История развития ГИС(отечественный и зарубежный опыт)
История ГИС берет своё начало с конца пятидесятых годов прошлого столетия. За пятьдесят лет пройдено несколько этапов, позволивших создать самостоятельно функционирующую сферу геоинформационных технологий. Основные достижения в геоинформационной картографии были, к сожалению, получены в США, Канаде и Европе, а не в России. Россия и бывший СССР не участвовали в мировом процессе создания и развития геоинформационных технологий вплоть до середины 1980-х годов. Тем не менее, наша страна имеет свой, пусть небольшой, опыт развития геоинформационных систем и технологий.
В истории развития геоинформационных систем выделяют четыре периода:
Новаторский период (поздние 1950е — ранние 1970е гг.)
• исследование принципиальных возможностей информационных систем, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы.
Период государственного влияния (ранние 1970е — ранние 1980е гг.)
• развитие крупных геоинформационных проектов, финансируемых государством, формирование государственных институтов в области геоинформатики, снижение роли и влияния отдельных исследователей и небольших групп.
Период коммерциализации (ранние 1980е — настоящее время)
• широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных инструментальных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами атрибутивных данных, создание сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, организация систем, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах и поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных.
Период потребления (поздние 1980е — настоящее время)
• повышенная конкурентная борьба среди коммерческих производителей геоинформационных технологий и услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и “открытость” программных средств позволяет пользователям самим настраивать, адаптировать, использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских “клубов”, телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в географических данных, начало формирования геоинформационной инфраструктуры планетарного масштаба.
Хотелось бы несколько слов сказать об организациях, проектах и исследователях, сыгравших ключевую роль в развитии ГИС.
В конце 60-х Бюро переписи США 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 взаимосвязаны между собой, какие площадные объекты граничат друг с другом, а какие объекты состоят из соседствующих элементов. Впервые были пронумерованы узловые точки, впервые были присвоены идентификаторы площадям по разные стороны линий. Это было революционное нововведение. Формат GBF-DIME позже трансформировался в TIGER. Важными лицами этого процесса явились математик Джеймс Корбетт (James Corbett), программисты Дональд Кук (Donald Cooke) и Максфилд (Maxfield). Карты в формате GBF-DIME в течение 70х годов были сформированы для всех городов Соединенных Штатов. Эту технологию по сегодняшний день использует множество современных ГИС.
Многие важные идеи, касающиеся ГИС, возникли в стенах Лаборатории компьютерной графики и пространственного анализа Гарварда. Из этой лаборатории вышло несколько ключевых фигур ГИС индустрии: это Говард Фишер (Howard Fisher) – основатель лаборатории и программист Дана Томлин (Dana Tomlin), заложившая основы картографической алгебры, создав знаменитое семейство растровых программных средств Map Analysis Package — MAP, PMAP, aMAP.
Наиболее известными и хорошо зарекомендовавшими себя программными продуктами Гарвардской лаборатории являются:
• SYMAP (система многоцелевого картографирования);
• CALFORM (программа вывода картографического изображения на плоттер);
• SYMVU (просмотр перспективных (трехмерных) изображений);
• ODYSSEY (предшественник знаменитого ARC/INFO).
Большое влияние на развитие ГИС-технологий оказали теоретические разработки в области географии и пространственных взаимоотношений, а также в развитие количественных методов в географии в США, Канаде, Франции, Англии, Швеции (работы У.Гаррисона (William Garrison), Т.Хагерстранда (Torsten Hagerstrand), Г.Маккарти (Harold McCarty), Я.Макхарга (Ian McHarg).
В завершении этого краткого экскурса в историю ГИС отметим старейшие компании, основанные в 1969 году, которые являются и по сей день крупнейшими разработчиками ГИС – это ESRI и Intergraph. Эти две компании являются производителями самых популярных в США и в мире геоинформационных систем – так, вдвоем они производят ровно половину ГИС, используемых в США.
Начиная с 90-х гг. прошлого столетия, эти фирмы активно осваивают российский рынок ГИС.
История ГИС в России
Популярность ГИС в России пришла примерно в начале 90-х годов. В этот период в России впервые появились геоинформационные технологии мировых производителей. Однако тогда мало кто использовал ГИС как самостоятельную технологию для разработки геоинформационных проектов.
В основном, технологии ГИС применялись в крупных компаниях, ориентированных на предоставление услуг по разработке комплексных IT-проектов. ГИС-технологии встраивались в эти проекты, обеспечивая их целостность. Преимущества работы с ГИС-технологиями также успели оценить пользователи-«энтузиасты» — в первую очередь, это геодезисты и картографы. Не менее важную и значимую роль в популяризации ГИС в России привнесли западные компании, которые в своей производственной деятельности к тому времени уже активно использовали ГИС-технологии. Эти компании присутствовали в нефтегазовом секторе и в секторе телекоммуникационных систем. Кроме того, многие отечественные разработки в области ГИС в этот период находились в стадии интенсивного развития.
