15 softwaru pro vědy o Zemi nebo geovědy pro Linux

Geovědy nebo vědy o Zemi nejsou jen o nudných teoriích. Existuje mnoho praktických implementací poznatků geovědy v reálném životě. A existují některé počítačové programy, které vám pomohou simulovat myšlenky této důležité oblasti vědy. Tyto nástroje běžně používají studenti a akademici geověd. Z tohoto důvodu obyčejní lidé o tomto geovědním softwaru mnoho nevědí. Ale pokud jste vášnivým studentem geovědy a zároveň uživatelem Linuxu, možná budete chtít nějaký nejlepší geovědní software pro váš systém Linux.

Software Earth Science nebo Geoscience pro Linux

Mnoho lidí má mylnou představu, že tyto specializované nástroje nejsou dostupné pro distribuce Linuxu. Je pravda, že geovědního softwaru pro Linux není velké množství, ale ani ten počet není zanedbatelný. Je tedy pro vás velmi obtížné vybrat ten nejlepší software pro vaše praktické studium nebo výzkum. Nebojte se, zde vám představíme 15 nejlepších geovědních software pro Linux.

1. TRÁVA

Geographic Resources Analysis Support System neboli GRASS je software s otevřeným zdrojovým kódem používaný v geovědách. Jedná se o GIS neboli geografický informační systém. To znamená, že vám pomůže s analýzou, zpracováním obrazu a vizualizací geografických dat. Původně byl vyvinut americkou armádou a poté postupně vylepšován open-source komunitou. GRASS je považován za nejpokročilejší GIS software, a proto jej používají různí vládní a soukromí úředníci po celém světě.

Klíčové vlastnosti GRASSu

• Snadno použitelné grafické uživatelské rozhraní wxPython, které je součástí Správce vrstev, Okno zobrazení mapy a Dialog modulu.
• Má přibližně 400 vestavěných modulů pro analýzu dat a zpracování obrazu.
• Má velkou komunitu řízenou knihovnu doplňkových modulů ke stažení zdarma.
• GRASS má integrovaný 2D/3D vektorový procesor s podporou systému správy databází založených na SQL.
• Rozhraní Pythonu s knihovnou C vám pomáhá vytvářet vlastní výkonné moduly.
• Tento program lze použít jako backend jiného softwaru GIS.

2. Kvantový GIS

Quantum GIS je další GIS software pro Linux. Tento linuxový geovědní software je většinou známý jako QGIS. Hlavním aspektem tohoto nástroje je jeho uživatelská přívětivost. Původním cílem tohoto nástroje bylo poskytnout prohlížeč dat GIS. Postupem času se však stal kompletním balíkem funkcí GIS. Pomůže vám vytvářet, analyzovat, dotazovat se a zobrazovat geoprostorová data.

Klíčové vlastnosti kvantového GIS

• Podporuje širokou škálu formátů pro zobrazení rastrových a vektorových dat. Další zajímavostí je, že k tomu není potřeba převádět data do běžného formátu.
• QGIS podporuje všechny formáty ze dvou velmi oblíbených knihoven, jako je knihovna OGR a knihovna GDAL.
• Quantum GIS má uživatelsky velmi přívětivé grafické uživatelské rozhraní s některými důležitými vestavěnými prvky, včetně skladatele map, prostorových záložek, označování funkcí, panelu přehledu atd.
• Uživatelé mohou provádět prostorovou analýzu pomocí integrovaných nástrojů GRASS, včetně mapové algebry, analýzy terénu, hydraulického modelování, síťové analýzy a mnoha dalších.
• Má spoustu zásuvných modulů pro instalaci a přidávání dalších funkcí, jako jsou dekorace, georeference, nástroje GPS, GRASS, konzole Python atd.

