目前，世界正由“后工业社会”跨入“信息社会”，高新技术应用信息获取、展示等方面出现了根本性的变革，“信息高速公路”，“知识经济”，“数字地球”都是当今全球针对信息传播重要性的认识而提出的崭新概念，其特征是“信息电子化”。在电子和信息技术飞速发展的今天，围绕信息的获取和展示，出现了令世人瞩目、最前言的领先技术-------Geographic
Information System 技术，简称GIS，全称为地理信息系统。
地理信息系统的产生是计算机技术和信息系统发展的共同产物，它集地理、图形、数据、分析技术为一体，用于高效的创建、操作、分析和显示各种类型的地理或空间参照的的数据。地理信息系统是以采集、存贮、管理、描述和分析与地球表面及空间地理分布有关的数据的信息系统。它是以地理空间数据库为基础，在计算机硬件、软件环境支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究、综合评价、管理、定量分析和决策服务而建立的一类计算机应用系统。GIS软件是功能强大的用于建立、编辑图形和地理数据库并对其进行空间分析的工具集合，是十分重要而又特殊的信息系统。GIS同电力、通讯系统一样是现代社会必不可少的基础设施，它即服务于社会经济建设，又服务于人民生活，是社会赖以运转和发展的条件和保障。
从学术与技术的角度看，地理信息系统综合了计算机、系统工程、经济管理等多学科的知识，属跨学科的技术系统。它所涉及的内容主要包括：
· 有关的计算机软、硬件
· 空间数据的获取及计算机输入
· 空间数据模型及其数据表达
· 属性数据的数据库存储及处理
· 数据的共享、分析及应用
· 数据的显示与视觉化
· 地理信息系统的项目管理、开发、质量保证与标准化
· 地理信息系统的机构设置与人员培训
一般说来，地理信息系统按其内容分为三大类：
1. 专题信息系统
这是具有明确目标和专业特点的地理信息系统，为特定的专门目的服务，如矿产资源管理信息系统、农作物估产信息系统、灾害监测信息系统等。
2. 区域信息系统
主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标，可以有不同的规模，如国家级、地区或省、市级和县级等为不同级别行政区服务的区域信息系统，也可以是按自然分区或流域为单位的区域信息系统，如国家信息系统、黄河流域信息系统等。
3. 地理信息系统工具（GIS-Tool ）称地理信息系统开发平台或外壳 它是具有地理信息系统基本功能的工具软件或开发平台，供其它系统调用和进行二次开发。国内外已在不同档次的计算机设备上研制了一批地理信息系统工具。将地理信息系统外壳与
数据库系统结合，用以完成图形图像数字化、地理数据的存储管理、查询检索、结果输出等任务，就可以开发出相应的决策支持系统、专家系统等。
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地理信息系统应用概述
地理信息的产生和发展一社会需求为基础，具有广泛的社会性。GIS把地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要，准确真实、图文并茂的输出给用户，并满足城市建设、企业管理、各部门对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。GIS的特点使之成为传统方法截然不同的解决问题的先进手段，使人们不断挑战并超越生存空间，满足对各种信息需求最强有力的武器。
利用GIS迅速有效管理空间数据，进行空间可视化分析，了解发展趋势，把握机遇，行之有效的利用空间分布优势，降低成本，加快资金周转，提高市场、销售运作效率，这对现代企业势在必行。GIS将晦涩抽象的数据表格变为清晰简明的彩色地图，便于确定商业中心的位置、潜在市场分布、销售、服务范围，寻找商业地域规律、时空变化的趋势和轨迹，优化运输线路，空间调度、资产管理：通过地理位置选择，模拟经济发展方向，竞争优势比较，人口密集统计。GIS正在改变着企业观察、收集、发布和利用信息的固有模式和方法，开辟了前所未有的全新机遇，帮助企业提高生产率，让产品和服务迅速打入不断扩大的新市场，同时也为企业开展全球性合作以及全球信息访问开启了便利之门。
GIS使社会规划管理者彻底摆脱繁重的手工操作，利用信息系统辅助管理和决策分析，提高工作科学化、规范化水平，高效利用各种社会信息，保证资料的完备性、现实性，提高查询检索速度，促进信息共享。GIS能够对社会建设进行动态监测和管理，并对社会发展作出及时反应，为社会经济活动提供决策支持，指导各项社会工程设计和施工。
GIS带动的产业正在急剧膨胀，已深入市政工程、企业决策、资源管理、交通运输、医疗保健、邮电通讯、公安急救、市场销售、金融保险、石油化工、水利电力、环保旅游、科研教育的各个方面，全国各大中城市的GIS应用系统正如雨后春笋般建立起来。GIS应用已渗透到社会活动每一个细节，建立高效、覆盖全社会的公共空间数据网络系统，提供全面、准确、详实的空间数据服务，工人们生产生活使用，已成为社会发展的迫切需要。
