Systemy GIS Oprogramowanie dla potrzeb GIS

Transkrypt

1 Systemy GIS Oprogramowanie dla potrzeb GIS Wykład nr 8

2 Oprogramowanie komputerowe GIS Na rynku dostępnych jest wiele programów, które umożliwiają prace z systemami informacji geograficznej. Zawrotne tempo rozwoju oprogramowania GIS powoduje częściową dezaktualizację zebranych informacji o pakietach GlS. Ceny programów są płynne, uzależnione od konfiguracji oprogramowania i doboru aplikacji, często także od polityki producentów i konkurencji.

3 Podział pakietów GIS na kategorie Ze względu na oferowane możliwości i spełniane funkcje pakiety GIS można podzielić na trzy kategorie: - profesjonalne (ang. professional GIS), - biurowe (ang. desktop GIS), - biznesowe (ang. business GIS). Każda z tych kategorii zawiera systemy o różnym stopniu złożoności oraz koszcie zakupu. Zależność kosztu w funkcji funkcjonalności wyżej wymienionych pakietów przedstawiono na rys.

4 Koszty Koszty a możliwości GIS GIS profesjonalne GIS biurowe GIS biznesowe Funkcjonalność

5 Podział ze względu na funkcje Programy GIS można podzielić na trzy podstawowe grupy: o uniwersalnym zastosowaniu (np. ARC/INFO, MapInfo); ukierunkowane na zastosowanie z zakresu infrastruktury technicznej i usług publicznych (MGE, FRAMME, GENASYS, MicroStation); ukierunkowane na przetwarzanie informacji uzyskanych przy użyciu różnorodnych technik teledetekcyjnych (ERDAS, EASI/PACE, ERMapper, TNT-MIPS).

6 Oprogramowanie komercyjne Autodesk MapGuide w środowisku AutoCAD a Bentley MicroStation GeoGraphics, nakładka na system CAD, specjalizowana do zastosowań inżynieryjnych i infrastrukturalnych (energetyka!) Clark Labs IDRISI ESRI Programy z grupy Arc/Info: ArcView, ArcGIS, ArcSDE, ArcIMS i ArcWeb Intergraph GeoMedia i towarzyszące oprogramowanie do fotogrametrii (wiele zastosowań przemysłowych, rządowych i militarnych) Leica Geosystems ERDAS IMAGINE MapInfo MapInfo Professional (desktop) i MapXtreme (serwer webowy)

7 Producentem oprogramowania ArcInfo jest Environmental System Research Institute Incorporated (ESRI Inc.) ze Stanów Zjednoczonych. Oprogramowanie to przystosowane jest do pracy na komputerach osobistych oraz stacjach roboczych. Firma ESRI oferuje szeroki zakres oprogramowania GIS - od prostych aplikacji zaprojektowanych z myślą o indywidualnych użytkownikach, do rozległych systemów dla dużych instytucji i organizacji, z których korzysta wielu użytkowników. W skład oferty oprogramowania firmy ESRI wchodzą: ArcInfo, ArcSDE, ArcView, PC ArcInfo, ArcFM, ArcIMS. ArcInfo/ArcGIS

8 Dane w ArcInfo Model geobazy w ArcInfo jest budowany w standardowych relacyjnych systemach baz danych, w oparciu o serwer aplikacji ArcSDE. ArcSDE definiuje otwarty interfejs do systemów baz danych. Pozwala on ArcInfo zarządzać informacją przestrzenną na wielu platformach baz danych w tym Oracle, SQL Server i innych. ArcInfo zapewnia wszystkim obsługiwanym typom danych pełną dokumentację, zawierającą ich opis i własności. Zadanie to polegające na umożliwieniu edycji i przeglądania metadanych jest funkcją ArcCatalogu. Metadane zawierają użyteczną informację o posiadanych danych przestrzennych, między innymi kiedy dane zostały wprowadzone, pełne nazwy atrybutów opisowych, skalę materiałów źródłowych, dokładność lokalizacji obiektów i odwzorowanie kartograficzne w jakim są wyrażone.

