ПубликацииПодпискаDownload

История ГИС

Источник

Совсем кратко историю ГИС можно описать несколькими предложениями. Геоинформационные системы — явление относительно новое, хотя пращурами 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.

Появление ГИС. США.

Длинная цепь событий привела к созданию современных геоинформационных систем.

Бюро переписи США — одна из организаций, сыгравших ключевую роль в развитии геоинформационных систем, — в конце 60-х годов оно разработало формат GBF-DIME (Geographic Base File, Dual Independent Map Encoding). В этом формате впервые была реализована схема определения пространственных отношений между объектами, называемая топологией, которая описывает, как линейные объекты на карте соединены между собой, какие площадные объекты граничат друг с другом, а какие объекты состоят из смежных элементов. Впервые были пронумерованы узловые точки, присвоены идентификаторы площадям по разные стороны линий. Это стало революционным нововведением. Формат GBF-DIME позже трансформировался в TIGER.

История GBF-DIME началась в феврале., когда Бюро переписи США занялось экспериментами по компьютерному картографированию. Программисты Бюро боролись с неэффективностью и избыточностью при конвертировании напечатанных на бумаге карт в карты цифровые. Проблема была в том, что в те времена каждое пересечение улиц (в городах США часто встречается решетчатая система, когда улицы образуют сетку из стритов и авеню), вводилось ровно восемь раз. По словам Доналда Кука (Donald Cooke), который был программистом Бюро в то время и прославился, в частности, высказываниями типа «бумажные карты приводят к пожарам, но хорошо выполняют декоративные функции», проблема была преодолена благодаря принципам картографической топологии, предложенной математиком Бюро Джеймсом Корбеттом (James Corbett).

Таким образом была открыта схема кодирования, известная позже как DIME (Dual Independent Map Encoding). Основная идея заключалась в том, чтобы перенумеровать узлы (в данном случае — пересечения улиц) и площади (кварталы). Летом. нововведения показали свою эффективность на практике — они резко повысили эффективность оцифровки и обнаружения ошибок и стали основой для картографирования результатов переписи. События развивались стремительно — через три месяца после начала первых опытов по топологии Кук и Максфилд (Maxfield) выступили на конференции с большим докладом.

В течение 70-х годов карты в формате GBF-DIME были созданы для всех городов США. Эту технологию и по сей день использует множество современных геоинформационных систем. По общему мнению, открытие из области топологии было признано так быстро еще и потому, что авторы сделали доклад в нужное время и в нужном месте.

Лаборатория компьютерной графики Гарварда, переименованная в. в Лабораторию компьютерной графики и пространственного анализа, стала колыбелью многих идей, составивших фундамент современных ГИС. Дружная тусовка, существовавшая здесь в 60—70-х годах, дала миру несколько известных фигур ГИС-индустрии. Они оказали огромное влияние на развитие геоинформатики, а вкус к этой работе они впервые ощутили именно в этой лаборатории, в период создания известной картографической системы SYMAP, которая увидела свет в.

Земельная информационная система вышеупомянутого штата была заложена в середине 60-х годов ХХ века как совместный проект Центра городских и региональных проблем штата Миннесота, Университета штата Миннесота и Агентства планирования этого же штата.

В то неспокойное время во многих штатах начиналась разработка земельных ГИС, что связано с извечным и неизбывным стремлением американцев собирать налоги. Вообще, именно налоги, а вернее, нежелание одних их платить и мечта других собрать их как можно больше играли (и играют) важную роль в истории Соединенных Штатов. ГИС не остались в стороне от этой проблемы.

Но геоинформационная система штата Миннесота отличалась некоторыми особенностями, а главное — впервые дело было доведено до конца и показало свою эффективность. Система была растровой, с крупным зерном растра (чуть больше 0,16 кв. км), и тем не менее оказалась очень эффективной.

Нерегулярная триангуляционная сеть представляет рельеф некоторой территории в виде набора прилегающих друг к другу треугольников. Эта технология была одновременно открыта несколькими исследователями в разных частях мира. Один из них — Томас Пьюкер (Thomas Peucker) — довольно хорошо известен в географических кругах России.

Цифровые модели рельефа в виде нерегулярной триангуляционной сети, строились в Simon Fraser University, выполнявшем заказ отдела военно-морских исследований US Defense Department. Основная задача проекта — решение проблемы совпадения реального гипсометрического профиля некоторой территории (другими словами, профиля высот) с моделью, заложенной в компьютер. Другими словами, это была военная задача точного наведения ракет на цель.

Кроме названных, известны следующие открыватели нерегулярной триангуляционной сети: консультационная фирма из Огайо W.E. Gates and Associates, геолог Кристофер Голд и Университет провинции Альберта (Канада). Еще один первооткрыватель находится в Европе, но история не сохранила для нас его имени. Споры о том, независимо ли все они проводили свои исследования или друг у друга списали, не утихают.

