關(guān)于GIS大學(xué)生涯規(guī)劃的思考
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當(dāng)前的GIS教育現(xiàn)狀,大家或多或少有所了解。我在《GIS初學(xué)者》第一期的《中國GIS本科生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀調(diào)查報告》一文中進行了簡單的調(diào)查、闡述與分析。由于有太多的阻力因素存在,教學(xué)改革不是一朝一夕就能開展的,因此迷茫的朋友們,還是不要指望學(xué)校會給你喂好飯吧。作為一個成年人,應(yīng)該有自己的思想和意志,走自己的路。
路徑選擇,首先要知道自己在哪兒,要去哪兒——這是給自己的所在地和目的地定位。所在地的定位沒什么問題,能考上大學(xué)的人,差不多都對自己的知識和技能、素質(zhì)和能力、性格和品格有一定 的認(rèn)識,只是精度不同而已。目的地的定位卻是個大問題,大多數(shù)人只能籠統(tǒng)地說出找工作、做學(xué)問或創(chuàng)業(yè),再想看清晰一點卻是難于上青天。竊以為這是很多人迷茫的一個重要的方面。想當(dāng)初,從小喜愛地圖的我懷著一腔熱情報考GIS專業(yè),卻也弄不清自己到底想做什么,使得兩年的大好時光白白浪費(盡管用傳統(tǒng)的衡量“好學(xué)生”的標(biāo)準(zhǔn)我可謂是相當(dāng)成功),加上考研,一共是三年青春向東流,現(xiàn)在 每每想來,總是痛心不已。值此畢業(yè)之際,我將自己的思想整理了一下,希望能為迷茫的朋友做個導(dǎo)航。
方向1:開發(fā)工程師
畢業(yè)后要找工作的朋友,得考慮下有哪些工作和自己喜歡什么工作。由于目前GIS就業(yè)市場的形勢是供大于求、僧多粥少,因此更多的還是考慮市場需求比較好。
據(jù)《GIS開發(fā)者》第六期的《中國GIS人才生存狀況調(diào)查報告》一文,“在眾多GIS單位中,其主營業(yè)務(wù)大多是工程開發(fā)或軟件研發(fā)和銷售。從事數(shù)據(jù)處理的單位比例也達18%”,“單位對人才需求最多的是資深開發(fā)人員,其次是程序員和項目經(jīng)理。由此也可看出,如果想從事GIS行業(yè),較強的編程能力才是‘通行證’”。打開各大論壇的求職招聘版,也可以看到幾乎每個單位都招開發(fā)人員。這里找了很典型的一則招聘啟事:
職位:GIS開發(fā)工程師
要求:熟練掌握C#/C++使用;熟練掌握ArcGIS Engine 9.0以上版本的使用;有C#/C++結(jié)合Engine項目經(jīng)驗者優(yōu)先;
這則啟事簡單明了,一共三點要求:語言、組件、經(jīng)驗??陀^地說,對應(yīng)聘者的要求還是很低的,我想一個普通的高中畢業(yè)生認(rèn)真地自學(xué)一年應(yīng)該能夠勝任。然而,按部就班的“優(yōu)秀”本科畢業(yè)生卻未必能滿足這些要求。第一,學(xué)校基本上只教VB和C這兩門基礎(chǔ)的教學(xué)語言,目標(biāo)是過二級、三級,然而考級對編程的要求與工作中對編程的要求完全是兩碼事,不是一個方向。第二,曾經(jīng)風(fēng)靡的兩種GIS組件MapX和MO正在退出社會舞臺,然而在課堂上仍然是主打。第三,有開發(fā)經(jīng)驗的學(xué)生太少了,很多學(xué)校完全不教二次開發(fā),即使教,對學(xué)生的要求也不高,實現(xiàn)簡單的瀏覽、查詢就行了,這根本算不上項目經(jīng)驗。因此,想從事開發(fā)工作的朋友們,必須在校園里開展自助學(xué)習(xí)。個人認(rèn)為,認(rèn)認(rèn)真真地參加一次ESRI或超圖辦的開發(fā)組比賽,就可以達到普通公司的要求了。下面再看一則要求比較高的:
1、計算機或GIS專業(yè)本科及以上學(xué)歷;
2、熟練掌握C/C++語言、Java、JSP、C#等語言,熟悉VC++、JBuilder編程環(huán)境;
3、熟悉設(shè)計模式、UML,能用Rose等建模工具構(gòu)建系統(tǒng)模型;
4、熟練掌握Supermap、Arcgis等主流GIS平臺及二次開發(fā)技術(shù),有GIS軟件平臺底層開發(fā)背景,熟悉GIS常用算法, 對Web Gis系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)、性能、安全等有較深刻的理解;
5、熟悉SQLServer、Oracle數(shù)據(jù)庫開發(fā)。
6、有良好的團隊精神,有良好的交流與溝通能力,具有跨平臺軟件開發(fā)或嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗者優(yōu)先;
這份工作網(wǎng)友們有說工資少于5000沒人干的,也有說這種高人沒有10K是供不起的。但其實認(rèn)真自學(xué)四年,滿足這些要求是綽綽有余的。用一年自學(xué)計算機基礎(chǔ)、語言(除了VB或C,C#、C++、Java、VB.NET四者應(yīng)當(dāng)有一)、網(wǎng)絡(luò)開發(fā),用一學(xué)期學(xué)習(xí)商業(yè)GIS桌面軟件和組件開發(fā)(建議參加比賽),用一學(xué)期學(xué)大型數(shù)據(jù)庫和分布式系統(tǒng),用一學(xué)期學(xué)軟件工程、系統(tǒng)分析與架構(gòu),用一年學(xué)習(xí)開源GIS軟件并練習(xí)底層開發(fā)(比二次開發(fā)技術(shù)含量高,鉆研能力強的人可以走這條路。需學(xué)習(xí)算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理。很多學(xué)校開了這些課,但一是跟GIS結(jié)合不緊,二是實踐不夠以至于理論不能掌握。),用一學(xué)期了解跨平臺、嵌入式、虛擬現(xiàn)實等前沿技術(shù)。
肯定有人會指責(zé),這樣的規(guī)劃一是過于偏重IT而輕視地學(xué)和數(shù)學(xué),二是太理想化沒人能學(xué)出來,三是要學(xué)校還有什么用。正常來說,應(yīng)該有少數(shù)人會冷嘲熱諷或破口大罵的。下面我“未雨綢繆”,提前一一作答。第一,上文只是對想從事開發(fā)工作的人說的,對開發(fā)人員來說,計算機技術(shù)是最重要的。對這部分GISer,只要能把G的基本知識和發(fā)散思維引入IS,就非常好了,術(shù)業(yè)有專攻嘛。至于其它的路,下文還有探討。第二,世上無難事,為之,則難者亦易矣,不為,則易者亦難矣,對于毅力匱乏、眼高手低、光說不練的人而言,這的確太理想化了。另外,上文所列的內(nèi)容只是指引方向,并不是要求全部掌握,而且學(xué)校畢竟不是工作,不用每樣都學(xué)很深。第三,對于想走這一方向的人來說,除了學(xué)位證書那一紙遮羞布,學(xué)校確實用處不大。從課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容來看,大多數(shù)學(xué)校似乎都是想培養(yǎng)科研人才的——當(dāng)然培養(yǎng)方式還有待改進。不只是GIS專業(yè),很多學(xué)科都存在理論脫離實踐、教學(xué)脫離實際、校園脫離社會的問題,何必盲從呢?成績可以光耀門楣,可以賺取獎金,就是不能給你帶來一份好的工作——你看拿家GIS公司的招聘要求里寫了“成績優(yōu)異者優(yōu)先錄取”?當(dāng)然,在大家能力都不行的情況下,成績好的便成了矮個里的將軍。
小結(jié)一下,這條路是通向開發(fā)工程師的,發(fā)展得好可以成為項目經(jīng)理吧。這里需要補充的是,開發(fā)并不僅僅是指編程,需求分析和軟件架構(gòu)也是開發(fā)的重要組成部分,這些工作不做好,編程的時候就會比較亂,而且系統(tǒng)的健壯性也不容易好。不愿意編程的人,比如說女生,可以考慮往這方向走,不過最好對GIS編程也有一定接觸。
方向2:三維工程師
其實也應(yīng)該屬于開發(fā),只是覺得很多初學(xué)者對三維比較感興趣,因此單列出來。還是先看一則招聘啟事吧:
職位描述: 在高級開發(fā)工程師/系統(tǒng)工程師指導(dǎo)下進行地學(xué)三維相關(guān)模塊的設(shè)計與開發(fā)工作;
職位要求:
1.計算機、地理信息系統(tǒng)、應(yīng)用數(shù)學(xué)或者相關(guān)專業(yè)本科以上學(xué)歷;
2.掌握VC開發(fā)技巧,熟悉c/c++編程,對OpenGL或者D3D技術(shù)有一定了解,;
3.英文水平良好,閱讀英文技術(shù)資料沒有障礙;
4.較強的邏輯分析能力, 學(xué)習(xí)能力, 創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力;
5.有三維仿真、游戲引擎開發(fā)經(jīng)驗者優(yōu)先
這應(yīng)該出乎很多初學(xué)者的意料:搞三維也得會編程的!沒錯,三維開發(fā)可以簡單地分為兩塊:建模和編程。用GIS軟件建立的地面模型和用3DMAX等軟件建立的地物模型是靜止的,要對他們進行動態(tài)控制需要編程。舉個小例子,橋梁每時每刻都因受到風(fēng)和汽車的力而發(fā)生形變,要想了解形變的情況,可以在橋梁上裝上若干GPS即時的獲取位置信息,同時用軟件建立橋梁模型,通過編程使得GPS數(shù)據(jù)和橋梁模型關(guān)聯(lián)起來并加以夸張,這樣每當(dāng)GPS數(shù)據(jù)發(fā)生了改變,模型上的橋梁也就發(fā)生相應(yīng)的可觀察的形變。
要想從事這種工作,在計算機方面要自學(xué)3DMAX或MAYA,在編程上要深入學(xué)習(xí)用C++進行OpenGL技術(shù)開發(fā),在GIS上要注重學(xué)習(xí)DEM和虛擬現(xiàn)實的內(nèi)容。這些課堂上基本都是很少涉及的,必須自學(xué)。
方向3:數(shù)據(jù)工程師
數(shù)據(jù)是GIS的血液,一個項目很大一部分資金都是注入到數(shù)據(jù)的采集、生產(chǎn)和維護中的,因此這也是一個比較大的方向。還是先看一則招聘啟事:
職位要求:
1.相關(guān)專業(yè)本科畢業(yè),應(yīng)屆也可
2.有良好的專業(yè)知識,熟悉ARCGIS軟件操作
3.有地圖數(shù)字化方面工作經(jīng)驗,有數(shù)據(jù)庫相關(guān)操作經(jīng)驗
4.對GIS工作抱有熱情,有良好的團隊合作精神
崗位描述:GIS數(shù)據(jù)的生產(chǎn)和維護
我的感覺,這是一個很辛苦的、技術(shù)含量最低的GIS工作。前些時候去江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心參觀,看到數(shù)據(jù)處理的地方就像一個工廠車間,很寬敞,一排排的電腦,大家就帶著立體鏡根據(jù)測量圖紙在ArcGIS中的遙感影像立體像對上矢量化,錄入到空間數(shù)據(jù)庫中。矢量化是我們的拿手好戲,這里就不贅述了。這種工作,一般中專生培訓(xùn)培訓(xùn)也能做。
再有就是遙感和航測數(shù)據(jù)處理,學(xué)過遙感和攝影測量課程,會用ERDAS或ENVI或ER MAPPER,以及VirtuoZO就行。
當(dāng)然,隨著GPS導(dǎo)航的興起,導(dǎo)航數(shù)據(jù)和電子地圖成為了一個熱點。這一方面我沒有接觸過,因此不能提出看法??梢运阉饕幌伦鰧?dǎo)航的一些公司的招聘啟事。
方向4:銷售/市場/企劃
越來越講究工作經(jīng)驗的要求。我了解的不多。
方向5:軟件測試/技術(shù)支持
小公司能專門設(shè)置這樣的職位么?
方向6:項目管理/文檔編寫
文字功底扎實,專業(yè)知識全面,洞悉行業(yè)。
方向7:提供解決方案或輔助決策服務(wù)
不開發(fā)系統(tǒng),只是用桌面軟件進行空間分析,為客戶提供解決方案或輔助決策的服務(wù)。比如說,某超市要選址,需要特地做個系統(tǒng)么?沒必要,在ArcMap中用VBA寫程序,得出最優(yōu)解,寫份報告就行了。
我導(dǎo)師這邊就是把GIS作為區(qū)域規(guī)劃的輔助工具,在ArcGIS中進行空間分析,為國土部門提供輔助決策服務(wù)。不過有這樣的公司嗎?
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方向8:轉(zhuǎn)到應(yīng)用行業(yè)
在高校中走方向7的人,有很大一部分就轉(zhuǎn)到了相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域工作,把GIS作為處理該領(lǐng)域的一種工具,而不再做一個純的GISer。比如說搞土地應(yīng)用的進了國土局,搞林業(yè)應(yīng)用的進了林業(yè)局,搞水利應(yīng)用的進了水利局……畢竟,如果把GIS作為一種技術(shù),那她只有在廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域中才能充分展現(xiàn)自己的魅力,需要有學(xué)GIS的人專注于把這門技術(shù)深入地應(yīng)用到某一個領(lǐng)域中。
我導(dǎo)師曾說過:當(dāng)GIS被融入IT主流時,是幸運也是不幸。對那些無法在IT的浪潮中輾轉(zhuǎn)騰挪、上下翻飛、搏激弄潮的朋友們而言,不關(guān)注技術(shù)本身,轉(zhuǎn)而投身到應(yīng)用中,或許是一個明智的選擇。
不錯,大城市的這個局那個局很少招本科生了(有關(guān)系的不算),那么小地方呢?或是其它領(lǐng)域呢?為什么不能到GIS還沒有涉足到的區(qū)域去開疆拓土呢?與其他人相比,你具有非專業(yè)優(yōu)勢。胡亂打個比方,同樣做村長,你至少比學(xué)行政管理、只會紙上談兵的畢業(yè)生多了一個高科技手段,手握盜版軟件的你可以用GIS來科學(xué)地管理村子。至于怎么應(yīng)用,我一時半會吹不出來,但人類80%的信息都和空間位置有關(guān),肯定有你能挖掘出來的東西,當(dāng)你帶著GIS的思維去工作,只要是有心人,肯定能在工作中發(fā)現(xiàn)用的到GIS的地方,只有想不到的,沒有做不到的。用了之后,只要有效果(或者吹出效果),不就成了建設(shè)新農(nóng)村和創(chuàng)新型國家的典型?
