我國GIS軟件的發展現狀
地理信息系統（GIS）是一門實踐性很強的學科，它既有理論和方法研究的一面，又有技術和產品開發的一面。從產品的角度看，GIS主要包括數據產品和軟件產品（或部分軟硬件一體化的產品）。地理信息產業是信息產業的一個重要組成部分，地理信息技術是IT技術的一個重要分支，地理信息系統軟件是一類特殊的計算機信息系統軟件，它是以各類空間數據及其屬性爲基礎，爲各種應用目的服務的一類計算機信息系統。
GIS針對特定的應用任務，存儲事物的空間數據和屬性數據，記錄事物之間的關係和演變過程。它可根據事物的地理座標對其進行管理、檢索、評價、分析、結果輸出等處理，提供決策支持、動態模擬、統計分析、預測預報等服務。其應用覆蓋工業、農業、交通運輸、環保、國防、公安等諸多領域，特別是GIS與MIS相結合，其應用幾乎涉及人類生活的各個方面。對於這樣一個與國民經濟發展關係極爲密切、直接關係到國家的主權和安全、市場前景如此廣闊的高新技術領域，不能想象長期依賴國外軟件產品，我們理所當然應該大力發展擁有自主版權的GIS軟件產品和產業。
一、我國已經具備發展GIS的基礎
GIS的概念出現在60年代，當時國外從空間數據的地學處理入手，開始了對其技術與方法的研究。到了70年代，由於計算機處理能力的飛速發展和環境、資源等問題日益突出，GIS技術開始進入實用，出現了實際的GIS應用系統。80年代則是GIS大發展的時期，技術逐漸走向成熟，專業製造商開始出現，商業化的實用系統進入市場，應用領域迅速擴大。
我國在這方面雖然起步稍晚，但經過20餘年的努力，也有了相當的發展。主要表現在以下三方面：
1．技術與隊伍
從“六五”到“八五”期間，我國的GIS技術得到了長足的發展。特別是“九五”期間，原國家科委將GIS作爲獨立課題列入“重中之重”科技攻關計劃，給予了充分的重視和支持，技術發展速度明顯加快，GIS基礎軟件技術支持得到了全面的加強，出現了一批有水平的技術成果和產品。如空間數據採集方面的掃描數字化技術、數字攝影測量技術等已達到與國外相當的水平；地圖出版技術已經超過國外的GIS軟件；AM/FM應用軟件水平已經進入世界行列；小型GIS基礎軟件的整體設計水平已經接近國外水平，GIS軟件產品化技術方面也有了很大的提高。所有這一切都爲發展我國GIS產業奠定了技術基礎。
與此同時，一大批中青年科學家和技術人員正在成爲GIS技術研究和產品開發的主力軍，尤其是一批計算機軟件技術人員進入GIS領域，形成了多學科結合的局面。目前，國家已正式將GIS列入高校學科專業目錄，現已有50多所高校開設了GIS課程，大量培養本科、碩士、博士畢業生。我國GIS技術人才培養基地已經形成，爲GIS產業奠定了人力基礎。
2．產品和市場
近年來，國家科委採取了一系列措施，將GIS軟件產品開發正式列入國家“九五”重中之重科技攻關項目，提出了“引入競爭機制，堅持滾動發展，加強科技攻關，落實產業建設”的方針，並通過連續兩年的全國GIS軟件測評，充分發揮出導向作用。特別是去年12月的全國GIS工作會議後，在全國範圍內掀起了一個推廣應用GIS技術，促進科學管理、科學決策的熱潮。GIS軟件產品化、商品化進展顯著，市場開拓成績喜人，應用效果明顯。
我國在微機平臺上的GIS
基礎軟件產品已經初具規模，近兩年與國外軟件產品的差距正迅速縮短，在不少方面與國外軟件的水平相當，有些方面甚至超過了國外軟件，出現了一批在國內有影響力的軟件產品，如微機基礎軟件MAPGIS、AM/FM專用開發平臺GROW、掃描數字化軟件GeoScan等。
