地理信息系统含义

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地理信息系统含义范文第1篇

关键词：地理信息系统；地质灾害信息系统；灾害预报

我国属自然灾害频发国家，地质灾害由于具有不确定性、突发性、成因复杂性，给国家和人民带来了巨大的损失。提高国家地质灾害的预防能力，保护人民群众的生命财产安全已经成为备受国家和社会关注的重要问题。随着地理信息系统技术的不断成熟与发展，该技术在城市管理、矿产资源勘探、地质灾害等多个领域中都发挥出重要作用，在地质灾害信息系统建设中应用地理信息系统，能有效提高地质灾害调查工作的科学性。

1地理信息系统含义和特点

地理信息系统是一门综合性学科，在计算机软硬件的支持下，对地球整体或部分表面空间中的地理分布数据进行采集、归类、运算、分析、处理、储存等操作。在多个领域中都有广泛的应用，地理信息系统的应用范围如图1所示。由众多模块构成的地理信息系统能通过建立空间模型，对地理空间进行综合分析，并通过复杂动态化的运算预测空间内地理信息[1]。

2地理信息系统的作用

地理信息系统具有强大的地理信息采集功能，加强对地理信息系统的研究，有助于提高人类对重大地质灾害的预防能力，对保障国民的生命财产安全具有重大意义[2]。加强对地理信息系统的研究，对国内多个研究领域都有重要的推动作用，尤其对地质灾害防治部门而言，有助于该部门深入研究不同地区的地理信息特点，制订出更科学的地质灾害防治方案。在实际应用过程中，地理信息系统利用计算机技术、信息工程技术、遥感技术等对空间信息进行采集、分析和处理，并将信息处理结果、地理分析功能和一般数据库操作进行集成化处理，在此过程中，实现对信息的动态化处理，对空间模型中各项数据进行更新，并最终达到预防重大地质灾害的目的。

3地理信息系统的分类

（1）专题信息系统。该系统主要分析专项目标，具有明确的主题意义，对特定项目的服务质量较好，如在水资源管理系统中的应用。（2）区域信息系统。该系统是以区为单位，对区域内的数据进行采集，区域的划分可根据实际需求进行相应的调整，如对长江某流域地理信息进行研究等。（3）地理信息系统。与上述两个系统相比，地理信息系统的构成复杂，在实际工作中具有较多要求和限制。该系统主要是利用图像数字化工具对数据进行查询、分析、探索及储存，还能在用户的要求下对数据进行运算。地理信息系统不仅能对地球表层地理信息数据进行采集、分析和处理，还能对环境资源信息数据进行采集、分析和处理[3]。

4地理信息系统在地质灾害信息系统建设中的应用

4.1对地质灾害进行评价和管理

利用地理信息系统采集、分析和处理区域地理数据完善空间信息管理系统[4]，这一功能让人们能够更加深入地探索地质灾害的发生规律和分布特点，还能在空间信息管理系统中展示历史地质灾害发生的原因和等级，帮助地理专家更准确地预测地质灾害的发生位置。灾害发生前会有一些征兆，如滑坡前缘土体隆起并出现放射性裂缝，护坡前缘坡脚位置多年堵塞的泉水突然复活，动物异常惊恐等。利用地理信息系统能对区域范围内可能发生滑坡的位置进行监测，当发现滑坡灾害的不同征兆后，对滑坡灾害的影响范围、灾害等级等进行科学性测评，并结合测评结果制定针对性的防范策略。

4.2地质灾害危险度划分和评估

地质灾害的类型较多，如地震、滑坡、泥石流、地面沉降、土壤盐碱化等，各类地质灾害的产生原因非常复杂，且具有突发性和不确定性特点。以往受到科技水平的限制，人们难以对地质灾害的危险程度进行科学的划分和评估，利用地理信息系统则能使操作人员准确获取地理信息数据，在空间信息管理系统中录入地理信息数据，对地质灾害等级、地质灾害原因和影响范围等进行预测，并为后续类似地质灾害的防控提供参考。相关部门也能利用地质灾害的危险等级制订相应的预防或救灾计划，提高预防或救灾措施的科学性和合理性，避免出现资源浪费或资源分配不足等问题。

