Открытая настольная ГИС SAGA - общая характеристика

Материал из GIS-Lab
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
(Язык программирования)
(Открытость)
Строка 125: Строка 125:
  
 
=== Открытость ===
 
=== Открытость ===
 +
 +
SAGA является ПО с открытым исходным кодом, или проще – Открытым ПО, т.к. ее использование регулируется Общественными лицензиями:<br />
 +
 +
* Стандартная общественная лицензия ([http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html GNU General Public License version 2.0] – GPLv2) – регулирует использование графического интерфейса пользователя (Graphical User Interface – GUI) и большинства модулей. Согласно ее условиям программы, использующие GPL-коды, должны распространяться на условиях аналогичных условиям их получения, т.е. как Открытое ПО;
 +
* Стандартная общественная лицензия ограниченного применения ([http://www.gnu.org/licenses/lgpl-2.1.html GNU Library or Lesser General Public License version 2.0] – LGPLv2) – касается интерфейса программирования приложений (Application Programming Interface – API). Исходя из условий этой лицензии программы, использующие LGPL-коды, не обязаны публиковаться как Открытое ПО, т.е. некоторые модули SAGA все же могут оставаться проприетарными.<br />
 +
 +
Открытость ПО предоставляет пользователю четыре уровня свободы, основой которых является свободный доступ к исходному коду:
 +
 +
# использовать ПО для любых собственных целей;
 +
# изучать принципы его работы и модифицировать;
 +
# свободно распространять копии;
 +
# совершенствовать и публиковать производные продукты как общедоступные.
 +
 +
Следствиями этих свобод в более узком, практическом смысле являются бесплатность ПО, прозрачность, международное сообщество разработчиков. Особую роль с научной точки зрения играет прозрачность, т.к. важным условием практической адаптации любой методики является независимая проверка ее корректности и воспроизводимости. Обеспечить такие возможности в полной мере может именно Открытый доступ к ПО, т.е. исходному коду и алгоритмам.
 +
 
=== Системная архитектура ===
 
=== Системная архитектура ===
 
==== Интерфейс программирования приложения - API ====
 
==== Интерфейс программирования приложения - API ====

Версия 08:40, 25 июля 2012

Эта страница является черновиком статьи.


Обзор Открытой настольной ГИС SAGA (System for Automated Geoscientific Analyses) – история, свойства и особенности, современное состояние



SAGA – один из наиболее успешных Открытых ГИС-проектов последних лет. Формируясь в академической среде, она смогла интегрировать современные комплексные аналитические алгоритмы в простую для освоения и использования оболочку. Это, в свою очередь, позволило завоевать широкую аудиторию пользователей и разработчиков, способствующих динамичному развитию.


Содержание

История

Идея разработки нового программного продукта возникла в конце 1990-х на кафедре физической географии (теперь – ландшафтной экологии) факультета геологических наук и географии Гёттингенского университета во время работы над несколькими научно-исследовательскими проектами. Исследования фокусировались в основном на анализе ЦМР для прогнозирования свойств почв, динамики физико-географических процессов связанных с рельефом, а также некоторых климатических параметров.

На тот момент рабочей группой использовалось несколько программ:

  • SARA (System for Automated Terrain Analysis), написанная на языке программирования FORTRAN77 и работающая в ОС UNIX;
  • SADO (System for the Analysis and Discretisation of Surfaces) – язык С++ и ОС Windows;
  • DiGeM (Digitalen Geländemodell) – также С++ и Windows.

И хотя каждая из них справлялся со своим предназначением, разрозненность функций и работа под разными ОС усложняли обмен данными. Кроме того, специфика исследовательских задач требовала разработки и внедрения новых специализированных методов геопространственного анализа и моделирования. Это было сложно сделать, оперируя тремя отдельными инструментами. Поэтому прототипом нового ПО, которое интегрирует существующие наработки и станет удобной базой для внедрения новых алгоритмов, был выбран DiGeM. Именно на его основе и была разработана System for Automated Geoscientific Analyses – SAGA.