9 ArcGIS # 1 na świecie i w Polsce Programy z rodziny ArcInfo są jednymi z najbardziej popularnych pakietów GIS w Polsce. Większość z nich zainstalowana jest w instytucjach naukowych, na wyższych uczelniach, w prywatnych firmach konsultingowych, urzędach administracji rządowej i samorządowej.

10 MicroStation GeoGraphics MicroStation GeoGraphics jest produktem firmy Bentley Systems Inc. ze Stanów Zjednoczonych. Jest to pakiet z grupy profesjonalnej. Zadaniem MicroStation GeoGraphics jest zwiększenie możliwości i funkcjonalności środowiska MicroStation o interfejs do wielu baz danych oraz kompleksowe funkcje analizy przestrzennej. MicroStation GeoGraphics jest zintegrowany ze środowiskiem MicroStation, które dostarcza narzędzi do wprowadzania, obróbki i wizualizacji danych o charakterze geograficznym. Ponieważ większość projektów wymaga w dużym stopniu indywidualnego podejścia, MicroStation GeoGraphics od samego początku został zaprojektowany jako środowisko do tworzenia aplikacji.

11 MicroStation GeoGraphics Rozszerzenie możliwości i tworzenie własnych aplikacji opartych o MicroStation możliwe jest dzięki jego otwartemu środowisku szereg nakładek dostosowanych do potrzeb geodezji, elektroenergetyki, ciepłownictwa, telekomunikacji (KOMIT, sisnet) GIS dla infrastruktury jest jednym z najszybciej rozwijających się obszarów rynku geoprzestrzennego. Możliwości GIS, z których korzystają zespoły ds. infrastruktury, są specyficzne i jako takie wymagają funkcjonalności wykraczających poza tradycyjne aplikacje GIS

12 Dane w MicroStation Istotą programu MicroStation GeoGraphics jest projektowanie oparte na własnościach, pozwalające użytkownikom na wykorzystywanie danych w dowolny sposób. Własność (in. cecha) w programie jest kombinacją nazwy logicznej elementu, symboliki graficznej, atrybutów bazy danych oraz metod definiowanych przez użytkownika. MicroStation GeoGraphics posiada wiele rozszerzeń, znacznie ułatwiających korzystanie z zewnętrznych baz danych w środowisku MicroStation. Narzędzia MicroStation, służące do połączeń z bazami danych umożliwiają użytkownikom tworzenie obsługę łączy pomiędzy własnościami mapy a danymi opisowymi, przechowywanymi w różnych bazach danych, jak np. Microsoft Access, Microsoft SQL Server, Oracle i Informix.

13 GeoMedia GeoMedia jest produktem firmy Intergraph. Należy on do pakietów typu biurowego. W środowisku tym możliwe jest: tworzenie map i projektów w dowolnie zdefiniowanym układzie współrzędnych, budowanie zapytań w oparciu o atrybuty opisowe i relacje przestrzenne, tworzenie map tematycznych, dostosowanie oprogramowania do własnych potrzeb poprzez pisanie aplikacji i in. Istnieją także aplikacje rozszerzające możliwości GeoMedia o wspomaganie analiz sieciowych (GeoMedia Network) czy udostępnianie analiz GIS za pośrednictwem sieci internet/intranet (GeoMedia Web Map).

14 GeoMedia GeoMedia jest narzędziem umożliwiającym bezpośredni dostęp i analizę danych pochodzących z różnych źródeł, którymi mogą być projekty GIS w formatach MGE, FRAMME, ArcView, MapInfo oraz pliki graficzne MicroStation i AutoCAD. Oprogramowanie pozwala na stworzenie własnego projektu, którego dane graficzne i opisowe mogą być przechowywane w bazach MS Access i Oracle. Dane opisowe dołączone są do wspólnej przestrzeni geograficznej (tzw. GeoWorkspace) i tam mogą być wspólnie wyświetlane i analizowane. W rezultacie użytkownik może pracować na oryginalnych projektach bez konieczności ich importu. GeoMedia współpracuje z ODBC co zapewnia dostęp do danych rozproszonych, które mogą być zlokalizowane w sieciach lokalnych i zewnętrznych.

