Введение

Географическая информационная система, поддерживаемая Esri.

ArcGIS — это семейство клиентских, серверных и онлайн-программных продуктов для географических информационных систем (ГИС), разработанных и поддерживаемых компанией Esri. ArcGIS впервые была выпущена в 1982 году под названием ARC/INFO — ГИС, работающая через командную строку. Позднее ARC/INFO была включена в состав ArcGIS Desktop, которая в 2015 году была заменена ArcGIS Pro. Кроме того, ArcGIS Server представляет собой серверное программное обеспечение для обмена геоданными и ГИС.

ArcMap 8.0 (всего лишь один)

В конце 1999 года Esri выпустила ArcMap 8.0, работавший под операционной системой Microsoft Windows. Интерфейс и названия в ArcMap 8.0 во многом схожи с более поздними версиями ArcGIS Desktop, однако это разные продукты. ArcGIS 8.1 пришла на смену ArcMap 8.0 в продуктовой линейке, но не являлась его обновлением.

ArcGIS Desktop 8.1 - 8.3 (включая новые версии)

ArcGIS 8.1 был представлен на Международной конференции пользователей Esri в 2000 году. Официально ArcGIS 8.1 была выпущена 24 апреля 2001 года. Это новое приложение включало три расширения: 3D Analyst, Spatial Analyst и GeoStatistical Analyst. Эти три расширения стали очень мощными и популярными в продуктовой линейке ArcView GIS 3.x. ArcGIS 8.1 также добавила возможность доступа к данным онлайн, непосредственно с сайта Geography Network или других картографических сервисов ArcIMS. Одним из ключевых отличий является наличие языков программирования (скриптов) для настройки и расширения программного обеспечения под конкретные потребности пользователей. При переходе к ArcGIS, Esri отказалась от поддержки своих специализированных языков скриптов Avenue и ARC Macro Language (AML) в пользу Visual Basic for Applications и открытого доступа к компонентам ArcGIS с использованием стандартов Microsoft COM. ArcGIS разработана для хранения данных в проприетарном формате RDBMS, известном как геобаза данных. ArcGIS 8.x представила и другие новые функции, включая динамические проекции карт и аннотации в базе данных.

ArcGIS 9.x (всего один раз)

ArcGIS 9 была выпущена в мае 2004 года и включала ArcGIS Server и ArcGIS Engine для разработчиков. На саммите разработчиков Esri 2008 года ArcIMS не уделялось особого внимания, за исключением одной сессии, посвященной переходу от ArcIMS к приложениям на базе ArcGIS Server, что свидетельствовало об изменении приоритетов Esri с ArcGIS 9.3 в отношении веб-приложений для картографирования. В мае 2009 года Esri выпустила ArcGIS 9.3.1, которая повысила производительность динамической публикации карт и улучшила возможности обмена географической информацией.

ArcGIS 10.x (всего один раз)

В 2010 году Esri объявила, что перспективная версия 9.4 станет версией 10 и будет выпущена во втором квартале 2010 года. Выпуск ArcGIS 10.3 включал ArcGIS Pro 1.0, который стал доступен в январе 2015 года. 21 октября 2020 года Esri публично объявила, что это будет последний релиз ArcGIS Desktop. Продукты этой платформы, включая ArcMap, будут поддерживаться до 1 марта 2026 года. Это объявление подтвердило прогнозы о том, что ArcGIS Pro (и связанные с ним продукты) планировался как полная замена ArcMap. ArcGIS Server был переименован в ArcGIS Enterprise в версии 10.5, при этом ArcGIS Server, Portal for ArcGIS, ArcGIS Data Store и ArcGIS Web Adaptor были определены как компоненты ArcGIS Enterprise.

ArcGIS Enterprise 11.x (вводится в действие с 1 января 2013)

ArcGIS Enterprise 11 был выпущен 23 июня 2022 года, непосредственно перед ежегодной Конференцией пользователей, проходившей в Сан-Диего. ArcGIS Enterprise 11.0 не поддерживает продукты ArcGIS 10.x и более ранних версий, и одновременно с ним был выпущен ArcGIS Pro 3.0.