Таблица 1. Основные этапы развития Открытой ГИС SAGA
конец 1990-х зарождение идеи разработки нового ПО на базе интеграции SARA, SADO, DiGeM
2001 начало разработки SAGA на основе DiGeM
2002-2003 SAGA становится основным рабочим инструментом исследовательской группы
февраль 2004 SAGA 1.0 опубликована под Общественной лицензией как ПО с открытым исходным кодом
июль 2004 начало работы над SAGA 2.0 (с использованием кросс-платформенной GUI-библиотеки wxWidgets, которая обеспечивает независимую от ОС разработку ПО)
август 2004 руководство пользователя SAGA V. Olaya
январь 2005 организация Ассоциации пользователей – SAGA User Group Association
февраль 2005 SAGA 1.2 и 2.0-beta представлена на CeBIT (Международная ярмарка ИТ, телекоммуникаций и ПО)
март 2005 SAGA 2.0 для ОС Windows и Linux
ноябрь 2005 первая конференция пользователей SAGA, Гёттинген
июнь 2006 выход SAGA 2.0(RC1)
июль 2006 первая международная конференция пользователей SAGA в рамках конференции и выставки по прикладной геоинформатике – Symposium und Fachmesse Angewandte Geoinformatik (AGIT), Зальцбург, Австрия
июнь 2007 выход SAGA 2.0.0
2007 центр разработки сместился на кафедру физической географии Института географии Гамбургского университета
май 2008 A. Brenning публикует RSAGA
2008-2011 последовательный выход SAGA 2.0.3-2.0.8

На протяжении всего периода своего развития, а особенно после регистрации проекта в феврале 2004 на одном из наибольших хостингов для Открытого ПО SourceForge.net, SAGA демонстрирует стабильную динамику развития и роста пользовательской аудитории. Новая версия выходит минимум раз в год (в 2010 и 2011 – дважды), что позволяет своевременно удовлетворять запросы, поддерживать интерес пользователей и разработчиков.

ХХХХХ РИСУНОК ХХХХ

Учитывая аналитическую направленность программного продукта, его целевая аудитория формируется представителями научно-исследовательских организаций. Поэтому лидерами по активности пользовательских сообществ среди стран являются Германия (родина проекта), Россия, США и Китай, обладающие высоким научным потенциалом. В последние годы количество пользователей растет также благодаря Канаде, Индии, Бразилии, Австралии, Румынии и другим.

ХХХХХ РИСУНОК ХХХХХ


Движущие силы развития

Персоналии

Ключевыми фигурами, стоящими у истоков разработки ГИС SAGA, являются заведующий кафедрой физической географии Института географии Гамбургского университета проф., д-р Jürgen Böhner и ее научный сотрудник д-р Olaf Conrad. Корме того, после выхода SAGA под общественной лицензией в 2004 году, проект пополнился активными участниками и существенными вкладами:

  • Victor Olaya – интеграция аналитических алгоритмов SAGA в библиотеку анализа пространственных данных SEXTANTE (Sistema Extremeno de Analisis Territorial), развитие системы и разработка модулей, руководство пользователя;
  • Tomas Schorr – геоинформационная поддержка точного земледелия в проекте GEOSTEP, совместимость с Linux, Unicode и 64bit, интерфейс SAGA-Python;
  • Volker Wichmann – диссертация на тему моделирования гравитационно-осыпных процессов, сотрудничество с Laserdata GmbH, поддержка и документация, развитие системы и разработка модулей;
  • Vern Cimmery – документация и руководство пользователя для версии 2.0;
  • Alexander Brenning – плагин RSAGA, обеспечивающий доступ к модулям SAGA из среды R;
  • J. van de Wauw – поддержка и распространение версий для Linux (Debian, Ubuntu), исправление ошибок, разработка модулей;
  • J. Brunke – активный пользователь, представитель Агентства по охране окружающей среды района Гифхорн земли Нижняя Саксония,

а также многими другими, занятыми преимущественно доработкой модулей и документации.

Организации

Развитие SAGA подчиняется исследовательским интересам ее изобретателей, разработчиков и активных пользователей, которые являются представителями различных объединений. «Колыбелью» проекта стала кафедра физической географии Гёттингенского университета, а в 2007 году центр разработки переместился на кафедру физической географии Института географии Гамбургского университета. Кроме того, в «академическое ядро» поддержки SAGA входят:

Коммерческая сторона представлена компаниями:

  • SciLands GmbH, Гёттинген - объединяет географический анализ с современными информационными технологиями для решения различных задач в сфере ландшафтных и геоэкологических исследований. Благодаря сотрудничеству с научно-исследовательскими и коммерческим организациями, SciLands обеспечивает прикладное внедрение ГИС SAGA на для решения практических задач.
  • Laserdata GmbH, Иннсбрук - использует SAGA в качестве основы развития собственного ПО для обработки и анализа данных лидарной съемки – LiDAR Software (LiS). В результате такого взаимовыгодного сотрудничества SAGA совершенствует свои возможности обработки и анализа данных лазерного сканирования.

