Выбор подходящей ГИС для Вас и Вашей организации

Валерий Гохман, Дмитрий Калмыков, старшие эксперты DATA+

В предыдущем номере ARCREVIEW мы постарались популярно рассказать о том, что такое ГИС, как эта технология связана и взаимодействует с другими информационными технологиями, где она применяется и какую пользу может принести в вашей работе. Теперь перейдем к следующему этапу - выбору подходящих под ваши задачи программных продуктов.
После осознания необходимости или полезности применения ГИС в вашей деятельности, перед Вами встанет задача выбора подходящего по функциональности и, естественно, по цене программного обеспечения. Скорее всего это будет не один, а набор из нескольких продуктов. Кстати, следует упомянуть, что при планировании приобретения аппаратных и программных средств, мы рекомендуем начинать с последних, а компьютеры и периферию подбирать в соответствии с требованиями, которые предъявляют выбранные программные средства. Или, как минимум, убедиться, что имеющееся или приобретаемое "железо" полностью соответствует хотя бы минимальным, а лучше рекомендуемым требованиям. В противном случае коробки с софтом могут на неопределенное время обосноваться на полках и постепенно устаревать, не принося никакой реальной пользы и отдачи.
Итак, что мы можем Вам порекомендовать. Естественно из того набора программных продуктов компании ESRI, которые мы распространяем и, не без основания, считаем их лучшим выбором как по набору функций, так и по соотношению цена/производительность/конечный результат. Их краткое и подробное описания, а также многочисленные примеры их применения можно посмотреть на нашем Web сайте (www.dataplus.ru) или на сервере ESRI (www.esri.com). Там же даны ссылки на размещенные в Интернет описания проектов, в которых применяются эти продукты. (Предлагаемые нами ГИС программы от компании ERDAS, главным образом предназначенные для работы с данными дистанционного зондирования (ДДЗ), заслуживают отдельного рассмотрения, хотя в мире, в том числе и в России, они достаточно часто применяются вместе с продуктами ESRI ввиду их отличной совместимости. Кроме самих программ для работы с ДДЗ DATA+ может предложить и разнообразные космические снимки по любым территориям.)
Компания ESRI (Институт Исследований Систем Окружающей Среды) - единственный в отрасли разработчик семейства программного ГИС обеспечения, которое может обеспечить решение любых относящихся к этой технологии задач. Спектр возможных решений покрывает как потребности отдельных (индивидуальных) пользователей, которым требуется быстро решить относительно простые, стандартные ГИС задачи, так и нужды крупных организаций и целых отраслей при создании многопользовательских корпоративных информационных систем.
Это также означает, что при расширении масштабов внедрения ГИС в повседневную деятельность вашей организации, вы всегда сможете подобрать конфигурацию программных продуктов ESRI с достаточной для решения новых задач функциональностью. Причем все продукты из нового набора будут полностью совместимы с ранее приобретенными продуктами ESRI, а созданные ранее базы пространственных данных можно сразу использовать в работе.
Рекомендуемая ESRI и проверенная на практике стратегия применения и развития ГИС может быть следующей.
Индивидуальные пользователи или небольшие отделы крупных организаций могут начать работу с небольшой ГИС системы, основанной на одном простом пакете для конечного пользователя, таком например, как ArcView GIS, возможно вместе с пакетом DAK.
Когда, по мере расширения использования пространственной информации, в процесс работы с ГИС будут вовлечены и другие сотрудники, число таких пакетов (это в основном касается ArcView GIS) можно постепенно увеличивать до 2, 5, 20 и более. При росте объема базы данных и усложнении выполняемых задач настанет пора приобрести дополнительные модули ArcView GIS, а затем перейти к профессиональной ГИС ARC/INFO (в версии для Windows NT либо UNIX - в зависимости от ваших пристрастий и имеющегося оборудования) с необходимыми дополнительными модулями. Сразу следует уточнить, что ARC/INFO (ГИС профессионала) и PC ARC/INFO (настольная ГИС), несмотря на похожие названия, являются совершенно разными продуктами с разным набором функциональных возможностей и, соответственно, сферой применения.
При переходе крупных подразделений или всей организации к работе с ГИС, создать современную многопользовательскую корпоративную систему вам поможет Spatial Database Engine (SDE) - мощный сервер баз данных, обеспечивающий возможности одновременного обращения и быстрого получения ответов на пространственные запросы многих (практически без ограничения количества) клиентов, в качестве которых могут выступать и приобретенные ранее ГИС продукты.
