我的GIS之路

从接触GIS软件开始，不知不觉就已经4个年头了。上次邓老师让我介绍一下自己的学习经验，一时没想好，最近大概整理了一下，想写出来，给非地理新系统或者计算机类专业的同学参考一下。

虽然说起来我接触GIS已经4年了，但是前两年几乎等于没有接触。主要是因为自己没有买电脑，就算想学，也没机会学。其实大三的时候，邓老师上GIS那课的时候，我还是好好学了一下。那时候，看了一本很好的书，书的名字我记不住了。好像是陈健飞翻译的一本老美的书。由于老师的严格要求和自己的努力，我对GIS概念上的那套东西有了基本的了解。大四的时候，我神使鬼差的找到一份GIS二次开发的工作，这才算是正真的开始学习和了解GIS。但是那个时候主要还是以学习编程语言为主，当时用了慧图公司的top map SDK，现在想想，那个软件真的还挺适合上手的。虽然很多功能不能做，但是学习的门槛很低而且学习曲线也不陡峭。

做了三个月基于TOPMAP的二次开发后，又开始基于ARCOBJECTS做一个GIS的框架，作为以后公司CS模式GIS的框架。很遗憾由于后来别的项目的原因，我没有完成这个开发任务，但是ESRI清晰的设计还是给我留下很深刻的印象。在开发的过程中，我时不时的需要做一些图，来给客户看，因此学会了一些基本的操作。但是除了那些基本的操作之外，我建立起来了，地图，图层，实体，属性这些基本的概念。当然我建立的不是死的概念，而是很具体的概念和操作的对应，从此我才算是正真的踏上GIS之路。

后来一年的工作里，我其实一直都没怎么接触GIS，除了当时协助邓老师，指导一位本科毕业生。由于我当时的工作比较忙，除了搭好框架外，实际上没有给他太大的帮助。虽然我没有接触GIS，但是我在Database方面有了长足进步。而且十分幸运的是，我学习的是ORACLE数据库，并且在数据库编程方面下了点功夫。当然，当时对于XML Db这块的学习，更是锦上添花。因为其实ORACLE数据库中的XML Db和SPATIAL Db的构成原理有类似之处。因此这也是我对想真正学习GIS的同学的一点建议，那就是花3个月到半年时间来学习一门数据库，当然我更建议学习ORACLE或者Postgresql，主要原因是他们的功能性很强，学习数据库编程的时候更加有回旋余地。而且这两个数据库上面都有已经成型的，非常强大的空间数据库扩展。需要注意的是，不要去学数据库原理这样的课程，主要是因为这样的课程比较空泛，理论太多而实际用的到的内容太少。

八月份后我就开始准备复习和出国的事情了。这时我看了两本书，对我的帮助很大。一本书是《为我们的世界建模》，英文名字叫做《modeling our world》，是ESRI公司的一个人写的。另外一本书是《空间数据库》，英文名字叫做《Spatial database a tour》,是明尼苏达大学的一个老师写的。前者主要是针对geodatabase的一些理论说明，后者则非常全面和深入的讨论了空间数据库的很多方面的内容,但是想读懂这本书需要很强的数学，数据库以及JAVA方面的功底，强烈推荐想学的同学看看。当时还旁听了一个老师的GIS课程，当然他讲的挺垃圾的，估计全班90人没几个人听懂了。

大概是从11月份以后吧，我使用GIS的时候就如有神助了。其实最重要的是，我已经对GIS的术语，概念和基本模型很了解了。因此，面对问题的时候，我能很快的使用GIS的数据模型来模拟，而碰见不太懂的操作的时候只需google一下就好了。这一段时间，我还看了一些map server的源代码，当然主要是想糊弄明大的那个老师，不过他鹰眼犀利，一下就看出我是个草包。因此，我建议想学的话，可以先把基本的概念弄明白，然后学习如何将这些概念模型应用到自己的领域中，动手实践，发现问题，反过来再看书学习......到帮助邓老师代05级学生环境规划实习的时候，我已经对GIS领域内的内容了如指掌（哈哈，吹牛了）。

