История развития и первые применения ГИС
Введение
В разные периоды времени развитие науки и техники характеризовалось повышенным вниманием либо к интеграции, либо к специализации. На практике оба этих направления развития переплетаются, однако на каждом этапе развития прикладных наук и технологий одно из них, как правило, получает преимущество. При интегрированной (широкой или универсальной подготовке) специальность, по которой получено образование, не играет существенной роли при выборе сферы деятельности. Имея универсальную подготовку и широкий запас знаний по сравнению с узко подготовленным специалистом, выпускник университета – этой «школы интеграции» - может без особого труда менять род занятий, добиваясь при этом хороших результатов в различных областях. При накоплении достаточно большого материала в смежных областях знания и необходимости решения новых задач на этой основе всегда возникает интеграция знаний.
Интеграция означает, что помимо большего набора типов данных и технологий имеется некая концепция и методология, оптимально объединяющая это разнообразие данных и технологий. Не следует путать применение суммы различных методов или технологий с их интеграцией. Зачастую при решении прикладных задач возникает ситуация, когда между различными методами нет внутренней связи; отсутствует и единая концепция системы обработки данных.
Сложность управленческих моделей в крупных корпорациях, моделей коммунальных служб и транспорта растет; все более широкое распространение получают методы рационализации управленческих процессов. Практика применения этих методов доказывает: чем больше «измерений» в модели, тем более управляемой эта модель становится, тем более сложные решения можно принимать на ее основе. Удобные методы визуализации данных с пространственной привязкой все больше привлекают пользователей, освоивших возможности офисных операционных сред для персональных компьютеров.
В настоящее время основой для решения задач обработки информации стал системный подход к анализу и построению так называемых «открытых систем», каковыми и являются ГИС. Анализ места ГИС среди других автоматизированных систем позволяет сделать вывод о том, что комплексная автоматизированная обработка информации в ГИС не имеет прямых аналогов с технологией обработки в других автоматизированных системах, в то же время ГИС сочетают в себе на разных этапах преобразования информации обкатанные элементы технологий других систем (систем автоматизации проектирования, экспертных систем, а также автоматизированных систем для научных исследований или управления производством).
С середины 90-х годов геоинформационные системы приобрели статус серьезного стратегического резерва в экономике тех стран, которые вступили в период становления информационного общества. В конечном итоге именно географическая информация становится критичным компонентом в задачах содействия экономическому развитию, умелого природопользования и защиты среды обитания. Современные технологии позволяют эффективно решать задачи сбора, распространения, анализа и визуализации данных с пространственной привязкой, создания картографических материалов.
Поскольку современные ГИС относятся к классу интегрированных автоматизированных систем, необходим комплексный подход к исследованию и выбору информационной основы и типов обрабатываемых ими данных.
История развития и первые применения ГИС
В истории развития геоинформационных систем выделяют четыре периода.
Пионерный период (поздние 1950е - ранние 1970е гг.).
Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы.
Период государственных инициатив (ранние 1970е - ранние 1980е гг.).
Развитие крупных геоинформационных проектов, поддерживаемых государством, формирование государственных институтов в области ГИС, снижение роли и влияния отдельных исследователей и небольших групп.
Период коммерческого развития (ранние 1980е - настоящее время).
Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление значительного числа непрофессиональных пользователей; системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных.
Пользовательский период (поздние 1980е - настоящее время)
Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и "открытость" программных средств позволяет пользователям самим адаптировать, 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.
Первые применения ГИС различались в разных регионах мира в соответствии с местными потребностями. В материковой Европе основной упор был сделан на системы регистрации участков под застройку и базы данных по окружающей среде. В Великобритании в 80-е годы наибольшее применение ГИС нашли в системах для коммунального хозяйства и для создания полной топографической базы данных на всю страну, базирующейся, главным образом на картах масштаба 1:1250 и 1:2500.
В Канаде ГИС применялись в лесном хозяйстве для определения объема рубок, определения маршрутов к вырубаемым массивам и доведения результатов до сведения правительств провинций.
В Китае и Японии основное внимание было обращено на мониторинг и моделирование возможных изменений окружающей среды.
В США кроме этих приложений ГИС применялись в проектах Бюро переписи и службы геологических исследований, связанных с топологически совмещенным географическим кодированием и адресацией. В ходе этого проекта было составлено компьютеризированное описание транспортной сети США.
Самым большим набором географических данных, собранным к настоящему времени, являются тома спутниковых снимков, сделанных из околоземного пространства. В отличие от множества других (векторных) географических данных, они представлены в форме растра (сетки); малые квадратные участки земли на них представлены одним или несколькими числами, описывающими свойства земной поверхности. Такие данные анализируются с помощью специально разработанного программного обеспечения, называемого системами обработки изображений.
Примером использования ГИС являются результаты исследования случая опустынивания Отделом исследования ресурсов и дистанционного зондирования (DRSRS) Найроби, Кения. ГИС была использована для ввода всех карт ресурсов изучаемого района и создания ряда покрытий для этой области. Гибкость ГИС при обновлении данных позволила быстро и эффективно выпустить карты. Кроме того, поскольку все покрытия имеют географическую привязку, эти данные могут быть непосредственно использованы для дальнейшего анализа и моделирования. Данные, собранные во время полевых исследований по программе DRSRS могут комбинироваться с сопутствующими, такими, как климат, топография, распределение поголовья диких животных и скота, антропогенного использования территории; эти данные используются для разработки модели процесса опустынивания.
Другим примером применения ГИС может служить экспериментальная карта расценок страхования от степеней риска наводнения Федерального агенства по чрезвычайным ситуациям в городе Пинеллас Парк, Флорида. Технология ГИС использовалась для автоматизированного определения степени риска наводнений с помощью наложения карты возможных зон затопления на адресное покрытие, полученное из системы Бюро переписи населения.