Этапы развития ГИС

Основные этапы развития геоинформационной технологии

Принято считать, что история развития географических информационных систем насчитывает более тридцати лет со времени создания в середине 60-х годов Канадской ГИС под руководством Р. Томлинсона. Судя по имеющейся литературе, это действительно была первая работающая автоматизированная информационная система, имеющая дело с пространственно распределенной информацией. Однако, и Канадская ГИС и другие геоинформационные системы, разработанные в Европе и Северной Америке в 60-х и первой половине 70-х годов представляли собой банки картографических данных с функциями ввода, Простейшей обработки и вывода с использованием примитивных (по довременным представлениям) печатающих устройств. В связи с этим Появление первого поколения ГИС в том смысле, который мы вкладываем в это понятие сегодня, все же следует отнести к концу 70-х, началу 80-х годов, когда появились и достаточно широко распространились 16-ти битовые микро - и миниЭВМ, получили соответствующее развитие техника и технология ввода, хранения, обработки, анализа и представления пространственно распределенных данных в целом ряде научных и прикладных областей. К таковым, в первую очередь, Следует отнести, картографию и системы автоматизированного картографирования, дистанционное зондирование и методы обработки данных дистанционного зондирования, системы компьютерного конвектирования (CAD) и компьютерную графику, пространственный анализ, географическое и картографическое моделирование. Результатом вначале параллельного, а затем все более тесного совместного развития средств и методов обработки и анализа пространственно распределенных данных в этих и некоторых других областях и явились географические информационные системы, а точнее, технология географических информационных систем. Нельзя не отметить военные приложения ГИС-технологии, которые имели, как свидетельствует, например, Питер Барроф, "взаимоналагающееся и даже доминирующее значение во многих из этих дисциплинарных областей"

В предшествующем появлению первого поколения ГИС периоде можно условно выделить как качественные этапы 60-е и 70-е годы. Именно в 60-е годы появились первые автоматизированные картографические системы. В 1963 г. Ховард Т. Фишер создал SYMAP (Synagraphic Mapping System) - программу построения карт на алфавитно-цифровых печатающих устройствах (АЦПУ) ЭВМ (synagraphic - от греческого слова synagein, означающего объединение вместе), включающего также набор программных модулей для анализа пространственных данных. В последующие годы в Лаборатории компьютерной Графики и пространственного анализа Гарвардского университета, которую в 1965 г. возглавил Ховард Фишер, были разработаны такие Широко известные пакеты, как GRID, IMGRID, CALFORM и другие, которые как и многие, созданные в других научных центрах в 60-х и 70-х годах пакеты, были ориентированы на автоматизацию картографирования с использованием имеющихся в то время линейных или перьевых плоттеров, а также выполнение простейших методов пространственного анализа растровых изображений, не выходящих за пределы возможностей "ручных" методов.

Для периода с конца 60-х по вторую половину 70-х годов характерно последовательное усовершенствование методов пространственного, в том числе - статистического, анализа, а также технологии кодирования и представления пространственных данных. Уже в конце 60-х годов разработана DIME-файловая структура хранения топологической информации, появилась технология графического отображения 3-х мерных изображений и т. д. Весьма характерной для этого периода является тенденции к усилению междисциплинарных связей в среде разработчиков ГИС, в первую очередь между учеными и инженерами. Однако, геоинформационные системы этого периода все же были специализированными, причем создаваемыми на базе мощных и очень дорогих ЭВМ, в силу чего они были системами уникальными с весьма ограниченным кругом пользователей.

Во второй половине 70-х-начале 80-х годов на Западе в разработку и приложения ГИС-технологии были сделаны значительные инвестиции как правительственными, так и, частными агентствами, особенно в Северной Америке. В этот период были разработаны сотни компьютерных программ и систем. Появление же и широкое распространение недорогих компьютеров строфическим дисплеем (получивших название "персональных"), позволивших отказаться от "пакетного" режима обработки данных и перейти к диалоговому режиму общения с компьютером с помощью команд на общем английском, способствовали децентрализации исследований в области ГИС-технологии. Тесная же интеграция междисциплинарных исследований, их направленность на решение комплексных задач, связанных с проектированием, планированием и управлением, привели к созданию интегрированных ГИС, характеризующихся большей или меньшей универсальностью. К 1984 г. только в Северной Америке было инсталлировано примерно 1000 геоинформационных систем. В Европе разработка ГИС велась в меньшем масштабе, но основные шаги в области разработки и использования ГИС-технологии были проделаны и здесь. Особенно необходимо отметить Швецию, Норвегию, Данию, Францию, Нидерланды, Великобританию и Западную Германию.

Второе поколение ГИС можно вслед за Хенком Ф. Оттенсом отнести к середине 80-х годов, третье - к началу 90-х. Прогресс в ГИС-технологии в последнее десятилетие в значительной степени связан с прогрессом аппаратных средств, причем как компьютеров - появлением 32-х битовых, а затем 64-х битовых мини - и микроЭВМ, так и средств ввода и вывода пространственной информации - дигитайзеров, сканеров, графических дисплеев и графопостроителей.

Для этого же периода характерно появление и широкое распространение коммерческих ГИС-пакетов, которые в большинстве случаев Представляют собой программную среду, позволяющую пользователю Достаточно просто создавать геоинформационные системы в соответствии с его собственными запросами и возможностями, В конце 80-х годов сформировалась мировая ГИС-индустрия, включающая аппаратные, программные средства ГИС и их обслуживание. В 1988 г., например, только прямые расходы по этим статьям в мире превышали 500 млн. долларов США, а в 1993 составили около 2.5 млрд. долларов. Прямые же расходы превышали эти цифры в несколько раз.

Реализацией мощного интеграционного потенциала ГИС-технологий явилось выполнение, начиная с конца 80-х годов, ряда глобальных Межнациональных проектов по мониторингу природной среды, таких например, GRID и CORINE.

Проект GRID (Global Resource Information Database) Глобального ресурсного информационного банка данных является инструментом программы GEMS (Global Environment Monitoring System) глобальной системы мониторинга окружающей среды, выполняемой эгидой Организации Объединенных Наций. Проект разрабатывается с 1988 года рядом стран участниц (Канада, США, Норвегия, Швеция и др.), международных и национальных организаций (НАСА, Институт исследований природных систем - ESRI, Женевский университет и др.). Программное обеспечение GRID осуществляется с помощью пакета ELAS, разработанного в НАСА для обработки данных зондирования и ГИС-пакета ARC/INFO, разработанного lySBI (Калифорния).

Проект CORINE - (Coordination - Information - Environment) - соединение геоинформационной системы Европейского Союза. Разработка Арюкта начата в соответствии с решением ЕЭС от 27 апреля 1985 г. Система содержит более 40 слоев информации, включая топографию, административные границы, данные по климату (по более чем 10 тысячам метеорологических станций), земельным и водным ресурсам, растительному и животному миру. Особое внимание уделено оценке риска неблагоприятных природных и антропогенных явлений, таких как: сейсмическая активность, водная эрозия почв и др., а также источникам сосредоточенного техногенного загрязнения природной среды. В частности, входящий в состав CORINE проект по атмосферному воздуху - CORINAIR - охватывает проблемы выбросов диоксида серы, оксидов азота и летучих органических соединений в странах ЕС. При приеме во внимание принимается около 120 видов хозяйственной деятельности. Программное обеспечение проекта CORINE осуществляется использованием ГИС-пакетов ARC/INFO - для масштаба 1:1 000 000 и 8H3AD - для масштаба 1:300 000.