географической привязки и мозаики изображений. Многие из них особенно полезны для обработки материалов аэрофотосъемки с малых высот.

Интересно заметить, что большинство североафриканских стран с относительно плохой изученностью природных ресурсов исполь­зуют TNTmips как основной пакет по обработке данных зондиро­ваний.
Начиная с версии 4.9 продукт дополнен средствами корректи­ровки снимков с российских спутников.

VPSTA (DATRON/TRANSCO Inc. Imagin SystemsDivision — DTi International Imaging Systems)

VPSTA представляет собой пакет прикладных программ для обработки данных дистанционного зондирования. VPSTA создана для удовлетворения потребностей профессионалов в управлении ресурсами земли, метеорологии и экологическом мониторинге, землепользовании, медицине.
Имеется свыше 300 функций (алгоритмов), включая прецизи­онную фотограмметрию и орторектификацию, цифровые модели рельефа, улучшение изображения, кросскорреляцию, радио- и геометрическую коррекцию, классификации, пространственное моделирование, фильтрацию, работу с векторными данными, в том числе аннотирование и редактирование растровых и вектор­ных данных, наложенных на растровое изображение, поддержку ГИС, генерацию отчетов.
Имеется несколько модулей расширения, дополняющих фун­кции базового комплекта.

Форматы обмена данными: графические векторные — ARC/ INFO, AutoCAD, grph (собственный формат пакета), графические растровые — Image (собственный формат), TIFF, ERDAS, AVHRR, MSS, DLG, TM и др. Поддерживается более 20 картографических проекций с возможностью их преобразования друг в друга. Интег­рация растр в вектор, вектор в растр и вектор поверх растра. Под­держка ввода со сканера, по растровой подложке, с дигитайзера, с GPS и с фотограмметрической станции (собственный модуль циф­ровой фотограмметрии — PRPSM с поддержкой обработки аэро­фотоснимков, SPOT и JERS-изображений и радарных снимков).
Геометрические функции VPSTA решают задачи регистрации наборов данных, геометрической коррекции и пространственно­го моделирования. Помимо этого пользовательский интерфейс включает разделы: усовершенствование изображений, Фурье-пре­образования, в том числе восстановление изображений в местах плохой видимости, разнообразные методы эффективной и точ­ной спектральной классификации (конечные данные могут быть включены в геоинформационные системы в качестве тематиче­ских карт-покрытий).

VPSTA представляет собой инструмент, который дает специа­листу большую свободу в создании моделей ГИС в растровой об­ласти.
Во многих случаях эффективность применения VPSTA можно увеличить путем обмена данными с другими специализированны­ми системами, такими, как ARC/INFO, AutoCAD.

Редактирование графики, включая создание условных обозна­чений и их размещение, позволяет представить результаты дешиф­рирования в виде готовых карт.

PHOTOMOD (Ракурс, Россия)

Система PHOTOMOD предназначена для многофункциональ­ной прецизионной фотограмметрической обработки стереопарных изображений. Работает на персональных компьютерах (в том числе с достаточно умеренными характеристиками) в операци­онных средах Windows 98, NT, 2000.

Изначально разработчики пакета ставили задачу создания ин­струмента, не уступающего по функциональным возможностям средствам, функционирующим на базе RISC-UNIX-станций, но в то же время работающего на персональных компьютерах и обла­дающего значительно меньшей стоимостью.

Пакет программных модулей для проведения основных фотограм­метрических работ позволяет провести ориентирование стереопары, автоматизированное построение цифровой модели рельефа в виде регулярной и нерегулярной (адаптивной) триангуляционной сети или «гладкой» модели, интерактивное редактирование ЦМР в сте-реорежиме визуализации, построение ортофото и горизонталей, векторизацию по ортофото с возможностью измерения трехмерных характеристик создаваемых объектов. Имеется модуль дешифрирова­ния в стереорежиме с установлением топологических связей и экс­портом в векторно-топологический формат.

Для обеспечения работы в стереорежиме в пакете PHOTOMOD используются два средства стереоскопической визуализации: цветной анаглифический (очки со светофильтрами), позволяющий выводить на печать стереоскопические, в том числе цветные, изображения, и основанный на стереоочках с LCD-затворами, инфракрасным синхронизатором и эмиттером инфракрасного синхросигнала.

Система отличается автоматизацией и высокой точностью из­мерений благодаря кросскоррелятору, работающему с субпиксель­ной точностью.

Пакет программных средств PHOTOMOD состоит из четырех модулей. Базовый модуль PHOTOMOD включает встроенную базу данных, служащую для управления работой программных моду­лей и хранения информации; обеспечивает ввод данных и прове­дение внутреннего, взаимного и внешнего ориентирования сте­реопары; служит для построения стереоизображения и проведения пространственных измерений.

Модуль PHOTOMOD DTM используется для автоматического построения цифровой модели рельефа в виде регулярной и нере­гулярной (адаптивной) триангуляционной сети или «гладкой» модели, обеспечивает интерактивное редактирование ЦМР в сте-реорежиме визуализации, орторектификацию и построение го­ризонталей. Создание, редактирование и экспорт результатов де­шифрирования на основе ортофотоплана с возможностью измерения трехмерных характеристик созданных объектов прово­дится в модуле PHOTOMOD Vector.

