地理信息系統(tǒng) ( Geographic Information System, 簡稱 GIS ) 是指能提供存儲、顯示、分析地理數(shù)據(jù)功能的軟件。從技術(shù)和應(yīng)用的角度來講， GIS 是解決空間問題的工具、 *** 和技術(shù)；從學(xué)科的角度來講， GIS 是在地理學(xué)、地圖學(xué)、測量學(xué)和計算機(jī)科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門學(xué)科，具有獨(dú)立的學(xué)科體系；從功能上來講， GIS 具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應(yīng)用等功能。
GIS 軟件的重要作用逐漸被專家和普通用戶認(rèn)識和接受，并為不同需求的用戶提供及時、準(zhǔn)確、可靠的信息。本文對排名前14位的 GIS 軟件應(yīng)用進(jìn)行了介紹，希望對大家有所幫助。
1.QGIS3
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QGIS3 是 QGIS 的重大版本升級，而 QGIS 3.26 Buenos Aires 是其中功能最豐富的版本，它包括對一系列高級核心功能的大量增強(qiáng)，也包括對 3D 功能、點(diǎn)云工具的大量改進(jìn)，以及用于創(chuàng)建橫截面和高程剖面的新剖面繪圖框架的引入。最重要的是，新的繪圖框架使用原生 QGIS 渲染功能，并附帶大家都喜愛的所有樣式、符號和數(shù)據(jù)驅(qū)動屬性！
2.QGIS2
在經(jīng)歷了 ArcGIS 與 QGIS 的軟件競爭后，QGIS2 無疑是名列前茅的免費(fèi)地理信息系統(tǒng)軟件包之一。QGIS2 引進(jìn)了一個稱為處理框架（Processing Framework）的新概念。它的前身是 Sextante，旨在為 QGIS 提供可以用來執(zhí)行原生或第三方提供的演算法來處理資料的環(huán)境。此概念包含一個很棒的批次處理介面，讓使用者可以簡單地對許多圖層執(zhí)行程式計算。這個批次處理工具可以自動處理重復(fù)的工作，為您省去許多時間精力。同樣，QGIS2 插件將這款地圖軟件推向了新的高度。關(guān)于更多詳情，請參閱這本 QGIS2 指南，會讓您對此有更多的了解。
3.GRASS GIS
GRASS GIS (地理資源分析支持系統(tǒng)) 由美國陸軍工程兵團(tuán)開發(fā)，作為土地管理和環(huán)境規(guī)劃的工具。它已經(jīng)發(fā)展成為不同研究領(lǐng)域的免費(fèi)地理信息系統(tǒng)軟件選項之一。學(xué)術(shù)界、環(huán)境顧問和 *** 機(jī)構(gòu) (NASA、NOAA、USDA和USGS) 都使用 GRASS GIS，因其具有直觀的圖形用戶界面和可靠性的特點(diǎn)。它包括350多個矢量和柵格操作工具，作為一個免費(fèi)的 GIS 軟件選項，可用于分析、圖像處理、數(shù)字地形處理和統(tǒng)計。
4.Whitebox GAT
Whitebox GAT (地理空間分析工具箱) 在開源免費(fèi)地理信息系統(tǒng)軟件排行榜上排名第四。令人難以置信的是，Whitebox GAT 直到2009年才出現(xiàn)在大眾的視野。Whitebox GAT 圍繞著水文主題，是一種用于水文地貌應(yīng)用的工具。它實際上取代了地形分析系統(tǒng)(TAS)，Whitebox GAT 也是一個成熟且開放訪問的地理信息系統(tǒng)和遙感軟件包。
Whitebox GAT 的編譯版本可以從 Whitebox 主頁 獲得。要使用源代碼，請使用 git 克隆 Github 倉庫。要構(gòu)建項目，打開一個命令提示符，更改目錄（'cd'）到包含 Whitebox 代碼的目錄，然后運(yùn)行構(gòu)建腳本（python build.py）。這需要安裝 Java 開發(fā)工具包（JDK）第8版，同時安裝 Python。可執(zhí)行的 jar 文件將包含在一個新創(chuàng)建的 release 文件夾中。
總體而言，Whitebox GAT 是強(qiáng)大的，它擁有超過 410 個工具來剪輯、轉(zhuǎn)換、分析、管理、緩沖和提取地理空間信息。我們可以從 Whitebox GAT開放源碼博客 獲取更多有用的知識。
5.gVSIG