GIS需要我們推廣!
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方向9:升學(xué)
越來越多的人考研究生,據(jù)《GIS開發(fā)者》第七期的《要不要考研?考什么樣的研?》一文,絕大部分是為了逃避就業(yè)壓力??墒茄芯可厴I(yè)也要工作呀,無非也就是上面那幾條路。大家知道現(xiàn)在的研究生教育也不咋的,有些人是“做”幾篇沒意義的論文畢業(yè)了事,與當(dāng)年本科畢業(yè)的同學(xué)相比,多了一層遮羞布,卻少了三年工作經(jīng)驗。精明的企業(yè)老板是不會看重學(xué)歷的,因此研究生的就業(yè)情況也不容樂觀。有人這樣說保研:用浪費三年時間的代價換來繼續(xù)浪費三年時間的資格。當(dāng)然優(yōu)秀的研究生還是比本科生多一些機會,尤其是事業(yè)單位對學(xué)歷還是比較看重的吧。
讀研,第一年上課,第二年“自由活動”,第三年(或最后半年)做畢業(yè)論文。除了畢業(yè)論文,在讀研期間還需要在期刊上發(fā)表一些論文,各個學(xué)校對論文數(shù)量和質(zhì)量的要求是不一樣的。剩下的時間主要是做導(dǎo)師的項目和自己充電。項目通常分為“縱向項目”和“橫向項目”兩種??v向項目,俗稱“國家給錢的”,是由政府長期設(shè)立的各類研究基金支持的項目,主攻前沿課題;而橫向項目,俗稱“社會給錢的”,是企業(yè)或者其他單位就某些課題委托的項目。因此這里實際上又有兩條路可選:想走科研道路的,選擇以縱向項目為主的導(dǎo)師;不想走科研道路的,選擇以橫向項目為主的導(dǎo)師。
那么GIS科研主要做什么呢?個人認(rèn)為還可以分成四條路:基礎(chǔ)理論、實現(xiàn)技術(shù)、深度應(yīng)用和新應(yīng)用。基礎(chǔ)理論是整個學(xué)科的核心與靈魂,這里多列舉幾個研究方向:空間數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性研究;空間關(guān)系語言研究;空間數(shù)據(jù)的多種表達方式研究;地理信息的使用和價值研究;海量空間數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)體系研究;地圖制圖的規(guī)范化研究;地理信息數(shù)據(jù)共享的研究;GIS中時空關(guān)系的研究;GIS和空間分析研究;法律、信息政策和空間數(shù)據(jù)庫關(guān)系研究;地理信息系統(tǒng)的互操作研究;地理世界的規(guī)范化模式研究。再舉幾個實現(xiàn)技術(shù)的科研方向:空間決策支持系統(tǒng);空間信息的可視化研究;遙感和 GIS的集成研究;GIS的用戶接口研究;通過協(xié)作形成空間決策系統(tǒng)的研究。再舉幾個深度應(yīng)用的科研方向:GIS在全球變化中的作用研究;在社會背景中,如何在 GIS中表達人、空間與環(huán)境的研究。至于新應(yīng)用,則是讓GIS技術(shù)滲透到生產(chǎn)生活各個方面的,比如上面提到的村長GIS,還有在《GIS初學(xué)者》第一期中《訪南京師范大學(xué)學(xué)生胡雷地》一文中提到的家譜GIS。
搞基礎(chǔ)理論估計是最底層的,也是最難的,當(dāng)然只有走這條路你才有可能成為院士、科學(xué)家、行業(yè)的核心引領(lǐng)者和推動者。想走這條路的人,在本科期間重在打基礎(chǔ),尤其要有深厚的數(shù)學(xué)功底,不僅是高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計,還有必要自學(xué)離散數(shù)學(xué)、數(shù)值分析、拓?fù)鋵W(xué)等科目。在計算機上需要對C++、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理、計算機圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理有一定理解,并能熟練使用Matlab、IDL等科研常用軟件。在GIS上,在有一定實踐能力的基礎(chǔ)上,更加注重對基礎(chǔ)理論的理解,多讀一些GIS書籍。到碩士研究生階段,根據(jù)學(xué)校及導(dǎo)師情況大致選擇自己的方向,進一步打基礎(chǔ)。這樣,在博士期間有望有所創(chuàng)新和突破。