放假回家后，闲来无事就继续研究研究GIS。这时候，我才正真接触了PGSQL和POSTGIS。关于这两个东西介绍，网上有很多，只是都不怎么好，如果想学习的话，建议大家看看POSTGIS的手册，和数据库里面的源代码。注意，需要看的数据库里的PLSQL源码，而不是C语言写的那些代码。对于想学空间数据库的朋友来说，POSTGIS是一个不可多得的财富。有时候宝藏就在咱们手笔，只是百分之九十九的人不知道怎么念芝麻开门。还有一个很好的工具是QGIS，它是一个很好的POSTGIS的前端软件。我自己觉得POSTGIS和QGIS，再加上MAP server,你就可以搞定GIS内80％的问题，而且全部都免费。在家里最大的进步就在于对于一些GIS软件的基本实现有所了解。如果在达到我上面说的了如指掌的境界后，还想继续学习GIS软件的基本实现的话，那我建议好好看看POSTGIS（空间数据存储），QGIS（空间数据显示），MAP SERVER（空间数据的WEB服务器），当然后这三个对于C语言要求挺高的，熟悉C语言是前提要求，而POSTGIS除了对C语言要求挺高之外，还需要精通PLSQL编程，因此在学习这些东西之前，要有足够的心理准备和知识储备。如果是熟悉JAVA语言的话，可以看看UDIG（空间数据显示）,GEO SERVER（空间数据的WEB服务器）。另外，MYSQL的空间数据库扩展MYSPATIAL也很有特色，走了一条跟现在的ORACLE和PGSQL都不一样的路（跟ORACLE8I的空间数据库差不多）。

说了这么多，还是想总结一下，多看书＋多思考＋多实践＝GIS Expert。

从ARC SDE说起

众所周知，ARC SDE是ESRI公司世界领先的空间数据中间件产品，但是从06年发布ARC GIS9.2 以来，SDE再单独出售，而是集成在ARC GIS SERVER产品中一起出售。就GEO DATABASE本身来说，其性能不在ORACLE SPATIAL之下，而且支持多种流行的数据库，而SDE正是显示端和服务器数据交互的不可或缺的中间件。为什么会停止单独出售SDE，ESRI葫芦里卖的什么药呢。

其一，随着ORACLE，微软之类的大厂商介入，SDE原本具有的实现GEODB的功能，显得越来越不重要。如果SDE单独出售，不仅在价格上不具有优势，而且性能上也肯定会被ORACLE比下去，甚至可能赶不上一些开源的空间数据库。SDE的定位应该是像它的名字那样，空间数据引擎，就是负责数据传输的通路，而不是自己去实现空间数据存储，SDE的优势应该是支持多种空间数据源，成为最好的空间数据中间件，而中间件本来就因该集成在服务器中。

其二，随着ESRI退出SDE，其在GIS领域的垄断地位进一步加强。有人说，ESRI相对于其他厂商的优势就在于SDE，我觉得这么说一点也不过分。其实GIS说白了就是一个加强了显示，编辑和分析功能的数据库。而数据模型是功能和性能的基础，因此ESRI凭借ARCGIS的强大功能成为GIS名副其实的领跑者。但是随着SDE性能越来越好和WEB GIS 的流行，其他厂商对SDE这一私有数据格式纷纷表示不爽。于是ESRI顺水推舟，将SDE不再单独出售，的了便宜还卖乖。

其三，随着ARC GIS9.2的退出，ESRI还推出了自己的FILE GEO DB，进一步加快向数据存储领域的进军（当然我以为是防守式的进军）。与SDE相比和PERSONAL GEO Db相比，FILE GEO Db不需要其他的数据库作为其宿主；而与SHP和COVERAGE相比，一方面不受DBASE的限制，另一方面性能上也强很多（单表可以存储1TB的数据）。更重要的是，FILE GEODB可以跨WINDOWS和LINUX平台，为ESRI将自己的ARC GIS搬到LINUX上奠定基础。因此，SDE逐渐退出数据存储领域是必然的事情。

