地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)軟件依賴于覆蓋整個地球的數(shù)據(jù)集。為處理大量的 GIS 數(shù)據(jù)及其格式，編程人員創(chuàng)建了若干開源庫和 GIS 套件。GIS軟件以前僅限于地理學者和地質工作者使用，自從網上提供全球地圖服務和移動電話公司開始提供全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)服務以來，GIS 軟件已變得非常普及了。GIS 系統(tǒng)可獲得并處理描述地球表面的空間數(shù)據(jù)。談到GIS軟件，鑒于商業(yè)軟件的昂貴，我們希望有開源的GIS軟件。

　　No.1 QGIS (原稱Quantum GIS)

　　

 

　　QGIS(原稱Quantum GIS)是一個跨平臺的桌面GIS軟件。它提供數(shù)據(jù)的顯示、編輯和分析功能，可以自動生成地圖，并且能夠處理地理空間數(shù)據(jù)，最后形成你期待的地圖數(shù)據(jù)。它于2004年成為開源地理空間基金會的一個孵化項目。穩(wěn)定版本是2.14.0 (Essen)。

　　QGIS是以C++、Python, Qt為編程語言的跨平臺應用，可以在多種操作系統(tǒng)上運行，包括Mac OS X、Linux、UNIX和Microsoft Windows。對于Mac用戶，QGIS相對于GRASS GIS的優(yōu)勢在于它不需要X11窗口系統(tǒng)，而且界面更簡潔、快速。它也可以作為GRASS的圖形用戶界面使用。

　　QGIS的最大特點在于界面很友好，熟悉ARCGIS的人都能很快的掌握QGIS的操作，支持WMS并無縫集成POSTGIS(對象-關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))，幾乎完全照搬了GRASS的分析功能，因此其分析功能也很強大。相較于商業(yè)GIS，QGIS的文件體積更小，需要的內存和處理能力也更小，因此它可以在舊的硬件上或CPU運算能力被限制的環(huán)境下運行。

　　目前，QGIS被志愿者開發(fā)團體持續(xù)維護，已被翻譯為31種語言，廣泛使用在全世界的學術和專業(yè)環(huán)境中。

　　網址是：http://qgis.org/

　　No. 2 gvSIG

 

　　gvSIG也是一個跨平臺的桌面GIS軟件,于2004年在西班牙成為了開源GIS軟件。穩(wěn)定版本是2.0。

　　該系統(tǒng)適用于Windows、Linux、OS X操作系統(tǒng);不僅能夠訪問本地的矢量數(shù)據(jù)或者柵格數(shù)據(jù)，而且也能夠通過支持開放地理空間信息聯(lián)盟(OGC)規(guī)范的遠程服務器訪問該類數(shù)據(jù)。

　　支持網絡地圖服務(WMS)、網絡要素服務(WFS)、網絡覆蓋服務(WCS)、目錄服務以及地名辭典服務等一系列地理信息網絡服務規(guī)范，這是gvSIG與其它地理信息系統(tǒng)的特大區(qū)別。此外，它也能夠訪問ESRI公司的ArcIMS服務提供的遠程數(shù)據(jù)。

　　gvSIG CAD可以跟蹤的幾何圖形，然后編輯頂點分裂線和多邊形;gvSIG移動帶來了手機GIS，適合是現(xiàn)場工作。gvSIG 能夠支持以下數(shù)據(jù)格式：矢量格式(Shapefile、DXF、DGN、DWG)、柵格格式(ECW、MrSID、JPEG、jp2、TIFF、geoTIFF、PNG、GIF)和基于XML的格式(KML、GML)。

　　網址是：http://www.gvsig.org

　　No. 3 Whitebox GAT

　　

 

　　Whitebox GAT是一個地理空間分析工具箱的桌面GIS軟件。它主要是將桌面GIS和遙感軟件包綜合來進行地理空間分析和數(shù)據(jù)可視化應用。

　　它被認為是替代的地形分析系統(tǒng)(TAS)，旨在提供先進的地理空間數(shù)據(jù)分析，在環(huán)境研究和地理信息行業(yè)進行應用，也能夠進行地理信息教育工具。

　　實際上取代了地形分析系統(tǒng)——hydro-geomorphic應用程序的工具。通過激光雷達的數(shù)據(jù)，可以進行轉換、分析、管理、緩沖和提取地理空間信息。這個神奇的免費GIS軟件在GIS行業(yè)幾乎是聞所未聞的。

　　網址是：https://whiteboxgeospatial.wordpress.com/

　　No. 4 SAGA GIS

　　

 

