一些对GIS的理解

一些对GIS的理解

从05年大学进入GIS专业，至今已有7个年头，也见证了GIS从无人知晓到当前应用逐渐广泛的过程。
打算写一系列文档来总结自己的认识和看法，以便自己从不同的角度来回顾和展望这个让人又爱又恨的行业。
因为是百度gis吧主的原因，曾在去年将此文的前6部分发在百度贴吧，今为了参加此有奖博文活动故又增加4个部分。

目录

1、GIS是什么？
2、GIS有哪些相关学科？
3、GIS可以应用在哪些领域或行业？
4、GIS有哪些基本功能？
5、GIS的产业链都包含哪些？
6、GIS专业毕业生的就业如何？
7、我的学习历程
8、现阶段GIS的发展
9、对ArcGIS的理解
10、愿景

 

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1、GIS是什么？

通常来说，我们提到的GIS是指Geographic Information System，也即 地理信息系统 的简称，但是这三个字母能组合出太多的简称了，比如Gas Insulated Switchgear（气体绝缘组合电器设备）， 以致于我和LionGG几次申请合并GIS吧和地理信息系统吧未果。
而地理信息系统，我的理解是：结合了地理相关数据的信息系统。也就是说，GIS的根本还是一个信息系统（这也使得很多同学在信息类课程上的缺失成为了学习及就业的软肋）。但除了具备普通信息系统的CURD（增删改查）外，更重要的是基于地理数据的分析与整合。关于“分析”与“整合”的具体所指将在后面的文中继续。

2、GIS有哪些相关学科？

我认为GIS是一个多交叉学科，除了GIS本身，遥感，测绘学，地理科学，软件工程都在GIS的构成中起到了或多或少的作用。遥感与测绘为GIS提供数据基础，地理学为GIS提供理论基础，而软件工程则负责部署GIS。

3、GIS可以应用在哪些领域或行业？

GIS现已被渗入到能跟地图，能跟位置扯上关系的各行各业，因为郭嘉法律法规的原因，市场订单的80%仍然是政府机构，比如环保，房管，城管，交通，铁道，水利，农业，林业 ，旅游，地震，气象，电力，粮食，烟草，海洋，航空，邮政，煤矿，航天，公安，消防，国土，水务，规划，测绘，电信等局都有GIS应用的案例。
民用方面，则基本集中在导航与电子地图上的浅层应用。
企业方面，随着近几年电子商务的飞速发展，物流及物联网也广泛地应用了GIS技术，而移动设备的普及则促成了很多LBS。
另外，军事上，GIS早就提供了精准地分析和精确的资料。
在科研领域，灾害预警，空间分析，虚拟模拟，资源评价等也都用到了GIS。

4、GIS有哪些基本功能？

GIS是整合了地理数据的信息系统，而正因为有了地理数据，比如几何位置，拓扑，网络，影像，地形等，使GIS变得更加有趣。
介于地理数据的多样化，比如实时提供位置信息的GPS数据，以点，线，面为基础的地图数据，卫星，飞机，相机拍摄的地球表面的影像数据，凹凸不平的地形数据，街头星罗棋步的视频监控数据，以及众多人文，自然，经济地理相关的统计数据。对这些数据的，收集，整理，计算，展示，都是GIS要做的事情。
GIS更重要的是它的分析功能。包括网络分析（例如最短路径的查找），空间分析（基于几何计算的分析），地形分析（基于DEM的坡度，透视，断面等分析），水文分析，表面分析，栅格分析等。

5、GIS的产业链都包含哪些？

GIS的盘子已经越滚越大了，但介于政策与技术的限制，目前的发展仍然是有广度没深度。在“钱”的这层意义上，我认为GIS产业可以算是IT产业的一个子集。而GIS产业链中的每一个节点，都是学GIS的同学们就业的主要方向。如下图所示：


整个GIS的解决方案大概如上图所示（部分箭头没有连接）。
由GIS数据，GIS平台，硬件服务器构成GIS项目的基础，由GIS项目的具体实施人员将GIS部署给最终客户。其中每个环节都有人的参与，这些人，也就是我们这些GIS的从业人员了。而每个环节都有混得差的混得好的，利润高的，利润薄的，累死的，轻松死的。
有的销售数据的单位一本万利的，而采集数据的人员则昏天黑地，有的单位甚至是靠着一些数据处理加工的外包订单在夹缝中生存。
有的GIS平台提供商可以坐在家里等着客户打电话过来卖产品，而有的GIS平台商不得不靠挤兑下游项目开发商养活平台的研发团队。
有的GIS项目开发商可以垄断某个行业上的应用，而有的开发商则仅仅只能靠外包甚至转包几次来获取微薄的利益。
而在订单产生的过程中，最终用户和市场人员的主要利益则是kickback和commission，有时候，这个比例是相当可观的。

