Историческое развитие ГИС

Геоинформатика

Введение

Геоинформатика является наукой, изучающей все аспекты сбора, обработки и представления информации о свойствах объектов, процессов и явлений, происходящих на земле.

Объекты геоинформатики изучаются на основе компьютерных технологий, и использованием возможностей и данных, математики, картографии, геодезии и других наук.

Два аспекта геоинформатики – научный и технологический. Научный аспект связан с разработкой концепций, теоретических основ, методов и моделирования, организацией моделей и структур данных. Технологический аспект геоинформатики связан с обработкой и передачей информации с помощью компьютерных технологий.

Основу геоинформатики составляет география, геодезия, картография.

Другую группу составляют науки, позволяющие формализовать и строить информационные модели – теория множеств, теория графов, топология, моделирование, системный анализ, структурный анализ и др.

Объединяющими науками являются новые информационные технологии, теория автоматизированных информационных систем, теория баз данных, программирование, компьютерная графика и др.

Геоинформатика содержит как гуманитарные так и технические направления [1].

Три части геоинформатики:

1. Объщая геоинформатика занимается исследованием и разработкой научных основ, концепций, обобщенным анализом геоинформатики и геоинформационных систем безотносительно к их прикладному характеру.

2. Прикладная геоинформатика изучает практические методы работ с геоинформационными системами и геоинформационными технологиями ( в.т.ч. технологии сбора, хранения, обновления, обработки и представления данных).

3. Специальная геоинформатика связана с теорией информации, анализом качества информации, вопросами стандартизации и тестирования информационных систем, защитой информации, телекоммуникационного обмена, и т.д.

Работающая ГИС включает в себя пять составляющих (рис. 1.1):

- аппаратные средства - это компьютер, на котором запущена ГИС. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров;

- программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются: инструменты для ввода и оперирования географической информацией; система управления базой данных (DBMS или СУБД), инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации (отображения), графический пользовательский интерфейс (GUI или ГИП) для легкого доступа к инструментам и функциям;

- данные это вероятно наиболее важный компонент ГИС. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться у поставщиков на коммерческой или другой основе. В процессе управления пространственными данными ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных;

- исполнители. Широкое применение технологии ГИС невозможно без людей, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники (конечные пользователи), которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы;

- методы. Успешность и эффективность (в том числе экономическая) применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.

Рис.1.1.

ГИС как автоматизированная интегрированная информационная система включает в себя подсистемы:

- подсистему сбора данных;

- подсистему хранения данных (чаще всего это база данных или экспертная система);

- подсистему обработки данных (моделирования);

- подсистему представления информации;

- телекоммуникационную подсистему.

ГИС – интегрированная автоматизированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции данных в которой является географическая информация, а основой интеграции технологий – являются технологии САПР.

Историческое развитие ГИС

Географические информационные системы появились в 1960-х годах в разработках Министерства обороны США как инструмент для отображения географии Земли и расположенных на ее поверхности объектов, используя компьютерные базы данных

В начале 70-х годов ГИС начали использоваться для вывода координатно-привязанных данных на экран монитора и для печати карт на бумаге, чем значительно облегчили жизнь специалистам, прежде занятых традиционной бумажной картографией.

В это же время появились первые компании, специализирующиеся на разработке и продаже систем для компьютерного картографирования и анализа. Компания Intergraph Corp. занималась вопросами ввода и хранения пространственных данных и подготовки к печати карт, созданных компьютером, которые соперничали бы по картографическому качеству с традиционными бумажными картами. Компания Environment Systems Research Institute (ESRI) специализировалась на разработке процедур и функций для анализа данных в ГИС. За годы, прошедшие с той поры, обе компании практически сравняли возможности своих систем.

В начале только самые крупные государственные организации, коммунальные службы и корпорации могли позволить себе использовать ГИС из-за их высокой цены. ГИС работали на мэйнфреймах и миникомпьютерах и типичная рабочая станция с установленной на ней ГИС стоила больше, чем 100 тыс. долларов (если учитывать все аппаратное и программное обеспечение и затраты на обучение персонала). Тем не менее, в 80х годах рынок ГИС быстро рос, в основном за счет того, что многие журналы и профессиональные ассоциации пропагандировали преимущества, которые дают геоинформационные системы. В 80-х также появились системы управления пространственными базами данных, целью которых было связать системы управления базами данных и компьютерное картографирование. В этих системах пользователь уже мог, указав на объект на карте, получить некую содержательную информацию. Спрос на тематическую картографическую информацию заставил обратить внимание на проблему сбора данных. Результатом стала интегрированная среда - данные дистанционного зондирования, цифровая модель местности, карта дорог, геологическая карта.

Основной прорыв, тем не менее, произошел с появлением персональных компьютеров. ГИС быстро адаптировались к этой новой, более дешевой платформе и цена систем начала падать по мере того, как число пользователей и организаций, которые могли бы позволить себе ГИС, увеличивалось. Согласно Dataquest, мировой рынок ГИС-продуктов и услуг составил в 1997 году 2,5 млрд. долларов, разделенный примерно пополам между продажами в Северной Америке и во всем остальном мире, и растущий примерно на 15% в год.

На сегодняшний день можно выделить пять основных направлений развития современных ГИС:

- интеграция GPS и ГИС;

- интеграция ГИС с реляционными базами данных;

- удешевление ПК одновременно с повышением их мощности;

- развитие ноутбуков и карманных компьютеров;

- сетевые технологии, web-картографирование и ГИС-по-Интернет.

Первое и четвертое направление связаны с тем, что все увеличивающееся число компьютеров класса PalmTop и PocketTop предоставляет собой новую платформу, для которой требуются новые ГИС, позволяющие работать с пространственными данными в полевых условиях, одним из атрибутов работы в которых является GPS, определяющий географические координаты пользователя, его высоту над уровнем моря, скорость, направление движения и другие параметры. Все эти данные должны интегрироваться в ГИС, работающей на компьютере, в реальном масштабе времени. В качестве примера систем, работающих на переносных компьютерах и обеспечивающих взаимодействие с GPS, можно привести Microstation Field компании Bentley и ArcPad компании ESRI. Третье направление оказывает влияние уже много лет и не только на ГИС, но и на весь рынок программного обеспечения. Судя по всему, так будет продолжаться далее и это значит, что ГИС будет содержать все больше данных, обрабатывать их все быстрее и точность, как данных, так и обработки, будет увеличиваться.
Главная тенденция - сетевые технологии в ГИС, web-картографирование и ГИС-по-Интернет. Интернет влияет на абсолютно всю активность в области информационных технологий и ГИС здесь - не исключение. Программный продукт, возникший в результате слияния ГИС и Интернет носит название ГИС-по-Интернет и отличается от stand-alone ГИС тремя принципиальными моментами:

- может использоваться несколькими пользователями одновременно;

- данные могут храниться на нескольких машинах, что позволяет резко увеличить максимальный объем хранимых данных и, использовать для анализа данные из нескольких источников одновременно;

- ГИС и ее пользователи могут находитъся на сколь угодно большом расстоянии друг от друга.

В настоящее время ГИС - это многомиллионная индустрия, в которую вовлечены миллионы людей во всем мире. Так, по данным компании Dataquest, в 1997 году общие продажи программного ГИС обеспечения превысили 1 млрд. долл. США, а с учетом сопутствующих программных и аппаратных средств рынок ГИС приближается к 10 млрд. ГИС изучают в школах, колледжах и университетах.

Рис. 2.1

Рис. 2.2

Поиск по сайту: