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  • 常用GIS软件介绍

    2019-01-07 11:42:38
    常用GIS软件简介。 原文链接: https://gisgeography.com/mapping-out-gis-software-landscape/
  • 课程标题GIS软件简介主讲人胡海斌山西建筑职业技术学院01GIS软件简介02国内GIS软件简介目录CONTENTS03国外GIS软件简介04思考题01GIS软件...GIS软件简介二常用GIS软件 1.国内重点介绍前四个1 SuperMap2 GeoStar3 GeoMa
  • 几种常用GIS软件之间的数据转换方法:Arc/info、autoCAD、Mapnifo、Mapgis
  • 常用的13个开源GIS软件,值得收藏!

    万次阅读 2018-10-15 10:14:18
    地理信息系统(Geographic Information System,GIS)软件依赖于覆盖整个地球的数据集。为处理大量的 GIS 数据及其...GIS软件以前仅限于地理学者和地质工作者使用,自从网上提供全球地图服务和移动电话公司开始提供全...

    本文转载自3snews,http://news.3snews.net/2016/0721/42708.html

    地理信息系统(Geographic Information System,GIS)软件依赖于覆盖整个地球的数据集。为处理大量的 GIS 数据及其格式,编程人员创建了若干开源库和 GIS 套件。GIS软件以前仅限于地理学者和地质工作者使用,自从网上提供全球地图服务和移动电话公司开始提供全球定位系统(Global Positioning System,GPS)服务以来,GIS 软件已变得非常普及了。GIS 系统可获得并处理描述地球表面的空间数据。谈到GIS软件,鉴于商业软件的昂贵,我们希望有开源的GIS软件。

      No.1 QGIS (原称Quantum GIS)

      

     

      QGIS(原称Quantum GIS)是一个跨平台的桌面GIS软件。它提供数据的显示、编辑和分析功能,可以自动生成地图,并且能够处理地理空间数据,最后形成你期待的地图数据。它于2004年成为开源地理空间基金会的一个孵化项目。稳定版本是2.14.0 (Essen)。

      QGIS是以C++、Python, Qt为编程语言的跨平台应用,可以在多种操作系统上运行,包括Mac OS X、Linux、UNIX和Microsoft Windows。对于Mac用户,QGIS相对于GRASS GIS的优势在于它不需要X11窗口系统,而且界面更简洁、快速。它也可以作为GRASS的图形用户界面使用。

      QGIS的最大特点在于界面很友好,熟悉ARCGIS的人都能很快的掌握QGIS的操作,支持WMS并无缝集成POSTGIS(对象-关系型数据库管理系统),几乎完全照搬了GRASS的分析功能,因此其分析功能也很强大。相较于商业GIS,QGIS的文件体积更小,需要的内存和处理能力也更小,因此它可以在旧的硬件上或CPU运算能力被限制的环境下运行。

      目前,QGIS被志愿者开发团体持续维护,已被翻译为31种语言,广泛使用在全世界的学术和专业环境中。

      网址是:http://qgis.org/

      No. 2 gvSIG

      

     

      gvSIG也是一个跨平台的桌面GIS软件,于2004年在西班牙成为了开源GIS软件。稳定版本是2.0。

      该系统适用于Windows、Linux、OS X操作系统;不仅能够访问本地的矢量数据或者栅格数据,而且也能够通过支持开放地理空间信息联盟(OGC)规范的远程服务器访问该类数据。

      支持网络地图服务(WMS)、网络要素服务(WFS)、网络覆盖服务(WCS)、目录服务以及地名辞典服务等一系列地理信息网络服务规范,这是gvSIG与其它地理信息系统的特大区别。此外,它也能够访问ESRI公司的ArcIMS服务提供的远程数据。

      gvSIG CAD可以跟踪的几何图形,然后编辑顶点分裂线和多边形;gvSIG移动带来了手机GIS,适合是现场工作。gvSIG 能够支持以下数据格式:矢量格式(Shapefile、DXF、DGN、DWG)、栅格格式(ECW、MrSID、JPEG、jp2、TIFF、geoTIFF、PNG、GIF)和基于XML的格式(KML、GML)。

      网址是:http://www.gvsig.org

      No. 3 Whitebox GAT

      

     

      Whitebox GAT是一个地理空间分析工具箱的桌面GIS软件。它主要是将桌面GIS和遥感软件包综合来进行地理空间分析和数据可视化应用。

      它被认为是替代的地形分析系统(TAS),旨在提供先进的地理空间数据分析,在环境研究和地理信息行业进行应用,也能够进行地理信息教育工具。

      实际上取代了地形分析系统——hydro-geomorphic应用程序的工具。通过激光雷达的数据,可以进行转换、分析、管理、缓冲和提取地理空间信息。这个神奇的免费GIS软件在GIS行业几乎是闻所未闻的。

      网址是:https://whiteboxgeospatial.wordpress.com/

      No. 4 SAGA GIS

      

     

      SAGA GIS是一个经典的免费系统自动分析的GIS软件。它主要进行地形分析、流域提取和可见性分析,尤其地形分析上是其最霸气的应用;它也在环境建模和形态测量方面可以进行地形湿度指数和地形位置分类等应用。

      SAGA与一个特殊的应用程序编程接口(API的)地理数据处理。这个API可以很容易实施的新算法。它的API支持网格数据,矢量数据,并表。

      SAGA GIS的强大还在于它使多个窗口列出你所有的分析(地图、直方图、散点图、属性等),提供了一个友好的GUI和API。

      总之,快速、可靠和准确是它的魅力。

      网址是:https://sourceforge.net/projects/saga-gis/

      No. 5 GRASS GIS

      

     

      GRASS GIS (Geographic Resources Analysis Support System)是开源代码的地理资源分析支持系统,可用于处理栅格、拓扑矢量、影像和图表数据;优势尤其在于选择分析、图像处理、数字地形操作和统计数据。

      GRASS 最早是由美国陆军工程兵团作为土地管理和环境规划的工具。在GPL下发布,可以在多个平台上运行,包括Mac OS X、Windows和Linux。用户可以通过图形用户界面使用该软件功能;也可以通过改进直接使用它的模块。

