Oprogramowanie open source



Pobieranie 325,24 Kb.
Data02.12.2017
Rozmiar325,24 Kb.



MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA OPROGRAMOWANIA TYPU OPEN SOURCE W SYSTEMACH INFORMACJI PRZESTRZENNEJ

Streszczenie

W pracy przedstawiono obecny stan rozwoju wolnego oprogramowania w dziedzinie Systemów Informacji Przestrzennej. Na przykładzie wybranych pakietów oprogramowania zaprezentowano obecne możliwości tej klasy rozwiązań oraz wskazano na możliwości ich upowszechnienia w praktycznych zastosowaniach.



Summary



In this paper, the present condition of Open Source software development in area of Geographic Information Systems are described. The example of applications possibility and universalization in practice use selected main Open GIS software solution are presented.


1. Wprowadzenie

Szybki i dynamiczny rozwój technologii Systemów Informacji Przestrzennej – SIP (ang. GIS, Geographic Information Systems), wsparty postępem w dziedzinie nauk geograficznych związany został dodatkowo z upowszechnieniem technologii komputerowych, w tym także technologii Open Source. Oprogramowanie Open Source wspierane jest przez międzynarodowe organizacje takie jak International Organization for Standardization (ISO) [1] oraz Open GIS Consortium, Inc. (OGC) [2]. Kontrolują one oraz koordynują działania w dziedzinie wolnego oprogramowania.

W wczesnym etapie rozwoju oprogramowanie SIP tworzono pod kątem konkretnych zastosowań wojskowych oraz naukowych. Wiodącą rolę na rynku oprogramowania SIP od samego początku pełnią firmy ESRI (Environmental Systems Research Institute) [3] oraz Integraph [4]. W miarę upływu czasu technologie SIP-u rozwinęły się z sztywno połączonych systemów do postaci zintegrowanych pakietów oprogramowania Współczesne oprogramowanie SIP to z reguły pakiety wielofunkcyjne, umożliwiające realizowanie specjalistycznych systemów w większości dziedzin. Prowadzone obecnie badania oraz prace przez producentów oprogramowania oraz organizacji rządowych i pozarządowych związanych z technologią SIP zmierzają w kierunku ustanowienia przejrzystych standardów zarządzania danymi przestrzennymi, ich wymiany i komunikacji systemów z użytkownikiem.

Idea oprogramowania Open Source zyskuje coraz bardziej na znaczeniu, i wszystko wskazuje na to, że w najbliższym czasie będziemy świadkami dalszego jego rozwoju. Dotychczas tego typu oprogramowanie rozwijało się w środowisku wykorzystującym Internet jako medium. Obecnie, wolne oprogramowanie wchodzi do świata komercyjnego, zmieniając panujące tam reguły. Źródłem kompleksowych informacji o dostępnym oprogramowaniu Open Source w dziedzinie Systemów Informacji przestrzennej mogą być materiały zawarte na stronie [5][6].



2. Wymagania stawiane w stosunku do oprogramowania SIP


Systemy SIP, podobnie jak każda baza danych pozwalają na uporządkowanie, ujednolicenie i usystematyzowanie danych. Dodając informacje o lokalizacji, umożliwiają wizualizację informacji na mapie. System komend ułatwia zarządzanie, przetwarzanie i analizowanie danych tak, aby produkt finalny spełniał oczekiwania użytkownika, a co najważniejsze: odpowiadał na postawione zapytania. Rozdzielenie informacji na warstwy tematyczne stwarza dogodne warunki do czerpania tylko tych danych, które są aktualnie potrzebne. SIP to system otwarty, tj. raz wprowadzone dane można ciągle aktualizować, a cały system rozbudowywać.

Stąd też podając wymagania w stosunku do oprogramowania SIP należy uwzględnić następujące elementy składowe budujące całość funkcjonalną oprogramowania:


  • bazy danych obsługujące różnego typu dane, w tym dane przestrzenne oraz czasowe regionów, obiektów geograficznych itp.

  • system zarządzania bazą danych (DBMS – Data Base Management System) zapewniający oraz optymalizujący dostęp systemu oraz użytkownika do danych wraz z ich tworzeniem i modyfikacją.

  • system graficzny zapewniający odpowiedni interfejs użytkownika

  • system mapowania obiektów z bazy danych w odpowiednich współrzędnych tworzonych map

  • systemy analityczne operujące na danych bazodanowych w dziedzinie zapytań przestrzennych i czasowych, analiza statystycznych oraz określaniu występujących trendów

  • systemy zapewniające łączenie danych graficznych z danymi SIP, ocenę poprawności różnych zbiorów danych SIP.