搞實現(xiàn)技術(shù)比基礎(chǔ)理論少一些抽象,而對計算機的要求可能更高一些,數(shù)學(xué)仍然很重要。我在書店看到過有常用算法與實現(xiàn)代碼的書,覺得比較適合本科生鉆研。
GIS只有在應(yīng)用中才能體現(xiàn)其生命力,而深度應(yīng)用最能體現(xiàn)GIS的強大。想走這條路的人可以在大學(xué)期間選中一兩個應(yīng)用方向,如物流、礦產(chǎn)等,多看一些GIS在該領(lǐng)域的應(yīng)用論文。在研究生階段,也就只專注于一個領(lǐng)域的應(yīng)用。
我個人則希望能夠在將來成為拓展GIS應(yīng)用領(lǐng)域的人,這需要對各種技術(shù)有所認(rèn)識,但不用深入鉆研,更重要的是會用GIS的思想來思考問題。我用活躍的思維和火熱的熱情來引導(dǎo)學(xué)習(xí),或許比較適合這個方向。又想起閭國年教授的話:“做學(xué)者,不做學(xué)生”。
--------------------------------自主!共進!-------------------------------------
方向10:徹底轉(zhuǎn)行
實在對GIS沒興趣,不如徹底轉(zhuǎn)行。要舍得放棄。但請不要辱罵GIS。
結(jié)語
本文相當(dāng)于一篇需求分析,闡述了GIS學(xué)生未來的走向,并簡單地談了選擇不同的路在大學(xué)期間應(yīng)該分別做些什么。我知道很多人是被調(diào)劑到GIS專業(yè)的,你們也不知道自己是否喜歡這個專業(yè),那么我建議你:合理的判斷是建立在充分的閱讀與思考上的。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源吧。
還有兩句話不能不提:萬事開頭難;GIS對勤奮的人來說是機遇,對懶惰的人來說是噩夢。毅力匱乏是我們這一代人(當(dāng)然不是指每個人)很突出的一個毛病,在這個節(jié)奏快速、物欲橫流的時代,有幾人能不浮躁?堅持到底就是勝利,這是最淺顯也是最深刻的道理。這里引用三句詩來描述GIS學(xué)習(xí)的三個階段(是反復(fù)循環(huán)以至無窮的),希望能對大家有所幫助:
昨夜西風(fēng)凋敝處,獨上高樓,望斷天涯路?!诿悦V袑ぢ?/p>
衣帶漸寬終不悔,為伊消得人憔悴。——在信念中摸黑
眾里尋她千百度,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處?!诜此贾型黄?/p>
最后說明一下,本人發(fā)帖時是普通學(xué)校大四臨畢業(yè)的學(xué)生,目前已在研究生導(dǎo)師的實驗室里工作近兩個月。個人認(rèn)為自己只有大三的四分之三學(xué)年和這兩個月在學(xué)習(xí)GIS,水平很低。在實踐方面,自己摸過VB二次開發(fā)、C#、ASP、SuperMap Objects、ArcEngine、Rose,學(xué)得都很淺。加上個人閱歷和社會經(jīng)歷也比較膚淺,文中難免有大量主觀臆斷的內(nèi)容,可能會誤導(dǎo)大家。因此,懇請讀者們把自己的感想寫下來,不管是正面的還是負(fù)面的,理性的還是感性的。我會根據(jù)大家的看法校準(zhǔn)自己的思路,優(yōu)化過的文章將在《GIS初學(xué)者》第五期上和大家見面。
另,GIS大學(xué)論壇的《GIS初學(xué)者》版上有一些討論或許會對您有幫助?!禛IS初學(xué)者》也很渴望您投稿,尤其急缺實踐類的文章。學(xué)習(xí)中的點點滴滴、一個小問題的產(chǎn)生和解決、一次課堂實驗,都會使讀者受益匪淺,從而推動我們的GIS教育。謝謝您!真心地祝您,祝我們共同進步。
(一)GIS簡介--什么是GIS ?