4.3地理信息系统技术和专业系统集成的应用

利用专业系统能有效提高地理信息数据的准确性，提高风险预防的全面性，为地质灾害的防治工作提供更加全面的数据参考，提高地质灾害防治工作的科学性。地理信息系统的主要功能是对地理信息数据进行采集、分析和处理，专家系统的主要功能是利用专家知识分析空间信息管理系统中的数据。同时，在操作过程中，操作人员也能利用专家经验验证地质灾害信息的准确性，通过对比专家经验和地理信息系统的相关数据，对地理信息系统进行反向完善，使二者能相互促进。地理信息系统技术和专业系统集成的应用，有助于提高我国地质灾害的动态管理质量。

4.4地质灾害防治研究

受科技水平的限制，以往地质灾害的治理主要以事后治理为主，即在地质灾害发生后根据灾害现场的损失评估采取相应的治理和救灾手段，不可避免地造成大量资源的浪费，并且很多高等级、高强度自然灾害的发生会通常还会诱发其他次生灾害，若未能对其进行准确预测，会造成更大的危害和损失。地理信息系统的应用有效提高了地质灾害防治的事前管理水平。以江西省吉安市的地质灾害信息系统为例，可利用该系统及时地监测、采集、分析和整理灾情信息，依托灾情数据建立数据模型，分析地质灾害发生情况，预测可能发生的次生灾害，制订针对性的地质灾害防治方案，为救援部门准备救援物资、组织救援人员、制订救援计划提供参考。吉安市地质灾害信息系统界面图如图2所示。

5结束语

综上所述，在科学技术水平不断提高的背景下，地理信息系统技术的逐渐成熟，为资源管理、国土规划、地质灾害预防等多个领域都带来了新的技术保障，使其获得更好的发展。在地质灾害信息系统建设中科学地应用地理信息系统，能显著提高系统的全面性和准确度，提高对地质灾害的监控水平，提高对地质灾害相关数据的采集、分析、处理和运用能力，帮助相关部门在地质灾害发生前对其进行更加准确的预测，在地质灾害发生后制订科学性更强的救灾计划，减少地质灾害带来的损失。

参考文献：

[1]赵子良,石德强,汪玮.基于地理信息系统和遥感的区域地质灾害易发分区研究:以咸宁市咸安区为例[J].资源环境与工程,2019,33(S1):64-69.

[2]王克峰,李芹.地质灾害信息系统及群测群防体系基础地理信息数据库建设[J].测绘与空间地理信息,2017,40(11):100-102.

[3]高华晨.滑坡灾害风险分析及其防治研究[D].武汉:湖北工业大学,2020.

地理信息系统含义范文第2篇

【关键词】地理信息系统 数字化地图 设计

一、引言

当前的地理信息系统软件是开发各种系统的工具和基础，具有以下的功能：数据输入、编辑、处理、查询分析、输出、二次开发、数据交换等。强大的二次开发功能是通过地理信息系统这个平台提供的，有的提供专用的编程环境；本文对地理信息系统和数字化地图在概念性认识的基础上对其进行分析，并对其设计予以研究。

二、地理信息系统

地理信息系统简称“GIS”，主要是用来处理空间信息与储存的高新技术，运用信息科学、管理科学、计算机图形学等手段。它渗透于社会生活的方方面面，成为现代社会发展进步必不可少的基础设施。它具有的特点在于：把相关属性和地理位置两者有机地结合起来，根据其独特的可视化表达和空间分析，进行各种辅助决策[1]。

地理信息系统的组成和应用。数据、软件、硬件、模型和人员是地理信息系统的五个主要因素。硬件是GIS所操作运用的计算机，GIS软件主要功能是为系统提具体的分析、存储以及地理信息，同样它可以在很多类型的硬件上运行。数据是地理信息系统中最重要的部件。GIS也应用于相关单位存储数据、管理资源方面，通过GIS可以把一些数据与其它数据源的数据相集合。主要应用在以下几个方面：

1.可以通过搜索GIS数据库得到需要查询和分析的地理信息。节省了百万计美元的经济成本。GIS还能做到把具体的数据信息相结合，做到资源共享。由于不同部门间可以通过共享的数据库在工作之中得到好处[2]。

2.制图。GIS的制图方法始于数据库的创建，运用相关的技术对纸张图片进行处理，计算机中兼容的信息也可以转换到地理信息系统之中。以任意的比例尺，任何的地点作为中心位置，使用强调相关信息的特殊字符显示所选择的信息。