　　SAGA GIS是一個經典的免費系統(tǒng)自動分析的GIS軟件。它主要進行地形分析、流域提取和可見性分析，尤其地形分析上是其最霸氣的應用;它也在環(huán)境建模和形態(tài)測量方面可以進行地形濕度指數(shù)和地形位置分類等應用。

　　SAGA與一個特殊的應用程序編程接口(API的)地理數(shù)據(jù)處理。這個API可以很容易實施的新算法。它的API支持網格數(shù)據(jù)，矢量數(shù)據(jù)，并表。

　　SAGA GIS的強大還在于它使多個窗口列出你所有的分析(地圖、直方圖、散點圖、屬性等)，提供了一個友好的GUI和API。

　　總之，快速、可靠和準確是它的魅力。

　　網址是：https://sourceforge.net/projects/saga-gis/

　　No. 5 GRASS GIS

　　

 

　　GRASS GIS (Geographic Resources Analysis Support System)是開源代碼的地理資源分析支持系統(tǒng)，可用于處理柵格、拓撲矢量、影像和圖表數(shù)據(jù);優(yōu)勢尤其在于選擇分析、圖像處理、數(shù)字地形操作和統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

　　GRASS 最早是由美國陸軍工程兵團作為土地管理和環(huán)境規(guī)劃的工具。在GPL下發(fā)布，可以在多個平臺上運行，包括Mac OS X、Windows和Linux。用戶可以通過圖形用戶界面使用該軟件功能;也可以通過改進直接使用它的模塊。

　　當前的 GRASS 6 版本采用新的拓撲 2D/3D 矢量引擎并支持矢量網絡分析。該系統(tǒng)可以勝任3D矢量圖形數(shù)據(jù)和立體像素的可視化，也支持線性參考系統(tǒng)。

　　GRASS 是開源地理空間基金會最初的八個軟件項目之一。由于它的直觀和可靠性，它已經廣泛用于不同的領域(學術界、環(huán)境咨詢公司和政府機構)，例NASA、美國國家海洋和大氣管理局、美國農業(yè)部和美國地質調查局等。

　　GRASS GIS網站中國鏡像網站： http://grass.osgeo.cn

　　GRASS 中文教程： http://lab.osgeo.cn/docs/grass/

　　No. 6 MapWindow

　　

 

　　MapWindow是一個基于標準的桌面GIS軟件，它的90%的用戶關注其地圖查看器、識別特性、處理工具和打印等特性。

　　MapWindow GIS項目包含了兼容微軟視窗的桌面應用，能夠查看shapefile和多種柵格數(shù)據(jù)格式。它可以通過“GIS工具”插件重生成數(shù)據(jù)、剪輯、合并，及執(zhí)行其它地處理。開發(fā)用戶可以使用任何.NET框架語言書寫插件擴展此應用，或使用MapWinGUS ActiveX控制書寫GIS軟件。其TauDEM功能更是自動描述分水嶺。

　　網址是：http://www.mapwindow.org/

　　No. 7 ILWIS

　　

 

　　ILWIS是一個土地和水資源綜合信息管理的開源GIS軟件。

　　它主要被生物學家、水資源管理者和地理空間管理者廣泛使用。ILWIS擅長數(shù)字化、編輯、顯示地理數(shù)據(jù)和生成地圖;也用于遙感圖像分類、增強和光譜波段操作。

　　ILWIS最初是在荷蘭的供其研究人員和學生使用。自2007年7月1日，它結合集成的矢量和柵格軟件程序，已作為免費軟件被許多學生、教師和研究人員使用。ILWIS有非常強大的柵格分析模塊、高精密和靈活的向量和點數(shù)字化模塊，集合多種非常實用的工具。在許多方面與GRASS GIS類似，ILWIS目前只能在微軟的Windows下使用。

　　網址是：52north.org/downloads/ilwis

　　No. 8 GeoDa

　　

 

　　GeoDa是跨平臺的開源版本，主要進行空間數(shù)據(jù)分析。其主要功能是地質統(tǒng)計和空間建模。開源的GeoDa可以在Windows(包括XP，Vista中和7)、Mac OS和Linux上運行。它是哈佛大學,麻省理工大學和康奈爾大學的重要分析工具。

　　GeoDa具有強大的功能來執(zhí)行空間分析，多元探索性數(shù)據(jù)分析，以及全球和當?shù)氐目臻g數(shù)據(jù)。它還執(zhí)行基本的線性回歸、空間模型，也可用于一系列經濟發(fā)展健康和房地產等領域。

　　網址是：https://spatial.uchicago.edu/software

　　No. 9 uDig

　　

