Розділ 1 загальні відомісті про гіс та реалії їх застосування в землеустрої
Геоінформаційні системи: історія та трактування суті
На сьогодні існує велика кількість визначень географічних інформаційних систем (ГІС), що мають багато спільного і відмінного, характеризуючись, до того ж, різним ступенем повноти. Найчастіше використовувані з них приведені нижче. Отже ГІС це :
Інформаційна система, що може забезпечити ведення, маніпулювання й аналіз географічно визначених даних для підтримки прийняття рішень.
Набір засобів для збору, збереження, пошуку, трансформації і відображення даних про навколишній світ з певною метою [7].
Апаратно-програмний людино-машинний комплекс, що забезпечує збір, обробку, відображення і поширення просторово-координованих даних, інтеграцію даних і знань про територію для ефективного використання при рішенні наукових і прикладних географічних завдань, пов’язаних з інвентаризацією, аналізом, моделюванням, прогнозуванням і керуванням навколишнім середовищем і територіальною спеціалізацією суспільства [8].
Сукупність апаратних, програмних засобів і процедур, призначених для забезпечити ведення, керування, обробки, аналізу, моделювання і відображення просторово-координованих даних для вирішення складних проблем планування і керування [14].
Слід відзначити те спільне, що характерне практично для всіх вищенаведених визначень ГІС. По-перше, ГІС – це інформаційна система, тобто система обробки даних, що має засоби накопичення, збереження, відновлення, пошуку і видачі даних. По-друге, ця інформаційна система належить до категорії автоматизованих інформаційних систем, що використовують засоби комп’ютерних технологій на всіх етапах обробки інформації. По-третє, ця інформаційна система надає можливість маніпулювати і обробляти просторову інформацію.
Однією з особливих рис ГІС є наявність у їхньому складі специфічних методів аналізу просторових даних, що в сукупності із засобами ведення, збереження, маніпулювання і представлення просторово-координованої інформації і складають основу технології географічних інформаційних систем, чи ГІС-технології. Саме наявність сукупності здатних генерувати нове знання специфічних методів аналізу з використанням як просторових, так і непросторових атрибутів і визначає головну відмінність ГІС-технології від технологій, наприклад, автоматизованого картографування чи систем автоматизованого проектування.
З урахуванням сучасних тенденцій розвитку геоінформаційних технологій, на нашу думку, як робочий варіант визначення геоінформаційної системи доцільно використовувати таке: географічна інформаційна система (ГІС) – це інтегрована сукупність апаратних, програмних та інформаційних засобів, що забезпечують ведення, збереження, обробку, маніпулювання, аналіз і відображення просторово-координованих даних.
Таким чином, ГІС – це інформаційні системи, які від інших інформаційних систем відрізняються тим, що це, по-перше, автоматизовані інформаційні системи, орієнтовані на використання комп’ютерних технологій, по-друге, вони призначені для роботи з просторово-координованою інформацією, і, по-третє, ГІС здатні продукувати нове знання на основі використання досить широкого спектру аналітичних методів і процедур [7].
Будь-яка ГІС складається з апаратного комплексу, програмного комплексу та інформаційного блоку. Водночас будь-яка ГІС забезпечує функції підтримки аналізу просторових даних. Процедури просторового аналізу і моделювання в ГІС реалізовані програмними засобами, тобто їх виконання є однією з функцій програмного комплексу ГІС. Однак з огляду на надзвичайно важливу роль аналітичних можливостей ГІС у виконанні ними їх функцій, а також широкий, але досить чітко обкреслений арсенал цих можливостей, являється доцільним виділення блоку аналізу як четвертого обов’язкового компонента геоінформаційних систем [14]. Цілком виправданим, на наш погляд, є включення до складу компонентів ГІС і людського фактору – розробників і користувачів, без яких не можливе повноцінне функціонування вищезгаданих компонентів як системи. У нашому припущенні ГІС є вже п’ятикомпонентними системами (Рис 1.1.1.).
Рис. 1.1.1. Складові ГІС.
Першою працюючою геоінформаційної системою у світі вважається ГІС Канади (Canada Geographic Information System, CGIS), розроблена в середині 60-х років ХХ століття на базі перших ЕОМ і пакетної системи обробки даних. Основне призначення ГІС Канади полягало в обробці і аналізі даних, накопичених Канадською службою земельного обліку (Canada Land Inventory), для використання при розробленні планів землеустрою величезних площ переважно сільськогосподарського призначення.
Однією із найбільш цікавих рис раннього розвитку ГІС, особливо в 60-ті роки, є те, що перші ініціативні проекти і дослідження самі були географічно розподілені по багатьом точкам, при чому ці роботи проводились незалежно одна від одної, часто без згадки і навіть з ігноруванням собі подібних [7].
Виникнення і шалений розвиток ГІС було обумовлено багатим досвідом топографічного і, особливо, тематичного картографування, вдалими спробами автоматизувати процес створення карт, а також революційними досягненнями в області комп’ютерних технологій, інформатики і комп’ютерної графіки.
Особливо слід відмітити ідеї і досвід комплексного тематичного картографування, що переконливо продемонстрував ефект системного використання різнохарактерних даних для вилучення нових знань про географічні об’єкти. Комплексність та інтегративність до цих пір залишається найважливішою властивістю ГІС, що приваблює користувачів.
Цікаво, що один із перших вдалих експериментів використання принципу комплексування (поєднання та накладання) просторових даних за допомогою набору карт датується XVIII століттям. Французький картограф Луї-Олександр Бартьє використав прозорі шари, що накладалися на базову карту для аналізу переміщення військ в битві під Йорктауном [14].
Загалом в історії розвитку ГІС можна умовно виділити чотири періоди:
Період зародження (з кінця 1950-х до початку 1970-х років). В цей період відбувається дослідження принципових можливостей, областей знань і технологій, напрацювання емпіричного досвіду, перші крупні проекти і теоретичні праці.
Період державних ініціатив (з початку 1970-х до ранніх 1980-х років). Розвиток крупних геоінформаційних проектів, що підтримуються державою, формування державних інститутів в сфері ГІС.
Період комерційного розвитку (з початку 1980 до нашого часу). Широкий ринок різноманітних програмних засобів, розвиток настільних ГІС, розширення області їх застосування за рахунок інтеграції з базами непросторових даних, поява мережних додатків, системи, що підтримують індивідуальні набори даних на окремих комп’ютерах, відкривають дорогу системам, що підтримують корпоративні і розподілені бази географічних даних.
Користувацький період (з кінця 1980-х до нашого часу). Висока конкуренція на ринку ГІС-технологій, доступність програмних засобів дозволяє використовувати і модифікувати програми під власні потреби [14].