Ponadto oprogramowanie SIP powinno zapewniać:


W obecnej chwili obserwuje się dostępność dużej ilości różnorodnego oprogramowania typu SIP na rynku komputerowym. Pozwala to na zakup programu odpowiedniego do rozwiązania określonego problemu, za określoną cenę. Możliwość wyboru staje się słabością SIP w momencie konieczności transformacji danych między programami. Systemy informatyczne, tak jak SIP, dla prawidłowego i efektywnego funkcjonowania powinny być projektowane i budowane w oparciu o powszechnie zaakceptowane standardy.

W ostatnich latach międzynarodowe środowiska zajmujące się geoinformacją włożyły wiele wysiłku ustalenie standardów wymiany danych i w efekcie powstały powszechnie zaakceptowane międzynarodowe normy ISO i specyfikacje Open GIS dające podstawę do projektowania i budowy nowych systemów geoinformacyjnych wykorzystujących w pełni możliwości dzisiejszej informatyki i do modernizacji systemów już istniejących. Standardy Open GIS dotyczą przede wszystkim interoperacyjnego przetwarzania danych geoprzestrzennych. Pod pojęciem przetwarzanie interoperacyjne rozumie się w tym przypadku współdziałanie dwóch (lub wielu) systemów (lub podsystemów) w celu wspólnego przetwarzania danych geoprzestrzennych.

Z wykorzystaniem oprogramowania typu Open Source wiąże się szereg korzyści, płynących zarówno z dostępności kodu jak i możliwości jego modyfikowania bez konieczności ponoszenia dodatkowych kosztów. Poniżej przedstawiono podstawowe zalety związane z tworzeniem własnych rozwiązań typu Open Source:




  1. Możliwość swobodnego dostępu do kodu źródłowego

  2. Projektowanie i implementacja wysoce specjalizowanych aplikacji spełniających konkretne potrzeby użytkownika

  3. Wymagania końcowego użytkownika stanowią priorytet twórców oprogramowania

  4. Brak opłat licencyjnych

  5. Interoperacyjność, wykorzystanie specyfikacji Open Source

  6. Możliwość aktywnego działania przez użytkowników poprzez grupy dyskusyjne

  7. Dostępność wielu zasobów

Słabymi stronami oprogramowania typu Open Source jest ciągły proces projektowania i implementacji, prowadzący do sytuacji, w której poszczególne wersje nie są dobrze udokumentowane i niejednokrotnie trudne w obsłudze.



3. Oprogramowanie typu Open Source w SIP

Pełne zestawienie dostępnego oprogramowania Open Source w dziedzinie SIP znajduje się na stronie Open Source GIS [6]. Opublikowane materiały zawierają szczegółowe informacje o wszystkich najważniejszych projektach Open Source w ramach Systemów Informacji Przestrzennej. W niniejszej publikacji zostaną przedstawione mające największe znaczenie, zdaniem autorów, pakiety oprogramowania:


- oprogramowanie GRASS

- oprogramowanie PostGIS

- MapServer

- biblioteka PROJ

- Biblioteka GDAL

- pakiet VisualBasic GIS

- oprogramowanie TerraView

- narzędzia GMT

- oprogramowanie OpenMap

- oprogramowanie PDFMap

- oprogramowanie Vis5D

- projekt GeoServer

- projekt Virtual Terrain Project
Kryterium wyboru powyższych programów oraz bibliotek stanowi ich funkcjonalność oraz przydatność do konkretnych zastosowań w obszarze Systemów Informacji Przestrzennej.

3.1 Oprogramowanie GRASS

Pakiet GRASS (Geographic Resources Analysis Support System) [7] jest darmowym oprogramowaniem rozpowszechnianym w ramach licencji General Public License (GPL).

W początkowym okresie rozwoju system GRASS został utworzony jako narzędzie do zarządzania zagospodarowywaniem terenów i planowania rozwoju środowiska. W dalszym etapie rozwoju oprogramowanie przekształciło się w wysokowydajne narzędzie z szeregiem zastosowań w różnych dziedzinach naukowo-badawczych.

Oprogramowanie GRASS stanowi rastrowy i wektorowy system informacji przestrzennej SIP, system przetwarzania obrazów oraz system tworzenia grafiki. Omawiany system zawiera ponad 350 programów i narzędzi do wyświetlania map i obrazów na ekranie monitora, manipulowania danymi rastrowymi i wektorowymi, przetwarzania wielospektralnych danych obrazów, oraz tworzenia, zarządzania i przechowywania danych przestrzennych.



