國際上越來越多專家學者開始支持開源免費GIS軟件的發(fā)展。在眾多開源免費GIS軟件當中首先要提的就是QGIS軟件。QGIS(之前也叫QuantumGIS)是一個開源的桌面GIS軟件,它提供了數(shù)據(jù)的顯示、編輯和分析功能,是一個多平臺的應(yīng)用軟件,可以在多種操作系統(tǒng)上運行,包括MacOSX、Linux、UNIX和Windows。相較于商業(yè)化GIS軟件,QGIS的文件體積更小,需要的內(nèi)存較少。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。QGIS以C++寫成,它的GUI使用了Qt庫。QGIS允許集成使用C++或Python寫成的插件。經(jīng)過多年的發(fā)展,QGIS在多個技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)趕上甚至超過了商業(yè)GIS軟件,并展示出在GIS軟件領(lǐng)域獨特的軟件功能與技術(shù)優(yōu)勢。
需求是科學與技術(shù)發(fā)展的動力。地理信息系統(tǒng)(GIS)就是以應(yīng)用為目的,以技術(shù)為先導(dǎo),在為社會各行各業(yè)服務(wù)中逐步從地理學、測繪學和信息科學中自然形成的一門交叉學科,廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評價、災(zāi)害預(yù)警、國土管理、城市規(guī)劃、交通運輸、軍事安全、水利水工、公共設(shè)施管理、商業(yè)金融等領(lǐng)域。GIS技術(shù)在這些行業(yè)的應(yīng)用離不開GIS軟件工程的實施,可以說缺乏GIS軟件的地理信息技術(shù)是幾乎無法和任何學科結(jié)合并在實際生產(chǎn)實踐中得到應(yīng)用的。也正是基于此,在過去的幾十年中GIS軟件呈雨后春筍般地發(fā)展起來。許多知名的商業(yè)軟件公司都形成了比較成熟的GIS軟件產(chǎn)品,例如ESRI公司的ArcGIS產(chǎn)品系列,Autodesk公司的AutoCAD軟件,PitneyBowes軟件公司的MapInfo,中地數(shù)碼公司的MapGIS以及超圖公司的SuperMap系列等。不過這些軟件畢竟是商業(yè)軟件,使用起來會有諸多限制:①所有的軟件都需要購買,增加了項目成本,尤其是對于在校學生或者從事公益科研的項目組來說更加難以承擔;②版權(quán)限制,用戶無法無限制地使用軟件所帶的模塊;③技術(shù)限制,用戶無法探究軟件的各類模型的實現(xiàn)算法,出現(xiàn)問題時無法自己去查看源代碼修復(fù)問題,更無法自己完善軟件的功能。
鑒于此,國際上越來越多專家學者開始支持開源免費GIS軟件的發(fā)展。在眾多開源免費GIS軟件當中首先要提的就是QGIS軟件。QGIS(之前也叫QuantumGIS)是一個開源的桌面GIS軟件,它提供了數(shù)據(jù)的顯示、編輯和分析功能,是一個多平臺的應(yīng)用軟件,可以在多種操作系統(tǒng)上運行,包括MacOSX、Linux、UNIX和Windows。相較于商業(yè)化GIS軟件,QGIS的文件體積更小,需要的內(nèi)存較少。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。QGIS以C++寫成,它的GUI使用了Qt庫。QGIS允許集成使用C++或Python寫成的插件。經(jīng)過多年的發(fā)展,QGIS在多個技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)趕上甚至超過了商業(yè)GIS軟件,并展示出在GIS軟件領(lǐng)域獨特的軟件功能與技術(shù)優(yōu)勢。以QGIS3.2版本與ArcGIS10.6版本對比為例,QGIS具有以下十大優(yōu)勢:
(1)版權(quán)與授權(quán)。QGIS完全免費,相關(guān)插件和模塊也是免費的,使用QGIS幾乎無需考慮軟件成本問題;相反,ArcGIS軟件本身是付費的,高級分析模塊,如空間分析和網(wǎng)絡(luò)分析模塊等都是需要付費的。
