Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


Історія розвитку геоінформаційних систем





Скачати 13.63 Kb.
Дата конвертації26.11.2018
Розмір13.63 Kb.
Типреферат

Міністерство освіти і науки Російської Федерації

Федеральне агентство з освіти

реферат

Тема: Історія розвитку геоінформаційних систем

виконав

Красноярськ 2010

Історія розвитку геоінформаційних систем

Одна з найбільш цікавих рис раннього розвитку ГІС, особливо в шістдесяті роки, полягає в тому, що перші ініціативні проекти та дослідження самі були географічно розподілені по багатьох точках, причому ці роботи здійснювалися незалежно, часто без згадки і навіть з ігноруванням собі подібних ...

Виникнення і бурхливий розвиток ГІС було зумовлено багатющим досвідом топографічного і, особливо, тематичного картографування, успішними спробами автоматизувати картосоставітельскій процес, а також революційним досягненнями в області комп'ютерних технологій, інформатики та комп'ютерної графіки.

Особливо слід відзначити ідеї і досвід комплексного тематичного картографування, переконливо продемонстрував ефект системного використання різнохарактерних даних для отримання нових знань про географічні об'єкти. Комплексність і интегративность досі залишається найважливішим властивістю ГІС, що привертає користувачів.

Цікаво, що один з перших вдалих дослідів використання принципу комплексування (суміщення і накладення) просторової даних за допомогою узгодженого набору карт датується XVIII століттям!

Французький картограф Луї-Александр Бертьє (Louis-Alexandre Berthier) використовував прозорі шари, що накладаються на базову карту для показу переміщення військ в битві під Йорктауном (Yorktown)

В історії розвитку геоінформаційних систем можна виділити чотири періоди:

1.Піонерний період - пізні 1950-ті - ранні 1970-ті рр.

Дослідження принципових можливостей, прикордонних областей знань і технологій, напрацювання емпіричного досвіду, перші великі проекти і теоретичні роботи

2. Період державних ініціатив - ранні 1970-ті - ранні 1980-ті рр.

Розвиток великих геоінформаційних проектів підтримуваних державою, формування державних інститутів в області ГІС, зниження ролі і впливу окремих дослідників і невеликих груп

3. Період комерційного розвитку - ранні 1980-ті - Нині

Широкий ринок різноманітних програмних засобів, розвиток настільних ГІС, розширення сфери їх застосування за рахунок інтеграції з базами непросторових даних, поява мережевих додатків, поява значного числа непрофесійних користувачів, системи, що підтримують індивідуальні набори даних на окремих комп'ютерах, відкривають шлях системам, які підтримують корпоративні та розподілені бази геоданих

4. Призначений для користувача період - пізні 1980-ті - Нині

Підвищена конкуренція серед комерційних виробників геоінформаційних технологій послуг дає переваги користувачам ГІС, доступність і "відкритість" програмних засобів дозволяє використовувати і навіть модифікувати програми, поява користувальницьких "клубів", телеконференцій, територіально роз'єднаних, але пов'язаних єдиною тематикою користувальницьких груп, зросла потреба в годинних, початок формування світової геоінформаційної інфраструктури

Піонерний період - Пізні 1950-ті - ранні 1970-ті рр.

Дослідження принципових можливостей, прикордонних областей знань і технологій, напрацювання емпіричного досвіду, перші великі проекти і теоретичні роботи

Перший період розвивався на тлі успіхів комп'ютерних технологій: поява електронних обчислювальних машин (ЕОМ) в 50-х роках, ціфрователей, плотерів, графічних дисплеїв і інших периферійних пристроїв в 60-х при одночасному, часто незалежному один від одного, створенні програмних алгоритмів і процедур графічного відображення інформації на дисплеях і за допомогою плоттерів, формальних методів просторового аналізу, програмних засобів управління базами даних.

Великий вплив в цей період надають теоретичні роботи в області георафіі і просторових взаємозв'язків, а також становлення кількісних методів в географії в США, Канаді, Англії, Швеції (роботи У.Гаррісона (William Garrison), Т.Хагерстранда (Torsten Hagerstrand), Г. Маккарті (Harold McCarty), Я.Макхарга (Ian McHarg).

Перший безумовний великий успіх становлення геоінформатики та ГІС - це розробка і створення Географічної Інформаційної Системи Канади (Canada Geographic Information System, CGIS). Почавши свою історію в 60-х роках, ця великомасштабна ГІС підтримується і розвивається донині.

