1.1 Анализ ситуации на современном рынке ГИС

Первые общедоступные, полнофункциональные ГИС, способные работать на привычных персональных компьютерах, появились сравнительно недавно - в 1994-м году, бурное развитие области ГИС следует связывать именно с ними. В 1995-м году, когда мировые лидеры геоинформатики (ESRI, Intergraph, Siemens и др.) обратили внимание на рынок геоинформационных систем, произошло резкое обострение конкуренции и качественный скачок в развитии программного обеспечения ГИС для персональных компьютеров. В результате картографическое представление информации сегодня возможно даже в широко распространенных офисных пакетах и электронных таблицах Excel, Lotus. Ожидается, что в ближайшие годы тематическая карта станет такой же привычной формой представления итогов деятельности любого предприятия, как сегодня уже стали всевозможные столбчатые и круговые диаграммы. Высокая конкуренция на рынке настольных приложений и борьба за массового потребителя вызвали значительное снижение цен и создание новых подклассов программного обеспечения, сводящих стартовые затраты к минимуму и делающих возможным плавное наращивание объемов проектов по мере готовности к этому заказчика [3].

Программное обеспечение является неотъемлемой составляющей геоинформационной системы. Оно включает в себя функции и инструменты, необходимые для управления, анализа и визуализации пространственной информации, а также управления ГИС в целом. Ключевыми компонентами программных продуктов являются [17]:

- система ввода и обработки географической информации;

- система управления данными;

- системы анализа, визуализации, а также системы пространственных и атрибутивных запросов;

- графический пользовательский интерфейс для легкого и удобного доступа к инструментам;

- встроенная среда разработки для создания программных приложений.

Можно выделить несколько классов программного обеспечения, различающегося по своим функциональным возможностям и технологическим этапам обработки информации [11]:

- инструментальные ГИС;

- ГИС-вьюверы;

- средства обработки данных дистанционного зондирования;

- векторизаторы растровых картографических изображений;

- средства пространственного моделирования;

- справочно-картографические системы.

Инструментальные ГИС - наиболее функционально полный класс программного обеспечения. Они могут быть предназначены для самых разнообразных задач: для организации ввода информации, ее хранения, отработки сложных информационных запросов, решения пространственных аналитических задач, построения производных карт и схем, и для подготовки к выводу на твердый носитель оригинал-макетов картографической и схематической продукции. Все это реализуется при помощи встроенного универсального инструментария или с помощью специальных языков для разработки приложений. Как правило, инструментальные ГИС поддерживают работу как с растровыми, так и с векторными изображениями, имеют встроенную базу данных для цифровой основы и атрибутивной информации или поддерживают для хранения атрибутивной информации одну из распространенных баз данных: Paradox, Access, Oracle и др.

ГИС-вьюверы - это программные продукты, обеспечивающие пользование созданными с помощью инструментальных ГИС базами данных. Как правило, ГИС-вьюверы предоставляют пользователю крайне ограниченные возможности пополнения баз данных. Во все ГИС-вьюверы включается инструментарий запросов к базам данных, которые выполняют операции позицирования и зуммирования картографических изображений. Естественно, вьюверы всегда входят составной частью в средние и крупные проекты, позволяя сэкономить затраты на создание части рабочих мест, не наделенных правами пополнения базы данных.

Справочные картографические системы сочетают в себе хранение и большинство возможных видов визуализации пространственно распределенной информации, содержат механизмы запросов по картографической и атрибутивной информации, но при этом существенно ограничивают возможности пользователя по дополнению встроенных баз данных.

Векторизаторы растровых картографических изображений предназначены для ввода картографической основы. Они применяются при обработке отсканированных растровых картографических изображений. Эти пакеты, как правило, снабжаются инструментарием автоматического или полуавтоматического распознавания картографических условных обозначений и способствуют увеличению точности и производительности труда при вводе цифровой основы.

