Структура и принцип работы ArcGIS 9.3 и её применение в геологии

ArcGIS ArcSDE 9.3

    Начиная с версии 9.2, программное обеспечение ArcSDE входит в состав лицензии ArcGIS Server. ArcSDE представляет собой интерфейс, который позволяет хранить и управлять пространственными данными в выбранной системе управления реляционной базой данных (РСУБД). Важнейшее преимущество использования ArcSDE состоит в возможности совместного доступа (чтения, записи, обновления, удаления) к используемым данным. ArcSDE - открытая система, которая работает с различными системами управления базами данных, включая Oracle, Informix, IBM DB2, Microsoft SQL Server. ArcSDE масштабируется от работы с базами данных небольших рабочих групп до баз данных крупных предприятий. ArcSDE позволяет эффективно использовать встроенные в СУБД развитые средства аутентификации пользователей, резервного копирования и восстановления данных и другие преимущества централизованного хранения и управления базой данных. 

    Для представления и хранения информации в РСУБД ArcGIS использует объектно-реляционную  модель данных, называемую базой геоданных. Эта модель данных позволяет описывать  не только геометрию объектов, но и  их поведение, правила, взаимосвязи  с другими классами объектов и  объектами базы геоданных. Эта интеграция поведения с геометрией позволяет  создавать более сложные, расширенные  модели ГИС-данных. Однажды описанное  поведение объектов становится доступным  для применения во всех приложениях ArcGIS Desktop — ArcCatalog, ArcMap, ArcToolBox, а также  в ArcObjects — объектно-ориентированных  библиотеках разработки для ArcGIS.

    ArcSDE играет ключевую роль в многопользовательских  корпоративных ГИС. С использованием ArcSDE приложения линейки ArcGIS (ArcInfo, ArcEditor, ArcView или ArcIMS), а также приложения для обработки ДДЗ (ERDAS IMAGINE, SOCET SET) или CAD-системы (AutoCAD или Microstation) могут работать непосредственно с пространственными данными, находящимися в РСУБД. ArcSDE работает также как сервер приложений, который распределяет пространственные данные для различного рода приложений, а также поставляя пространственные данные через глобальные сети по протоколу TCP/IP.

    В рамках системы ArcGIS для использования  с ArcSDE и многопользовательской РСУБД  доступны четыре типа рабочих мест:

·         ArcExplorer или HTML - браузер в качестве клиента картографического сервера ArcIMS для просмотра карт, простого анализа и вывода на печать.

·         ArcView для базового картографирования, картографического анализа и  использования базы геоданных.

·         ArcEditor для создания и поддержки  многопользовательской базы геоданных  с развитым редактированием и  работой с версиями данных.

·         ArcInfo для загрузки данных, геообработки и других сложных задач.                           

    ArcSDE служит интерфейсом между ГИС  и РСУБД для организации совместного  доступа и управления вашими  пространственными данными, как  таблицами. В среде разнотипных  баз данных, где используется  целый ряд различных баз данных, созданных организациями или  отдельными пользователями, ArcSDE обеспечивает  общую модель хранения географической  информации. ArcSDE значительно улучшает  характеристики всей  

ГИС за счет распределения функций приложения ГИС между сервером базы данных, клиентом и сервером приложений ArcSDE.

    В свете современных тенденций  применения больших баз данных, рассчитанных на совместное использование большим  числом пользователей, ArcSDE обеспечивает ряд ключевых преимуществ, включая  следующие :

    Стандартное представление пространственных данных

    Представление пространственных данных основано на стандартных типах данных в РСУБД. В тех случаях, когда в РСУБД  используются типы пространственных данных с расширенными свойствами, ArcSDE может  обеспечивать доступ и использование  этих типов данных для работы с  пространственными объектами. При  необходимости ArcSDE сам полностью  представляет механизм для работы с  пространственными объектами. Используемые способы хранения данных обеспечивают быстрое и компактное представление  пространственных данных.