      当前的 GRASS 6 版本采用新的拓扑 2D/3D 矢量引擎并支持矢量网络分析。该系统可以胜任3D矢量图形数据和立体像素的可视化,也支持线性参考系统。

      GRASS 是开源地理空间基金会最初的八个软件项目之一。由于它的直观和可靠性,它已经广泛用于不同的领域(学术界、环境咨询公司和政府机构),例NASA、美国国家海洋和大气管理局、美国农业部和美国地质调查局等。

      GRASS GIS网站中国镜像网站: http://grass.osgeo.cn

      GRASS 中文教程: http://lab.osgeo.cn/docs/grass/

      No. 6 MapWindow

      

     

      MapWindow是一个基于标准的桌面GIS软件,它的90%的用户关注其地图查看器、识别特性、处理工具和打印等特性。

      MapWindow GIS项目包含了兼容微软视窗的桌面应用,能够查看shapefile和多种栅格数据格式。它可以通过“GIS工具”插件重生成数据、剪辑、合并,及执行其它地处理。开发用户可以使用任何.NET框架语言书写插件扩展此应用,或使用MapWinGUS ActiveX控制书写GIS软件。其TauDEM功能更是自动描述分水岭。

      网址是:http://www.mapwindow.org/

      No. 7 ILWIS

      

     

      ILWIS是一个土地和水资源综合信息管理的开源GIS软件。

      它主要被生物学家、水资源管理者和地理空间管理者广泛使用。ILWIS擅长数字化、编辑、显示地理数据和生成地图;也用于遥感图像分类、增强和光谱波段操作。

      ILWIS最初是在荷兰的供其研究人员和学生使用。自2007年7月1日,它结合集成的矢量和栅格软件程序,已作为免费软件被许多学生、教师和研究人员使用。ILWIS有非常强大的栅格分析模块、高精密和灵活的向量和点数字化模块,集合多种非常实用的工具。在许多方面与GRASS GIS类似,ILWIS目前只能在微软的Windows下使用。

      网址是:52north.org/downloads/ilwis

      No. 8 GeoDa

      

     

      GeoDa是跨平台的开源版本,主要进行空间数据分析。其主要功能是地质统计和空间建模。开源的GeoDa可以在Windows(包括XP,Vista中和7)、Mac OS和Linux上运行。它是哈佛大学,麻省理工大学和康奈尔大学的重要分析工具。

      GeoDa具有强大的功能来执行空间分析,多元探索性数据分析,以及全球和当地的空间数据。它还执行基本的线性回归、空间模型,也可用于一系列经济发展健康和房地产等领域。

      网址是:https://spatial.uchicago.edu/software

      No. 9 uDig

      

     

      uDig是由加拿大的咨询公司研制,基于对Eclipse平台和功能分层,关注社会生产的地理信息研究。它具有简单易用和Mac OS功能的优势。

      从字面含义上,也可以领会到其应用的含义:u代表友好的用户界面,D代表桌面(Windows、Mac或Linux),i代表面向互联网的消费标准(WMS,WFS或WPS),G代表GIS-ready复杂的分析功能。

      uDig可以使用GRASS复杂的矢量运算,并嵌入JGRASS和专门的水文工具。uDig通常用作用于构建其他GIS平台和应用提供框架,也包括DIVA GIS和海啸远程预警系统的应用。

      网址是:http://udig.refractions.net/download/

      No. 10 OpenJump

      

     

      OpenJUMP可以很好地处理大型数据集,并呈现大量的数据图(如饼图、绘制等值线图等)。

      基于JAVA平台可以读取栅格和可视化框架计算机程序。它可以在Windows,Linux和Mac平台上工作,尤其是在运行Java 1.5或更高版本的操作系统上运行。

      OpenJUMP的插件增强了其功能,有(绘图和几何)编辑、光栅、印刷、web处理、空间分析、GPS、属性查询、可缩放矢量图形(SVG)格式的影像输出和数据库等应用。它不只是一个免费的演示浏览器,也可以编辑,保存,分析等。它为地理信息系统的API提供了灵活插件结构,从而使新的功能能比较容易进行。

      网址是:http://www.openjump.org/

      No. 11 Diva GIS

      

     

      DIVA GIS是用于制图和地理数据分析的GIS软件。它专门从事生物的丰富性和多样性的数据分析;它可以提取气候和土地的所有位置数据、进行统计分析和建模;此外,它可以定位国家的界限,河流,卫星图像,并在观察到动物物种的位置,从而为生物学的研究提供了小面积范围的地图。

      网址是:http://www.diva-gis.org/download

      No. 12 FalconView

      

     

      FalconView主要有便携式飞行计划软件(PFPS)的功能,这使得它可以用于战斗飞行计划,所以它的大部分用户来自美国国防部和其他国家地理空间情报机构。它支持各种类型的显示数据,如卫星、激光雷达、频率和MrSID。在SkyView模式中,甚至可以使用MXD文件。

      它可以参考各种类型的地图和地理信息,最重要的是在航图、卫星图像和高程图方面。目前用户以军事任务执行人员、飞行员、航空技术支持人员为主。

      目前的FalconView的一部分XPlan,主要用于美国国防部的任务规划系统和佐治亚技术研究所的计划活动配套方案中。 它可用于Windows系列操作系统;而Linux和移动操作系统的版本正在开发中。

      网址是:www.falconview.org

      No. 13 OrbisGIS

      

     

      OrbisGIS是一个半成品的开源GIS软件。它提供了新的方法和技术进行建模,它可以处理和共享空间数据,以便于监测地理领土和管理。

      OrbisGIS能够处理矢量和栅格数据模型。在执行如噪声地图、水文过程等定位应用上,它可以没有任何插件,只是有时间周期限制。

      它可以在生态、环境可持续发展的相关性上,使用系统化的方法,进而评估公共政策。但是,这种做法必须考虑到相关的环境、社会和经济因素,以促进其有效的决策和规划。作为包含分析工具,它可以在不同的时间和空间尺度下,计算各项指标,生成综合性的建模;这些都将使OrbisGIS成为不可或缺的工具。

      一般情况下,在空间处理软件对地理数据进行格式化、处理和显示后,这些数据就转换为地理信息。声纳、雷达、照相机和其他观测平台便可以获得这些数据。

      本文内容部分来源于一份罗列了关于GIS软件应用的文章,笔者将其编译整合。开源项目将底层的接口进行整合,实现了基本的数据管理、地图显示和基本的分析功能。

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  • 常见GIS工具软件介绍

    千次阅读 2019-02-28 16:31:21
    导读:本章介绍了比较常用的一些地理信息系统软件,具体包括三家美国GIS开发商ESRI,Intergraph和MapInfo的软件产品,以及三个国产软件:MapGIS,GeoStar和Citystar。 介绍的内容来自于各个公司的宣传材料以及WWW上...