Pakiet GRASS wykorzystuje intuicyjny interfejs okienek jak i składnię linii poleceń w celu ułatwienie wykonywania poleceń. Może współpracować z komercyjnymi drukarkami, ploterami, digimetrami i bazami danych przy tworzeniu nowych danych jak i przy zarządzaniu istniejącymi danymi. Umożliwia także pracę grupową poprzez wykorzystanie tzw. zbiorów LOCATION/MAPSET, które mogą zostać umieszczone w NFS (Network File System). W przypadku umieszczenia katalogów LOCATION z odpowiednimi danymi MAPSET na centralnym serwerze, możliwa jest praca grupowa nad tym samym projektem bazodanowym. Poniższy rysunek 1.1 przedstawia typowe środowisko programu GRASS:

Rysunek 1.1 Środowisko graficzne pakietu GRASS


Podczas praktycznego wykorzystania oprogramowania SIP niezmiernie istotna jest możliwość posługiwania się różnymi formatami danych. Oprogramowanie GRASS obsługuje następujące formaty danych:




  • 2D dane rastrowe

  • 3D dane rastrowe (woksele)

  • topologiczne dane wektorowe (2D, obecnie rozszerzane na 3D)

  • dane punktowe


Dane rastrowe
Pakiet GRASS obsługuje następujące formaty danych: ASCII, ARC/GRID, E00, GIFF, GMT, TIF, PNG, ERDAS LAN, Vis5D, SURFER (.grd). Wykorzystanie biblioteki GDAL zapewnia odczyt dodatkowych formatów: CEOS (SAR, LANDSAT7 itp.)
Dane wektorowe
W kategorii danych wektorowych obsługiwane są formaty ASCII, ARC/INFO, ARC/INFO E00, ArcView Shape (z korekcją topologii), BIL, DLG, DXF, DXF3D, GMT, GPS-ASCII, USGS-DEM, IRDISI, MOSS, MapInfo, MIF, Niger, VRML.
W skład oprogramowania GRASS wchodzą następujące moduły:


  • display, zajmujący się wyświetlaniem prezentowanej zawartości

  • bibliotekę obsługującą bitmapy,

  • btree, obsługa drzew binarnych

  • coorcnv, obsługa współrzędnych oraz ich konwersji

  • biblioteka czasu / dat

  • dbmi, programy obsługi interfejsów zarządzania bazami danych

  • dig_atts, zapis i odczyt plików atrybutów

  • digitizer, biblioteka obsługi digimetrów

  • display, sterowniki CELL

  • dlg, obsługa plików dlg

  • dspf, biblioteka obsługująca wyświetlanie plików d3d

  • g3d, biblioteka rastrowa g3d

  • geom, obliczenia geometryczne

  • gis, moduł główny oprogramowania GRASS

  • gmath, podstawowe funkcje matematyczne

  • image3, dodatkowa biblioteka graficzna

  • libimage, SG3d/Iris, SGI RGB format

  • linkm, zarządca pamięci

  • lock, mechanizm blokady monitorów i plików

  • ogsf, implementacja biblioteki gsurf (wymagana przez NVIZ)

  • proj, biblioteka PROJ rzutowania

  • raster, biblioteka obsługi formatów rastrowych GRASS

  • vect32, biblioteka wektorowa GRASS

  • pakiet R

Na uwagę zasługuje Pakiet R obsługujący analizy statystyczne. Pakiet R jako ogólnodostępne środowisko programowe umożliwia wykonywanie analiz statystycznych zapewniające szereg funkcji i technik modelowania liniowego i nieliniowego, testów statystycznych, analiz szeregów czasowych itp.


Zakres możliwych zastosowań pakietu GRASS jest bardzo szeroki. Podstawowymi dziedzinami zastosowań pakietu GRASS są podane poniżej kategorie.
1. Monitorowanie środowiska
2. Geologia
3. Modele matematyczne
4. LIDAR (Light Detection and Ranging)
5. Badanie promieniowanie słonecznego
6. Modele klimatyczne i atmosferyczne
7. Mapowanie obszarów z ryzykiem obsunięć ziemi
8. Mapowanie ryzyka wystąpienia pożarów
9. Badanie lodowców
10. Geomorfologia

11. Zanieczyszczenia komunikacyjne


12. Archeologia
13 Zarządzanie obszarami leśnymi
14. Mapowanie ryzyka wystąpienia lawin
15. Przewidywanie zagrożeń lawinami
16. Wykorzystanie technologii GPS
17. Przewidywanie wystąpienia powodzi
18. Ponadto możliwe jest wykorzystanie pakietu GRASS w sprzęcie typu PDA (Personal Digital Assistants).
Przykładowe praktyczne wdrożenia w wszystkich wymienionych grupach dostępne są w opracowaniu [8]. W każdej z wymienionych powyżej kategorii zastosowań oprogramowanie GRASS spełnia stawiane wymagania i stanowi podstawę do przyszłych implementacji.

