【科普GIS地圖開發】GIS是什么？『方向篇』
發布時間：2023-03-14閱讀次數：5568
GIS即“地圖學與地理信息系統”，英文全稱是Geographic Information Science，從名字就能看出來，這是一門綜合性學科。
GIS是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。目前GIS已經廣泛的應用在不同的領域。
2.主要研究方向
1.實用GIS系統設計與開發
建立智能交通、線路安全、市政設計、資源開發與管理、環境監測、生態保護、城市規劃、景觀設計、水利電力、醫療管理和軍事等方面的應用系統，能夠提供輔助決策與專家系統、空間信息移動服務和網絡GIS等技術支持。
2.鐵路地理信息系統理論及應用
支持鐵路勘測設計、運營管理、社會服務的空間信息的數據標準，獲取方法，質量控制，分類編碼，數據結構，數據模型，WEBGIS，分布式數據庫系統，空間分析與應用模型，空間數據挖掘。
3.虛擬現實技術與三維GIS
虛擬現實技術在地理環境仿真中的應用，三維GIS理論與系統開發，空間信息可視化理論、方法與應用，數字城市、數字國土及數字交通的理論與方法。
4.地圖制圖學與地理空間信息可視化
地球空間信息可視化，制圖綜合，數字化成圖，電子地圖制作與應用等。
5.GIS專業相關學科
3.學了什么
大類平臺課程：
普通測量學、數據結構與算法、遙感物理基礎、數字圖像處理、空間數據誤差處理、遙感原理與方法、地理信息系統基礎、計算機視覺與模式識別。
平臺實踐課程：
計算機原理及編程基礎、面向對象的程序設計、數據結構與算法課程實習、數字測圖與GNSS測量綜合實習、數字圖像處理課程設計、遙感原理與方法課程設計、地理信息系統基礎課程實習、攝影測量學課程實習。
專業實踐課程：
1）各專業（方向）的專業實踐核心課程
遙感科學與技術專業遙感信息方向（A模塊）：遙感圖像解譯課程實習、定量遙感課程設計、微波遙感課程實習、遙感綜合實習。
遙感科學與技術專業攝影測量方向（B模塊）：解析攝影測量課程設計、數字攝影測量課程設計、近景攝影測量課程設計、攝影測量綜合實習。
遙感科學與技術專業地理信息工程方向（C模塊）：計算機圖形學課程設計、空間數據庫課程設計、網絡GIS課程設計、GIS工程設計與開發課程實習、空間數據分析課程實習、GIS綜合實習。
遙感科學與技術專業遙感儀器方向（D模塊）：工程光學課程實習、電子線路基礎課程實習、精密機械設計基礎課程設計、遙感儀器設計綜合實習、生產單位實踐(服務學習)。
地理國情監測專業（E模塊）：時空數據庫課程設計、地理調查方法與編碼課程實習、地理國情分析與建模課程實習、地理國情監測綜合實習、生產單位實踐(服務學習)。
空間信息與數字技術專業（F模塊）：時空數據處理與組織課程實習、信息系統集成與管理課程實習、空間信息感知與應用課程實習、空間智能計算與服務課程實習、時空數據分析與挖掘課程實習、空間信息數字工程綜合實習。
2）專業實踐選修課程
數據庫原理及應用課程實習、Java網絡程序設計、Matlab編程、物理實驗B、Python與R語言編程、遙感圖像解譯課程實習、傳感器網絡課程設計、3D技術與應用、多傳感器集成與移動測量、無人機遙感、生產實踐(服務學習)。
4.職業選擇
方向1：開發工程師
大數據研究機構易觀千帆給出數據顯示，目前GIS就業市場的形勢是供大于求、僧多粥少，因此還是根據自身實力尋求合適的崗位，且不能好高騖遠，尋求高于自身實力的崗位。
據《GIS開發者》第六期的《中國GIS人才生存狀況調查報告》一文提到，“在眾多GIS單位中，其主營業務大多是工程開發或軟件研發和銷售。從事數據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人員，其次是程序員和項目經理。由此也可看出，如果想從事GIS行業，較強的編程能力才是‘通行證’。打開各類求職軟件的GIS板塊，也可以看到幾乎每個單位都招開發人員。這里找了很典型的一則招聘啟事：
職位：GIS開發工程師
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++結合Engine項目經驗者優先；
