Развитие и определение ГИС

В настоящее время существует множество определений ГИС. Эта особенность обусловлена тем, что исторически ГИС развивались длительной время. Естественно, что они совершенствовались и, по мере их изменения, менялись их основные функции и свойства. Все это приводило к появлению новых определений ГИС, учитывающих их новые свойства и новые особенности.

Первые ГИС назывались «Географические информационные системы». Их определяли как комплексный блок компьютеров, предназначенных для ввода, хранения, анализа и вывода пространственно связанных данных. Эти ГИС ведут свое происхождение от Географической информационной системы Канады, построенной на базе первых больших ЗВМ и пакетной системы обработки данных. Эта первая ГИС била разработана в начале 1960;х гг. задолго до появления недорогих персональных компьютеров и доступных для пользования баз данных. В это время геоинформатика как наука еще не сформировалась.

Несмотря на технические ограничения таких систем, было выявлено, что определенные виды анализа карт и инвентаризации, могут выполняться на ЭВМ значительно эффективней, чем вручную.

Следующим этапом развития ГИС считают начало 80-х годов. Этот этап связывают с появлением реляционной модели данных, разработанной Кодлом еще в 1969;70 гг. и разработанных на ее основе реляционных баз, заменивших иерархические базы данных.

Увлечение базами данных привело к тому, что ГИС стали называть «компьютеризированной базой данных» для хранения географической и тематической информации.

Однако базы данных предназначаются в основном для хранения, а не для обработки информации. Поэтому ГИС продолжали развиваться.

После разработки и использования специального программного обеспечения для решения задач геоинформатики появились новые определения ГИС, как «систем программного обеспечения» (без включения в них технологических возможностей) В этот период геоинформатика как наука завершала свое формирование.

Увлечение автоматизацией кадастра, в первую очередь городского, привело к появлению названия — городские информационные системы.

Следующим этапом развития ГИС следует считать использование программного обеспечения систем автоматизированного проектирования (САПР) для работы с графической информацией и построения карт. Это середина 80-х годов. В это время еще не были созданы специализированные программные продукты для задач ГИС и работы по автоматизированному составлению карт велись с помощью программных пакетов САПР. Следует упомянуть популярный продукт того времени «Автокад» фирмы Автодеск.

Главным достижением программного обеспечения САПР явилось создание системы послойного представления графической информации (чертежей, карт). Графическая информация типизировалась (см. гл.2) и типизированные данные помещались в отдельный слой. Каждый слой напоминал прозрачную бумагу. Совокупность слоев создавала привычную картину графической информации, но в отдельности каждый слой было удобно обрабатывать независимо от других.

Другим достижением САПР было введение так называемых «блоков» для получения проектных документов. Блоками называли типовые повторяющиеся элементы, хранящиеся в базе данных. Блок создавался независимо и вставлялся в заданные точки чертежа неограниченное число раз. Это существенно сокращало объём данного чертежа при его хранении в базе данных.

В случае редактирования блока, редакция автоматически происходила во всех частях чертежа, в которых этот бок был вставлен. Этим существенно сокращались редакционные работы графического документа. Позже механизм блоков послужит основой создания библиотек условных картографических знаков.

В начале 90-х годов стали появляться интегрирование программные продукты и интегрированные информационные системы. Информатика становится основой подготовки различных специалистов в области обработки информации.

Кроме того, появилась потребность в информационных системах, позволяющих осуществлять глобальную интеграцию различных видов информации. Появились новые информационные технологии и системы.

Все это привело к необходимости создания ГИС как автоматизированной интегрированной информационной системы.

На рис. 11.1. приведена структура ГИС как автоматизированной интегрированной информационной системы (АИИС). Она включает следующие подсистемы:

подсистему сбора, подсистему хранения данных (чаще всего это база данных или экспертная система),.

подсистему обработки данных (моделирования),.

подсистему представления информации, телекоммуникационную подсистему.

Наличие этих подсистем определяет различные аспекты интеграции данных и методов обработки. Перечислим основные аспекты интеграции: интеграция исходных данных, интеграция технологий сбора, интеграция данных для хранения и моделирования, интеграция технологий обработки, интеграция технологий хранения, интеграция данных для представления и передачи, интеграция технологий представления информации.

В современных ГИС следует различать два дополняющих друг друга вида интеграции:

интеграцию технологий;

интеграцию данных.

Интеграция технологий в ГИС заключается в разработке комплекса взаимосвязанных технологий на основе некой базовой технологии.

Интеграция данных означает в ГИС, что для создания информационной основы данной информационной системы выбирают определенный класс данных, а все остальные типы данных преобразуются применительно к свойствам этого класса.

Интеграция технологий в ГИС осуществляется на основе технологий САПР, а интеграция данных в ГИС осуществляется на основе географической информации.

Таким образом, возникнув как специализированая или прикладная географическая информационная система, ГИС в процессе эволюции стала обобщением автоматизированных информационных систем и перешла в категорию интегрированных предметных информационных систем.

Напомним, что предметными информационными системами (базами данных) называют системы, относящиеся к предметной области. Прикладными информационными системами (базами данных) называют более узкий класс систем, решающих прикладные задачи.

Объектом исследования ГИС стала не только география или географическая информация, а все процессы и явления, происходящие на земной поверхности. Именно поэтому современная ГИС является геоинформационной системой. Отсюда следует, что понятия «геоинформационная систем» и «географическая информационная система» — неравноценны. Вторые являются частным случаем первых.

Рассмотренный процесс эволюции ГИС дает возможность сформулировать следующее определение для нее.

ГИС — интегрированная автоматизированная информационная система, предназначенная для обработки пространственновременных данных, основой интеграции данных, в которых является географическая информация, а основой интеграции технологий обработки в ГИС являются технологии САЛР.