地理信息系統(tǒng) (GIS, Geographic Information System) 是一種基于計算機的工具,它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進行成圖和分析。 GIS 技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作(例如查詢和統(tǒng)計分析等)集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別,從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值。
我們當(dāng)今面臨世界的最主要的挑戰(zhàn)是——人口過多,環(huán)境污染,森林破壞,自然疾病等。這些都與地理因素有關(guān)。
不論是從事一種新的職業(yè),還是尋找生長香蕉的最合適的土壤,或是為救護車計算最佳的行車路線,這些本地問題也都有地理因素。
地圖制作和地理分析已不是新鮮事,但GIS執(zhí)行這些任務(wù)比傳統(tǒng)的手工方法更好更快。而且,在GIS技術(shù)出現(xiàn)之前,只有很少的人具有利用地理信息來幫助做出決定和解決問題的能力。
今天,GIS 已是一個全球擁有數(shù)十萬的人員和數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。GIS已在全世界的中學(xué)、學(xué)院、大學(xué)里被講授。在每個領(lǐng)域里的專家不斷地意識到按地理的觀點來思考和工作所帶來的優(yōu)越性。
(二)GIS簡介----一個GIS的組成
GIS 由五個主要的元素所構(gòu)成: 硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法。
硬 件
硬件是GIS所操作的計算機。今天,GIS軟件可以在很多類型的硬件上運行。從中央計算機服務(wù)器到桌面計算機,從單機到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
軟 件
GIS軟件提供所需的存儲、分析和顯示地理信息的功能和工具。主要的軟件部件有:
輸入和處理地理信息的工具
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)
支持地理查詢、分析和視覺化的工具
容易使用這些工具的圖形化界面(GUI)
數(shù) 據(jù)
一個GIS系統(tǒng)中最重要的部件就是數(shù)據(jù)了。地理數(shù)據(jù)和相關(guān)的表格數(shù)據(jù)可以自己采集或者從商業(yè)數(shù)據(jù)提供者處購買。GIS將把空間數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)集成在一起,而且可以使用那些被大多數(shù)公司用來組織和保存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),來管理空間數(shù)據(jù)。
人 員
GIS技術(shù)如果沒有人來管理系統(tǒng)和制定計劃應(yīng)用于實際問題,將沒有什么價值。GIS的用戶范圍包括從設(shè)計和維護系統(tǒng)的技術(shù)專家,到那些使用該系統(tǒng)并完成他們每天工作的人員。
方 法
成功的GIS系統(tǒng),具有好的設(shè)計計劃和自己的事務(wù)規(guī)律,這些是規(guī)范而且對每一個公司來說具體的操作實踐又是獨特的。
(三)GIS簡介--GIS如何工作
GIS就是用來存儲有關(guān)世界的信息,這些信息是可以通過地理關(guān)系連接在一起的所有主題層集合。這個簡單卻非常有力和通用的概念,對于解決許多真實世界的問題具有無價的作用,這些問題包括:跟蹤傳輸工具、記錄計劃的詳細(xì)資料,模擬全球的大氣循環(huán)等。
地理參考系統(tǒng)
地理信息包含有明確的地理參照系統(tǒng),例如經(jīng)度和緯度坐標(biāo),或者是國家網(wǎng)格坐標(biāo)。也可以包含間接的地理參照系統(tǒng),例如地址、郵政編碼、人口普查區(qū)名、森林位置識別、路名等。一種叫做地理編碼的自動處理系統(tǒng)用來從間接的參照系統(tǒng),如地址描述,轉(zhuǎn)變成明確的地理參照系統(tǒng),如多重定位。這些地理參考系統(tǒng)可以使你定位一些特征,例如商業(yè)活動、森林位置,也可以定位一些事件,例如地震,用于做地表分析。
矢量和柵格模式
地理信息系統(tǒng)工作于兩種不同的基本地理模式——矢量模式和柵格模式。
在矢量模式中,關(guān)于點、線和多邊形的信息被編碼并以x、y坐標(biāo)形式儲存。一個點特征的定位,例如一個鉆孔,可以被一個單一的x、y坐標(biāo)所描述。線特征,例如公路和河流,可以被存儲于一系列的點坐標(biāo)。多邊形特征,例如銷售地域或河流聚集區(qū)域,可以被存儲于一個閉合循環(huán)的坐標(biāo)系。矢量模式非常有利于描述一些離散特征,但對連續(xù)變化的特征,例如土壤類型或趕往醫(yī)院的開銷等,就不太有用。
柵格模式發(fā)展為連續(xù)特征的模式。柵格圖象包含有網(wǎng)格單元,有點像掃描的地圖或照片。不管是矢量模式還是柵格模式,用來存儲地理數(shù)據(jù),都有優(yōu)點和缺陷?,F(xiàn)代的GIS都可以處理這兩種模式。
(四)GIS簡介--GIS 的任務(wù)
一般來說,GIS有以下五個過程或任務(wù):
輸入
處理
管理
查詢和分析
可視化
輸入
在地理數(shù)據(jù)用于GIS之前,數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)臄?shù)字格式。從圖紙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計算機文件的過程叫做數(shù)字化。對于大型的項目,現(xiàn)代GIS技術(shù)可以通過掃描技術(shù)來使這個過程全部自動化,對于較小的項目,需要手工數(shù)字化(使用數(shù)字化桌)。
