Пионерский период (поздние 1950е - ранние 1970е гг.)

Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы

• появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах,
• появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х
• создание программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров
• создание формальных методов пространственного анализа
• создание программных средств управления базами данных.

Первый крупный успех ГИС - разработка и создание Географической Информационной Системы Канады.

Ее назначение состояло в анализе многочисленных данных, накопленных Канадской службой земельного учета, и в получении статистических данных о земле, которые бы использовались при разработке планов землеустройства огромных площадей преимущественно сельскохозяйственного назначения.

Создатели ГИС Канады внесли следующие новшества:

• Использование сканирования для автоматизации процесса ввода геоданных
• Расчленение картографической информации на тематические слои и разработка концептуального решения о " таблицах атрибутивных данных", что позволило разделить файлы плановой (геометрической) геоинформации о местоположении объектов и файлы, содержащие тематическую (содержательную) информацию об этих объектах.
• Функции и алгоритмы оверлейных операций с полигонами, подсчет площадей и других картометрических показателей

Большое воздействие на развитие ГИС оказала Гарвардская лаборатория компьютерной графики и пространственного анализа Массачусетского технологического института.

Программное обеспечение Гарвардской лаборатории широко распространялось и помогло создать базу для развития многих ГИС-приложений. В этой лаборатории были заложены основы картографической алгебры, создано семейство растровых программных средств Map Analysis Package - MAP, PMAP, aMAP.

Наиболее известными программными продуктами Гарвардской лаборатории являются:

• SYMAP (система многоцелевого картографирования)
• CALFORM (программа вывода картографического изображения на плоттер)
• SYMVU (просмотр перспективных (трехмерных) изображений)
• ODYSSEY (предшественник знаменитого ARC/INFO)

Период государственных инициатив (нач. 1970е – нач. 1980е гг.)

Развитие крупных геоинформационных проектов поддерживаемых государством, формирование государственных институтов в области ГИС, снижение роли и влияния отдельных исследователей и небольших групп.

В конце 60х годов в США сформировалось мнение о необходимости использования ГИС-технологий для обработки и представления данных Переписи Населения.

Потребовалась методика, обеспечивающая корректную географическую " привязку" данных переписи. Основной проблемой стала необходимость конвертирования адресов проживания населения, в географические координаты так, чтобы результаты переписи можно было бы оформлять в виде карт по территориальным участкам и зонам Национальной переписи.

Был разработан специальный формат представления картографических данных, для которого были определены прямоугольные координаты перекрестков, разбивающих улицы всех населенных пунктов США на отдельные сегменты.

Алгоритмы обработки и представления картографических данных были заимствованы у разработчиков ГИС Канады и Гарвардской лаборатории и оформлены в виде программы POLYVRT, осуществляющей конвертирование адресов проживания в соответствующие координаты, описывающие графические сегменты улиц.

Таким образом, в этой разработке ВПЕРВЫЕ был широко использован ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ подход к организации управления географической информацией, содержащий математический способ описания пространственных взаимосвязей между объектами

Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям:

• автоматизированные системы навигации
• системы вывоза городских отходов и мусора
• движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т.д.