- •Основи геоінформатики
- •7.1. Загальна характеристика
- •9.1. Загальна характеристика
- •Передмова
- •Частина і. Геоінформаційні технології в сучасному світі Розділ 1. Геоінформаційні технології в сучасному світі
- •1.1. Інформатика і геоінформатика
- •1.2. Визначення гіс. Відмінність гіс від інших інформаційних систем
- •1.3. Історія розвитку геоінформаційних технологій
- •1.4. Функції й галузі застосування гіс і геоінформаційних технологій
- •1.5. Геоінформатика, геоінформаційні технології і географія
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 2. Апаратне забезпечення геоінформаційних систем і технологій
- •2.1. Загальна характеристика апаратного забезпечення гіс
- •2.2. Комп'ютер як складова частина гіс
- •2.2.1. Класифікація комп'ютерів
- •2.2.2. Складові частини пк та їх характеристики
- •2.3. Пристрої збору і введення інформації
- •2.4. Пристрої візуалізації і подання даних
- •2.5. Тенденції розвитку апаратного забезпечення
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Частина II. Основи геоінформаційних технологій Розділ 3. Атрибутивна інформація в гіс
- •3.1. Способи подання атрибутивних даних
- •3.2. Бази даних як подання об'єктів реального світу
- •3.3. Моделі даних
- •3.3.1. Ієрархічна модель даних
- •3.3.2. Мережна модель даних
- •3.3.3. Реляційна модель даних
- •3.3.4. Об'єктно-орієнтована модель даних
- •3.4. Функціонування баз даних
- •3.5. Керування даними в гіс
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 4. Методи формалізації просторово-розподіленої і інформації
- •4.1. Просторова інформація в гіс
- •4.2. Растрове подання просторових даних
- •4.2.1. Загальна характеристика
- •4.2.2. Ієрархічні растрові структури
- •4.2.3. Стиснення растрових даних
- •4.3. Векторне подання метричних даних
- •4.3.1. Точкова полігональна структура
- •4.3.2. Dime-структура
- •4.3.3. Структури «дуга-вузол»
- •4.3.4. Геореляційна структура
- •4.4. Вибір способу формалізації і перетворення структур даних
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 5. Технології введення просторових даних
- •5.1. Введення даних у гіс
- •5.2. Джерела вхідних даних для гіс
- •5.2.1. Картографічні матеріали
- •5.2.2. Дані дистанційного зондування Землі
- •5.2.3. Дані електронних геодезичних приладів
- •5.2.4. Джерела атрибутивних даних
- •5.3. Технології цифрування вхідних даних
- •5.3.1. Автоматизоване введення даних
- •5.3.1.1. Сканування
- •5.3.1.2. Векторизування
- •5.3.1.3. Геокодування
- •5.3.2. Ручне введення даних. Апаратне та екранне дигітизування
- •5.3.2.1. Апаратне дигітизування
- •5.3.2.2. Екранне дигітизування
- •5.3.2.3. Автозахоплення і автотрасування
- •5.3.2.4. Редагування існуючих картографічних об'єктів
- •5.3.2.5. Введення і редагування з використанням існуючих графічних об'єктів
- •5.3.2.6. Групове редагування
- •5.4. Контроль якості створення цифрових карт
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 6. Подання інформації в гіс
- •6.1. Візуалізація інформації в гіс
- •6.2. Методи і технології візуалізації інформації в гіс
- •6.2.1. Подання картографічних шарів
- •6.2.2. Подання екранних видів (вікон)
- •6.2.3. Подання векторних об'єктів
- •6.2.4. Подання поверхонь і растрових карт
- •6.3. Тематичне картографування. Картодіаграми
- •6.3.1. Ранжовані діапазони
- •6.3.2. Стовпчасті та кругові діаграми
- •6.3.3. Ранжовані символи
- •6.3.4. Точки із заданими вагами
- •6.3.5. Індивідуальні значення
- •6.3.6. Легенди тематичних карт і картодіаграм
- •6.4. Карти як результат і засіб візуалізації
- •6.5. Програмні і технічні засоби візуалізаиії картографічної інформації
- •6.5.1. Електронні атласи
- •6.5.3. Системи автоматизованого картографування
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Частина ііі. Геоінформаційні технології просторового аналізу і моделювання Розділ 7. Аналітичні можливості сучасних інструментальних гіс
- •7.1. Загальна характеристика
- •7.2. Картометричні операції
- •7.3. Операції вибору
- •7.3.1. Запити за місцем розташування
- •7.3.2. Запити за атрибутами
- •7.4. Рекласифікація
- •7.5. Картографічна алгебра
- •7.5.1. Локальні операції
- •7.5.2. Операції сусідства
- •7.5.3. Зональні операції
- •7.5.4. Глобальні операції
- •7.6. Статистичний аналіз
- •7.7. Просторовий аналіз
- •7.7.1. Побудова буферів
- •7.7.2. Аналіз географічного збігу і включення
- •7.7.3. Аналіз близькості
- •7.7.4. Зонування території за допомогою полігонів Тиссена-Вороного