Obecnie dostępna jest wersja oprogramowania 5.7, w trakcie implementacji znajduje się wersja 6.0.

System GRASS jest najbardziej rozwiniętym produktem z kategorii oprogramowania Free Software. Wprawdzie omawiane oprogramowanie nie rozwiązuje wszystkich spotykanych problemów i zadań w dziedzinie SIP, jednak brakujące zagadnienia można rozwiązać posługując się dodatkowym oprogramowaniem tworzonym w ramach projektu Free GIS. Projekt Free GIS prezentuje na swoich stronach informacje o najważniejszych pakietach i bibliotekach Open Source wykorzystywanych w rozwiązaniach SIP. Dodatkowe oprogramowanie to w coraz większym stopniu tworzone jest przy założeniu jego zgodności i możliwości wykorzystania wraz z systemem GRASS. Jako przykład można tutaj podać biblioteki GDAL, OGR, bazę danych PostGIS oraz oprogramowanie służące do prezentowania map w Internecie [5].

Oprogramowanie GRASS rozwijane jest zgodnie z ogólnymi tendencjami w ruchu Free Software. Z tego względu można przewidywać, że jego zastosowanie i znaczenie będzie wzrastać w najbliższym czasie. Jednocześnie wzrasta możliwość wykorzystania i połączenia systemu GRASS z innymi programami.

Można spodziewać się zwiększonego zainteresowania programem wraz z dopracowaniem prostego graficznego interfejsu użytkownika.


3.2 PostGIS

Oprogramowanie PostGIS zapewnia obsługę obiektów geograficznych w obiektowo-relacyjnej bazie danych PostgreSQL. W ten sposób PostGIS umożliwia serwerowi PostgreSQL obsługę danych przestrzennych. Serwer PostgreSQL może być wykorzystywany jako przestrzenna baza danych systemów informacji przestrzennej SIP, podobnie jak SDE firmy ESRI czy rozszerzenia przestrzenne baz Oracle. Oprogramowanie PostGIS zostało napisane zgodnie z wymaganiami specyfikacji „Simple Features Specification for SQL” [2].


Oprogramowanie PostGIS zapewnia następującą funkcjonalność:

- podstawową zdefiniowaną przez Open GIS Consortium

- obsługę standardowych tekstowych i binarnych reprezentacji obiektów SIP

- szybkie przestrzenne indeksowanie

- funkcje analizy geoprzestrzennej

- obsługę funkcji dostępu zdefiniowanych w specyfikacji Simple Features Specification


PostGIS rozwijany jest przez Refractions Research Inc. [9], jako projekt badawczy w dziedzinie przestrzennych technologii bazodanowych Open Source.

PostGIS dostępny jest w ramach licencji General Public License GPL.

3.3 MapServer



MapServer stanowi środowisko programistyczne Open Source przeznaczone do tworzenia przestrzennych aplikacji internetowych. Oprogramowanie w ramach MapServer wykorzystuje szereg innych popularnych systemów OpenSource oraz typu freeware takich jak Shapelib, FreeType, Proj4, GDAL/OGR i inne. MapServer działa na platformach Linux/Apache oraz w systemie Microsoft Windows [10].

Podstawowym modułem MapServera jest aplikacja CGI (Common Gateway Interface) zapewniająca dynamiczne przetwarzanie obrazów oraz danych. Realizuje ona następujące funkcje:

- obsługa formatów wektorowych: ESRI pliki shape, PostGIS, ESRI ArcSDE i inne,

- obsługa formatów rastrowych: TIFF/ geoTIFF, EPPL7 oraz pozostałe poprzez GDAL

- indeksowanie przestrzennych drzew quadtree dla plików shape

- możliwość swobodnego dostosowania danych wyjściowych do potrzeb użytkownika poprzez szablony

- obsługa formatu TrueType

- obsługa danych rastrowych i wektorowych

- możliwość tworzenia elementów map takich jak legenda, mapa wzorcowa, skala

- zależna od skali wizualizacja elementów map

- tworzenie map tematycznych przy wykorzystaniu podstawowych klas wyrażeń logicznych i wyrażeń regularnych