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地理信息系统在各个领域的应用：
地理信息技术之所以能在短短几年中风靡全球，这是它在解决空间信息中产生的革命性表现形式和手段决定的。
1． 在政府工作决策支持中的作用
地理信息系统是政府各种基础设施的重要组成部分，政府部门制定方针、计划和日常工作离不开准确的空间信息。地理信息系统技术能使政府实现高效益、高效率的工作，包括进行应急反应、设施管理、规划、制定方针、预算、决策等。
· 在城市发展的宏观决策中的应用
⑴． 中心商业区商业区/工业/商业选址研究
⑵． 分区和房屋建筑研究
⑶． 地块历史研究
⑷． 人口统计研究
⑸． 地貌研究
⑹． 一致性研究
⑺． 地址匹配和地理编码
⑻． 土地能力和适用性分析
· 宏观经济社会信息统计
利用GIS建立的宏观经济和社会信息统计系统，能全面反映地域社会经济发展变化规律，为政府充分利用城市地理资源，指导产业结构调整，对商业网点制定更合理的布局提供依据。
· 公共安全
由于GIS具有交互定位，逻辑查询以及广泛的关系数据库连接能力，可以有效地帮助警察部门完成犯罪现场分析、人员派遣、运作战术规范等任务。消防部门可以把与消防有关的场所、设施等作为点对象绘成分布图，随时可以查询。当出现灾情后，准确定位，显示消火栓位置，并制定出到达现场的最佳路径。
· 道路建设
GIS是道路管理系统的核心，可对道路工程和资金分配提供辅助决策。规划人员利用GIS对交通流量、土地利用和人口数据进行分析。GIS提供的地理线性网络分析功能能够解决交通部门遇到的各种线型网络问题。
· 税收管理
在税务GIS中，可实现各种税务信息的显示、查询、数据的更新和维护，以及不同地区、不同时间段税务信息的横向、纵向比较。
· 财政管理
GIS能对新批项目的地理位置进行查询验证，对在建设项目进行跟踪管理，并能完成财政中名目繁多的各项统计。
· 工商行政
GIS可应用于工商行政的每一个环节。帮助经营者分析开业地点的客户流量、经营前景、布点是否合理。当进行年检和专项检查时，对是否是使用不同符号和颜色标注。
· 建筑物审批
显示和处理建筑物申请经常需要对来自各个部门的信息进行综合分析。例如：
⑴． 勘察道路系统
⑵． 审批过程追踪
⑶． 生成报表
· 水利事业
利用GIS的空间数据表达能力，表示河道特征、水位流量、水资源分布，并完成诸如水文分析、水资源评价、防汛调度等复杂计算，将结果显示在地理空间分布上，给人以清晰、直观的分析结果，克服了以往图表分离无法总结规律和趋势的弊端。
· 农业生产
能从宏观上观察作物的分布规律，根据周围的水利条件制定抗旱排涝措施，并对灾情进行确切评估。 并能对农作物提供病虫害预测，预报及各种菜田管理，平衡施肥和产销信息。
· 环境保护
GIS在环境保护领域的应用非常广泛，常用的应用包括：
⑴． 环境评估研究
⑵． 大气、水质量检测
⑶． 农业和公共地管理
⑷． 制定限制开发区域
⑸． 资源循环利用监测
⑹． 危险地区制图
· 土地管理
实现地图信息与文字信息一体化的自动管理。包括：地籍调查，土地登记、地籍档案、土地统计、日常业务及系统维护等功能。为城市土地管理和建设提供有效决策支持。科学有效地进行宗地管理，在图形显示的基础上，提供工程项目的选址决策支持。
· 矿产管理
反映管理对象的各种数据空间标注，检查各个矿井是否按规定范围开采，提醒注意冒水点，利用各控制点传来的信号，实时掌握平面和立体面的排水量、通风、粉尘等指标，为安全生产作出保障。
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2．在社会公共事业中的应用
· 城市供水
利用GIS建立的城市自来水管理系统在供水设计阶段根据附近的所有供水阀的分布、供水管线的粗细，以及现有管线载荷程度以及如何铺设、工程中与其它管线的矛盾等进行筹划，利用系统中的空间数据库的数据进行分析，并能将新的设计方案投入现有管路中模拟运行，从而验证设计方案的正确与否。
· 公共交通
利用与GIS和与之配套的GPS车辆动态监测软件，可以全面地观察每一辆公共汽车、出租汽车的运行情况。可以运用GIS特有功能进行公共汽车线路优化，并利用GIS替代传统手工方法，把路面特征、事件发生率、流量统计等表格绘制成图形，解决各种交通规划管理中的问题。
· 航空
航空GIS可以显示机场与机场之间、个民航管理局之间的客运、货运通吞吐量，各航站基本建设的自然情况，各种设备的使用情况、燃油等的储备情况等，以图形、符号、颜色、专题分析、统计分析的方式进行横向对比、纵向管理。并能对事故地点进行准确定位，进行事故分析等空间数据分析。
· 铁路