二、面向GIS的数字地图技术

随着现代信息技术的不断发展，数字化地图应用层次也越来越大，在社会各界中对数字化地图的重视和关注也不断的提高。

数字地图技术：数字地图不同于其它地图，它是以数字化的形式来表达相关的内容，它的存在需要一定的介质作为载体，如：计算机硬盘、光盘等。在地图上显示的数字都是有它本身的实际意义的，且在数字地图上都有数据的数量和矢量的含义。GIS的数字地图是非常便捷地将一种或者是各种普通的地图或者是专题的地图进行操作和利用，满足人们的需要。这种地图还具有的功能为：对比例尺的任意的缩小、放大、绘图输出和裁切等。面向GIS的数字地图有其独特的灵活性：第一，对数字地图进行缩放编辑之后，可以形成各种比例尺的地图；第二，数字地图可以对图进行分层次编辑，把层作为基础，使文件的输出模式可以满足不同层次的需求。第三，地图检修方便、简洁、快速。第四，用户拿到的数字地图可以是充满大量数据的磁盘也可以是纸质图。

三、地理信息系统的城市数字化地图的设计

（一）地理信息系统的城市数字化地图的总体设计

1.开发平台

Mapinfo5.0是当前最强大的桌面地图信息系统，它能通过把复杂的信息以图文的方式展示给用户，使用户对其进行管理操作。在MapBasic的二次开发之下，能够对MaPInfo的功能予以扩展，使得程序的重复操作能够自动实现，还可以使得MapInfo与其它应用软件集成。

DDE是满足程序通信的机制，受到DelPhi的支持，完成对一些信息的操作处理，同时可以简化DDE程序，因此，可以考虑利用DelPhi完成像显示输出、查询这样的常规数据库中的数据处理[3]。

依据系统设计的要求，其编程环境为：

（1）要求在windows2000或者是Windows95/98系统环境下进行。

（2）为满足地理环境的需求，对版本做出要求。

（3）对存储的需要，必须要满足相应程序的使用。

（4）建立用户界面，方便客户使用。

2.系统功能

系统开发有其要求，系统实现的功能将从以下几个角度分析：

（1）地图对象介绍。运用文字和图片的结合，对院校、政府机构和景点等进行形象地描绘。

（2）飞机航班的管理。其中有航班的预定、查询、删除和退订。

（3）地图操作。对载入法人地图，进行放大、移动、缩小，从各个方位对城市进行把握。

（4）长途汽车管理。和飞机航班的管理差不多的功能。

（5）市公汽管理。包括修改车次、删除车次，对路线和站点的编辑等等。可以给出任意站点的最佳的乘车的方法。

（6）测量两点之间的距离。

（7）机车管理。如：车次的改变与查询等。

（8）可视化数据挖掘。

（9）地图对象定位查询功能。定位窗体中的地图对象。

（10）修改地图对象信息。对MaPInfo数据库表中的相关信息进行修改。

（11）系统帮助。对具体的操作系统予以了介绍，可以使用户便捷地使用这个系统。

地理信息系统的城市数字化地图的设计无论是平台上的分析研究还是到现实生活中的实际的功能运用，都巧妙而有效地展示了在地理信息系统之下的城市数字化地图设计的现实意义，理论运用到实践的社会生活之中，运用科学技术的平台来研究，带动数字化地图的发展。

参考文献：

[l]张新长、曾广鸿、张青年，城市地理信息系统，科学出版社，2011.

地理信息系统含义范文第3篇

关键词：GIS；土地信息管理；应用；面临问题

中图分类号：C93 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160932136

1 GIS的作用

地理信息系统算得上是地球科学与信息科学的综合。 其主要原理是将地理空间数据通过计算机技术信息化，进而构建出地理空间模型，将相关的地理信息数据加入模型及程序之中。在科技发达国家已经建立了数字地籍数据库（ DCDB ），以便于完成对土地管理的全方位监督和控制。然而，其土地数据信息化转换的难度是非常高的，而且成本投入非常大，相对来说，文字数据的处理难度较小。以往的土地管理系统及地籍薄难以实现对数据资料的全方位分析。但是借助 GIS 技术可以帮助相关的工作人员全面、及时和有效的了解相关的土地信息，从而顺利完成土地管理工作。但是最终决定土地信息管理质量的是管理制度而不是是技术。

2 GIS在土地管理中的应用

2.1 GIS技术的地籍管理应用

地籍是与土地相关信息的综合体，如土地的位置、面积、地界、所有权等信息的综合（含图）。地籍管理工作要详细记录土地所有权的变更等相关内容，现阶段土地开发管理中难度最大的工作就是权属调整。通过GIS技术就能够实现对其的有效管理和控制。地籍管理系统中包含了所在区域内所有的土地权属信息、土地覆盖率、居民生活区、土地等级等相关信息资料，并且对这些资料进行了细致的分类和存储，与此同时，其此系统还能够进行数据的搜索、漫游、分析和统计，进一步降低了土地管理工作的难度。