在市場方面，國產軟件由於價格和服務方面的優勢，顯示出了強大的生命力。例如，MAPGIS在國內擁有的用戶已經超過了1400個;GROW在一些重要工程的競爭中擊敗了國外著名的GIS軟件;GeoScana在數據產品生產方面得到了普遍的使用。抽樣調查的數據表明，在已經建成的GIS系統中，使用國產基礎軟件的系統約佔26％，與ARC/INFO、MapInfo的市場佔有率相當。特別應當指出的是，在已經使用國外GIS軟件的用戶中，有相當一部分用戶並不滿意，計劃在今後的投資中採用國產軟件。
在產品發展的同時，國內一批以GIS軟件和應用爲主要方向的企業發展起來，出現了像深圳雅都信息系統公司和武漢中地信息公司這樣產品有競爭力、企業有一定實力、發展勢頭良好的企業。還有一些企業雖然目前規模尚小，但在產品開發上有特色，具有發展前途。特別是北大方正集團開始進軍GIS領域，將會爲我國GIS軟件產業的發展增添新的活力。
3．應用經驗積累
從80年代開始，我國在一些行業和領域着手建設地理信息應用系統，經過10餘年來的努力，建立了一批全國、省市和區域一級的數據庫及大型應用系統。如全國1:100萬基礎地理信息庫、重大自然災害監測與評估系統、三北防護林系統、重點產糧區主要農作物估產系統等。通過實際構造GIS應用系統，解決了應用領域知識的提煉、綜合以及與
GIS技術的結合問題，提高了大型GIS應用工程的開發管理水平，積累了較爲豐富的GIS應用經驗。
近年來，GIS已經成爲不少部門和單位日常工作的業務運行系統，涌現出一些在GIS應用方面經驗豐富、基礎數據完備、領域業務工作流程與信息技術成功結合並完成重組（BPR）過程的單位，如廣州市城市規劃局及其自動化中心。GIS的概念和方法得到了相當程度的普及，越來越多的用戶接受了利用GIS技術來輔助業務工作的解決方案。抽樣調查的結果顯示，在測繪、環保、航天、礦產、建設、海洋、土地、氣象等行業中，有將近（或超過）一半的單位在不同程度上使用GIS技術來輔助進行業務處理。我國已經擁有很大的GIS用戶羣，他們熟悉GIS的方法和技術，並通過實踐積累了較豐富的應用經驗。
二、發展我國GIS軟件產業所面臨的挑戰
1．技術挑戰
(1)面向對象軟件技術的發展改變了GIS軟件系統的結構方式
在軟件領域中，面向對象已成爲90年代的主流技術。與傳統的軟件技術不同，它不再從解決問題的算法的計算機實現出發來建立軟件系統結構，而是從客觀存在的事物出發，以及根據事物之間的關係來建立軟件系統結構。它的四類抽象語義機制，即分類（Classification）、聚合（Aggregation）、類屬（Generalization）和集合（Association）以及消息傳送機制，可以使軟件的構造過程以更加接近客觀現實的方式來進行，設計出的軟件更加可靠、可讀，結構更加清晰，維護更加方便，也使軟件的重用問題得到了較好的解決。
----以面向對象技術爲基礎的商品化軟件工具在90年代大量出現，爲人們提供了方便的構造面向對象軟件的手段。長期以來，傳統的GIS軟件很難將人們積累的對地理要素的研究成果直接在計算機中表達出來，而採用面向對象的數據模型則可以對地理空間進行多層次的分解，選擇更加基本的操作單元，從而更全面、正確地描述現實世界。在軟件結構方面，組件化的GIS基礎軟件開始出現，使軟件的可配置性、可擴展性和開放性更強，使用更靈活，二次開發更方便。傳統的
GIS基礎軟件全部被組件化軟件所替換隻是一個時間問題。這無疑對國內已經成熟和接近成熟的GIS基礎軟件產品提出了嚴重的挑戰，迫使我們投入更大的力量來加快版本升級的速度（甚至重新開發）。顯然，對於國內相對弱小的GIS企業來說，這將是一個沉重的負擔。
(2)全關係GIS技術的發展導致新一代GIS軟件的出現
GIS軟件共管理兩類數據，即空間數據和屬性數據。其中，屬性數據刻劃了對象除空間位置外的性質，這類數據一般是可以結構化的，因此，可以用傳統的關係型
