ГИС с открытым ПО

Студент ФПКиФ 4курса:
Барбасов В. К.
Научный руководитель:
проф. Гречищев.
E-mail: тел.:
[email protected] [phone]

История развития открытого ПО ГИС начинается с конца 70-х, начала 80-х годов 20 века, и связана с созданием в 1978 году по инициативе Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США открытой векторной ГИС MOSS (Map Overlay and Statistical System), появление которой является одним из ключевых событий, определивших дальнейшее направление развития геоинформационных систем.
Несмотря на то, что MOSS появилась первой, большую известность и широкое распространение получила другая ГИС - GRASS (Geographic Resources Analysis Support System), возникшая как альтернатива коммерческому продукту ARC/INFO компании ESRI. Разработка GRASS началась в 1982 году военными США . Однако официально статус открытой ГИС GRASS получила спустя 17 лет в 1999 году. В настоящее время GRASS имеет большое количество пользователей и независимых разработчиков и часто встречается в академической среде
Основные особенности открытого ПО согласно определению включают свободное распространение, доступный исходный код, разрешение на модификацию этого исходного кода

В истории развития геоинформационных систем можно выделить четыре периода (Таблица.1 )

Открытое ПО ГИС проходит этап интенсивного развития, особенно в последние 3-4 года. Перечень FreeGIS.org на настоящий момент насчитывает более 350 открытых программных пакетов ГИС различного типа.
Рисунок 1. Динамика роста кода программной базы настольной ГИС - QGIS

Разработка QGIS началась в 2002 году группой энтузиастов. Целью разработки было создание простого в использовании и быстрого просмотрщика географических данных для операционных систем семейства Linux. Интерфейс пользователя Quantum GIS представлен на Рисунке 2.
Рисунок 2. Пользовательский интерфейс Quantum GIS

Существующее ПО ГИС можно условно поделить на 3 класса: это веб ГИС, настольные ГИС и пространственные базы данных. В таблице 2 представлены типовые стеки открытого ПО для веб и настольных ГИС.
Таблица 2.1 Инструментальные слои открытых настольных платформ

Таблица 2.2 Инструментальные слои открытых веб платформ.

ГеоМиксер

Данный БПЛА представляет собой радиоуправляемую летающую платформу на которой установлено от 3 - 16 бесколлекторных двигателей с пропеллерами. В полете платформа занимает горизонтальное положение относительно поверхности земли, может зависать над определенным местом, перемещаться влево, вправо, вперед, назад, вверх и вниз. В настоящее время, благодаря разработанному дополнительному оборудованию аппарат имеет возможность осуществлять фактически полуавтономные и автоматические полеты.
БПЛА вертолетного типа
“мультикоптер”

Топокоптер «Дредноут» в работе
Подвес топокоптера с фотокамерой
Мультироторный БПЛА вертолетного типа разработанный в СКБ МИИГАиК «Кречет», – топокоптер «Дредноут». Аппарат может быть использован для получения снимков, пригодных для создания и обновления карт и планов местности, формирования цифровых моделей местности, 3D-моделей зданий и объектов, тепловизионных карт, проведения панорамной съемки, а также в интересах мониторинга развития чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера.

К полезной нагрузке для задач БПЛА могут относится:
К полезной нагрузке для задач БПЛА могут относится:
- цифровая фотокамера (видеокамера)
-тепловизор
-ИК-камера
- радиолакационное обурудование (эхолот)
- счетчик Гейгера

Блок-схема передачи данных от Мультироторного БПЛА «Дредноут»
в базу данных ГИС и конечному пользователю.

Выводы:
Малые БПЛА могут использоваться в рамках проекта ГИОК ДЗЧС для следующих целей:
– сбор информации для радиометрической калибровки данных дистанционного зондирования;
– оперативное обновление баз пространственных данных ГИОК ДЗЧС;
– прием и передача информации чрезвычайного характера с помощью мобильных платформ, когда традиционные коммуникационные каналы повреждены или не функционируют в нормальном режиме;
– съемка в разных спектральных диапазонах зон протекания ЧС с высоким разрешением.

Модель ориентированности на инновации реализуется в условиях, когда на рынке появляется новый продукт у которого нет прямого конкурента в коммерческом секторе. В этом случае также выпуск его под открытой лицензией имеет ряд преимуществ (пример GRASS)
Рисунок 3. Границы сбыта и количество потенциальных покупателей в случае использования (a) — проприетарного ПО, (б) — открытого ПО

Открытые пользовательские ГИС находятся на стадии взросления, но безусловно заслуживают внимания и учёта в долгосрочном планировании, гарантируя существенную экономию на лицензиях, готовность к инновациям и эффективность разработки за счет использования готового программного кода
Структурно ГИС можно разделить на клиентскую и серверную части
Структурно ГИС можно разделить на клиентскую и серверную части
Рис.4

Спасибо за внимание

В таблице представлены тактико-технические характеристики самых популярных у нас и за рубежом мультироторных БПЛА для нужд мониторинга окружающей среды: аппарат “Dragnflyer X8” принятый на вооружение силовыми структурами США, и Аппарат “ZALA 421-21” принятый на вооружение силовых структур РФ. Топокоптер «Дредноут» и мультиротор 2ой версии разработанный в прошлом году в МИИГАиКе. (табл 1)

Безусловно самым привлекательным параметром открытого программного обеспечения ГИС является цена лицензии, как правило отсутствующая. Редким примером исключения является например расширение ZigGIS, позволяющее работать с базами данных PostGIS в ArcGIS Desktop. Исходный код этого ПО распространяется свободно для персонального использования и обучения, ПО готовое к использованию и коммерческое использование требует покупки лицензии.
Рисунок 4. Концептуальное сравнение процесса формирование цены продукта для пользователя и производителя

Таблица 3. Сравнение программ поддержки открытого ПО ГИС компании OpenGeo

Функциональная схема аппарата с подвесом

В то время как базы данных и картографические веб-сервера заняли достаточно устойчивую нишу в производстве, настольные ГИС находятся на стадии активного поиска своей ниши.
Таблица 3. Сравнение основных открытых пользовательских ГИС в части функциональности по созданию простых проектов

Функциональная схема наземной станции управления

GSM/GPRS/GPS трекер

Наиболее крупные проекты привлекают большое количество разработчиков и вложения в разработку достаточно серьезны (Таблица 1). Сам факт открытого предоставления подобной информации является показательным для открытого ПО и невозможен в случае проприетарного.
Таблица 1. Характеристики программной базы и оценки затрат некоторых открытых ГИС (прирост за последний год, без учета документации и переводов, оценка затрат в расчете 55000 USD/год на разработчика). На основе: OSGeo

Наиболее важное и принципиальное различие всех БД - в способах организации доступа к информации в БД в условиях работы в корпоративной сети. С этой точки зрения все базы данных можно разделить на два больших класса:
БД, работающие по технологии ФАЙЛ-СЕРВЕР:
Обработка запроса одного пользователя:
- Обращение к БД (запрос)
- Перекачка данных с блокировкой доступа других пользователей
- Обработка данных на компьютере пользователя

БД, работающие по технологии КЛИЕНТ-СЕРВЕР:
Обработка запроса одного пользователя:
- Обращение к БД (SQL-запрос)
- Передача ответа - результата обработки

Инструментальные ГИС: распределение по числу инсталляций.
Российский рынок программного обеспечения геоинформационных систем

Несмотря
Рис.2. ГИС-вьюверы: распределение по числу инсталляций.