2.2 GIS技术的土地评价应用

土地评价所牵扯的范围很广，为了对其进行科学合理的评价，必须综合自然科学、社会经济科学和技术科学等多方面的知识。它既可以根据土地所在的区域进行分类，也可以按照土地的使用功能进行评判。由于出发点的不同，土地评价的项目也不尽相同，比如，有些是根据土地的潜在价值进行评价，有些是根据当前的可利用率进行评价，等等。

而GIS技术所独有的多样性技术，可以给予土地以客观全面的评价，从事实现对土地信息的有效管理。

2.3 土地资源详查

土地详查指的是对现阶段我国土地使用情况的详细调查，将区域内的地理勘测数据、航测图像等资料作为参考依据，对区域范围内的土地使用情况、土地覆盖率、使用情况等土地信息进行详细的统计和搜索。由于3S 技术具备工作效率高和信息反馈等优点，在现阶段被广泛的运用在土地调查之中。通过GPS技术进行对土地信息的航测与相关信息处理，然后再使用GIS 技术完成对土地信息数据的详细处理，如面积计算、图标及地图的绘制等；最后借助Map GIS技术完成最后的土地面积、使用情况等统计及分析工作。

2.4 GIS技术的动态监测应用

土地信息动态管理的目的是为相关的城市规划及土地管理部门提供最新的和有效的土地信息，所以需要为其配套相关的管理和更新制度，确保土地信息管理的时效性和真实性，进而建立一套健全合理的管理机制。在完成土地使用情况的调查和监控工作时，将遥感装置与地理信息系统有效融合到一起，完成对土地实际情况的及时监控和管理，并结合相关的数据库资料和地理信息系统软件，在专业人员的指引与参与之下完成土地决策模型的构建。将GIS与计算机技术加入到日常的监督执法之中，既可以降低相关工作人员的工作量和工作强度，又可以提升监督管理工作的质量与效率，实现对土地违法情况的动态管理和监督，为土地决策的建立提供准确的信息支持。与此同时，它还可对土地违法现象进行有效的监督和管理，充分行使土地执法管理的监督作用。

2.5 地理信息系统设计

地理信息系统在现阶段具备的空间分析功能主要是针对以下部分的，如缓冲区、网络等部分，从而帮助建立管理范围内的土地决策，如土地使用优化、土地征用赔偿方案的建立等 。系统的主要构成有：GIS操作平台、信息数据库、文本和图形信息库、动态管理和各部分的子管理系统等。

3 GIS在土地管理中的应用展望

随着科技的发展和发展趋势的需要，GIS技术与GPS技术、DPS技术和RS技术已经逐渐融合到一起，在一些科技发达的地区已经以此为基础开发了功能更加齐全的土地监控技术，进一步提高地理信息系统的现代化与信息化程度。同时再通过对互联网系统的有效结合，这些都会对土地信息系统的发展和进步提供足够的帮助与贡献。随着地理信息系统的不断发展，其工作的实质内容和延伸内容都在不断变更。最开始的地理信息系统仅有一些基本的应用，其只能被称叫做一项技术，而经过不断的发展，它已经成为一门系统而且完整的研究学科。地球信息学科的含义是通过卫星遥感控制或GPS技术完成对相关信息的接收和处理，然后存入数据库中：在实际工作中就可以迅速的对所需信息进行搜索，并可以以此为基础再与相关的知识库相结合，从而构建出不同类型的地理情景模型，如道路规划模型等。但是要注意与GIS技术相关的各项知识或学科的应用，比如，计算机应用、地图绘制、遥感技术的应用等，这些都是GIS技术构建的基础。

4 结束语

综上所述，GIS技术对于土地管理科学的进步和创新有着重要的作用，它也是顺应我国未来土地管理工作的发展趋势的需要，在现阶段的实际工作中，最主要的应用方式就是计算机技术的信息应用。它包含了房地产、地籍等相关土地信息。GIS技术作为现在化信息技术在土地管理应用中有着广泛的应用，同时为了适应不断发展的形势，GIS技术也在不断的发展和进步，它是现阶段最为先进和完善的土地管理技术，它对于土地管理工作质量的提升有着重要的作用。

参考文献

[1]孙玲.GIS在土地管理中应用和研究的新方向[J].遥感技术与应用，2013（1）：47-53.

