Языки программирования для гис
Что должен знать и уметь ГИС-специалист
Основные навыки для успешной карьеры в области ГИС
Перечень навыков, необходимых специалисту в области геоинформационных технологий.
Содержание
Преамбула (вступление и т.п.)
Цель создания этого списка – обрисовать перед вступающим в мир ГИС основные направления, в которых он мог бы развивать свои навыки: обозначить основные категории, указать ключевые слова, привести необходимые ссылки. Мы надеемся, что список даст возможность самостоятельно выбрать ту область, к которой более всего лежит душа и послужит руководством к действию. Вместе с тем, вторая задача списка – попытаться предупредить начинающего ГИС-специалиста о возможных пробелах в знаниях, которые в будущем могут негативно сказаться при выполнении уже конкретных работ.
Данный список не является программой курса ГИС, т.к. конкретные курсы в учебных заведениях составляются в соответствии с их спецификой и дополнены практическими разделами, согласно требований предприятий, с которыми учебное заведение поддерживает связи. Осознавая важность тематических приложений ГИС, мы, тем не менее, постарались вынести всю эту «специфику» за рамки нашего обзора, чтобы не усложнять восприятие и без того сложной темы.
Важное замечание: ГИС-специалист – это не совокупность всех перечисленных навыков: сочетать в себе весь перечень умений вряд ли возможно, и уж точно – не целесообразно. В настоящее время любая успешная деятельность представляет из себя командную работу и подразумевает разделение труда. Тем не менее, чтобы иметь возможность решать сложные задачи и думать стратегически, необходимо ориентироваться во всем многообразии мира ГИС и его колоссальных возможностях. Ознакомившись с базовыми навыками перечисленными в данном обзоре, и работая уже над конкретным проектом ГИС-специалист должен осваивать те из пунктов, которые нужны в данный момент и «забывать», т.е. откладывать те, что не нужны.
Еще одна идея, которая является пока дискуссионной, но заставляет задумываться как своих сторонников, так и противников: «Начинающим ГИСерам нужно рассматривать ГИС прежде всего как инструмент, а не как профессию. ГИС перестает быть профессией, но ГИС, как инструмент станет достоянием множества профессий. Мой совет тому, кто хочет стать ГИС-специалистом – не становиться им, потому как эта профессия доживает последние дни. Мой совет – выбрать профессию, которая вам действительно по душе и научиться применять различные инструменты ГИС в рамках избранной профессии». Don Meltz http://donmeltz.com/blog/index.php/2009/10/25/gis-is-dead-long-live-gis За основу списка навыков был взят текст из блога Michalis Avraam «The essential skills to succeed in a GIS career» (http://michalisavraam.org/2009/11/the-essential-skills-to-succeed-in-a-gis-career/), идеи для дальнейшей доработки текста были почерпнуты из обсуждения данного текста в форуме Gis-lab http://gis-lab.info/forum/viewtopic.php?f=1&t=4622.
Общие навыки
Программирование
QGIS — основной инструмент для работы с пространственной информацией. Обзор тематических ресурсов для начинающих
Котики всегда волновали IT сообщество. А вот вопросы развития геоинформационных систем волновали не всегда. Раньше сфера ГИС была узкой и специфичной областью в IT-индустрии, где все участники знали друг друга. Однако с появлением популярных интернет картографических сервисов, а также мобильных приложений, каждая домохозяйка смогла освоить технологии, которые раньше были доступны гуру в области ГИС и ДДЗ.
Яндекс и Гугл сделали все, чтобы жизнь пользователей при использовании картографических приложений была комфортной. Однако когда обыватель начинает позволять себе большее, его жизнь резко усложняется. Данный обзор призван сократить круги ада в освоении новой специальности. Здесь нет ничего сложного, однако, как в любой специализации, есть масса нюансов.
В зоопарке ПО, которое работает с пространственной информацией, легко потеряться. Поэтому рекомендую начать освоение этой незатейливой отрасли с настольных ГИС-приложений. Наиболее популярные приложения ArcGIS, MapInfo и QGIS. Объективно линейка гис-продуктов компании ESRI самая лучшая. Если у вас есть лишний «лям» за пазухой, можете начать с ArcGIS. Однако мы за коммунизм во всем мире open source, поэтому начнем с QGIS, благо он хорошеет с каждым днем и объективных причин использовать проприетарные продукты становится все меньше.
QGIS работает на всех популярных OS, даже под Android. Всю информацию об установке можно почитать на страничке проекта. Для любителей полного импортозамещения QGIS собирает отечественная контора NextGIS.
После установки QGIS необходимо в первую очередь запустить QGIS Desktop. QGIS Browser понадобится в дальнейшей работе, но не сейчас.
Если вдруг вы не нашли ответа на свой вопрос, можно обратиться на форум gis-lab.info или воспользоваться другими каналами неформального общения, например, задать вопрос в Фейсбуке, группа «Бытовая картография», либо пофлудить на gis.stackexchange.com.