3. Survexa

Nástroj Survex je softwarový balík s otevřeným zdrojovým kódem pro analýzu a prohlížení dat z průzkumu jeskyní. Průzkum jeskyně není snadný úkol, ale tento nástroj usnadňuje analýzu dat průzkumu. Integrovaný prohlížeč jeskyně v reálném čase vám pomůže posouvat, otáčet a přibližovat uvnitř jeskyně pomocí standardního vstupního zařízení, jako je myš a klávesnice. Na tento software spoléhá mnoho významných vládních i nevládních průzkumných projektů.

Klíčové vlastnosti Survex

• Integrovaný bez zpoždění a super plynulý prohlížeč jeskyní s technikami překreslování a přepínání bank,
• Zabudované simulátory přístrojů mají volitelnou stupnici a korekci nuly.
• V případě potřeby mohou uživatelé specifikovat magnetické odchylky samostatně.
• Survex podporuje téměř všechny běžné vstupní jednotky, jako jsou metry, stopy, stupně, mils, grady, minuty atd.
• Tento nástroj podporuje širokou škálu jazyků včetně francouzštiny, španělštiny, portugalštiny a slovenštiny.
• Tento nástroj má integrované ovladače tiskárny pro téměř všechny běžné modely včetně Epson, Canon, HP atd.

4. SAGA – Systém pro automatizované geovědecké analýzy

Je to bezplatný a open-source geovědní software pro Linux. Všechny funkce tohoto programu mohou být snadno dostupné pomocí GUI nebo psaním příkazových řádků. Můžete jej také naprogramovat pomocí C++ API. Tento systém API vám umožňuje psát nové algoritmy pro analýzu geografických dat. Obsahuje knihovnu výměnných modulů pro geovědní metody.

Klíčové vlastnosti SAGA – Systém pro automatizované geovědecké analýzy

• SAGA podporuje různé formáty pro zadávání dat, jako jsou mřížky, tabulky, vektory, obrázky atd.
• Tento nástroj podporuje interpolaci pro různá vektorová data pomocí triangulace, nejbližšího souseda a inverzní vzdálenosti.
• Uživatelé mohou používat různé metody geostatistiky, jako je zbytková analýza, běžný a univerzální kriging, jednoduchá a vícenásobná regresní analýza, analýza rozptylu atd.
• Zahrnuje některé inteligentní funkce, jako je klasifikace krabic, maximální pravděpodobnost a rozpoznávání vzorů.
• Uživatelé mohou pomocí tohoto nástroje simulovat různé dynamické procesy.
• Pokročilá funkce analýzy terénu tohoto nástroje vám pomůže analyzovat sklon, zakřivení, dráhu proudění, sluneční záření atd.

5. uDig

Název tohoto nástroje je odvozen od hesla „User-friendly Desktop Internet GIS“. Stejně jako jeho název je tento nástroj velmi uživatelsky přívětivý. Jedná se o open-source prohlížeč geoprostorových dat. Přestože se jedná o samostatný desktopový program pro Linux, má vestavěno mnoho online GIS služeb. Tento software je napsán v Javě a vyvinut pomocí technologie Eclipse Rich Client (RCP).

Klíčové vlastnosti uDig

• Technologie Eclipse Rich Client nebo RCP pomáhá přidávat a vyvíjet nové funkce pro tento program.
• Má sadu nástrojů Java s bohatými funkcemi, kterou mohou vývojáři použít k vývoji tohoto nástroje s otevřeným zdrojovým kódem.
• GRASS se v tomto programu používá pro vektorové operace, což pomáhá uživatelům, kteří již GRASS znají.
• Počítačový klient podporuje funkci drag and drop pro interakci s průzkumníkem souborů a webovým prohlížečem.
• Podporuje GeoServer, MapServer a další druhy webových mapových serverů.
• Uživatelé získají rychlý uživatelský zážitek při práci s mapami a odkazy díky integrovanému webovému prohlížeči.