Создать специализированные приложения, способные наиболее эффективно решать стоящие перед Вами задачи, помогут пакеты разработчика MapObjects и NetEngine. А распространение подготовленных карт по локальным и глобальным сетям обеспечат средства ArcView Internet Map Server и MapObjects Internet Map Server. В последнем случае на клиентских местах желательно также иметь ArcView GIS или бесплатно распространяемый ESRI вьюер ArcExplorer.
Если подойти к задаче внедрения ГИС технологии в зависимости от категории решаемых задач, то можно ориентироваться на следующие рекомендации.
ГИС отдельного проекта, разрабатываемого одним или небольшим числом пользователей. Для задач такого уровня, требующих обращения к локальным или групповым базам данных, которые не планируется сильно расширять или постоянно поддерживать в актуальном состоянии в течение долгого времени, ESRI предлагает расширяемые наборы решений для конечного пользователя. При этом ГИС может и не рассматриваться потребителями в качестве основной используемой в работе технологии, а просто являться одним из средств облегчения, ускорения и повышения результативности деятельности. К решаемым в этом случае задачам относятся такие как: быстрое, в течение примерно часа, создание простых цифровых карт или электронных таблиц, либо интеграция и анализ данных из нескольких источников и создание более сложных комплексных карт и отчетов в течение одного/нескольких месяцев. На уровне программного обеспечения предлагаемое решение включает выбор из следующих ГИС продуктов:
    BusinessMAP - пакет начального уровня для решения бизнес-задач, таких как поддержка продаж и маркетинг, на основе включенных в него (в основном по США) или уже имеющихся в готовом виде данных;
BusinessMAP PRO - дополнительные возможности включают территориальный дизайн и файлы с данными по улицам (в основном по США);
Atlas GIS - удобный пакет для конечного пользователя со всеми стандартными функциями, имеющимися в простых настольных ГИС системах. Включает разнообразные готовые данные, в том числе по России. Основное назначение - бизнес приложения. Имеется русифицированная версия;
ArcView GIS - настольная ГИС с развитыми функциями пространственного анализа, многие из которых добавляются к базовому набору в виде дополнительных модулей. Работает на разных платформах. Русифицирована, в русской версии добавлены данные по России;
ARC/INFO - многофункциональная профессиональная ГИС. Работает на разных платформах. В последних версиях в ее состав входит ODE - открытая среда разработчика.
ГИС для рабочей группы (уровня отдела или небольшой фирмы, в которых постоянно ведется разработка ГИС проектов). По мере расширения сферы деятельности и усложнения выполняемых задач целесообразно распределить их решение между несколькими продуктами. Такая ГИС обычно базируется на разделяемой базе пространственных данных, поддерживаемой и обновляемой с помощью разных продуктов и обеспечивающей работу "конечных" пользователей на персональных компьютерах в пределах данной рабочей группы или отдела. Конкретное предлагаемое решение зависит от типов используемых данных, выбранной программной среды, аппаратного обеспечения и ряда других факторов. Возможны различные комбинации пакетов.
Основной офис:
ARC/INFO - профессиональная ГИС для решения задач структурирования и управления данными, ведения базы данных;
ArcView GIS - развитая настольная ГИС для проведения массовых аналитических операций;
ArcCAD - средство создания и поддержки пространственных данных в среде AutoCAD;
PC ARC/INFO - выполнение разнообразных ГИС функций в среде Windows/DOS;
Data Automation Kit (DAK) - удобное средство для ввода данных, создания и поддержки топологии. Отличный партнер ArcView GIS.
Дополнительный офис:
ARC/INFO - профессиональная ГИС для задач структурирования и управления данными;
ArcView GIS - развитая настольная ГИС для проведения стандартных аналитических операций, легкой визуализации полученных данных.
