13个用于 GIS、地图和数据可视化的地理空间工具

在这个数据驱动的世界里，如果可以绘制和分析地理上的数据，那岂不是很棒，而 GIS（地理信息系统）是可能实现的。在数据科学和人工智能的帮助下，GIS 能够分析环境、人口和地形数据，并使其成为任何企业或行业的实用决策工具。本文将和大家一起讨论 GIS 工具以及 GIS 的工作原理。

什么是地理空间智能？

地理空间智能是指在地球上看到的一切事物。地球上的一切事物在空间和时间上都有一个关系方面，这被称为地理空间。因此，地理空间信息是任何地球上的自然或人工特征的信息，根据位置和其他细节来确定的，比如山脉或天气。

什么是地理空间数据和地理空间分析？

地理空间数据是这三种信息的结合体。

• 位置信息：通常是地理坐标；
• 属性信息：有关事物、事件或现象的特征；
• 时间信息：位置和属性存在的时间或长度；

地点可以是短期的或静态的(例如，洪水事件或贫困人口)，也可以是动态的(例如，移动的车辆、天气变化或传播传染病)。地理空间数据在 GIS 中通常用于理解地理或空间关系。这些数据通常涉及来自不同来源的大数据集，如卫星图像、人口普查数据、天气数据、手机数据、绘制的图像和社交媒体数据。它有助于制作地图来描述这些关系,可使用 GIS 管理、更改和分析地理空间数据。

地理空间数据格式

地理空间数据格式包括：

• 矢量和形状：位置的特征，如点、线、面等；
• 点云：由 LiDAR 系统生成的 3D 模型；
• 栅格和卫星图像：利用高分辨率图像从高空观看地球；
• 人口普查数据：发布特定地区的人口普查数据，以了解社区趋势。

地理空间分析是一种数据可视化，包括地图、图表、统计数据等。它将时间和位置添加到传统数据中，以了解现象并在人与地点之间的复杂关系中发现趋势。因此，地理空间分析使预测或决策更轻松、更精确。在地理空间分析的帮助下，可轻松访问全球各地的大量数据(从地理和几何角度)。通过比较时间和空间上的数据，用户可以立即看到事物发生了怎样的变化。

地理空间数据的优势

• 轻松洞察：以可视化格式(如地图和图像图表)对数据进行地理定位，便于更容易了解正在进行的事件；
• 实时分析：用户可以通过检查跨越时间和地理的数据，快速了解某事物是如何从几天演变到几年；
• 有针对性的解决方案：特定位置的分析将有助于了解任何地方发生任何事件的原因。

以下是地理空间以及 GIS 工具的介绍。

1.BatchGeo

通过简单的复制/粘贴或拖放，可以使用 Batchgeo 将表格地理数据（excel、CSV）转换为地图。BatchGeo的功能如下：

• Excel 支持
• Map Bages
• 嵌入地图
• 绘制开放数据地图
• 地图分组

Apple、财富 500 强、亚马逊、Bose、可口可乐等大型组织都从该工具中受益。

2.ArcGIS Online

借助功能区用户界面、64 位处理和 3D 集成，ArcGIS Pro 更新了 GIS。在强调速度、创造力和制图方面，已经有了重大的改变。

ArcGIS Online 的功能如下：

• 三维一体化统一
• 清晰定义的制图和标注
• 与 ArcGIS Online 集成
• 基于上下文的功能区界面
• 64位处理
• 改进和直观的编辑
• 1500多个地理处理工具(35个工具箱)

基于云的工具帮助创建地图、共享地图和应用程序、协作、分析和处理数据。

3.CARTO

Cartodb 是一款开源且功能强大的地理信息系统工具，是一款针对 Web 和移动应用程序的拖放分析工具，读取 shapefile、GeoJSON 数据。Carto 的功能如下：

• 自定义底图
• 地理编码
• 路由服务
• 等值线
• 数据天文台

Carto 有一个云原生平台，可以进行空间分析，并将位置数据转换为易于理解的报告。它还提供了一个称为空间数据目录的数据平台，可以访问高级数据集。Carto 与 Google Cloud、Snowflake、Databricks 和 Amazon RedShift 配合良好。

4.GRASS GIS

它在单个软件套件中提供栅格、矢量和地理空间处理引擎。GRASS GIS 提供了用于生态系统建模、评分和矢量数据可视化、水文学、地理空间数据分析和管理、航空图像和卫星处理的工具。GRASS GIS 的功能如下:

• 具有350+个最高质量的模块的地理处理；
• 激光雷达与网络分析；
• 大量的文档和教程可用；
• 免费开放源码；
• 具有复杂功能的卫星图像工具；
• 3D 栅格渲染和自定义；
• 有据可查；
• 栅格、矢量、图像和时态工具。

GRASS GIS 是一个开源的免费软件，可以在 Windows、Mac 和 Linux 上运行，并带有内置的图形用户界面。

5.QGIS

QGIS 是一个开源的 GIS 程序, 可以利用它可视化、管理、修改、分析和创建打印的地图。QGIS 的功能如下:

• 地理编码；
• 将不同形式的数据合并到单个图像中；
• 将所有收集的数据发布到一张地图中；
• 实时流；
• 缓冲区查询。

通过 QGIS，可以在 Windows、Mac、Linux、BSD 和移动设备上创建、编辑、可视化、分析和发布地理空间数据。

6.GeoDa

在统计技术和分析方面，GeoDa 是一位专家。在使用这款免费的地理信息系统软件时，可以进行查看地理统计数据，它是最好的空间建模工具。GeoDa的功能如下:

