3小时GIS入门教程（一）：为什么要学GIS

前言：2020年疫情在家的时候，师姐邀请我为华侨大学的本科生远程上一堂GIS实验课，她说只有一下午3节课的时间，正好我也趁着这个机会把这几年积累的一些对GIS的思考都梳理了一下，整合成了这个3小时快速上手指南，希望能有所增益。

这一节主要解释四个问题：

为什么要学GIS？
外专业如何把握学习GIS的深度？
ArcGIS与GIS的关系？
最重要的知识-地理学定律

1、为什么要学GIS？

有一句英文短语我觉得很精髓：The Science of Where
一切与空间相关的科学研究都需要GIS基础知识。
主要有几个方面应用：
城市规划：自然资源局机构调整，GIS重要性更上一层楼，国土空间规划一张蓝图，本质上就是个云数据库，学科对空间定量分析更为重视。
智慧城市：城市最本质的就是空间关系，大数据、云平台的底层都是GIS
其他小研究：同城市相关的一些小研究，比如房价、POI、最短路径、可达性等，这些都是GIS的范畴。

2、外专业如何把握学习GIS的深度？

现在有越来越多的研究者使用GIS工具，很多人想从GIS理论着手，也有许多人把GIS看做是一种工具，事实上，作为一名GIS出身的工程师，给过身边的朋友老师这样一个意见：GIS是一种空间思维，我们更应该学习的是这种空间思维，然后出神入化地应用到你的工作研究中。工具只是这种思维的表现形式，不用过多地去追求工具的优劣，能解决实际问题即可。
尤其后来我跨专业到城市规划学，好多老师、同学都问过我怎么学GIS？城市规划是问题导向型学科，是一门高度实践应用型学科，需要解决城市发展过程中的各种问题，GIS是技术导向型学科，一是门工具型学科，应用非常广泛，需要学习空间数据库、图形编程、遥感、图像识别等计算机相关知识，因此这两者的关系就是相辅相承，城市规划是GIS在一个方面的应用，GIS是城市规划必不可少的一个工具。

3、ArcGIS与GIS的关系？

很多人把ArcGIS等同于GIS，其实不然，ArcGIS只是一款GIS的软件工具，是美国ESRI公司开发的一个桌面软件，前两年还被美国禁止在中国销售和使用，后来在中国成立了易智瑞公司才算合法在中国销售。
类似的工具：QGIS、Geoda、postgis、BIM软件等
国产软件：Supermap、Mapgis等
在线地图工具：Geohey、百度地图编辑器等

ArcGIS价格不菲，所以很多国外小伙伴学GIS的时候基本都用免费开源的QGIS，yyds，其实我们本科上《地图制图》这门课的时候老师也是教的QGIS，后来上《GIS》才用的ArcGIS。

ArcGIS的一些优缺点

优点	空间分析功能齐全、操作简单
缺点	系统庞大、电脑性能要求高、价格昂贵

简单介绍下ArcGIS常用的模块功能

模块	功能
ArcMap	主要的应用程序，具有基于地图的所有功能，包括地图制图、数据分析和编辑等。
ArcCatalog	地理数据的资源管理器，帮助用户组织和管理所有的GIS信息，比如地图、数据集、模型、元数据、服务等。
ArcScene和ArcGlobe	适用于3D场景下的数据展示、分析等操作的应用程序。
ArcToolbox和ModelBuilder	是进行Geoprocessing（地理处理）的应用环境，分别提供了内置对话框工具和模型工具。
ArcGIS Pro	ArcGIS桌面新增的应用程序。它是进行可视化、编辑、分析本地内容或来自ArcGIS平台内容的重要应用程序。

4、最重要的知识-地理学定律

行话都是这么说，懂不懂GIS不是你会不会用ArcGIS，而是你知不知道地理学的万有引力定律，认不认识Goodchild老爷爷。

地理学第一定律（Tobler‘s First Law of Geography, TFL）——空间相关性定律 “All things are
related, but nearby things are more related than distant things.”
距离越近，地物间相关性越大；距离越远，地物间相异性越大。

简单解释：物以类聚、人以群分，你是有钱人，那大概率你住的小区经济水平都不差。

地理学第二定律（Goodchild’s Second Law of Geography, GSL）——空间异质性定律
空间的隔离，造成了地物之间的差异，即异质性。

分为空间局域异质性（spatial local heterogeneity）和空间分层异质性（简称空间分异性）（spatial stratified heterogeneity）。前者是指该点属性值与周围不同，例如热点或冷点；后者是指多个区域之间互相不同，例如分类和生态分区。
简单解释：橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，唯一能与时间抗衡的，就是空间。

解释完学习GIS的一些基本条件之后，下一篇将开始讲解GIS基础知识