Дмитрий Евтеев, ведущий специалист отдела GPS для ГИС компании НАВГЕОКОМ, e-mail: eda@navgeocom.ru, http://www.navgeocom.ru
Развитие и рост рынка ГИС в значительной степени повлиял и на производителей съемочного оборудования. Не последнюю роль тут сыграли возросшие требования и пользователей ГИС, и пользователей технологии спутникового позиционирования, особенно в таких областях как геодезия и высокоточная навигация. В результате начались разработки по интеграции в единую среду данных GPS-съемки и средств ГИС. И появился программно-аппаратный комплекс, включивший GPS-оборудование для ГИС, программное обеспечение для сбора данных, инструменты обработки и трансформации собираемой информации в ГИС.
При создании этого комплекса учитывалась как специфика отрасли в целом, так и предпочтения специалистов, занятых подобными типами работ. В основу предлагаемого решения легли принципы максимальной надежности и качества данных при простоте его использования.
Компания Trimble на данный момент выпускает два типа приборов, предназначенных для сбора данных в ГИС. Это продукты серий GeoExplorer и PathFinder Pro. Они различаются по цене и возможностям, но основные критерии их работы едины – высокая скорость ведения съемки при максимальной точности и определение атрибутов.
Приборы, используемые для решений задач ГИС, обычно компактны, сочетают в едином корпусе антенну, приемник, контроллер и блок питания. Они многофункциональны, базируются на мощных полевых компьютерах с современными операционными системами, что позволяет использовать различные приложения. Они точны – обеспечивают точность данных от первых метров до дециметров (в зависимости от модели прибора и технологии сбора данных). Они производительны – позволяют достигать высокой точности за непродолжительные периоды времени.
Картографический GPS-приемник Trimble GeoExplorer напрямую работает с полевой ГИС ArcPad.
В то же время получаемые с помощью этих приборов данные полностью совместимы с существующими форматами ГИС, их можно хранить как обычную пространственную и атрибутивную информацию, обеспечена возможность создания метаданных. В ряде случаев производители оборудования предлагают использовать при полевых работах форматы, применяемые в офисных ГИС.
Удобство подобного подхода очевидно. Во-первых, использование единого формата данных исключает из технологического процесса процедуру импорта/экспорта, что позволяет значительно ускорить ввод данных и исключить возможные ошибки при их преобразовании. Во-вторых, пользователю, привыкшему работать с данными в определенном офисном программном продукте, проще освоить сбор данных в поле, работая в схожей программной среде полевого программного обеспечения.
Именно этим критериям и отвечает единое решение для GPS-приемников картографического класса компании Trimble. Это решение разработано благодаря тесному сотрудничеству специалистов Trimble и ESRI. Оно обеспечивает непрерывный процесс ввода и обработки данных при поддержке аппаратных средств Trimble и программных разработок ESRI. Одно из главных преимуществ подобного решения – полная совместимость данных и схожие интерфейсы мобильной и офисной ГИС, и, как следствие, значительное упрощение рабочего процесса, уменьшение вероятности ошибки, значительная экономия времени.
Такой процесс подразумевает использование приложения ArcPad от компании ESRI, предназначенного для работы с пространственными данными в полевых условиях, а также других программных продуктов семейства ArcGIS, обеспечивающих обработку, хранение, анализ и визуализацию геоданных.
Пример GPS-съемки, отображенной в ArcGIS.
ArcPad работает на карманных компьютерах (КПК), поддерживает стандартные протоколы обмена данными с GPS-приемниками. Также ArcPad содержит набор необходимых инструментов для ввода, редактирования и просмотра пространственных данных. Широкие возможности интеграции ArcPad и ArcGIS позволяют проводить подготовку данных для полевой съемки, их обновление и передачу в среду офисной ГИС. Благодаря настольным приложениям ArcGIS результаты полевых работ с GPS-приемниками Trimble вливаются в единый массив накопленных пространственных данных для дальнейшей обработки, пространственного анализа, оформления и публикации геоданных.
В целях обеспечения задач геоинформационного картографирования компания Trimble выпускает GPS-приемники картографического класса, интегрированные с полевыми компьютерами. Эти устройства во многом превосходят существующие на рынке КПК аналоги (например, по параметрам подверженности воздействию окружающей среды, характеристикам энергопотребления, количеству интерфейсов). Если же говорить о позиционировании, то в автономном режиме они позволяют выводить результаты позиционирования в формате NMEA, правда точность в этом случае остается приблизительно такой же, как у приборов-навигаторов – от 3 до 15 метров.
Следует отметить, что использование такого технологического решения не всегда оправдано, прежде всего из-за его цены. Ведь профессиональный GPS-приемник обойдется пользователю как минимум в три раза дороже, чем навигатор с КПК. Наиболее оптимальным решением этой задачи, обеспечивающим точность съемки до 30 см, как раз и является дополнительный модуль Trimble для приложения ArcPad, позволяющий вести сбор «сырых» данных, доступных для постобработки.
Добавление модуля сбора «сырых» данных (который идет одновременно с записью соответствующего shape-файла) позволяет в постпроцессе «исправлять» собранные данные. То есть он позволяет перемещать полученные точки в пространстве на величины, определяемые при совместной обработке файлов с базового приемника и ровера. Помимо этого, добавление расширения GPScorrect Trimble значительно увеличивает возможности контроля GPS-приемника, открывая доступ к таким функциям, как планирование съемки (расчет благоприятных периодов для проведения работ на основе полученного альманаха), контроль качества данных (задание «крайних» значений важнейших параметров съемки), слежение за состоянием приемника.
На данный момент разработано две схемы перевода данных из полевой ГИС в среде ArcPad в настольные программные продукты семейства ArcGIS с промежуточным процессом дифференциальной коррекции. В обоих случаях используется новый модуль Trimble, работающий над коррекцией shape-файлов.
В первом варианте, это модуль ShapeCorrect для существующего программного продукта Trimble PathFinder Office. Изначально PathFinder Office предназначается для обработки, трансформации и поддержки функций импорта/экспорта файлов съемки и существующих файлов ГИС в/из полевого программного обеспечения Trimble Terrasync. Разработка этого программного приложения позволила вносить поправки координат в создаваемые в поле shape-файлы, а затем напрямую переносить их в среду ArcGIS.
Компания НАВГЕОКОМ – авторизированный дистрибьютор Trimble.
Во втором случае используется GPSAnalyst – специальное дополнительное расширение к настольным продуктам ArcGIS. При этом вся обработка файлов происходит непосредственно в среде ArcGIS, а полученные данные могут храниться в базе геоданных. Для настройки GPSAnalyst под ваши требования к рабочему процессу или к обработке данных можно использовать среду ArcObjects.
Подводя итог вышесказанному, можно отметить, что, благодаря тесному партнерскому взаимодействию компаний ESRI и Trimble, на данном этапе задача совместного использования продуктов этих компаний в области ГИС-картографирования успешно решена.
