Escritorio
Para muchos usuarios, SIG significa ESRI ArcGIS. Aunque son caros en un entorno comercial, tienen licencias educativas bastante generosas, incluida la provisión de copias gratuitas a los educadores para su distribución a los estudiantes, una por asiento con licencia al año. No creo que las personas que aprendieron SIG de otra manera sean menos capaces, pero podrían ser menos empleables dado el filtrado de palabras clave por el que pasan los currículos hoy en día. Las extensiones de ArcGIS van desde cosas básicas que deberían integrarse en la aplicación principal hasta herramientas divertidamente arcaicas o esenciales para un determinado nicho.
La pila OSGeo es una adición obvia a esto, pero no creo que todavía sea capaz de ser un reemplazo completo en SIG de escritorio, al menos no con la usabilidad de Arc. Debido a las constantes quejas sobre las molestias de ESRI, intenté reemplazarlo durante todo un verano con QGIS principalmente, y fracasé. QGIS con plugins + GRASS + POSTGIS se puede hackear para conseguir muchas funcionalidades SIG, me lo creo, pero para aprender SIG rápidamente, no lo recomendaría. Hay un montón de proyectos diferentes bajo el título OSGeo, sin embargo - con toda probabilidad usted encontrará uso para algunos de ellos, incluso si usted no toca la funcionalidad de escritorio.
Siempre veo que se mencionan las instalaciones de MapInfo, pero la que yo utilicé no estaba realmente madura / llena de funciones en el mismo sentido en que lo ha estado ArcGIS. La interfaz de usuario era deficiente, por lo que tal vez sólo ocultó la funcionalidad de mí.
Manifold ha sido muy bien considerado como un competidor de ArcGIS que es a la vez comercialmente asequible, completo y con un rendimiento muy superior al del a veces anticuado código ArcGIS. Sin embargo, parece que en los últimos años están dando largas a las actualizaciones y correcciones de errores. Al menos, si ArcGIS no funciona con conjuntos de datos extremos, pruebe esto.
RS
El software de teledetección es su propio nicho, con muchas funciones que no están presentes en la pila de ESRI. Conozco ERDAS y he oído hablar de ENVI y PCI. Estos tres constituyen la mayoría, pero soy consciente de que hay un buen número de opciones, algunas de código abierto (he oído hablar bien de Opticks). En mi propia área de investigación, la teledetección 3D se está convirtiendo rápidamente en una cosa, también - LIDAR y fotogrametría automatizada serían temas cortos en cualquier curso de RS que enseñaría. Véase: Meshlab, VSFM y Photoscan.
Carto
Para la cartografía estática, lo ideal es Adobe Illustrator, pero hay varias opciones comerciales menos caras que pueden ser suficientes. Mi experiencia con Inkscape es muy parecida a mi experiencia con QGIS - casi pero le faltan características cruciales como un diálogo de capas eficaz.
Scripting
En el campo de la manipulación de datos, sin duda querrás explorar a fondo Python con LabPy. Es demasiado versátil para no enseñarlo como herramienta general en este momento, existe el aliciente añadido de ArcPy, y RPy añade la capacidad de utilizar básicamente todos los algoritmos estadísticos del mundo. Además, los grandes conjuntos de datos suelen ser más adecuados para un entorno de scripting que para un SIG de escritorio.
CAD
Los programas CAD y GIS de tipo CAD, utilizados a menudo por topógrafos/ingenieros, disponen de un amplio número de opciones encabezadas por Autocad, que no estoy cualificado para comparar, pero que pueden no ser necesarias para un programa GIS puro.
Cliente - Servidor
El alojamiento de pilas cliente-servidor, que adquiere importancia para algunas clases de usuarios de SIG, es el último nicho que voy a mencionar, pero los requisitos aquí son tan variados que dificultan la comparación. Aparte de ArcSDE, el software aquí es a menudo libre, pero la configuración del servidor y sysadmin para usarlo no lo es.
EDITAR: He tenido la oportunidad de volver a visitar QGIS recientemente y parece que ha mejorado considerablemente, pasando de 1.5 -> 1.8, en estabilidad y características.