在 QGIS 之后，gvSIG 是免費(fèi)地理信息系統(tǒng)軟件的次佳選擇，然而它的功能卻被低估了，如現(xiàn)場應(yīng)用程序、3D功能和桌面應(yīng)用程序。盡管 gvSIG 項目缺乏英文文檔，但仍然很容易被獲取和使用。更多詳情在這本 gvSIG指南 中進(jìn)行了說明，并回顧了深受大家喜歡的原因。
gvSIG 的導(dǎo)航表是靈活的，允許逐一查看記錄，gvSIG 的 CAD 工具也同樣令人印象深刻。通過使用 OpenCAD 工具，可以追蹤幾何圖形、編輯頂點(diǎn)、捕捉和拆分直線和多邊形。因其杰出的界面和 GPS 的工具功能，gvSIG Mobile 也是野外工作者的完美選擇。
6.ILWIS
ILWIS (Integrated Land and Water Information System-陸地水體信息集成系統(tǒng)) 是一款功能全面的開源 GIS/遙感軟件，它面向規(guī)劃人員、生物學(xué)家、水資源管理人員和地理空間用戶，能夠處理矢量和柵格數(shù)據(jù)，具備數(shù)字化、編輯、分析、顯示以及地圖發(fā)布等功能。ILWIS 最早由荷蘭的國際地球信息和地球觀測研究所（ITC Enschede）開發(fā)并發(fā)布，早期用戶為該機(jī)構(gòu)的研究者與學(xué)生們。2007年7月1日以來，ILWIS 采用 GNU GPL協(xié)議正式發(fā)布為一款自由軟件。
ILWIS 擅長基礎(chǔ)知識、數(shù)字化、編輯和顯示地理數(shù)據(jù)等幾種模塊。此外，它還用于遙感，是圖像分類、增強(qiáng)和光譜波段等操作的工具。
7.SAGA GIS
SAGA GIS (自動化地球科學(xué)分析系統(tǒng)) 是免費(fèi)地理信息系統(tǒng)軟件世界中的經(jīng)典之一。它主要用于地形分析，如山體陰影、流域提取和可見性的分析。SAGA GIS 是一個強(qiáng)大的引擎，它為地球科學(xué)界提供了一套快速增長的地球科學(xué) *** 。
SAGA GIS 可以啟用多個窗口來布局所有分析 (如地圖、直方圖、散點(diǎn)圖、屬性等)。它同時提供了用戶友好的圖形用戶界面和 API，然而在地圖學(xué)中不是特別有用，不過在地形分析中的作用卻是如救命稻草般的存在。縮小柵格數(shù)據(jù)集中的差距很容易，同樣，形態(tài)測量工具也是獨(dú)一無二的，它包括 SAGA 地形濕度指數(shù)和地形位置分類。總體來說，它是快速、可靠和準(zhǔn)確的，我們可以考慮將 SAGA GIS 作為環(huán)境建模和其他應(yīng)用程序的首選。
8.GeoDa
GeoDa 是一個免費(fèi)的地理信息系統(tǒng)軟件程序，主要用于向新用戶介紹空間數(shù)據(jù)分析，它的主要功能是統(tǒng)計中的數(shù)據(jù)探索。其優(yōu)勢之一是提供了樣本數(shù)據(jù)，從簡單的框圖到回歸統(tǒng)計，同時GeoDa 也擁有完整的統(tǒng)計學(xué)武器庫。
GeoDa 的用戶基礎(chǔ)很強(qiáng)大。例如，哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院和康奈爾大學(xué)都采用了這款免費(fèi)的地理信息系統(tǒng)軟件，同時也為非 GIS 用戶提供了空間分析的入門介紹。
9.MapWindow
MapWindow 是專有的地理信息系統(tǒng)軟件，是一個可使用插件架構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展的桌面 GIS，它使用了 MapWinGIS 繪圖控件，并在2015年使用 MEF 和 Dependency Injection 等新技術(shù)從零開始創(chuàng)建，使其體積小、功能強(qiáng)大、速度更快。
MapWindow 可以完成地理信息系統(tǒng)用戶所需的大約90%的功能， 如地圖查看器、識別要素、處理工具和打印布局， 同時具有一些更高級的工具，例如用于自動分水嶺劃定的 TaudEM 工具。 HydroDesktop 工具用于數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、下載、可視化和編輯， 而 DotSspace 工具則適用于 GIS 程序員。 此外，它還具有可擴(kuò)展的插件體系結(jié)構(gòu)以進(jìn)行自定義。
10.uDig
uDig 是一款基于 Java 和 Eclipse 平臺的開源桌面 GIS 軟件，可以進(jìn)行 SHP 格式地圖文件的編輯和查看。uDIG 是由4個首字母組成的縮略詞:
- U 代表用戶友好的界面；
