地理信息系統(tǒng)(GIS)，它與全球定位系統(tǒng)(GPS)及遙感圖象處理系統(tǒng)(RS)合稱為3S技術(shù)，是信息化和數(shù)字化的重要手段，也是目前應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛的技術(shù)之一。

地理信息系統(tǒng)是通過綜合使用數(shù)字化圖像和高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)，使用戶擺脫紙質(zhì)“文字”、“地圖”限制而存儲、應(yīng)用信息的系統(tǒng)?！皵?shù)字地球”是21世紀(jì)知識戰(zhàn)略的制高點，是計算機與網(wǎng)絡(luò)、地球信息、遙感遙測、衛(wèi)星定位及仿真虛擬技術(shù)的結(jié)合與深化，這一戰(zhàn)略將支持國家整體的可持續(xù)發(fā)展。地理信息系統(tǒng)作為“數(shù)字地球”的骨架支撐技術(shù)之一，關(guān)系到國民經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展和國家安全。

以下簡要介紹地理信息系統(tǒng)的一些主要應(yīng)用方面：

一、測繪與地圖制圖：

地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于機助制圖。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)在測繪界的廣泛應(yīng)用，為測繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。集中體現(xiàn)在：地圖數(shù)據(jù)獲取與成圖的技術(shù)流程發(fā)生的根本的改變；地圖的成圖周期大大縮短；地圖成圖精度大幅度提高；地圖的品種大大豐富。數(shù)字地圖、網(wǎng)絡(luò)地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來了巨大的應(yīng)用便利。測繪與地圖制圖進入了一個嶄新的時代。

二、資源管理：

資源清查是地理信息系統(tǒng)最基本的職能，這時系統(tǒng)的主要任務(wù)是將各種來源的數(shù)據(jù)匯集在一起，并通過系統(tǒng)的統(tǒng)計和覆蓋分析功能，按多種邊界和屬性條件，提供區(qū)域多種條件組合形式的資源統(tǒng)計和進行原始數(shù)據(jù)的快速再現(xiàn)。以土地利用類型為例，可以輸出不同土地利用類型的分布和面積，按不同高程帶劃分的土地利用類型，不同坡度區(qū)內(nèi)的土地利用現(xiàn)狀，以及不同時期的土地利用變化等，為資源的合理利用、開發(fā)和科學(xué)管理提供依據(jù)。再如，美國資源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蝕為主要目的的多用途專用的土地GIS。該系統(tǒng)通過收集耕地面積、濕地分布面積、季節(jié)性洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等信息，建立了潛在威斯康星地區(qū)的土壤侵蝕模型，據(jù)此，探討了土壤惡化的機理，提出了合理的改良土壤方案，達(dá)到對土壤資源保護的目的。

三、城鄉(xiāng)規(guī)劃：

城市與區(qū)域規(guī)劃中要處理許多不同性質(zhì)和不同特點的問題，它涉及資源、環(huán)境、人口、交通、經(jīng)濟、教育、文化和金融等多個地理變量和大量數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理有利于將這些數(shù)據(jù)信息歸并到統(tǒng)一系統(tǒng)中，最后進行城市與區(qū)域多目標(biāo)的開發(fā)和規(guī)劃，包括城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、城市建設(shè)用地適宜性評價、環(huán)境質(zhì)量評價、道路交通規(guī)劃、公共設(shè)施配置，以及城市環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測等。這些規(guī)劃功能的實現(xiàn)，是以地理信息系統(tǒng)的空間搜索方法、多種信息的疊加處理和一系列分析軟件(回歸分析、投入產(chǎn)出計算、模糊加權(quán)評價、0-l規(guī)劃模型、系統(tǒng)動力學(xué)模型等)加以保證的。我國大城市數(shù)量居于世界前列，根據(jù)加快中心城市的規(guī)劃建設(shè)，加強城市建設(shè)決策科學(xué)化的要求，利用地理信息系統(tǒng)作為城市規(guī)劃、管理和分析的工具，具有十分重要的意義。例如：北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上綜合疊加地下及地面的八大類管線(包括上水、污水、電力、通訊、燃?xì)狻⒐こ坦芫€)以及測量控制網(wǎng)，規(guī)劃路等基礎(chǔ)測繪信息，形成一個測繪數(shù)據(jù)的城市地下管線信息系統(tǒng)。從而實現(xiàn)了對地下管線信息的全面的現(xiàn)代化管理。為城市規(guī)劃設(shè)計與管理部門、市政工程設(shè)計與管理部門、城市交通部門與道路建設(shè)部門等提供地下管線及其它測繪部門的查詢服務(wù)。

