4. Опис програмного забезпечення

4.1. ArcGIS

ArcGIS – сімейство програмних продуктів для створення і підтримки ГІС різного рівня і призначення, яке побудоване на основі стандартів комп'ютерної галузі, включаючи об'єктну архітектуру COM .NET, Java, XML, SOAP, що забезпечує підтримку загальноприйнятих стандартів, гнучкість пропонованих рішень, широкі можливості взаємодії. ARCGIS грунтується на: - БАЗІ ГЕОДАННИХ, що має свою структуру і правила зберігання різних видів даних - векторних і растрових, даних геодезичних вимірювань, і багато інших. - ЗАСОБАХ ОБРОБКИ І АНАЛІЗУ ГЕОГРАФІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ (більше 450 інструментів для конвертації, управління даними, геокодірованія, динамічною сегметациі, картографії, роботи з растрами; від оверлейних операцій, побудови буферних зон, інструментів для виявлення просторових закономірностей і управління даними до розширених можливостей обробки растрів, методів інтерполяції і оцінки якості даних, зональної фільтрації, аналізу багаточинника, растрової алгебри, побудови і перевірки топології, побудови графічних схем. - ІНСТРУМЕНТАХ ПУБЛІКАЦІЇ І ПРЕДСТАВЛЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ в різних видах зі всіма необхідними елементами зарамочного оформлення, використанням прозорості, власних або вже готових стандартних умовних знаків, штрихувань, градуйованих символів, картограм і діаграм. Автоматична генерація схем мережевих об'єктів, представлення даних, що змінюються в часі, а також можливість 3D візуалізації.

Настільні продукти сімейства ArcGIS (ArcView, ArcEditor, ArcInfo) об'єднує загальна архітектура і інтерфейс; базові додатки ArcMap (рішення картографічних завдань), ArcCatalog (доступ і управління просторовими даними в локальній мережі або через інтернет) і ArcToolbox (геообработка просторових даних), але розрізняються по функціональності, кількості інструментів геообработки і просторового аналізу.

При необхідності широкого расповсюдження геоданних на допомогу приходять Серверні ГІС(засновані на клієнт-серверній архитетурі) У ESRI ці завдання вирішує ArcGIS Server, який надає інструментарій для створення WEB-додатків, WEB -служб і інших корпоративних застосувань, що працюють під управлінням стандартних .NET і J2EE веб-серверов, забезпечує централізоване управління географічними ресурсами: картами, службами геокодірованія і програмними об'єктами, задіяними в додатках. Публікацію просторових даних в Інтранет/Інтернет здійснює ArcIMS, а зберігання просторових даних в СУБД (Oracle, Microsoft SQL Server, IBM DB2 і Informix) - ArcSDE. Для развитку створених ГІС ESRI має багаті інструментальні можливості (ArcGIS Engine), які включають: набір бібліотек вбудовуваних компонентів і інструментів для створення призначених для користувача ГІС-додатків.

Мобільні ГІС реалізує ArcPad, використовуючи який можливо проводити оперативний збір, автономне редагування просторових даних в польових умовах з використанням приймачів GPS, цифрових фотокамер і інших пристроїв.

Додаткові модулі ArcGIS Побудовані за однією технологією з настільними продуктами сімейства ArcGIS, додають більше 200 інструментів геообработки і просторового аналізу. ArcGIS Spatial Analyst містить набір функцій для просторового моделювання і аналізу: інтерполяція різними методами, створення растрових даних, просторова фільтрація і растрова алгебра, гідрологічний аналіз, побудова профілів, зон видимості і розрахунку об'ємів. Дозволяє вирішувати безліч аналітичних завдань, наприклад, виявлення просторових взаємозв'язків(топологій), побудова вартісних поверхонь, багатофакторний аналіз і визначення відповідних місцеположень.

ArcGIS 3D Analyst надає користувачам функції моделювання і аналізу поверхонь, а також додатки для створення і тривимірного відображення моделей місцевості як локального (додаток ArcScene), так і глобального (додаток ArcGlobe) масштабу. Інформація про рельєф і двовимірні просторові дані, складові основу тривимірної моделі місцевості, можуть бути доповнені реалістичними моделями об'єктів, написами і анімацією. ArcGIS Geostatistical Analyst містить набір інструментів для геостатістічеського аналізу просторових даних і побудови статистично достовірних поверхонь, виявлення глобальних і локальних трендів, аномалій і взаємозв'язків між наборами даних. ArcGIS Schematics дозволяє автоматично створювати і відображати схеми, побудовані на основі геометричних мереж, що зберігаються в базі геоданних. Вбудований механізм дає можливість оперативно створювати схеми мереж в різних графічних уявленнях, які визначаються користувачем, і забезпечує інтерактивний зв'язок схеми і просторових даних.

ArcPress - програмний растерізатор, що дозволяє виводити картографічний матеріал в стандартних для друку форматах. Вирішує завдання цветоделенія, підготовки і виводу на друкуючі пристрої. ArcGIS Publisher призначений для публікації проектів, створених в настільних продуктах, для перегляду в безкоштовному додатку ArcGIS ArcReader. ArcGIS Publisher забезпечує захист проектів від несанкціонованого використання і тиражування, проводить архівацію даних для подальшого розповсюдження.

ArcGIS Survey Analyst - покращує традиційні технологічні процеси по збору і обробці геодезичної інформації. Всі необхідні інструменти тісно інтегровані з фукнционалом настольних ГІС, що дозволяє забезпечити безперервний процес роботи в розрахованому на багато користувачів режимі.