    导读:本章介绍了比较常用的一些地理信息系统软件,具体包括三家美国GIS开发商ESRI,Intergraph和MapInfo的软件产品,以及三个国产软件:MapGIS,GeoStar和Citystar。

    介绍的内容来自于各个公司的宣传材料以及WWW上各个公司的主页,但是除去了诸如“第一”,“最好”等的修饰词汇。另外,由于软件在不断升级,在本章中也不具体说明软件版本号,并且也不评判软件的优缺点,只是简要列出了各个软件的模块名称和功能目标。

    这些软件,提供了相似的功能集合,不同之处在于其具体的实现方式(如用户界面,操作流程),和操作效率(如速度、数据量)。这种相似性,也正说明了GIS技术的成熟。

    1.ESRI产品系列

    ESRI公司(Environmental Systems Research Institute Inc.)于1969 年成立于美国加利福尼亚州的Redlands市,公司主要从事GIS工具软件的开发和GIS数据生产。

    ESRI的产品中,最主要的是运行于UNIX/Windows NT平台上的ArcInfo,它由两部分组成:Workstation ArcInfo和Desktop ArcInfo。

    1)Workstation ArcInfo基于拓扑数据模型,实现了图库(Map Library)的管理,并且具有了栅格数据的分析功能,支持栅格矢量一体化查询和叠加显示。此外,ArcInfo 还提供了二次开发语言AML以及开放开发环境ODE,以便于用户定制自己的GIS应用。

    Workstation ArcInfo提供了最基本的GIS功能,包括数据录入和编辑、投影变换、制图输出、查询分析及其分析功能(缓冲区分析、叠加复合分析等等)。

    除了上述基本功能以外,Workstation ArcInfo还通过一些扩展模块实现特定的专门功能:

    TIN:基于不规则三角网的地表模型生成、显示和分析模块,可以根据等高线、高程点、地形线生成DEM,并进行通视、剖面、填挖方计算等。

    GRID:栅格分析处理模块,可以对栅格数据进行输入、编辑、显示、分析、输出,其分析模型包括基于栅格的市场分析、走廊分析、扩散模型等。

    NETWORK:网络分析模块,提供了最短路径选择、资源分配、辖区规划、网络流量等功能,可以应用于交通、市政、电力等领域的管理和规划。

    ARCSCAN:扫描矢量化模块。

    ARCSTORM:基于客户机/服务器机制建立的数据库管理模块,可以管理大量的图库数据。

    COGO:侧重于处理一些空间要素的几何关系,用于数字测量和工程制图。

    ArcPress:图形输出模块,可以将制图数据转换成为PostScript格式,并可分色制版。

    ArcSDE:SDE指空间数据引擎(Spatial Database Engine),它是一个连续的空间数据模型,通过它可以将空间数据加入到关系数据库管理系统中去,并基于客户机/服务器机制提供了对数据进行操作的访问接口,支持多用户、事物处理和版本管理。用户可以以ArcSDE作为服务器,定制开发具体的应用系统。

    ARC/INFO的图库管理

    为了能够管理分布在不同图幅的多个专题要素,在ARC/INFO的图库中,把地图数据纵向分为“图层(Layer)”,而水平方向分为“图块(Tile)”,如图A2-1所示。

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    图A2-1:ARC/INFO的图库管理

    在上图中,描述同一区域的不同专题图块构成一个“地图(Map)”,基于这种方式的管理,可以根据内容或区域范围任意调入相关的数据,并且便于实现数据共享,和并发访问控制。

    2)Desktop ArcInfo包括三个应用:Arc Map、Arc Catalog和Arc Toolbox。Arc Map实现了地图数据的显示、查询和分析;Arc Catalog用于基于元数据的定位、浏览和管理空间数据;Arc Toolbox是由常用数据分析处理功能组成的工具箱。

    3)ArcView GIS(图A2-2)是ESRI的桌面GIS系统,它以工程为中心,实现了对地图数据、结构化的属性数据、统计图、地图图面配置、开发语言等多种文档的管理。除了提供脚本语言Avenue使用户可以定制系统以外,ArcView还以“插件”的形式提供了一些扩展模块,包括:

    Spatial Analyst:栅格数据的建模分析;

    Network Analyst:网络分析;

    ArcPress:制图输出;

    3D Analyst:利用DEM实现三维透视图的生成;

    Image Analyst:影像分析处理;

    Tracking Analyst:通过直接接收、回放实时数据,实现对GPS的支持。

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    图A2-2:ArcView GIS用户界面

    4)MapObjects是一组供应用开发人员使用的GIS功能OCX(OLE Custom Control)控件,用户可以采用其它的支持OCX的开发平台,如Visual Basic,Delphi等,集成MapObjects,建立具体的应用系统。

    5)ArcFM,支持公共设施规划、管理和服务的模块。

    6)Internet Map Server(IMS),实现了因特网上地理数据发布功能。

    2.Intergraph产品系列

    Intergraph公司成立于1969年,总部位于美国阿拉巴马州的汉斯维尔市,公司致力于计算机辅助设计、制造以及专业制图领域的硬件软件以及服务支持。

    Intergraph提供的GIS产品包括专业GIS系统(MGE),桌面GIS系统(GeoMedia),以及因特网GIS系统(GeoMedia Web Map)。

    1)MGE构成了Intergraph专业GIS软件产品族,它包括多个产品模块,提供了从扫描图像矢量化(I/GEOVEC),拓扑空间分析(MGE Analyst)到地图整饰输出(MGE Map Finisher)的基本GIS功能,此外还包括了其它一些扩展模块,实现了图像处理分析(I/RAS C,MGE Image Analyst),网络分析(MGE Network Analyst),格网分析(MGE Grid Analyst),地形模型分析(MGE Terrain Analyst),基于真三维的地下体分析(MGE Voxel Analyst)等一系列增强功能。