6. Therion

Therion je pokročilý nástroj pro průzkum jeskyní. Je to aplikace založená na příkazovém řádku. Vyžaduje vstup v textových souborech, ale výstup lze získat jako 3D mapu a vizualizaci. Ale kromě toho je použití této aplikace docela jednoduché. Je plně kompatibilní se Survex a data lze ukládat buď ve formě souboru Survex nebo souboru Therion.

Klíčové vlastnosti Therionu

• Výkres mapy je zcela nezávislý na datech průzkumu. Pokud tedy chcete, můžete kreslit dílčí mapy.
• Doplní mapy se všemi detaily. K tomu není potřeba žádný další tah inkoustu.
• Systém dynamického kreslení map automaticky aktualizuje výstupní mapu se změnou měřítka nebo hodnoty.
• 3D model jeskyně lze rozdělit do vrstev a zobrazit samostatně jako jednotlivé položky.
• Vstup 2D mapy generuje jako výstup 3D mapu.
• Therion podporuje mnoho běžně používaných formátů souborů pro export dat nebo vizualizaci.
• Má vestavěnou podporu překladu pro mnoho jazyků.

7. GrADS – Grid Analysis and Display System

GrADS je velmi pokročilý nástroj pro přístup, manipulaci a vizualizaci geografických dat. Tento nástroj používá čtyřrozměrné datové sady pro analýzu dat vědy o Zemi. Má také volitelný 5. rozměr pro mřížky, které jsou obecně implementovány, ale jsou navrženy pro použití pro soubory. Má bohatou sadu vestavěných funkcí pro různé operace. Kromě toho mohou uživatelé a vývojáři přidávat další funkce pomocí libovolného programovacího jazyka.

Klíčové funkce GrADS

• Tento program zobrazuje data v různých typech grafických forem. Mezi ně patří čáry, pruhy, bodové grafy, hladké obrysy atd.
• GrADS umí číst různé typy datových sad, včetně GRIB, mřížkované binární, BUFR, data stanice GrADS, NetCDF, HDF4-SDS, HDF5 a OPeNDAP.
• Má programovatelné skriptovací rozhraní pro zobrazování složitých operací.
• Jeho pokročilý skriptovací jazyk umožňuje uživatelům mapovat tlačítka pomocí skriptů a provádět akce na základě kliknutí.
• Má datový server s názvem GDS, který používá protokol OPeNDAP k analýze služeb přes internet.

8. GPlaty

GPlates je velmi užitečný geovědní software pro Linux. Desktopový klient poskytuje uživatelům interaktivní vizualizaci deskové tektoniky. Tento nástroj je napsán v programovacím jazyce C++. GPlates používá rámec OpenGL pro zobrazení 3D mapového výstupu. Grafické uživatelské rozhraní tohoto programu používá jako rámec Qt.

Klíčové funkce GPlates

• GPlates podporuje načítání a ukládání různých geografických a tektonických dat v různých formátech včetně GPML, Plates4 line-format, ESRI Shapefile atd.
• Zaznamenává a obnovuje předchozí relaci uživatele. To je velmi pohodlná funkce tohoto nástroje.
• Nástroj podporuje načítání rastrových obrázků v různých formátech, jako jsou JPEG a NetCDF.
• Nástroj vizualizace podporuje různé typy projekcí map včetně 3D ortografického glóbu, obdélníku, Mercator, Mollweide atd.
• Uživatelé mohou ovládat perspektivní kameru tažením myši nebo pomocí kláves se šipkami na klávesnici.
• Můžete si vybrat různá barevná schémata pro vektorové prvky a data mřížky NetCDF.

9. Obecné mapovací nástroje

GMT je sbírka více než 80 nástrojů pro vytváření a manipulaci s geografickými daty. Všechny nástroje jsou open-source. Nástroje jsou založeny hlavně na příkazovém řádku. Existují však některá grafická uživatelská rozhraní dostupná od vývojářů třetích stran, jako je iGMT, Mirone, SEATREE atd. Tento nástroj je integrován s bezplatnou komplexní sbírkou bezplatných dat GIS, jako jsou pobřeží, řeky, politické hranice atd.