"Батьком" ГІС Канади вважається Роджер Томлінсон (Roger Tomlinson), під керівництвом якого були розроблені та реалізовані багато концептуальних і технологічні рішення.

Призначення ГІС Канади складалося в аналізі численних даних, накопичених Канадської службою земельного обліку (Canada Land Inventory), і в пеолученіі статистичних даних про землю, які б використовувалися при розробці планів землеустрою величезних площ переважно сільськогосподарського призначення.

Для цих цілей було потрібно створити класифікацію використання земель, використовуючи дані по сільськогосподарської, рекреаційної, екологічної, лісогосподарської придатності земель, відобразити сформовану структуру використання земель, включаючи землекористувачів та землевласників.

Найбільш вузьким місцем проекту було забезпечення ефективного введення вихідних картографічних та тематичних даних. Для цього розробникам ГІС Канади, яка не мала досвіду по внутрішньої організації великих масивів просторових даних, потрібно було створити нову технологію, раніше ніде не застосовувалася, що дозволяє оперувати окремими шарами і робити картометричних вимірювання.

Для введення великоформатних земельних планів було навіть спроектовано і створено спеціальний скануючий пристрій.

Що ж принципово нового внесли творці ГІС Канади в становлення і розвиток ГІС-технологій?

- Використання сканування для автоматизації процесу введення годинних

- Розчленування картографічної інформації на тематичні шари і розробка концептуального рішення про "таблицях атрибутивних даних", що дозволило розділити файли планової (геометричної) геоінформації про місцезнаходження об'єктів і файли, що містять тематичну (змістовну) інформацію про ці об'єкти.

- Функції та алгоритми оверлейних операцій з полігонами, підрахунок площ та інших картометрических показників

і багато іншого...

Великий вплив на розвиток ГІС зробила Гарвардська лабораторія комп'ютерної графіки та просторового аналізу (Harvard Laboratory for Computer Graphics & Spatial Analysis) Массачусетського технологічного інституту. Її заснував в середині 60-х років Говард Фішер (Howard Fisher) з метою розробки програмних засобів багатофункціонального комп'ютерного картографування, які стали суттєвим кроком у алгоритмічній вдосконаленні ГІС і залишалися ними аж до початку 80-х років. В даний час ці дослідження тривають в більш менших масштабах.

Програмне забезпечення Гарвардської лабораторії широко поширювалося і допомогло створити базу для розвитку багатьох ГІС-додатків. Саме в цій лабораторії Дана Томлін (Dana Tomlin) заклала основи картографічної алгебри, створивши знамените сімейство растрових програмних засобів Map Analysis Package - MAP, PMAP, aMAP.

Одним з похідних програмних продуктів, вільно розповсюджуваних в мережі Internet, є OSU-MAP, створений в Університеті штату Огайо вихідцями з Гарвардської лабораторії.

Завдяки роботам Гарвардської лабораторії в області комп'ютерного картографування була остаточно закріплена провідна роль, яку відіграють картографічні моделі даних, картографічний метод досліджень, картографічні способи подання інформації в сучасних геоінформаційних системах.

Найбільш відомими програмними продуктами Гарвардської лабораторії є:

SYMAP (система багатоцільового картографування)

CALFORM (програма виведення картографічного зображення на плоттер)

SYMVU (перегляд перспективних (тривимірних) зображень)

ODYSSEY (попередник знаменитого ARC / INFO)

Період державних ініціатив - ранні 1970-ті - ранні 1980-ті рр.

Розвиток великих геоінформаційних проектів підтримуваних державою, формування державних інститутів в області ГІС, зниження ролі і впливу окремих дослідників і невеликих груп

В кінці 60-х років в США сформувалася думка про необхідність використання ГІС - технологій для обробки та подання даних Національних перепису населення (US Census Data).

Потрібна була методика, що забезпечує коректну географічну "прив'язку" даних перепису. Основною проблемою стала необхідність конвертації адрес проживання населення, які були присутні в анкетах перепису, в географічні координати таким чином, щоб результати перепису можна було б оформляти у вигляді карт по територіальним ділянкам і зонам Національної перепису.

Для цих цілей Національне Бюро перепису США (US Census Bureau) розробило комплексний підхід до "географії переписів" і 1970 рік - рік чергової Національної Перепису США, що проводиться раз в десять років - вперше став роком "географічно локалізованої перепису"

Був розроблений спеціальний формат представлення картографічних даних DIME (Dual Independent Map Encoding), для якого биліопределени прямокутні координати перехресть, розбивають вулиці всіх населених пунктів США на окремі сегменти.