Этот подход впоследствии диффундировал во многие коммерческие ГИС.

Компания ESRI (www.esri.com), была основана в. Джеком и Лаурой Данжермонд (Jack и Laura Dangermond) в качестве консультативной группы. Бизнес начался с $1100 их личных сбережений и управлялся из Редланда (шт. Калифорния), города, в котором вырос Джек. В 70-х годах ESRI фокусировалась на развитии фундаментальных идей ГИС и их применении в реальных проектах. Таких, например, как разработка плана перестройки Балтимора или помощь компании Mobil Oil в выборе участка в городе Рестоне. Во второе десятилетие своего существования ESRI решила начать выпуск собственных продуктов и инструментов. Данжермонд понял, что появился спрос на коммерческие ГИС, которые могут использовать другие фирмы для реализации своих проектов. Сказано — сделано. Компания наняла нескольких программистов, и они засели за работу. Первый коммерческий продукт ESRI — ARC/INFO — вышел в. В том же году была проведена первая пользовательская конференция ESRI, на которую собралось 18 человек. По мере появления новых операционных систем и нового аппаратного обеспечения ARC/INFO оперативно переходила на новые платформы. Поставки последней версии системы — ARC/INFO 8 — начались несколько месяцев назад.

Компания Intergraph была основана в том же. и поначалу занималась консалтингом. Называлась она тогда M&S Computing Inc. Компания консультировала государственные учреждения в использовании цифровых компьютерных технологий. Что интересно, пять отцов-основателей компании ранее работали в IBM в Хантсвилле и создавали системы наведения ракеты «Сатурн». Для удовлетворения запросов своих первых клиентов компания предложила технологии, которые позже были использованы в графических системах — этот подход нашел отражение в названии компании, сложенном из слов Interactive и Graphics. Первая коммерческая система для картографирования Interactive Graphics Design System и компании M&S Computing была продана администрации округа Нэшвилл в. В. компания сменила имя.

История ГИС в Европе

В целом достижения США затмевают достижения Европы, да и всего остального мира. Тем не менее Европа также внесла в процесс весомую лепту. Ситуация с компьютерным картографированием в Европе имела определенные отличия, которые привели к тому, что Европа в процессе разработки ГИС шла своим путем.

Дело в том, что практически каждая из европейских стран имеет собственное национальное картографическое агентство. Таким образом, около 30 организаций производят в Европе карты масштаба 1:25 000 и выше, в то время как в США таких организаций всего две — гражданская US Geological Survey и военная Defense Mapping Agency. Кроме того, национальные картографические агентства европейских стран имели больше обязанностей и занимались и кадастрами, и земельными информационными системами — т. е. делали ту часть работы, которую в США производили университеты или частные кампании.

Некоторые из европейских агентств начали эксперименты с компьютеризированными базами данных кадастра (например, в Швеции и Австрии) очень рано. Довольно успешно осваивали новые технологии Ordnance Survey в Англии, IGN во Франции и национальное картографическое агентство Германии. Были и другие первопроходцы. Увы, бурный расцвет так и не наступил.

К сожалению, европейские компании, которые работали с ГИС, оказались не столь успешными, как их американские собратья. Так, примерно одновременно с ESRI и Intergraph были основаны английская Ferranti и швейцарская Contraves (чуть позже к ним примкнули норвежская Koninglike Wappenfabriek и немецкая Messerschmidt-Boelkow-Bluehm). Ferranti предлагала геоинформационную систему для кадастрового картографирования в конце 70-х годов, но вскоре исчезла с рынка. Почему она прекратила разработки? Все еще нет ответа на этот вопрос.

Многое можно почерпнуть из сборников докладов на ранних ГИС-конференциях. Изыскательские компании, например Wild и Kern (которая позже объединилась с Leica), занялись ГИС под влиянием успешного проекта в Базеле. Компании шли различными путями — одна из них адаптировала американские продукты для европейского рынка, вторая разрабатывала собственный продукт. Siemens, Laser-Scan (недавно отметившая тридцатилетие) и Smallworld — европейские компании, основанные в годы возникновения ГИС и до сих пор функционирующие. Правда, не сразу вспомнишь, какие именно ГИС предложила каждая из них.

Существует мнение, что многие различия между европейской и американской историями ГИС вызваны, во-первых, разницей в системе образования, а во-вторых, тем, что в создание ГИС по разные стороны Атлантики оказались вовлечены люди различных профессий. В Европе (особенно в Германии) это были в основном геодезисты, в США — географы. Программисты играли большую роль на обоих континентах. Кроме того, на развитие ГИС повлиял старый добрый европейский консерватизм. Тем не менее обмен идеями между Европой и Америкой шел очень эффективно.