Цель ГИС-специалиста – предоставить конечным пользователям ГИС-приложение, которое позволяет им выполнять работу без глубоких знаний ГИС. По необходимости ваша концепция каждого веб-приложения ГИС намного сложнее того, что видят конечные пользователи. В этом разделе описываются все элементы, необходимые для каждого веб-приложения ГИС. Эти элементу предоставляют среду для создания и предоставления возможностей ГИС конечным пользователям.
Элементы веб-приложения ГИС
Каждое веб-приложение ГИС содержит пять основных элементов:
- веб-приложение;
- цифровые базовые карты;
- Рабочие слои
- Задачи и инструменты в веб-приложении ГИС
- Одна или несколько баз геоданных
Далее представлено краткое описание каждого элемента.
1. веб-приложение;
Веб-приложение предоставляет клиенту программный интерфейс и соответствующие инструменты для визуализации географической информации и взаимодействия с ней. Это может быть приложение , которое работает в веб-браузере, или мобильное приложение, установленное в устройстве с поддержкой GPS, или смартфон, например, iPhone.
Можно использовать множество приложений для создания веб-приложения ГИС для конечных пользователей. Зачастую правильный выбор зависит от набора функций, инструментов и отображений карты, необходимых для рабочих процессов пользователей. Так же часто выбор приложения будет зависеть от конечных пользователей и их опыта в работе с компьютерами, а также того, где выполняется работа (например, в полевых условиях, удаленном офисе с медленным подключением к Интернету и т. д.).
2. цифровые базовые карты;
В веб-приложениях ГИС базовые карты предоставляют географический контекст для каждого приложения. Тип приложений (например, гидрология, участки, линии электрических сетей и охрана окружающей среды) часто определяет тип базовой карты, который необходимо использовать. Например, в веб-приложении ГИС, предназначенном для охраны водоплавающих птиц, ортоизображения высокого разрешения будут подходящим типом базовой карты для оцифровки заболоченных участков.
Ниже приведены примеры распространенных базовых карт:
- Транспортные базовые карты часто содержат дороги, названия улиц, достопримечательности, зоны землепользования, водоемы и названия мест.
- Топографические базовые карты часто содержат административные границы, города, водные объекты, физиографические объекты, парки, ориентиры, транспортные сети и здания.
- Базовые карты местности часто содержат изображения с цветной отмывкой, батиметрические сведения и объекты прибрежных вод, представляющие нейтральный фон для других слоев данных.
- Базовые карты со снимками содержат спутниковые снимки низкого разрешения для карты планеты и снимки высокого разрешения для различных регионов.
- Гибридные базовые карты часто содержат дополнительные слои, которые можно включать и отключать как наложения карты – например, слои карты, такие как транспортные, топографические, слои местности и снимков, часто включаются как дополнительные наложения базовой карты, которые можно включать и отключать для различных целей.
Поскольку для создания базовых карт высокого качества необходимы навыки их составления и много времени, компания Esri разместила целый ряд высококачественных базовых карт, которые можно использовать в своих веб-приложениях ГИС. В случае, если вы предпочитаете создать собственную базовую карту, ArcGIS Desktop предоставит вам все необходимые для этого инструменты. Дополнительные сведения см. в разделе О создании собственной базовой карты.
Важно помнить, что базовые карты относительно статичны. При обычных настройках базовые карты обновляются редко. Например, транспортную сеть можно обновлять ежегодно для учета изменения плана улиц в большом городе. И наоборот, топографическую базовую карту можно обновлять раз в десять лет из-за ее зависимости от переписи населения или исследований.
3. Рабочие слои
Рабочие слои – это небольшой набор слоев, с которыми вы работаете напрямую или получаете в результате операции (например, запроса) в веб-приложении ГИС. Эти слои часто адаптируются для определенной группы пользователей ГИС-специалистом. Например, специалист по планированию городов использует смартфон Windows с ГИС-приложением для обновления расположения крышек люка на слое канализации.
Рабочие слои состоят, в том числе, и из следующих элементов:
- Наблюдений и показателей датчиков: это может быть любая информация, отражающая статус или ситуацию, например местоположения преступлений, показатели датчиков дорожного движения, метеорологических и других датчиков (например, измерителей расхода воды), наблюдения оборудования или полевых работников, результаты инспекции, адреса клиентов, районы заболеваний, мониторы качества воздуха и загрязнений и т. д. Эти источники информации часто отображаются как сведения о статусе в веб-картах ГИС. Кроме того, они часто используются как входные данные для аналитических операций, выполняемых на сервере.
- Слои редактирования и доступа к данным: это слои карты, с которыми работают пользователи, например для редактирования объектов, выполнения запросов и выбора объектов для анализа.
- Результаты запроса: во многих случаях приложения отправляют запрос серверу и получают в результате набор записей. К ним могут относиться набор отдельных объектов или записей атрибутов. Пользователи часто отображают эти результаты и работают с ними в виде графики карты в веб-приложениях ГИС.
- Результирующие слои, образованные на основе аналитических моделей: ГИС-анализ можно выполнять для получения новой информации, которую можно добавить как новые слои карты, исследовать, визуализировать, интерпретировать и сравнить.