Klíčové funkce obecných mapovacích nástrojů

• Nástroje mohou manipulovat s kartézskými a geografickými datovými soubory, včetně filtrování, přizpůsobení trendu, mřížky, promítání atd.
• Umí vytvářet PostScriptové ilustrace od jednoduchých x–y grafů přes obrysové mapy až po uměle osvětlené povrchy a 3D perspektivní pohledy.
• Balík obsahuje 40 dalších nástrojů pro specializované oborově specifické práce.
• Nástroje mají nativní podporu pro více než třicet mapových projekcí.
• Nástroje také podporují funkce lineárního, log10 a škálování výkonu.

10. OpenJUMP

Jedná se o open-source geografický informační systém neboli GIS. Je napsán v programovacím jazyce Java. Je považován za jednotnou mapovací platformu. Možná někteří z vás znají software s názvem „Java Unified Mapping Platform“. To bylo vyvinuto společností VividSolutions a bylo vydáno v roce 2003. OpenJUMP je open-source fork tohoto softwaru.

Klíčové vlastnosti OpenJUMP

• Má integrovanou podporu vektorového GIS, která dokáže číst i rastrové soubory.
• Tento nástroj poskytuje otevřené rozhraní API a systém zásuvných modulů, které lze skriptovat pomocí BeanShell a Java Python.
• Podporuje spoustu vektorových a rastrových formátů souborů.
• OpenJUMP má některé vestavěné topologické nástroje, jako je čárový uzel, polygonizér, rovinný graf atd.
• Pokročilý nástroj pro měření dokáže docela dobře vypočítat délku, plochu, těžiště, vyrovnávací paměť, konvexní trup atd.
• Pokročilý tiskový systém usnadňuje tisk sofistikovaných map.

11. gvSIG Desktop

gvSIG Desktop nabízí řadu nástrojů pro analýzu geoprostorových dat. gvSIG podporuje širokou škálu vektorových a rastrových souborů, stejně jako databáze a vzdálené služby. Tento geovědní software má v sobě integrované některé bonusové nástroje včetně správce referenčních systémů souřadnic, importu z/exportu do WMC, skriptování a správce překladů.

Klíčové funkce gvSIG Desktop

• Umožňuje uživatelům přístup ke vzdáleným službám, jako je OGC, ArclMS, Ecwp atd.
• Má různé typy možností grafických úprav, jako je přidávání vrstev událostí, přichycení, mřížka, plochost, zásobník příkazů, vrácení/znovu provedení, kopírování, přesun, symetrie, otočení, měřítko, úprava vrcholu atd.
• Pokročilý systém vektorové reprezentace může zobrazovat různé jedinečné symboly, kategorie, legendy atd.
• Má integrovaný tiskový systém, který dokáže exportovat soubory jako PDF nebo jako obrázkové soubory a okamžitě je vytisknout.
• GvSIG Desktop lze hladce integrovat s online mapovými servery a publikovat mapy online.
• Vestavěný nástroj pro 3D zobrazení se může zobrazovat z různých perspektiv a automaticky vytvářet animace.

12. Seismic Toolkita

Seismic Toolkit je open-source analyzátor seismických dat. Tento nástroj může provádět filtrování, spektrální analýzu, polarizační analýzu, časově-frekvenční reprezentaci, Hilbertovu transformaci a rozklad singulárních hodnot. Stala se tak vyhledávaným nástrojem pro odborníky v oblasti studia zemětřesení. Kromě různých seismologických analýz umí tento nástroj vykreslovat grafy podle poskytnutých dat.