[2]段学军，吴泓.GIS在城市中应用的回顾与展望[J].现代城市研究，2013（1）：67-71.

地理信息系统含义范文第4篇

关键词：地理信息；城市建设；意义

引言

我国城市发展速度的进程不断加快，城市人口也越来越多，呈现出了多样化的需求空间，人员构成结构越来越复杂，社会发展现状对城市规划与管理要求越来越高，只有高效的城市规划与管理，才能从根本上推动城市进步与发展，为人们展现丰富多彩的生活景观。地理信息系统就是我们常说的GIS，通过这种系统的操作，能够极大的提高对城市地理的认知度，这项技术主要就是由计算机作为基础，通过把计算机上的硬件和软件相结合，形成一个独立的运算系统，能够有效的对空间、地理所有情况进行收集，对收集到的数据以高速度运算的方式进行精确计算、管理、存储，多方式应用的实现，使城市规划过程更加清晰，为城市规划管理提供了充足的、有力的数据上的支撑，对城市规划工作起到了良好的保障推动作用。

1 地理信息基本内涵

1.1 地理信息含义

地理信息部的来说就是指地理要素中的相关图形、分布、文字、数量、质量、规律等信息的总和。地理信息内容较复杂，具体来说，一是空间位置和属性信息。这是依照信息标准进行划分的，通过把地理信息分为空间位置和属性信息，明晰地理信息概念和范围，其中所说的空间位置就是客观事物的情况，相关事物在地理空间所处的地点、位置上形成的资料情况的集合，利用图形能够较为直接客观的反映出全景，在城市中，就是对街道、建筑、桥梁等起点位置进行标注。属性信息主要就是人文信息，这与地理信息是相一致的，二都要不可或缺，主要就是说明街道名称、建筑物年代、桥梁结构等内容的信息。二是基础信息和专题地理信息。这种划分方式就是主要依据信息使用范围进行的，基础地理信息是自然地理信息，通过这种信息收集，能够极大的掌握城市情况，通常是指地质、地貌、水文、植被、河流等情况，是共用的性质，具有一定的公共性质；专题地理信息内容较为广泛，主要包括城市规划情况、土地资源利用情况、环境开发发展情况、公共设施建设利用等，主要是具有一定专业特点的信息，这些信息可以为城市建设提供依据，同时也能更好的进行城市管理，具备城市管理性能。

1.2 地理信息功能

地理信息离不开技术支撑，只有强有力的技术环境，才能获取精确的地理信息，地理信息的产生、发展离不开社会进步，社会进步促进行业发展，现代化的测绘技术在推动地理信息建设中起到了重要的作用。地理信息是一个多学科的综合体系，可以说，不论是信息采集，还是信息利用再开发，都离不开现代科技支持，GIS技术就是一个典型的现代技术应用探索过程。城市智能化、数字化建设，需要精确的地理信息，用地理信息做指导，增加城市规划开发精准度，提高城市管理能力和水平。只有不断改进和完善地理信息功能，才能在空间定位、查询统计、信息集成、空间分析等方面取得进步和发展，而这些功能的完善发展，正是城市建设规划需要的内容，能够从根本上促进城市建设。地理信息就是城市建设与管理的基础和依据，全力推动着城市发展。地理信息系统的建立实现了一体化的属性信息及空间位置管理，图文并茂的查询和统计可以更好的提供相关内容，让人们时刻了解地理位置方位坐标。通过免费供应的信息，使城市更加智能化、智慧化，全力促进城市建设。地理信息功能相当多，在实际应用中更是呈现出五花八门的样式，地理信息的推广对生产活动和人们生活有着非同寻常的影响，可以说，已经深入到人们日常生活当中了。同时地理信息也在不同行业建设、各类社会活动和政府智能管理中起着非常重要的作用。是什么使地理信息得到普及推广呢？主要就是地理信息能够实现空间精确定位，地理信息平台的建设使空间定位更加科学、可靠、精确，在定位中，也能直接快速的反映出空间中各种各样的活动。利用二维和三维定位实现商业化运用，人们熟悉的汽车导航服务就是地理系统的最好体现，为人们交通出行带来了极大的便利，已经在人们生活中担当着重要的角色。这种技术主要就是通过空间定位，把汽车行驶路线进行分析选择，达到指导人们出行并到达目标。网络的发展，使网络地图更加广泛推广，可以说，人们出行查阅网络地图，就能快速找到要去的地方，同时通过相关系统信息链接，为人们提供更多的查询信息。

