Системы четвертого поколения

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

 

Кафедра: «АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

                                     

РЕФЕРАТ

По  дисциплине: «Геоинформационные системы»

 

Тема  №47: «СИСТЕМЫ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ»

 

                                                                                                                               Выполнил:

Студент 2 курса 

Вечернего факультета

ИТ-7

 Шифр  зачётки: ______

________________________

                                                                                                  Проверила:

Антонова 

Анастасия Анатольевна

Москва – 2012 г.

Системы четвертого поколения

 

ГИС нового поколения отличает ориентация на пользовательские модели данных с учетом предметной области и особенностей приложений. Их модели данных определяются классами объектов, наборами атрибутов, расширенными возможностями реализации запросов и операций над объектами по сравнению с предыдущим поколением.

Среди таких ГИС можно  выделить: SICAD/open фирмы Siemens Nixdorf (Германия); Star фирмы Star Informatic (Бельгия), GRADIS GIS фирмы Straessle (Швейцария); Smallworld GIS фирмы Smallworld Systems Ltd (Великобритания); Spans GIS фирмы Tydac Technologies Inc. (Канада).

Spans GIS - универсальная система обработки и анализа пространственно - координированных данных четвертого поколения. Она поддерживает набор моделей (цифровых представлений) пространственных данных (векторная, топологическая и нетопологическая модели, квадродерево, растровая модель, линейные сети, TIN) для ввода данных, анализа, моделирования и представления.

Spans GIS позволяет осуществлять многооконный режим работы, экспорт/импорт данных в форматы других ГИС, поддержку цифровых карт, интеграцию растровых и векторных данных и др. 

Система SICAD/open

 

SICAD/open - системный продукт для рабочих станций, ориентированный на работу со стандартными СУБД INFORMIX и ORACLE. Он позволяет обрабатывать геоинформационные данные по распределенной технологии, что повышает гибкость и производительность системы.

Для актуализации карты предлагаются прямая дигитализация, оверлей с растровой подложкой и различные трансформации. Система позволяет создавать цифровые картографические модели в масштабных рядах. Однако вид графических объектов в разных масштабных рядах, процедуры генерализации и другие особенности графических функций SICAD/open определяются принятой моделью данных.

Недостатком SICAD/open является отсутствие библиотек стандартных приложений, поэтому работать с ней должен только высококвалифицированный специалист. 

 

 

Семейство Star

 

Семейство интегрированных  продуктов Star представляется наиболее законченной "пользовательской" средой, и в нем, как и в MGE, сохранена модульность, но в измененном, "прозрачном" виде.

Модули и приложения образуют единую пользовательскую среду Star. Ядро Star составляет SICAD и к нему подключаются тематически ориентированные модули Star CARTO, Star INFRA, Star ARCHI и Star TECHNO, дополняемые приложениями для управления моделями данных, построения цифровых моделей, обработки растровых изображений, выполнения расчетов, анализа и проектирования, организации интерфейсов.

Инструментом развития системы  является утилита Macroprogramming - библиотека функций Star с интерфейсом связи семантики и метрики, создания меню и формирования собственных приложений.

Star CAD - полномасштабный модуль для обработки векторных и растровых объектов и оцифровки, служит сервером баз данных.

Star CARTO - геоинформационный модуль с набором функций топологической ГИС, к которому примыкают специализированные приложения и утилиты по проектированию, анализу и оценке сетей (канализация, водо-, энерго-, теплоснабжение, связь, дороги и т.д.).

Star INFRA - модуль с функциями обработки полевых геодезических данных, трансформаций и привязки растровой информации, ведения вспомогательных библиотек стандартных приложений.

Star ARCHI - архитектурный модуль для ЗD-проектирования, генерации 20-планов, автоматического документирования проекта и выбора наилучшего варианта.

Star TECHNO - объектно-ориентированный модуль с приложениями, позволяющий создавать информационные системы произвольной сложности. Он обеспечивает связь между различными графическими, текстовыми, атрибутивными данными и средствами мультимедиа.

Viewer - модуль просмотра, представляющий собой подмножество БД ORACLE. Рассчитан на пользователей, работающих с распределен-ными базами данных в ORACLE, но без сложного пространственного анализа.

В среде программных средств  последнее десятилетие находят  все более широкое применение так называемые объектно-ориентированные методы и системы программирования и моделирования. 

 

Инструментальная  среда CADdy

 

При создании территориальных  кадастровых и геоинформационных систем может находить применение система CADdy ( фирма ZIEGLER Informatics GmbH). Система является ярко выраженной инструментальной средой для широкого круга задач и требует настройки.

В 1990 г. CADdy была локализована на русском языке. Локализованная версия включает в себя свыше 80 модулей, охватывающих такие направления, как архитектура и строительство, инженерная геодезия и картография, городское планирование и инженерные сети, машиностроение, электроника, электротехника.

