Парадна історія ГІС

Історію можна вивчати по-різному. Візьмемо, наприклад, поїзд. Його історія може бути викладена шляхом опису безлічі відкриттів та винаходів. Люди придумали рейки, парову машину, світлофори, побудували мости і т. д. Загалом, всі ми грали в "Цивілізацію" і знаємо - поки не винайдеш колесо і не запропонуєш ще пару десятків технологій, віз не поїде рейками, не перетвориться на паровоз, що не трансформується в електричку і не еволюціонує в TGV.

Те саме і з історією ГІС. Довгий ланцюг подій призвів до створення сучасних геоінформаційних систем. Описати історію ДВС докладно – дуже складне завдання. Хоча б тому, що факти, очевидці та результати досліджень часто суперечать один одному. Крім того, ранні роки геоінформаційних систем слабо документовані та потрібні значні зусилля, щоб зрозуміти, як все відбувалося насправді. Проте історію деяких відкриттів можна простежити. Щоправда, її доведеться розпаралелити за географічним принципом. Спочатку я спробую розповісти, що відбувалося у США, потім – у Європі. Розповідь про становлення ДВС в Україні потребує додаткового опрацювання, тому про Україну – пізніше.

Одним із найпростіших рішень, що дають цікаві результати, є опитування ключових постатей цієї індустрії, імена яких відомі переважній більшості людей ГІС-спільноти. Це завдання вирішував колектив проекту "The GIS History Project" (http://www.geog.buffalo.edu/ncgia/gishist/), розпочатого 1996 р., але незабаром, на жаль, законсервованого. Тим не менш, було виявлено чимало цікавих фактів, деякі з них описані нижче.

терміни та визначення

Історія ГІС

Тепер, після короткого введення, можна спробувати заглибитись у подробиці. Відразу скажу, що осягнути неосяжне – справа важка. Завждикогось чи щось забудеш. Все-таки майже півстоліття - чималий період, тому якщо я не згадала історичні факти, вам відомі, не обессудьте, а просто напишіть мені листа.

Історія 1. Топологія. Бюро перепису США

Бюро перепису США – одна з організацій, які відіграли ключову роль у розвитку геоінформаційних систем, – наприкінці 60-х років воно розробило формат GBF-DIME (Geographic Base File, Dual Independent Map Encoding). У цьому форматі вперше була реалізована схема визначення просторових відносин між об'єктами, яка називається топологією, яка описує, як лінійні об'єкти на карті з'єднані між собою, які майданні об'єкти межують один з одним, а які об'єкти складаються з суміжних елементів. Вперше було пронумеровано вузлові точки, присвоєно ідентифікатори площам з різних боків ліній. Це стало революційним нововведенням. Формат GBF-DIME пізніше трансформувався у TIGER.

історія

Одна з перших карток, отриманих системою SYMAP

Таким чином було відкрито схему кодування, відому пізніше як DIME (Dual Independent Map Encoding). Основна ідея полягала в тому, щоб перенумерувати вузли (у даному випадку – перетин вулиць) та площі (квартали). Влітку 1967 р. нововведення показали свою ефективність на практиці – вони різко підвищили ефективність оцифрування та виявлення помилок та стали основою для картографування результатів перепису. Події розвивалися стрімко – через три місяці після початку перших дослідів з топології Кук та Максфілд (Maxfield) виступили на конференції з великою доповіддю.

Історія 2. Тусовки та організації. Лабораторія комп'ютерної графіки Гарварда

Лабораторія комп'ютерної графіки Гарварда, перейменована в 1968 р. в Лабораторію комп'ютерної графіки та просторовогоаналізу, стала колискою багатьох ідей, що становили фундамент сучасних ГІС. Дружня тусовка, що існувала тут у 60-70-х роках, дала світові кілька відомих постатей ГІС-індустрії. Вони вплинули на розвиток геоінформатики, а смак до цієї роботи вони вперше відчули саме в цій лабораторії, в період створення відомої картографічної системи SYMAP, яка побачила світ у 1966 році.