15 Systemy GIS dedykowane przedsiębiorstwom sieciowym System SICAD (Siemens Nixdorf Computer Aided Design) jest produktem firmy Siemens Nixdorf z Niemiec. SICAD jest wykonany w formie modularnej i posiada pełen zakres funkcji kartograficznych. Istnieje możliwość jego instalacji na różnych systemach operacyjnych. Smallworld GIS jest produktem brytyjskiej firmy Smallworldwide. Jest to profesjonalny system informacji geograficznej, umożliwiający kompleksowe rozwiązanie problemu zarządzania danymi przestrzennymi.

16 EL.GIS Do zastosowań energetycznych firma Smallworld stworzyła aplikację szablonową o nazwie Core Electricity, na bazie której powstało już wiele systemów. W Polsce jej rolę ma spełniać EL.GIS polska aplikacja rozwijana przez firmę Globema. Zasadnicze koncepcje tych dwóch aplikacji są do siebie podobne; twórcy aplikacji EL.GIS wzorowali się na Core Electricity, przenosząc stamtąd wiele gotowych pomysłów i rozwiązań. Polska aplikacja szablonowa ma następujące cechy: zawiera bogaty model danych sieci elektroenergetycznej, obejmujący obiekty występujące na mapie (kable, mufy, stacje), na schematach (transformatory, łączniki) i takie, które nie mają reprezentacji graficznej (np. przęsło, projekt). model danych i struktura aplikacji są przystosowane do polskiej specyfiki. Wyraża się to m.in. obecnością trzech poziomów napięć (WN, SN i nn, z możli wością łatwego definiowania następnych) zamiast dwóch, jak było to w Core Electricity; terminologia jest także całkowicie polska. stworzono nowy moduł adresowy, który uwzględnia polską strukturę adresu. Funkcjonalność tego modułu pozwala na wprowadzanie danych adresowych z zewnętrznych plików (np. ArcShape), sprawne wyszukiwanie adresów w bazie (łącznie ze wskazywaniem ulic i punktów adresowych na mapie) oraz przypisywanie adresów do takich obiektów, jak stacja energetyczna, złącze i węzeł. podstawowa funkcjonalność obejmuje m.in. znajdowanie odbiorców zasilanych z wybranego pola (i na odwrót: znajdowanie pola zasilającego danego odbiorcę), proste obliczenia rozpływu mocy oraz specjalny moduł do zapytań przestrzennych i analiz.

17 EL.GIS Obiekty gabarytowe aplikacji EL.GIS mogą mieć swoje schematy wewnętrzne. Schemat wewnętrzny zawiera takie obiekty, jak transformatory (2- lub 3- uzwojeniowe), szyny, łączniki różnych rodzajów, kable wewnątrzstacyjne, urządzenia pomiarowe itp. Elementy schematu są topologicznie powiązane między sobą i z liniami energetycznymi na mapie, tworząc faktyczny obwód elektryczny. Dzięki temu można odpowiedzieć na pytanie, którzy odbiorcy (widoczni na mapie) są zasilani w danej chwili z wybranego pola z uwzględnieniem stanów łączników. System sam dba o topologię sieci, która jest tworzona automatycznie w momencie rysowania obiektów. Zdefiniowane reguły topologiczne określają, które obiekty (i w jaki sposób) mogą się łączyć z którymi, np. transformator nie połączy się bezpośrednio z linią energetyczną, gdyż zawsze między nimi musi się znajdować łącznik. Model sieci energetycznej jest bardzo szczegółowy, jednocześnie pozostaje elastyczny i otwarty. Zawsze można np. dodefiniować poziom napięcia, dodać nowy obiekt gabarytowy albo element schematu wewnętrznego. Zmiana modelu sieci w Smallworld GIS nie wymaga przebudowy znaczącej części kodu aplikacji. Smallworld GIS oferuje wiele mechanizmów integracyjnych, począwszy od integracji na niskim poziomie (języka C), aż do takich jak OLE/COM, CORBA lub ODBC. Istnieje możliwość połączenia z następującymi systemami: billingowym i obsługi klienta, rejestracji awarii, zarządzania ruchem w sieci (typu SCADA), obliczeń inżynierskich.