6、GIS专业毕业生的就业如何？

在从事GIS行业的情况下，就业的方向也基本是限定在第5个问题所叙述的大框架中。
如数据的采集（测绘），数据的加工整理（不同数据源的整合，对数据质量的提高，对数据的维护）。
GIS平台或服务的研发和设计，GIS项目的开发和实施，GIS的使用（最终用户，事业单位人员）。
而 测绘仪器，地理数据，GIS平台或服务，GIS项目 都属于产品，所以都会涉及到销售，售前与售后的技术支持以及产品的质量保证。
此外，也有少数博士学历的同学进入了高校或研究所参与GIS的教育和研究工作，而无论考研，考博的升学方式最终还是需要面对就业。
从需求与产业结构的角度来看，大量的需求仍然集中在GIS项目开发与实施的环节上，这也决定了擅长这方面技能的同学很好找工作。这是毕业后同学们选择转行的主要原因之一。
和其他IT行业一样，GIS的就业聚焦地也是北上广，而近几年一些北上广的大型企业也到中西部开拓市场，这也给当地的毕业生提供了不少的就业机会。
虽然在第3个问题中描述了GIS的广泛应用，但由于目前国内的政策限制及应用的普及水平较低，所以GIS的待遇一直提不起来，相比金融，通信，电子商务、移动与互联网等行业的信息系统要低很多。这是毕业后同学们选择转行的主要原因之二。

7、我的学习及工作历程

大学选择这个专业完全是天真地出于对地图的兴趣，后来才知道班上大多数同学都是被调剂的。当然了，类似专业前景，专业在学校的地位这些道理都会在工作好几年后才会明白。
幸运的是，我对计算机也同样感兴趣，说幸运的原因是有了计算机基础，就业的路要宽很多。GIS专业的课程一般分三类：基础课程（英语，数学，物理，政治之类），计算机课程（数据库，数据结构，计算机图形学，面向对象编程语言，脚本编程语言），3S课程（GIS原理，GIS软件使用，GIS开次开发，地图学，测量学，遥感学）。由于我对遥感（RS）和测量学是没有太多兴趣的，所以精力其实大部分都放在计算机和GIS的课程上。

几乎国内所有的学校都会以ArcGIS做为切入点来教育学生如何学习GIS，我也不例外，从使用ArcGIS Desktop配准地图做矢量化，然后对地图配色，加分析图表，再添加指南针，比例尺，图例最后生成第一张地图开始，了解这个专业。再后来学着使用ArcGIS Engine 做一些基于C# + WinForm的定制开发，然后是学着使用ArcGIS Server + Client技术做一些基于Asp.net的定制开发，当然了，在使用ArcGIS SDE数据的时候，会涉及到无数次数据格式和坐标转换的问题，后面学习了基于GIS数据做一些分析，比如叠加分析，三维分析，空间分析水文分析等的时候，才感觉到GIS的功能的强大。
在计算机的学习方面，有点体育老师教数学的感觉，结果就是各种极其重要的基础课程学的很不系统，例如数据结构，数据库，计算机图形学，软件工程等，更别说什么操作系统了，导致了这个差距直到今天我还在不停地弥补。

毕业后参与的第一个项目是给某个区的商务局做写字楼的数据分析系统，在假三维地图上按街道分析和统计写字楼的利用率，税收等数据，用到的技术是ArcGIS for Silverlight, 虽然团队最多时有30个人，但却就我一个人真正的懂点GIS开发，所以我硬是参与了整个流程：从了解需求，到设计GIS模块，开发GIS模块，交付，解决GIS相关的难题（主要是坐标转换），以及协调第三方Vendor的数据。技术上的长进不说，但是能全程参与一个项目，收获还是不少的。
接下来参与了某个市的PGIS的项目，说是项目，但干的活更像是实施，去公安局待了好几个月，也遇到了不少挑战，比如城市人口在3000万左右，由于技术人员在BI方面的薄弱，居然硬生生地存在了一张表里面，又不能直接操作数据库，导致用ArcSDE insert, update操作能搞好几个小时，现在回想起来...又比如某个城市要求做三维沙盘展示，因为一个市两个平方公里的模型量实在太大，导致加载速度很慢，实验了很多方法都解决不了，最后不得不通过降低模型质量来解决。
后面又零零散散地参与了好几个GIS项目，其实功能都是大同小异了，而受限于很多因素，也慢慢觉得其实客户的需求都已经很局限了，很多时候还需要我们去引导他们做新的方案。

