Ялдыгина Н.Б., компания «Совзонд», г.Москва, e-mail: sovzond@sovzond.ru, Web: www.sovzond.ru
Newin ENVI 4.8 software suit
Линейка программных продуктов ENVI компании ITT Visual Information Solutions (ITT VIS, США) представляет собой набор приложений и модулей для работы с данными дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). В зависимости от состава решаемых задач, масштаба организации и уровня подготовки пользователей есть возможность подобрать оптимальный для каждого случая набор продуктов (рис. 1).
Значительные изменения в ПО ENVI произошли в ноябре 2010 г. Прежде всего, это появление серверного продукта ENVI for ArcGIS Server, а также выход новой версии 4.8 программных продуктов ENVI и ENVI EX.
Рис. 1. Линейка программных продуктов ENVI.
Более подробно эти новшества рассмотрены ниже. Но прежде чем переходить к более детальному их рассмотрению, сформулируем общие тенденции развития ПО ENVI, проявившиеся в последнее время, а именно:
- обеспечение более тесной интеграции продуктов ENVI с продуктами семейства ArcGIS;
- переход от настольных продуктов к серверным при обработке изображений в ENVI;
- расширение функциональных возможностей ENVI.
Интеграция ENVI и ArcGIS
Курс на интеграцию программных продуктов ENVI и ArcGIS был взят несколько лет назад, когда компании ITT VIS и Esri объявили о начале стратегического сотрудничества. Каждая из этих компаний представляет свой сегмент рынка программного обеспечения: ITT VIS занимает одно из ведущих мест в мире по разработке решений для обработки данных ДЗЗ, а Esri — признанный лидер по созданию геоинформационных решений. Целью взаимодействия стала интеграция поставляемых технологий с тем, чтобы пользователи ПО обеих компаний могли с легкостью переходить от этапа специализированной обработки данных ДЗЗ (ортотрансформирование, тематическая классификация и т.д.) к этапу ГИС-анализа, ввода и редактирования векторных объектов, подготовки и печати карт и другой продукции.
Первые результаты данного взаимодействия стали заметны в версии ENVI 4.7, вышедшей в середине 2009г. В нее были включены следующие возможности:
- синхронизация окон ArcMap и ENVI Zoom;
- прямой доступ из ENVI к базам геоданных ArcGIS и shp-файлам;
- возможность печати из ENVI с применением шаблонов печати ArcGIS;
- быстрый доступ к файлам ArcGIS из ENVI с помощью операции «drag and drop» (т.е. простым перетаскиванием мышью).
Кроме того, одновременно с ENVI 4.7 был выпущен новый программный продукт ENVI EX, также предназначенный для обработки данных ДЗЗ, но ориентированный на ГИС-специалистов. Этот продукт характеризовался более простым интерфейсом, базовым набором функций и был специально предназначен для пользователей, не являющихся специалистами в части обработки данных ДЗЗ.
Следующим шагом в интеграции ENVI и ArcGIS стало появление серверного программного продукта ENVI for ArcGIS Server, а также встраивание набора инструментов для ArcGIS в настольные программные продукты ENVI и ENVI EX.
Серверный программный продукт ENVI for ArcGIS Server
Предпосылки появления. Ранее линейка продуктов ENVI была представлена исключительно настольными приложениями, которые устанавливались и функционировали на локальных компьютерах пользователей. И если в организации велась регулярная обработка и анализ данных ДЗЗ при участии нескольких сотрудников, то возникал ряд сложностей:
- требовалось наличие специализированных программ на компьютерах всех пользователей, задействованных в обработке данных ДЗЗ, а также приобретение необходимого количества лицензий;
- процессы обработки изображений осуществлялись на компьютерах пользователей и при их недостаточной мощности могли требовать значительных временных затрат;
- в случае централизованного хранения данных и локальной обработки на компьютерах пользователей осложнялся контроль и управление данными в пределах организации.
Одним из подходов, позволяющих преодолеть эти сложности, является централизация процессов обработки данных ДЗЗ и их перевод на серверный уровень. Для реализации такого подхода компания ITT VIS и представила новый серверный программный продукт ENVI for ArcGIS Server.
Принципы работы. ENVI for ArcGIS Server работает в связке с ArcGIS Server компании Esri, дополняя его возможности функционалом по обработке и анализу данных ДЗЗ.