Итак, с инструментом познакомились, однако для работы нужны данные, которые могут стоить немало денег. В случае с высокодетальной космической съемкой, действительно придется раскошелиться. Однако для большинства задач вполне достаточно открытых данных. Это прежде всего OpenStreetMap, а также данные дистанционного зондирования, выкладываемые за счет американских налогоплательщиков. Например, Landsat, MODIS, SRTM, ASTER DEM и др. Наиболее полный обзор открытых данных представлен здесь.
В заключение хотел бы отметить, что, несмотря на рост интереса к геоинформационным системам, полезная информация о ГИС сильно фрагментирована. Надеюсь, этот обзор частично закроет этот пробел.
Как мне развить свои навыки программирования в ГИС?
Я хотел бы развить свои навыки программирования ГИС, с чего мне начать? Люди говорят, изучают C ++ или Python, но где я могу узнать это в географическом контексте? Учебники или что-нибудь еще будут очень полезны, как и любая информация о языках / программах для использования.
Есть одно сообщение в блоге от Михалиса Авраама, в котором объясняются основные навыки для успеха в ГИС-карьере, которые, я думаю, хорошо написаны. Вы, вероятно, найдете много хороших советов там.
ОБНОВЛЕНИЕ: к сожалению, верхние ссылки мертвы, но похожая тема может быть найдена в одной исследовательской статье Определение требований к навыкам для позиций ГИС: контент-анализ объявлений о работе
Мне нравится Python Криса Гаррарда для материалов курса геообработки. http://www.gis.usu.edu/
chrisg/python/2009/ Лично я считаю, что программные манипуляции с OGR / GDAL необходимы.
Что касается поиска наиболее подходящего для вас, рассмотрите программное обеспечение или геостек, в котором вы хотите быть наиболее опытным (например, ArcGIS, QGIS, PostGIS-GeoServer-OpenLayers), а затем выберите язык (языки) программирования, который наилучшим образом поддерживает ваш выбор. Это можно обнаружить, проверив язык связанного API или другие учебники по настройке. Существует множество учебных ресурсов по онлайн-программированию, и веб-поиск вашего предпочтительного программного пакета + язык + «учебник» поможет вам в этом.
Я также верю в «обучение на практике». Например, создайте простую карту с помощью Javascript и Google Maps и попробуйте добавить геометрию, стилизацию, пользовательский интерфейс и интересный анализ. Работайте, чтобы увидеть, что возможно, а что нет. При создании вам потребуются более сложные инструменты для настройки, и это будет указывать на соответствующие платформы, языки и библиотеки.
Не начинайте с C ++ и ГИС, не изучив сначала разработку программного обеспечения. Это слишком много.
Я смог выучить Python, усевшись с копией Learning Python от Lutz & Ascher (O’Reilly Press). В моем офисе используются продукты ESRI, поэтому, чтобы получить соединение с ArcGIS, я создал несколько моделей с помощью ESRI Model Builder и экспортировал их в Python. Тогда нужно было просто посмотреть на экспортированные скрипты Python, пролистать книгу и использовать интерактивную справочную систему ESRI по темам геообработки, чтобы лучше понять, как Python и ArcGIS работают вместе.
Очень мало колледжей / университетов, предлагающих курсы по программированию, связанные с ГИС. Я бы порекомендовал программу сертификатов ГИС для колледжа Элмхерст, в которой два (2) из этих курсов являются частью их сертификата ГИС. Программа, связанная с программированием:
ISG 200 Реализация баз геоданных
Вся программа онлайн и у них есть выделенный ГИС Сервер. Они учат Python в основном.
Поскольку вы только начинаете, коллектор не может быть плохим выбором. Вы можете получить его менее чем за 300 долларов и разрабатывать, используя бесплатные «экспресс-» версии Visual Studio.
Если вы можете быть более конкретным, мы, возможно, поможем вам больше.
Виртуальный кампус ESRI предлагает пару коротких вводных курсов по использованию Python для сценариев в ArcGIS. Я думаю, что один из них бесплатный. Взятие одного из них было бы отличным способом проверить, готовы ли вы углубиться в это.
Пройдите через ArcMap, изучая основы обработки пространственных объектов. Когда вам удобно с операцией, попробуйте установить процесс с ModelBuilder. Конструктор моделей является эквивалентом Lego в мире ESRI. Это позволяет вам генерировать код Python. Этот код будет упрощен, но он будет работать.
Если вы не обладаете достаточным опытом в каком-либо другом языке (C # для ArcGIS, C ++ для ГИС с открытым исходным кодом), начните с Python и изучите другие языки позже. Большинство связанных с ГИС функций должны иметь сходный синтаксис и использование в Python и этих языках, поэтому изучение их с предыдущими знаниями Python не должно быть таким сложным.
Геоинформационные системы с открытым кодом программирования
Все системы поддерживают обмен пространственной информацией (экспорт и импорт) со многими ГИС и САПР через основные обменные форматы.
Еще более однородными являются возможности по работе с атрибутивной информацией. Большинство систем обеспечивают работу со всеми основными СУБД через драйверы ODBC, BDE. Первой в ряду поддерживаемых или используемых СУБД стоит Oracle.
Наиболее распространенными зарубежными системами по разным причинам являются ArcView GIS, MapInfo Professioal, MicroStation/J. Ана- логичный перечень отечественных систем возглавляют ГеоГраф, Панора- ма (Карта 2000), ПАРК, GeoLink.