 

　　uDig是由加拿大的咨詢公司研制，基于對Eclipse平臺和功能分層，關注社會生產的地理信息研究。它具有簡單易用和Mac OS功能的優(yōu)勢。

　　從字面含義上，也可以領會到其應用的含義：u代表友好的用戶界面，D代表桌面(Windows、Mac或Linux)，i代表面向互聯(lián)網的消費標準(WMS,WFS或WPS),G代表GIS-ready復雜的分析功能。

　　uDig可以使用GRASS復雜的矢量運算，并嵌入JGRASS和專門的水文工具。uDig通常用作用于構建其他GIS平臺和應用提供框架，也包括DIVA GIS和海嘯遠程預警系統(tǒng)的應用。

　　網址是：http://udig.refractions.net/download/

　　No. 10 OpenJump

　　

 

　　OpenJUMP可以很好地處理大型數(shù)據(jù)集，并呈現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)圖(如餅圖、繪制等值線圖等)。

　　基于JAVA平臺可以讀取柵格和可視化框架計算機程序。它可以在Windows，Linux和Mac平臺上工作，尤其是在運行Java 1.5或更高版本的操作系統(tǒng)上運行。

　　OpenJUMP的插件增強了其功能，有(繪圖和幾何)編輯、光柵、印刷、web處理、空間分析、GPS、屬性查詢、可縮放矢量圖形(SVG)格式的影像輸出和數(shù)據(jù)庫等應用。它不只是一個免費的演示瀏覽器，也可以編輯，保存，分析等。它為地理信息系統(tǒng)的API提供了靈活插件結構，從而使新的功能能比較容易進行。

　　網址是：http://www.openjump.org/

　　No. 11 Diva GIS

　　

 

　　DIVA GIS是用于制圖和地理數(shù)據(jù)分析的GIS軟件。它專門從事生物的豐富性和多樣性的數(shù)據(jù)分析;它可以提取氣候和土地的所有位置數(shù)據(jù)、進行統(tǒng)計分析和建模;此外，它可以定位國家的界限，河流，衛(wèi)星圖像，并在觀察到動物物種的位置，從而為生物學的研究提供了小面積范圍的地圖。

　　網址是：http://www.diva-gis.org/download

　　No. 12 FalconView

　　

 

　　FalconView主要有便攜式飛行計劃軟件(PFPS)的功能，這使得它可以用于戰(zhàn)斗飛行計劃，所以它的大部分用戶來自美國國防部和其他國家地理空間情報機構。它支持各種類型的顯示數(shù)據(jù)，如衛(wèi)星、激光雷達、頻率和MrSID。在SkyView模式中，甚至可以使用MXD文件。

　　它可以參考各種類型的地圖和地理信息，最重要的是在航圖、衛(wèi)星圖像和高程圖方面。目前用戶以軍事任務執(zhí)行人員、飛行員、航空技術支持人員為主。

　　目前的FalconView的一部分XPlan，主要用于美國國防部的任務規(guī)劃系統(tǒng)和佐治亞技術研究所的計劃活動配套方案中。 它可用于Windows系列操作系統(tǒng);而Linux和移動操作系統(tǒng)的版本正在開發(fā)中。

　　網址是：www.falconview.org

　　No. 13 OrbisGIS

　　

 

　　OrbisGIS是一個半成品的開源GIS軟件。它提供了新的方法和技術進行建模，它可以處理和共享空間數(shù)據(jù)，以便于監(jiān)測地理領土和管理。

　　OrbisGIS能夠處理矢量和柵格數(shù)據(jù)模型。在執(zhí)行如噪聲地圖、水文過程等定位應用上，它可以沒有任何插件，只是有時間周期限制。

　　它可以在生態(tài)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的相關性上，使用系統(tǒng)化的方法，進而評估公共政策。但是，這種做法必須考慮到相關的環(huán)境、社會和經濟因素，以促進其有效的決策和規(guī)劃。作為包含分析工具，它可以在不同的時間和空間尺度下，計算各項指標，生成綜合性的建模;這些都將使OrbisGIS成為不可或缺的工具。

　　一般情況下，在空間處理軟件對地理數(shù)據(jù)進行格式化、處理和顯示后，這些數(shù)據(jù)就轉換為地理信息。聲納、雷達、照相機和其他觀測平臺便可以獲得這些數(shù)據(jù)。

　　本文內容部分來源于一份羅列了關于GIS軟件應用的文章，筆者將其編譯整合。開源項目將底層的接口進行整合，實現(xiàn)了基本的數(shù)據(jù)管理、地圖顯示和基本的分析功能。

　　許多(若非全部)數(shù)據(jù)格式都遵守開放標準，GIS 的開放和創(chuàng)新空間更加值得期待。(文|整理編譯 王雙陽)