    2)GeoMedia Professional(图A2-3)设计成为与标准关系数据库一起工作,用于空间数据采集和管理的GIS产品,它将空间图形数据和属性数据都存放于标准关系数据库(Microsoft Access)中,在一定程度上提高了系统的稳定性和开放性,并且提高了数据采集、编辑、分析的效率。它支持多种数据源,包括其它GIS软件厂商的数据文件以及多种关系数据库;实现了矢量栅格的集成操作;提供了多种空间分析功能;此外,GeoMedia包含其它一些模块,以应用于不同的具体领域。

    GeoMedia Network:可以应用于交通网络以及逻辑网络的管理、分析、规划,具体包括最短路径查询、线路规划等功能。

    GeoMedia SmartSketch:具有较强的图形编辑能力,是一个计算机辅助设计(CAD)软件。

    GeoMedia Relation Moduler:用于建立设备间的网络关系,可以应用于自来水,煤气等市政管网的管理以及设备跟踪。

    GeoMedia Object:GeoMedia是基于控件的系统,它包含多个OCX控件,基于这些控件,用户可以开发具体的应用系统。

    GeoMedia MFworks:基于栅格数据的分析模块,包含多种控件操作函数。

    GeoMedia Oracle GDO Server:可以将地理数据写入到Oracle数据库并读出。

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    图A2-3:GeoMedia用户界面

    3)GeoMedia WebMap是Intergraph提供的基于因特网的空间信息发布工具。它提供了多源数据的直接访问和发布,并且支持多种浏览器。GeoMedia WebMap Enterprise除了能够在因特网上发布数据之外,还提供了空间分析服务,如缓冲区分析、路径分析、地理编码等,用户可以在客户端通过浏览器提出请求,并输入具体参数,服务器进行计算并将结果返回给用户。

    3.Mapinfo产品系列

    MapInfo公司于1986年成立于美国特洛伊(Troy)市,成立以来,该公司一直致力于提供先进的数据可视化、信息地图化技术,其软件代表是桌面地图信息系统软件——MapInfo。

    1)MapInfo Professional是(图A2-4)MapInfo公司主要的软件产品,它支持多种本地或者远程数据库,较好地实现了数据可视化,生成各种专题地图。此外还能够进行一些空间查询和空间分析运算,如缓冲区等等,并通过动态图层支持GPS数据。

    2)MapBasic是为在Mapinfo平台上开发用户定制程序的编程语言,它使用与BASIC语言一致的函数和语句,便于用户掌握。通过MapBasic进行二次开发,能够扩展MapInfo功能,并与其它应用系统集成。

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    图A2-4:MapInfo Professional用户界面

    3)MapInfo ProServer是应用于网络环境下的地图应用服务器,它使得MapInfo Professional运行于服务器端,并能够响应用户的操作请求;而客户端可以使用任何标准的Web浏览器。由于在服务器上可以运行多个MapInfo Professional实例,以满足用户的服务请求,从而节省了投资。

    4)MapInfo MapX是MapInfo提供的OCX控件。

    5)MapInfo MapXtrem是基于Internet/Extranet的地图应用服务器,它可以用于帮助配置企业的Internet。

    6)SpatialWare是在对象——关系数据库环境下基于SQL进行空间查询和分析的空间信息管理系统,在SpatialWare中,支持简单的空间对象,从而支持空间查询,并能产生新的几何对象。在实际应用中,一般使用SpatialWare作为数据服务器,而MapInfo Professional作为客户端,可以提高系统开发效率。

    7)Vertical Mapper提供了基于网格的数据分析工具。

    4.国产GIS软件

    MapGIS

    MapGIS(图A2-5)是中国地质大学开发的地理信息系统软件,其功能模块包括:

    1)数据输入模块:提供了各种的空间数据输入手段,包括数字化仪输入,扫描矢量化输入以及GPS输入。

    2)数据处理模块:可以对点、线、多边形等多种矢量数据进行处理,包括修改编辑、错误检查、投影变换等功能。

    3)数据输出:可以将编排好的图形显示到屏幕或者输出到指定设备上,也可以生成PostScript或EPS文件。

    4)数据转换:提供了MapGIS与其它系统之间数据转换的功能。

    5)数据库管理:实现了对空间和属性数据库管理和维护。

    6)空间分析:提供了包括DTM分析、空间叠加分析、网络分析等一系列空间分析功能。

    7)图像处理:图像配准镶嵌以及处理分析模块。

    8)电子沙盘系统:实时生成地形三维曲面。

    9)数字高程模型:可以根据离散高程点或者等高线插值生成网格化的DEM,并进行相应的分析,如剖面分析、遮蔽角计算等等。

    常见GIS工具软件介绍
    图A2-5:MapGIS用户界面

    GeoStar

    CeoStar(吉奥之星)是武汉测绘科技大学开发的、面向大型数据管理的地理信息系统软件,其功能模块包括:

    1)GeoStar:是整个系统的基本模块(图A2-6),提供的功能包括空间数据管理、数据采集、图形编辑、空间查询分析、专题制图和符号设计、元数据管理等,从而支持从数据录入到制图输出的整个GIS工作流程。

    常见GIS工具软件介绍
    图A2-6:GeoStar用户界面

    2)GeoGrid :数字地形模型和数字正射影像的处理、分析模块。

    3)GeoTIN:利用离散高程点建立TIN,进而插值得到DEM,并进行相关分析运算和三维曲面生成。

    4)GeoImager:可以进行遥感图像的处理和影象制图。

    5)GeoImageDB:可以建立多尺度的遥感影象数据库系统。

    6)GeoSurf:利用Java实现的因特网空间信息发布系统。

    7)GeoScan:图像扫描矢量化模块,支持符号识别。

    Citystar

    Citystar(城市之星)地理信息系统软件由北京大学开发研制,是一个面向桌面应用的GIS平台,其具体模块包括:

    1)Citystar编辑模块:矢量数据的录入、编辑。

    2)Citystar查询分析模块(图A2-7):矢量栅格综合的空间数据管理、查询、分析模块,提供了多种空间模型运算。

    3)Citystar制图模块:提供了地图的整饰输出以及符号制作功能,同时也可以制作影象地图。

    4)Citystar扫描矢量化模块:提供了线状图形扫描、细化、跟踪并矢量化的一系列操作,适用于地形图等高线的录入。

    5)Citystar可视开发模块:包括OCX控件,使用户可以进行二次开发。该模块提供了一个平台,包装控件的功能,便于用户使用,同时实现了多源数据的管理和查询,使用户可以方便的构造应用。

