В статье представлены результаты исследования тенденций развития геоинформационных систем (ГИС). Рассмотрены этапы развития геоинформационных технологий, компании-лидеры в разработке ГИС, развитие геоинформационных технологий в России. Проведен сравнительный анализ двухмерных и трехмерных геоинформационных систем.
Ключевые слова: географическая информационная система, геоинформационные технологии, геоинформационная система, ГИС.
Понятие «географическая информационная система» (ГИС) возникло сравнительно недавно. Под ГИС понимается, как правило, совокупность программного и аппаратного обеспечения, информации соответствующего назначения и средств ее визуализации. Основными функциями ГИС являются определение точного местоположения объекта в пространстве; визуализация информации с привязкой к местности для принятия управленческих решений; мониторинг природных ресурсов и экологической ситуации, планирование развития инфраструктуры и т. д. [3, с. 15]
Первые геоинформационные технологии были разработаны в конце 1950-х — 1960-х годах в Западной Европе, США и Канаде. Это был первый этап развития ГИС. К числу главных достижений этого периода в теории ГИС можно отнести определение принципиальных возможностей геоинформационных систем, в практической сфере — разработку первых крупных ГИС.
Самой масштабной и успешной из них была Canada Geographic Information System (CGIS) — Географическая Информационная Система Канады, разработанная под руководством известного английского географа Роджера Томлинсона (Roger Tomlinson). Задачами данной ГИС были картографирование земельных ресурсов Канады с их последующей классификацией.
Большой вклад в развитие геоинформационных технологий в данный период внесла также основанная Говардом Фишером (Howard Fisher) в Массачусетском технологическом институте Harvard Laboratory for Computer Graphics & Spatial Analysis — Гарвардская лаборатория компьютерной графики и пространственного анализа. Специалисты этой лаборатории занимались разработкой программного обеспечения для многофункционального компьютерного картографирования.
Вторым этапом развития ГИС стал период с начала 1970-х до начала 1980-х годов. Проектирование геоинформационных систем оказалось очень затратным, и роль отдельных исследователей в этой области заметно снизилась. Одновременно возросла роль финансируемых государством крупных институтов. Был реализован целый ряд масштабных геоинформационных проектов. Наиболее известным их них является проведение переписи населения Национальным Бюро Переписей США в 1970 году с использованием специального топологического подхода к организации управления географической информацией на основе формата представления картографических данных Dual Independent Map Encoding (DIME).
Если первый этап развития геоинформационных систем многие называют пионерным, то второй — этапом государственных инициатив [8].
Третий период развития ГИС начался в 1980-х годах и, по мнению многих специалистов, продолжается по настоящее время. Его основной чертой стало бурное развитие корпоративных и распределенных бах геоданных на основе коммерциализации геоинформационных технологий, интеграции ГИС и СУБД, а также разработки сетевых приложений. Большую роль в этом сыграло создание формата ARC/INFO.
Широкое распространение ГИС и их активная разработка привели к значительному усилению конкуренции на рынке геоинформационных продуктов, активизации исследований по их дальнейшему совершенствованию. Одновременно начались процессы глобализации геоинформационной инфраструктуры. Многие специалисты выделяют называют этот этап пользовательским периодом, так как рынок геоинформационных продуктов превратился в так называемый рынок покупателя, когда возросшая конкуренция приводит к тому, что главную роль на рынке начинает играть покупатель, его предпочтения и потребности [8].
Большую роль в активизации разработки геоинформационных технологий сыграло появление бесплатных ГИС. В их числе стоит отметить, в первую очередь, Geographic Resources Analysis Support System (GRASS), которая была разработана по заказу военного ведомства США, но в 1994 году была открыта для бесплатного пользования, и ее активно стали применять частные компании, отдельные программисты и пользователи для решения задач, связанных с планированием землеустройства и природопользования, разработки собственных приложений. В тот же год открыла для неограниченного бесплатного пользования программный продукт «ArcView 1 for Windows» и корпорация Environmental Systems Research Institute, Inc. (ESRI), США.
В 1980-е годы появились такие лидеры индустрии ГИС, как Autodesk (1982 год), специализирующаяся на программных продуктах для машиностроения, промышленного и гражданского строительства; Bentley Systems, Inc. (1984 г.), специализирующаяся на комплексных ГИС-САПР-технологиях; MapInfo Corporation (1986 год), геоинформационные системы которой являются в настоящее время самыми распространенными в России.
В середине 1980-х годов собственные ГИС начали разрабатываться и в Советском Союзе, однако широкого распространения они получить не успели. В начале 1990-х годов в России впервые появились и сразу завоевали рынок, в том числе в нефтегазовой сфере и в секторе телекоммуникационных систем, ГИС зарубежных производителей.