    Переносимость базы данных

    Пользуясь возможностями для экспорта и  импорта данных в ArcSDE, возможно перемещать данные из одной системы РСУБД  в другую без потери информации. Это особенно важно, если предприятие  использует разнородные базы данных, которые могут включать, как базы данных рабочих групп, так и персональные базы данных. Это предоставляет возможность  проектирования наиболее современных  баз геоданных.

    Переносимость приложений

         ArcSDE определяет единую логическую модель для пространственных данных, реализуемую на верхнем уровне представления конкретной физической базы данных. Приложения, разработанные с использованием интерфейса для разработки API ArcSDE, будут запускаться с минимальными изменениями или вообще без них, на разных физических схемах РСУБД (если РСУБД позволяет это делать). Это позволяет администратору базы данных вашей ГИС выбрать наилучшую схему базы данных для каждого конкретного набора данных, чтобы удовлетворить требованиям прикладной программы. Например, один набор данных можно поддерживать и редактировать, используя бинарную схему хранения, а для другого набора может использоваться объектно-реляционная или реляционная схема. Способ хранения данных прозрачен для приложения конечного пользователя.

    Полнота данных

         ArcSDE обеспечивает целостность и полноту данных для точек, линий и полигонов, добавляемых в базу данных, и не допускает добавления векторных объектов с нарушениями геометрии (например, границы полигона должны быть замкнуты). Помимо этого, вы можете использовать сервер приложений ArcSDE совместно с ArcInfo и ArcEditor для наложения дополнительных ограничений на модель данных, что не позволяет сделать сама РСУБД. К примеру, можно ввести правила неразрывности (connectivity) для производственных сетей.

    Интерфейс прикладного программирования

          ArcSDE предоставляет открытый интерфейс прикладного программирования с использованием языков высокого уровня - С или Java, для запросов и обработки пространственной информации. Этот интерфейс обеспечивает работу с функциями ГИС для разработки современных прикладных программ. В тех случаях, когда сервер РСУБД обеспечивает работу с пространственными типами с расширенными свойствами (например, Oracle Spatial, Informix Spatial Data Blade или DB2 Spatial Extender компании IBM), для работы с пространственными колонками доступен также интерфейс SQL API.

         ArcGIS обеспечивает интерфейс для  программирования, основанный на  модели Component Object Model (COM) компании Microsoft, который называется AcrObject и содержит  подсистему доступа к географическим  данным, удовлетворяющую требованиям  стандарта к простым векторным  объектам Консорциума открытых  ГИС (Open GIS Consortium).

    Затраты на разработку базы данных и прикладной программы

         Использование ArcSDE с ArcGIS дает возможность существенно снизить затраты на создание и поддержание пространственной базы данных. ArcGIS предоставляет различные инструменты и наборы данных, чтобы помочь быстро разработать проект. Другие программные продукты ESRI и других фирм могут использовать шлюз ArcSDE, поэтому можно выбрать наиболее подходящие инструменты для приложения.

    Инструменты для приложений и  программирования

         ArcSDE предлагает стандартный интерфейс, который обеспечивает непосредственный доступ к пространственным базам данных из таких ГИС программ от ESRI, как ArcInfo, ArcEditor, ArcView, ArcExplorer и ArcIMS. Эти прикладные программы и их инструменты для программирования обеспечивают полную среду для создания, управления и  

использования пространственной информации. ArcSDE, кроме  этого, непосредственно поддерживает интерфейсы ERDAS IMAGINE, а также AutoCAD и MicroStation для доступа к пространственным базам данных. Помимо этого, существует значительное число программных  продуктов, выпускаемых третьими фирмами  для работы с ArcSDE.

    Клиентский  интерфейс для  разработки приложений ArcSDE

    Этот  интерфейс (API), рассчитанный на использование  языков программирования С и Java, предоставляет  большое число эффективных функций  ГИС. Все клиентские приложения ESRI, которые работают с ArcSDE, используют C API. Клиентский интерфейс ArcSDE обеспечивает возможность взаимосвязанного просмотра  простых пространственных объектов для этих   приложений. Он позволяет программистам разрабатывать заказные прикладные программы, предназначенные для работы с любой РСУБД, поддерживаемой ArcSDE. Этот клиентский интерфейс наиболее подходит для разработки узко специализированных приложений, работающих в ответственных ситуациях, например, при анализе реакций на чрезвычайные ситуации или при обслуживании клиентов. Достаточно большое число сторонних разработчиков пишут приложения для различных областей применения, с использованием в качестве сервера приложений ArcSDE .

