Программные средства ГИС

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО

Нижегородская Государственная Сельскохозяйственная Академия (НГСХА)

Специальность 120301 «Землеустройство»

Кафедра геодезии

Контрольная работа

по дисциплине  «ГИС» на тему:

«Программные средства ГИС»

Выполнил: студент

агрономического факультета

группы ЗУЗ-11

А.С. Николаев

Проверил: доцент

кафедры геодезии

О.В. Побединская

Нижний Новгород  2011

Содержание

Введение                                                                                                                                            3

1.      Обоснование необходимости моделирования крупных промышленных объектов с использованием ГИС                                          4

2.      Требования к программным платформам                                                        6

3.      Сравнительный анализ платформ AutoCad и MicroStation              7

Заключение                                                                                                                              9

Введение

Программные средства ГИС – это программное обеспечение (ПО) для реализации функциональных возможностей ГИС. Оно подразделяется на базовое и прикладное ПО.

Базовые программные средства включают: операционные системы (ОС), программные среды, сетевое программное обеспечение, системы управления базами данных, а также модули управления средствами ввода и вывода данных, систему визуализации данных и модули для выполнения пространственного анализа.

К прикладному ПО относятся программные средства, предназначенные для решения специализированных задач в конкретной предметной области. Они реализуются в виде отдельных модулей (приложений) и утилит (вспомогательных средств).

Для полного представления проведем сравнение  программных средств ГИС двух различных производителей. Рассмотрим конкретные требования к программному обеспечению и степень соответствия им каждому продукту. Попробуем охватить все множество задач, появляющихся перед разработчиками таких моделей.

Как показывают аналитические сводки различных агентств и информация от представителей крупных промышленных компаний, издержки на строительство и поддержания жизнеспособности распределенных по площади инженерных объектов (аэропортов, заводов, больших зданий) непомерно велики. Основная причина этого – несогласованность по времени и формату громадных потоков информации между структурными единицами, входящих в состав этих объектов. В результате этого, ухудшается эффективность их взаимодействия.

Для решения этой проблемы разработаны специальные технологии моделирования, в которые входят моделирование местности, на которой находится объект, архитектурных сооружений, инженерных коммуникаций : трубопроводов, электрических и информационных сетей, дорог и др. В литературе, посвященной данной проблеме появился термин BIM (Building Information Modeling – информационное моделирование зданий), отражающий такую технологию. Для моделирования каждого из аспектов, входящих в BIM применяются специализированные мощные программные пакеты. Важной проблемой становится взаимосвязь этих пакетов, но, так как стандартизация форматов в этой области пока развита, слаба, встает необходимость использовать именно такие пакеты, у которых будет меньше проблем с передачей информации между собой.

Поэтому такое моделирование целесообразно проводить на программном обеспечении, базирующимся на определенной программной платформе, имеющий свой API ( application programming interface – интерфейс прикладного программирования ), свои форматы и общее математическое ядро. В мире на данный момент известно две таких платформы – MicroStation от компании Bentley Systems, Incorporated и AutoCad от AutoDesk, Incorporated. Попытка сравнения этих платформ и приведена в работе.

1.      Обоснование необходимости моделирования крупных промышленных объектов с использованием ГИС.

Сформулируем конкретные моменты, на основании которых будем говорить о необходимости такого моделирования:

• большие издержки на строительство и содержание промышленных объектов без модели.

• более четкое осознание целей на всех этапах жизненного цикла изделия, начиная от концептуального проектирования и заканчивая демонтажем объекта.

• возможность учета различных природных факторов при разработке объекта (географическое положение, местонахождение инженерных коммуникаций )

• возможность сопровождения объекта в течение всего жизненного цикла (информация для сервисных служб, реконструирования, строительства новых сооружений)

• необходимость обеспечения информационной целостности (централизации и возможности легкого доступа к ней) , что достигается только путем использования единой программной платформы.

Как уже было сказано, такое моделирование включает в себя большое количество различных по назначению пакетов. Центральным звеном в информационной модели будет являться 3-х мерная реконструкция сооружений, созданная с помощью пакета моделирования архитектуры .

Здания будут находится на территории, отображение которой сделано в пакете ГИС (ГеоИнформационнаяСистема). Все остальное будет привязано к центральной модели. Каждый из структурных элементов общей модели имеет свою собственную базу данных. Все БД связаны в единую систему ( по крайней мере, такой подход декларирует компания Bentley, в противовес единой базе данных для всех элементов модели, на которую ориентируется AutoDesk).