ArcGIS онлайн

ArcGIS Online — это веб-приложение, позволяющее обмениваться географической информацией и осуществлять её поиск, а также использовать контент, опубликованный Esri, пользователями ArcGIS и другими надежными поставщиками данных. Оно позволяет пользователям создавать и вступать в группы, а также управлять доступом к ресурсам, опубликованным в открытом доступе или внутри групп.

ArcGIS Pro (всего один раз)

ArcGIS Pro – это 64-битное программное обеспечение ГИС, являющееся более современной версией ArcGIS Desktop. В отличие от ArcGIS Desktop, функциональность ArcCatalog и ArcMap доступна через одно и то же приложение, чаще всего через панель «Каталог». Графические требования к ArcGIS Pro значительно выше, чем к ArcGIS Desktop, для поддержки улучшенной визуализации. ArcGIS Pro также поддерживает оптимизированные рабочие процессы, включающие публикацию и использование слоев объектов с помощью ArcGIS Online. С выпуском ArcGIS Pro 3.0 в июне 2022 года все файлы *.aprx могут быть прочитаны версией 3.0; однако, если проект сохранен, файл проекта станет несовместимым с версией 2.9.x и более ранними. ArcGIS Pro 1.0 был выпущен в январе 2015 года. ArcGIS Pro 2.6 был выпущен в июле 2020 года. Добавлены следующие новые функции:

Воксельные слои – это трехмерные представления данных в пространстве и времени, которые сохраняются в файле netCDF. Воксельные слои используются для визуализации сложных слоев, таких как атмосферные и океанические данные или кубы пространства-времени. Эти слои используются для анализа пространственных закономерностей данных в конкретных ситуациях. Воксельные слои обычно охватывают обширные территории, а срезы могут использоваться для выделения областей слоя, требующих дальнейшего анализа. Воксели можно отображать вместе с другими геопространственными данными для более наглядной визуализации изучаемой области. Сети трассировки используются для оценки моделей связности, таких как железнодорожные сети. Рёбра и узлы, а также атрибуты сети используются для понимания движения товаров по сети. Связность сети определяется на основе совпадения геометрических объектов. Сети трассировки используются совместно с сетевой топологией для обеспечения доступа к большему количеству инструментов, таких как трассировка и проверка. Интерактивный анализ пригодности с использованием нового «Моделировщика пригодности» позволяет определить оптимальное местоположение для строительного проекта или другой подобной инициативы. Это достигается путем предоставления модели определенных критериев для поиска областей, подходящих для проекта. «Моделировщик пригодности» – это интерактивный способ визуализации и оценки модели пригодности. «Моделировщик пригодности» позволяет пользователю видеть, как каждый критерий изменяет модель, и принимать более обоснованное решение для проекта. Моделировщик также предоставляет обратную связь, чтобы помочь пользователю лучше понять модель. Графические слои хранят геометрические объекты и не обязательно должны быть в классе объектов для визуализации. Графические слои располагаются поверх других слоев на карте для лучшей иллюстрации цели карты. Графические слои используются для добавления дополнительной информации на карту, такой как текст или выделение важных объектов. На карте может быть несколько графических слоев, которые можно группировать вместе. Корректировка земельных участков с использованием метода наименьших квадратов – это способ корректировки структуры земельных участков для определения оптимального положения точек структуры земельных участков. Структура земельных участков – это сеть, определяющая расстояние между линиями и углами между точками. Существует два типа корректировки наименьших квадратов для структуры земельных участков: свободная корректировка сети и взвешенная/ограниченная корректировка. Свободная корректировка сети не использует контрольные точки, и слой корректируется для достижения оптимальных измерений, а взвешенная/ограниченная корректировка использует контрольные точки, и слой корректируется в пределах области действия этих точек. Корректировку наименьших квадратов можно выполнить после создания новой структуры земельных участков или добавления новых данных в существующую структуру. Анализ связей создает сеть связанных объектов и определяет существующие закономерности. Анализ связей проводится для выявления наиболее важных закономерностей в сети и обнаружения новых, ранее неизвестных закономерностей. Анализ связей использует диаграммы связей для визуализации сети. Диаграммы связей представляют объекты в сети с помощью узлов, которые могут быть людьми, зданиями или устройствами. Объекты обычно перемещаются, например, люди или транспортные средства, и диаграммы связей показывают, как они взаимодействуют друг с другом в пространстве и времени. Анализ связей проводится для лучшего понимания сети. Это достигается путем поиска кратчайшего пути между узлами, определения узлов с наиболее сильными связями и поиска узлов, ближайших друг к другу. Автоматическое восстановление проекта – это автоматический способ сохранения проекта, чтобы не потерять работу. При открытии ArcGIS Pro пользователю будет предложено сохранить все несохраненные изменения, которые были созданы резервные копии. Резервные копии также хранятся в папке «backups» в домашней папке проекта. Интервал автоматического сохранения проекта можно определить с помощью настроек резервного копирования.