ГИС уровня предприятия (корпоративная ГИС). Обеспечивает всю организацию пространственной информационной поддержкой. Вы затратили достаточно много средств на приобретение компьютерного оборудования и программного обеспечения. Как теперь получить наибольшую отдачу от этих вложений? Вы можете на основе продуктов, поддерживающих технологию клиент/сервер, обеспечить возможность полноценной работы с пространственной информацией для большинства или всех сотрудников вашей организации. В такую ГИС можно встроить сотни специализированных приложений с дополнительными средствами пространственных запросов, расширенного анализа, отображения и представления данных. ESRI - единственный поставщик полноценных законченных программных решений для создания и поддержки больших информационных систем, предназначенных для работы с пространственной информацией. В качестве компонентов системы такого уровня могут использоваться:

Серверы пространственных данных:
Spatial Database Engine (SDE) - открытая среда управления пространственными данными, ядро корпоративной распределенной ГИС, как правило, вместе с внешней реляционной СУБД;
ARC/INFO с дополнительным модулем ArcStorm (менеджером пространственной базы данных с аналитическими функциями) и модулем ArcSDE (средства SDE в среде ARC/INFO).
Клиенты ГИС системы:
ArcView GIS - задачи географического (пространственного) отображения и анализа для хранилищ данных;
MapObjects - встраивание карт и функций ГИС в собственные приложения;
ARC/INFO - загрузка, просмотр и расширенный анализ данных SDE.

Картографические серверы Интранет:
MapObjects Internet Map Server - компоненты для публикации карт в Интранет/Интернет;
ArcView Internet Map Server - готовое средство для публикации карт в Интранет/Интернет.
ГИС в Интернет. Глобальное картографическое решение. ESRI предоставляет два стандартных решения задачи публикации карт в сети Интернет. MapObjects Internet Map Server обеспечивает технологические средства для доступа к базе данных ГИС через Интернет, разработки собственных приложений для создания карт по имеющимся в вашей организации данным, поддержки пространственных запросов к Web серверу с любого места в сети. ArcView Internet Map Server предоставляет в ваше распоряжение готовые средства для распространения картографических материалов через Интернет без необходимости дополнительного программирования. ArcExplorer - простое клиентское приложение, обеспечивающее просмотр данных, выставленных на Web сервере.

Картографические серверы Интернет:
MapObjects Internet Map Server
ArcView Internet Map Server
Приведенные выше рекомендации являются общими, то есть учитывают только стандартные задачи, стоящие практически перед всеми организациями. Для организаций, имеющих определенную направленность в своей работе, мы можем предложить дополнительные продукты, предназначенные для более узких, конкретных областей применения ГИС.
Так, например:
В создании ГИС организаций, связанных со строительством и содержанием инженерных коммуникаций (газовое и электрическое хозяйство, водопровод и т.п.), а также для телекоммуникационной индустрии рекомендуется использовать специализированный для решения свойственных им задач модуль ArcFM.
Для решения задач анализа и планирования деловой активности (так называемых бизнес задач) ESRI предлагает Business Analyst - специальный дополнительный модуль к ArcView GIS.
Организациям, занимающимся транспортными грузоперевозками или имеющим активные связи с партнерами (например, дилерскую сеть), существенную помощь могут оказать такие продукты как ArcLogistics Route, инструмент разработчика приложений для сетевых задач NetEngine, а также Network Analyst и Tracking Analyst (дополнительные модули ArcView GIS) и NETWORK - дополнительный модуль ARC/INFO.
В задачах, связанных с моделированием природной среды и урбанизированных ландшафтов, большим подспорьем будут дополнительные модули ArcView GIS, такие как Spatial Analyst, 3D Analyst и Image Analysis, а также TIN и GRID системы ARC/INFO.
Картпредприятия и другие организации, выпускающие много картографической продукции, могут заинтересовать пакет Maplex (автоматическое размещение подписей на картах); модуль ArcPress (под ArcView GIS и ARC/INFO) - программный растеризатор, обеспечивающий качественную распечатку твердых копий; система Cartographics Production System (CPS) от шведской фирмы T-Kartor - специализированное приложение для поддержки производства карт в промышленных масштабах, созданное на основе ARC/INFO.
Организации, базы данных которых содержат файлы в форматах САПР (.dxf, .dwg, .dgm), могут успешно их применять в ГИС, используя такие продукты как ArcCAD, ArcView GIS, ARC/INFO, а также дополнительный модуль CAD Client системы SDE.
Для работы с геодезическими данными специально предназначен дополнительный модуль COGO системы ARC/INFO. Он окажет существенную помощь при создании и поддержке земельных кадастров, составлении карт-основ для инженерных приложений.
Следует также упомянуть, что партнерами ESRI разработана масса приложений, которые основаны на предлагаемых этой компанией программных продуктах и обеспечивают дополнительные возможности решения разнообразных специфических задач. Перечень некоторых приложений и их краткое описание приведены на нашей Web странице (www.dataplus.ru).