。2)升級問題。QGIS具有高效的軟件問題反饋和修復(fù)追蹤系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)問題可以得到及時有效的修復(fù),QGIS幾乎每隔一個多月都會發(fā)布一個小版本,可以實時保持系統(tǒng)的更新;相反,ArcGIS的更新相對較慢,除補丁修復(fù)外,每年才會有一次版本更新。
(3)開源問題。QGIS是完全開源的,通過研究QGIS相關(guān)源代碼可以了解GIS相關(guān)技術(shù)的底層實現(xiàn)方法,并可以在無需授權(quán)的情況下把QGIS源代碼應(yīng)用于自己的項目中,對于加快項目開發(fā)和避免軟件版權(quán)問題等具有優(yōu)勢;相反,ArcGIS的源代碼是不公開的,當把Arc-GIS模塊應(yīng)用于工程項目開發(fā)中需要單獨授權(quán)。
(4)系統(tǒng)的兼容性。QGIS支持Windows、Linux、MacOSX等多種操作系統(tǒng),兼容Linux系統(tǒng)的64位系統(tǒng)高效計算,在對Python最新的3.x版本的支持方面也比較完善;相反,Arc-GIS在操作系統(tǒng)支持以及對Python最新版本支持上則相對滯后。
。5)自由的插件開發(fā)與分享平臺。QGIS提供了獨立的插件管理器,讓行業(yè)開發(fā)人員可以自由分享自己開發(fā)的插件,使得QGIS和行業(yè)GIS開發(fā)者及研究者一起保持QGIS技術(shù)和應(yīng)用的領(lǐng)先性,目前QGIS提供了超過300個插件,相當一部分模塊是QGIS所獨有的;相反,ArcGIS則很少進行用戶模塊分享,盡管提供模塊很多,但是對于GIS的前沿技術(shù)在軟件中的應(yīng)用相對滯后。
1 導(dǎo)論
1.1 背景
1.2 QGIS的歷史發(fā)展
1.3 數(shù)據(jù)準備
2 QGIS主界面基本操作
2.1 加載第一個圖層
2.2 用戶界面概況
3 地圖設(shè)計
3.1 矢量數(shù)據(jù)操作
3.2 符號系統(tǒng)
4 矢量數(shù)據(jù)分類顯示
4.1 屬性數(shù)據(jù)
4.2 標注工具
4.3 屬性分類
5 專題地圖設(shè)計
5.1 打印布局模塊
5.2 地圖動態(tài)打印布局
5.3 小結(jié)
6 創(chuàng)建矢量數(shù)據(jù)
6.1 新建矢量數(shù)據(jù)集
6.2 要素拓撲關(guān)系
6.3 表單
6.4 動作
7 矢量數(shù)據(jù)分析
7.1 數(shù)據(jù)投影與變換
7.2 矢量數(shù)據(jù)分析
7.3 網(wǎng)絡(luò)分析
7.4 空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
8 柵格數(shù)據(jù)分析
8.1 柵格數(shù)據(jù)的基本操作
8.2 柵格數(shù)據(jù)符號化配置
8.3 地形分析
9 矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)綜合分析
9.1 矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換
9.2 組合分析
9.3 結(jié)果打印輸出
9.4 完整應(yīng)用案例
10 QGIS插件
10.1 下載和管理插件
10.2 常用的QGIS插件
11 QGIS與WebGIS服務(wù)
11.1 網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)(WMS)
11.2 網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)(WFS)
12 QGISServer配置
12.1 QGISServer安裝與配置
12.2 WMS服務(wù)
13 GRASS配置與應(yīng)用
13.1 安裝設(shè)置GRASS
13.2 GRASS分析工具
……
14 QGIS空間分析與評價
15 QGIS在林業(yè)的應(yīng)用
16 PostgreSQL與數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)
17 PostGIS空間數(shù)據(jù)庫
18 QGIS處理工具箱
19 空間數(shù)據(jù)庫操作
主要參考文獻
附錄