Исследовательские проекты

Аналитический потенциал SAGA востребован и динамично развивается благодаря участию создателей и разработчиков данной ГИС в целом ряде научно-исследовательских проектов:

CARBIOCIAL – Carbon sequestration, biodiversity and social structures in Southern Amazonia Моделирование и реализация углеродно-оптимизированных стратегий землепользования. В рамках проекта проф., д-р Jürgen Böhner с коллегами занимается разработкой и внедрением иерархической цепочки моделей для имитации изменчивости регионального климата и климатических изменений в Южной Амазонии.
The Future Okavango Научная поддержка устойчивого земле- и ресурсопользования в бассейне р. Окаванго. Основные усилия сосредоточены на субпроекте ландшафтного анализа с применением ГИС, экологического моделирования и поддержки решений интегрированного управления ресурсами.
CHELSEA – Climatologies at High Resolution for the Earth’s Land Surface Areas Проект реализуется в процессе сотрудничества кафедры физической географии (Гамбургский университет) с Институтом системной ботаники (Цюрихский университет), Исследовательской группой по биоразнообразию, макроэкологии и природоохранной биогеографии (Гёттингенский университет).
LEM 200 – A Landscape Evolution Model Разработка процессной ландшафтной модели для прогнозирования распространения и свойств перигляциальных отложений. Работы ведутся совместно с Германским государственным институтом геологических наук и природных ресурсов
SAGA-REKLIM Изменения климата и лесное хозяйство: исследования и разработка для проблемно-ориентированной регионализации пространственно распределенных климатических данных на основе ГИС SAGA (земля Баден-Вюртенберг)
CliSAP – Integrated Climate System Analysis and Prediction Пространственная регионализация городских климатов с высоким пространственным разрешением на основе статистико-динамического масштабирования с применением технологий ДЗ.
ALADIN Разработка ГИС-методов анализа данных лазерного сканирования, как информационного источника для управления опасными природными явлениями. Проект осуществлялся при финансовой поддержке исследовательско-консультативного центра по адаптации к климатическим изменениям в горных районах alpS GmbH.

Общие свойства

Язык программирования

SAGA написана на языке программирования С++, который позволяет осуществлять объектно-ориентированное проектирование системы. При этом наличие готовых универсальных открытых исходных кодов на С++ дает возможность инкорпорировать их в приложение, которое разрабатывается. Благодаря этому сам процесс разработки упрощается и ускоряется.

Открытость

SAGA является ПО с открытым исходным кодом, или проще – Открытым ПО, т.к. ее использование регулируется Общественными лицензиями:

  • Стандартная общественная лицензия (GNU General Public License version 2.0 – GPLv2) – регулирует использование графического интерфейса пользователя (Graphical User Interface – GUI) и большинства модулей. Согласно ее условиям программы, использующие GPL-коды, должны распространяться на условиях аналогичных условиям их получения, т.е. как Открытое ПО;
  • Стандартная общественная лицензия ограниченного применения (GNU Library or Lesser General Public License version 2.0 – LGPLv2) – касается интерфейса программирования приложений (Application Programming Interface – API). Исходя из условий этой лицензии программы, использующие LGPL-коды, не обязаны публиковаться как Открытое ПО, т.е. некоторые модули SAGA все же могут оставаться проприетарными.

Открытость ПО предоставляет пользователю четыре уровня свободы, основой которых является свободный доступ к исходному коду:

  1. использовать ПО для любых собственных целей;
  2. изучать принципы его работы и модифицировать;
  3. свободно распространять копии;
  4. совершенствовать и публиковать производные продукты как общедоступные.

Следствиями этих свобод в более узком, практическом смысле являются бесплатность ПО, прозрачность, международное сообщество разработчиков. Особую роль с научной точки зрения играет прозрачность, т.к. важным условием практической адаптации любой методики является независимая проверка ее корректности и воспроизводимости. Обеспечить такие возможности в полной мере может именно Открытый доступ к ПО, т.е. исходному коду и алгоритмам.

Системная архитектура

Интерфейс программирования приложения - API

Библиотека модулей

Интерфейсы

Графический интерфейс пользователя - GUI
Интерпретатор командной строки - CLI
Компилятор Simplified Wrapper and Interface Generator – SWIG

Интероперабельность

Платформы

Модели данных

Форматы данных

Проекции

Инсталляция

Информационная инфраструктура

Веб-инфраструктура

Справочные ресурсы

Аналитический потенциал

Подготовка ДДЗ

Работа с данными LiDAR

Анализ изображений

Анализ ЦМР

Геостатистика

Моделирование

SAGA и другие Открытые ГИС

Заключение

Ссылки по теме

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Статьи
Спецпроекты
Инструменты