18

19 EC.GIS Drugą aplikacją szablonową, stworzoną przez firmę Globema, jest EC.GIS. Jest to aplikacja przeznaczona dla przedsiębiorstw energetyki cieplnej. Jej model danych obejmuje obiekty związane z dystrybucją wody oraz pary gorącej, takie jak: komory, węzły, odcinki przewodów ciepłowniczych, armaturę. Węzły cieplne i komory mogą mieć swoje wewnętrzne schematy, w których można umieszczać zarówno rysunki rastrowe jak i elementy wektorowe. Model danych obejmuje również ogrzewane budynki, powiązane z modelem infrastruktury miejskiej, zawierającym między innymi ulice, działki i adresy. Poza modelem danych szablon EC.GIS zawiera funkcjonalność wspomagającą wprowadzanie i edycję informacji. Specjalny moduł aplikacji EC.GIS służy do obliczeń hydraulicznych sieci wodnej i parowej. Moduł liczy m.in.: ciśnienie dyspozycyjne i temperaturę czynnika w punktach węzłowych, a także czas dopływu czynnika do odbiorcy, spadki ciśnień i straty cieplne na odcinkach przewodów. Wyniki obliczeń są wizualizowane na mapie, a raporty i wykresy (w tym wykresy piezometryczne) są generowane w Microsoft Excel.

20

21 G.EN System G.EN został stworzony przez firmę Rector S.C. Oparty jest na środowisku graficznym MicroStation, rozwiązaniu środowiskowym firmy Inter graph oraz na bazie danych Oracle. System ten, będącym Systemem Informacji o Dystrybucji, ma budowę modułową. Podstawowe jego moduły to: 1. KOMIT (KOmputerowy Model Infrastruktury Technicznej) jest modułem przeznaczonym do prowadzenia dokumentacji sieci elektroenergetycznej wysokiego, średniego i niskiego napięcia. Główne zadania realizowane przez moduł to: ewidencjonowanie majątku sieciowego przy wykorzystaniu map, schematów i tekstowej bazy danych, modelowanie sieci i analizy topologiczne oraz przestrzenne, udostępnianie aktualnych danych graficznych i tekstowych w sieci kompu terowej oraz na komputerach przenośnych. 2. EWO (EWidencja Obiektów) jest systemem do obsługi tekstowej bazy danych o urządzeniach sieci rozdzielczej. Poszczególne obiekty sieci prezentowane są w postaci rozwijanego drzewa od GPZ-u obiekt nadrzędny, do przyłącza po stronie niskiego napięcia obiekt podrzędny. Nowy element w sieci dodawany jest z uwzględnieniem hierarchii obiektów. 3. MOK (Moduł Obsługi Katalogów) jest pomocniczym modułem służącym do prowadzenia globalnych katalogów urządzeń energetycznych (np. transfor matorów, łączników, kabli) zawierających szczegółowe dane techniczne.