目前,許多地理數(shù)據(jù)已經(jīng)是GIS兼容的數(shù)據(jù)格式。這些數(shù)據(jù)可以從數(shù)據(jù)提供商那里獲得并直接裝入GIS中。
處理
對于一個特殊的GIS項目來說,有可能需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成或處理成某種形式以適應(yīng)你的系統(tǒng)。例如,地理信息適用于不同的比例尺(街道中心線文件的比例尺也許是1:100,000;人口邊界是1:50,000;郵政編碼是1:10,000)。在這些信息被集成以前,必須轉(zhuǎn)變成同一比例尺。這可以是為了顯示的目的而做的臨時變換,也可以是為了分析所做的永久變換。GIS技術(shù)提供了許多工具來處理空間數(shù)據(jù)和去除不必要的數(shù)據(jù)。
管理
對于小的GIS項目,把地理信息存儲成簡單的文件就足夠了。但是,當(dāng)數(shù)據(jù)量很大而且數(shù)據(jù)用戶數(shù)很多時,最好使用一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS),來幫助存儲、組織和管理數(shù)據(jù)。一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS就是用來管理一個數(shù)據(jù)庫—一個數(shù)據(jù)的完整收集——的計算機軟件。
有許多不同的DBMS設(shè)計,但在GIS中,關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設(shè)計是最有用的。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計中,概念上數(shù)據(jù)都被存儲成一系列的表格。不同表格中的共同字段可以把它們連接起來。這個令人驚訝的簡單設(shè)計被廣泛地應(yīng)用,主要是由于它的靈活性以及在使用GIS和不使用GIS時,都被廣泛地采用。
查詢和分析
一旦你擁有一個包含你的地理信息的多功能的GIS系統(tǒng),你可能開始提出象下面這樣的一些簡單問題:
這個角落上的這塊土地屬于誰?
兩個地方之間的距離是多少?
工業(yè)用地的邊界在哪里?
有關(guān)分析的問題可能是:
適合于蓋新房子的所有地點在哪里?
生長橡樹的最好的土壤類型是什么?
如果我要在這里建一條高速公路,它將如何影響交通?
GIS提供簡單的鼠標(biāo)點擊查詢功能和復(fù)雜的分析工具,為管理者和類似的分析家提供及時的信息。當(dāng)你分析地理數(shù)據(jù)用于尋找模式和趨勢,或提出“如果……怎么樣”設(shè)想時,GIS技術(shù)實際上正在被使用。現(xiàn)代的GIS具有許多有力的分析工具,但是有兩個是特別重要的。
1. 接近程度分析
在這片水域周圍100米范圍內(nèi)有多少房子?
這家商店附近10公里范圍內(nèi)共有多少消費者?
在這口井周圍500米范圍內(nèi)紫花苜蓿這種植物占多大面積?
為了回答這些問題,GIS技術(shù)使用一個叫做緩沖的處理方法,來確定特征間的接近關(guān)系。
2. 覆蓋范圍分析
不同數(shù)據(jù)層的綜合方法叫做覆蓋。簡單的說,它可以是一個可視化操作,但是分析操作需要一個或多個物理連接起來的數(shù)據(jù)層。覆蓋,或空間連接,可以將稅收數(shù)據(jù)與土地、斜坡、植被或土地所有者等集成在一起。
可視化
對于許多類型的地理操作,最終結(jié)果最好是以地圖或圖形來顯示。圖件對于存儲和傳遞地理信息是非常有效的。制圖者已經(jīng)生產(chǎn)了上千年的地圖,GIS為擴展這種制圖藝術(shù)和科學(xué)提供了嶄新的和激動人心的工具。地圖顯示可以集成在報告、三維觀察、照片圖象和例如多媒體的其他輸出中。
(五)GIS簡介--相關(guān)技術(shù)
GIS與其他幾種信息系統(tǒng)密切相關(guān),但由于其處理和分析地理數(shù)據(jù)的能力使其與它們相區(qū)別。盡管沒有什么硬性的和快速的規(guī)則來給這些信息系統(tǒng)分類,但下面的討論可以幫助區(qū)分GIS和桌面制圖、計算機輔助設(shè)計CAD、遙感、DBMS、以及GPS技術(shù)。
桌面制圖
桌面制圖系統(tǒng)用地圖來組織數(shù)據(jù)和用戶交互。這種系統(tǒng)的主要目的是產(chǎn)生地圖:地圖就是數(shù)據(jù)庫。大多數(shù)桌面制圖系統(tǒng)只有及其有限的數(shù)據(jù)管理、空間分析以及個性化能力。桌面制圖系統(tǒng)在桌面計算機上進行操作,例如PC機,Macintosh以及小型UNIX工作站。
計算機輔助設(shè)計CAD
計算機輔助設(shè)計(CAD)系統(tǒng)促進了產(chǎn)生建筑物和基本建設(shè)的設(shè)計和規(guī)劃。這種設(shè)計需要裝配固有特征的組件來產(chǎn)生整個結(jié)構(gòu)。這些系統(tǒng)需要一些規(guī)則來指明如何裝配這些部件,并具有非常有限的分析能力。CAD系統(tǒng)已經(jīng)擴展可以支持地圖設(shè)計,但管理和分析大型的地理數(shù)據(jù)庫的工具很有限。
遙感和GPS
遙感是一門使用傳感器對地球進行測量的科學(xué)和技術(shù),例如,飛機上的照相機,全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器,或其他設(shè)備。這些傳感器以圖象的格式收集數(shù)據(jù),并為利用、分析和可視化這些圖象提供專門的功能。由于它缺乏強大的地理數(shù)據(jù)管理和分析作用,所以不能叫作真正的GIS。
DBMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)專門研究如何存儲和管理所有類型的數(shù)據(jù),其中包括地理數(shù)據(jù)。DBMS使存儲和查找數(shù)據(jù)最優(yōu)化,許多GIS為此而依靠它。相對于GIS而言,它們沒有分析和可視化的工具。
(六)GIS簡介--GIS可以做什么?
