Географические Информационные Системы (ГИС) – уникальный аналитический инструмент для создания компьютерных электронных карт. ГИС используют тогда, когда нужно обработать и наглядно представить большой объем разнотематических материалов по природным и хозяйственным объектам. ГИС применяются в разных отраслях современной экономики, начиная от планирования в градостроении, маркетинговых исследований и кончая предупреждением чрезвычайных ситуаций.
Появление ГИС было связанно с тем, что требовался инструмент, позволяющий оперативно обрабатывать и главное наглядно показывать на дисплее ПК огромный массив разнотематической информации на единой географической основе в режиме реального времени.
Первоначально ГИС были предназначены для военного использования. Они применялись при составлении артиллерийской съемки местности и для полетных карт в военно-воздушных силах, но в последующем стали эффективно применяться для гражданских целей.
ГИС появились около 50 лет назад, в начале 60-х годов прошлого века, в США. Вероятно, первой из ГИС баз данных была “DAHLGEN”. Эта электронная картографическая база данных состояла из электронных слоев (карт) по государственным границам стран мира и их береговой линии. Электронные слои были масштабом 1:12 000 000. По современным нормам эта БД была маленькой, состояла только из 8300 координатных точек.
В середине 60-х годов XX века департаментом транспорта в США была разработана цифровая ГИС БД “DIMECO”. В ней были слои по границам (государственной и штатов), береговой линии. Масштаб карт был 1:5000 000, общее количество координатных точек превышало 115 000.
В тоже время в Канаде появилась первая Национальная Географическая Информационная Система (НГИС). Эта система была предназначена для автоматической обработки информации, собираемой службой инвентаризации земель при правительственной комиссии по окружающей среде. НГИС включала в себя статистические данные, а также электронные карты по административной границе, береговой линии акватории, рельефа и гидрографии. В ГИС использовались тематические электронные карты по использованию земель, для оценки местообитания животных и экологических рисков. Масштаб этих карт был от 1:50 000 до 1:250 000.
До начала 70-х годов прошлого столетия ГИС в основном разрабатывались в США и Канаде.
В 1972 году комиссия по получению и обработке географических данных Международного Географического Союза провела международный симпозиум. Результат - выпуск двухтомного труда, содержавшего систематическое изложение всех технических и методологических вопросов по разработке ГИС. С этого времени ГИС получило самое широкое мировое признание.
Многие географические информационные системы создавались по запросам правительственных программ. Например, принятый в 1972 г. в США Закон об управлении береговой зоны (Coastal Zone Management Act) стимулировал развитие автоматизированной ГИС, ставшей в последствие основой для удовлетворения потребностей в географической информации для штата Каролина.
В начале 1970-х годов на международном рынке ГИС появился новый инструмент - «Дигитайзер». Это было устройство для ручного преобразования аналоговой информации в цифровую (растровую). Устройство состояло из плоского стола и съемника информации. Позднее, большинство пользователей ГИС стали применять более удобную ручную оцифровку с экрана монитора, используя программные средства системы и манипулятор «мышь», получившую название “on-screen digitizing”.
Исследования в области проектирования и использования ГИС начинают более интенсивно развиваться со второй половины 1970-х годов. К концу 70-х годов прошлого столетия насчитывалось свыше 80 работающих ГИС платформ. В конце 1980-х годов действующих ГИС платформ уже насчитывалось 500. Заметим, что ряд ГИС платформ к середине 1990-х годов исчез с мирового рынка продаж. Одни были сняты с производства, как к примеру, PMAP, вторые, как ILWIS и AtlasGIS, были поглощены другими ГИС фирмами.
В середине 1980-х годов появилось несколько глобальных ГИС БД:
· В рамках Международной геосферно - биосферной программы по глобальным изменениям была создана база данных с названием GDPP. В ее состав входила БД WDBES – мировая база данных об окружающей среде с картами масштаба 1:1000 000 на базе полетных карт США и Великобритании;
· GRID по глобальным информационно-ресурсным данным.
В начале – середине 1990-х годов в Швеции и Евросоюзе, а в последующем в странах Африки и Северной Америки была разработана интегрированная ГИС с элементами использования космических снимков. Называлась она “CORINE Land Cover Program”. Эта программа предназначалась для оперативной координации данных по использованию земель в этих странах. Она позволяла объединять все данные в едином формате, осуществлять их обмен для всех регионов (Европа, Африка, Северная Америка). Внутренняя база данных в этой программе имела 3 уровневую иерархическую структуру. Общий объем электронных карт в “CORINE Land Cover Program” составлял 1,2 Гигабайта, объем покрываемой площади местности – 3,6 млн. км2. Приблизительная стоимость программы составляла 10 000 000 Евро.
В конце 1990-х годов начинает широко распространяться новое направление Web-ГИС. Появляются многочисленные тематические электронные атласы как в Интернет, так и на лазерных дисках. Эти атласы включали в себя ряд инструментов ГИС (поиск, масштабирование слоя, навигация по карте, определение расстояний, наложение слоев, выборка по характеристикам, справочная информация). К примеру, в 1999 году в одной из стран Евросоюза был создан подобный атлас. Он имел название “NATHAN” (Natural Hazard Assessment Network). Это был «Атлас мира по оценке природных опасностей». Он состоял из нескольких десятков электронных слоев карт по природным опасностям и рискам (торнадо, цунами, штормы, вулканы, зона землетрясений, сели, лавины, оползни и т.д.).
На территории СССР развитие ГИС технологий началось с конца 70-х начала 80-х годов прошлого века. В конце 1980-х годов, были разработаны отраслевые ГИС: «Лесной фонд СССР», «Лес», «Снежный покров», «Ледники», «Лавины». В Тбилисском университете в это же время была создана ландшафтная ГИС. В МГУ в начале 1990-х годов разрабатывалась учебная ГИС «Сатино».
В странах СНГ с середины 1990-х годов начались разрабатываться свои ГИС. К примеру, в Грузии были составлены электронные атласы по «Экологическим рискам», «Селеопасным районам», «Лавинам». Российские специалисты в области ГИС создали новую русскую версию популярной во всем мире ГИС программы “MapInfo Professional ©”. Эта версия была, в программно-инструментальном смысле более мощная, чем оригинальная английская. В Белоруссии в конце 90-х годов прошлого века была создана ГИС «УниТопограф», включающая в себя и создание 3D цифровых моделей местности. В России в конце 1990-х начале 2000-х годов были разработаны Государственные стандарты для «Электронных карт», «ГИС» и «Обработки Цифровых Данных».