地理信息系统，简称GIS（GeographicInformation System），是处理地理信息的系统。地理信息是指直接或间接与地球上的空间位置有关的信息，又常称为空间信息。GIS是在地理学、测量学、制图学、遥感学、图形学应用电子计算机技术的基础上逐步形成的一门交叉学科和技术。 
　　1.系统定义 
　　GIS是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统，具有以下三个方面的特征： 
　　（1）具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，具有空间性和动态性。 
　　（2）以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要索综合分析和动态预测能力，产生高层次的地理信息。 
　　（3）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。其中GIS是由硬件、软件和方法组成的地理信息系统，能支持地理空间数据的获取、管理、操作、分析、模型化和显示，以解决复杂的规划和管理问题。 
　　2.系统建设的目标和内容 
　　2.1系统建设的目标 
　　系统的功能应当是科学有效的管理传统测绘数据，首先实现传统的测绘数据的管理功能，如制图等。在此基础上增加GIS专题信息，为土地管理、城市建设、海洋渔业等部门提供辅助决策支持的基础信息，拓宽测绘的服务范围。 
　　2.2系统建设的内容 
　　整个管理系统可针对不同情况分成三个基础类别：大地测量数据系统、城市测绘数据系统、海洋测绘数据系统。各分系统之间又可相互支持、互相调用。 
　　（1）大地测量数据系统主要存放国家大地测量的基础数据，首先应包括国家大地水准网和控制网的数据，满足大地测量成果资料管理和对外提供数据的需要。 
　　（2）城市测绘数据系统功能是为城市规划、市政建设及其他相关部门提供直观、准确的相关信息。所存储数据应包括该城市的大比例尺地图、地籍图、遥感影像图、人口绿化等专题图，以进行叠加、统计等操作，以为空间决策提供支持。 
　　（3）海洋测绘数据系统应包含海洋测量的控制网、水深测量、海洋重力测量情况等，同时要包括洋流、潮汐、海洋气象等专题信息。这些信息经过分析处理可以为导航、变化监测等应用提供数据支持。 
　　其实，三种系统在GIS操作方面应具有相同的基本功能，所不同的是它们各自的数据内容和可应用范围。 
　　2.3系统功能 
　　系统应具备的基本功能包括以下儿个方面： 
　　（1）数据输人和编辑：GIS中的数据包括图形数据和属性数据，其数据源主要是专题地图。图形数据的输人方式主要是数字化。人工跟踪图上的线段，形成由一串坐标连接的矢量，就成为一种直观的图形特征的数字描述。属性数据可在数字化过程中同时输人或单独建立。对输人的数据，一般系统独具有较完善的交互编辑、检查错误、修饰图幅和检验结果的功能，并在图形输人后自动建立拓扑关系。 
　　（2）数据库的建立和管理：GIS中的数据库构成GIS的核心。数据库的建立和管理包括图形的拼接和附加；不同数据格式的相互转换；图形和注记的拷贝；建立图库，系统组织管理所有地图；以及数据库工作的空间和作业进程管理等。 
　　（3）数据检索：包括对指定任意地区、任意属性的数据进行查询，以及数据库有关数据项的逻辑运算检索等。 
　　（4）数据分析与处理：GIS的主要注意力集中在空间实体的关系上。对地图的点、线、面特征间的拓扑关系分析，是GIS的重要内容。此外，GIS的分析和操作还包括建立特征缓冲区；图形叠加的各种逻辑操作，并对结果作类型归并，冗余消除，使其保持逻辑上的一致；地图投影变换；计算面积、距离，最近邻选择；建立数学地形模型；以及属性数据的操作和统计，标号和注记操作，根据属性提取图形特征等。 
　　（5）数据输出：分析或查询结果的输出是GIS的一个重要功能。GIS的输出可是屏幕显示，绘图、制表纸，拷贝等。大多GIS提供的图形图像编辑，符号生成，矢量汉字标记，等功能，可输出二维或三维彩色图形，以满足不同图件的制图要求。 
　　3.系统设计与开发 
　　为实现测绘GIS的上述功能，在系统平台与开发工具的选择、数据库设计及功能设计中应以实用、先进、高效、可靠为原则，进行规划设计。 
　　3.1开发平台和工具的选择 
　　开发平台和工具的选择，关系到系统建设的效率与成败。随着计算机技术的发展与革新，商业化GIS开发工具软件在国内外已经相当成熟。据统计国内外已有400多种GIS软件产品。 
　　选择系统软件应满足GIS系统的要求，具有输人和管理GIS数据的基本功能；应具有良好的性能，特别是在常用的功能方面具有良好的效率；应能接收处理汉字；提供较好的用户界面和联机帮助信息；能提供良好的二次开发工具；应具有良好的扩充性并且具有进一步的升级能力。 
　　鉴于整个测绘GIS系统的开发应当融人国家基础地理信息设施的建设中，系统安全性非常重要，所以作者建议采用国产化软件，如MAPGIS系统集成应用开发方面可选择Visual C++作为开发工具语言。VC++是面向对象的程序语言，其开发功能强大。 
　　系统对硬件也应有一定要求。硬件配置上应具备快速、灵活以及方便等特点，以适应我国不同城市以及部门的要求。配置能满足GIS软件对微机、工作站、服务器的环境要求。 
　　3.2数据库设计 
　　数据库设计和建立关系到整个系统的运行效率，应本着最小数据冗余度和最小单元化的原则，以满足测绘产品的生产为基本出发点，将整个系统的大地测量数据、海洋数据和城市测绘数据根据其属性分别存储到空间数据库和属性数据库之中。数据存储时根据不同的子系统和数据的要求，生成不同的表。 
　　整个系统在数据格式、编码等方面必须具有统一的标准。以实现数据共享、减少冗余、方便更新和维护，同时要最大限度的维护数据的独立性。通过各种措施如数据细化等，加强空间数据库和属性数据库的结合，提高系统的运行效率。 
　　数据库的安全性是一个重要的方面，对不同的用户要赋子不同的权限，以维护数据的安全和一致性。 
　　3.3人员配备和系统管理制度 
　　整个系统应具有合理的人员配备和严格的系统管理制度，以对系统进行管理和维护。其中人员配备应该形成整套的行政管理体系，并严格遵照系统管理制度，以提高协作、管理的效率。 
　　4.服务支持 
　　整个系统应采用服务器/客户机体系，加强数据共享，同时便于数据的及时交流、存放和管理，使客户端经过系统验证可对服务器上的数据进行不同权限的访问和操作。如测绘员在野外将测量数据传回服务器端，由服务器端工作人员及时进行内业处理和存放、更新。 
　　不同的子系统之间、不同的区域之间均可进行一定的数据共享和访问，整个系统则由最高管理机构进行统一管理和调（下转第420页）（上接第410页）度，各部门提供必要的专题数据，同时系统又为各部门提供服务支持。 
　　5.结语 
　　整个测绘GIS系统的开发是一项复杂的工程，不可能一步到位，应遵循循序渐进、先易后难的原则，以大地测量数据为基础，先进行重点区域的建设。整个过程中，各部门的协调和支持也是十分重要的。