2. Становлення і розвиток гіс-технології у Канаді, Швеції і сша. Національна гіс-Канади (cgis)
Витоки геоінформатики відносять насамперед до праць колективів Канади і Швеції, що сформували перші задачі і підходи до побудови ІС, зорієнтованих на обробку просторових даних. Канадські роботи були пов’язані зі створенням у 1963-71 роках Канадської ГІС (CGIS) під керівництвом Р. Томлінсона, методичні підходи до створення якої були узагальнені ним в докторській дисертації (1974). Ця ГІС є одним із прикладів великої універсальної регіональної ГІС національного рівня, і може вважатись класикою, оскільки ні одна із систем не може зрівнятись із CGIS за кількістю статей, що посилаються на неї. Праці швецької школи геоінформатики концентрувались довкола ГІС земельно-облікової спеціалізації, а саме – Швецького земельного банку даних, який займався автоматизацією обліку земельних ділянок та нерухомості. Методичні основи цих досліджень викладені у фундаментальних статтях О. Саломонсона (1976) і Т. Германсена (1976) до 23-го Конгресу Міжнародного географічного союзу у Москві. Стан і розробка ГІС у Швеції на середину 70-х років ХХ ст. були представлені у спеціальному монографічному виданні журналу „Картографіка”. За його даними, на середину 70-х років у Швеції розроблялись та експлуатувались 12 ІС (ГІС або ІС, розширених до їх рівня). У передмові до цієї книги виділені 5 стадій у процесі їх розвитку в Канаді, як це ілюструє малюнок, на якому в „неакадемічних термінах і мірах” показаний ступінь ентузіазму і надії розробників ГІС – надентузіазм перших експериментів, не підкріплених реальними можливостями; розчарування від перших невдач; зросла активність і нової надії; друга криза, пов’язана із труднощами розв’язання деяких проблем; рух до завершення після їх розв’язання.
Стадії розвитку ГІС у Канаді, яким можна дати такі емоційні дефініції: 1) "Вперед з піснею!"; 2) "Ой, боже, боже!"; 3) "Знову все в порядку!"; 4) "Ой-ой-ой!"; 5) "І все ж таки ми її зробили!". По-вертикалі – ступінь зусиль і очікувань.
Необхідно відзначити істотний взаємовплив обох геоінформаційних шкіл. ГІС 1-го покоління в обох країнах (60 – поч. 70-х рр.) значно відрізнялись від того, що розуміють під ними сьогодні. Значною мірою вони були орієнтовані на суто утилітарні завдання інвентаризації земельних ресурсів, земельного кадастру і обліку з метою вдосконалення системи оподаткування. Здійснювалось це шляхом автоматизації земельно-облікового документообігу у вигляді банків даних відповідної спеціалізації. Основна функція ГІС полягала у введенні у машинне середовище первинних облікових документів для зберігання та регулярного оновлення даних; досить нескладної, як на нинішній час, обробки даних, що включала агрегацію даних і генерацію підсумкових звітних статистичних документів, які можуть бути аналогами „Земельних балансів”.
Інвентаризаційні задачі, але на іншій вихідній основі – шляхом масового цифрування карт розв’язувались і в Канадській ГІС. Однак участь в їх розробках професійних географів (у Швеції – колектив Університету Лунда) дозволила закласти в основу цих розробок деякі фундаментальні принципи, що забезпечили вихід ГІС у сфери не тільки вузько прагматичні, але й у більш універсальні області застосування.
Перший і головний крок, який вивів ГІС із кола БД загального призначення, полягав у введенні в число атрибутів, що характеризували операційні об’єкти (земельні діляни, споруди, фізичні і юридичні особи, ареали використання земель, бонітет ґрунтів чи лісотаксації тощо) такої ознаки як, простір, незалежно від того, у якій формі він виражений, - чи-то в координатах, чи в ієрархії адміністративного підпорядкування, чи в термінах приналежності до чарунок регулярних мереж членування території. Достатньо революційним було вказування координат центроїдів об’єктів – його активно використовували у Швеції. На початок 60-х років масове цифрування карт і їхнє зображення у векторному форматі розпочинали картографічні служби оборонних відомств.
У цей час сформувалось поняття просторових об’єктів, що описувались їх позиційними і непозиційними атрибутами. Оформились дві альтернативні лінії зображення об’єктів – растрові (чарункові) та векторні структури, включаючи топологічні лінійно-вузлові зображення. Трохи пізніше була створена технологія масового цифрування карт – основного джерела даних у КГІС. Були поставлені і розв’язані завдання, що утворили ядро геоінформаційних технологій – накладання (оверлей) різноіменних шарів; генерація буферних зон та інші операції маніпулювання просторовими даними, включно із визначенням приналежності точки полігону тощо. Були знайдені ефективні розв’язки інших геометричних проблем, алгоритми аналітичних операцій і графоаналітичних побудов.