DBMS來管理它們，並實現快速、可靠的檢索；而空間數據則刻劃對象的空間位置以及對象之間的相互關係，很難嚴格地加以結構化，難以用DBMS來管理。因此，目前的GIS軟件通常用商用數據庫來管理屬性數據，而用文件系統來管理空間數據。這種數據管理的不一致性，一方面增加了GIS軟件開發的複雜性，另一方面也不易保證數據管理的可靠性，給使用帶來不便。多年來，GIS軟件人員嘗試在商用關係數據庫上管理空間數據，但結果是事倍功半，難以構造複雜的空間對象。
近年來，國外GIS與數據庫開發商加緊了聯合的步伐，共同開發全關係的GIS軟件，使GIS軟件能充分利用商用數據庫中已經成熟的衆多特性，如內存緩衝、快速索引、數據完整性和一致性保證、併發控制、安全和恢復機制及分佈式處理機制，明顯地提高了GIS
軟件管理空間數據的能力。新一代GIS軟件的即將出現，無疑對我國GIS軟件的開發形成了壓力。由於我國還沒有出現有實力的DBMS軟件開發商，這勢必增加我國相關企業的困難。
(3)GIS從以系統爲中心轉向以數據爲中心
網絡技術的發展使數據快速共享成爲可能，分佈式計算技術的發展改變了軟件的工作方式；客戶/服務器結構和Web的出現，方便了用戶，改變了軟件的使用方式。同樣，
GIS軟件也必須適應這些新技術的發展。開發分佈式的GIS軟件不僅要考慮網絡應用層協議的設計，而且還必須考慮元數據（如數據來源、投影方式、座標系統、作業方式等）標準的建設。另外，還必須研究GIS應用的表示技術，如GSQL語言等。在這種情況下，地學和信息技術的結合將更加密切和深入。GIS軟件開發人員不僅是應用軟件的開發者，他們還必須深入瞭解系統軟件的構造和設計技術。近年來，OpenGIS、WebGIS的出現正是順應了這種趨勢。
OpenGIS以不同平臺、不同系統之間的互操作爲特徵，極大地擴展了GIS系統的規模和範圍。WebGIS的出現使GIS普及到千家萬戶。但是，這類軟件的開發工作量更大、技術難度更強、可靠性更難保證。在最近幾年內，國外將會有這類成熟的商品軟件出現，因此，爲了保持國產GIS軟件的競爭力，我國
GIS軟件的開發不能掉以輕心，必須加快技術創新的力度。當然，這勢必增加國內企業的負擔。
2．市場挑戰
在面臨技術挑戰的同時，我國GIS軟件產業所面臨的市場挑戰更爲嚴峻。市場開拓涉及企業的綜合能力，包括體制與實力、經營與管理水平、市場定位與策略、人員的結構與水平、產品的技術水平與商品化程度、競爭對手的情況，等等，其中最重要的是體制問題。概括起來有以下幾個方面。
(1)大部分企業體制不夠完善，實力不強
國家“九五”攻關計劃對GIS部分強調了產業化的要求。但是，長期以來，GIS軟件的研究與開發主要在高校和科研院所內進行，與市場和產業的結合不夠緊密。“九五”期間，這種情況得到了很大的改變，一批以GIS爲主要經營方向的企業建立了起來，但是，除少數企業外，大部分企業的體制尚不夠完善，還處在由科研體制向企業體制轉變的過程中，存在着這樣或那樣的問題和困難，特別是人們的觀念和習慣的轉變是一個長期的過程。不少單位雖然建立了企業機制，但缺乏有經驗的經營人才和企業管理人才，缺乏長期的、明確的經營策略和市場策略，在管理上仍沿用科研管理的方式，在技術驅動和市場（需求）驅動之間搖擺不定，市場開拓不夠得力，經營方式不夠靈活。相反，一些民營企業卻全身心投入市場經濟大潮，發展迅速。事實證明，產業機制健全的單位，產品開發和市場發展的情況就好，企業的實力增長就快，反之，各方面的成長速度就慢，甚至出現反覆。總的說來，與國外有名的GIS軟件企業相比，國內GIS企業的整體實力相對較弱，急需快速成長。
(2)國外GIS軟件大量涌入，競爭激烈
