基本介紹
- 中文名：地理信息系統
- 外文名：Geographic Information System
- 簡稱：GIS
- 功能：提供存儲顯示分析地理數據功能
- 運用領域：技術和套用的角度
- 常用軟體：ArcGIS、MapInfo、超擎等
概述,組成部分,開發方法,研發過程,軟體測試,發展問題,
概述
地理信息系統(GeographicalInformationSystem，GIS)是在計算機軟、硬體支持下，對整個或部分地球表層的有關地理分布數據進行採集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。自20世紀60年代地理信息系統出現以後，其迅速融合空間分析的理論與方法，並通過統計學、圖論、拓撲學、計算幾何和圖形學等方法，更加科學地揭示地理對象間的空間關係及空間模式。GIS為空間分析提供了良好的支撐平台，空間分析也為GIS提供了強有力的理論支撐，並使其獲得了強大的生命力和廣闊的發展空間。隨著計算機新技術的不斷套用，傳統的空間分析任務變得簡單易行，GIS的發展由資料庫型進入分析型階段。而空間分析功能也成為目前GIS進入到地理信息服務時代的核心支撐之一。
組成部分
從套用的角度，地理信息系統由硬體、軟體、數據、人員和方法五部分組成。硬體和軟體為地理信息系統建設提供環境；數據是GIS的重要內容；方法為GIS建設提供解決方案；人員是系統建設中的關鍵和能動性因素，直接影響和協調其它幾個組成部分。
硬體主要包括計算機和網路設備，存儲設備，數據輸入，顯示和輸出的外圍設備等等。
軟體主要包括以下幾類：作業系統軟體 、資料庫管理軟體 、系統開發軟體 、GIS 軟體，等等。 GIS軟體的選型，直接影響其它軟體的選擇，影響系統解決方案，也影響著系統建設周期和效益。
開發方法
開發方法上有：集成式GIS、模組化GIS、組建式GIS，WebGIS等。
1)集成式GIS
集成式GIS系統的優點是各項功能已形成獨立的完整系統；缺點是系統複雜、龐大，成本較高，並且難於與其他套用系統集成。
2)模組化GIS
模組化GIS系統具有較強的工程針對性，便於開發和套用。
3)組件式GIS
組件式GIS具有標準的組件式平台，各個組件不但可以進行自由、靈活的重組，而且具有可視化的界面和使用方便的標準接口。組件式GIS在系統的無縫集成和靈活性方面具有優勢，從一定意義上講，它代表了GIS系統的發展方向。
4)WebGIS
隨著組件式GIS的發展和分散式對象Web(DistributedObject Web)技術的逐漸成熟，未來的WebGIS將是基於COM/AetiveX或COBRA/Java開發的分散式對象GIS系統。
研發過程
GIS軟體可以分成GIS功能軟體、基礎支撐軟體、作業系統軟體三個層次。GIS工程軟體常分為GIS套用軟體與基礎平台兩部分。基礎支撐軟體分為資料庫系統軟體和系統庫。面向對象的開發方法與傳統的面向過程的軟體開發方法從內容及結構上發生了質的變化，提高了復用性和擴充性，但是GIS軟體面向對象開發已經到了相當成熟的階段。ArcGIS等軟體已經相當成熟，功能非常完善，GIS軟體的研發超越已經比較困難，所以需要再次從質上的飛躍來尋求GIS軟體研發的創新。
通常GIS套用項目的空間數據來源包括：數字數據和非數字數據。不同的來源，處理和質量控制原則也不同。對於GPS數據和測量數據，只需要進行簡單的數據規範化(如格式轉換，建立拓撲關係，等等)處理，就可以在GIS中使用，其精度由GPS或測量設備決定，在數據處理過程中不會帶來新的誤差。
軟體測試
要做好GIS軟體的測試工作，首先就要具有一般軟體測試的基本技能，包括以下幾點：
GIS軟體
GIS軟體第一，熟練掌握主流作業系統的套用，以及一些基礎網路知識。具備快速進行套用系統部署和測試環境搭建的能力。
第二，目前大部分套用軟體都離不開資料庫，熟練掌握Oracle、SQLServer等一種或多種資料庫系統的使用。
第三，理解和掌握軟體測試基礎理論與技術。一是各種黑盒測試技術，能夠進行測試用例設計、測試執行、編寫缺陷報告；二是熟悉軟體測試流程，能夠編寫測試計畫，具備組織測試工作的能力。
第四，掌握信息安全基本知識，這也是必要的基本功，特別是在GIS行業里，信息安全至關重要。
發展問題
（一）多數GIS軟體企業創新能力有待提高
目前GIS軟體企業雖然數量多，但多數GIS軟體企業創新能力有待提高。除少數大企業能堅持千萬元甚至上億元級別的研發投入進行自主創新之外，多數企業因市場競爭激烈、生存壓力大、人才培養和激勵機制不完善等原因，很難保證對創新的持續投入，企業吸收先進技術（如人工智慧、深度學習、時空數據分析與挖掘等）的能力不足。
（二）中國GIS軟體產業市場秩序有待規範
總的來說，當前市場上對GIS套用軟體的價值認知不足，這導致了低價競標、低價中標等不規範競爭現象時有發生。軟體不像硬體，規格各方面要求比較明確，如伺服器的CPU、記憶體和存儲容量等規格指標都能明確，不同硬體之間的可比性也強。而軟體的伸縮餘地比較大，尤其是定製類的軟體項目，如一個數字城市項目，幾千萬、幾百萬元可以做，幾十萬元也可以做。當然，投入差別大，完成的效果差別肯定也很大。低價中標的機制，既讓企業做不好投資者的項目，不能很好地為投資者服務，同時也有損企業的商業信譽，不利於企業乃至整個產業的可持續發展。
（三）人才培養尚不適應GIS軟體產業發展的需要
目前我國共有170多所高校開設了GIS本科專業，但是由於不同院校的GIS師資力量和教學條件差異較大，制定的培養方案也參差不齊，不少院校培養的GIS人才質量不盡如人意。國內GIS專業設定較為單一，缺乏針對不同目標和社會需求的GIS人才培養方式，特別是缺乏兼具工程技術知識和經營管理知識的複合型人才。一些高校在GIS課程設定方面重理論輕實踐，與市場脫節，培養的學生開發能力偏弱，導致學生畢業後真正有意願從事軟體開發工作所占的比例不高。另外，由於行業薪酬的差異，很多優秀的具備GIS軟體開發能力的人才被吸引到網際網路和金融等領域。
（四）中國GIS軟體國際化進展緩慢
近年來我國GIS企業在開拓國際市場方面做出了努力，通過開展國際合作、參加國際展會、尋找國際代理商、與國內的國際化大企業合作等策略開拓國際市場，已初見成效。總的來講，中國GIS軟體國際化地位與我國的GIS軟體技術水平和產業化水平，與國際市場、特別是開發中國家和新興國家巨大的市場潛力相比，還有很大的差距。原因有幾個：一是中國市場大，多數企業滿足於國內市場的開拓；二是國際市場開拓代價大，品牌建立過程漫長，一些企業望而卻步，淺嘗輒止；三是GIS基礎軟體在信息系統建設中屬於底層軟體，越是底層的軟體，用一種品牌替換另一種品牌的代價越大，因為一旦替換，上層的套用系統都可能要重新開發，客觀上給中國GIS基礎軟體國際化推進帶來了困難。
