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http://freegis.org/ - o diretório mais antigo e talvez mais abrangente de softwares e projetos GIS gratuitos.
Wikipedia tem a maioria deles listados
Portable GIS é um conjunto muito útil de ferramentas Open GIS que podem ser instaladas em um pendrive e usadas em outros computadores e muito boas para trabalhos de campo em um laptop. Ótimo para iniciantes ou estudantes sem recursos para comprar produtos comerciais de GIS.
A versão 2 atualizada recentemente contém um instalador independente, versões atualizadas de todos os pacotes de software constituintes, um novo painel de controle e documentação aprimorada.
"essa idéia era fornecer aos iniciantes uma pilha de ferramentas GIS de código aberto instaladas e configuradas, que rodariam no Windows sem a necessidade de emulação ou de um CD ao vivo".
O conjunto atual de software inclui:
* Desktop GIS packages QGIS (with GRASS plugin), uDIG and gvSIG,
* FWTools (GDAL and OGR toolkit)
* XAMPPlite (Apache2/MySQL5/Php5),
* PostgreSQL (version 8.4)/Postgis (version 1.4),
* Mapserver, OpenLayers, Tilecache, Featureserver, and Geoserver web applications.
(Download de 450 MB e precisa de um pendrive de 2 GB)
crédito a Joanne Cook (archaeogeek) http://www.archaeogeek.com/blog/portable-gis/
O Archaeogeek migrou para o Octopress 02Apr12 Portable GIS v2, link atualizado http://www.archaeogeek.com/portable-gis.html
O SAGA GIS , Sistema para Análise Geocientífica Automatizada, é frequentemente sub-representado em listas de GIS de fio dental. O SAGA desenvolveu-se a partir de raízes de processamento de varredura e, portanto, é muito forte lá, e passou a ser o manuseio e análise de vetores posteriormente. É uma ferramenta madura.
Eu recomendaria o Whitebox GAT ( http://www.uoguelph.ca/~hydrogeo/Whitebox/ ), embora eu seja um pouco tendencioso, sendo o desenvolvedor. É gratuito, de código aberto e transparente. Possui poderosos recursos analíticos para análise de dados rasterizados e vetoriais e uma interface amigável.
A linguagem de programação R é focada em estatística, mas possui alguns bons recursos de mapeamento. Eu não o usaria para criar um mapa do tamanho de um pôster, mas ele tem vários pacotes para lidar com tarefas GIS. A melhor parte é que você pode gerar estatísticas espaciais sem precisar sair do programa.
Não admitiu ser o mais simples de aprender, mas ninguém (exceto um em uma resposta da lista) citando GRASS ?
Eu gosto da sua simplicidade quando os comandos são dados como scripts bash simples ... e eu gosto de usar scripts bash para acompanhar o que faço .. (e o GRASS o faz automaticamente se você ainda deseja usar a GUI, como mantém o log dos comandos em um arquivo de histórico)
VTP, o Vitrual Terrain Project , um conjunto de ferramentas de visualização de terreno em 3D que antecede o Google Earth, não um GIS no sentido mais estrito, mas os desenvolvedores têm inteligência em GIS, por isso vazam um pouco. É inteligente sobre projeções, por exemplo.
Aqui estão dois bons trabalhos acadêmicos discutindo exatamente essas questões. Eles lidam principalmente com biologia, mas comparam muito bem os diferentes pacotes:
www.geo.uzh.ch/~sstein/manuscripts/sstein_freegitools_ecoinf2009.pdf
www.geo.unizh.ch/publications/sstein/sstein_hunter_fosgis4sdi_v6_short.pdf
Como as respostas anteriores mostraram, há muitos candidatos para escolher. A questão deve ser "qual OpenSource GIS se adapta às minhas necessidades?" Escrevi um artigo com o título "Uso de SIG grátis e de código aberto em empresas comerciais" em 2008, a estrutura que apresentei ainda deveria ser relevante. Veja: http://code.atlefren.net/download/dl.php?id=10
E então você tem este wiki: http://sourceforge.net/userapps/mediawiki/mentaer/index.php?title=FOSS4G_Software_List que parece bastante compreensível.