- •7.8. Оверлейний аналіз
- •7.9. Аналіз рельєфу
- •7.9.1. Цифрові моделі рельєфу та їх побудова
- •7.9.2. Аналіз рельєфу з використанням цифрових моделей рельєфу
- •7.9.3. Аналіз гідрографічної мережі
- •7.9.4. Пакет «Рельєф-процесор»
- •7.10. Мережний аналіз
- •7.10.1. Географічні мережі
- •7.10.2. Мережний аналіз
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 8. Геостатистичний аналіз і моделювання
- •8.1. Геостатистичне моделювання
- •8.2. Просторова інтерполяція
- •8.3. Детерміновані методи просторової інформації
- •8.3.1. Глобальні методи інтерполяції
- •8.3.2. Локально-детерміновані методи інтерполяції
- •8.4.Локально-стохастичні методи просторової інтерполяції і геостатистичне моделювання
- •8.4.1. Принципи геостатистичного моделювання
- •8.4.2. Побудова і оптимізація варіограмної моделі
- •8.4.3. Моделювання поверхонь та їх оцінка
- •8.4.4. Різновиди локально-стохастичної інтерполяції
- •8.5. Вибір методу інтерполяції
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Частина IV. Програмні засоби і геоінформаційні системи Розділ 9. Програмні засоби для роботи з просторовими даними
- •9.1. Загальна характеристика
- •9.2. Програмні засоби гіс
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 10. Комерційні гіс-пакети
- •10.1. Програмне гіс-забезпечення компанії esri (сша)
- •10.1.1. Сімейство програмних пакетів ArcGis
- •10.1.2. Настільні інструментальні гіс-сімейства ArcGis
- •10.1.2.1. Загальна характеристика
- •10.1.2.2. Пакет ArcView
- •10.1.2.3. Система ArcInfo
- •10.2. Програмні гіс-пакети фірми Intergraph
- •10.2.1. Багатогалузеве модульне середовише гіс — mge
- •10.2.2. Сімейство пакетів GeoMedia/GeoMedia Professional
- •10.3. Сімейство програмних продуктів фірми Bentley Systems
- •10.3.1. Пакет MicroStation
- •10.3.2. Основні додатки на базі MicroStation
- •10.4. Програмні продукти компанії Autodesk
- •10.5. Програмні пакети GeoniCs
- •10.7. Пакет гіс і обробки просторової інформації іdrisi
- •10.8. Пакет pcRaster
- •10.9. Пакет GeoDraw/GeoGraph
- •10.10. Програма створення і оновлення цифрових карт Digitals
- •10.11. Тенденції розвитку програмного гіс-забезпечення
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 11. Сучасні геоінформаційні системи
- •11.1. Класифікація сучасних гіс
- •11.2. Великі гіс-проекти
- •11.2.1. Електронний атлас України
- •11.2.2. Глобальні геоінформаиійні системи
- •11.3. Технології «клієнт-сервер» і Internet-технології в гіс
- •11.3.1. Розподілені бази даних
- •11.3.2. Internet-сервіси і гіс
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Післямова
- •Словник термінів
- •Словник абревіатур
- •Використана література
- •Рекомендована література Основна
- •Додаткова
11.3. Технології «клієнт-сервер» і Internet-технології в гіс
11.3.1. Розподілені бази даних
У наш час усе більша частина світової інформації, у тому числі і просторово-розподіленої, зберігається в цифровому вигляді в різних базах даних. Частина таких баз даних є відомчою, доступ до них має обмежена кількість співробітників, інша частина поставляє інформацію на комерційній основі або на умовах вільного поширення. Збереження інформації забезпечують тисячі і десятки тисяч серверів баз даних, обладнаних засобами віддаленого доступу на основі провідних або бездротових комунікаційних мереж. Такий набір розміщених у різних географічних пунктах сховищ інформації, об'єднаних лініями зв'язку, називається розподіленою базою даних.
Здатність працювати в системі розподілених баз даних у наш час є однією з найважливіших властивостей програмного ГІС-продукту. Сучасні комерційні програмні ГІС-пакети здатні обробляти дані, розподілені на безлічі баз даних, керування якими здійснюють різні СКБД, що працюють на численних апаратних платформах з різними операційними системами, об'єднаними комунікаційними мережами. Обробка даних здійснюється таким чином, що для користувача керування віддаленою базою даних логічно не відрізняється від керування локальною базою даних. Робота з віддаленою базою даних здійснюється шляхом відправлення користувачем оформленого за певними правилами запиту. Обробка запиту здійснюється на сервері бази даних, у цьому випадку запит користувача є клієнтом, що обслуговується сервером, точніше — СКБД сервера бази даних. Сервер має обслуговувати кілька запитів одночасно (пікові навантаження можуть складати до декількох тисяч одночасних звернень). У свою чергу, клієнт може одночасно звертатися до кількох серверів.
