mở đầu cho lĩnh vực phân tích không gian mà còn đánh dấu sự khởi đầu của một lĩnh vực nghiên cứu mới: Dịch tễ học (Epidemiology) – nghiên cứu sự lây lan của dịch bệnh. - Đến nay, John Snow đƣợc biết đến nhƣ là cha đẻ của dịch tễ học. Công việc của John Snow đã chứng minh rằng GIS là một công cụ giải quyết vấn đề. Ông đặt các lớp địa lý trên bản đồ giấy và khám phá ra nguồn phát sinh của bệnh dich tả.
3 Các thời kỳ phát triển của GIS: - Trƣớc năm 1960: khoảng tối của GIS + Trong những năm 1950, Do máy tính thời kỳ này chƣa phát triển nên việc tạo ra các bản đồ rất đơn giản. Họ có thể xây dựng bản đồ định tuyến xe, các bản đồ quy hoạch mới và các điểm vị trí quan tâm, và vẽ trên giấy. + Với các bài toán phân tích không gian, một lựa chọn là lập bản đồ lƣới (Sieve mappin). Bản đồ lƣới đƣợc sử dụng là các lớp trong suốt đƣợc chiếu trên bảng ánh sáng để xác định khu vực chồng lên nhau.
Nhƣng điều này đi kèm với thách thức: khu vực tính toán kề nhau là không thể, dữ liệu là thô và thƣờng không chính xác và đo khoảng cách là phức tạp. + Đây chính là động lực để chuyển đổi từ bản đồ giấy sang bản đồ số (bản đồ máy tính). - 1960 – 1975: Ý tƣởng tiên phong trong GIS + Trong những năm 1960, Roger Tomlinson khởi xƣớng, lên kế hoạch và chỉ đạo trực tiếp việc phát triển của hệ thống địa lý Canada (CGIS). Đây là một thời điểm quan trọng trong lịch sử của GIS và nhiều ngƣời coi CGIS là gốc của hệ thống thông tin địa lý.
Bởi vì chỉ CGIS tiếp cận theo lớp để xử lý bản đồ. Hệ thống CGIS đƣợc sử dụng để lƣu trữ, phân tích, và thao tác trên dữ liệu đƣợc thu thập cho Canada Land Inventory (sử dụng các đặc tính của đất, hệ thống thoát nƣớc và khí hậu để xác định khả năng trồng các loại cây trồng và các vùng trồng rừng). Họ nhanh chóng nhận ra rằng dữ liệu chính xác và phù hợp là rất quan trọng để quy hoạch đất đai và ra quyết định. Trong những năm sau CGIS đã đƣợc chỉnh sửa và cải tiến để theo kịp với công nghệ.
+ Bên cạnh Canada, nhiều trƣờng đại học ở Mỹ cũng tiến hành nghiên cứu và xây dựng Hệ thông tin địa lý. Trong các Hệ thông tin địa lý đƣợc tạo ra cũng có rất nhiều hệ không tồn tại đƣợc lâu vì nó đƣợc thiết kế cồng kềnh mà giá thành lại cao. Lúc đó ngƣời ta đặt lên hàng đầu việc khắc phục những khó khăn nảy sinh trong quá trình xử lý các số liệu đồ họa truyền thống. Họ tập trung giải quyết vấn đề đƣa bản đồ, hình dạng, hình ảnh, số liệu vào máy tính bằng phƣơng pháp số để xử lý các dữ liệu này.
Tuy kỹ thuật số hóa đã đƣợc sử dụng từ năm 1950 nhƣng điểm mới của giai đoạn này chính là các bản đồ đƣợc số hóa có thể liên kết với nhau để tạo ra một bức tranh tổng thể về tài nguyên thiên nhiên của một khu vực. Từ đó máy tính đƣợc sử dụng và phân tích các đặc trƣng của các nguồn tài nguyên đó, cung cấp các thông tin bổ ích, kịp thời cho việc quy hoạch. Việc hoàn thiện một Hệ thông tin địa lý còn phụ thuộc vào công nghệ phần cứng mà ở thời kỳ này các máy tính IBM 4 1401 còn chƣa đủ mạnh. Giai đoạn đầu những năm 60 của thế kỷ trƣớc đánh dấu sự ra đời của Hệ thông tin địa lý chủ yếu đƣợc phục vụ cho công tác điều tra quản lý tài nguyên.