Средства пространственного моделирования предназначены для создания моделей пространственно распределенных параметров (рельефа, зон экологического загрязнения, участков затопления при строительстве плотин и другие). Они опираются на средства работы с матричными данными и снабжаются развитыми средствами визуализации. Типичным является наличие инструментария, позволяющего проводить самые разнообразные вычисления над пространственными данными (сложение, умножение, вычисление производных и другие операции).

Специальные средства обработки и дешифрирования данных зондирований земли включают в себя пакеты обработки изображений, снабженные в зависимости от цены различным математическим аппаратом, позволяющим проводить операции со сканированными или записанными в цифровой форме снимками поверхности земли. Это довольно широкий набор операций, начиная со всех видов коррекций (оптической, геометрической) через географическую привязку снимков вплоть до обработки стереопар с выдачей результата в виде актуализированного топоплана.

Кроме упомянутых классов также существуют разнообразные программные средства, манипулирующие с пространственной информацией. Это такие продукты, как средства обработки полевых геодезических наблюдений, средства навигации и программное обеспечение для решения еще более узких предметных задач (изыскания, экология, гидрогеология и др.).

Среди большого множества компаний занимающихся разработкой программного обеспечения ГИС выделяются такие компании, как ESRI и Intergraph. Доля продаж ESRI на 2009 год составила 30%, а Intergraph - 14% [32]. Общий график продаж основных компаний представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Доходы ГИС-поставщиков в 2009 году

ESRI была основана в 1969 г. Джеком и Лорой Данжермонд. Уже в течение более 30 лет компания является ведущим разработчиком программного обеспечения ГИС и имеет более 300,000 клиентов во всем мире [28].

ArcInfo - это ведущий программный продукт ESRI. Он является высокоуровневой ГИС-системой с полным набором средств геообработки, включая сбор данных (растровый и векторный формат), их интеграцию, хранение, автоматическую обработку, редактирование, создание и поддержку топологии, пространственный анализ, работу с регулярной и нерегулярной моделями, связь с SQL DBMS, прямое взаимодействие с SDE, визуализацию и создание твердых копий любой картографической информации. К базовому пакету системы ArcInfo можно дополнительно приобрести ряд модулей расширения, предоставляющих пользователям много новых возможностей работы с геоданными [3].

ArcView - наиболее быстро развивающийся, простой в обучении и работе продукт, предоставляющий конечному пользователю средства выбора и просмотра наборов разнообразных геоданных, их редактирования, создания макетов карт с легендами, графиками и диаграммами, связывания объектов карты с атрибутивной информацией в режиме hot links, адресного геокодирования, использования растровых изображений, распечатки картографических материалов [3].

GeoMedia компании Intergraph - это и ГИС-технология, и семейство ГИС-продуктов. Технология GeoMedia является архитектурой ГИС нового поколения, позволяющая работать напрямую без импорта/экспорта одновременно с множеством пространственных данных в различных форматах. Это достигается применением специальных компонентов доступа к данным - Intergraph GeoMedia Data Server. На сегодняшний день пользователям GeoMedia доступны компоненты для всех основных индустриальных форматов хранилищ цифровых картографических данных, включая растровые, табличные и мультимедийные данные. При этом пользователи могут разработать собственный GeoMedia Data Server на основе шаблона для произвольного формата. Компоненты Intergraph GeoMedia Data Server позволяют на одной карте увидеть и одновременно проанализировать данные из произвольного количества источников, хранящихся в разных форматах, системах координат, имеющие различную точность. Такой подход позволяет сохранить инвестиции в уже существующие ГИС-решения, одновременно с этим перейдя на новый уровень интеграции информационных ресурсов предприятия. Семейство продуктов GeoMedia включает две базовые линейки продуктов - настольные и серверные, плюс дополнительные прикладные модули [15].

