История развития ГИС

     Введение 
 

     Одна  из наиболее интересных черт раннего  развития ГИС, особенно в шестидесятые годы, заключается в том, что первые инициативные проекты и исследования сами были географически распределены по многим точкам, причем эти работы осуществлялись независимо, часто без упоминания и даже с игнорированием себе подобных.

     Возникновение и бурное развитие ГИС было предопределено богатейшим опытом топографического и, особенно, тематического картографирования, успешными попытками автоматизировать картосоставительский процесс, а также  революционным достижениями в области  компьютерных технологий, информатики  и компьютерной графики.

     Особо следует отметить идеи и опыт комплексного тематического картографирования, убедительно продемонстрировавшего  эффект системного использования разнохарактерных данных для извлечения новых знаний о географических объектах. Комплексность  и интегративность до сих пор  остается важнейшим свойством ГИС, привлекающим пользователей.

     Интересно, что один из первых удачных опытов использования принципа комплексирования (совмещения и наложения) пространственной данных с помощью согласованного набора карт датируется XVIII веком.

Французский картограф Луи-Александр Бертье использовал прозрачные слои, накладываемые  на базовую карту для показа перемещения  войск в сражении под Йорктауном.

     Совсем  кратко историю ГИС можно описать  несколькими предложениями. Геоинформационные  системы - явление относительно новое, хотя основами подобных систем были география и картография, появившиеся сотни лет назад. Первые географические информационные системы разработаны в 50—60-х годах, первоначально в гражданском секторе. В 70—80-х годах развилась сильная и активная ГИС-индустрия с явным лидерством США. А в 1990 г. были опубликованы первые работы по истории ГИС. 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1 Развитие ГИС 
 

    Начало  развития ГИС относится к концу 60-х годов, но только в последние 6-7 лет эта технология получила бурное распространение. Основной причиной такого скачка, несомненно, является развитие вычислительной техники.

      Колоссальные  объемы текстовой и графической  информации, модельные расчеты, качественная графика, которыми оперируют ГИС, требуют значительных машинных ресурсов. До недавнего времени ЭВМ, имеющие характеристики, приемлемые для ГИС, стоили очень дорого, и подобную покупку могли позволить себе лишь большие организации, такие, как мэрии крупных городов.

     В 1990 году для приобретения небольших  ГИС требовалось 500 тыс. USD, более типичные затраты на программное и аппаратное обеспечение составляли 1 млн. USD. Сегодня в связи со значительным снижением цен на вычислительную технику машины с высоким быстродействием стали доступны гораздо большему кругу потенциальных покупателей. Значительно увеличилось также число  поставщиков на рынке ГИС, проводится большое количество ГИС-ориентированных конференций, огромная работа ведется членами профессиональных ассоциаций, таких, как URISA и AM/FM International.

      Существует  несколько причин растущей популярности ГИС. Среди них - развитие некоторых родственных областей, постоянное совершенствование диалога между машиной и пользователем, благодаря которому овладеть работой с ГИС можно путем минимального обучения.

        Все расширяющийся круг пользователей;  ГИС открыл новые возможности для обмена накопленной информацией. Некоторые системы, например, такие, как ATLAS GIS комплектуются по желанию заказчика готовыми базами данных. Все это приводит к тому, что в настоящее время покупателями ГИС становятся небольшие города и области, отдельные отрасли промышленности, здравоохранение, образование и т. п.

      Небольшие учебные и справочно-информационные ГИС хотят иметь вузы,  и  даже частные лица, чья деятельность связана с управлением. Исследование рынка ГИС, проведенное в 1993 году Denver-based Research Corporation и охватившее 386 респондентов как небольших городов, так я городов с 3,5 миллионным населением показало, что около 40% североамериканских городов и поселков уже закупили ГИС.

      Среди тех, кто еще не приобрел ее, 15% намерены совершить покупку в течение ближайших 12 месяцев, еще 45% через 2-3 года.

      Современный крупный город в условиях перехода к рыночным отношениям, децентрализации  управления, повышения ответственности местных органов власти за конечный результат хозяйственной деятельности и социальный уровень жизни граждан не может нормально функционировать без четко налаженной системы всестороннего учета, анализа и опенки городских территорий.

      Зарубежный  и отечественный опыт последних 10-15 лет показал, что приоритетными  и наиболее жизнедеятельными информационными системами являются ГИС, которые служат информационным базисом для решения следующих задач:

• принятие решений управленческого уровня;
• научно-обоснованное перспективное и оперативное планирование развития города и его отдельных территорий;
• оптимальное проектирование объектов промышленного и гражданского назначения на территории города;
• разработка генерального плана города и контроль за его реализацией;
• изучение состояния экологических, социально-экономических, природно-ресурсных условий территории и их экономическая оценка;
• совершенствование учета и рационального использования городских земель и недвижимости (зданий и сооружений);
• получение достоверной информации о местоположении и эксплуатации инженерных сетей городского коммунального хозяйства;
• сбор горно-геологических данных, сведений о техногенных процессах и природных запасах недр многоцелевого применения;
• проведение налогообложения, взимание платежей за использование природных ресурсов, недвижимости, за загрязнение окружающей среды;
• охрана прав пользователей, собственников, других потребителей региональных ресурсов.

     Опыт  длительной эксплуатации ГИС показал  широкое применение накопленной информации в узковедомственных и потребительских сферах - транспорт, ценообразование, туризм, купля-продажа, справочные услуги и пр.