- możliwość opisu elementów mapy z wykrywaniem kolizji

- bezpośrednie konfigurowanie poprzez Internet

- bezpośrednie rzutowanie


Oprogramowanie MapServer zawiera system MapScript umożliwiający wykorzystywanie języków skryptowych PHP, Perl, Python. MapScript zapewnia rozbudowane środowisko do tworzenia aplikacji wykorzystujących i integrujących dane w różnych formatach. Jeżeli dane zawierają składowe przestrzenne, do których dostęp jest możliwy poprzez środowisko języka skryptowego, to możliwe jest ich zobrazowanie w postaci mapy. Przykładowo, poprzez wykorzystanie modułu Perl DBI możliwe jest zintegrowanie danych niemalże z dowolnej bazy danych (np. Oracle, Sybase, MySQL) z danymi SIP w pojedynczym odwzorowaniu w postaci mapy, na przykład na stronie internetowej.

Ponadto MapServer obsługuje szereg specyfikacji internetowych ustalonych przez OpenGIS Consortium. W chwili obecnej oprogramowanie MapServer wspiera WMS (Web Map Service, klient/serwer), nietranzakcyjne WFS (Web Feature Service, klient/serwer), WMC (Web Map Context) oraz WCS (Web Coverage Service).


MapServer nie jest jeszcze w pełnym słowa znaczeniu systemem SIP, jednakże zapewnia podstawową funkcjonalność niezbędną w wielu zastosowaniach internetowych. Oprócz przeglądania danych SIP, MapServer umożliwia tworzenie „geograficznych map obrazowych”, tzn. map, których zawartość może być kierowana bezpośrednio do użytkowników. Przykładowo Minnesota DNR „Recreation Compass” zapewnia użytkownikom ponad 10000 stron internetowych, raportów i map obsługiwanych przez jedną aplikację. Ta sama aplikacja służy jako „silnik map” dla pozostałych modułów strony, zapewniając kontekst przestrzenny, tam gdzie jest on wymagany.

3.4 Biblioteka PROJ

Pakiet oprogramowania w postaci bibliotek obsługujący operacje rzutowania. W ramach biblioteki PROJ (Cartographic Projections Library) możliwe jest wykonywanie operacji rzutowania w wszystkich podstawowych systemach [11]. Biblioteka PROJ jest wykorzystywana między innymi w oprogramowaniu GRASS.



3.5 Biblioteka GDAL - Geospatial Data Abstraction Library

Biblioteka rastrowych geoprzestrzennych formatów danych [12]. Zapewnia jednolity interfejs dostępu do różnych formatów danych.


Poniżej przedstawiono podstawowe obsługiwane formaty danych:


  • Arc/Info ASCII Grid

  • Arc/Info Binary Grid (.adf)

  • Microsoft Windows Device Independent Bitmap (.bmp) BMP

  • VTP Binary Terrain Format (.bt)

  • ESRI .hdr Labelled EHdr

  • Graphics Interchange Format (.gif) GIF

  • format rastrowy GRASS

  • TIFF / GeoTIFF (.tif) GTiff

  • JPEG JFIF (.jpg)

Biblioteka GDAL wykorzystywana jest m.in. w pakiecie GRASS. Umożliwia obsługę wyżej wymienionych formatów danych w własnych rozwiązaniach. Jednolity sposób dostępu do szeregu rodzajów danych stanowi bardzo ważny element w dużych jak i mniejszych systemach SIP, w których występuje niejednokrotnie konieczność wykorzystywania danych z różnych źródeł, bez konieczności stosowania komercyjnego oprogramowania.


3.6 VisualBasic GIS



Visual Basic .NET GIS stanowi bibliotekę Visual Basic .NET do zaimplementowania rozwiązań GIS w własnych aplikacjach [13]. Biblioteka została napisana całkowicie w kodzie VB.NET / .NET. Biblioteka wykorzystuje projekt open source MapServer. Oprogramowanie MapServer zostało napisane dla systemu internetowego, ale VB .NET GIS został zaprojektowany jako środowisko wirtualne CGI w sposób umożliwiający dostęp do funkcjonalności oprogramowania MapServer. Użytkownicy biblioteki VB.NET GIS muszą jedynie wykorzystywać pliki konfiguracyjne. Celem biblioteki jest zapewnienie alternatywy dla MapObjects i pozostałych komercyjnych bibliotek GIS.
Oprogramowanie VB.NET GIS obsługuje:

- pliki shape ESRI

- pliki rastrowe, geoTIFF, TIFF, JPG

- przeglądanie oraz zapytania odnoszące się do prezentowanych map

- szablony zapytań odnoszących się do danych

- oraz zapewnia obsługę wielu warstw


Biblioteka VisualBasic GIS udostępnia funkcjonalność oprogramowania MapServer w środowisku .NET. Niewątpliwymi zaletami takiego zestawienia jest łatwość tworzenia własnych rozwiązań (środowisko Rapid Application Development) z rozbudowaną funkcjonalnością oferowaną przez oprogramowanie MapServer (którego wykorzystanie wymaga niejednokrotnie wykorzystania skomplikowanych procedur).