Алгоритми обробки і представлення картографічних даних були запозичені у розробників ГІС Канади і Гарвардської лабораторії і оформлені у вигляді програми POLYVRT, що здійснює конвертацію адрес проживання в відповідні координати, що описують графічні сегменти вулиць.

Таким чином, в цій розробці ВПЕРШЕ був широко використаний топологічних підхід до організації управління географічною інформацією, що містить математичний спосіб опису просторових взаємозв'язків між об'єктами

Створення, державна підтримка і оновлення DIME-файлів стимулювали також розвиток експериментальних робіт в області ГІС, заснованих на використанні баз даних по вуличним мереж:

- автоматизовані системи навігації

- системи вивозу міських відходів і сміття

- рух транспортних засобів в надзвичайних ситуаціях і т.д.

Одночасно на основі цієї інформації була створена серія атласів великих міст, що містять результати Перепису 1970 року народження, а також велика кількість спрощених комп'ютерних карт для маркетингу, планування роздрібної торгівлі і т.д.

Призначений для користувача період - пізні 1980-- Нині

Підвищена конкуренція серед комерційних виробників геоінформаційних технологій послуг дає переваги користувачам ГІС, доступність і "відкритість" програмних засобів дозволяє використовувати і навіть модифікувати програми, поява користувальницьких "клубів", телеконференцій, територіально роз'єднаних, але пов'язаних єдиною тематикою користувальницьких груп, зросла потреба в годинних, початок формування світової геоінформаційної інфраструктури.

У цей період приклад нового відношення до користувачів показали розробники і власники геоінформаційного програмного продукту GRASS (Geographic Resources Analysis Support System) для робочих станцій, створеного американськими військовими фахівцями (Army Corps of Engineers) для задач планування природокористування та землеустрою.

Вони відкрили GRASS для безкоштовного користування (public-domain), включаючи зняття авторських прав на вихідні тексти програм.В результаті, користувачі і програмісти можуть створювати власні додатки, інтегрую GRASS з іншими програмними продуктами.

В даний час GRASS Version 4.1, створена в 1993 році, включаючи вихідні тексти програм, системну і довідкову документацію, навчальний посібник для користувачів, ряд наборів даних в якості прикладів, відкрито поширюється в мережах Internet. Наприклад Army Corps of Engineers пішов ESRI, Inc., Який відкрив в 1994 році для необмеженого безкоштовного користування свій програмний продукт ArcView 1 for Windows, який також доступний у мережах Internet.

Насичення ринку програмних засобів для ГІС, особливо, призначених для персональних комп'ютерів (Desktop GIS) різко збільшило область застосування ГІС-технологій.

Це зажадало істотних наборів цифрових геоданих, а також необхідності формування системи професійної підготовки та навчання фахівців з ГІС.

У найбільш розвинених в геоінформаційному відношенні країнах ці проблеми вирішуються в даний час шляхом формування державних національних і междуніродних ініціатив по розробці і створенню т.зв. Інфраструктур геопросторових даних, що включають питання ГІС технології, телекомунікації, стандартизації даних та професійної підготовки.

Так, наприклад, 19 жовтня l990 року в США, був опублікований Циркуляр А-16, спрямований на "максимальний розвиток національних цифрових ресурсів просторової інформації, із залученням до цієї діяльності федеральних, регіональних і місцевих органів управління, а також приватного сектора. Ці національні інформаційні ресурси, взаємопов'язані з допомогою єдиних критеріїв і стандартів, забезпечать поширення і ефективний обмін просторовими даними між виробниками і користувачами ". Для цих цілей був створений Федеральний Комітет Просторових Даних.

У розвиток Циркуляра А-16, 11 Квітня 1994 Президент Клінтон видав Урядове розпорядження під назвою "Координація в області отримання та доступу до даних: Національна Інфраструктура Просторових даних"

На жаль, Росія і колишній СРСР не брали участь в світовому процесі розвитку геоінформаційних технологій аж до середини 1980-х років. Проте, наша країна має свій досвід розвитку геоінформаційних систем і технологій


  • Історія розвитку геоінформаційних систем
  • чотири періоди
  • 2. Період державних ініціатив
  • 3. Період комерційного розвитку
  • 4. Призначений для користувача період
  • Піонерний період
  • Роджер Томлінсон
  • SYMAP
  • ODYSSEY
  • Призначений для користувача період