2.      Требования к программным платформам

Рассмотрим требования, которые выдвигают пользователи к программным платформам:

• высокая степень интеграции различных пакетов (ГИС, коммуникации, архитектура)

• удобство программного интерфейса, из которой следуют:

легкая обучаемость специалистов

широкая функциональность интерфейса 

совместимость интерфейса со стандартными средствами разработки

• наличие инструментов, обеспечивающих 

информационную безопасность разработок

эффективную схему работы с базами данных

систему сообщений между различными коллективами

общую схему контроля за разработкой

возможность одновременной удаленной работы различных коллективов (общего виртуального рабочего пространства проекта)

• масштабируемость и совместимость платформы. Этот раздел тесно связан с первым. Такое требование выдвигается из-за специфики клиентуры, пользующейся такими моделями – это заводы, крупные промышленные объекты. Они не могут позволить себе переходить от одной платформы к другой, или от одного пакета к другому – слишком большие издержки, слишком это тяжело, потому что такие объекты очень инерционны для таких изменений. Платформа моделирования выбирается раз и навсегда, и компания-разработчик не имеет возможности оставить своих клиентов переходом к другим средствам, которые не поддерживают предыдущее представление информации ( форматы данных, потоков данных ).

3.      Сравнительный анализ платформ AutoCad и MicroStation

Для более осознанного анализа введем следующие критерии сравнения

• Степень интеграции платформ.

Однозначно, компания Bentley со своей платформой MicroStation в этом направлении продвигается лучше, потому что все продукты являются программной надстройкой над общим базисом. Над каждым продуктом есть еще надстройки (Например, продукт TriForma, сам по себе являющийся развитием MicroStation имеет несколько «наследников» в области : архитектуры, геодезии, моделирования коммуникаций ). Новые продукты AutoDesk не совместимы с общей платформой – к ним можно отнести Revit, предназначенный для моделирования архитектуры.

• Способность к расширяемости ( программные интерфейсы). 

Каждая из платформ обладает собственным внутренним языком со своими особенностями : Bentley использует mdl, а AutoDesk – AutoLisp и VisuaLisp. Они достаточно сложны для обучения, хотя mdl базируется на языке C, но используется событийная модель работы программ, что сильно затрудняет разработку новых модулей даже людям, имеющим значительный опыт работ на C. Также нет удобной среды отладки. В AutoDesk с этим лучше – давно используется VisualLisp, предлагающий удобную среду разработки. Правда, это преимущество нивелировано тем, что обе платформы поддерживают написание приложений на Visual Basic 6.0, являющийся, по мнению специалистов одним из самых удобных средств для таких целей. Есть возможности писать программы на Java.

• Позиция на российском рынке. 

Здесь AutoDesk абсолютно лидирует вследствие более общей целевой аудитории. Чертежи в формате *.dwg являются стандартом в мире при оформлении документации. Они нужны на предприятиях различного размера, начиная от группы проектирования, состоящих из нескольких человек, заканчивая известными конструкторскими бюро, вроде КБ им. Сухого. 

• Используемые ядра (математика ). 

MicroStation использует ядро Parasolid, которое разработано фирмой Unigraphics и является лучшим на текущий момент времени. Кроме того, ядро постоянно совершенствуется и исправно обновляется, что одновременно улучшает функциональность платформы. AutoCad использует ядро Acis, которое имеет более узкий набор функциональных элементов и более слабую поддержку со стороны компании-разработчика.

Заключение

Для более корректного анализа затронутой проблемы требуется более детальное и длительное изучение объектов исследования. Но, отталкиваясь от результатов поверхностного обзора, можно заключить, что использование платформы MicroStation имеет свои преимущества в отраслевой области, на которую, кстати, и направлена вся продукция компании, и что подтверждает ситуация в нефтегазовой отрасли в России. Ее использование более специализировано, а потому и менее обширно, если сравнивать по количеству проданных копий или массовой известности продукта. Также декларирование вице-президентом компании ее дальнейшей политики в области разработок новых продуктов позволяет считать эту платформу более приемлемой для решения такого рода задач. Продукты AutoDesk имеют более широкое распространение и, вследствие чего, являются фактически стандартами в области 2d проектирования, но плохо соответствуют требованиям, выдвигаемым технологией BIM.

Литература

1. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000, с32.

2. K.Bently, Does the Building Industry Really Need To Start Over?

3. The Сhanging Role of IT in Manufacturing: Document/Content Management vs. PDM – How Buyers Choose, Daratech, Inc.

4. PLM/AECO: Product Lifecycle Management for Architects, Engineers, Construction Firms and Asset Operators, Daratech, Inc

3