2 地理信息技术提高了城市建设智能化水平

通过地理信息技术建设，全面提升了城市内线进程和管理水平，特别是在建设智慧城市中的作用，越发明显与重要，地理信息建设对城市智能水平的促进作用主要体现在下列方面。一是地理信息技术使城市建设更直观、科学。这主要得益于地理信息的可视化特点，通过可视化的处理，直观清晰的表达事务特性，对物联网地理事物内的空间位置详细表达，能够在人们相互沟通中实现信息化无障碍交流。二是地理信息技术提高了城市建设数据库的管理水平。城市发展是一个大的系统工程，很难用数据表达清楚，那么城市建设的道路、建筑、公共设施、环保等各个领域信息，就需要有一个集成的管理器，只有把这种的分散的内容集成电路一样放在一起，才能体现出别样的功能，发挥出更高的价值特性，那么就需要建立一个全套的城市管理数据库，把这些复杂、多样、分散的内容装在一起，通过地理信息技术的应用，能很好的集成空间数据，并实现保存与开发利用功能，有效的解决了城市综合管理难度问题，强化了城市数据库建设能力。

3 现代测绘给城市物联网建设提供重要手段

科技推动了地理信息的发展完善，特别是随着现代高科技应用，测绘地理信息也在不断提高，已经朝信息化、智能化、科技化、自动化的方向进行巨大转变。极大的丰富了现代测绘技术，目前的测绘技术已经涵盖了卫星定位系统、测绘仪器、遥感技术以及现代测绘技术等众多技术门类。信息应用与查询能够更加直观掌握城市自然地理情况和人文信息情况，特别是可以精确到地表人工设施的大小、特征、属性、时间、功能、位置等信息，这些信息正好是城市物联网的技术基础，通过这些信息能够快速建立起城市物联网。物联网是现代化城市的一个重要组成部分，是城市的重要标志，一个城市发展的好坏，是否现代化，主要取决于物联网是否发达，物联网主要是利用红外感应器、激光扫描器、全球定位系统以及射频识别装置等信息设备，把各个系统进行无限连接放大，从根本上完全实现了定位、跟踪、监控和管理，是一个大型综合的网络系统。

4 结束语

综上所述，城市建设需要依赖地理信息，通过地理信息应用，能够帮助城市实现全景规划。只有在实践中不断探索，才能不断丰富学科内容，地理信息系统的发展较为漫长，只有在发展中克服困难、完善不足，才能在今后的城市建设中发挥更大的作用，同时也能促进地理信息系统发展提高。

参考文献

地理信息系统含义范文第5篇

关键词GIS网络Web GIS历程趋势

1 GIS的概念

(1)GIS的定义

GIS即地理信息系统，是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界(资源与环境)各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，它作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科而迅速地兴起和发展起来。地理信息系统中“地理”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标数据、属性数据以及以此为基础而演义出来的知识。

(2)GIS的特点

为了满足GIS对地球表面、空中和地下若干要素空间分布和相互关系的研究，GIS必须具备以下基本特点。

①公共的地理定位基础

所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位,才能使具有时序性、多维性、区域性特征的空间要素进行复合和分解，将隐含其中的信息变为显示表达，形成空间和时间上连续分布的综合信息基础,支持空间问题的处理与决策。

②标准化和数字化

将多信息源的空间数据和统计数据进行分级、分类、规格化和标准化，使其适应于计算机输入和输出的要求，便于进行社会经济和自然资源、环境要素之间的对比和相关分析。

③多维结构

在二维空间编码基础上，实现多专题的第三维信息结构的组合，并按时间序列延续，从而使它具有信息存贮、更新和转换能力，为决策部门提供实时显示和多层次分析的方便。这显然是常规二维或二维半的地形图所不具备的。

④具有丰富的信息

GIS数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包含与地理信息有关的其它信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况等。纽约市曾经对其数据库进行了调查，发现有80%以上的信息为地理信息或与地理信息有关。

(3)GIS与其它系统的区别

GIS有别于DBMS(数据库管理系统)。GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS,GIS必须包含DBMS。

GIS有别于MIS(管理信息系统)。GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用。MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询，没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS,MIS在概念上更接近DBMS。

GIS有别于地图数据库。地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析和提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。

