地理信息系统（GeographicalInformationSystem，Geo-InformationSystem，简称GIS），是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS功能与应用1.数据采集与输入数据采集与输入，即将系统外部原始数据传输到GIS系统内部之过程，并将这些数据从外部格式转换到系统便于处理的内部格式的过程。多种形式和来源的信息存在着综合和一致化的过程。数据采集与输入要保证地理信息系统数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。2.数据编辑与更新数据编辑主要包括图形编辑和属性编辑。属性编辑主要与数据库管理结合在一起完成；图形编辑主要包括拓扑关系建立、图形编辑、图形整饰、图幅拼接、投影变换以及误差校正等。数据更新则要求以新纪录数据来替代数据库中相对应的数据项或纪录。3.数据存储与管理数据存储与管理是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据的组织。栅格模型、矢量模型或栅格/矢量混合模型是常用的空间数据组织方法。4.空间数据分析与处理空间查询是地理信息系统以及许多其它自动化地理数据处理系统应具备的最基本的分析功能；而空间分析是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其它计算机系统的根本区别5.数据与图形的交互显示尤其要强调的是地理信息系统的地图输出功能。GIS不仅可以输出全要素地图，也可根据用户需要，输出各种专题图、统计图等。GIS技术与发展1.网络GIS（Web-GIS）网络地理信息系统（Web-GIS）指基于Internet平台、客户端应用软件采用网络协议、运行在Internet上的地理信息系统。一般由多主机、多数据库和多个客户端以分布式模式连接在Internet上而组成，一般有以下四个部分：Web-GIS浏览器（browser）、Web-GIS服务器、Web-GIS编辑器（Editor）、Web-GIS信息代理（informationagent）2.组件式GIS（Com-GIS）组件式GIS是GIS技术与组件技术结合的产物。其基本思想是：把GIS的各种功能模块进行分类，划分为不同类型的控件，每个控件完成各自相应功能；各个控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，通过可视化的软件开发工具集成起来，形成满足用户特定功能需求的GIS应用系统。3.虚拟现实GIS（VRGIS）虚拟现实GIS（VirtualRealityGIS，简称VRGIS）在20世纪90年代开始出现，是一种专门用于研究地球科学，或以地球系统为对象的虚拟现实技术，是虚拟现实与地理信息系统相结合的产物理想的VRGIS应包含下列特征：（1）对现实的地理区域非常真实的表达；（2）用户在所选择的地理带（地理范围）内外自由移动；（3）三维（立体）数据库的标准GIS功能（查询、选择、空间分析等）；（4）可视化功能必须是用户接口的自然整体部分。VRGIS的特点表现在以下几个方面：区域表达的真实性、空间、时间维的漫游、查询、用户和系统之间的交互作用；海量丰富的信息等。4.时态GIS（TGIS）时态GIS是相对于静态GIS而言的。时态GIS将时间概念引入到GIS中，跟踪和分析空间数据随时间的变化，不仅描述系统在某时刻的状态，而且描述系统沿时间变化之过程，预测未来时刻将会呈现的状态，以获得系统变化的趋势。5.互操作GIS为解决地理数据的共享和继承、地理操作的分布与共享等需求，互操作GIS被提上议事日程，这是一个新的GIS集成平台，实现了在异构环境下多个地理信息系统或其应用系统之间的互相通信和协作。6.3S集成这种集成应用中，GPS主要用于实时、快速地提供目标的空间位置；RS用于实时提供目标及其环境的信息、发现地球表面的各种变化，及时对GIS数据进行更新；GIS则是对多种来源的时空数据进行综合处理、集成管理和动态存取，作为新的集成系统的基础平台，并为智能化数据采集提供地学知识。对基于GIS的空间分析的理解有不同的角度和层次。按空间数据结构类型按处理的空间数据结构类型来看，可分为栅格数据分析、矢量数据分析。栅格数据分析是建立在矩阵代数基础上的，在数据处理与分析中使用二维数字矩阵分析法作为其数学基础。矢量数据空间分析数学基础则是二维迪卡尔坐标系统。常用矢量数据空间分析内容包括拓扑包含分析、缓冲区分析及网络分析等。按分析对象的维数按分析对象的维数来看，包括二维分析、DTM三维分析及多维分析。其中二维分析包括常规GIS分析的大部分内容，三维分析则有如下内容：三维模型建立和显示基础上的空间查询定位分析，以及建立在三维数据上的趋势面分析、表面积、体积、坡度、坡向、视亮度、流域分布、山