對照自身能力，你現在是否還處在糾結到底使用哪一款GIS軟件去學習呢？在極為缺乏實踐的校園環境中，想從事開發工作的朋友們，必須在校園里開展自助學習。個人認為，與其猶豫不決的糾結，不如去認認真真地參加一次GIS相關的開發比賽，比如國內這樣既可以鍛煉自己的開發能力，也能熟練掌握一門開發工具，在以后的路上才會有更多的選擇。國內唯一一款免費的GIS平臺DataEarth最近就在辦這樣的比賽，登錄即送全套教程與存儲空間，還不趕緊來試用？
通過比賽來掌握一門GIS軟件技能是通向開發工程師最快和最直接的途徑，發展得好可能會成為項目經理。這里需要補充的是，GIS開發中，編程只是需要掌握的多項技能之一，需求分析和軟件架構也是開發的重要組成部分，這些工作不做好，編程的時候就會比較亂，而且系統的健壯性也不容易好。而在5月15號將有一個關于GIS教學的直播課，加入群274802663即可獲取一手消息。
方向2：三維工程師
其實也應該屬于開發，只是覺得很多初學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：在高級開發工程師/系統工程師指導下進行地學三維相關模塊的設計與開發工作；
職位要求：
1.計算機、地理信息系統、應用數學或者相關專業本科以上學歷；
2.掌握VC開發技巧，熟悉c/c++編程，對OpenGL或者D3D技術有一定了解,；
3.英文水平良好，閱讀英文技術資料沒有障礙；
4.較強的邏輯分析能力,學習能力,創新能力和團隊協作能力；
5.有三維仿真、游戲引擎開發經驗者優先
這應該出乎很多初學者的意料：搞三維也得會編程的！沒錯，三維開發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，要對他們進行動態控制需要編程。舉個小例子，橋梁每時每刻都因受到風和汽車的力而發生形變，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數據和橋梁模型關聯起來并加以夸張，這樣每當GPS數據發生了改變，模型上的橋梁也就發生相應的可觀察的形變。
要想從事這種工作，在計算機方面要自學3DMAX或MAYA，在編程上要深入學習用C++進行OpenGL技術開發，在GIS上要注重學習DEM和虛擬現實的內容。這些課堂上基本都是很少涉及的，必須自學。
方向3：數據工程師
數據是GIS的血液，一個項目很大一部分資金都是注入到數據的采集、生產和維護中的，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.相關專業本科畢業，應屆也可
2.有良好的專業知識，熟悉ARCGIS軟件操作
3.有地圖數字化方面工作經驗，有數據庫相關操作經驗
4.對GIS工作抱有熱情，有良好的團隊合作精神
崗位描述：GIS數據的生產和維護
這是一個很辛苦的GIS工作。數據處理的地方就像一個工廠車間，很寬敞，有大量計算節點，大家就帶著立體鏡根據測量圖紙在ArcGIS中的遙感影像立體像對上矢量化，錄入到空間數據庫中。矢量化是我們的拿手好戲，這里就不贅述了。這種工作，一般中專生培訓培訓也能做。
再有就是遙感和航測數據處理，學過遙感和攝影測量課程，會用ERDAS或ENVI或ER MAPPER，以及VirtuoZO就行。
當然，隨著GPS導航的興起，導航數據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。可以搜索一下做導航的一些公司的招聘啟事。
方向4：銷售/市場/企劃
對工作經驗有較高的要求，但是可以接觸到大量的各種業內人士，可以積累下一定的資源。
方向5：軟件測試/技術支持
如果入職的公司業務包含GIS軟件研發，這部分人才需求一般GIS相關的同學都能勝任，不需要擁有極強的專業素質，也是一個我們GIS學生進入GIS行業最簡單、最方便的辦法，從這一角度切入可以從產業鏈中游開始不斷學習，如果肯吃苦，肯鉆研，這個崗位成長的空間是非常大的。
方向6：項目管理/文檔編寫
文字功底扎實，專業知識全面，有PMP經驗的優先，并且需要對行業內各種產品都有一定的了解與思考，有較強的管理經驗。