Модуль PHOTOMOD StereoDraw служит для стереодешифрирования с установлением топологических связей между объекта­ми. В модуле имеется режим автоматического следования по рель­ефу, при котором проводимая оператором линия автоматически ложится на рельеф и получает высотную координату в каждой своей вершине. Режим автоматического следования по рельефу, возможности сглаживания векторов, фиксации высотной коор­динаты, удобство управления маркером в трехмерном простран­стве позволяют значительно повысить производительность труда оператора при проведении дешифрирования.

 Дополнительный модуль PHOTOMOD ScanCorrect служит для метрической калибровки планшетных сканеров. Этот модуль по­зволяет использовать полиграфические сканеры для проведения точных фотограмметрических работ за счет значительного повы­шения геометрической точности сканирования снимков.

WinGIS
Программа разработана фирмой Progis (Австрия) в 1993 г. В 2000 г. началась поставка версии с номером 4.0. В России выполнено око­ло 650 инсталляций.

WinGIS — профессиональная геоинформационная система. Она позволяет проводить полный комплекс работ по созданию и ана­лизу электронных карт, включая цифрование на дигитайзерах и по снимкам. Реализованные функции генерации объектов часто напоминают подобные в AutoCAD. WinMAP — ГИС конечного пользователя, не позволяет подключать дигитайзеры, исключены некоторые функции, отсутствует возможность импорта/экспорта данных. Предназначена для полноценной работы с подготовлен­ными в WinGIS проектами. WinMAP/LT — вьюер конечных про­ектов пользователя. Имеет практически весь набор функций WinMAP, но интерфейс выведен на «плавающую» панель кно­пок, что весьма удобно для непрофессионала, не знающего спе­цифических терминов ГИС. Набор кнопок определяется пользо­вателем. Предназначен для просмотра/демонстрации или для построения реальных ГИС, распространяемых на компакт-дисках для массового использования. Эта технология уникальна по сово­купности признаков и по коэффициенту полезного действия.

Все компоненты системы имеют следующие общие черты: пост­роены на одном программном ядре; проект может состоять в иде­альном случае из двух файлов: 1-й — графическая часть, 2-й — база данных (например, MS Access держит все таблицы в одном файле; если используется СУБД типа Paradox, то файлов будет несколь­ко); простота в изучении и работе; универсальность графических возможностей и гибкость программных средств; генерация любых графических объектов, их точное позиционирование; построение сложных изображений; возможность совмещения на одном экране растровой и векторной информации; интерфейс, обеспечивающий успешную работу не подготовленных в области геоинформатики специалистов; атрибутивная база данных является полностью внеш­ней. Можно использовать свою собственную БД, подключая на­прямую MS Access, Oracle, Paradox и т.д. Связь с базой данных осуществляется через AxWinGIS. Большинство функциональных команд могут исполняться из приложения пользователя, написан­ного на любом языке программирования.

ArcGIS ArcEditor

Программа разработана фирмой ESRI, Inc. (США). Первая вер­сия ArcGIS Editor была внедрена в 2001г. сразу с номером 8.0. Номер версии, поставки которой начались в 2003 г., — 8.3.

ArcGIS Editor — настольное ГИС-приложение семейства ArcGIS Desktop, обеспечивающее визуализацию данных, возможность со­здания карт и построения к ним запросов. ArcEditor поддерживает редактирование shape-файлов, покрытий и баз геоданных как пер­сональных, так и многопользовательских; содержит набор инстру­ментов для конвертации и проектирования (преобразования в раз­личные картографические проекции) данных, а также ряд функций пространственного анализа. Ключевыми особенностями ArcEditor являются широкие возможности редактирования различных фор­матов данных и полный набор инструментов для составления и оформления карт на высоком картографическом уровне.

ArcGIS Editor состоит из трех базовых модулей: АгсМар — отображение, редактирование и анализ данных, создание карт; ArcCatalog — доступ к данным и управление ими; ArcToolbox — инструменты управления проекциями и конвертации данных. Си­стема может расширяться за счет подключения дополнительных модулей расширения
Достоинства системы:

· совершенные средства для создания карт, ввода, редактиро­вания и преобразования данных;

· поддержку топологической и сетевой моделей данных;

· наличие функций картографического и сетевого анализа;

· поддержку СОМ технологии, работы с распределенными ресурсами и распределенное управление данными;

· полную интеграцию с системами управления реляционны­ми базами данных (СУБД);

· наличие настраиваемого пользовательского интерфейса, стан­дартной среды настройки; возможность создания пользователь­ских объектов и собственных моделей данных.

Autodesk Map

Программа разработана фирмой Autodesk, Inc. (США). С 2003 г. поставляется шестая версия системы. Эта ГИС работает в среде пакета AutoCAD 2004.

В распоряжении пользователя Autodesk Map все возможности AutoCAD 2004 и Autodesk Land Desktop. Autodesk Map имеет разви­тые инструменты для создания и редактирования карт и работы с топологией, а также ГИС-анализа. Система поддерживает работу с Oracle Spatial, обеспечивает связь объектов карты с внешними доку­ментами различных типов. Имеет развитые инструменты для интег­рации с другими ГИС и другими информационными системами.
Autodesk Map позволяет работать с 3000 систем координат и картографических проекций или создавать описание собственных систем. В процессе работы преобразование координат выполняет­ся на лету.
Система позволяет осуществлять связь с базами данных, под­держивающими ODBC, включая Microsoft Access, Excel, Oracle, dBase, FoxPro, Paradox и SQL Servery.