ArcGIS Tracking Analyst дозволяє відображати і вивчати динаміку розвитку різних подій або явищ, створювати системи стеження за об'єктами в режимі реального часу, планувати хід розвитку подій, забезпечувати управління і координацію оперативних дій. ArcGIS Data Interoperability забезпечує роботу з просторовими даними в 70 форматах (GML, XML, DWG/DXF, Microstation Design, MID/MIF і TAB, Oracle і Oracle Spatial, Intergraph GeoMedia Warehouse і ін.). Дозволяє створювати описи власних форматів для читання, імпорту і експорту з ArcGIS, а також переводити дані із стандарту в стандарт. Maplex for ArcGIS істотно знижує трудомісткість підготовки картографічного матеріалу. Включає унікальний механізм автоматичної розстановки написів відповідно до заданих правил, функції для вирішення конфліктних ситуацій, перенесення і використання абревіатур.

ArcScan - програмний векторізатор. Основною функцією є перетворення відсканованих паперових карт у векторні шари. Модуль інтегрований в середу ArcGIS, використовує всі можливості, що надаються нею, для редагування растрових і векторних даних.

1. EnVi

ENVI – програмний продукт для візуалізації та обробки даних дистанційного зондування Землі (ДЗЗ), який включає в себе набір інструментів для проведення повного циклу обробки даних від ортотрансформування і просторової прив'язки зображення для отримання необхідної інформації та її інтеграції з даними ГІС.

ENVI визнаний у всьому світі найкращим інструментом аналізу мультиспектральних і гіперспектральних зображень. Програмний комплекс містить спектральні бібліотеки і можливості для виконання спектрального і топографічного аналізу, аналізу рослинності і класифікації зображень за наступними алгоритмами:

K-means, Isodata;

Cпособ паралелепіпедів (Parallelepiped decision rule);

алгоритм мінімального спектрального відстані (Евклідова метрика, Minimum distance);

алгоритм відстані Махаланобіса (Mahalanobis Distance);

алгоритм відстані Махаланобіса (Mahalanobis Distance);

класифікація за допомогою методу спектрального кута (Spectral Angle Mapper);

двійкове кодування (Binary Encoding);

дерево прийняття рішень (Decision Tree);

нейронна мережа (Neural Network.

Відмітні особливості

Відмінною рисою програмного комплексу ENVI є відкрита архітектура і наявність мови програмування IDL (Interactive Data Language), за допомогою якого можна істотно розширити функціональні можливості програми для вирішення спеціалізованих завдань: автоматизувати існуючі алгоритми, а також створювати власні алгоритми обробки даних і виконувати пакетну обробку даних ДЗЗ .

До переваг ENVI відноситься інтуїтивно зрозумілий графічний інтерфейс, що дозволяє починаючому користувачеві швидко освоїти всі необхідні алгоритми обробки даних. Логічні спадаючі меню полегшують знаходження функції, яка необхідна в процесі аналізу або обробки даних. Є можливість спростити, перебудувати, русифікувати або перейменувати пункти меню ENVI або додати нові функції.

Інтерфейс ENVI

ENVI підтримує широкий діапазон растрових і векторних форматів, таких як ESRI SHP, MapInfo TAB, MapInfo MID / MIF і багато ін Можливе створення і редагування растрових і векторних шарів, перегляд та редагування атрибутивних таблиць.

В останніх версіях програмного комплексу ENVI з'явився принципово новий інструмент ENVI Zoom, який поки не включає всіх можливостей ENVI, особливо щодо виконання спектрального та мультиспектрального аналізу, але згодом повністю його замінить. ENVI Zoom має абсолютно новий інтерфейс з розширеними можливостями по візуалізації зображень, зручний файл-й image-менеджер, зручну панель інструментів для інтерактивного поліпшення зображень і багато ін

Вимоги, необхідні при обробці зображень

Програмний комплекс ENVI відповідає всім основним вимогам, необхідним при обробці зображень:

візуалізація даних ДЗЗ;

аналіз мультиспектральних і гіперспектральних зображень;

просторова прив'язка зображень;

створення цифрових моделей рельєфу (ЦМР) на основі стереозображень;

тривимірна візуалізація;

обробка та аналіз даних радарної і лідарної зйомок;

інтерактивне дешифрування і класифікація об'єктів;

аналіз рослинності з використанням вегетаційних індексів (NDVI);

геометрична і радіометрична корекція;

інтерактивне спектральне і просторове поліпшення зображень;

калібрування і атмосферна корекція;

підтримка широкого діапазону растрових і векторних форматів;

забезпечення підтримки даних ДЗЗ, отриманих із супутників WorldView-1, QuickBird, Ikonos, Orbview, ALOS, Cartosat-1, Formosat-2. Resourcesat, SPOT, IRS, Landsat, TerraSAR-X, Radarsat та ін

Нові можливості

У числі нових можливостей, що представляються останніми версіями ENVI, можна відзначити:

підтримку фотограмметричної обробки зображень, отриманих з японського КА ALOS (PRISM) у вигляді коефіцієнтів раціонального многочлена (RPC), що поставляються c продуктом рівня обробки 1B1;

автоматичне зчитування файлу, що містить RPC-коефіцієнти, і виконання ортотрансформірованія як з використанням наземних опорних точок для досягнення максимальної точності порядку 2-х пікселів на місцевості, так і без наземних опорних точок; як модель рельєфу може використовуватися зовнішній DEM файл, наприклад SRTM, модель рельєфу, отримана по картографічного матеріалу, або модель рельєфу, отримана в результаті обробки стереопари PRISM в будь-який з комбінацій (Вперед-В Надір, В Надир-Назад, Вперед-Назад);підтримку даних з КА WorldView-1, Formosat-2; поява нового додаткового модуля - ENVI Feature Extraction (Fx).