    6)Citystar遥感图像处理模块:提供了从遥感图像纠正到增强、变换、分类以提取专题信息整个流程的功能。

    7)Citystar数字地形模块:等值线、离散点插值生成DEM,并基于DEM进行各种分析。

    8)Citystar三维模块:基于DEM的三维曲面生成和查询分析。

    9)Citystar GPS模块:GPS数据的接收、显示和分析。

    常见GIS工具软件介绍
    图A2-7:Citystar用户界面

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  • 我们一直在努力使GIS软件(传统上是昂贵的专有软件)成为任何人都可以使用个人电脑的可行前景。QGIS目前运行在大多数Unix平台、Windows和macOS上。QGIS是使用Qt工具包和c++开发的。这意味着QGIS有一个清爽、易于使用的...

    QGIS

    QGIS是一个开放源码的地理信息系统。该项目诞生于2002年5月,并于同年6月作为SourceForge上的一个项目建立。我们一直在努力使GIS软件(传统上是昂贵的专有软件)成为任何人都可以使用个人电脑的可行前景。QGIS目前运行在大多数Unix平台、Windows和macOS上。QGIS是使用Qt工具包和c++开发的。这意味着QGIS有一个清爽、易于使用的图形用户界面(GUI)。

    QGIS的目标是成为一个用户友好的GIS,提供强大的GIS功能。该项目的最初目标是提供一个GIS数据查看器。QGIS在其发展过程中已经达到了一个阶段,可以满足大部分GIS需求。QGIS支持许多栅格和矢量数据格式,使用插件架构可以轻松添加新的格式支持。

    QGIS是在GNU通用公共许可证(GPL)下发布的。在此许可下开发QGIS意味着您可以检查和修改源代码,并确保您(我们的快乐用户)始终能够访问免费且可以自由修改的GIS程序。

     

    图新地球

    一款软件+资源+硬核功能均免费的强大的国产GIS软件引用软件,发布于2015年5月主打桌面端,整个操作界面类似于谷歌地球,桌面精简、易于使用的图形用户界面(GUI)。但引擎性能却十分强悍,集成了300多种地图资源,解决三维看图、多源数据融合、TB级三维模型秒速加载应用等,软件在大数据支持加载方面性能非常出色,导入SKP模型数据秒加载,这在行业免费软件产品中是极少见的。经历了100多个版本的迭代50+万用户的实际应用验证,在三维地图的渲染性能和承载数据量这两项关键指标上处于行业领先地位。

    gVSIG

    一个强大的gis,易于使用,可互操作,并被世界各地成千上万的用户使用。使用gvSIG,可以处理各种格式、矢量和栅格、文件、数据库和远程服务,您可以使用各种工具来分析和管理您的地理信息gvSIG desktop设计为易于扩展,允许对定制解决方案的应用程序和开发进行持续改进。gvSIG desktop是开源软件,有GNU/GPL许可,允许自由使用、分发、学习和改进。

     

    Whitebox GAT

    Whitebox Geospatial Analysis Tools (GAT)是一个开源的、跨平台的地理信息系统(GIS)和遥感软件包,是在GNU通用公共许可证下发布的。它是由圭尔夫大学水文地质中心的成员开发的,目的是在研究和教育环境中进行高级地理空间分析和数据可视化。该软件包的特点是一个友好的图形用户界面(GUI)的帮助和文件内置到每个对话框的410多个分析工具。用户还可以访问广泛的离线和在线帮助资源。Whitebox GAT项目开始时是作为地形分析系统(TAS)的替代品,TAS是由John Lindsay编写的一个地理空间分析软件包。当前版本支持光栅和矢量(shapefile)数据结构。还有广泛的功能,处理激光扫描仪(激光雷达)数据包含在LAS文件。Whitebox GAT是可扩展的。用户可以使用任何JVM语言创建和添加自定义工具或插件。该软件还允许使用编程语言Groovy、JavaScript和Python编写脚本。

     

    SAGA GIS

    System for Automated Geoscientific Analyses (SAGA GIS)是一种用于编辑空间数据的地理信息系统(GIS)计算机程序。它是免费的开源软件,最初由德国哥廷根大学自然地理系的一个小团队开发,现在由一个国际开发者社区维护和扩展。
    SAGA GIS旨在为科学家提供一个有效但易于学习的平台来实施地球科学方法。这是通过应用程序编程接口(API)实现的。SAGA的模块库中有一套快速发展的地球科学工具。

     

    GRASS GIS

    GRASS GIS (Geographic Resources Analysis Support System,地理资源分析支持系统) 是一个免费、开放源代码的地理信息系统(GIS),可用于处理栅格、拓扑矢量、影像和图表数据。

    GRASS 在GPL下发布,可以在多个平台上运行,包括Mac OS X、Windows和Linux。用户可以通过图形用户界面(内置的基于 X窗口系统的 GUI 或通过 Quantum GIS)使用该软件的功能;也可以通过改进的 shell 直接使用它的模块。

    GRASS 6 版本采用新的拓扑 2D/3D 矢量引擎并支持矢量网络分析。属性数据通过 .dbf 文件或基于 SQL 的数据库管理系统(如 MySQL、PostgreSQL/PostGIS 和 SQLite)来管理。该系统可以胜任3D矢量图形数据和立体像素的可视化。通过与 GDAL/OGR库的绑定,GRASS 支持多种栅格和矢量格式。其中包括 OGC-conformal简单要素,以实现与其他 GIS 软件的互操作。它也支持线性参考系统。

    GRASS 开发团队是一个由来自很多地区的开发者组成的跨国群体。GRASS 是开源地理空间基金会最初的八个软件项目之一。

     

    MapWindow

    MapWindow GIS是一个开源的GIS (mapping)应用程序,是一组可编程的映射组件。该系统已被美国环境保护署(u.s. Environmental Protection Agency)作为流域分析建模软件(集点源和非点源于一体的较好的评价科学)的主要GIS平台

     