Використання на серверах баз даних різних типів СКБД визначило розроблення універсальної мови для побудови запитів. Сьогодні універсальною мовою спілкування різних СКБД є SQL — Structured Question Language (мова структурованих запитів). Ця мова постійно розвивається, включаючи в себе всі нові засоби роботи з базами даних. Найбільш відомі стандарти — ANSI SQL'89 і SQL'92. Засоби мови SQL включають оператори для з'єднань з базою даних, відкриття і сортування реляційних таблиць з даними, вибірки потрібних записів за різними критеріями, створення звітних форм шляхом злиття різних таблиць і ін. Написання текстів запитів мовою SQL потребує певних навичок програмування, тому до складу програмних продуктів звичайно включені спеціальні утиліти, що допомагають недосвідченому користувачу конструювати SQL-запити, звертаючись до списків готових елементів у процесі діалогу.
Побудова баз даних ГІС здійснюється за допомогою програмних засобів, вбудованих або інтегрованих у комерційні СКБД. Найбільш поширені комерційні СКБД Oracle, Informix, Microsoft SQL Server, IBM DB2, Sybase та ін. Обмін запитами різних оболонок СКБД здійснюється за допомогою шлюзів — спеціальних програм, що дозволяє СКБД сервера «розуміти» протокол відправлення іншої СКБД. Між провідними виробниками комерційних продуктів СКБД досягнуто згоди про взаємний обмін програмами-шлюзами.
Програмні оболонки більшості комерційних пакетів обладнані кількома шлюзами, що дозволяє спілкуватися з різними типами СКБД, звичайно організується спеціальна сервісна служба — Менеджер баз даних (DBMS).
Для створення розподілених баз даних, у структуру яких може входити кілька десятків робочих місць з різною конфігурацією апаратних і програмних засобів, багато фірм-розробників програмного забезпечення ГІС створює спеціалізовані програмні модулі. Наприклад, фірма ESRI розробила модуль ArcSDE (Spatial Database Engine), який дозволяє зовнішнім користувачам працювати з просторовими базами даних ArcGIS, а так само іншим модулям ArcGIS працювати із зовнішніми базами даних. SDE забезпечує сучасні функції створення розподілених баз даних, підтримки різних моделей просторових даних, просторового пошуку, перевірки просторової геометрії (наприклад, межі сусідніх полігонів повинні збігатися), завдання картографічних проекцій, швидкого завантаження картографічних баз даних і звітів, засобів адміністрування систем «клієнт-сервер». Клієнти і сервери можуть взаємодіяти в рамках локальної або розподіленої мережі, а так само в Internet/Intranet мережах через протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Важливою частиною SDE є Менеджер ліцензій. Для роботи зі спеціалізованими просторовими базами даних ESRI (shape-файли, покриття, map libraries, віртуальні шари ArcStorm) застосовується модуль ArcSDE for Coverages.
За допомогою інтерфейсу ArcSDE менеджер бази даних може створювати різні схеми доступу різних користувачів до різних наборів даних, створювати і зв'язувати нові класи об'єктів у базах даних з використанням бібліотек ArcObjects. Для побудови запитів використовуються мови високого рівня — С чи Java. Для користувача доступні стандартні додатки, що можуть використовуватися як клієнті у віддалених базах даних: ArcIMS, ArcView GIS 3.x, Map Objects, ArcSDE CAD Client, ArcInfo Workstation.
Для роботи в групах розроблений ArcStorm (Arc Storage Manager) — спеціальний модуль, інтегрований у DBMS сімейства програмних продуктів ESRI. Цей модуль дозволяє працювати з базами даних покрить і табличних баз даних одночасно кільком користувачам, забезпечуючи їхню коректну взаємодію при створенні, редагуванні або видаленні окремих блоків даних шляхом створення віртуальних картографічних шарів.
Використовуючи технології «клієнт - сервер», можна будувати прикладні ГІС різної архітектури, що включають як картографічні, так і некартографічні сервіси, використовуючи для окремих робочих місць більш прості і дешеві СКБД. Користувачі звичайних СКБД мають можливість звертатися до ГІС для виконання визначених певних розрахунків, результати яких можна подати в табличному вигляді. У свою чергу, користувачі ГІС можуть звертатися за додатковою інформацією до «некартографічних» систем, яку можна оформити у вигляді карти, проаналізувати та ін. У рамках спілкування ГІС з іншими інформаційними системами функціонують різні сервіси, наприклад, розрахунок відстаней і часу руху транспортних засобів, на основі чого складається розклад руху пасажирських рейсів, планується доставка вантажів та ін.