GIS系统即地理信息系统（GIS ，geographic information system）是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个学科。在计算机发展史上，计算机辅助设计技术（CAD）的出现使人们可以用计算机处理像图形这样的数据，图形数据的标志之一就是图形元素有明确的位置坐标，不同图形之间有各种各样的拓扑关系。简单地说，拓扑关系指图形元素之间的空间位置和连接关系。简单的图形元素如点、线、多边形等；点有坐标（x, y）；线可以看成由无数点组成，线的位置就可以表示为一系列坐标对（x1, y1），（x2, y2），……（xn, yn）；平面上的多边形可以认为是由闭合曲线形成范围。图形元素之间有多种多样的相互关系，如一个点在一条线上或在一个多边形内，一条线穿过一个多边形等等。在实际应用中，一个地理信息系统要管理非常多、非常复杂的数据，可能有几万个多边形，几万条线，上万个点，还要计算和管理它们之间的各种复杂的空间关系……。

中文名

GIS系统

外文名

Geographic Information System

应用

环境监测

数据采集

编辑主要用于获取数据

数据转换

保证数据在入库时在内容上完整性

工作原理

地理信息系统是将计算机硬件、软件、地理数据以及系统管理人员组织而成的对任一形式的地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。

发展历史

我国GIS的发展较晚，经历了四个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985-1995)、产业化(1996以后)阶段。GIS已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查与结产、交通、能源、通讯、地图测绘、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、110报警系统、公共汽车调度等方面得到了具体应用。

国内外已有城市测绘地理信息系统或测绘数据库正在运行或建设中。一批地理信息系统软件已研制开发成功，一批高等院校已设立了一些与GIS有关的专业或学科，一批专门从事GIS产业活动的高新技术产业相继成立。此外，还成立了“中国GIS协会“和“中国GPS技术应用协会“等。

目前国内建设GIS系统比较常用的软件有Supermap GIS系列、MapGIS系列、MyGIS系列。

基本功能

数据的采集

编辑主要用于获取数据，保证GIS数据库中的内容与空间上的完整性。

数据转换

其目的是保证数据在入库时在内容上的完整性，逻辑上的一致性。

应用

环境监测

1．1987年联合国开始实施一项环境计划（UNEP），其中包括建立一个庞大的全球环境变化监测系统（GEMS）； 　2．全球森林监测和森林生态变化有关项目(1990年对亚马逊地区原始森林的砍伐状况进行了调绘、1991年编制了全球热带雨林分布图）； 　3．海岸线及海岸带资源与环境动态变化的监测； 　4．全球性大气环流形势和海况预报等。

资源调查

1．在资源调查中，提供区域多条件下的资源统计和数据快速再现，为资源的合理利用、开发和科学管理提供依据； 　2．可应用于不同层次和不同领域的资源调查与管理（例农业资源、林业资源、渔业资源）

监测预测

1．借助于遥感（RS）和航测等数据，利用GIS对森林火灾、洪水灾情、环境污染等进行监视，例如，1998年长江流域发生特大洪水灾害期间，制作洪水淹没动态变化趋势影像图，为管理部门提供了有效的决策依据。 　2．利用数字统计方法，通过定量分析进行预测。如加拿大金矿带的调查，分析不宜再行开采的存在储量危机的矿山，优选出新的开采矿区，并作出了综合预测图。

城市规划

1．GIS技术能进行多要素的分析和管理，可以实施城市和区域的多目标开发和规划，包括总体规划、建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置等； 　2．城市和区域规划研究（研究城市地理信息系统的标准化、城市与区域动态扩展过程中的数据实时获取、城市空间结构的真三维显示、数字城市等）； 　3．地籍管理（土地调查、登记、统计、评价和使用）。

军事

1．反映战场地理环境的空间结构；完成态势图标绘、选择进攻路线、合理配置兵力、选择最佳瞄准点和打击核心、分析爆炸等级、范围、破坏程度、射击诸元等。 　2．如海湾战争中，美国利用GIS模拟部队和车辆机动性、估算了化学武器扩散范围、模拟烟雾遮蔽战场的效果、提供水源探测所需点位、评定地形对武器性能的影响，为军事行动提供决策依据。 　3．美国陆军测绘工程中心还在工作站上建立了GIS和RS的集成系统，及时的（不超过4小时）将反映战场现状的正射影像图叠加到数字地图上，数据直接送到前线指挥部和五角大楼，为军事决策提供24小时服务。 　4．科索沃战争中，利用3S高度集成技术，使打击目标更精准有效。

辅助决策

GIS在城市电网辅助决策系统中，提供配电网GIS数据。

其他

GIS还在金融业、保险业、公共事业、社会治安、运输导航、考古、医疗救护等领域得到了广泛的应用。

理解

操作对象

空间数据包括地理数据、属性数据、几何数据、时间数据。GIS对空间数据的管理与操作，是GIS区别于其它信息系统的根本标志，也是技术难点之一。

技术优势

GIS独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形处理和表达、空间模拟和空间决策支持等，可产生常规方法难以获得的重要信息，这是GIS的重要贡献。

相互联系

地理学是GIS的理论依托，为GIS提供有关空间分析的基本观点和方法。测绘学为GIS提供各种定位数据，其理论和算法可直接用于空间数据的变换和处理。

基本功能

数据的采集

编辑主要用于获取数据，保证GIS数据库中的数据在内容与空间上的完整性。

数据转换

其目的是保证数据在入库时在内容上的完整性，逻辑上的一致性。方法主要有数据编辑与处理、错误修正；数据格式转化，包括：矢量、栅格转化，不同数据格式转化；数据比例转化，包括：平移、旋转、比例转换、纠正等；投影变换，主要是投影方式变换；数据概化，主要是平滑、特征集结；数据重构，主要是几何形态变换（拼接、截取、压缩、结构）；地理编码，主要有根据拓扑结构编码。

注意事项

开设地理信息系统专业的院校很多，但是高考报名时注意，分为理科的地图学与地理信息系统，属于地理学，侧重于地理学应用理论研究；工科为地图制图学与地理信息工程，属于测绘学，侧重于测量。两者并无本质区别，报考的时候可以根据自身喜好，工科一般开设于理工科院校，理科则一般为综合性大学或师范大学内。理科如武汉大学资源与环境科学学院的地理信息系统，特别是制图方向，有着独特的优势。工科如同济大学的测绘类的地理信息系统方向比较突出，注重于数据的采集和处理，同时兼有测绘类、GIS类和土地类的相关知识的学习。