Autodesk Map - высокоточное программное обеспечение для создания цифровых карт и осуществления геоинформационного анализа. Работает на базе векторно-растровой графики AutoCAD, но в дополнение ко всем функциональным возможностям и преимуществам, присущим AutoCAD, предоставляет мощные и эффективные средства, направленные на их специфические потребности. Содержит все необходимые средства и эффективные функции для изготовления картографической основы и обработки географической информации. Поддерживает любые графические форматы, осуществляет экспорт данных во все популярные программы обработки географической информации. Обеспечивает мгновенное получение дополнительных данных для геоинформационного проекта через сеть [3].

MapInfo Professional - географическая информационная система, предназначенная для сбора, хранения, отображения, редактирования и анализа пространственных данных. Первая версия ГИС MapInfo Professional была разработана в 1987 году компанией MapInfo Corp., и быстро стала одной из самых популярных ГИС в мире. Сейчас MapInfo Professional используется в 130 странах мира, переведена на 20 языков, включая русский, и установлена в десятках тысяч организаций. В России благодаря простоте освоения, богатым функциональным возможностям и умеренной стоимости MapInfo Professional стала самой массовой геоинформационной системой. В MapInfo имеется множество способов создания тематических карт: картограммы, круговые и столбчатые гистограммы, градуированные символы, плотность точек, отдельные значения, непрерывная поверхность, карта-призма, карта изолиний и т.д. В поставку MapInfo включено большое количество наборов условных обозначений и редактор стилей линий. С русской версией поставляется дополнительный набор условных знаков для различных масштабов, принятых в России и утвержденных ГОСТом [35].

Компания GTX является ведущим мировым разработчиком систем векторизации. Программное обеспечение GTX для векторизации включает две серии - одна для работы в качестве приложений к популярнейшей системе AutoCAD компании Autodesk (серия GTX Raster CAD), вторая в качестве самостоятельных программ (серия GTX Image CAD). Системы GTX обеспечивают прямую связь со сканером, автоматическое понижение цветности, очистку, восстановление и редактирование растра, растровые автопривязки, интеллектуальный выбор растровых объектов, преобразования растр-вектор (r2v) и вектор-растр (v2r), распознавание текста практически с любых исходных материалов (отсканированные чертежи и синьки, результаты аэрофотосъемки, карандашные наброски) [3].

Профессиональная ГИС Карта 2011 - универсальная геоинформационная система, имеющая средства создания и редактирования электронных карт, выполнения различных измерений и расчетов, оверлейных операций, построения 3D моделей, обработки растровых данных, средства подготовки графических документов в электронном и печатном виде, а также инструментальные средства для работы с базами данных. Имеет развитые средства редактирования векторных и растровых карт местности и нанесения прикладной графической информации на карту. Поддерживает несколько десятков различных проекций карт и систем координат, включая системы 42 года, ПЗ-90, WGS-84 и другие. Поддерживает весь масштабный ряд - от поэтажного плана до космонавигационной карты Земли. Объем одной векторной карты может занимать несколько терабайт [24].

ГИС ИнГЕО представляет собой комплекс программных продуктов, позволяющий формировать векторные топографические планы, с корректной топологической структурой, по результатам инвентаризации земель, топографическим планам населенных пунктов, генеральным планам предприятий, схемам инженерных сетей и коммуникаций, и т.п. Открытая архитектура ГИС ИнГЕО позволяет расширять ее функциональные возможности для конкретного заказчика, разрабатывать информационные системы, с использованием геоинформационных технологий, подключать компоненты ИнГЕО к уже существующим системам, организовывать доступ к картографическим данным через сеть Интернет [18].

ТопоКад - программа для работы с цифровыми моделями местности и топографическими планами, разработанная компанией ГеоКад. Программа ТопоКад является начальным звеном сквозной технологической линии ГИС. После посадки растра на координаты (например, с помощью Raster Transformer) ТопоКад может использоваться в AutoCAD, позволяющем работать с растровой подложкой, или совместно с программами векторизации, работающими в среде AutoCAD [3].