    ILWIS

    Integrated Land and Water Information System (ILWIS)是一种用于矢量和栅格处理的地理信息系统(GIS)和遥感软件。它的特点包括数字化、编辑、数据分析和显示,以及制作高质量的地图。ILWIS最初由荷兰的国际地球信息科学和地球观测研究所(ITC Enschede)开发和分发,供其研究人员和学生使用。自2007年7月1日起,它已经按照GNU通用公共许可证的条款作为自由软件发布。已经被许多学生、教师和研究人员使用了二十多年,ILWIS是目前可用的最用户友好的集成矢量和光栅软件程序之一。ILWIS拥有一些非常强大的栅格分析模块,高精度灵活的矢量点数字化模块,各种非常实用的工具,以及各种用户指南和培训模块,都可以下载。当前版本是ILWIS 3.8.1。与GRASS GIS在许多方面类似,ILWIS目前仅在Microsoft Windows上可用。

     

    GeoDa

    GeoDa是一个开源的软件包,它可以进行空间数据分析、地理可视化、空间自相关和空间建模。OpenGeoDa是遗留GeoDa的跨平台、开源版本。虽然遗留的GeoDa只运行在Windows XP上,但是OpenGeoDa运行在不同版本的Windows(包括XP、Vista、7、8和10)、Mac OS和Linux上。该软件包最初是由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的空间分析实验室在Luc Anselin的指导下开发的。从2016年开始,芝加哥大学空间数据科学中心(CSDS)将继续发展。
    GeoDa具有强大的空间分析、多元探索性数据分析以及全局和局部空间自相关能力。它还执行基本的线性回归。在空间模型方面,包括了最大似然估计的空间滞后模型和空间误差模型。

     

    uDig

    uDig是一个由加拿大咨询公司折射研究(折射Research)领导的社区开发的GIS软件程序。它基于Eclipse平台,具有完整的分层开放源码GIS。它是用Java编写的,并在EPL和BSD许可证(以前在GNU LGPL下)下发布。
    uDig在Flash中有一个演练,也为那些希望完成完整版本构建的人提供了快速入门指导,帮助他们编写插件或对主构建做出贡献。
    uDig可以使用GRASS进行复杂的矢量运算,还可以嵌入来自Horton Machine的JGRASS和专业水文工具。它支持shapefiles、PostGIS、WMS和许多其他数据源。
    uDig通常用作构建其他GIS平台和应用程序的框架

     

    OpenJump

    JUMP是一个基于Java的矢量光栅GIS和编程框架。

     

    Diva GIS

    DIVA-GIS是一个免费的地理信息系统软件程序,用于分析地理数据,特别是生物多样性的点数据。该软件最初是为应用于南美野生土豆的研究而设计的。

     

    FalconView

    FalconView是佐治亚理工学院(Georgia Tech Research Institute)开发的一个地图系统。它最初是为Windows系列操作系统开发的;不过,Linux和移动操作系统的版本正在开发中。它显示各种类型的地图和地理相关的覆盖。支持多种类型的地图,但大多数用户感兴趣的主要是航空图、卫星图像和高程图。FalconView还支持大量的覆盖类型,可以在任何地图背景上显示。目前的覆盖集是针对军事任务规划用户,面向飞行员和航空支持人员。

     

    OrbisGIS

    OrbisGIS是一个开源的纯Java GIS应用程序。用于读写矢量和栅格数据,创建专题地图,利用一个独立的SQL处理器来处理数据,编辑矢量数。

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  • 三十年中国GIS基础软件市场回顾与发展展望 来源于地址:https://www.supermap.com/cn/paper/paper_show.asp?cid=2096 宋关福,李绍俊 (1. 北京超图软件股份有限公司,北京 100015;2. 地理信息基础软件与应用国家...

    三十年中国GIS基础软件市场回顾与发展展望
    来源于地址:https://www.supermap.com/cn/paper/paper_show.asp?cid=2096
    宋关福,李绍俊
    (1. 北京超图软件股份有限公司,北京 100015;2. 地理信息基础软件与应用国家测绘地理信息局 工程技术研究中心,北京 100101)
    论文来源:《地理信息世界》 第25卷 第1期

    摘要:我国GIS基础软件的商业化始自1987年,经历数十年的发展,队伍不断壮大,但由于市场空间和规模不大、产业化机制不完善等问题,市场表现并不尽如人意。最近的十余年来,随着国家支持力度的增强、企业创新投入的加大、市场需求的增多,我国GIS基础软件无论在技术上还是市场上都取得了长足的进步,国内总体市场份额近70%,整体技术水平与国际并跑,三维等新技术应用处在国际前沿。未来,我国GIS基础软件将继续加大投入,坚持自主创新,取得更大的进步。
    关键词: GIS基础软件,GIS三十年,自主创新

    Review and Prospect of China GIS Basic Software Market for 30 Years

    SONG Guanfu, LI Shaojun

    (1. SuperMap Software Co.,Ltd., Beijing 100015, China; 2. Engineering Technology Research Center of Geographic Information Basic Software and Application in National Administration of Surveying, Mapping and Geoinformation, Beijing 100101, China)

    Abstract:

    The commercialiaation of China GIS basic software started from 1987. and experienced decades of development. However, due to the lack of market space and scale, and the industrialization mechanism, the market performance of China’s

    GIS basic software is not satisfactory. During the last dozen years, with the enhancement of the national supports, the increase of the enterprise innovation input, and the development of the market demands, China GIS basic software has made great progress in both in technology and in the market. The overall domestic market share is nearly 70%, and the overall technical level runs with the international counterparts, and the application of new technologies (e.g., 3D GIS) are at the international forefront. In the future, China GIS basic software will continue to increase investment, adhere to independent innovation, and make greater progress.