Історія 3. Фінансова ефективність. Земельна інформаційна система штату Міннесота

парадна

Результат 35-річного розвитку: земельна інформаційна система штату Міннесота сьогодні працює через Інтернет

Земельну інформаційну систему вищезгаданого штату було закладено в середині 60-х років ХХ століття як спільний проект Центру міських та регіональних проблем штату Міннесота, Університету штату Міннесота та Агентства планування цього ж штату.

У той неспокійний час у багатьох штатах розпочиналася розробка земельних ГІС, що пов'язано з одвічним і незабутнім прагненням американців збирати податки. Взагалі, саме податки, а точніше, небажання одних їх платити і мрія інших зібрати їх якнайбільше грали (і грають) важливу роль історії Сполучених Штатів. ДВС не залишилися осторонь цієї проблеми.

Але геоінформаційна система штату Міннесота відрізнялася деякими особливостями, а головне – вперше справа була доведена до кінця та показала свою ефективність. Система була растрової, з великим зерном растру (трохи більше 0,16 кв. км), проте виявилася дуже ефективною.

Історія 4. Військові застосування. Нерегулярна тріангуляційна мережа

Нерегулярна тріангуляційна мережа представляє рельєф деякої території у вигляді набору трикутників, що прилягають один до одного. Ця технологія була одночасно відкритадекількома дослідниками у різних частинах світу. Один із них – Томас Пьюкер (Thomas Peucker) – досить добре відомий у географічних колах України. Можна, наприклад, прочитати його статтю "Вплив різних математичних підходів на зображення рельєфу дна океанів" у третьому томі книги "Картографія", виданої 1988 видавництвом "Прогрес".

Цифрові моделі рельєфу у вигляді нерегулярної тріангуляційної мережі будувалися в Simon Fraser University, що виконував замовлення відділу військово-морських досліджень US Defense Department. Основне завдання проекту – вирішення проблеми збігу реального гіпсометричного профілю деякої території (тобто профілю висот) з моделлю, закладеною в комп'ютер. Іншими словами, це було військове завдання точного наведення ракет на мету.

Крім названих, відомі такі відкривачі нерегулярної тріангуляційної мережі: консультаційна фірма з Огайо W.E. Gates and Associates, геолог Крістофер Голд та Університет провінції Альберта (Канада). Ще один першовідкривач знаходиться у Європі, але історія не зберегла для нас його імені. Суперечки у тому, чи всі вони проводили свої дослідження чи одне в одного списали, не вщухають. Я все ж таки вважаю, що вчені діяли незалежно, – у мене є підозра (можливо, не зовсім обґрунтована), що при певній напрузі інтелектуальних здібностей багато хто міг би запропонувати таку саму схему.

Цей підхід згодом дифундував у багато комерційних ГІС.

Історія 5. Розробники комерційних ДВС. ESRI та Intergraph

Ці дві компанії є розробниками найпопулярніших у США та світі геоінформаційних систем – удвох вони виробляють рівно половину ГІС, що використовуються в США.

Історія ESRI. Компанія ESRI (www.esri.com), була заснована у 1969м. Джеком і Лаурою Данжермонд (Jack та Laura Dangermond) як консультативна група. Бізнес почався з $1100 їхніх особистих заощаджень і управлявся з Редланда (шт. Каліфорнія), міста, де виріс Джек.

парадна

Джек і Лаура Данжермонд щойно заснували ESRI. 1969 рік.

У 70-х роках ESRI фокусувалася на розвитку фундаментальних ідей ГІС та їх застосуванні у реальних проектах. Таких, наприклад, як розробка плану перебудови Балтімора або допомога компанії Mobil Oil у виборі ділянки у місті Рестоні.

У друге десятиліття свого існування ESRI вирішила розпочати випуск власних продуктів та інструментів. Данжермонд зрозумів, що виник попит на комерційні ГІС, які можуть використовувати інші фірми для реалізації своїх проектів. Сказано зроблено. Компанія найняла кількох програмістів, і вони засіли за роботу.