四、災(zāi)害監(jiān)測：

利用地理信息系統(tǒng)，借助遙感遙測的數(shù)據(jù)，可以有效地用于森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報、洪水災(zāi)情監(jiān)測和洪水淹沒損失的估算，為救災(zāi)搶險和防洪決策提供及時準(zhǔn)確的信息。1994年的美國洛杉機大地震，就是利用ARC／INFO進行災(zāi)后應(yīng)急響應(yīng)決策支持，成為大都市利用GIS技術(shù)建立防震減災(zāi)系統(tǒng)的成功范例。通過對橫濱大地震的震后影響作出評估，建立各類數(shù)字地圖庫，如地質(zhì)、斷層、倒塌建筑等圖庫。把各類圖層進行疊加分析得出對應(yīng)急有價值的信息，該系統(tǒng)的建成使有關(guān)機構(gòu)可以對象神戶一樣的大都市大地震作出快速響應(yīng)，最大程度地減少傷亡和損失。再如，據(jù)我國大興安嶺地區(qū)的研究，通過普查分析森林火災(zāi)實況，統(tǒng)計分析十幾萬個氣象數(shù)據(jù)，從中篩選出氣溫、風(fēng)速、降水、溫度等氣象要素、春秋兩季植被生長情況和積雪覆蓋程度等14個因子，用模糊數(shù)學(xué)方法建立數(shù)學(xué)模型，建立微機信息系統(tǒng)的多因子的綜合指標(biāo)森林火險預(yù)報方法，對預(yù)報火險等級的準(zhǔn)確率可達(dá)73%以上。

五、環(huán)境保護：

利用GIS技術(shù)建立城市環(huán)境監(jiān)測、分析及預(yù)報信息系統(tǒng)；為實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測與管理的科學(xué)化自動化提供最基本的條件；在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價過程中，利用GIS技術(shù)的輔助，實現(xiàn)對整個區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進行客觀地、全面地評價，以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布狀態(tài)；在野生動植物保護中的應(yīng)用，世界野生動物基金會采用GIS空間分析功能，幫助世界最大的貓科動物改變它目前瀕于滅種的境地。都取得了很好的應(yīng)用效果。

六、國防：

現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個基本特點就是"三S"技術(shù)被廣泛地運用到從戰(zhàn)略構(gòu)思到戰(zhàn)術(shù)安排的各個環(huán)節(jié)。它往往在一定程度上決定了戰(zhàn)爭的成敗。如海灣戰(zhàn)爭期間，美國國防制圖局為戰(zhàn)爭的需要在工作站上建立了GIS與遙感的集成系統(tǒng)，它能用自動影像匹配和自動目標(biāo)識別技術(shù)，處理衛(wèi)星和高空偵察機實時獲得的戰(zhàn)場數(shù)字影像，及時地將反映戰(zhàn)場現(xiàn)狀的正射影影像疊加到數(shù)字地圖上，數(shù)據(jù)直接傳送到海灣前線指揮部和五角大樓，為軍事決策提供24小時的實時服務(wù)。

七、宏觀決策支持：

地理信息系統(tǒng)利用擁有的數(shù)據(jù)庫，通過一系列決策模型的構(gòu)建和比較分析，為國家宏觀決策提供依據(jù)。例如系統(tǒng)支持下的土地承載力的研究，可以解決土地資源與人口容量的規(guī)劃。我國在三峽地區(qū)研究中，通過利用地理信息系統(tǒng)和機助制圖的方法，建立環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，為三峽宏觀決策提供了建庫前后環(huán)境變化的數(shù)量、速度和演變趨勢等可靠的數(shù)據(jù)。

總之，地理信息系統(tǒng)正越來越成為國民經(jīng)濟各有關(guān)領(lǐng)域必不可少的應(yīng)用工具，相信它的不斷成熟與完善將為社會的進步與發(fā)展作出更大的貢獻。