В большинстве ГИС-приложений пользователи работают с оперативной информацией (иногда с несколькими рабочими слоями) поверх базовой карты, которая предоставляет географический контекст. В других ситуациях оперативный слой отображается под другими слоями, которые предоставляют контекст о местоположении. Например, при классификации и отображении областей с разными почтовыми индексами по демографической информацией пользователи часто накладывают на эти результаты транспортные сети и названия мест для предоставления контекста о местоположении.
Рабочие слои часто бывают динамичными. Они извлекаются из базы данных ГИС и отображаются во время выполнения, например при панорамировании, изменении масштаба и обновлении карты. Во многих случаях оперативные слои работают с определенным диапазоном масштабов и разрешений карты. В отличие от них базовые карты можно разрабатывать для использования с более широким диапазонов масштабов. Например, базовые карты обычно позволяют уменьшать масштаб до больших экстентов карты.
Более подробно см. О рабочих слоях.
4. Задачи и инструменты в веб-приложении ГИС
Веб-приложения ГИС часто предоставляют инструменты, выполняющую обработку до картирования. Эти инструменты могут быть общего назначения, например для поиска адреса, и специализированного типа, например для вычисления ежемесячного потенциала солнечной энергии для большого города.
Есть два способа для выполнения таких задач:
- Использовать клиент для этого: этот метод подходит для относительно простых процессов, когда необходимые данные находятся на клиентской стороне. Типичными примерами служат отображение результатов анализ и формирование карт интенсивности на основе набора точечных объектов.
- Использовать сервер для этого: этот метод подходит для сложных процессов, когда не все необходимые данные находятся на клиентской стороне. К типичным примерам относится поиск ближайшего объекта и прокладка маршрута, вычисление потоков и поиск области с наибольшим населением за счет наложения нескольких слоев данных.
Далее представлены дополнительные аспекты использования задач и инструментов в веб-приложении ГИС.
- Пользователям, являющимся редакторами, требуется ряд специальных инструментов, позволяющих выполнять свои задачи. Например, инструменты для редактирования кадастровой среды и земельных участков будут отличаться от инструментов, используемых для компиляции электрических сетей или гидрологической информации.
- У многих конечных пользователей есть набор целевых слоев и соответствующий набор инструментов для работы с этими слоями, например для поиска ближайшего объекта и прокладки маршрута, вычисления потока на основе текущих условий и выполнения анализа структурных точечных закономерностей на множестве случайных местоположений.
- Для показателей датчиков это инструменты для отображения, суммирования, составления графиков и анализа полевых показателей.
- Многие веб-приложения ГИС содержат программные функции для выполнения ГИС-моделирования и анализа, а также инструменты для работы с результатами, их визуализации и анализа. Может использоваться ряд инструментов для создания графиков, анализа результатов (например, для классификации и отображения результатов на карте, получения статистических сводок, создания табличных отчетов, формирования графиков и т. д.).
- В некоторых веб-приложениях ГИС пользователи отправляют запросы серверу, который возвращает ряд объектов и их атрибутов. Эти результаты отображаются на карте в виде интерактивной графики с описательной информацией, по которой можно создавать диаграммы, получать итоговые данные и которую можно использовать в качестве гиперссылок для доступа к более подробной информации.
5. Одна или несколько баз геоданных
Каждое ГИС-приложение зависит от надежной среды управления геопространственными данными, которая может содержать информацию, используемую для поддержки приложения. Это может быть одна или несколько баз геоданных, набор шейп-файлов, различные табличные базы данных и электронные таблицы, файлы САПР, файлы проектов, веб-страницы HTML и т. д.
Сообщество ГИС-специалистов концентрируется на инвестициях в создание высококачественной географической информации. Ответы, получаемые от ГИС, не могут быть лучше качества информации в базе геоданных. Наборы данных ГИС должны компилироваться единообразно, согласованно для интеграции в географической среде. Многие пользователи ГИС вкладывают много усилий в создание и обслуживание своих геопространственных баз данных. Ценность этих хранилищ информации очень высока для решения широкого спектра задач. Надежные географические данные становятся еще важнее, если требуется не просто отображать информацию о наблюдениях на базовой карте.
Базы геоданных ArcGIS – это очень важная технология управления данными для моделирования, организации и обслуживания информации ГИС для решения поставленных задач. Базы геоданных предназначены для поддержки всех уровней реализации ГИС, от тех, что поддерживают простейшие модели геоданных, до тех, что намного сложнее.
Веб-сервисы помогают развернуть эту среду
Следует отметить, что все эти элементы в веб-приложении ГИС могут размещаться и обслуживаться с помощью ArcGIS Server. Например, веб-приложение ГИС может предоставлять доступ к различным веб-сервисам: сервису базовой карты, оперативным картографическим сервисам, сервисам геообработки, сервисам геоданных, сервисам изображений и т. д.
Одним из больших преимуществ веб-приложений ГИС является то, что вы можете объединять удаленные веб-сервисы с собственными локальными ресурсами для создания веб-приложений ГИС. Стоит подумать, как можно использовать собственные ресурсы с сервисами других организаций в веб-приложениях ГИС.