Естественно, на практике все сложнее, чем в вышеприведенной качественной схеме. И окончательный выбор конкретных продуктов зависит от вашего опыта, пристрастий и задач на каждый из последовательных этапов работ, планируемых (скорее всего также поэтапных) вложений. Со своей стороны DATA+ всегда готова предоставить необходимые консультации по любым вопросам, касающимся ГИС технологии и ее внедрения, по подбору оптимальной (по возможностям и стоимости) для ваших задач конфигурации программных и аппаратных средств. Что из этого выйдет - зависит, главным образом, от Вас. Единственное, что можно гарантировать - продукты ESRI обладают достаточной функциональностью, чтобы успешно решить широкий спектр разномасштабных задач по вводу, структурированию, обработке, отображению, анализу, представлению и публикации геоданных в форме, наиболее удобной для их восприятия, понимания и распространения.

Некоторые замечания и соображения

Достаточно часто приобретение и создание ГИС системы на предприятии начинается с установки пакета ArcView GIS. Действительно, это современное многофункциональное, быстро развивающее программное средство, которое ESRI рассматривает в качестве одного из своих базовых продуктов. В этой настольной ГИС имеются все основные средства ввода, обработки, анализа и отображения данных, а также средства создания карт и вывода их на печать. Она включает функции создания нетопологических слоев электронной карты, привязки атрибутивной информации к картографическим объектам, обеспечивает связь с реляционными базами данных, выборку объектов по SQL и пространственным запросам, формирование и печать отчетной документации. То есть по сути реализуется одна из важнейших задач - перевод карт с бумажных носителей в электронную форму, связывание полученных цифровых данных с имеющейся фактографической информацией. И все это в базовом комплекте, в который к тому же включены и средства программирования и создания своих приложений в среде Avenue - напрямую и с использованием облегчающих программирование средств также входящего в базовый комплект модуля Dialog Designer. Все основные функции выполняются в рамках единого, достаточно удобного и знакомого интерфейса, имеется мощная система Справки, в версии 3.1 добавлены Мастера. В дополнение к базовому комплекту ArcView GIS имеется широкий спектр дополнительных модулей, способных решать сложные аналитические задачи, которые еще недавно были недоступной роскошью на обычных персональных компьютерах.
Казалось бы все отлично и этот продукт самодостаточен. Многие так видимо и считают, ограничиваясь приобретением ArcView GIS и не учитывая одно существенное, особенно для наших условий, обстоятельство.
Существо дела заключается в единственном слове "нетопологических". Однако из него вытекает одно неприятное следствие, типичное для большинства "настольных" ГИС продуктов от большинства разработчиков. Это следствие не столь важно для стран, по которым имеется большое число готовых качественных цифровых картографических материалов (упомянем кстати, что в новую версию ArcView GIS 3.1 к имевшимся ранее добавлен большой массив данных по большинству европейских стран). Как известно, на территорию стран СНГ таких данных, особенно детальных, пока явно недостаточно. То есть практически перед каждым пользователем ГИС на первом этапе работы встает задача ввода данных, или обновления имевшихся данных. Основной способ их получения - оцифровка бумажных карт и планов.
Однако во введенных с помощью ArcView GIS (так же как и других подобных ему программных продуктов) цифровых данных не поддерживаются топологические отношениями между объектами. Вследствие этого электронные карты, созданные с помощью этих продуктов, строго говоря не являются моделями и не могут напрямую использоваться при решении сложных аналитических задач.
Что же делать? Опытные пользователи, конечно, знают ответ. В неявном виде он содержится в первом предложении четвертого абзаца данной статьи. Процитируем сами себя: "ESRI - единственный в отрасли разработчик семейства программного ГИС обеспечения, которое может обеспечить решение любых относящихся к этой технологии задач". Это не голословное заявление, а всего лишь констатация реального положения дел. То, чего нельзя напрямую достичь, применяя один из продуктов предлагаемого набора, является главным достоинством другого. Пожалуй к основными достоинствам ArcView GIS относятся: простота работы с ним даже для неискушенного ("конечного") пользователя, возможность связывания с программами от других разработчиков, использование данных в разных форматах, расширяемость (наличие ряда готовых дополнительных модулей и средств создания любых новых модулей). Это много, но ведь это не все, чем обладает и что предлагает технология ГИС.