GIS有别于CAD系统。二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。

(4)GIS的应用

GIS是一门以应用为目的的信息产业，其应用可以深入到各行各业、千家万户，形成诸如资源与环境GIS,灾害监测与防治GIS,农林牧副渔GIS,工商经营管理GIS,国民经济运营、交通管理和规划GIS,城市管理、运行和规划GIS,工矿生产管理GIS及各部门办公GIS等。据调查统计，美国有84%的联邦政府机构在办公室中正在使用和将要使用GIS技术，有7万个以上的地方和州政府部门使用GIS技术。是否具备和使用先进的城市地理信息系统,已成为衡量一个城市管理水平和投资环境的重要标志。在我国，沙市、常州、海口、深圳、北京、上海、天津、厦门等城市已建立具有一定规模的城市信息系统，一些GIS技术开发公司在一些城市的大街上设置了旅游线路查询信息系统，并己成为市政建设的一个内容。

进入90年代，随着GIS产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及,GIS将逐渐成为信息产业的主流。

2 GIS发展历程

(1)GIS的产生

国外不少人认为，19世纪以来普遍应用的地图和专题图就是一种模拟式的地理信息系统。照此定义，我国地理信息系统的产生可追溯到宋代的地理图碑，它刻绘了山脉、长江、黄河、长城以及全国各级行政机构，是宋代的中国地图。

到本世纪50年代，随着电子计算机科学的兴起和它在航空摄影测量学与地图制图学中的应用以及政府部门对土地利用规划与资源管理的要求，使人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮、处理各种与空间和地理分布有关的图形和有属性的数据，并通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务，这才导致了现代意义上的地理信息系统的问世。

1956年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国的土地测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统(LIS)用于地籍管理。1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出了地理信息这一术语，并于1971年建立了世界上第一个GIS――加拿大地理信息系统(CGIS),用于自然资源的管理和规划。稍后，美国哈佛大学研究出SYMAP系统软件。由于当时计算机水平的限制，使得GIS带有更多的机助制图色彩，地学分析功能极为简单。与此同时，国外许多与GIS有关的组织和机构纷纷建立。例如，美国1966年成立了城市和区域信息系统协会(URISA),1969年又建立起州信息系统全国协会(NASIS):国际地理联合会(IGU)于1968年设立了地理数据收集和处理委员会(CGDSP)。这些组织和机构的建立为传播GIS知识、发展GIS技术起了重要的推动作用。

(2)GIS的发展

进入本世纪70年代以后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，促使GIS朝着实用方向迅速发展，一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统。例如，从1970年至1976年，美国地质调查局就建成50多个GIS,加拿大、联邦德国、瑞典和日本等国也相继发展了自己的GIS。与此同时，一些商业公司开始活跃起来，软件在市场上受到欢迎，许多大学和研究机构开始重视GIS软件设计及应用的研究。

80年代，由于计算机行业推出了图形工作站和PC机等性能价格比大为提高的新一代计算机，为GIS普及和推广应用提供了硬件基础。GIS软件的研制和开发也取得了很大成绩，涌现出一些有代表性的GIS软件，如Arc/Info、Genamap、MGE、Cicad、System9等。GIS的普及和推广应用又使得其理论研究不断完善，使GIS理论、方法和技术趋于成熟，开始有效地解决全球性的难题，例如全球沙漠化、全球可居住区的评价、厄尔尼诺现象、酸雨、核扩散及核废料等问题。

我国GIS的起步较晚，到70年代末才提出开展GIS研究的倡议。进入80年代后迅速发展，在理论探索、规范探讨、实验技术、软件开发、系统建立、人才培养和区域性试验等方面都取得了突破和进展。一些有远见的地方政府也开始投资建立本地的G1S,在GIS应用日益活跃的今天，诸如沙市这样名不见经传的中小城市，由于GIS起步早而誉冠全国。80年代末，武汉测绘科技大学在摄影测量与遥感专业的基础上建立了信息工程专业，使我国GIS基本人才的培养纳入了正轨。1994年4月，我国专门成立了“中国GIS协会”,此后又成立了“中国GIS技术应用协会”,加强了国内各种GIS学术交流，研制推出了Geostar、Citystar、MapGIS等具有自主版权的GIS软件。