進行地理信息查詢和分析
GIS搜索數(shù)據(jù)庫并進行地理信息查詢的能力,節(jié)約了許多公司數(shù)以百萬計的美元。GIS可以:
縮短回答客戶請求的時間
找到適合于開發(fā)的土地
在糧食、土壤和天氣之間找尋相關(guān)關(guān)系
電氣線路故障定位
房地產(chǎn)經(jīng)紀(jì)人可以用GIS在一定的區(qū)域內(nèi)尋找滿足下列條件的所有房屋:瓦蓋的屋頂、 五個房間,并可列出它們的所有特點。
查詢可以通過增加準(zhǔn)則來進一步細(xì)化:房價必須每平方英尺少于100美元。還可以列出這些房屋離學(xué)校在一定的距離之內(nèi)。
改進機構(gòu)集成
許多采用了GIS的機構(gòu)發(fā)現(xiàn)其主要效益之一是改進了它們自己的機構(gòu)和資源的管理。由于GIS具有將數(shù)據(jù)集合和地理信息鏈接起來的能力,促使它們之間共享和交流局部信息。通過產(chǎn)生可共享的數(shù)據(jù)庫,一個部門可從另一個部門的工作中得到好處,這是由于數(shù)據(jù)只需采集一次,但應(yīng)用多次。
由于個人和部門之間的通訊在增加,冗余被減少,生產(chǎn)力提高,整體組織效率改進。因此,在一個有效的公司里,用戶和基本建設(shè)數(shù)據(jù)庫可以集成在一起,這樣,當(dāng)需要進行維護時,受影響的用戶會得到計算機發(fā)出的信件。
做出好的決定
一個古老的格言“好的信息導(dǎo)致好的決定”,對于GIS和其他信息系統(tǒng)來說都是正確的。然而,一個地理信息系統(tǒng)(GIS),并不是一個自動決策系統(tǒng),而是一個查詢、分析和支持作出決策處理的圖件數(shù)據(jù)工具。GIS技術(shù)已經(jīng)被用于幫助完成一些任務(wù),例如:為計劃調(diào)查提供信息,幫助解決領(lǐng)土爭端,以最小化視覺干擾為原則設(shè)置路標(biāo)。
GIS可以用于幫助一個新房址的選定,以使其受環(huán)境影響最小,在低風(fēng)險區(qū)域,離人口聚集地近??梢砸缘貓D和附加報告的方式簡潔而清晰的提供這個信息,使決策者集中精力于實際的問題,而不是花時間去理解數(shù)據(jù)。由于GIS結(jié)果能夠很快地獲得,多個假想的結(jié)果可以被高效地評價。
制圖
圖件在GIS中占有重要的一席之地。GIS的制圖方法比傳統(tǒng)的人工或自動繪圖方法要靈活得多。她開始于數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建。已經(jīng)存在的紙張圖件可以進行數(shù)字化,并可以把計算機兼容的信息轉(zhuǎn)換到GIS中。以GIS為基礎(chǔ)的圖形數(shù)據(jù)庫是可以延續(xù)的,比例尺也不受限制。圖件可以以任何地點為中心,比例尺任意,使用突出效果的特殊字符有效地顯示所選擇的信息。
地圖集和地圖叢書的特征可以用計算機程序編碼,并與最終的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品相比較。在其他GIS中使用的數(shù)字化產(chǎn)品還可以來自數(shù)據(jù)庫的簡單拷貝。在一個大的組織機構(gòu)中,地形數(shù)據(jù)庫可以被其他部門用作參考構(gòu)架。
負(fù)責(zé)GIS、WEB GIS產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)和系統(tǒng)測試;
獨立進行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、制作方案的設(shè)計工作;
參與GIS系統(tǒng)分析設(shè)計等技術(shù)文檔編制。
是程序員的一種