Функціональна обмеженість ГІС 1-го покоління (відсутність або примітивність засобів графічної і картографічної документації) мала і суто технічні причини – недосконалість периферійних засобів; давно забутий пакетний режим обробки даних на великих і потужних, але страшенно дорогих за сьогоднішніми мірками ЕОМ; нестикування програмного забезпечення; критичність (обмеженість) обчислювальних ресурсів у відношенні до об’ємів даних і часу виконання завдань тощо. Однак, так чи інакше, ядро геоінформаційних технологій було сформоване до початку 70-х ХХ століття, визначивши облік ГІС 1-го покоління.
Для 70-х років характерна досить тісна взаємодія методів і засобів геоінформатики із паралельною і раніше незалежною лінією розвитку цифрових методів картографування та автоматизованою картографією. Початок був покладений працями Ж.Бертена з друкування комп’ютерних статистичних карт на примітивних друкуючих пристроях; експериментами Лабораторії машинної графіки і просторового аналізу Гарвардського університету, що дала світові відому комп’ютерну програму побудови карт на алфавітно-цифрових друкованих пристроях ЕОМ; успіхами в галузі автоматизованого картографування державних топогеодезичних служб. Вважається, що перша автоматизована картографічна система (АКС) була створена у Великобританії у 1964 р. (Д. Бікмор). Спільність технічної бази, структурно-функціональна єдність або подібність АКС і ГІС створили у 70-х роках передумови до їх майбутньої інтеграції, породивши, однак, „картоцентричний” погляд на геоінформатику, її суть та історію. Хоча, насправді, історично ГІС у сучасному їх розумінні розвивались, значною мірою, на базі інформаційно-пошукових систем, пізніше набувши функцій картографічних банків даних із паралельним розширенням можливостей математико-картографічного моделювання та аналізу даних. Розглядаючи карту як інструмент для географічного аналізу і виділяючи підсистему користувача, як це зробили Конечний і Райс (1985), ГІС стали охоплювати і область використання карт. Більшість ГІС цього періоду включає у свої завдання створення карт або ж використовує картографічні матеріали як джерело вихідних даних.
До цього періоду відноситься швидкий прогрес геоінформатики і автоматизованих картографічних технологій в США. Велика організаційна роль у становленні геоінформатики належить Міжнародному географічному союзу (МГС), в т.ч. її комісії зі збирання та обробки географічних даних під керівництвом Р.Томлінсона. Серед її ініціатив слід назвати інвентаризацію ГІС і програмних продуктів, що стосуються маніпулювання просторовими даними; машинну і картографічну графіку, виконану наприкінці 70-х років; тритомник „Програмне забезпечення обробки просторових даних” за ред. Д.Марбла (1981), який не мав аналогів у світовій літературі, за винятком, може, видання „Довідники по ГІС” (1990). Перший том інвенторія містив стандартизований опис 85 повномасштабних ГІС; у другому і третьому томах подані декілька сотень описів інших програм обробки географічних даних. Проблематика ГІС постійно входила до програм Конгресів МГС.
80-ті роки характеризуються надзвичайним динамізмом розвитку ГІС – до їх середини кількість ГІС зросла від 500 до 2000. Розширюється „географія” ГІС, встановлюється баланс між рівнями розвитку геоінформатики Старого і Нового світу, що був помітно порушений у 70-х роках заатлантичними сусідами. Розробка комерційних програмних засобів ГІС, пов’язана із міні- і мікроконфігурацією обчислювальних засобів, а пізніше персональних ЕОМ істотно змінила всю геоінформаційну індустрію, появу якої пов’язують саме з цим періодом. Створення ГІС стало базуватись не на унікальних програмних і апаратних засобах власної розробки, а на адаптації функціональних можливостей досить операційно універсальних програмних продуктів щодо аналізованих проблем. Істотно розширюється коло завдань, геоінформаційні ідеї проникають у все нові сфери науки, виробничої діяльності й освіти. Освоюються принципово нові джерела масових даних для ГІС: дані дистанційного зондування, в т.ч. із Ландсата, Глобальної навігаційної системи GPS. Цифрові методи обробки зображень інтегруються із системами автоматизованої картографії, в т.ч. і з її новою гілкою – електронною картографією та ГІС, створюючи передумови єдиного програмного середовища 90-х років.
Дуже важливим моментом стало посилення міжнародної кооперації і координації геоінформаційної діяльності. Одним із головним наслідків стало створення глобальних інформаційних систем типу Глобальної природно-ресурсної бази даних GRID під егідою ЮНЕСКО, створення глобальної цифрової карти-основи М1: 1000000 (1991 р.), проекти у рамках Міжнародної геосферно-біосферної програми „Глобальні зміни”, ГІС Європейського Союзу тощо. У 80-х роках розпочались роботи зі створення ГІС в СРСР.
Посилюється інтерес до економічних аспектів створення і використання ГІС. У березні 1992 р. у Мюнхені відбулась ІІІ Європейська Конференція з ГІС, в роботі якої брали участь й українські фахівці.