我國GIS軟件市場在很長一段時間內完全由國外軟件所獨霸。近幾年來，國產軟件開始在市場上出現，銷售量增長較快，勢頭良好。但最近一年來，國外不少GIS軟件廠商相繼進入中國市場，與原有的國外軟件廠商一起，與國產軟件展開了激烈的競爭。在大型多用戶GIS軟件領域中，國產軟件主要面臨ARC/INFO的巨大壓力，在小型和桌面系統領域（國產軟件主要集中在這一方面）裏，主要面臨MapInfo的攻勢，最近，AutoDesk也加入了角逐。由於國外軟件廠商的經濟實力比較雄厚，產品升級速度很快，在市場開拓方面有豐富的經驗並進行大量投入，已經在中國佔有了相當的市場，特別是針對國產GIS企業及其軟件的崛起採取了相應的措施。因此，今後幾年，市場競爭將會十分激烈。
(3)人才競爭加劇，防止人才流失任重道遠
人才就是技術，人才就是市場。在高新技術領域，人才是企業的生命線，是第一位的。人才競爭是企業競爭的一個重要組成部分，甚至是國家之間競爭的一個重要方面。目前，國內技術人才流向國外的現象比較嚴重，GIS領域也不例外，形成了“軟件人才出口，軟件產品進口”的奇怪現象。即使在國內，人才競爭也很激烈，經過培訓、有一定經驗的技術人才和管理人才流向外資公司的現象普遍存在。優秀人才的流失往往伴隨着技術和市場的流失，在削弱國內競爭對手的同時加強了國外對手的力量。有的外資企業甚至有針對性地採取“釜底抽薪”的手法，千方百計地確立和保持自己的優勢。如何防止人才流失，將是擺在國內GIS企業面前的一個長期的課題。
三、發展我國GIS軟件產業的對策
1．加快GIS軟件產業的集約化發展
企業是產業的主要實體，產業的壯大首先要有一批有規模的企業。針對國內GIS企業規模和實力相對較小、運行機制大多不夠完善的現狀，當務之急是要迅速健全運行機制，壯大國內GIS企業的規模和實力，促進GIS產業向集約化發展。
(1)國家加強扶植和引導
我們應該清醒地看到，企業的發展固然應該主要依靠自己的力量，但是如果單靠企業自身的積累，其發展速度將受到很大的限制，很難在較短的時間內達到可以與國外著名GIS企業全面抗衡的實力。國家應從多方面加以扶植和引導。一方面，要在政策上給以扶植，在稅收、國家採購、科技貸款等政策方面給予適當傾斜，儘快建立高科技風險基金機制，幫助企業更快地增加積累，發展產品和市場。另一方面，要在企業發展方向上加以引導，鼓勵企業按照“自願結合、自籌資金、自主經營、自我約束、自我發展”的原則，確立自己的生存機制，特別鼓勵他們堅持“以市場爲龍頭，以資本爲紐帶”，推進資本重組和聯合，實現股份制改造。同時，要在國家的指導下規範行業市場，建立GIS產品標準，逐步實行GIS軟件產品的測試、認定和推薦制度，提倡符合行業標準的國內GIS軟件，逐步營造一個既有利於扶植民族工業，又有利於國內外企業公平競爭的環境。
(2)企業之間加強聯合
目前，國內部分GIS企業在內部管理、市場開拓和軟件商品化、技術服務等方面積累了不少經驗，具備了一定實力，佔領了部分市場；許多高校和科研院所研究力量雄厚，技術突破能力強，但缺乏市場和經營能力，技術服務往往得不到重視。此外，我國有一些企業規模雖然不大，但單項GIS技術產品（如掃描數字化軟件、
GIS軟件組件等）很有特色，大有發展前途。所以，我國在GIS軟件產品、技術發展、企業經營等各個方面都有一些單位具有一定的實力和局部的優勢，但沒有對國外GIS廠商形成整體優勢。究其原因，主要是這些單位各自爲戰，缺乏必要的聯合和協調，在國際競爭面前顯得力不從心。
從目前的競爭態勢來看，聯合是大勢所趨。發展我國GIS產業需要聯合，需要優勢互補、產品配套。堅持集約化和規模經濟的方向，我國就可以在短時間內形成一定數量的大型骨幹GIS軟件企業和企業集團，成爲發展產業的中堅力量。同時也鼓勵中小企業依靠特色和創新，爭取超常規的發展，最終形成大、中、小相結合的較爲完善的GIS企業架構，實現規模化生產和經營。