- D 代表桌面(Windows、Mac或Linux),可以在 Mac 上運(yùn)行 uDIG；
- I 代表面向互聯(lián)網(wǎng)的消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(WMS、WFS或WPS)；
- G 代表地理信息系統(tǒng), 可以為復(fù)雜的分析能力做好準(zhǔn)備。
當(dāng)我們開始逐步深入研究 uDig 時，會發(fā)現(xiàn)它是一個很好的應(yīng)用于基本地圖繪制的開源 GIS 軟件。UDig 的 Mapnik 允許您以與 ArcGIS 相同的方式導(dǎo)入底圖。具體來說，它易于使用，其中目錄、符號系統(tǒng)和 Mac OS 功能是它的優(yōu)點(diǎn)。不過它的工具也是非常有限的，由于存在一些缺陷，使其無法作為一個完整的免費(fèi)地理信息系統(tǒng)軟件包來使用。
11.OpenJump GIS
OpenJump GIS (Java 統(tǒng)一地圖平臺) 的前身是 JUMP GIS，OpenJUMP 是一個更完整的免費(fèi)地理信息系統(tǒng)軟件包。它的優(yōu)勢之一是能夠很好地處理大型數(shù)據(jù)集，渲染技術(shù)也是一流的，并且具有大量的地圖制圖選項。例如，您可以生成圓形統(tǒng)計圖、等值線圖等。
OpenJUMP GIS 插件增強(qiáng)了其它功能，包括用于編輯、柵格、打印、 *** 處理、空間分析、GPS 和數(shù)據(jù)庫的插件，將數(shù)據(jù)與插件中的更多內(nèi)容合并是它的一種更佳選擇。
12.FalconView
Falconview 的最初目的是成為一款免費(fèi)的開源地理信息系統(tǒng)軟件。佐治亞理工學(xué)院開發(fā)了這個開放軟件，用于顯示各種類型的地圖和地理參考覆蓋圖。
如今，F(xiàn)alconview 的大多數(shù)用戶來自美國國防部和其他國家地理空間情報機(jī)構(gòu)，原因在于它可以用于作戰(zhàn)飛行計劃。在 SkyView 的模式下，甚至可以使用 MXD 文件。它支持各種類型的顯示，如高程、衛(wèi)星、激光雷達(dá)、KMZ 和 MRSID。
13.OrbisGIS
OrbisGIS 是一個跨平臺的開源地理信息系統(tǒng)（GIS），由專業(yè)團(tuán)隊基于 JAVA 編輯語言開發(fā)，具有小巧、獨(dú)立的優(yōu)點(diǎn)。這款軟件能夠與空間數(shù)據(jù)庫無縫集成，為用戶提供強(qiáng)大的 GIS 應(yīng)用服務(wù)。它由 CNRS 在法國 Lab-STICC 實驗室（瓦訥的 DECIDE 小組）內(nèi)部領(lǐng)導(dǎo)，并獲得 GPLv3 許可。OrbisGIS 提出了新的 *** 和技術(shù)來對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、表示、處理和共享，從而使監(jiān)視地理區(qū)域和管理其演化變得容易。
OrbisGIS 的目標(biāo)是成為一個用于研究的跨平臺開源 GIS 軟件包。它提供了一些 GIS 技術(shù)來管理和共享空間數(shù)據(jù), OrbisGIS 還可以處理矢量和柵格數(shù)據(jù)模型。
14.Diva GIS
Diva GIS 是一個免費(fèi)的計算機(jī)繪圖和地理數(shù)據(jù)分析程序。通過 Diva GIS，可以利用州界、河流、衛(wèi)星圖像、動物物種的觀察地點(diǎn)等，繪制出世界地圖或小范圍的地圖。此外，通過提供的全世界的免費(fèi)空間數(shù)據(jù)，還可以在 Diva GIS 或其他程序中使用。Diva GIS 特別適用于生物多樣性數(shù)據(jù)的繪制和分析，如物種分布或其他 "點(diǎn)分布 "等。它可以讀取和寫入標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式，例如 ESRI shapefiles，所以互操作性不是問題。Diva GIS 只能在 Windows 系統(tǒng)上運(yùn)行。
同樣，我們也可以使用該程序來分析數(shù)據(jù)，例如通過 *** 生物多樣性分布的網(wǎng)格(柵格)地圖，找到多樣性高、低或互補(bǔ)的區(qū)域。您還可以繪制和查詢氣候數(shù)據(jù)，利用 BIOCLIM 或 DOMAIN 模型來預(yù)測物種分布。
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