В то же время такие продукты для персонального компьютера как PC ARC/INFO, ArcCAD, DAK и, естественно, профессиональная ГИС ARC/INFO (хотя ее применение для задач ввода данных в большинстве ситуаций вряд ли рационально - она предназначена для решения более сложных задач) с успехом строят и поддерживают топологию. А полученные с их помощью корректные (топологические) данные можно либо преобразовать в шейп-файл (формат ArcView GIS), либо использовать напрямую. При этом в созданном шейп-файле топология будет изначально содержаться в "скрытом" виде. А введенные таким образом в ArcView данные можно с успехом использовать в широком спектре аналитических задач, не опасаясь за их корректность. Без топологии слой электронной карты представляет собой интересную динамически раскрашиваемую картинку, не более (но и не менее, это уже немало). Только построение топологии превращает картинку в модель, более или менее точную в зависимости от точности и объема лежащих в ее основе цифровых данных.
Возникает естественный вопрос: зачем же тогда в ArcView GIS, начиная с версии 3.0, добавлен специальный модуль оцифровки (в меню он называется Дигитайзер). А начиная с версии 3.1 оцифровка возможна и в автоматизированном "потоковом" режиме.
Если бы у ESRI, в отличии от многих других разработчиков ГИС продуктов, не было более приспособленных для процедуры ввода данных продуктов, то этот вопрос и не возник бы. Вы бы просто знали, что в данном продукте есть встроенные средства ввода данных с дигитайзера или с помощью мыши по карте на экране монитора. Но, поскольку Вы почти дочитали эту статью до конца, мы вынуждены "признаться" (впрочем мы этого никогда и не скрывали, в том числе и в статьях практически во всех номерах ARCREVIEW), что эту функцию ArcView рекомендуется применять преимущественно для редактирования уже имеющихся (желательно "корректных") данных. Либо, проводя оцифровку, следует достаточно ясно осознавать, что полученные таким способом данные имеют ограниченную сферу применения, а именно - там где топологическая корректность не имеет принципиального значения. А самодостаточных программ, по большому счету, вообще нет. Да это и не нужно, если существуют другие полностью совместимые между собой программные продукты, в которых ваши задачи можно решить быстрее, проще и с меньшими затратами.
В случае, когда без топологии не обойтись, в полученные с помощью ArcView GIS данные топология может быть (по меткому слову одного из наших коллег с Дальнего Востока, чья статья помещена в предыдущем номере ARCREVIEW) "наведена" с помощью стандартных для многих продуктов ESRI функций Clean и Build. И без этого этапа подготовки данных вряд ли рискнет обойтись ответственно относящийся к своей работе человек. И именно поэтому мы рекомендуем вместе с ArcView приобретать, например, пакет DAK (Data Automation Kit) - инструмент ввода данных с помощью дигитайзера с поддержкой их топологической корректности. Последовательность применения пакетов можно менять. Например, можно использовать простые и наглядные функции ArcView GIS для оцифровки карты, а потом провести построение и контроль топологии в DAK или другом пакете. Такая связка обеспечит оптимальный минимум продуктов для начала полноценной работы - первичного накопления электронной картографической информации и создания слоев электронных карт. В дальнейшем их можно будет использовать для решения аналитических задач, для создания многослойной электронной карты исследуемого региона и… Добавить можете сами, все дороги будут открыты, а их покрытие будет достаточно надежным, так как тело дороги сделано из надежного "топологического" материала.
Надеемся, что в следующих номерах ARCREVIEW тема "поступательного внедрения ГИС в массы" будет продолжена. Мы пока коснулись только ранних, но с нашей точки зрения очень важных, этапов этого длительного процесса. А следующие этапы - это, например, работа над крупным проектом; создание так называемой корпоративной ГИС; региональные ГИС и региональные кадастры; работа с ГИС, распределенной по сети и т.п. Создание таких ГИС - поэтапный творческий процесс. И в них, естественно, нужно включать дополнительные программные продукты с функциональными возможностями и, как это не прискорбно, стоимостью, которые соответствуют сложности решаемых задач. Такие задачи уже решались, решаются сейчас, или их планируют решать в ближайшем будущем люди из разных стран мира. Идеи, методы, подходы и темпы могут быть разными. Но в их основе лежат концепции, мысли и взгляды разработчиков базовых программных продуктов. В том числе и большого интернационального коллектива единомышленников из ESRI.