ENVI for ArcGIS Server позволяет выполнять публикацию инструментов ENVI на сервере, тем самым делая их доступными для всех пользователей внутренней и/или внешней сети. Инструменты ENVI при этом представляются как сервисы при подключении пользователей к серверу, на котором установлены ArcGIS Server и ENVI for ArcGIS Server.
Функционирование ENVI for ArcGIS Server осуществляется в соответствии с той же идеологией, которая была заложена в ArcGIS Server. Согласно ей работа с инструментами и функциями ENVI на серверном уровне осуществляется в три этапа: создание, публикация и использование.
Создание. На данном этапе администратор ENVI for ArcGIS Server осуществляет подготовку инструментов, которые будут в дальнейшем предоставляться пользователям централизованно как сервисы. Это может быть уже готовый инструмент (функция) ENVI либо модель геообработки, формируемая в ArcGIS Desktop и включающая в себя в качестве одной из составляющих функции ENVI.
Публикация. Администратор ENVI for ArcGIS Server выполняет публикацию инструментов и моделей геообработки на сервере. Как результат, создается сервис, который в дальнейшем доступен пользователям на сервере.
Использование. Пользователи подключаются к серверу через различные приложения и запускают опубликованные инструменты и функции ENVI.
Подключение пользователей к серверу для использования опубликованных инструментов и моделей может осуществляться как через «тонкие» клиенты (мобильные устройства, Web API, ArcGIS Explorer), так и через «толстые» клиенты (ArcGIS Desktop или приложения на основе ArcGIS Engine).
Пример 1 (Доступ через ArcGISDesktop). После публикации функций ENVI на сервере любой пользователь сети с установленной программой ArcGIS Desktop может подключиться к серверу через ArcCatalog и запустить данный инструмент/модель. При этом обработка происходит непосредственно на сервере; пользователям не требуется ни наличие программы ENVI, ни расход ресурсов компьютера для выполнения обработки изображений (рис. 2).
Рис. 2. Доступ к инструментам ENVI из приложения ArcCatalog.
Пример 2 (Доступ через геопорталы). Опубликованные на сервере функции ENVI могут встраиваться в геопорталы — электронные географические веб-ресурсы, создаваемые на базе ArcGIS Server. Доступ к геопорталу осуществляется через обычный веб-браузер. Стандартные геопорталы предоставляют пользователям функционал ГИС-приложений; при использовании ENVI for ArcGIS Server дополнительно становятся доступными функции обработки и анализа данных ДЗЗ.
В случае встраивания инструментов ENVI в геопорталы еще одним положительным моментом является возможность упрощения интерфейса пользователя. Поскольку за создание интерфейса геопортала отвечает его разработчик, то запуск инструментов ENVI можно сделать максимально простым и понятным в использовании даже для пользователей, не имеющих опыта работы ни в ENVI, ни в ArcGIS (рис. 3).
Рис. 3. Выполнение процедуры дешифрирования нефтеразливов через веб-интерфейс.
Преимущества использования. Подводя итог сказанному выше, можно сформулировать следующие преимущества, получаемые организацией при использовании ENVI for ArcGIS Server:
- на геопорталы, создаваемые с использованием ArcGIS Server, можно встраивать функции обработки и анализа данных ДЗЗ, такие как классификация, выявление изменений, выявление аномалий и др.;
- через ArcGIS Desktop пользователи могут получить доступ к инструментам ENVI, реализованным на сервере (при этом не требуется установка программы ENVI на локальные компьютеры);
- обработка данных ДЗЗ осуществляется на стороне сервера, без использования ресурсов компьютеров пользователей.
Кроме того, существенно повышаются возможности управления и контроля за процессами обработки данных ДЗЗ в организации.
Панель инструментов ENVI tools for ArcGIS
Пользователи версии ENVI 4.7 могли отметить удобство совместной работы в ENVI и ArcGIS. Но все же, несмотря на изрядную совместимость программ, требовалась работа в двух приложениях поочередно. С выходом ENVI 4.8 появилась возможность работы в единой среде, без переключения между окнами двух приложений.
Рис. 4. Панель инструментов ENVI Tools for ArcGIS.