3 GIS的发展趋势

GIS正朝着一个可运行的、分布式的、开放的、网络化的全球GIS发展。

(1)GIS与其它学科结合更加紧密，应用更加广泛3S(地理信息系统GIS、遥感RS、全球定位系统GPS)或5S(前面3S加上数字摄影测量系统DPS、专家系统ES)的集成，使得测绘、遥感、制图、地理、管理和决策科学相互融合，成为快速而实时的空间信息分析和决策支持工具，使GIS广泛用于交通、环保规划、公安侦破、车船自动驾驶、大田农作物因地施肥、科学耕种和海上捕鱼等。不管是在3S还是5S的集成概念中，“3”和“5”己不是一个确切的数字概念，它们是泛指多个系统。3S和5S强调的是“l+l>2”,有了这个观念，我们就可以将GIS与其它可以结合的任何学科进行集成研究，输出方式更直观，以满足人们生产、生活的各种需求，使人们可以合理利用资源、保护环境，实现人类可持续性发展。事实上，GIS己涉及到社会科学、自然科学的许多领域，因此，我们还可以得出这样的结论，GIS必将发展成为集社会科学、自然科学于一体的全球性、综合性巨型软科学。

(2)基于因特网的WebGIS是下阶段GIS发展的一个主流

从GIS发展的历程来看，GIS每一次大的发展都与计算机发展水平有关,今后仍将是这样。如今计算机网络的兴起和迅速发展，信息高速公路的建设，为GIS的新发展铺设了通行无阻的金光大道。由于地理信息和大量的空间数据都是以文字、数字、图形和影像方式表示的，将它们数字化，送入电子计算机，便可方便、快速和及时地将地理信息传送到需要的地方去，以发挥地理信息在国民经济建设、国防建设和文化教育等行业中的应用价值。而GIS工作者则需研制一个万维网上的GIS和GIS浏览器(即视窗GIS),使亿万网民随时根据需要来查询GIS。

(3)空间数据基础设施建设

“数字地球”一词已在世界广为提及，但很多人并不理 解它的真正含义,仅仅把它理解成全球各零散的数字信息在因特网上的流通。按照美国副总统戈尔在阐述“数字地球”概念时所举的例子不难理解，它实际上就是一个GIS。要实现地球数字化必须有数据基础，数字地球的基础是空间数据基础设施。空间数据基础设施建设包括空间数据服务体系、空间数据交换网站、数字地球空间数据框架和空间数据标准体系的建立。要在今后做到“秀才不出门，便知天下事”,做到网上“逛商场”,空间数据基础设施建设必须要搞好。

(4)组件式GIS的研究

建立一个小型的GIS己不是一两个人所能完成的，数字地球的建立更是一个极为庞大的工程，需要全世界各地的人们参与。因此，把庞大的GIS软件系统分解成可按应用需要组装成“定做系统”的GIS “元件”,怎样将这些GIS“元件”通过标准的系统环境(如OLE和OpenDOC)与其它非GIS的“元件”嵌接，有效地实现系统合成，自然就成了GIS的研究方向。一旦实现了这一步，全世界的人都可以参与GIS的建设，完善数据库，建立丰富的元件库，用户可根据需要拼装调用。这种组件式的GIS的各元件或数据应该是分布式的存贮，通过分布式对象管理系统进行管理。

(5)与多媒体技术的结合

多媒体技术正在进入GIS中，以改善GIS的数据采集、数据处理以及成果表达与输出的效能，发挥声、像等多媒体的应用。目前，图形图像的立体显示己成功地融入数字摄影测量系统(DPS)中，DPS与GIS的集成和多媒体技术的应用将把我们感兴趣的东西变成一个虚拟实体，我们可以通过GIS的输出系统用视觉、听觉、触觉、嗅觉等来感知它。

4 GIS面临的问题

(1)认识问题

国家和地方政府对GIS建设的基础投资太少，没有从战略上提出一个GIS发展构想，没有把GIS建设提到一个应有的高度。而在美国，信息高速公路、数字地球却是总统、副总统提出，并以政府文件形式下达。科索沃战争给我们一个警示，必须高度重视GIS的作用。

（2)人才问题

GIS产业对人才不仅有一个量的要求，还要有一个质的要求，这种人才不仅要有过硬的专业知识，还要有广博的知识面，不仅要懂得自然科学知识,还要懂得相当的社会科学、软科学知识。政府部门要拥有高素质的GIS人才,才能有效地利用GIS进行管理和决策。

(3)数据质量问题

影响GIS数据质量的因素千头万绪，名目繁多，存在许多不确定性，导致数据质量不好控制，给建库带来很多不便。进入数据库的数据质量过高,则是浪费;反之，质量偏低，则达不到要求，可能造成严重的后果，把握适度质量有一定难度。

(4)安全问题

特别是基于因特网的GIS,要非常注意数据的保密性。而GIS中庞大的数据要逐一核实其对外是否符合国家安全是一件很困难的事，一旦出了问题，可能造成严重后果。