     Таким образом, ГИС по назначению и по своим  функциям является многоцелевой и ориентирована на обеспечение данными о городской среде широкого круга организаций и граждан.

     К потенциальным потребителям геоинформации  можно отнести:

1. городские структуры распорядительной и исполнительной власти;
2. планирующие органы;
3. налоговые инспекции;
4. юридические и правоохранительные органы;
5. архитектурно-планировочные и земельные службы города;
6. эксплуатирующие организации (коммуникации, транспорт, здания и сооружения); 
7. научно-исследовательские и проектные институты;
8. строительные организации;
9. торговые организации, биржи всех назначений;
10. инспекции и контрольные органы социально-экономического и технического надзоров;
11. иностранных партнеров и инвеститоров;
12. коммерческие образования, предпринимателей, частных лиц.

     Создание  и функционирование ГИС сопряжено  с целым рядом специфических  задач организационно-правового, научно-технического, технологического и финансово-экономического характера, решение которых невозможно перенести из существующих методов информационного обеспечения.

      Проблема  усугубляется еще и тем, что в  нашей стране службы управления городом до настоящего времени не занимались созданием кадастров и ГИС и не имеют необходимого опыта работы, а научные организации не обладают достаточным заделом научных разработок, способных обеспечить производство современной научно-методической базой.

      Сказывается и слабая обеспеченность вычислительной техникой и программным обеспечением. Однако потери, прямо или косвенно связанные с отсутствием упорядоченной и достоверной информации, о городской территории, уже сегодня превосходят необходимые затраты на создание ГИС.

      С дальнейшим развитием рыночных отношений  отсутствие такой информации будет приводить к все более ощутимым потерям, а решение таких задач, как регулирование земельных вопросов, градостроительство, определение налоговых ставок, охрана окружающей среды, сделает весьма проблематичным.

      О значимости ГИС можно судить   по тому вниманию, которое уделяется  им в большинстве развитых стран. Во многих из них образованы национальные и региональные организации, в задачи которых входят развитие исследований, связанных с ГИС и автоматизированной картографией, разработка предложений в сфере национального и городского планирования информации, координация программ получения, обработки и распространения этой информации, создание сетей ГИС.

      Для этих целей разработана правовая база, производится мощное аппаратное и программное обеспечение, налажена подготовка и переквалификация необходимого класса специалистов. К примеру, в штате Калифорния (США) вопросами ГИС в 1991 году было занято 72 специализированных отдела по планированию, определяющих деятельность множества сторон жизни штата.

      Ресурсами информационной системы являются: земля, воздух, вода, движимое и недвижимое имущество, рабочая сила, средства (деньги), материалы, концепции и технологии.

      Назначение  системы — повышение уровня жизни  людей на конкретной территории. Ежегодный  оборот таких отделов в 1991 г. достиг 2,5 млрд. USD.

      Широко  используются ГИС в области кадастра. Кадастр — это упорядоченная совокупность сведений о правовом, природном, хозяйственном и экономическом положениях физических объектов и явлений среды во времени в структурном, организационном, функциональном я информационном аспектах.

      В Российской Федерации в составе  Федеральной службы геодезии и картографии создан центр ГИС и цифровой картографии (РОСГЕОИНФОРМ) и пять функциональных региональных центров.

      Обогащение  рынка вычислительной техники, необходимость  в управлении географической информацией  неизбежно приведет к широкому применению ГИС на территории такой крупной  страны как Россия. 
 
 

 

2 Периоды ГИС 
 

     В истории развития геоинформационных  систем можно выделить четыре периода :

1. Пионерный период - поздние 1950-е - ранние 1970-е гг.

   Исследование  принципиальных возможностей, пограничных  областей знаний и технологий, наработка  эмпирического опыта, первые крупные  проекты и теоретические работы.

2. Период государственных инициатив - ранние 1970-е - ранние 1980-е гг.

   Развитие  крупных геоинформационных проектов поддерживаемых государством, формирование государственных институтов в области  ГИС, снижение роли и влияния отдельных  исследователей и небольших групп.

3. Период коммерческого развития - ранние 1980-е - настоящее время.

   Широкий рынок разнообразных программных  средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление  значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных  компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и  распределенные базы геоданных.

4. Пользовательский период - поздние 1980-е - настоящее время.

   Повышенная  конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных  технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность  и "открытость" программных средств  позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских "клубов", телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой  пользовательских групп, возросшая  потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной  инфраструктуры.

     Пионерный период (поздние 1950-е - ранние 1970-е гг.) развивался на фоне успехов компьютерных технологий: появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах, цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х при одновременном, часто независимом друг от друга, создании программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров, формальных методов пространственного анализа, программных средств управления базами данных.

     Большое влияние в этот период оказывают  теоретические работы в области  георафии и пространственных взаимосвязей, а также становление количественных методов в географии в США, Канаде, Англии, Швеции (работы У.Гаррисона (William Garrison), Т.Хагерстранда (Torsten Hagerstrand), Г.Маккарти (Harold McCarty), Я.Макхарга (Ian McHarg).

Первый  безусловный крупный успех становления  геоинформатики и ГИС - это разработка и создание Географической Информационной Системы Канады (Canada Geographic Information System, CGIS). Начав свою историю в 60-х годах, эта крупномасштабная ГИС поддерживается и развивается по сей день.