Форматы данных

Более старые продукты Esri, включая ArcView 3.x, работали с данными в формате shapefile. ArcInfo Workstation обрабатывала покрытия, которые хранили топологическую информацию о пространственных данных. Покрытия, представленные в 1981 году с выпуском ArcInfo, имеют ограничения в обработке типов объектов. Некоторые объекты, такие как дороги с перекрестками, эстакады и подземные переходы, должны обрабатываться иначе, чем другие типы объектов. ArcGIS построен на основе геобазы данных, использующей объектно-реляционный подход к хранению пространственных данных. Геобаза данных – это «контейнер» для хранения наборов данных, связывающий пространственные объекты с атрибутами. Геобаза данных также может содержать топологическую информацию и моделировать поведение объектов, например, перекрестки дорог, с помощью правил, определяющих взаимосвязь объектов. При работе с геобазами данных важно понимать классы объектов, представляющие собой набор объектов, отображаемых точками, линиями или полигонами. В shapefile каждый файл может содержать только один тип объекта. Геобаза данных может хранить несколько классов или типов объектов в одном файле. Геобазы данных в ArcGIS могут храниться тремя различными способами: как «файловая геобаза данных», «персональная геобаза данных» или «корпоративная геобаза данных» (ранее известная как SDE или ArcSDE geodatabase). Файловая геобаза данных, представленная в версии 9.2, хранит информацию в папке с расширением gdb. Её внутренняя структура похожа на структуру покрытия, но фактически это не покрытие. Как и персональная геобаза данных, файловая геобаза данных поддерживает только одного редактора. Однако, в отличие от персональной геобазы данных, практически не имеет ограничений по размеру. По умолчанию, размер отдельной таблицы не может превышать 1 ТБ, но это ограничение можно изменить. Персональные геобазы данных хранят данные в файлах Microsoft Access, используя поле BLOB для хранения геометрических данных. Библиотека OGR способна обрабатывать этот тип файлов и конвертировать их в другие форматы. Задачи администрирования баз данных для персональных геобаз данных, такие как управление пользователями и создание резервных копий, можно выполнять с помощью ArcCatalog и ArcGIS Pro. Персональные геобазы данных, основанные на Microsoft Access, работают только в операционной системе Microsoft Windows и имеют ограничение по размеру в 2 гигабайта. Корпоративные (многопользовательские) геобазы данных работают поверх высокопроизводительных СУБД, таких как PostgreSQL, Oracle, Microsoft SQL Server, IBM Db2 и Informix, обеспечивая управление базами данных, в то время как ArcGIS занимается управлением пространственными данными. Корпоративные геобазы данных поддерживают репликацию баз данных, версионность и управление транзакциями, кроссплатформенны и могут работать в Linux, Windows и Solaris.