Oprogramowanie jest udostępnione w ramach licencji General Public License GPL.



3.7 TerraView

Oprogramowanie TerraView [14] obsługuje dane wektorowe (wielokąty, linie, punkty) oraz dane rastrowe (siatki i obrazy). Podane typy danych są przechowywane w relacyjnych bazach lub bazach danych geo-relacyjnych. Możliwe jest wykorzystanie takich baz danych jak: ACCESS, PostgreSQL, MySQL oraz Oracle Spatial.


Podstawową biblioteką wykorzystywaną przez oprogramowanie TeraView jest biblioteka TerraViewLib. Biblioteka TerraView wykorzystuje:

  • bazę danych wybraną przez użytkownika. Dane opisowe (tabele atrybutów) i dane geograficzne (poligony, linie, punkty, tekst, siatki i obrazy) są przechowywane w bazie danych. Możliwe jest podłączenie do kilku baz danych, w jednej chwili tylko jedna z ich może być aktywna. Baza danych może zawierać kilka warstw informacyjnych.

  • warstwy informacyjne, odpowiadają warstwom danych zawierających informacje geograficzne (geometrię oraz atrybuty). Warstwa informacyjna może zostać importowana lub utworzona w bieżącej aktywnej bazie danych. Każda warstwa informacyjna przechowuje rzutowania kartograficznego zawartych danych. Wizualizacja zawartych danych w warstwie informacyjnej odbywa się poprzez temat skojarzony z widokiem należącym do aktywnej bazy danych. Warstwa informacyjna może być wykorzystywana przez kilka tematów związanych z widokami posiadającymi różne rzutowania.

  • widoki: są obiektami umożliwiającymi wizualizowanie danych geograficznych. Widok zawiera listę tematów, każdy z takich tematów odnosi się z konkretnej warstwy informacyjnej. Aktywna baza danych może zawierać kilka widoków a dane mające zostać wyświetlone odpowiadają aktywnemu widokowi. Dane wyświetlanych tematów w obszarze roboczym zostaną poddane rzutowaniu skojarzonemu z danym widokiem.

  • tematy: definiowane w celu wyświetlenia zawartości skojarzonej z nimi warstwy informacyjnej należącej do bieżącej aktywnej bazy danych. Temat wyświetla swoją zawartość wykorzystując rzutowanie kartograficzne zawierającego ten temat widoku. Warstwa informacyjna może zostać wyświetlona przez różne tematy w tym samym widoku.



3.8 GMT (Generic Mapping Tools)

Ogólnie GMT jest zbiorem około 60 programów umożliwiających manipulowanie danymi geograficznymi i kartezjańskimi (łącznie z filtrowaniem, tworzeniem siatek, rzutowaniem itp.) oraz zapewniającym tworzenie obrazów w EPS (Encapsulated Postscript File) w postaci wykresów x-y przez mapy konturowe do sztucznie oświetlonych powierzchni i widoków z perspektywą 3D. Oprogramowanie GMT obsługuje 30 rodzajów rzutowania i transformacji oraz zawiera dodatkowe dane odnoszące się do linii brzegowych, rzek i granic politycznych (państw) [15].

Narzędzia GMT rozpowszechniane są w ramach General Public License GPL.

3.9 OpenMap

Pakiet OpenMap jest oprogramowaniem OpenSource GIS opartym na technologii JavaBeans. Wykorzystując OpenMap możliwe jest tworzenie aplikacji i apletów mających dostęp do powszechnie wykorzystywanych w GIS baz danych i aplikacji OpenMap zapewnia narzędzia do przeglądania i manipulowania informacją geoprzestrzenną [16].

Oprogramowanie OpenMap składa się z szeregu komponentów wykorzystujących bibliotekę Swing potrafiących odczytywać i manipulować współrzędnymi geograficznymi. Wspomniane komponenty umożliwiają wyświetlanie danych GIS wraz z zapewnieniem odpowiedniego interfejsu użytkownika służącym do ich przetwarzania. Oprogramowanie OpenMap obsługuje VPF (Vector Format Product) wraz z VMAP (Vector Map) i DCW (Digital Chart of the World), RPF (Rich Parse Entry File Format) wraz z CADRG (Compressed Arc Digitized Raster Graphics) i CIB (Controlled Image Base), format shape, Nexrad i MIF. Zapewniona jest obsługa i przetwarzanie danych rastrowych oraz danych wektorowych.