• 面向未来的界面与设计；
• 统计专家；
• 了解统计数据的数据探索；
• 带数据显示的地理模拟；
• 免费开放源码；
• 当代图表和图表。

GeoDa 支持矢量数据格式，如 GeoJSON、Shapefile、MapInfo、GML、GeoDatabase、KML 以及 GDAL 库支持的其他格式。它还允许多层支持可视化，并通过链接的图表和地图检查统计结果和模型。

7.Whitebox Geospatial Inc

它是一个强大、灵活、快速的地理信息系统工具。Whitebox Geospatial Inc 前端图形用户界面包含500个地理空间分析工具。Whitebox Geospatial Inc 的功能如下:

• 地理空间分析的真正动力源泉；
• Whitebox 激光雷达与遥感扩展；
• 水文建模能力；
• 开放源码；
• 遥感。

Whitebox 平台由四个核心产品和工具组成：Whitebox LiDAR 和遥感扩展、Whitebox DEM 和空间水文扩展、Whitebox 农业扩展、Whitebox 通用工具集扩展(GTE)和 WhiteboxTools 开放核心(OC)。这一扩展为平台带来了不同的能力，如云和图像数据处理、数字高程模型处理和水文建模、处理噪声作物产量数据。

8.Geocodio

Geocodio 为美国和加拿大的地址提供简单且用户友好的地理编码、反向地理编码和数据匹配。Geocodio 的功能如下:

• 对更多地址的 API 进行批量地理编码；
• 对电子表格进行地理编码；
• 使用条款灵活，不受限制；
• 将国会选区、时区、FIPS 代码等添加到地址或坐标中；
• 拼写更正和地址解析。

Geocodio 产品包括 API、地理编码电子表格和 Geocodio 地图。这些工具帮助上传大量地址或坐标，并将地址转换为经度或纬度。

9.MapInfo Pro

MapInfo Pro 是一个包罗万象的桌面地图应用程序，使地理信息系统(GIS)分析师能够显示、分析、编辑、解释和导出数据，以显示连接、模式和趋势。MapInfo Pro 的功能如下:

• 易于使用和64位处理；
• 查询和改进的表管理；
• 强大的寻址和地理编码服务；
• 用于改进可视化集成的并行制图；
• 基于智能功能区的工具访问导航。

该工具可以用来探索位置，使用建模工具将位置数据集成到其他数据点，并建立模型。

10.Global Mapper

在 GIS 分析中，Global Mapper 易操作并具有惊人的灵活性。例如，它在64位应用程序中具有强大的立面和 LiDAR 显示。Global Mapper 的功能如下:

• 强大的 LiDAR 显示和处理能力；
• 读取大量格式；
• 高级高程处理工具；
• 64位，界面友好；
• 通过 MangoMap 发布 Web 地图。

Global Mapper 能够提供不同的功能，如数据导入或导出、OTF 阅读器模块、地形分析、地图打印和发布、图像纠正、栅格计算器、图形和图表管理器等。

11.Simple GIS 软件

Simple GIS 软件提供强大的分析功能，帮助解决空间规划和交通等现实世界的问题。Simple GIS 软件的功能如下：

• 优质的软件，合理的价格；
• 购买前的测试；
• 简单而又强大；
• 免费资源和教程可用。

这款用户友好且价格合理的 GIS 软件允许捕获、存储、操作、分析和显示空间和地理数据。

12.Maptitude 制图软件

该软件允许创建地图、图表和其他图形显示的地理信息，以供分析和演示。地图是性价比最高的一体式 GIS 平台之一。Maptitude 制图软件的功能如下:

• 分析路线以改进交付路线；
• 专题测绘的可能性很大；
• 学习曲线低，简单易懂；
• 用于交通、TransModeler 和 TransCAD；
• 良好的产品支持和文档；
• 地理和表格查找器可以定位地球上任何地方的地点。

颜色、图案和图标、点密度、图表、缩放符号和 3D 棱镜主题是主题可视化的一些示例。地图单位、道路左侧或右侧路线、文件权限、地理编码参数以及用户可以自定义的更多变量。地图绘制软件为银行、房地产、能源、保险、医疗保健、营销、销售等行业提供定制化解决方案。

13.Maptive GIS 制图软件

在 Maptive GIS 制图软件的帮助下，用户可以通过将一行行地理数据转换为地图，快速获得洞察、做出决策并轻松理解海量数据。Maptive GIS 制图软件的功能如下：

• 多变量分组；
• 共享、打开和嵌入地图；
• Google Street view（谷歌街景）；
• 地理边界区域工具；
• 全球覆盖；
• 移动友好型；
• 强大而直观；
• Maptive GIS 带有桌面和 Web 界面。

地理信息系统软件使用户能够存储、分析和可视化数据。它适用于销售团队、特许经营权、营销人员、房地产经纪人、城市规划师、开发商等。

结论

对于任何企业或组织来说，GIS 都是一个了不起的系统。它许多行业(私人、政府或个人)通过分析地理空间数据并相应地规划事物而受益，这有助于通过做出更准确的决策来更容易地服务于用户的生活。电信和网络服务、城市规划、交通规划、环境影响分析、农业应用、灾害管理和减灾等行业都在向前发展，并通过地理空间技术和数据为未来做好准备。