Уровни продукта

ArcGIS Desktop доступен на различных уровнях продукта с расширенной функциональностью. ArcReader (бесплатное программное обеспечение, просмотрщик) – это базовый просмотрщик данных для карт и ГИС-данных, опубликованных в проприетарном формате Esri с использованием ArcGIS Publisher. Программное обеспечение также предоставляет основные инструменты для просмотра карт, печати и запросов пространственных данных. ArcReader входит в состав любого продукта ArcGIS и также доступен для бесплатной загрузки. ArcReader работает только с предварительно подготовленными опубликованными файлами карт, созданными с помощью ArcGIS Publisher. ArcGIS Desktop Basic, ранее известный как ArcView, является начальным уровнем лицензирования ArcGIS. С помощью ArcView можно просматривать и редактировать ГИС-данные, хранящиеся в плоских файлах, или просматривать данные, хранящиеся в реляционной системе управления базами данных, через доступ к ним посредством ArcSDE. Также можно создавать слоистые карты и выполнять базовый пространственный анализ. ArcGIS Desktop Standard, ранее известный как ArcEditor, представляет собой программный пакет среднего уровня, предназначенный для продвинутого редактирования пространственных данных в файлах shapefile и геобазах данных. Он предоставляет инструменты для создания карт и пространственных данных, используемых в ГИС, включая возможность редактирования файлов и данных геобазы, редактирования многопользовательской геобазы, версионирования, редактирования и векторизации растровых данных, расширенного редактирования векторных данных, управления покрытиями, координатной геометрии (COGO) и редактирования геометрических сетей. ArcEditor не предназначен для углубленного пространственного анализа. ArcInfo включает в себя расширенные возможности в области пространственного анализа, геообработки, управления данными и других областях. ArcMap – это приложение, используемое для просмотра, редактирования и запросов геопространственных данных, а также для создания карт. Интерфейс ArcMap имеет два основных раздела: оглавление слева и окна карты, отображающие карту. Элементы в оглавлении соответствуют слоям на карте. ArcToolbox содержит инструменты геообработки, преобразования данных и анализа, а также большую часть функциональности ArcInfo. Также возможно использование пакетной обработки в ArcToolbox для часто повторяющихся задач. ArcScene – это приложение, позволяющее пользователю просматривать свои ГИС-данные в 3D и доступное с лицензией 3D Analyst. В свойствах слоя ArcScene есть функция выдавливания (Extrusion), позволяющая пользователю преувеличивать объекты в трех измерениях. ArcGlobe – еще одно из приложений 3D-визуализации ArcGIS, доступное с лицензией 3D Analyst. ArcGlobe – это приложение для 3D-визуализации, позволяющее просматривать большие объемы ГИС-данных на поверхности земного шара. Приложение ArcGIS Pro было добавлено в ArcGIS Desktop в феврале 2015 года. Оно объединило возможности других интегрированных приложений и было разработано как полностью 64-битное программное приложение. ArcGIS Pro поддерживает скрипты ArcPy на языке Python для программирования баз данных.

Расширения

Существует ряд программных расширений, которые можно добавить к ArcGIS Desktop для расширения функциональности, включая 3D Analyst, Spatial Analyst, Network Analyst, Survey Analyst, Tracking Analyst и Geostatistical Analyst. Расширенные возможности настройки меток на картах предоставляются расширением Maplex, которое доступно как дополнение к ArcView и ArcEditor и поставляется в комплекте с ArcInfo. Множество расширений также разработано сторонними компаниями, такими как проверка орфографии MapSpeller, ST Links PgMap, XTools Pro и MAP2PDF для создания геопривязанных PDF-файлов (GeoPDF), ERDAS Image Analysis и Stereo Analyst для ArcGIS, а также PurVIEW от ISM, который преобразует рабочие станции Arc в точные стереоскопические окна для работы с геопривязанными стереоскопическими моделями изображений для точного прямого редактирования геобазы данных или оцифровки объектов. ArcGIS Pro может использовать движок FME и рабочие процессы как часть расширения для обеспечения совместимости данных.

Адресный локатор

Адресный локатор — это набор данных в ArcGIS, который хранит атрибуты адресов, связанные с ними индексы и правила, определяющие процесс преобразования негеографических описаний местоположений, таких как почтовые адреса, в пространственные данные, которые могут быть отображены в виде объектов на карте. Адресный локатор содержит моментальный снимок справочных данных, используемых для геокодирования, и параметры для стандартизации адресов, поиска соответствующих местоположений и создания выходных данных. Файлы адресных локаторов имеют расширение .loc. В ArcGIS 8.3 и более ранних версиях адресный локатор назывался службой геокодирования.