Как ГИС-система CADdy распространена в более чем 150 городах России.

Для обмена данными в CADdy предусмотрены двусторонние конвертеры в наиболее популярные форматы (DXF, SICAD, IGES, ALK, Intergraph и др.). В рамках системы возможно построение технологии для решения всего спектра задач городского планирования и земельного городского кадастра (от привязки к местности объектов городской инфраструктуры до проектирования схем и планов развития территорий).

В состав программного обеспечения  входят следующие прикладные модули, выполняющие разнообразные функции: 
• CADdy VI В - создание планово-высотного обоснования съемочной геодезической сети; топографическая съемка в масштабах 1:5 000 -1:500, включая съемку сооружений и подземных коммуникаций; вынос в натуру линейных сооружений, зданий, дорог; определение площадей участков произвольных форм; автоматизация крупномасштабных съемок с применением электронных тахеометров различных фирм-производителей: Wild ТС 600-ТС 1100 (фирма LEICA), Geodimeter 50X -Geodimeter 60X (фирма GEOTRONICS), DTMA XOLG - DTMA 7Х0 (фирма NIKON), SET 6 4133 - SET 2В 4133 (фирма SOKKIA), ТАЗМ (фирма ZEISS) и др.; генерация различных форм отчетов и каталогов координат; 
• CADdy VI С - уравнивание плановых и высотных геодезических сетей; вычисление пространственных, обратных и прямых многократных засечек, пересчет координат геодезических пунктов из государственной системы координат в местную, перенос начала координат на объект строительства; 
• CADdy V2 - создание электронных топографических карт по данным тахеометрической съемки с подключением библиотек условных знаков соответствующих масштабов, создание электронных карт различной тематики по существующим картографическим материалам с помощью дигитализации и векторизации сканерных изображений; автоматическое создание объектов земельного, городского кадастра и кадастра инженерных сетей с подключением баз данных формата DBF; построение продольных и поперечных профилей местности с возможностью подключения цифровой модели рельефа, созданной в модуле V3A; 
• CADdy BSV - ведение банка данных топографических и картографических планшетов по номенклатурам с различными способами выборки и передачей их для редактирования в модуль V2; 
• CADdy V3A - построение цифровой модели рельефа по данным регулярной и нерегулярной сети опорных точек; автоматический расчет и построение горизонталей; вертикальная планировка территории; 
• CADdy V3B - расчет объема земляных масс с учетом коэффициентов уплотнения и разрыхления по методу призменных горизонтов; вывод результатов расчета в виде таблиц и картограммы земляных работ; 
• CADdy V3C - представление и визуализация различных трехмерных объектов (цифровых моделей рельефа, городского ландшафта, архитектурных проектов зданий); выбор различных точек обзора и видов объектов; создание светотеневой раскраски объектов, максимально приближенной к реальному изображению; 
• CADdy SP1 - выполнение функции территориального планирования и ландшафтного проектирования, включающего в себя двухуровневый графико-семантический классификатор объектов (точечных, линейных и площадных); автоматическое создание и описание этих объектов, формирование легенд и экспликаций по кадастровому и генеральному плану, а также получение статистических отчетов; 
• CADdy INFO - обеспечение совместной обработки графических (векторных рисунков, сканерных и видеоизображений) и табличных баз данных в формате DBF, что позволяет формировать информационные системы различного уровня; 
• CADdy КР1,2 - построение планов и профилей городской ливневой и сточной канализации по заданной трассе на основе кадастрового плана и цифровой модели рельефа. Кроме того, осуществляется стационарный и нестационарный гидравлический расчет городских канализационных сетей на основе информации из базы данных элементов сборных шахтных колодцев и труб коллекторов; 
• CADdy LP1,2 - построение на основе кадастрового плана цифровой модели рельефа н базы данных элементов водопроводных сетей (труб, фитингов, арматуры, насосов, резервуаров) планов и профилей городских водопроводных сетей; выполнение расчета гидравлики городских сетей водоснабжения с подбором диаметров труб в зависимости от расхода и напора воды в узловых точках водопровода, расчета напоров и подбора насосов и резервуаров для подачи воды потребителям; 
• CADdy KDB - регистрация технического состояния и гидравлических условий работы канализационных сетей, анализ неисправностей и управление эксплуатацией сетей с использованием специализированных баз данных.

CADdy включает набор модулей для формирования и ведения банков земельных данных по состоянию жилого и нежилого фондов, информационного обеспечения администрации города, ведения кадастра недвижимости, анализа, оценки и планирования городских территорий, управления коммунальным хозяйством и т.д.

Система допускает разработку пользовательских приложений и интерфейсов с использованием языка программирования Си и графической библиотеки CADdy Plus. Система позволяет реализовать объектно-ориентированные технологии работы с графическими данными и их геодезической привязкой к государственной сети.