铁路GIS系统包括：运输计划、固定资产投资计划、设备及能力、劳资、工业、建筑业和综合统计七个子系统，。系统从统计管理的整体性要求出发，在统一目标。统一方法、统一指标和编码体系、统一机型和软件的前提下，建立三级复式统计数据库及相关应用系统，通过对指标及其相互关系的分类、综合对比、进行分析和预测，以求掌握铁路经营发展和变化规律，直到铁路运输工作。
· 电力供应
利用GIS实现对电力线路和电杆的数据获取定位，分析、管理和查询。GIS具有对配电网、设备及其属性的直观显示、快速查询、有效统计等功能。还具有台帐管理机实时信息连接功能，它能准确地进行街道定位、线路查询及维修该线路提供合理方案等，能很好地满足城区配电管理的需求。
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GIS解决方案
GIS以其混合数据结果和独特的空间地理分析功能独树一帜，可通俗的认识GIS：
GIS=CAD + DAtabASE + SPATIAL OPERATION
1.GIS的组成
· 硬件环境
地理信息系统的硬件配置一般包括以下几个部分：
⑴．计算机主机 它可以是单机，也可是计算机网络系统。
⑵．数据输入设备 用于将系统需要的各种数据输入计算机，并将模拟数据转换成数字化数据。如：数字化仪、扫描仪、解析测图仪、数字摄影测量仪等。
⑶．数据存储设备 主要指存储数据的磁盘、磁带、光盘及相应的驱动设备。
⑷．数据输出设备 包括图形终端显示设备、绘图机、打印机、磁介质硬拷贝机、可擦写光盘以及多媒体输出装置等，他们将以图形、图像、文件、报表等不同形式显示数据的分析结果。
⑸．数据通信传输设备 配上网络系统连线、网卡以及其它网络专门设施，地理信息系统就可通过网络与服务器或其它工作站交流信息或共享数据。
· 软件环境
地理信息系统所必需的软件环境，通常包括：
⑴.计算机系统软件 一般由计算机厂家提供的为用户开发和使用计算机提供方便的程序系统，通常包括：操作系统、汇编系统、编译程序、诊断程序、库程序，以及各种维护使用手册、程序说明等。这些是地理信息系统正程运行所必需的。
⑵.地理信息系统软件和其他支持软件 可以是通过地理信息系统工具专门开发的地理信息系统软件包，也可包括数据库管理系统。计算机图形软件包、CAD图像处理系统等，用于支持对空间数据输入、存储、转换、输出和用户交互。
(3).应用分析程序 这是系统开发人员或用户根据地理专题或区域分析模型编制的用l于某种特定应用任务的程序，是系统功能的扩充与延伸。应用程序作用于地理专题数据或区域数据，构成地理信息系统的具体内容。
2．GIS的工作原理
·空间模型
GIS将现实世界抽象为相互连接不同特征的层面（LAYER）组合，这一简单实用的概念提供了解决各种纷繁复杂的难题（诸如车辆追踪、大气循环模式）的捷径。
·地理参考系
空间数据包括绝对位置信息（如经纬度坐标）以及相对位置信息（包括地址、编码、统计调查值等）。GIS的地理坐标系可有效帮助用户在地球表面任一空间定位。
·矢量和栅格数据结构
GIS数据包括矢量和栅格两种基本形式。矢量数据以点、线、面方式编码，并以（X，Y）坐标串存贮管理，时表现离散空间特征的最佳方式；栅格数据（扫描图像或照片）是通过一系列网格单元表达连续地理特征。GIS软件中矢量、栅格数据结合使用，取长补短。
3．GIS的功能
·数据输入、预处理
空间数据只有加工为适合的形式才能被GIS系统应用。将空间数据输入计算机的过程称为数字化。最新扫描跟踪技术是大规模自动数字化成为可能，中小型作业仍可使用传统手工数字化仪；同时GIS软件提供强大的数据转换功能，可从CAD、文本、关系数据库等几乎所有形式转入数据；与GPS和RS日趋一体化是GIS数据更新不再是应用的“瓶颈”。
· 数据管理
采用文件结构构造GIS数据对于小型应用已经足够，但当数据规模使用者人数急剧增长时，必须通过大型数据库系统进行严格有效的组织管理。在关系型数据库中，不同表格间通过相关项相互连接，提供GIS高度的可扩展性和灵活的配置能力。
· 空间查询分析
GIS提供从最简单的点击式查询（IDENTIFY）到辩证思维的空间分析方法，GIS最引人入胜的作用是通过各种假设分析来模拟区域内空间规律和发展趋势。在提供的空间分析工具中，以下几点最为重要。
⑴．邻近度分析（PROXIMITY）
例如：总水管附近100米内有多少房屋？商业中心10公里内的顾客如何分布？灌井周围500米内的作物比例？GIS软件软件提供缓冲区分析（BUFFER）工具对地物要素间相互关系进行计算度量。
⑵．叠加分析
不同地理层面间的物理叠加是GIS的看家本领，通过空间上的“相交、合并、切割”等运算，可获取和派生空间决策最重要的依据。
·可视化表达输出
GIS的操作结果通过可视化的地图、影像、多媒体方式加以直观表达，这是GIS无与伦比的另一优势。
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