方向7：提供解決方案或輔助決策服務
不開發系統，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。比如說，某超市要選址，需要特地做個系統么？沒必要，在ArcMap中用VBA寫程序，得出最優解，寫份報告就行了。
部分城市的測繪局會將GIS作為區域規劃的輔助解決工具，比如在ArcGIS中進行空間分析，為國土部門提供輔助決策服務。
方向8：二次應用行業
在高校中走方向7的人，有很大一部分就轉到了相關應用領域工作，把GIS作為處理該領域的一種工具，而不再做一個純的GISer。比如說搞土地應用的進了國土局，搞林業應用的進了林業局，搞水利應用的進了水利局……畢竟，如果把GIS作為一種技術，那她只有在廣闊的應用領域中才能充分展現自己的魅力，需要有學GIS的人專注于把這門技術深入地應用到某一個領域中。
方向9：考研
越來越多的人考研究生，據《GIS開發者》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壓力。可是研究生畢業也要工作呀，無非也就是上面那幾條路。大家知道現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了事，與當年本科畢業的同學相比，多了一層遮羞布，卻少了三年工作經驗。精明的企業老板是不會看重學歷的，因此研究生的就業情況也不容樂觀。有人這樣說保研：用浪費三年時間的代價換來繼續浪費三年時間的資格。當然優秀的研究生還是比本科生多一些機會，尤其是事業單位對學歷還是比較看重的吧。
讀研，也有兩種發展方向。一種屬于基礎理論研究，也就是學術型碩士；另外一種是實用性研究，即專業型碩士。
如果選擇了學術型碩士，那就是搞基礎理論，也是最難的，但是只有走這條路你才有可能成為院士、科學家、行業的核心引領者和推動者。想走這條路的人，在本科期間重在打基礎，尤其要有深厚的數學功底，不僅是高等數學、線性代數、概率統計，還有必要自學離散數學、數值分析、拓撲學等科目。在計算機上需要對C++、算法與數據結構、數據庫原理、計算機圖形學、數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上，更加注重對基礎理論的理解，多讀一些GIS書籍。到碩士研究生階段，根據學校及導師情況大致選擇自己的方向，進一步打基礎。這樣，在博士期間有望有所創新和突破。
搞實現技術比基礎理論少一些抽象，而對計算機的要求可能更高一些，數學仍然很重要。我在書店看到過有常用算法與實現代碼的書，覺得比較適合本科生鉆研。
GIS只有在應用中才能體現其生命力，而深度應用最能體現GIS的強大。想走這條路的人可以在大學期間選中一兩個應用方向，如物流、礦產等，多看一些GIS在該領域的應用論文，熟練掌握一門GIS軟件的開發邏輯，能獨立完成項目開發，到了研究生階段，只專注于一個領域的應用，出去后就可以有比較好的發展。
方向10：氣候學家
在于可視化氣候相關的信息，并將這些信息制作為地圖，動畫，電影等等一切可視化的產品中。人們通過這些產品可以逐漸認識到氣候和生活的相關性。智能化的利用氣候知識可以幫助農民了解這個夏天的干濕情況，或者熱帶氣旋對人類的影響。漸漸的，人們已經開始更好的理解世界萬物的發展進程，并利用這些信息來改善我們的工作和生活。
如下圖展示了28年北極地區的溫度變化趨勢：
方向11：林業人員
森林服務局的GIS分析師和林業人員，就是使用電腦進行制圖和收集數據。例如，我們可以利用GIS進行防止森林的病蟲害工作。之前有成群結隊的松樹甲蟲危害四方。遭受過蟲害的樹木會日漸衰弱，有倒下的風險。下圖就顯示了受蟲害影響的區域，使用不同的顏色來代表各個年份。
方向12：飛手
飛手應用面廣泛，可用于農林牧漁等多行業。
例如下面場景，我們邊圍繞一個虛擬的火災或者其他突發事件飛行，同時創建一個shapefile來表示該區域，并建立空間坐標系（地理參考），再將shapefile帶回基地，發布到底圖上，精確定位事件的準確位置，和事件周圍的詳細信息，從而可以尋找其他合適的專業公司一并展開救災、救援行動。