22 G.EN 4. MOS (Moduł Obsługi Słowników) służy do obsługi globalnych i lokalnych słowników danych (np. miasta, ulice, rodzaje awarii) dla przedsiębiorstwa wielooddziałowego. Umożliwia zarządzanie z jednego miejsca słownikami wykorzystywanymi w różnych modułach systemu G.EN. 5. AWARIE moduł ten automatyzuje rejestrację i obsługę wyłączeń w sieci rozdzielczej. Moduł ten zawiera elementy umożliwiające wykonywanie różnego rodzaju statystyk i analiz. 6. Przyłączanie Odbiorców program ten obsługuje proces dołączania nowego odbiorcy do sieci energetycznej. Proces rozpoczyna się od zarejestrowania wniosku o określenie warunków przyłączenia a kończy się zapisaniem w bazie danych informacji o zrealizowanym przyłączu. 7. Zarządzanie Pracami jest to system, który zapewnia efektywność zarządzania majątkiem przedsiębiorstwa. System obejmuje cały cykl związany z obsługą obiektów sieciowych, pomagając zarządzać, optymalizować i automatyzować działania przedsiębiorstwa związane z obsługą infrastruktury technicznej.

23 G.EN KOMIT

24 G.EN Ewidencja Obiektów

25 G.EN Hierarchia Obiektów

26 G.EN Przyłączanie Odbiorców

27 G.EN Awarie

28 G.EN Katalogi

29 sisnet System SISNET jest zmodyfikowanym i rozszerzonym produktem, który stworzyła firma GEF GmbH we współpracy z zakładami zasilającymi w Hano werze. Produkt ten nosił pierwotnie nazwę GEFGRIPS. Największy związek ciepłowników AGFW e.v. zdecydował się przejąć system jako program związkowy i pod nową nazwą SISNET rozwijać dalej. Na rynku polskim SISNET oferowany jest przez IBS GEO-CAD ze Swarzędza. Program jest przeznaczony do zarządzania sieciami ciepłowniczymi, jak również sieciami pozostałych branż sieciowych (prąd, gaz, woda, kanalizacja itp.). SISNET jest zintegrowany z MicroStation i wyposażony w interfejs bazujący na standardzie OSF - Motiv. Wszystkie pola, menu i dialogi są automa tycznie generowane przez system. Kontrola zgodności i czytelne komu nikaty pozwalają uniknąć błędów podczas wprowadzania danych. We wszystkich modułach pracę ułatwia profesjonalny tryb podwójnego ekranu.

30 L.p. Obecny stan wdrożeń GIS w sektorze produkcji i dystrybucji 1. ENEA-OPERATOR Sp. z o.o. Odział w Szczecinie 2. ENERGA-OPERATOR S.A. Oddział w Płocku 3. Elektrownia Dolna Odra Program i firma realizująca zlecenie System informacji o sieci (SIS) GEOMAR S.A. System informacji o sieci (SIS) GEOMAR S.A. Mapa numeryczna zakładu GEOMAR S.A. 4. ENERGA-OPERATOR S.A. Oddział w Toruniu GEOMAR S.A. 5. ENERGA-OPERATOR S.A. Oddział w Słupsku RECTOR 6. ENERGA-OPERATOR S.A. Oddział w Olsztynie RECTOR 7. ENERGA-OPERATOR S.A Oddział w Elblągu RECTOR 8. ENERGA-OPERATOR S.A Oddział w Koszalinie RECTOR 9. ENERGA-OPERATOR S.A Oddział w Gdańsku RECTOR ENION S.A. Oddział w Krakowie Zakład Energetyczny Kraków ENION S.A. Oddział w Częstochowie Zakład Energetyczny Częstochowa ENION S.A.. Oddział w Bielsku Białej, Beskidzka Energetyka ENION S.A. Oddział w Będzinie, Będziński Zakład Elektroenergetyczny RECTOR RECTOR RECTOR RECTOR 14. Zakład Energetyczny Łódź-Teren S.A. RECTOR 15. ZEW-T Dystrybucja Sp. z o. o. RECTOR 16. Zespół Elektrowni Wodnych Dychów S.A. RECTOR 17. RWE STOEN S.A. SmallWorld Globema

