我們這個專業實際上脫胎於測量學，甚至可以說是測量學的現代形態——什麼是測量學呢？一句話概括就是將現實世界的信息採集並加工後，提供給眾人做信息服務，是將地理學從描述性學科變成理工科的基石。
舉個例子，相信大家都背過 “北冥有魚，其名為鯤……”的課文，而這段文字的出處——《山海經》就是我國曆史上最著名的地理學著作之一。
但是這本書裡僅僅是用文字做出的描述，配合上一些抽象的插畫，沒有數學基礎。但是行軍打仗，只靠這些文字，將領們怎麼制定精確作戰計劃？所以就需要有把文字變成直觀圖像的辦法——那就是地圖。
上面這張古代地圖，就只能算是個示意圖，你不可能在地圖上看出榆中到靖遠的距離到底是多少公里，原因就是因為它沒有數學基礎。
那麼有數學基礎的地圖是什麼樣的呢？其實大家小時候見過的交通旅遊圖之類的地圖就是有數學基礎的了，它的顯著標志就是擁有比例尺。所以在現代地圖上用尺子量一量榆中到靖遠之間的距離，再按照比例尺放大，就能得到現實世界中榆中到靖遠的大致距離。
在現代地圖上可以通過比例尺快速獲得榆中到靖遠之間的大致距離。
那麼地圖是怎麼被賦予數學基礎的呢？這就要歸功於數學和測量學了。想必大家學習數學的時候都有學過數學映射，我們將現實世界的地理元素理解成集合A，將地圖理解成集合B，這兩個集合之間擁有一一對應的關係，且在A中各個元素之間的相對位置的關係，也會在B中被表現出來。
那麼問題來了，現實世界中各個元素之間的相對位置關係，我們怎麼知道呢？答案就是通過測量手段獲取。舉個例子，假設你正在讀這篇文章的手機屏幕是矩形的，我說從你手機屏幕左下角的矩形頂點開始算，向右上方37度，5釐米處看一下，那麼你憑眼睛就能大概找出來，如果藉助量角器和尺子，你還能找到相當精確的點。那麼我現在換一個說法，還以剛才的點作為原點，以你手機屏幕底邊為X軸，以手機屏幕左側邊為Y軸，找出座標點（X軸4cm,Y軸3cm）。發現了嗎，這兩個點其實是同一個點。
測量其實就是這樣，建立自己的座標系，然後從已知的位置出發，通過距離、角度等數據去推算未知元素在座標系裡面的位置，在現實世界中，座標的位置還有一個高度Z軸。知道了現實世界中各種地理元素的座標，然後按照一定的數學公式計算，再將這些地理元素標註到地圖相應的位置，就完成了地圖的繪製（測繪就是如此概括測量與繪圖的）。
而這種對應的數學公式就叫做地圖投影，並且不同的地圖投影下，相同的地理元素們在不同地圖上的位置也是有所不同的。篇幅所限這裡就不做展開了。
一種地圖投影。
說起來，現實世界中除了位置信息外還有其它很多信息。比如一棟大樓，它不僅有位置的信息，還有材質，內部構造，住戶，施工單位，物業維護等等，這些信息要如何表現在地圖中呢？
一棟大樓的材質，內部構造，住戶等等信息要如何表現在地圖中呢？圖片來源：Pixabay
而以往的地圖的確是很難表現出來這些林林總總的信息的，理由很簡單——紙張有限畫不下。所以這棟樓的其它信息就只好交由別的部門登記造冊了。
直到上個世紀90年代，計算機圖形技術與數據庫技術突飛猛進，一些先行者們開始嘗試用計算機來繪製地圖，取代原先的手工繪圖。然後他們又開始嘗試將計算機圖形與數據庫相關聯，點擊某個圖形查詢的時候，除了位置信息之外，數據庫裡儲存的其它信息也可以被查詢到，比如上面說的大樓裡面的內部結構，住戶，甚至某個住戶家裡幾口人，工作單位等大家想得到和想不到信息裡面都能儲存並查詢。
比如這張圖上點擊監測站的點，就可以查詢工業汙染、生活汙染等信息。地理元素的信息收集的越詳細，數據量就越大，那麼這海量的數據怎麼管理？另外這些數據又有什麼價值？這就是我的專業——地理信息系統要解決的問題。