Klíčové vlastnosti sady nástrojů Seismic Toolkit

• Integrovaný výkonný rastrový engine podporuje různé vlastnosti zobrazení včetně chvění, proměnlivé plochy, proměnlivé hustoty, režimů s barevnými výplněmi atd.
• Tento nástroj podporuje více než 200 údajů a sedm různých režimů projekce.
• Uživatelé mohou překrýt libovolný počet sad seismických dat a zobrazit interpretaci nebo anotaci dat.
• Seismic Toolkit nabízí podrobnou kontrolu nad zvýrazněním trasy, polaritou, viditelností, barvou atd.
• Systém předběžného rastrování obrazu pomáhá při přibližování a posouvání map bez vyrovnávací paměti.
• Sada nástrojů podporuje rámec Qt pro rozšířenou funkčnost.

13. PostGIS

PostGIS je rozšíření prostorové databáze pro objektově relační databázi PostgreSQL. Umožňuje spouštění dotazů na geografickou polohu v SQL. Do geoprostorových datových sad také přidává funkce, operátory a vylepšení indexů. Všechny tyto funkce z něj dělají spíše nástroj pro správu databází než analytický software. PostGIS také obsahuje další sady nástrojů pro zpracování a analýzu dat geografického informačního systému.

Klíčové vlastnosti PostGIS

• PostGIS spojuje, kostky, morfuje a reklasifikuje vektorová i rastrová data pomocí síly strukturovaného dotazovacího jazyka nebo SQL.
• Používá algoritmus algebry rastrových map pro rychlejší a podrobné zpracování rastrových obrázků.
• Podporuje import a export souborů tvaru ESRI pro vektorovou analýzu prostřednictvím příkazového řádku nebo grafického uživatelského rozhraní.
• Podporu pro formáty souborů lze rozšířit pomocí různých open-source nástrojů třetích stran.
• Má nativní podporu pro 3D objekty, funkce a prostorový index.

14. ncview

Jedná se o jednoduchý systém prohlížeče souborů NetCDF. ncview je zdarma a s otevřeným zdrojovým kódem. Všechny funkce prohlížeče geoprostorových dat jsou integrovány s tímto systémem. Pro správné fungování tohoto nástroje je zapotřebí NetCDF verze 4 s plnou podporou HDF5.

Klíčové vlastnosti ncview

• Umí zobrazit  2rozměrnou barevnou reprezentaci dat v souboru netCDF.
• ncview dokáže automaticky animovat data v čase a vytvářet filmové smyčky.
• Jsou podporovány základní vlastnosti, jako je překlápění a zvětšování.
• Tento nástroj dokáže vykreslit data v ose X-Y a může měnit barevné mapy.

15. GPS Babel

Tento nástroj GPS – „GPS Babel“ je docela šikovný nástroj pro geovědce. Protože téměř všechny osoby pracující v oblasti geověd musí používat službu Global Positioning Service nebo zařízení GPS. Tento bezplatný nástroj lze považovat za švýcarský armádní nůž pro GPS. Podporuje téměř všechny oblíbené značky zařízení GPS.

Klíčové funkce GPS Babel

• Převádí trasové body, trasy a trasy mezi oblíbenými přijímači GPS, jako jsou Garmin, Magellan atd.
• GPS Babel dokáže zakreslit načtené souřadnice do mapovacích programů, jako je Google Earth a Basecamp.
• Podporuje více než 100 zařízení GPS.
• Lze jej také použít jako backend pro další nástroje.

Poslední myšlenky

Všichni víme, že existují různá rozdělení geověd. Všechny výše uvedené nástroje jsou nejlepším softwarem pro vědu o Zemi nebo geovědy pro Linux ve svých příslušných kategoriích. Takže možná nebudete muset používat každý software z výše uvedeného seznamu. Nepochybně si můžete vybrat jakýkoli software na základě svých akademických nebo kariérních potřeb. Pokud máte nějaký oblíbený geovědní software, o kterém si myslíte, že jsme ho zapomněli zmínit, můžete nám dát vědět v komentáři níže.