    Key words:

    GIS basic software; 30 years development of GIS; independent innovation

    引 言

    业界常说:“软件定义世界,数据驱动未来”,地理信息产业也是如此[1]。地理信息产业的发展离不开数据,也离不开软件。如果说数据是粮食,那么软件就是利用粮食加工成食品的工具,两者的完美结合,才能产生地理信息产业的饕餮盛宴[1]。

    在地理信息系统(GIS)软件产业链中,包括基础软件和应用软件。虽然GIS基础软件的产值规模在地理信息产业中占的比重较小,却是地理信息软件产业链的技术制高点,是绝大部分GIS应用解决方案的技术基础。一个国家的GIS基础软件技术发展水平,一定程度上代表了该国地理信息技术创新的能力和水平[2]。

    1 中国GIS基础软件发展历程回顾

    1987年,北京大学遥感所的PURSIS(PekingUniversity Remote Sensing Information System)诞生,是公认的中国商品化GIS软件的起点,距今已有30年。PURSIS是在北京大学遥感所创始人承继成教授的倡导下,整合了1985~1987年间几位在读研究生王峥、任伏虎(现为中科遥感集团执行总裁)、柳林(现为美国辛辛那提大学和中山大学教授)、谢昆青(现为北京大学教授)等人的成果研发而成的286XT微机版GIS。该项工作得到了国家自然科学基金支持。今天看来,PURSIS虽然比ESRI 1982年首次发布的Arc/Info晚五年,但有可能是全球最早的DOS环境GIS软件产品。

    1988年9月,PURSIS更名为SpaceMan,升级成为了真正意义的商品化软件,至1994年前后发展到SpaceMan4.0版,并在国土、气象、林业和教育等领域拥有约2 000多用户。1993年前后,在SpaceMan的基础上,程承旗教授和邬伦教授领导研发了国内第一套基于Windows环境的GIS软件CityStar[3],参与系统设计与开发的成员们后来都成为了中国GIS科学发展的中坚力量。

    PURSIS、SpaceMan和CityStar的发展,包含了一代GIS先行者的梦想、探索与实践,也激励着后来的GIS从业者们不断向前,为中国GIS基础软件产业的发展点燃了星星之火。20世纪90年代,一大批国产GIS基础软件纷纷出现,包括武汉测绘科技大学的GeoStar[4]、中国地质大学的MapCAD、中科院地理所的APSIS、中国林科院的WinGIS,北大青鸟的青鸟GIS和北大方正的方正智绘等在内,共计20多个。

    1997年,在PUSIS出现十年后,SuperMap GIS的前身,ActiveMap组件式GIS诞生,成功应用于国内军事项目。到2000年年底,超图软件正式发布了第一代的SuperMap GIS基础软件。

    虽然中国的GIS基础软件队伍不断壮大,但在市场上的表现并不尽如人意。到2000年,中国GIS市场份额的前几名基本是清一色的国外品牌,包括ESRI、MapInfo、Intergraph、Bentley、Autodesk和SmallWorld等。

    为什么中国GIS基础软件的起步并不晚,但在1987年之后的十余年间,其发展却落后于国际品牌?究其原因,笔者认为:一是当时中国GIS应用市场的发展远远落后于欧美发达国家,没有大的市场空间和规模,无法孕育强大的GIS基础软件;二是市场经济发展不足,没有成熟的产业化机制。相比于美国的ESRI先成立公司后发布产品的模式,中国GIS产品大多是先有了产品和技术,后成立公司,导致产品缺乏专业化的公司来持续经营和发展。

    可喜的是,随着技术的进步和需求的牵引,2000年以后,自主GIS基础软件取得了较快发展[5-6]。据赛迪顾问发布的调查报告,2008年,中国市场GIS软件份额前四名中,自主品牌占两席(图1a);到2015年,中国市场GIS软件份额前四名中,自主品牌占三席,且首次夺得第一(图1b)。

    在这里插入图片描述
    图1 中国基础软件市场份额
    Fig.1 The market share of China GIS basic software in 2008 and 2005

    图2对比了2008年与2015年自主GIS品牌和国外品牌的市场份额情况,可以很明显地看到,自主GIS品牌市场占有率从2008年度的37%上升至2015年度的49%;国外GIS品牌市场占有率则从48%下降到34%;在其他15%(2008年)和17%(2015年)的份额中,绝大部分也是中国自主GIS品牌,如图2所示。

    在这里插入图片描述
    图2 自主品牌市场份额的变化
    Fig.2 The market share changes of self-owned brand GIS

    2 自主GIS基础软件发展的驱动因素

    自2000年以来,我国自主GIS基础软件取得了快速的发展,在众多行业和领域得到广泛应用。概括起来,其驱动因素主要包括以下几个方面[7-8]。

    2.1 科技主管部门的推动

    1996年前后,科技部启动GIS软件测评工作,由国家遥感中心牵头,中国地理信息系统协会(后更名为中国地理信息产业协会)具体组织实施,各软件厂商积极参加每年的测评,科技部择优向社会推荐。

    自主GIS软件测评活动,在国内掀起一阵“GIS软件技术比武”的热潮,大家你追我赶,竞相发展技术,提升产品,对自主GIS基础软件的发展,起到了非常关键的作用。

    除软件测评以外,国家高技术研究发展计划(863计划)的实施也对自主GIS基础软件的发展起了很重要的作用。如2001年启动的863项目“面向网络海量空间信息大型GIS”采用“比武招亲”形式,即先在投标的各家中择优选择5家进行支持,两年后对各家产品与技术进行测评验收,支持优胜的3家。这种创新的淘汰机制,使其对GIS基础软件技术发展的促进作用发挥到极致,中标的5家不敢懈怠,全力以赴投入技术创新,且该项目要求必须由企业牵头,有成熟的产业化机制,侧重产业化推广而非纯粹的科学研究。经过该项目,基本奠定了我国自主GIS品牌的格局。类似的项目机制,非常有利于推动产业技术的发展。

    2.2 企业技术创新投入增大

    早期的GIS软件企业规模小,研发资金投入有限。随着企业的快速发展,规模不断扩大,研发投入规模也逐步增大,大幅增强了GIS软件信息技术研发和创新能力。如中国GIS基础软件品牌中地、吉奥和超图几家公司的员工人数都在千人以上,与十年前相比规模大了很多,其中超图将近3000人规模,2016年研发投入超过亿元规模。

    有规模的投入,不仅可以加快新技术发展的速度,还可以构建规范化的产品研发体系,提高产品品质。如超图研究院创立的软件研发管理体系,特别是具备持续运行3万多个测试程序的自动化测试体系,不仅提高了产品品质,还能推广给其他IT企业。

    2.3 领先的需求牵引

    目前,中国政府的GIS应用水平,也已经处于世界前列,特别是在大量新技术的应用方面,有的已经领先于欧美发达国家。如在三维GIS应用方面,中国政府信息化中三维应用非常广泛,已经站在该技术应用的前沿。领先的应用蕴含领先的需求,领先的需求催生领先的产品和技术。中国GIS基础软件企业迎来了最好的机会,解决好了中国的应用需求,就可以做出全球领先的软件产品。