所以我們專業平時乾的事情，就是戶外作業出去用測繪手段採集數據，然後回來將數據繪圖並錄入數據庫，再對這些數據進行加工和處理，最後得出成果 。
這是我們的工作流程示意圖，由下向上。
這位同行在使用全站儀測繪。
這位同行正在使用GPS接收機採集數據。
各式各樣的數據都要輸入數據庫。
然後與代碼和BUG死磕。
最後就做出了一套管理地理信息的計算機軟件系統。
這些成果很多，手機導航只能算冰山一角，但這其中也牽扯了數字地圖的測繪，道路信息及商場、停車場、加油站、車站等其它地理數據的錄入數據庫及管理，導航路線的數學計算，而這一切都是通過計算機技術實現的。
除了這些，我們能做的事情還有很多，比如與人臉識別技術結合，可以在數字城市中繪製犯罪分子的行動路線及時間；與公共衛生部門合作，可以檢測傳染病流行趨勢；與軍方合作，可以進行信息化指揮系統建設；與電商合作，可以直觀反映哪裡的人剁手最嚴重區域購買力與購買偏好；與物流合作，可以直觀反映貨運信息；如果所有的行業都跟我們合作，那麼合作的產物就是傳說中的物聯網。
地理信息系統為物聯網的發展提供支持。圖片來源：Pixabay
我曾經的一些師兄畢業之後去了阿里巴巴寫代碼，如今各位雙十一剁手，某貓，某寶查看自己寶貝物流信息的時候，那一個可愛的小車車在地圖上劃出的一道道軌跡，搞不好就有我師兄師姐的功勞；國家某部委使用的某可視化管理系統，就是我們專業某院士牽頭設計的；各個城市的道路通行狀況管理系統是我們專業設計的；
作為應用型交叉學科，GIS專業的特點但可以乾的事情很多，根據側重不同，在同一個專業內突破的方向可是千差萬別。
不過，學習這個專業也要面臨一些很尷尬的問題，那就是：寫代碼，我們不如計算機軟件學出身的人；搞測繪，我們比不過大地測量系出身的人；建數學模型，數學系簡直是吊打我們；比地理，自然地理學和人文地理學都比我們更深入，所以有時候就業的時候我們這個專業的學生就比較尷尬。
有句話說的好，不想當廚子的裁縫，不是好司機。原先地理學和測繪學不能解決的海量數據管理與數據可視化問題，我們能解決；計算機對地理知識隔行如隔山的困難我們沒有。所以在解決地理問題的時候，側重地不同，今後的方向也就會非常不同。
比如側重計算機圖形學，就可以將原本抽象的統計數據變成直觀的圖表，甚至是動畫；側重測繪學，就可以分析地理元素的空間分佈規律；側重地理學，就可以研究地理元素的時間分佈規律；側重數學，就可以實現地理數據的新陳代謝算法，自動更新。凡此種種，不一而足。
我自己選擇這個專業，一是興趣使然，二是受父輩影響。家父是一位學者，受他的影響，我從小就有較強的好奇心和求知慾，喜歡探索新方法，而高中時期由喜歡計算機技術，所以本科報考了計算機專業。本科快畢業的時候覺得如果僅僅當個碼農視野太窄，於是跨專業報考了GIS，並在這個過程中學習了測繪學和地理學的知識。
對於一個好讀書不求甚解的我來說，這種涉獵面廣泛的專業蠻對胃口的。於是，碩士時候偏向數據可視化，到了博士階段，又向定量分析方面進發。
這種不斷有新鮮感的感覺蠻不錯的，但是想要鑽精確實有相當的難度，而且對精力要求很大。我曾經有一段時間每天睡眠時間不足三四個小時，結果重病一場，差點丟了小命。做學問很辛苦，一點不誇張，但是成就感也是不小的。
好了，就說這麼多，馬上又要到考研的日子了，最後祝願每一個正在讀研和準備讀研的同學都能保護好頭髮，身體健康，學業順利。
作者名片
排版：小爽
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