Теперь при установке ENVI 4.8 пользователю, работающему в программе ArcGIS Desktop на том же компьютере, становится доступным новый набор инструментов ENVI Tools for ArcGIS (рис. 4). Данный набор инструментов подключается в панели ArcToolBox и содержит около 20 инструментов ENVI, таких как классификация, конвертация форматов данных и др. Все эти инструменты теперь может вызывать непосредственно из приложений ArcMap или ArcCatalog без перехода в программу ENVI. При этом интерфейс запускаемого инструмента также привычен для пользователя ArcGIS (рис. 5). Инструменты ENVI из панели инструментов можно использовать и при построении модели геообработки с помощью редактора ModelBuilder в ArcGIS Desktop. При таком подходе обработка изображений естественным образом встраивается в технологические цепочки, реализуемые в ArcGIS.
Рис. 5. Запуск инструмента классификации ENVI из ArcGIS Desktop.
Помимо стандартных функций, доступных в панели инструментов ENVI Tools for ArcGIS, пользователь может добавлять и другие функции ENVI. Для этого требуется наличие лицензии IDL (либо ENVI+IDL), а также владение некоторыми навыками программирования.
Отметим также, что версия ENVI 4.8 совместима как с ArcGIS 9.3.1, так и с текущей версией ArcGIS 10.
Другие возможности ENVI 4.8
Новый инструмент анализа зон видимости. В интерфейсе ENVI Zoom появился новый инструмент для анализа зон видимости. Исходными данными для работы инструмента служит цифровая модель рельефа. По указанным пользователем позициям на местности (точкам, линиям, полигонам) инструмент определяет участки, видимые одновременно из всех либо хотя бы из одной области (рис. 6). Этот инструмент может использоваться при планировании размещения определенных объектов (например, вышек сотовой связи или очистных сооружений), при выборе наиболее безопасного пути передвижения (например, военных сил) и т.д.
Рис. 6. Определение зон видимости для четырех точек на местности.
Новый просмотрщик (вьюер) для трехмерной визуализации данных лазерного сканирования. Этот инструмент позволяет отображать большие объемы данных в формате LAS. Пользователь может настраивать стили отображения, осуществлять навигацию, проводить измерения (рис. 7). Полезной является возможность отображать данные лазерного сканирования поверх растровых данных и работать одновременно с данными обоих типов.
Рис. 7. Трехмерный вьюер для работы с данными лазерного сканирования.
Новые опции в ENVI Zoom (одном из двух интерфейсов ENVI). Изменения в основном коснулись расширения поддержки форматов данных и библиотек. В частности, в ENVI Zoom была добавлена поддержка следующих типов данных:
- DTED (уровни 0, 1 и 2);
- Digital Point Positioning Data Base (DPPDB) в формате NITF;
- WorldView-1, WorldView-2, IKONOS, OrbView-3;
- Landsat MSS GeoTIFF файлы с метаданными в формате LPGS.
Использование IDL 8.0. ВерсияENVI 4.7 была создана на основе языка программирования IDL 7.1, а ENVI 4.8 базируется на усовершенствованной версии IDL 8.0. Среди ключевых особенностей IDL 8.0:
- новые функции для построения графиков, поверхностей, контуров, растровых изображений, карт и т.д.;
- использование интуитивно понятного синтаксиса при программировании для создания и модификации визуализаций;
- интерактивное управление свойствами визуализации;
- изменение размеров графических окон с автоматической подгонкой масштабов визуализаций;
- удобные в использовании цвета, стили линий, символы, аннотации, а также форматирование для математических формул и греческие символы;
- простой экспорт данных в разнообразные форматы (программным путем либо интерактивно) — в PNG, TIFF, JPEG, GIF, EPS, PDF.
Новые возможности ENVI EX 4.8
Возможности ENVI EX, появившиеся в версии 4.8, во многом перекликаются с возможностями ENVI 4.8. Это неудивительно, поскольку интерфейс ENVI EX почти совпадает с интерфейсом ENVI Zoom.
При установке ENVI EX 4.8 пользователям становится доступным и набор инструментов ENVI Tools for ArcGIS, который может использоваться в ArcGIS Desktop. Кроме того, расширена поддержка форматов данных (как в ENVI Zoom»). Также были доработаны процедуры классификации и выявления изменений, реализованные в ENVI EX.
Произошедшие изменения направлены, в основном, на то, чтобы предоставить пользователям возможность более гибкой настройки процедур.
Условия поставки продуктов линейки ENVI
Эксклюзивным дистрибьютором линейки ENVI в России и странах СНГ является компания «Совзонд», на базе ее учебного центра проводятся курсы обучения работе в программном комплексе ENVI и дополнительных модулях, а также обучение комплексной обработке данных в программах ENVI и ArcGIS Desktop.
