需求是科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。地理信息系統(tǒng)（GIS）就是以應(yīng)用為目的，以技術(shù)為先導(dǎo)，在為社會(huì)各行各業(yè)服務(wù)中逐步從地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)和信息科學(xué)中自然形成的一門(mén)交叉學(xué)科，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)價(jià)、災(zāi)害預(yù)警、國(guó)土管理、城市規(guī)劃、交通運(yùn)輸、軍事安全、水利水工、公共設(shè)施管理、商業(yè)金融等領(lǐng)域。GIS技術(shù)在這些行業(yè)的應(yīng)用離不開(kāi)GIS軟件工程的實(shí)施，可以說(shuō)缺乏GIS軟件的地理信息技術(shù)是幾乎無(wú)法和任何學(xué)科結(jié)合并在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用的。也正是基于此，在過(guò)去的幾十年中GIS軟件呈雨后春筍般地發(fā)展起來(lái)。許多知名的商業(yè)軟件公司都形成了比較成熟的GIS軟件產(chǎn)品，例如ESRI公司的ArcGIS產(chǎn)品系列，Autodesk公司的AutoCAD軟件，PitneyBowes軟件公司的MapInfo，中地?cái)?shù)碼公司的MapGIS以及超圖公司的SuperMap系列等。不過(guò)這些軟件畢竟是商業(yè)軟件，使用起來(lái)會(huì)有諸多限制：①所有的軟件都需要購(gòu)買(mǎi)，增加了項(xiàng)目成本，尤其是對(duì)于在校學(xué)生或者從事公益科研的項(xiàng)目組來(lái)說(shuō)更加難以承擔(dān)；②版權(quán)限制，用戶(hù)無(wú)法無(wú)限制地使用軟件所帶的模塊；③技術(shù)限制，用戶(hù)無(wú)法探究軟件的各類(lèi)模型的實(shí)現(xiàn)算法，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)無(wú)法自己去查看源代碼修復(fù)問(wèn)題，更無(wú)法自己完善軟件的功能。
　　鑒于此，國(guó)際上越來(lái)越多專(zhuān)家學(xué)者開(kāi)始支持開(kāi)源免費(fèi)GIS軟件的發(fā)展。在眾多開(kāi)源免費(fèi)GIS軟件當(dāng)中首先要提的就是QGIS軟件。QGIS（之前也叫QuantumGIS）是一個(gè)開(kāi)源的桌面GIS軟件，它提供了數(shù)據(jù)的顯示、編輯和分析功能，是一個(gè)多平臺(tái)的應(yīng)用軟件，可以在多種操作系統(tǒng)上運(yùn)行，包括MacOSX、Linux、UNIX和Windows。相較于商業(yè)化GIS軟件，QGIS的文件體積更小，需要的內(nèi)存較少。因此，它可以在舊的硬件上或CPU運(yùn)算能力被限制的環(huán)境下運(yùn)行。QGIS以C++寫(xiě)成，它的GUI使用了Qt庫(kù)。QGIS允許集成使用C++或Python寫(xiě)成的插件。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，QGIS在多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)趕上甚至超過(guò)了商業(yè)GIS軟件，并展示出在GIS軟件領(lǐng)域獨(dú)特的軟件功能與技術(shù)優(yōu)勢(shì)。以QGIS3.2版本與ArcGIS10.6版本對(duì)比為例，QGIS具有以下十大優(yōu)勢(shì)：
　　（1）版權(quán)與授權(quán)。QGIS完全免費(fèi)，相關(guān)插件和模塊也是免費(fèi)的，使用QGIS幾乎無(wú)需考慮軟件成本問(wèn)題；相反，ArcGIS軟件本身是付費(fèi)的，高級(jí)分析模塊，如空間分析和網(wǎng)絡(luò)分析模塊等都是需要付費(fèi)的。
　�。�2）升級(jí)問(wèn)題。QGIS具有高效的軟件問(wèn)題反饋和修復(fù)追蹤系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以得到及時(shí)有效的修復(fù)，QGIS幾乎每隔一個(gè)多月都會(huì)發(fā)布一個(gè)小版本，可以實(shí)時(shí)保持系統(tǒng)的更新；相反，ArcGIS的更新相對(duì)較慢，除補(bǔ)丁修復(fù)外，每年才會(huì)有一次版本更新。
　�。�3）開(kāi)源問(wèn)題。QGIS是完全開(kāi)源的，通過(guò)研究QGIS相關(guān)源代碼可以了解GIS相關(guān)技術(shù)的底層實(shí)現(xiàn)方法，并可以在無(wú)需授權(quán)的情況下把QGIS源代碼應(yīng)用于自己的項(xiàng)目中，對(duì)于加快項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和避免軟件版權(quán)問(wèn)題等具有優(yōu)勢(shì)；相反，ArcGIS的源代碼是不公開(kāi)的，當(dāng)把Arc-GIS模塊應(yīng)用于工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中需要單獨(dú)授權(quán)。
　�。�4）系統(tǒng)的兼容性。QGIS支持Windows、Linux、MacOSX等多種操作系統(tǒng)，兼容Linux系統(tǒng)的64位系統(tǒng)高效計(jì)算，在對(duì)Python最新的3.x版本的支持方面也比較完善；相反，Arc-GIS在操作系統(tǒng)支持以及對(duì)Python最新版本支持上則相對(duì)滯后。
　�。�5）自由的插件開(kāi)發(fā)與分享平臺(tái)。QGIS提供了獨(dú)立的插件管理器，讓行業(yè)開(kāi)發(fā)人員可以自由分享自己開(kāi)發(fā)的插件，使得QGIS和行業(yè)GIS開(kāi)發(fā)者及研究者一起保持QGIS技術(shù)和應(yīng)用的領(lǐng)先性，目前QGIS提供了超過(guò)300個(gè)插件，相當(dāng)一部分模塊是QGIS所獨(dú)有的；相反，ArcGIS則很少進(jìn)行用戶(hù)模塊分享，盡管提供模塊很多，但是對(duì)于GIS的前沿技術(shù)在軟件中的應(yīng)用相對(duì)滯后。