31 Popularne formaty plików GIS Formaty rastrowe ADRG - NIMA's ARC Digitized Raster Graphics BIL - Band Interleaved by Line (image format linked with satellite derived imagery) CADRG - NIMA's Compressed ARC Digitised Raster Graphics (nominal compression of 55:1 over ADRG) CIB - NIMA's Controlled Image Base (type of Raster Product Format) DRG - digital scan of a paper USGS topographic map ECW - Enhanced Compressed Wavelet (from ERMapper). A compressed wavelet format, often lossy. GeoTIFF - TIFF variant enriched with GIS relevant metadata IMG - ERDAS IMAGINE image file format MrSID - Multi-Resolution Seamless Image Database (by Lizardtech). A compressed wavelet format, often lossy. Formaty wektorowe DXF - Contour elevation plots in AutoCAD DXF format SHP - ESRI's open, hybrid vector data format using SHP, SHX and DBF files Simple Features - Open Geospatial Consortium specification for vector data TAB - MapInfo's vector data format using TAB, DAT, ID and MAP files NTF - National Transfer Format (mostly used by the UK Ordnance Survey) TIGER - Topologically Integrated Geographic Encoding and Referencing Personal Geodatabase - ESRI's closed, integrated vector data storage strategy using Microsoft's Access MDB format Coverage - ESRI's closed, hybrid vector data storage strategy. Legacy ArcGIS Workstation / ArcInfo format with reduced support in ArcGIS Desktop lineup

32 Oprogramowanie typu Open Source GRASS: Geographic Resources Analysis Support System, commonly referred to as GRASS GIS, is a Geographic Information System (GIS) used for data management, image processing, graphics production, spatial modelling, and visualization of many types of data. It is Free (Libre) Software/Open Source released under GNU General Public License (GPL). Originally developed by the U.S. Army Construction Engineering Research Laboratories (USA-CERL, ), a branch of the US Army Corp of Engineers, as a tool for land management and environmental planning by the military, GRASS has evolved into a powerful utility with a wide range of applications in many different areas of scientific research. GRASS is currently used in academic and commercial settings around the world, as well as many governmental agencies including NASA, NOAA, USDA, DLR, CSIRO, the National Park Service, the U.S. Census Bureau, USGS, and many environmental consulting companies. GRASS is released under GNU GPL, the source code (5.x: more than 1 million lines of C; 6.x 500k SLOC) is completely available. GRASS provides a sophisticated GIS library which can be used for own developments. A GRASS Programmer's Manual is available for download.

33 Cechy GRASS Supported platforms GRASS is written in ANSI-C and is POSIX compliant : C-API A preliminary C++ interface is available Architectures: Intel x86, Motorola PPC, SGI MIPS, Sun SPARC, Alpha AXP, HP PA- RISC, CRAY, others. Operating systems: GNU/Linux (Intel, PowerPC, Sun,...) Solaris (SPARC, i86), SGI IRIX, HP UX, Mac OS X (Darwin), IBM AIX, BSD-Unix variants, FreeBSD, CRAY Unicos, ipaq/linux handhelds and other UNIX compliant platforms (32/64bit), additionally MS-Windows native or Cygnus. Import/Export: Data formats supported by GRASS RASTER: The GDAL library (r.in.gdal) is used, see the GDAL project format list for full capabilities. Examples include: Raster: ASCII, ARC/GRID, E00, GIF, GMT, TIF, PNG, ERDAS LAN, Vis5D, SURFER (.grd)... Images: CEOS (SAR, SRTM, LANDSAT7 etc.), ERDAS LAN, HDF, LANDSAT TM/MSS, NHAP aerial photos, SAR, SPOT,... can be read VECTOR: The OGR library (v.in.ogr) is used, see the OGR project format list. Examples include: Vector: ASCII, ARC/INFO ungenerate, ARC/INFO E00, ArcView SHAPE (with topology correction), BIL, DLG (U.S.), DXF, DXF3D, GMT, GPS-ASCII, USGS-DEM, IDRISI, MOSS, MapInfo MIF, TIGER, VRML,... Sites (vector point data lists): XYZ ASCII, CSV, dbase,...