И все же, несмотря на это, процесс становления ГИС в России шел достаточно тяжело. Развитию ГИС препятствовало, прежде всего, наше законодательство, запрещающее использование картографических данных в публичном доступе, а также отсутствие программного обеспечения для ГИС. Когда картографическая основа стала более открытой и произошла легализация спутниковой связи, многие государственные и коммерческие организации стали активно разрабатывать ГИС-проекты.
Особый вклад в развитие геоинформатики России внесла ГИС-Ассоциация. Она была образована в 1995 г. как негосударственная и некоммерческая общественная организация, объединяющая в своих рядах специалистов высших учебных заведений, научно-исследовательских, производственных, инженерных, проектно-конструкторских, информационных и других организаций, занятых в области разработки и применения геоинформационных технологий на территории бывшего СССР. Предложенная ею идея создания Российской инфраструктуры пространственных данных (РИПД РФ) была поддержана в 2004 г. Правительством РФ — проект включили в Федеральную целевую программу «Электронная Россия (2002 — 2010 годы)». В 2006 г. была выполнена НИОКР по разработке проекта Концепции формирования инфраструктуры пространственных данных как элемента общегосударственных информационных ресурсов. Тем самым, сделан значимый шаг в области ГИС-технологий. В конце августа 2006 г. проект Концепции был одобрен Правительством РФ.
Концепция предусматривает переход к полностью цифровым технологиям получения и использования пространственных данных. Согласно Концепции, в стране должна быть создана иерархическая территориально-распределенная система сбора, обработки, хранения и предоставления базовых пространственных данных и метаданных, включающая в свой состав подсистемы уровней государственной власти и местного самоуправления. Помимо всего прочего, эта система должна предоставлять пользователям удаленный доступ к цифровым базам пространственных данных и метаданным.
В настоящее время на территории РФ успешно создаются и развиваются крупные региональные геоинформационные системы. Это, например, такие системы, как:
· Региональная инфраструктура на территорию Калужской области (2004 — 2011);
· Геоинформационная система Санкт-Петербурга;
· Региональная геоинформационная система Московской области (РГИС МО);
· ГИС органов исполнительной власти Нижегородской области;
· ГИС в территориальном планировании Ростовской области;
· Геоинформационная система города Астаны;
· Единое геоинформационное пространство г. Москвы
Источник
Мировой опыт использования муниципальных ГИС
Во многих странах мира, где муниципальные проблемы остры, к их решению стали подходить по-новому. Географические информационные системы (ГИС) стали в этих странах одной из базовых технологий, помогающих руководителям разных рангов успешно справляться с постоянными проблемами. Ведь если попытаться описать сферу деятельности муниципальных органов, то можно заметить, что она напрямую связана с географией. А столь необходимые им сбор, хранение, обработка и последующий анализ географической информации, то есть любых распределенных в пространстве данных – это и есть суть комплексных автоматизированных систем, которые объединены общим названием «ГИС-технологии».
Интерактивныйгеопространственный портал (GeospatialOne-Stop) – проект, успешно реализованный на общегосударственном уровне в США. Побудительным мотивом создания этого ГИС-портала явилась президентская стратегия электронного управления, поддерживающая, в частности, создание Национальной инфраструктуры пространственных данных. Этот государственный портал призван обеспечить накопление географических данных и обмен ими между правительственными структурами федерального уровня, уровня отдельных штатов и местных уровней. Сейчас этот порталактивно работает, а его разработчики недавно получили правительственную награду.
Рисунок1.Интерактивный геопространственный портал США
Рисунок2. Интерактивный геопространственный портал США
Информация о расположении учебных заведений (Техас, США).Переезд семьи в другое место и переход на другую работу уже сами по себе являются достаточно стрессовыми ситуациями, не говоря уже о поиске для ребенка хорошей школы. Некоторые школы в Техасе использует ГИС для обеспечения местных жителей полной информацией обо всех близлежащих школах. Программа отображает искомый адресный файл со ссылками на Web-страницы, предоставляющие пользователям полную информацию по каждой школе в их районе. Пользователь также получает карты и описание маршрута до школы от местожительства пользователя.Программа, разработанная партнером MapInfoPublicSafetyAssociates, Inc. в Далласе (Техас), отображает искомый адресный файл со ссылками на Web-страницы, предоставляющие пользователям полную информацию по каждой школе в их районе. Введя свой адрес, клиент получает доступ к системе, которая в ответ выдает ему информацию о начальных, средних и высших школах, относящихся к указанному адресу
Анализ шума. В городе Денвер (Колорадо, США) ГИС помогает решать все возрастающую проблему «шумового загрязнения». Отделение департамента здравоохранения провело замеры шума, для того, чтобы отобразить реальную картину на карте. Уровни шума были записаны и затем нанесены на карты, чтобы установить шкалу уровней шума для последующего мониторинга. Карты затем были использованы для определения типовых уровней шума в особых областях и оценки соответствия действующего законодательства о шуме в городе Денвер. Карты сделали возможным наглядно увидеть картину «шумового загрязнения» в Денвере. Таким образом, можно теперь быстро и адекватно реагировать на жалобы жителей по поводушума и предотвращать любое дальнейшее ухудшение состояния городской среды.
Рисунок 3. Программа MapInfo для создания картины шумового загрязнения г. Денвера, США.
