需求是科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的動力。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)，在為社會各行各業(yè)服務(wù)中逐步從地理學(xué)、測繪學(xué)和信息科學(xué)中自然形成的一門交叉學(xué)科，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評價、災(zāi)害預(yù)警、國土管理、城市規(guī)劃、交通運輸、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GIS軟件工程的實施，可以說缺乏GIS軟件的地理信息技術(shù)是幾乎無法和任何學(xué)科結(jié)合并在實際生產(chǎn)實踐中得到應(yīng)用的。也正是基于此，在過去的幾十年中GIS軟件呈雨后春筍般地發(fā)展起來。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，中地數(shù)碼公司的MapGIS以及超圖公司的SuperMap系列等。不過這些軟件畢竟是商業(yè)軟件，使用起來會有諸多限制：①所有的軟件都需要購買，增加了項目成本，尤其是對于在校學(xué)生或者從事公益科研的項目組來說更加難以承擔(dān)；②版權(quán)限制，用戶無法無限制地使用軟件所帶的模塊；③技術(shù)限制，用戶無法探究軟件的各類模型的實現(xiàn)算法，出現(xiàn)問題時無法自己去查看源代碼修復(fù)問題，更無法自己完善軟件的功能。
　　鑒于此，國際上越來越多專家學(xué)者開始支持開源免費GIS軟件的發(fā)展。在眾多開源免費GIS軟件當(dāng)中首先要提的就是QGIS軟件。QGIS（之前也叫QuantumGIS）是一個開源的桌面GIS軟件，它提供了數(shù)據(jù)的顯示、編輯和分析功能，是一個多平臺的應(yīng)用軟件，可以在多種操作系統(tǒng)上運行，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運算能力被限制的環(huán)境下運行。QGIS以C++寫成，它的GUI使用了Qt庫。QGIS允許集成使用C++或Python寫成的插件。經(jīng)過多年的發(fā)展，QGIS在多個技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)趕上甚至超過了商業(yè)GIS軟件，并展示出在GIS軟件領(lǐng)域獨特的軟件功能與技術(shù)優(yōu)勢。以QGIS3.2版本與ArcGIS10.6版本對比為例，QGIS具有以下十大優(yōu)勢：
　�。�1）版權(quán)與授權(quán)。QGIS完全免費，相關(guān)插件和模塊也是免費的，使用QGIS幾乎無需考慮軟件成本問題；相反，ArcGIS軟件本身是付費的，高級分析模塊，如空間分析和網(wǎng)絡(luò)分析模塊等都是需要付費的。
　　（2）升級問題。QGIS具有高效的軟件問題反饋和修復(fù)追蹤系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)問題可以得到及時有效的修復(fù)，QGIS幾乎每隔一個多月都會發(fā)布一個小版本，可以實時保持系統(tǒng)的更新；相反，ArcGIS的更新相對較慢，除補丁修復(fù)外，每年才會有一次版本更新。
　�。�3）開源問題。QGIS是完全開源的，通過研究QGIS相關(guān)源代碼可以了解GIS相關(guān)技術(shù)的底層實現(xiàn)方法，并可以在無需授權(quán)的情況下把QGIS源代碼應(yīng)用于自己的項目中，對于加快項目開發(fā)和避免軟件版權(quán)問題等具有優(yōu)勢；相反，ArcGIS的源代碼是不公開的，當(dāng)把Arc-GIS模塊應(yīng)用于工程項目開發(fā)中需要單獨授權(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)高效計算，在對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Python最新版本支持上則相對滯后。
　�。�5）自由的插件開發(fā)與分享平臺。QGIS提供了獨立的插件管理器，讓行業(yè)開發(fā)人員可以自由分享自己開發(fā)的插件，使得QGIS和行業(yè)GIS開發(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300個插件，相當(dāng)一部分模塊是QGIS所獨有的；相反，ArcGIS則很少進行用戶模塊分享，盡管提供模塊很多，但是對于GIS的前沿技術(shù)在軟件中的應(yīng)用相對滯后。