Прочие продукты

ArcGIS Mobile и ArcPad – это продукты, предназначенные для мобильных устройств. ArcGIS Mobile – это комплект разработки программного обеспечения, который позволяет разработчикам создавать приложения для мобильных устройств, таких как смартфоны или планшетные компьютеры. При подключении к Интернету мобильные приложения могут подключаться к ArcGIS Server для доступа к данным или их обновления. ArcGIS Mobile доступен только на уровне Enterprise. Продукты серверных ГИС включают ArcIMS (веб-сервер картографии), ArcGIS Server и ArcGIS Image Server. Как и ArcGIS Desktop, ArcGIS Server доступен в различных редакциях, включая Basic, Standard и Advanced. ArcGIS Server поставляется со встроенной СУБД SQL Server Express и может работать с корпоративными СУБД, такими как SQL Server Enterprise и Oracle. Сеть разработчиков Esri (EDN) включает ArcObjects и другие инструменты для разработки пользовательских программных приложений, а ArcGIS Engine предоставляет программный интерфейс для разработчиков. Для некоммерческого использования Esri предлагает программу для домашнего использования с более низкой годовой стоимостью лицензии.

Мотор ArcGIS

ArcGIS Engine — это программный движок ArcGIS, продукт для разработчиков, предназначенный для создания пользовательских настольных ГИС-приложений. ArcGIS Engine предоставляет интерфейсы прикладного программирования (API) для COM, .NET, Java и C++ для платформ Windows, Linux и Solaris. Эти API включают документацию и ряд высокоуровневых визуальных компонентов, упрощающих разработку приложений ArcGIS. ArcGIS Engine содержит основной набор компонентов ArcObjects, на основе которых создаются продукты ArcGIS Desktop. С помощью ArcGIS Engine можно разрабатывать автономные приложения или расширять существующие приложения как для ГИС-специалистов, так и для пользователей, не работающих с ГИС. Распространяемый пакет ArcGIS Engine также включает в себя служебные программы, примеры и документацию. Требуется одна лицензия ArcGIS Engine Runtime или ArcGIS Desktop на каждый компьютер.

API веб-картографирования ArcGIS

API веб-картографирования ArcGIS – это наборы API для различных языков программирования, позволяющие пользователям разрабатывать и развертывать приложения, включающие в себя ГИС-функциональность и веб-сервисы из ArcGIS Online и ArcGIS Server. Поддержка приложений, которые можно встраивать в веб-страницы или запускать как автономные веб-приложения, обеспечивается для Adobe Flex, JavaScript и Microsoft Silverlight. Для настольных приложений поддерживаются Flex, Adobe Air и Windows Presentation Foundation (WPF).

Продажи

Продукты ArcGIS Desktop и ArcPad доступны по лицензии на одно рабочее место. Большинство продуктов также доступны по лицензии на плавающее использование, а лицензии на серверы разработки и другие типы лицензий на программное обеспечение – для других продуктов. Продукты для одного пользователя можно приобрести онлайн в магазине Esri, а все продукты ArcGIS – через торговых представителей или реселлеров. Также для ArcGIS доступно годовое обслуживание и поддержка программного обеспечения. Несмотря на наличие альтернативных продуктов от таких поставщиков, как MapInfo, Maptitude, AutoCAD Map 3D и QGIS с открытым исходным кодом, Esri занимает доминирующую долю на рынке программного обеспечения ГИС, оцениваемую в 43% в 2015 году.

Критика

Проблемы с ArcGIS включают в себя высокую стоимость продуктов, закрытые форматы данных и сложности при переносе данных между программами Esri и другим ГИС-софтом. Переход Esri к платформе ArcGIS, начавшийся с выпуска ArcGIS 8.0 в 1999 году, привел к несовместимости с обширным спектром дополнительного программного обеспечения и скриптов, разработанных пользователями и сторонними компаниями. Небольшое число пользователей не переходит на ArcGIS из-за изменений в возможностях скриптов, функциональности, операционной системы (программное обеспечение ArcGIS Desktop разработано Esri исключительно для операционной системы Microsoft Windows), а также значительно возросших системных требований ArcGIS.