Уменьшение бумажного потока в MaidstoneBoroughCouncil (Великобритания). В Великобритании решающим шагом в процессе приобретения недвижимости является исследование местных требований к охране окружающей среды. Знание этих требований гарантирует информирование покупателя земли и недвижимости об обязанностях местных властей и других органов власти. Для устранения бумажной волокиты, необходимо использовать геоинформационную систему. Хранить информацию о требованиях к охране окружающей среды в базе данных геоинформационной системы намного проще, чем на бумажных картах. В свою очередь, это приводит к аккуратности в делах и обеспечивает распределение доступа различных отделов к одной и той же информации.
Управление окружающей средой. Национальный парк BreconBeacons занимает площадь 520 кв. миль (горы и леса). В парке живут около 30000 человек, ежегодно парк посещают около 1 миллиона человек. Задача менеджеров — сохранить баланс между охраной окружающей среды и туризмом для поддержки социальных и экономических интересов. Именно для этих целей и используется MapInfo. Разработаны цифровые карты для всех участков парка, количество слоев — более 60. В них содержится информация об обозначениях участков, дорогах, классификации лесов и др. Эта информация доступна работникам парка, поэтому она используется ими для быстрого принятия решений. Собирая и распространяя информацию по всем аспектам паркового хозяйства, работники парка могут более эффективно и просто управлять им, что обеспечивает более высокий уровень сервиса. 
Рисунок 3. Программа MapInfo для управления окружающей средой
Использование MapInfo в Министерстве по охране окружающей среды (Финляндия). Министерство охраны окружающей среды Финляндии является самым крупным пользователем MapInfo в стране — около 2000 пользователей. Министерство стало работать с картографическими системами, как с частью проекта мониторинга радиоактивного загрязнения. Автоматический сбор данных от измерительных станций, позволяет отображать и анализировать риск загрязнения окружающей среды, проигрывая различные сценарии. Если уровни загрязнения превышают допустимые пороги, система автоматически взаимодействует с особой аварийной службой и системой связи для направления персонала в указанное место.
Рисунок 4. Программа MapInfo для управления окружающей средой
Система комплексного мониторинга производства работ для служб городского коммунального, дорожного хозяйства и благоустройства (Гран-Ком).Система предназначена для мониторинга и управления процессом сбора и вывоза бытовых отходов, механизированной уборки дорог и дворовых территорий, проведения плановых, оперативных и аварийных ремонтно-восстановительных работ. В основу системы положена универсальная задача транспортных перевозок груза. Система позволяет регистрировать в реальном масштабе времени и оперативно контролировать процесс уборки твёрдых бытовых отходов, снега и поливки улиц.На уборочных машинах установлено оборудование, позволяющее автоматически определять его местоположение и передавать телеметрическую информацию через диспетчерский центр в базу данных, а также осуществлять голосовую связь с диспетчером. Результатом использования этой системы является – снижение расходов на бензин и получения штрафов за неубранные контейнеры, владение реальным состоянием дел.Эксплуатировалась в одном из районов Москвы в 2005году.
Город Санкт-Петербург — управление канализационными сетями.Управление эксплуатации канализационных сетей города Санкт- Петербург (ПУЭКС) использует AutoCAD MAP для картографии, управления ремонтами и работой канализационных сетей Санкт-Петербурга.
В настоящее время ПУЭКС использует AutoCAD MAP 3d в качестве базовой системы. Средства этой программы позволяют организовать доступ к карте канализационных сетей в многопользовательском режиме для обновления, анализа и получения отчетов о состоянии канализационных сетей, необходимости ремонта, истории обслуживания объектов канализационной сети.
В результате эксплуатации выявилась целесообразность использования AutoCAD MAP для канализационных сетей, и в настоящее время происходит распространение этих технологий на города Светогорск и Тихвин в Ленинградской области.
Рисунок 4. Программа AutoCAD MAP 3d длясоздания карт канализационных сетей г. Санкт-Петербурга
Заключение
ГИС-технология обеспечивает средства для отображения и понимания того, что находится в одном конкретном или многих местоположениях, предоставляет инструменты моделирования ресурсов, выявления взаимосвязей, процессов, зависимостей, примеров, угроз и рисков. Эти возможности позволяют увидеть, что и где реально происходит, измерить размер и масштабы события или воздействия, совместно проанализировать разнообразные данные, разработать планы и, в конечном итоге, помогает решить, какие шаги и действия следует предпринять. Способность ГИС интегрировать пространственные и непространственные данные, вместе с функциями анализа и моделирования процессов, позволяет использовать эту технологию в качестве общей платформы для интеграции бизнес процессов разных департаментов, видов деятельности и дисциплин в масштабах всего городского или регионального правительства.
Чем более полной и качественной информацией владеет муниципалитет, тем лучше он сможет управлять и распределять имеющиеся у него ресурсы, предоставлять ценные сведения и основанные на них решения для своих клиентов, демонстрировать свою компетентность и значимость для всех жителей. В сущности, внедрение ГИС обеспечивает общий информационный каркас, способствующий выполнению многообразной и критически важной миссии муниципалитета на современном более интегрированном уровне.
Источник