Fisher lập phòng thí nghiệm Đồ họa máy tính và phân tích không gian ở Harvard Graduate School of Design, nơi mà một số quan trọng những khái niệm trong kiểm soát dữ liệu không gian đƣợc phát triển và trong những năm 1970, đã phân phối mã nguồn và hệ thống phần mềm nhƣ SYMAP, GRID, và ODYSSEY (đƣợc xem là nguồn của các sự phát triển các phần mềm thƣơng mại ngày nay). Năm 1968, Hội địa lý quốc tế đã quyết định thành lập Uỷ ban thu thập và xử lý dữ liệu địa lý. + Trong những năm 70 ở Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến việc bảo vệ môi trƣờng và phát triển Hệ thông tin địa lý. Cũng trong khung cảnh đó, hàng loạt yếu tố đã thay đổi một cách thuận lợi cho sự phát triển của Hệ thông tin địa lý, đặc biệt là sự giảm giá thành cùng với sự tăng kích thƣớc bộ nhớ, tăng tốc độ tính toán của máy tính.
Chính nhờ những thuận lợi này mà Hệ thông tin địa lý dần dần đƣợc thƣơng mại hóa. Đứng đầu trong lĩnh vực thƣơng mại phải kể đến các cơ quan, công ty: ESRI, GIMNS, Intergraph,… Chính ở thời kỳ này đã xảy ra “loạn khuôn dạng dữ liệu” và vấn đề phải nghiên cứu khả năng giao diện giữa các khuôn dạng. Năm 1977 đã có 54 Hệ thông tin địa lý khác nhau trên thế giới. Bên cạnh Hệ thông tin địa lý, thời kỳ này còn phát triển mạnh mẽ các kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám.
Một hƣớng nghiên cứu kết hợp Hệ thông tin địa lý và viễn thám đƣợc đặt ra và cùng bắt đầu thực hiện. - 1975 – 1990 – Phần mềm GIS thƣơng mại + Khi chính phủ nhận ra những ƣu điểm của bản đồ số, điều này ảnh hƣởng tích cực đến công việc tại phòng thí nghiệm đồ hoạ máy tính tại Harvard. Vào giữa năm 1970, Phòng thí nghiệm đồ hoạ máy tinh Harvard đã phát triển GIS vector đầu tiên đƣợc gọi ODYSSEY GIS. ARC/INFO của ESRI đã sử dụng framwork của ODYSSEY GIS và việc này dẫn đến giai đoạn phát triển tiếp theo trong GIS – thƣơng mại hóa phần mềm.
+ Vào cuối những năm 1970, kích thƣớc bộ nhớ và khả năng đồ họa đã đƣợc cải thiện. Các sản phẩm máy tính lập bản đồ mới bao gồm GIMMS (Geographic Information Making and Management Systems), MAPICS, SURFACE, GRID, IMGRID, GEOMAP và MAP. Vào cuối những năm 1980, phân khúc này đƣợc đánh dấu bằng việc tăng đáng kể các nhà cung cấp phần mềm GIS. 5 + Đầu những năm 1980 M&S Computer (mà sau này trở thành Intergraph) cùng với Bentley Systems Incorporated xây dựng nền tảng CAD, (Environmental Systems Research Institute) ESRI, (Computer Aided Resource Information System) CARIS, (Earth Resource Data Analysis System) ERDAS nổi lên nhƣ những phần mềm thƣơng mại GIS, đã thành công trong việc kết hợp nhiều đặc trƣng của CGIS, kết hợp phƣơng pháp thời kỳ đầu là tách thông tin không gian và thuộc tính với phƣơng pháp thời kỳ thứ hai là sắp xếp thuộc tính vào trong những cấu trúc CSDL.
Song song đó, sự phát triển của hai hệ thống công cộng (MOSS và GRASS GIS) bắt đầu từ những năm 1970 đến đầu những năm 1980. + Một trong những nhà cung cấp phần mềm GIS là ESRI – hiện là công ty phần mềm GIS lớn nhất trên thế giới. Năm 1982, ARC/INFO chạy trên máy tính mini đƣợc phát hành và vào năm 1986, PC ARC/INFO đã đƣợc giới thiệu chạy trên các máy tính chạy bộ vi xử lý của Intel. ESRI hiện tại là chuyên gia hàng đầu thế giới trong việc phát triển phần mềm GIS và đã đóng một vai trò quan trọng trong lịch sử của GIS.