8、现阶段GIS的发展

如前所述，由于众多因素，国内的GIS订单90%都来自于gov采购，但这座金矿总有挖干的时候，至少在产品尚未到周期的末期时，会有大批人被饿死。

从早期的竞争较少，利润较高，例如早期几乎80%以上的份额都被ArcGIS独霸。

到中期的蛋糕较大，但同时狼也更多了，如类似Supermap, MapGis的平台商，以及几家比较大的集成商。

一些赶上技术大潮和实习背景较雄厚的公司开始走专注行业的道路，如交通行业，公安行业，数字城市行业，林业，电力，应急，城管，航空，气象，国土，规划等，都能说一到两家具有代表性或者说市场份额较高的公司。

而几家传统的专注于平台的公司也慢慢涉及项目和服务，比如最近炒的很火的云品台，地图汇等

同时依赖于IT技术的新发展，比如三维技术，移动技术，GIS也能不断地涌现出新的增长点。

尤其是移动技术的迅猛和设备的高普及率，导航技术才算是真正民用的GIS技术，而且蕴藏着巨大的价值潜力。

9、对ArcGIS的理解

因为对GIS的整套架构其实还算有一定的认识了，所以在学生时代一直以来都想从底层开发一套自己的GIS产品，直到后来知道天高地厚了才明白这个愿望是单凭自己实习无法实现的。因为整个一套GIS解决方案的框架是很大的，ArcGIS做为GIS软件的鼻祖，一直引领着拿GIS的发展方向，以普适IT解决方案的方式拿ArcGIS的架构举例：

数据引擎：ArcGIS SDE，能适配种主流的数据库
服务端：ArcGIS Server，包括很多模块，如切图，各种分析，各种计算，各种OGC服务输出，配合Web服务器响应请求等，同时有Java和.Net两个版本，以及早期的ArcIMS.
网页客户端：ArcGIS for Javascript, for Silverligh, for Flex
移动客户端：ArcGIS for IOS, for Android, for Windows Phone, for Windows Mobile, ArcPad
桌面处理：ArcGIS Desktop的各种以功能划分的减弱版本
桌面开发：ArcGIS Engine, 以及早期的MapObject
3D模块：ArcGlobe, 以及新收购的CityEngine
云服务：ArcGIS Online.
外加一堆重要GIS的理论：投影坐标，地理坐标，切图缓存，非同源数据转换，大数据量优化，新的软件架构的适应（SOA），云架构等等等等。
版本从早期的8.X主要支持桌面开发，到9.X转向Web开发，再到现在的10.X以服务为主。

国内的Supermp几乎是紧跟ArcGIS的产品线，依靠中科院的研究实力和国产牌，也颇具代表性。

数据引擎：SuperMap SDX，能适配种主流的数据库
服务端：Supermap iServer，包括很多模块，如切图，各种分析，各种计算，各种OGC服务输出，配合Web服务器响应请求等，同时有Java和.Net两个版本，以及早期的Supermap IS.Ne.
网页客户端：Supermap for Javascript, for Silverligh, for Flex,
移动客户端：Supermapfor IOS, for Android, eSuperMap
桌面处理：Supermap Deskpro的各种以功能划分的减弱版本
桌面开发：Supermap Object, 包括COM，java，.Net 三个版本
3D模块：Supermap for iRealSpace, 以及新收购的CityEngine
企业服务：Supermap Dituhui.

 

而其实开源世界也已经有一套较完备的解决方案了，有层出各类，只是在可用性上稍弱了些。
数据为：Postgresql, Spatialite(文件型，基于sqlite)

数据引擎：GDAL，支持多种栅格矢量图形格式
服务端：GeoServer(基于Java开发)，MapServer（基于C++开发）

切片缓存：TileCache
投影转换：Proj(几乎所有主流编程语言都有版本）
网页客户端：OpenLayers, OpenScales（基于flex）
移动客户端：尚无
桌面处理：QGIS（基于QT开发，跨平台，一直在稳定发展）
空间运算：GeoTools.net（移植自java)
3D模块：OsgEarth(基于OpenSceneGraph)

 

10、愿景

希望强大的GIS在某一天不仅能为Gov服务，也能为企业，消费类群体服务。