Перший комерційний продукт ESRI – ARC/INFO – вийшов у 1981 р. У тому ж році була проведена перша конференція користувача ESRI, на яку зібралося 18 осіб. У міру появи нових операційних систем та нового апаратного забезпечення ARC/INFO оперативно переходила на нові платформи. Постачання останньої версії системи – ARC/INFO 8 – розпочалося кілька місяців тому.

Історія Intergraph. Компанія Intergraph була заснована в тому ж 1969 році і спочатку займалася консалтингом. Називалася вона тоді M&S Computing Inc. Компанія консультувала державні установи щодо використання цифрових комп'ютерних технологій. Що цікаво, п'ять батьків-засновників компанії раніше працювали в IBM у Хантсвіллі та створювали системи наведення ракети "Сатурн". Для задоволення запитів своїх перших клієнтів компанія запропонувала технології, які пізніше були використані у графічних системах – цей підхід знайшов відображення уназві компанії, складеному зі слів Interactive та Graphics.

Усі ці історії стосувалися США. Тепер перетнемо Атлантику.

Історія ГІС у Європі

Загалом досягнення США затьмарюють досягнення Європи, та й усього світу. Проте Європа також внесла у процес вагомий внесок. Ситуація з комп'ютерним картографуванням у Європі мала певні відмінності, що призвели до того, що Європа у процесі розробки ГІС йшла своїм шляхом.

Справа в тому, що практично кожна з європейських країн має власну національну картографічну агенцію. Таким чином, близько 30 організацій виробляють у Європі карти масштабу 1:25 000 і вище, тоді як у США таких організацій лише дві – цивільна US Geological Survey та військова Defense Mapping Agency. Крім того, національні картографічні агенції європейських країн мали більше обов'язків і займалися і кадастрами, і земельними інформаційними системами – тобто робили частину роботи, яку в США проводили університети або приватні кампанії.

Деякі з європейських агентств розпочали експерименти з комп'ютеризованими базами даних кадастру (наприклад, у Швеції та Австрії) дуже рано. Досить успішно освоювали нові технології Ordnance Survey в Англії, IGN у Франції та національне картографічне агентство Німеччини. Були й інші першопрохідники. На жаль, бурхливий розквіт так і не настав.

Європейські ГІС-компанії

На жаль, європейські компанії, які працювали з ГІС, виявилися не такими успішними, як їхні американські побратими. Так, приблизно одночасно з ESRI та Intergraph були засновані англійська Ferranti та швейцарська Contraves (трохи пізніше до них приєдналися норвезька Koninglike Wappenfabriek та німецька Messerschmidt-Boelkow-Bluehm). Ferranti пропонувалагеоінформаційну систему для кадастрового картографування наприкінці 70-х, але незабаром зникла з ринку. Чому вона припинила розробку? Люди, які знають відповіді на ці питання, ще живі, але до них важко дістатися.

Багато чого можна отримати зі збірок доповідей на ранніх ГІС-конференціях. Розвідувальні компанії, наприклад Wild і Kern (яка пізніше об'єдналася з Leica), зайнялися ГІС під впливом успішного проекту в Базелі. Компанії йшли різними шляхами – одна адаптувала американські продукти для європейського ринку, друга розробляла власний продукт. Siemens, Laser-Scan (що нещодавно відзначила тридцятиліття) та Smallworld – європейські компанії, засновані в роки виникнення ГІС і досі функціонують. Щоправда, не одразу згадаєш, які саме ГІС запропонувала кожна з них.

Існує думка, що багато відмінностей між європейською та американською історіями ГІС викликані, по-перше, різницею в системі освіти, а по-друге, тим, що у створення ГІС по різні боки Атлантики виявилися залучені люди різних професій. У Європі (особливо Німеччини) це були переважно геодезисти, США – географи. Програмісти грали велику роль обох континентах. Крім того, на розвиток ГІС вплинув старий добрий європейський консерватизм. Проте обмін ідеями між Європою та Америкою відбувався дуже ефективно.

Про те, як це відбувалося в Україні, я розповім пізніше, якщо мені вдасться зібрати достатньо інформації.