+ Ở thời điểm này, có các hội nghị đầu tiên và các xuất bản về GIS. Hộ nghị đầu tiên của GIS diễn ra ở Anh năm 1975, với sự tham gia của các nhóm nghiên cứu nhỏ. Hội thảo ESRI tổ chức đầu tiên vào năm 1981 thu hút sự tham gia của 18 thành viên. Các nhà tƣ vấn về GIS đã bắt đầu xuất hiện.
Thuật ngữ “Geographic Information System” đƣợc Roger Tomlinson đƣa ra đầu tiên trong bài báo của ông năm 1968 “A Geographic Information System for Regional Planning”. + Thập kỷ 80 đƣợc đánh dấu bởi các nhu cầu sử dụng Hệ thông tin địa lý ngày càng tăng với các quy mô khác nhau. Ngƣời ta tiếp tục giải quyết những tồn tại của những năm trƣớc mà nổi lên là vấn đề số hóa dữ liệu: sai số, chuyển đổi khuôn dạng… Thời kỳ này có sự nhảy vọt về tốc độ tính toán, sự mềm dẻo trong việc xử lý dữ liệu không gian. Thập kỷ này đƣợc đánh dấu bởi sự nảy sinh các nhu cầu mới trong ứng dụng Hệ thông tin địa lý nhƣ: Khảo sát thị trƣờng, đánh giá khả thi các phƣơng án quy hoạch, sử dụng tối ƣu các nguồn tài nguyên, các bài toán giao thông, cấp thoát nƣớc… Có thể nói đây là thời kỳ bùng nổ Hệ thông tin địa lý.
+ Những năm đầu của thập kỷ 90 đƣợc đánh dấu bằng việc nghiên cứu sự hoà nhập giữa viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý. Các nƣớc Bắc Mỹ và châu Âu gặt hái đƣợc nhiều thành công trong lĩnh vực này. Khu vực châu Á – Thái Bình Dƣơng cũng đã thành lập đƣợc nhiều trung tâm nghiên cứu viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý. Rất nhiều hội thảo quốc tế về ứng dụng viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý đƣợc tổ chức nhằm trao đổi kinh nghiệm và thảo luận về khả năng phát triền các ứng dụng của công nghệ Hệ thống thông tin địa lý.
6 - 1990 – 2010 – Tăng trƣởng nhanh ngƣời sử dụng + Tất cả các điều kiện đã sẵn sàng cho sự xâm nhập của GIS tới ngƣời sử dụng nhƣ: Máy tính rẻ hơn, nhanh hơn và mạnh mẽ hơn Nhiều tùy chọn phần mềm và dữ liệu sẵn có Việc phóng vệ tinh mới và tích hợp công nghệ viễn thám Những năm 1990-2010 là thời kỳ quan trọng đánh dấu sự cất cánh thực sự của GIS Nhƣng những tiến bộ trong công nghệ đã vƣợt qua khả năng ngƣời dùng thông thƣờng. Ngƣời sử dụng GIS đã không biết cách làm thế nào để tận dụng đầy đủ các ƣu điểm công nghệ GIS. Các công ty đều e ngại áp dụng phần mềm GIS. Các quốc gia không có quyền truy cập vào dữ liệu địa hình Nhƣng qua thời gian những vấn đề này dần đƣợc giải quyết Dần dần, tầm quan trọng của phân tích không gian để ra quyết định đƣợc công nhận.
Rồi GIS đã đƣợc giới thiệu đến các lớp học và các công ty. Phần mềm đã có thể xử lý cả dữ liệu vector và raster. Có nhiều vệ tinh đƣợc phóng lên quỹ đạo, dữ liệu đƣợc thu thập từ không gian có thể đƣợc sử dụng trong GIS. Cùng với sự kết hợp của hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đem lại cho ngƣời sử dụng nhiều công cụ hơn nhiều so với trƣớc đây.
GPS đã dẫn đƣờng cho các sản phẩm sáng tạo vĩ đại nhƣ hệ thống định vị xe hơi và máy bay không ngƣời lái.