    在上述3个因素的影响下,中国自主GIS基础软件在技术先进性和产品成熟度两方面,都有了极大的进展。

    3 对当前中国GIS基础软件发展的思考

    中国GIS基础软件走出了一条自主创新之路,如图3所示。在1980年代的起步阶段,GIS应用主要以桌面GIS为主,提供基础的GIS空间分析功能,并应用于个别传统行业。1990~2000年代,自主GIS软件实现对国外GIS软件的追赶,以组件式GIS、WebGIS、空间数据库技术为主,逐步发展起了三维GIS技术。过去十年间,自主的GIS基础软件取得了较快发展,与国际GIS技术并驾齐驱,广泛应用于中国信息化建设的方方面面。

    在这里插入图片描述
    图3中国基础软件30年
    Fig.3 China GIS basic software for 30 years

    当前,在需求和技术等的牵引下,中国GIS基础软件最近几年的重要技术方向可以总结为CCTB,即云GIS技术(Cloud Computing GIS)、跨平台GIS技术(Cross Platform GIS)、新一代三维GIS技术(ThreeDimension GIS)和大数据GIS技术(Big Data GIS)。

    云GIS技术是让GIS软件能运行在云环境上,充分发挥云计算环境的优势,提高GIS服务的计算性能或者节约计算资源[9]。云GIS技术打通了云GIS(服务器)和各种端GIS(桌面GIS和移动端GIS)之间的连通。在大量应用中,GIS要能够提供尽可能瘦的客户端(如WebGL)以尽可能发挥云的计算优势,减少端的安装维护代价。服务器上的GIS软件也不再局限于一套WebGIS或ServiceGIS服务器软件,还要提供云GIS门户软件、云GIS管理服务器软件,以及提高云GIS在有限带宽上高性能运行的CDN服务器或前置服务器软件。

    跨平台GIS指的是跨硬件设备和操作系统[10]。硬件设备包括各种服务器、桌面电脑和移动设备等;操作系统包括服务器和桌面端用的各种Windows、Linux、UNIX,以及移动端的Andriod和iOS操作系统等。跨平台GIS要解决的实际问题包括3个方面:支持各种常用和主流的服务器,如性能更高和更稳定运行的Linux服务器;支持各种端,尤其是支持离线模式下GIS软件能运行各种端(特别是移动端)的能力;支持自主可控的硬件与软件,如龙芯、飞腾等自主CPU,麒麟等自主操作系统,保障信息安全。

    新一代三维GIS技术以数据模型、软件内核和软件形态的二三维一体化技术为基础框架,融合了传统手工三维建模技术、倾斜摄影三维技术、激光点云三维技术、BIM与GIS结合的三维技术等,实现了二维与三维一体化,地上与地下一体化,空中与地表一体化,陆地与海洋一体化,室内与室外一体化,宏观与微观一体化[11]。

    大数据GIS技术是对空间大数据进行包括存储、索引、管理、分析和可视化在内的一系列技术的总称,而不是单纯解决某个环节的问题[12]。能同时具备挖掘和处理传统空间数据和空间大数据的GIS基础软件,才更有生命力。

    在CCTB这4个方向中,跨平台是典型的需求驱动型,云计算、新一代三维和大数据是信息技术和需求共同驱动。未来一段时间,这四大技术方向还将继续深度影响GIS软件应用的发展。当然,GIS软件还会不断产生新的技术方向,我们需要不断进行相关的研究和探索,保证自身的先进性。

    4 结束语

    在过去三十年里,中国GIS基础软件无论在技术上还是市场上都取得了长足的进步。尽管如此,技术发展日新月异,每一轮技术变革,都可能会导致GIS基础软件重新洗牌,进而对GIS应用开发商及最终用户产生深远的影响。我们必须不断进步,在纷繁复杂的方向中选出正确的方向,避免被超越甚至被淘汰;暂时的落后并不可怕,只要抓准新的变革趋势,就有弯道超车的可能。中国GIS软件未来的路还很长,唯有加大投入,坚持自主创新,持续进步,才能做得越来越好。

    参考文献

    [1] 王尔琪, 王少华. 未来GIS发展的技术趋势展望[J].测绘通报, 2015(S2);66-69.

    [2] 龚健雅. 地理信息系统软件的发展趋势与我们的对策[J].地理信息世界, 1997,4(1):3-6.

    [3] 王欣. 地理信息系统软件-城市之星(Citystar)得到广泛应用[J].地理研究, 1996,15(2):111-113.

    [4] 李德仁, 龚健雅. GeoStar—中国人为“数字地球”设计的GIS软件[J].遥感信息, 2000,15(2):36-40.

    [5] 方裕. 中国GIS产业发展的10年[J].地理信息世界, 2004,12(5):36-39.

    [6] 宋关福, 王康弘, 钟耳顺. SuperMap—融入IT主流的GIS技术[J].地理信息世界, 2003,11(1):49-50.

    [7] 方裕, 景贵飞. GIS软件测评推动了技术与产品的发展[J].地理信息世界, 2003,11(1):12-15.

    [8] 钟耳顺. 地理信息系统技术自主创新与产业实践[J].地理信息世界, 2005,13(4):1-5.

    [9] 王少华 . 超图平台软件创新:超图GIS云分发服务器(SuperMap iExpress)技术简介[J].地球信息科学学报,2016,18(11):1 580-1 586.

    [10] 蔡文文, 王少华, 钟耳顺, 等. 跨平台开源桌面GIS软件的设计与实现[J].测绘通报, 2017(1):122-125.

    [11] 宋关福. 十年打造SuperMap三大技术体系[J].地理信息世界, 2011,18(2):83-85.

    [12] 李清泉, 李德仁. 大数据GIS[J].武汉大学学报:信息科学版, 2014,39(6):641-644.

    作者简介:

    宋关福(1969-),男,重庆人,超图集团总裁,教授级高级工程师,博士,主要从事地理信息软件技术研究工作。

    通讯作者:

    李绍俊(1978-),男,山东即墨人,超图集团高级副总裁,超图研究院院长,教授级高级工程师,博士,主要从事地理信息软件技术研究工作。

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