(3)建立現代企業制度，穩定隊伍
股份制是現代企業的一種很好的組織形式，也是聯合的一種很現實的實現方式。它可以防止出現以往聯合工作中遇到的許多複雜問題，保證企業在市場競爭中更加靈活、有力，也有利於營造一種可以吸引人才、穩定人才、使之能夠脫穎而出的環境。
2．加強推廣應用，擴大市場
國家科技部副部長徐冠華曾指出，GIS的問題是產業化的問題，產業化的問題是推廣應用的問題。發展我國GIS軟件產業應該堅持以用立業的原則。在我國基礎軟件發展已有一定基礎、有力量支持國內GIS應用的情況下，必須認真對待GIS應用軟件產品的問題。結合國情開發應用軟件是我們的長項。國內許多應用部門長期使用GIS，不少部門應用經驗相當豐富，是發展GIS應用的巨大知識源泉。事實上，長期以來應用部門就是GIS基礎軟件的主要用戶，據統計，僅一種國外的GIS基礎軟件在某部門的累計銷售量就達2.7億元人民幣。因此，必須採取一切措施，鼓勵應用部門採用國產基礎軟件來進行二次開發，發展本領域的
GIS應用軟件產品，並在適當的時候建立企業機制，實現基礎軟件開發單位和應用部門（應用軟件開發商）在應用開發上的合理分工，建立基礎軟件商和應用開發商的合理結構。
在去年召開的全國GIS工作會議上，確定了在有條件的地方和部門選擇若干應用要求迫切的方向，醞釀成熟後作爲GIS典型示範工程立項，在國產GIS基礎軟件上開發應用系統，在應用領域樹立樣板，並普及推廣。這無疑是國家對GIS軟件產業發展的有力支持，是一項在GIS領域發揮我國整體實力，參與國際競爭的有力措施。
在發展GIS產業和GIS的推廣應用中，建立GIS標準是一項重要的基礎性工作，也是實現地理信息資源共享的前提。GIS標準化的內容很多，其核心是空間數據標準。我國早在80年代中就開始了對地理信息標準化和規範化的研究。近年來，我國又積極參與國際標準化組織的數字地理信息的標準化工作，努力使我國的標準化與國際接軌。如果國產GIS軟件能在城市建設、能源建設、環境保護、交通、電信、國土測繪等部門得到廣泛的應用，我國GIS軟件產業的發展就是順理成章的事情了。
3．重視技術創新，加快新產品研製的速度
高新技術的生命力在於創新，技術創新也是GIS軟件產業建設和持續發展的關鍵。面對計算機軟硬件技術的高速發展和國外GIS技術的進步，必須充分重視和加快新一代GIS軟件產品的開發。國內在GIS組件技術、WebGIS、OpenGIS方面已經開始進行研究，國家也在“九五”科技攻關計劃中作了部署，其技術研究和產品開發取得了明顯的進展。
GIS軟件技術創新的關鍵是技術重組和人員重組，要加快地球科學與信息科學交叉的步伐，鼓勵更多的計算機技術人員加入到GIS產業隊伍中來，加速多學科交叉的技術複合型人才的培養，加速技術和管理複合型人才的培養。企業應當儘快建立起自己的知識結構合理的產品開發技術隊伍。
在組件技術方面，特別要注意GIS組件的合理規劃，要兼顧功能完備和方便使用之間的關係，處理好組件庫的組織和語義檢索問題；在全關係GIS方面，特別要注意研究空間數據的存儲技術，兼顧不同使用方式之間對數據組織的不同要求，要重視元數據的管理，處理好存儲和效率之間的關係；在分佈式GIS方面，要解決好數據安全和保密、數據權益保護問題，特別是應該高度重視GSQL語言的設計和應用層協議的制訂，注意解決好開放性（甚至互操作）與執行效率之間的關係。此外，GIS與多媒體、矢－柵交互、四維數據管理、3S一體化技術等都可能成爲新的技術生長點，成爲產品的特色。
發展我國GIS軟件產業是我們每一個從事GIS技術研究、產品開發和企業管理人員的責任，任務光榮而艱鉅。我們相信，只要經過不懈的努力，我們的目標一定會達到。