ArcObjects

    ArcObjects представляет собой интерфейс  программиста COM API для ArcGIS Desktop. Он  обеспечивает возможность доступа  и работы с содержимым баз  геоданных, как с объектами  ГИС, снабженными такими современными  свойствами, как "поведения"  и взаимоотношения.

SQL

    Интерфейс для запросов на языке SQL доступен для  работы с базами геоданных. Этот интерфейс, поддерживаемый вашей РСУБД, может  быть использован для работы с  содержимым баз геоданных. Именно потому, что РСУБД используют стандартные  колонки, и используется этот интерфейс. Для РСУБД, имеющих возможность  работы непосредственно с пространственными  данными (например, Informix, IBM DB2 и Oracle Spatial), в самой СУБД поддерживаются специальные  геометрические типы, и это позволяет  выполнять пространственные SQL-запросы  к базе геоданных. Он позволяет выполнять  запросы к геометрическим объектам с использованием приложений РСУБД. Например, вы можете  

использовать  запрос на языке SQL для осуществления  пространственного объединения (join).

    Архитектура ArcSDE

    Говоря  на языке архитектуры, существуют две  базовые конфигурации, которые вы можете использовать при установке ArcSDE. Вы можете выбрать трехуровневую  архитектуру с использованием сервера  приложений, либо двухуровневую архитектуру, которая использует драйверы прямого  подключения, либо комбинацию этих конфигураций

ArcGIS Server 9.3

    ESRI ArcGIS Server предназначен для совместного  использования географической информации  неограниченным числом пользователей. ArcGIS Server используется на мелких  и крупных предприятиях для  того, чтобы предоставлять картографическую  информацию по интранет/интернет  сетям, оптимизировать внутренние  рабочие процессы, разрешать производственные  проблемы, координировать деятельность  различных служб. Клиентом ArcGIS Server может быть как настольное, так  и веб-приложение.

    ArcGIS Server предоставляет удобную платформу  для создания корпоративной геоинформационной  системы, позволяющей :

·         Управлять всеми пространственными  данными и картографическими  службами                           централизованно.

·         Увеличить производительность существующих картографических web-приложений и создать  новые web-приложения, которые представляют собой не просто карты с изменяемым масштабом и получением информации об объектах на карте, но и дают возможность  обработки и обновления представляемой информации.

·         Создать  web-приложения, обладающие функциональностью настольных ГИС ArcGIS Desktop.

·         Внедрить геоинформационную систему  в существующую информационную структуру  предприятия, объединяя ГИС сервер и пространственные данные с другими  информационными системами предприятия, среди которых системы управления отношений с клиентами (CRM) или  системы планирования и управления ресурсами предприятия (ERP).

·         Быстро решать специализированные задачи, создавая приложения, объединяющие географическое содержание с функциональными возможностями  ГИС.

    ArcGIS Server с успехом используется как  «коробочное» решение, не требующее  специального программирования  и серьезной настройки. Для  решения узкоспециализированных  задач существуют развитые и  хорошо документированные средства  разработки (.NET и JAVA, JavaScript, Flex) с помощью  которых можно создавать пользовательские  приложения.

    ArcGIS Server предоставляет инструментарий  для создания веб-приложений, веб-служб  и других корпоративных приложений, работающих под управлением стандартных  .NET и J2EE веб-серверов, обеспечивает  централизованное управление географическими  ресурсами: картами, службами  геокодирования и программными  объектами, задействованными в  приложениях. Под корпоративными  ГИС подразумевается совокупность  приложений с центральным управлением,  оперирующих с единой базой  картографических данных, обладающих  развитой ГИС- функциональностью  и одновременно поддерживающих  большое количество пользователей.