ОБЗОРЫ

Программы с открытым исходным кодом пользуются огромной популярностью. Не являются исключением и географические информационные системы. Хотя разработки в этой области начались совсем недавно, они уже вышли за пределы опытных проектов и нашли применение в коммерческих и государственных организациях. Возьмем, к примеру, геоинформационные Web-приложения. Для их создания совершенно не обязательно покупать коммерческое ПО. Что нужно для такой ГИС? Как правило, операционная система, СУБД с поддержкой пространственных данных, картографический Web-сервер, специальные форматы для географической информации и инструменты для анализа. Все это распространяется бесплатно (или почти бесплатно) по лицензии Open Source.

Операционная система. Конечно, Linux - самый знаменитый проект в области Open Source. О нем уже много раз писали в компьютерной прессе. Чтобы не повторяться, отметим лишь, что эта надежная, недорогая UNIX-подобная ОС представляет собой идеальную платформу для разработки картографических приложений и поддерживается практически всеми продуктами с открытым кодом.

Пространственная база данных. Поскольку основная функция ГИС - управление и манипулирование пространственной информацией, очевидно, что основу системы должна составлять СУБД, способная хранить и обрабатывать такие данные. Наиболее известные пространственные СУБД с открытым кодом - PostgreSQL (www.postgresql.org) и PostGIS (postgis.reflections.net). Первая представляет собой объектно-реляционную базу данных, способную работать с геометрическими типами данных (точками, линиями, полигонами и т. д.) и выполнять простые пространственные запросы. Вторая является расширением PostgreSQL. Это полноценная геоинформационная СУБД, поддерживающая все векторные форматы, пространственные индексы, многократное отображение координат и другие функции, без которых не обойтись при работе с географической информацией.

MapLab - новый картографический инструмент компании DM Solutions, созданный с помощью Web-сервера MapServer

В нынешнем году появилась еще одна система с открытым кодом для хранения и анализа пространственных данных. Шведская компания mySQL (www.mysql.com) выпустила версию 4.1 своей одноименной СУБД, снабженную средствами работы с картографической информацией. Теперь эта база данных поддерживает рекомендации организации Open GIS Consortium по расширению возможностей языка SQL c учетом специфики ГИС.

Картографический Web-сервер. Существует немало Web-серверов с открытым кодом, но наиболее популярным является MapServer (mapserver.gis.umn.edu), разработанный в Университете штата Миннесота. Для создания приложений в нем предусмотрен простой CGI-интерфейс, позволяющий динамически генерировать карты и передавать их через Интернет. Пользователи, нуждающиеся в дополнительных функциях, могут применять вместо простого браузера специальную клиентскую программу для MapServer, которая разработана канадской компанией DM Solutions (www.dmsolutions.ca) и также поставляется по лицензии Open Source.

Стоит упомянуть еще один геоинформационный Web-сервер с открытым исходным кодом - GeoServer (geoserver. sourceforge.net), его первая версия появится в сентябре. Он совместим со стандартами организации Open GIS, поддерживает язык описания географической информации GML и реализован с помощью технологии Java Servlet.

Форматы. В настоящее время признанным стандартом описания информации для Интернета стал метаязык XML. На его основе разработаны многочисленные диалекты для различных предметных областей, два из которых - Geographic Markup Language (GML) и Scalable Vector Graphics (SVG) - имеют огромное значение для развития геоинформационной области. Первый представляет собой стандарт консорциума Open GIS (www.opengis.org) для обмена географической информацией между приложениями и ее хранения (см. PC Week/RE, N 27/2003, с. 19). Этот формат нашел широкое применение в области ГИС с открытым кодом, поскольку, с одной стороны, является открытым стандартом и поддерживает мощный, расширяемый синтаксис для работы с пространственной информацией, а с другой - играет роль мостика между миром Open Source и коммерческими системами на базе закрытых форматов.

Второй формат, созданный консорциумом W3C (www.w3.org/Graphics/SVG), служит для отображения векторной графики в Web-страницах. Хотя SVG носит универсальный характер, он очень пригодится для использования в картографических Web-приложениях, так как позволит значительно упростить представление пространственных данных в Интернете. Ведь благодаря применению в Web-страницах векторной графики вместо растровой удастся значительно уменьшить размер графических файлов, добиться одинакового воспроизведения изображений на любом устройстве независимо от разрешения его экрана, улучшить цветопередачу, а кроме того, даст возможность динамически менять вид карт прямо на клиентском компьютере, не перезагружая их с сервера.

Инструменты для анализа. Создание удобного Web-интерфейса для ГИС - это лишь половина дела. Если при этом она не сможет решать пространственные задачи или выполнять анализ географической информации, то просто превратится в справочную систему. К счастью, в мире Open Source имеется немало инструментов для обработки ГИС-данных. Примером такого типа ПО являются интерфейсы прикладного программирования Java Topology Suite (www.vividsolutions.com/jts/jtshome.htm) и Geotools (www.geotools.org).

Для более сложных задач предназначена популярная геоинформационная система с открытым кодом GRASS (Geographic Resources Analysis Support System), созданная много лет назад управлением инженерных войск США и исследовательским институтом по разработке сооружений USA-CERL в качестве инструмента управления землепользованием для вооруженных сил. В 1996 г. военные прекратили ее развитие, и теперь за нее отвечает сообщество разработчиков из разных стран мира со штаб-квартирой в университете Baylor (США; www3.baylor.edu/~grass). Недавно вышла версия GRASS 5.0, которая поддерживает все распространенные ОС (включая Windows и Linux) и к тому же оснащена более чем 350 модулями для работы с растровой, векторной графикой и с другими графическими форматами, обработки числовой информации и выполнения различных ГИС-процедур. Имеется даже экспертная система. С помощью GRASS, с недавних пор поддерживающей и русский язык, можно анализировать, хранить, обновлять, моделировать и визуализировать данные. Благодаря многочисленным специализированным функциям система применяется в самых разных областях, таких, как экология, защита окружающей среды, гидрология, геология, физика, дистанционный сбор данных, статистика и т. д.

Еще один перспективный аналитический инструмент - Terralib (www.terralib.org) - разрабатывается группой научно-исследовательских институтов Бразилии. Эта ГИС-библиотека с открытым кодом позволяет быстро создавать специализированные приложения для анализа географической информации. Важным ее достоинством является прямой доступ к пространственным БД без использования промежуточного ПО, ускоряющий обработку данных. Немало полезных бесплатных инструментов, документов и пространственных данных распространяется в рамках проекта FreeGIS (http//freegis.org), инициатором которого является немецкая консалтинговая компания Intevation GmbH.

Заключение: плюсы и минусы. У ГИС-продуктов с открытым исходным кодом такие же преимущества и недостатки, как и у остальных программ из мира Open Source. К плюсам относятся бесплатная (или почти бесплатная) лицензия и доступ к исходному коду, а к минусам - сложность внедрения из-за плохо проработанной документации и отсутствия средств установки и поддержки. Кроме того, по функциональным возможностям геоинформационные продукты с открытым кодом пока еще отстают от своих коммерческих аналогов. Однако даже эти недостатки не останавливают энтузиастов, тем более что достаточно зрелые системы уже имеют средства для упрощения внедрения, эксплуатации и интеграции этих продуктов с другими программами. Поэтому сегодня опытные пользователи и ИТ-профессионалы вполне могут справиться с установкой и поддержкой таких ГИС. Главный довод первопроходцев - возможность вносить изменения в код и полностью контролировать свое решение. Это объясняет успех ГИС-продуктов с открытым исходным кодом и вселяет надежду на дальнейший рост их популярности.