最后，前几天看见ESRI对将要发布的ARC GIS9.3的说明，这一版将会支持LINUX。ESRI始终是GIS界风头浪尖的弄潮儿，技术上一点也没落后。不知道国产GIS 什么时候会出LINUX版，不过就我所知，国内GIS厂商都是基于MFC做的，跨平台几乎意味着重写所有代码，由此看来重回C语言平台才是正道。（C语言用来写GIS的内核，而用JAVA SWT来做展示层，这是我对跨平台的一点设想）

我用过的几个开源GIS软件

去年开始接触了一些开源GIS软件，个人觉得这些软件做的挺不错的，想介绍给使用GIS的朋友们。

从空间数据库 说起吧。在空间数据库领域，商业化的产品有ORACLE SPATIAL，以及以前的ARC SDE等等，而开源空间数据库虽然在功能上略有欠缺，但是在性能上毫不逊色。开源的空间数据库主要是postgresql和mysql的空间插件，分别是postGIS和mySpatial。目前由于PG对于面向对象支持的更好一些，所以postGIS在性能上和功能上都比myspatial要强一些。但是两者都有一个最重要的缺陷，就是不直接支持栅格数据。解决方案是将栅格数据存储为BLOB类型，并且对其建立四叉树索引，用以模拟商业数据库对栅格数据的存储。相对来说我更喜欢POSTGIS一些，原因有三：1，MYSQL本身不是在所有情况下免费，而PG在所有情况下都免费；2,POSTGIS性能和功能上都强于myspatial;3,国外已经有很多基于POSTGIS的成功应用，可以降低风险。

接下来轮到桌面软件了。QGIS和GRASS是很好的桌面GIS，当然基于ECLIPSE平台的UDIG也是另外一个选择。QGIS的最大特点在于界面很友好，熟悉ARCGIS的人都能很快的掌握QGIS的操作，另外QGIS对WMS的支持也不错。再者QGIS可以无缝集成POSTGIS，最后QGIS几乎完全照搬了GRASS的分析功能，因此其分析功能也很强大。GRASS本是美国军方开发的GIS，开源后一直受到美国大学老师们的青睐，它可以提供很多ARCGIS能提供的分析功能（当然每一种功能可选的算法没后者多），但是GRASS的界面比较丑陋，很多功能需要手动运行命令，因此不太适合大多数人用。基于eclipse平台的UDIG是桌面GIS的又一个选择，由于它是基于eclipse平台的，运行起来比较慢一点，而且比较耗内存。与前两者相比，它的优势在于操作的简单性，而且支持很多种空间数据源，包括很多商业空间数据库，缺点主要是分析功能比较弱。不过现在UDIG发展很迅速，也建议尝试一下。

开源GIS服务器主要有map server和geo server。Map server有两个版本，完全免费的那个那个版本是由明尼苏达大学开发的，全部是用C语言完成，效率很高可以媲美ARCGIS SERVER，并且支持我所知道的所有GIS数据源，但是相对来说简陋一些，并且没有内置AJAX支持。而map server的企业版本来是auto desk公司的map guide,这个版本功能很强大，而且还有IDE支持，当然IDE也有两个版本（付费的和不付费的），此外auto desk还封装了很多AJAX组建，因此这个版本可以说是真的企业级支持了。而geo server则是另外的选择了，

它是基于JAVA平台做的，安装时需要JDK1.4（高版本的也不行），其功能上和map server的完全免费版类似，但是性能上次之，只是如果对跨平台要求比较高的话，可以考虑使用它。此外，OTN上的文章一直喜欢使用GEO SERVER来发布ORACLE SPATIAL的地理数据，也不知道是为什么。

此外开源GIS客户端技术，也进行的如火如荼，好几个框架都实现了对AJAX的支持，

虽然我没有仔细研究这些框架，但是我觉得进行一般的GIS应用因该没什么问题。据我所知美国NASA就利用POSTGIS来管理他们好几个TB的空间元数据，而英国陆军部好像使用了map server来发布一些他们的地理数据。相比之下，我们国家即使是一个小小的县级市，在做自己门户网站时候，都是使用ARCGIS＋ORACLE＋WEB LOGIC的超豪华阵容，其实我们完全可以用QGIS＋POSTGIS＋TOMCAT来实现，这样从软件投入成本来看，我们几乎可以不花一分钱，可以节约多少劳动人民的血汗钱阿。