“地理者,空间之问题也,历史及百科,莫不根此。”文明的起源、语言文字的发展等“百科”也与地理环境息息相关。古语道:一方水土养育一方人。人类的传统生活习惯、生活方式受到地理条件的影响和制约。在城市扩张、经济全球化、气候变化的背景下,越来越多的自然和人文事物挂上了地理位置的标签,催生了城市地理学、经济地理学、全球变化科学等多种学科。这些具有“地理位置标签”的各类事物在计算机中被抽象为一系列的点、线、面等图形,并衍生出对这些数据进行处理的新技术,即地理信息系统(Geographic Information System,GIS)。
GIS萌芽于20世纪60年代,经过近60年的发展,它已经成为处理地理空间数据的主要技术手段。通过对地理空间数据的采集、存储、分析与管理,GIS可以为复杂的空间规划、自然与社会管理等实际问题提供关键支持。GIS已经广泛应用在公共管理、资源开发、交通、水利、电力勘探、石油、矿产、环境保护、城乡规划、林业、农业、军事、公安等行业,为政策制定与科学研究带来了巨大方便。随着全社会对GIS技术的认识逐步深入,以及GIS的广泛应用,以GIS技术为代表的地球信息技术和产业已经成为各国经济发展与社会进步的重要支撑,为全社会带来了巨大的经济与社会效益。在市场与政策的引导下,支撑整个GIS产业持续、稳定发展的基础性、商业性平台软件,如ArcGIS、SuperMap、MapGIS等,也得到快速发展。
除了上述商业性、封闭的GIS平台软件,国际GIS技术和产业发展中还有一个重要的、开放的力量,那就是OpenGIS。在过去的几十年,以开源地理空间基金会(Open Source Geospatial Foundation, OSGeo)为首的非营利组织迅速发展,其不断产出和发展简单易用、可扩展性强的GIS软件与工具,如GDAL、OGR、GeoServer等。QGIS就是一款OSGeo发布的平台型GIS软件,具有制图效果好、操作简单、自由、免费等特点。近年来,QGIS受到越来越多的GIS爱好者、第三方商业机构的喜爱,并不断发展壮大。
在GIS研发社区与OSGeo基金的支持下,QGIS的更新迭代非常快,大约每月都推出一个新的版本。如此快的更新速度使QGIS的功能不断提升、优化,甚至连官方的使用文档都赶不上QGIS的更新速度。2018年2月,QGIS发布了3.0版本,QGIS的界面和业务逻辑进一步得到改善和加强,在数据的读取能力与地图制图方面进一步扩大了其优势。但是,相对于成熟的ArcGIS、SuperMap等知名GIS软件平台,QGIS的中文资料很少,因此迫切需要一个系统的、深入浅出的教程来帮助初学者了解QGIS的核心功能和基本使用方法。
本书的主要目标即为QGIS的新用户提供一个教程和帮助手册,介绍QGIS的主要功能及操作。在本书编写过程中,作者主要参考了QGIS官方说明、学术论文、GIS研发论坛和博客等大量英文资料。本书内容特别适合国内各高等院校地理信息系统、遥感等专业学生、地理信息相关产业从业人员,以及地理信息系统爱好者(特别是开源GIS的爱好者)阅读。
GIS的学习需要实践,QGIS的学习也离不开不断地练习与操作。因此,本书通过实例介绍QGIS的基本功能与操作,并配有相应的实例数据文件,以帮助读者巩固知识与动手实践。本书共包括12章,第1章主要介绍地理信息系统的基本概念及QGIS的基本知识;第2章~第6章主要介绍QGIS最常用的操作,包括数据的读取、预处理、选择、筛选、查询、统计及矢量编辑等;第7章和第8章重点介绍QGIS的符号化与制图功能;第9章和第10章重点介绍常用的空间分析方法;第11章介绍QGIS功能扩展的主要方法;第12章介绍如何使用QGIS Server发布网络数据源,以及如何利用QGIS Desktop使用网络数据源。作者在长期使用QGIS的过程中积累了很多“一点就通”的重要经验和诀窍,这些经验和诀窍均以“小提示”的形式呈现给读者。
本书由董昱、胡云锋提出创意和写作提纲,董昱完成文字初稿,胡云锋完成初步审核,王娜完成全部案例收集和图件编绘任务,三位作者共同完成文稿的内容终审和文字校对工作。本书的出版是胡云锋课题组长期科研积累的成果,更是董昱、王娜具体研究工作的结晶。作者衷心感谢国家发展改革委、科学技术部、国家自然科学基金委、中国科学院等相关部门长期的项目支持。在具体的科研活动中,作者还得到闫慧敏老师及罗亮、杜文鹏、刘晔、温昕、李赟凯等同学的鼓励和支持,在此一并表示最诚挚的感谢!
虽然本书在撰写、出版过程中经过了多次研讨、检查和校对,但是由于作者认识深度、技术能力及文字功底等方面的水平有限,书中难免有疏忽和错漏之处,希望广大读者不吝批评指正。读者对本书内容有任何疑问、建议和批评,都可以与作者(dongyu1009@163.com)直接联系,我们会及时查看邮件并尽快解决您的问题。
作者
2021年3月