Коротко охарактеризуем наиболее распространенные программные продукты, отмечая особенности и области применения.
ArcInfo обеспечивает создание геоинформационных систем, создание и ведение земельных, лесных, геологических и других кадастров, проек- тирование транспортных сетей, оценку природных ресурсов.
ArcGIS ArcView (разработчик фирма ESRI, США). Настольная ГИС, которая предоставляет пользователю средства выбора и просмотра разно- образных геоданных, их редактирования, анализа и вывода (бизнес, наука, образование, управление, социология, демография, экология, транспорт, городское хозяйство).
Все продукты ArcGis могут использовать дополнительные модули для решения специализированных задач пространственного анализа:
ArcView поддерживает реляционные СУБД, имеет развитую деловую графику (форма просмотра, табличная форма, форма диаграмм, создание макета), предусматривает создание профессионально оформленной картографической информации и разработку собственных приложений.
MapInfo Professional (разработка фирмы MapInfo Corp.США), одна из самых распространенных настольных ГИС в России. MapInfo специально спроектирован для обработки и анализа информации, имеющей адресную или пространственную привязку.
В MapInfo реализованы:
ГеоГраф (разработка Центра информационных исследований Института географии РАН, Россия). Дает возможность создавать электронные тематические атласы и композиции карт на основе слоев цифровых карт и связанных с ними таблиц атрибутивных данных.
Основные возможности ГеоГраф следующие:
Панорама (Россия) Построение и обработка цифровых и электронных карт, ведение картографической и атрибутивной баз данных.
Отдельно следует выделить профессиональные многофункциональные инструментальные ГИС, обеспечивающие возможность непосредственной 35 обработки данных ДЗ. К ним относятся ERDAS IMAGINE, ERMapper и др.
ER Mapper (разработка ER Mapper) Обработка больших объ?мов фотограмметрической информации, тематическое картографирование (геофизика, природные ресурсы, лесное хозяйство). Точность, печать карт, визуализация тр?хмерного изображения, библиотека алгоритмов.
В ERDAS IMAGINE реализованы:
Языки программирования для гис
В состав комплекса GIS ToolKit входит несколько отдельных программных продуктов:
Помимо этого, программист имеет возможность использования процедур и функций интерфейса «MAPAPI» ГИС-ядра «Панорама» напрямую, что дает возможность применять GIS ToolKit при создании приложений практически в любой среде разработки и на любом языке программирования, поддерживающем стандарты API (Application Programming Interface).
Интрефейс «MAPAPI» содержит более полутора тысяч процедур и функций для работы с пространственными данными «на все случаи жизни». Визуальные компоненты поставляются в исходных текстах с примерами приложений и документацией. GIS ToolKit применяется также для создания диспетчерских центров и навигационных систем с использованием GPS-аппаратуры.
Примеры приложений на Visual C++, C#, Visual Basic, Java можно найти в разделе «скачать». Описание одного из проектов, созданных для среды NET.
GIS ToolKit
Инструментарий GIS ToolKit предназначен для разработки x32- и x64-разрядных клиент-серверных и настольных систем, в которых требуется обработка и визуализация пространственных данных. Инструментарий используется для программирования в среде Embarcadero XE5-XE10 и требует минимальных настроек.
GIS ToolKit предоставляет в распоряжение разработчика почти полсотни компонентов на все случаи жизни, около сотни классов и более тысячи функций API-доступа к ГИС-ядру. Используя инструментарий GIS ToolKit, программист получает возможность быстрой и эффективной разработки собственных геоинформационных приложений и сервисов за счёт высокой степени автоматизации всех основных процессов работы с пространственными данными, реализованной в компонентах и классах GIS ToolKit, гибкой настройки их свойств, широкого спектра методов и событий.
В GIS ToolKit реализована поддержка местных, государственных и международных систем координат. Имеются функции преобразования координат, параметры датумов и параметры перехода между системами координат, что позволяет разрабатывать геоинформационные системы различного назначения и уровня использования – корпоративного, муниципального, регионального и федерального.
Проект GIS ToolKit является открытым и поставляется с исходными текстами. GIS ToolKit постоянно развивается. С каждой новой версией он расширяет свои возможности. Следите за обновлениями!
GIS ToolKit обеспечивает полный комплект функций системы управления картографической базой данных:
Попробуйте сами – все просто!
Благодаря полному использованию возможностей, предоставляемых средой Delphi, разработка ГИС-приложений с использованием GIS ToolKit становится доступной даже для начинающих программистов. Интегрированная в среду справочная система избавит Вас от необходимости изучать горы специальной литературы по картографии, а множество примеров, поставляемых в составе GIS ToolKit, подскажет оптимальный способ использования того или иного компонента.
Набор инструментов GIS ToolKit по своему функционалу разделен на две категории – Основные компоненты, без использования которых трудно построить даже простое ГИС-приложение, и Дополнительные компоненты, предназначенные для решения более специфических задач. Компоненты расположены в панели инструментов оболочки Delphi и C++ Builder на трех вкладках.