随着越来越多智慧城市项目的落地实施，基于 GIS 的应用程序展现出越来越广泛的应用场景，例如大多数行业都需要对真实世界中的现有资源进行可视化的实时监控、分析、操作从而提高效率，使得利益最大化；再比如基于位置的服务也越来越在公众中普及，如此等等。正因为有着如此广泛的应用场景，如何经济、快速的搭建一个开发环境，并依托此环境构建各式各样的 GIS 应用就成了一个值得关注的话题。
本文中，作者总结了在实际项目中如何快速利用开源软件构建 GIS 开发环境的实践方法和技巧，以及在搭建和使用 GIS 开发环境中所遇到的问题的解决办法，并通过一个示例将这些经验分享给需要开发 GIS 应用程序的开发人员。
通过本文，读者可以了解到 GIS 应用程序的体系结构，并能根据自身项目的特点确定所需的开源 GIS 软件，且能够快速搭建一套 GIS 开发环境来构建 GIS 应用程序。
GIS 体系结构
一个基本的 GIS 体系结构可以按层次在逻辑上进行抽象，如下图所示，主要包括以下四个部分：
客户端 - 这里所说的客户端是多样化的，可以是 Web 客户端，移动设备或者是通过 HTTP 连接到 Internet 服务或连接到 GIS Server 的桌面应用程序。 Web 服务器 – Web 服务器包含 Web 应用的部署，以及 Web 服务，它们均使用 GIS Server 上的服务资源。 GIS 服务器 – GIS 服务器主要是提供了地理信息可视化、空间数据管理及分析等一系列服务 GIS 渲染引擎– GIS 渲染引擎能够将地图相关数据可视化，并且提供给用户可交互的平台。 空间数据存储库 – 空间数据存储库可以是不同的数据形式，包括空间数据库、矢量数据文件和光栅数据文件。
图 1. GIS 体系结构图
上图所列举的体系结构是一个标准的三层结构，包括了用户交互层、中间层（包括 Web 服务器和 GIS 服务器）以及数据层。
开源软件的比较和选择
在软件世界里，开源无所不在。开源 GIS 软件目前已经形成了一个比较齐全的产品线，打开 FreeGIS[2] 的网站，我们可以找到各具特色的 GIS 软件，从中可以找到很好的商用 GIS 软件的替代品。
针对不同的层次，通过比较常用开源 GIS 软件的用途和优势，并且结合自身的需求，选择如下的 GIS 开源软件。
渲染引擎 OpenScales
提到 GIS 的渲染引擎，很多开发人员首先想到的可能是 OpenLayer 这款著名的使用 JavaScript 的开源 GIS 前端，但是，从技术上来说，基于 Flex 的前台地图框架也有着很大的应用空间，所以我们选择的是一款基于 ActionScript3 和 Flex 的开源 GIS 前端产品 OpenScales。它是一个优秀的前台地图框架，提供了相对完善的功能，主要包括：
能够支持各种标准的地图服务，比如 WMS、WFS 等； 能够快速描绘矢量数据，支持的矢量数据格式有：点、线、面、多点、多线等，这一功能可以用来支持地图编辑功能，后面章节会介绍我们是如何实现地图的编辑功能； 提供一系列内置的地图控件，常用的有地图缩放、拖拽、比例标尺等； 支持多平台，由于 OpenScales 是基于
FlashPlayer 的，因此 OpenScales 可以运行在各个浏览器，桌面程序乃至移动设备上。