 

 Модульная система MGE

 

Модульная среда ГИС фирмы  Intergraph MGE обеспечивает независимость по базам данных, пространственный анализ, поддержку запросов и формирование тематических слоев. Она включает графические и объектно-ориентированные интерфейсы для работы с окнами, для просмотра географических данных, запуска MGE-приложений и доступа к связанной пространственной базе данных.

 

 Возможности  MGE. Основу MGE составляет программный комплекс MicroStation. Принципиальным отличием MGE от иных, более простых графических систем, является то, что в ней пользователь формирует не чертеж, а проект (design). Это говорит о направленности комплекса MicroStation на применение технологий САПР для решения задач ГИС.

В системе существует несколько  установочных блоков, определяющих общие характеристики проекта в целом.

MicroStation поддерживает многослойные структуры. В системе имеется возможность создания поименованных групп слоев. Групповые имена позволяют создавать целую иерархическую структуру слоев.

В системе MGE имеются три  типа вспомогательных координат: прямоугольные, цилиндрические и сферические. Они особенно полезны при трехмерном проектировании, например цилиндрических или сферических объектов.

 

 Режимы выделения  группы графических примитивов. Можно выбрать группу графических примитивов для их объединения или проведения общей операции над ними. При этом можно окружить их некоторой границей прямоугольной или произвольной формы. В MicroStation такой способ выделения группы примитивов носит название Fence Selection Modes.

Пользователь имеет возможность  разделить все графические примитивы, присутствующие на проекте, по их отношению к обозначенной границе: 
• примитивы, полностью расположенные внутри границы; 
• все примитивы, пересекающие границу; 
• все примитивы, находящиеся внутри границы целиком, а также и пересекающие ее; 
• все примитивы, полностью расположенные вне границы; 
• все примитивы, расположенные вне границы и частично пересекающие ее.

 

Ассоциированные файлы. MGE позволяет присоединить, сцепить с проектом до 255 так называемых ассоциированных файлов (reference files). Ассоциированные файлы содержат части или отдельные виды проекта. В нужные моменты пользователь может извлекать (целиком или частично) содержимое ассоциированных файлов.

Можно использовать некоторое  двухмерное изображение из ассоциированного файла для его вставки в трехмерное изображение. Например, на изометрическом изображении какой-либо конструкции можно расположить плоский чертеж ее сечения и т.д.

В отличие от многих графических  систем в составе MicroStation существует такой графический примитив, как мультилинии (multi-lines). На экране монитора этот примитив выглядит как несколько параллельных сложной формы.

Мультилиния содержит до 16 параллельных линий, причем каждая из них может обладать собственными цветом, типом (штриховая, пунктирная, сплошная), толщиной. Можно контролировать расстояние, на котором отстоит одна линия от другой, и принадлежность линии к тому или иному слою.

Все характеристики мультилинии запоминаются в специальной библиотеке (style library) и при необходимости могут быть использованы в разных проектах. Существует возможность изгибать и пересекать мультилинии с автоматическим построением узлов пересечения.

MGE содержит высокопроизводительный  комплекс для обработки аэрофотоснимков.  Имеется возможность включения  в технологический процесс MGE-технологий  мультимедиа.

 

Работа с данными. MGE представляет собой обширный набор модулей для управления проектами и данными, сбора данных и их интеграции, анализа пространственной информации и создания запросов по ней, ее вывода и визуализации.

Назначение MGE - поддержка  рабочего процесса ГИС и картографии в любой отрасли. Совокупность модульной, интегрированной архитектуры, широты диапазона технических прикладных решений и удобства пользования обусловливает широкое применение данной системы.

Модульная архитектура MGE обеспечивает высокую мобильность ГИС. Каждый модуль тесно увязан с базой данных MGE, что дает возможность оснастить каждое рабочее место специальными инструментами управления данными, их моделирования, анализа и вывода, которые наиболее соответствуют требованиям проекта.

MGE позволяет делать выбор  между операционными средами  MS Windows, Windows NT, DOS, UNIX и в то же время использовать преимущества, которые дает бесшовное разделение проектных данных. Формат проектного файла МGЕ един для всех поддерживаемых платформ.

Разделение данных осуществляется при сохранении контроля за несанкционированным доступом. К имеющемуся проекту можно добавить новые системы МGЕ, можно выбрать новую операционную среду, поддерживаемую МGЕ - в любом случае усилия по обучению будут сведены к минимуму. Программные средства Intergraph поддерживают все основные промышленные стандарты для операционных систем, сетей и графического обмена. Это делает его системы совместимыми от версии к версии. Среда открытых систем обеспечивает совместное использование данных в соответствии с предоставленным правом доступа, интеграцию решений МGЕ - с уже существующей компьютерной средой.