地理信息系统是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

位置与地理信息既是LBS（基于位置的服务）的核心，也是LBS的基础。用户在通过相关技术获取到位置信息之后，还需要了解所处的地理环境，查询和分析环境信息，从而为用户活动提供信息支持与服务。

地理信息系统是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”（Geographic Information Science），近年来，也有称GIS为"地理信息服务"（Geographic Information service）。

✎ GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。

GIS系统由什么组成?

从计算机的角度看，地理信息系统（GIS系统）是由计算机硬件、软件、数据和用户4大要素组成。

1.计算机硬件系统；
2.计算机软件系统；
3.地理空间数据库；
4系统管理操作人员；

其中， 软硬件系统是GIS系统的核心，地理空间数据库反映了GIS的地理内容，而系统管理操作人员则决定GIS系统的工作方式和信息表示方式。

✎ 硬件包括各类计算机处理机及其输入输出和网络设备，计算机硬件是GIS的物理外壳。GIS的规模、精度、速度、功能、形式、使用方法，甚至软件等都受到硬件指标的支持或制约。GIS的硬件配置一般包括计算机主机、 数据输入设备、数据存储设备和数据输出设备4个部分。

✎ 计算机软件系统：
软件是支持信息的采集、处理、存储管理和可视化输出的计算机程序系统；

1.计算机系统软件：计算机系统软件是GIS日常工作所必需的，是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、汇编程序、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。

2.GIS软件和其他支撑软件：该部分既包括通用的GIS软件包，也可以包括数据库管理系统、计算机图形软件包、计算机图像处理系统、CAD软件等，用于支持对空间数据的输入、存储、转换、输出和与用户接口。

3.应用分析程序：应用分析程序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。应用程序的水平在很大程度上决定系统的优劣与成败。

✎ 数据则包括图形和非图形、定性和定量数据、影像数据及多媒体数据等；

 地理空间数据库：地理空间数据库主要用于储存、管理和检索地理空间数据。地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以用图形、图像、文字、表格和数字等表示，由系统建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘或其他通信系统输入GIS,是系统程序作用的对象。

✎ 用户是地理信息系统所服务的对象，是地理信息系统的主人，GIS的用户分一般用户和从事系统的建立、维护、管理和更新的高级用户。

1)自然现象的固有不确定性

主要是指现实世界的变化是一个渐进的过程,不像GIS中的数据结构描绘那样是能截然分开的,如不同土壤的边界的划分,森林的边界等问题,应该存在一个过渡的模糊区域,实际在处理的时候却没有考虑过渡区域,因为目前的大部分GIS还没有处理模糊不确定性的能力。

2)度量不确定性

①测量误差:

有测量就存在不确定性,对于测量不确定性一般而言主要由于观测者、仪器以及观测条件等因素引起的;

②比例尺引起的不确定性:

比例尺决定最小区域在地图的显示和识别,对于一幅图而言比例尺越大越能显示地物更详细而显示地物类别却越少,虽然现在的数字数据库看起来是与比例尺无关的,然而,大部分GIS数据来自于地图,因而地图的比例尺决定了GIS数据的最小映射单元和包含和省略地物。

3)模型不确定性：
由于空间物体的复杂性,一个模型要体现所有的复杂性是不可能的,只能对其主要特性进行抽象,对空间物体进行简化处理,正是简化处理因而产生了模型不确定性。现在所能认识到的模型不确定性主要存在于GIS的操作阶段,如:空间数据的内插,是选用线性模型,还是选用样条模型等等。

4)数据处理和转换的不确定性：
主要是指GIS在操作的误差和在计算机处理的积累误差。空间数据的处理牵涉到很多内容,每一步都会带来误差,并且根据误差传播律,误差具有积累性。

1、资源管理

主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。

2、资源配置 

在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。

3、城市规划和管理 

空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。

4、土地信息系统和地籍管理 

土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。

5、生态、环境管理与模拟

区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。

6、应急响应

解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。