Oprogramowanie OpenMap ułatwia tworzenie własnych komponentów (warstw i pluginów) wbudowanych w istniejącą architekturę, których zadaniem jest prezentowanie danych użytkownika. W ten sposób możliwe jest zintegrowanie danych z różnych źródeł w pojedynczy system GIS. Ponadto możliwe jest wyświetlanie różnego rodzaju danych graficznych, takich jak na przykład obrazy JPEG.

Komponenty OpenMap wykorzystują jedynie standardowe klasy Javy dostarczane w ramach platformy Java 2.

3.10 PDFMap – generowanie map w formacie PDF



PDFMap jest samodzielnym programem napisanym jako moduł Pythona, istnieje możliwość uruchomiania programu jako skryptu CGI [15]. PDFMap umożliwia automatyczne generowania interaktywnych map o dużej dokładności w formacie PDF (Adobe Portable Document Format).
Program umożliwia umieszczanie różnych obiektów na rastrowym tle mapy, ich skalowanie oraz nadawanie im odpowiedniej orientacji w przestrzeni. Dostęp do tworzonych obiektów oraz interakcja z tymi obiektami jest możliwa przy wykorzystaniu myszy w aplikacjach internetowych. Obiektami PDFMap są obrazy lub geometryczne kształty (figury).

Geometryczne obiekty mogą być wypełnione lub nie, mogą posiadać wewnętrzny kolor i kolor konturu. Przykładowymi obiektami geometrycznymi są kwadraty, prostokąty, trójkąty i romby itp.

Obrazy mogą być ładowane do mapy w trakcie działania programu. Obsługiwana jest przezroczystość obrazów. Istnieje możliwość określenia koloru przezroczystego

3.11 Vis5D

Oprogramowanie Vis5D jest systemem służącym do interaktywnej wizualizacji dużych 5-wymiarowych danych (siatkowych), takich jak na przykład dane w numerycznych modelach meteorologicznych [16]. Możliwe jest tworzenie izopowierzchni, wycinków linii konturowych, kolorowych wycinków danych zapisanych w postaci 3-D siatki. Po wprowadzeniu danych możliwy jest ich obrót i animacja w czasie rzeczywistym. Dodatkowo istnieje możliwość monitorowania trajektorii wiatrów, tworzenie anotacji tekstowych, obsługa interaktywnej analizy danych itp.

Oprogramowanie GRASS obsługuje import i eksport z oraz do formatu Vis5D.

3.12 GeoServer Projekt

Projekt GeoServer [17] stanowi pełną implementację napisaną w transakcyjnej Javie (J2EE) serwera internetowego Web Features Server zgodnego z specyfikacją Open GIS Consortium [2]. GeoServer jest wolnym oprogramowaniem rozprowadzanym zgodnie z licencją General Public License 2.0. Serwer umożliwia modyfikowanie danych geograficznych przy wykorzystaniu Internetu przy wykorzystaniu zatwierdzonych standardów w branży, jednocześnie udostępniając bardzo popularną platformę Java.



3.13 Virtual Terrain Project

Głównym celem projektu Virtual Terrain ProjectVTP – jest wsparcie oraz pomoc przy implementacji i projektowaniu narzędzi mających na celu nieskomplikowane rekonstruowanie i wizualizowanie interaktywne dowolnego obszaru kuli ziemskiej w postaci 3D [18]. Realizacja tego zamierzenia wymaga jednoczesnego wykorzystania osiągnięć i wiedzy z takich dziedzin jak CAD, GIS, symulacja wizualna (ang. visual simulation), pomiary i zdalne wykrywanie (remote sensing). W ramach projektu VTP jest zbierana informacja i monitorowany postęp w takich dziedzinach jak tworzenie proceduralne scen, ekstrakcja obiektów (Features extraction) i algorytmy renderujące. Ponadto tworzone jest dedykowane oprogramowanie (VTP Toolbox) oraz interaktywne środowisko wykonawcze (VTP Enviro).