Впоследствии развитие геоинформационных технологий в России сдерживалось законодательными запретами на использование картографических данных в открытом доступе, а также низкой покупательной способностью не только населения, но и компаний, которые хотели бы использовать в своей деятельности ГИС. В результате государственной поддержки в рамках целевых программ удалось переломить ситуацию с разработкой крупных региональных геоинформационных систем. Были разработаны и успешно функционируют такие ГИС, как Единое геоинформационное пространство г. Москвы, Региональная геоинформационная система Московской области, Геоинформационная система Санкт-Петербурга, Региональная инфраструктура на территорию Калужской области, ГИС в территориальном планировании Ростовской области и многие другие [1, с. 276].
В настоящее время ГИС наиболее активно используются в нефтегазовой и телекоммуникационной отраслях, а также органами административно-территориального управления на региональном и национальном (федеральном) уровнях. Разумеется, этими сферами их использование не ограничиваются. Разработаны эффективные геоинформационные продукты и для решения множества других задач — в агропромышленном комплексе и лесном хозяйстве, в сфере инженерных коммуникаций, в банковской сфере, маркетинге, здравоохранении, в транспортном и дорожном хозяйстве, машиностроении [6, с. 110], для оценки региональной социально-экономической асимметрии и т. д. [4, с. 162; 5, с. 21] Можно сказать, что геоинформационные технологии используются в настоящее время практически во всех сферах человеческой деятельности.
По некоторым подсчетам, общее количество разработанных к настоящему времени ГИС-пакетов насчитывает сотни единиц, а созданных на их основе геоинформационных систем — десятки тысяч [2, с. 91].
Это одна из перспективнейших технологий, которая активно развивается и совершенствуется, что обусловлено объективными причинами. Подсчитано, что свыше 60 процентов совокупной информации, которая содержится в корпоративных базах данных, имеет пространственную привязку. В целом же ее имеет более 70 процентов всей информации, которую использует человек [7].
Одним из направлений развития геоинформационных технологий является переход от двухмерных к трехмерным ГИС, что обусловлено недостатками ставших классическими двухмерных систем. Во-первых, они характеризуются сложностью и трудоемкостью одновременного представления нескольких вариантов планировочного решения; во-вторых, при пересечении объектов, нахождении их друг над другом затруднен поиск объектов, переход от одного объекта к другому; в-третьих, невозможно пространственно анализировать объект с разных точек обзора. Существуют и другие недостатки.
С целью их устранения и разрабатываются трехмерные ГИС, что стало возможным с развитием технологий визуализации, моделирования и повышением быстродействия вычислительной техники.
Трехмерные ГИС, в отличие от двухмерных, позволяют создавать более удобные для анализа визуализации ландшафта, зданий и сооружений, инфраструктуры от нескольких десятков метров до сотен километров, анализа взаимодействия объектов друг с другом и с окружающим пространством. Их неоспоримым преимуществом является также возможность фотореалистичной визуализации проектов застройки территории или отдельных объектов.
Таким образом, тенденциями развития ГИС в настоящее время являются следующие.
Во-первых, увеличение количества разработчиков ГИС и самих геоинформационных продуктов, насыщение рынка ГИС и острая конкуренция на нем.
Во-вторых, широкое распространение ГИС — они проникли практически во все отрасли человеческой деятельности.
В-третьих, все более активное использование территориальных ГИС — первоначально на региональном и федеральном, а теперь и муниципальном уровне.
В-четвертых, начало процессов глобализации ГИС.
В-пятых, переход геоинформационных систем от двухмерного проектирования к трехмерному моделированию, все более широкое использование трехмерных ГИС.
Литература:
1. Бешенцев А. Н. Геоинформационный мониторинг трансграничных социально-экономических процессов // Трансформация социально-экономического пространства Евразии в постсоветское время Быков Н. И., Дирин Д. А., Мадры Ц. М. Министерство образования и науки РФ, Алтайский государственный университет, Университет им. Адама Мицкевича, Институт региональной географии им. Лейбница. Барнаул, 2014. С. 275–281.
2. Демиденко А. Г. Тенденции развития ГИС на примере продуктов КБ «Панорама» // GEOMATICS. 2010. № 3. С. 91–96.
3. Дударева О. В., Королёва А. В. Геоинформационный анализ: учебное пособие / Иркутский государственный технический университет. Иркутск, 2013.
4. Дупленко Н. Г. Асимметрия развития малого и среднего предпринимательства на региональном уровне // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2013. № 9. С. 160–163.
5. Дупленко Н. Г., Пурыжова Л. В. Асимметрия потенциала социально-экономического развития муниципальных образований региона на примере Калининградской области // Молодой ученый. 2014. № 19–1. С. 19–24.
6. Дупленко Н. Г., Харичкова Е. В. Формирование системы распределения продукции машиностроительного предприятия // Управление каналами дистрибуции. 2011. № 2. С. 108–125.
7. Емельянова Г. ГИС сегодня: тенденции, обзор // Сайт «Isicad: окно в мир САПР», 20.11.2012/ URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=15737 (дата обращения: 11.02.2015)
8. История развития геоинформационных систем // Сайт «Геоинформационные системы (ГИС)», 2014. URL: http://kartaplus.ru/gis2 (дата обращения: 14.02.2015)