Projekt VTP obejmuje:
Modele powierzchni:

  • Źródła danych : DEM (Digital Elevation Model)

  • Zbiory danych globalnych, batymetry

  • Sztucznie modelowany teren

  • Dane konturowe

  • Repozytorium BT (Binary Terrain File Format)

Modele powierzchni kuli ziemskiej:



  • Formaty obrazów, zdjęcia satelitarne, lotnicze, powierzchnia całej kuli ziemskiej

Dane i oprogramowanie związane z wizualizacją:



  • LOD (Level of Detail), implementacje, siatki sferyczne, stronicowanie

  • Modele TIN (Triangulated Irregular Network)

  • Cieniowanie i oświetlenie, dynamiczny zasięg (Dynamic Range)

  • Dane meteorologiczne: horyzont, atmosfera, chmury, wody, mgły, deszcze.

Źródła danych i formaty danych:



  • Systemy współrzędnych UTM (Universal Transverse Mercator)

  • Dane punktowe

  • Dane wektorowe DLG (Digital Line Graph Format), pliki Niger

  • Dane poligonowe LULC (Land Use/Land Cover Format), pliki shape

  • DRG (Digital Raster Graph)

  • Protokoły sieciowe: WMS (Web Map Service), WFS (Web Feature Service)

  • Zbieranie danych (GPS, pomiary)

  • Integrowanie danych z różnych źródeł

  • Reprezentowanie nieznanych wartości

  • Współdzielenie danych globalnych.

Obsługiwane obiekty:

- drogi, koleje, pojazdy, budynki i miasta, symulatory lotów
Zebrane w ramach projektu VTP oprogramowanie może zostać z powodzeniem wykorzystane w szeregu innych własnych rozwiązań.

4. Zakończenie

Z przestawionego przeglądu dostępnych rozwiązań OpenSource w dziedzinie SIP można wysunąć przypuszczenie, że podobnie jak w przypadku rozwoju tego typu oprogramowania w dziedzinie systemów operacyjnych, środowisk programistycznych także i tutaj odnotowywany jest ciągły postęp. Oprogramowanie Open Source staje się coraz bardziej rozbudowane, bardziej niezawodne i bardziej przyjazne dla użytkownika.

Oprogramowanie Open Source zaczyna stanowić coraz większy udział w rynku SIP stanowiąc racjonalną alternatywę w pewnych dziedzinach zastosowań.

Wykorzystanie ogólnie dostępnego oprogramowania Open Source może stanowić czynnik sprzyjający rozwojowi w dziedzinie systemów informacji przestrzennej. Z jednej strony możliwe jest wykorzystywanie gotowych rozwiązań, opartych głównie na oprogramowaniu GRASS, stanowiącym najbardziej rozbudowany i zintegrowany pakiet SIP na rynku wolnego oprogramowania. Pakiet GRASS korzysta ponadto z szeregu dodatkowych bibliotek, które mogą być wykorzystywane niezależnie.

Drugim nurtem rozwoju bezpłatnych rozwiązań w dziedzinie SIP jest tworzenie i modyfikowanie istniejącego oprogramowania w kierunku realizacji własnych systemów SIP.

W obszarze aplikacji internetowych, umożliwiających publikowanie informacji z dziedziny SIP najbardziej rozbudowanym oraz najpełniejszym rozwiązaniem jest MapServer.

Z pewnością projekty Open Source są w stanie stanowić alternatywę dla rozwiązań komercyjnych oraz wnieść wkład do rozwoju oprogramowania przestrzennego zapewniając platformę do nowych innowacyjnych projektów.


Literatura

1] ISO, International Organization for Standardization, http://www.iso.org


[2] OpenGIS, OpenGIS Consortium, Inc. (OGC), http://www.opengis.org
[3] ESRI, http://www.esri.com/software/
[4] Intergraph, http://www.intergraph.com/
[5] FreeGIS, http://freegis.org
[6] Open Source GIS, http://opensourcegis.org
[7] GRASS, http://grass.itc.it
[8] Marco Ciolli, Paolo Zatelli; Grass Application: an overview, http://www.ing.unitn.it/~grass
[9] PostGIS, http://postgis.refractions.net
[11] MapServer, http://mapserver.gis.umn.edu/home.html
[12] PROJ, http://www.remotesensing.org/proj
[12] GDAL, http://www.remotesensing.org/gdal/
[13] VisualBasic GIS, http://www.visualbasicgis.com
[15] TerraView, http://www.dpi.inpe.br/terraview/english/index.html
[16] GMT, http://gmt.soest.hawaii.edu/
[17] OpenMap, http://openmap.bbn.com/
[15] PDFMap, http://www.librelogiciel.com/software/PDFMap
[16] Vis5D, http://www.ssec.wisc.edu/~billh/vis5d.html
[17] GeoServer Project, http://geoserver.sourceforge.net
[18] Virtual Terrain Project, http://vterrain.org/



©operacji.org 2017
wyślij wiadomość

    Strona główna