地理信息系统学习要点

地理信息系统学习概要1.数据与信息1）数据是客观事物（包括概念）的数量、时空位置及相互关系的抽象表示，是未加工的原始材料地理数据：是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形的总称。2）信息是有用和有意义的数据，是数据的内容和解释，是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数据、符号、声音、图像等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。地理信息：表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称，是地理数据所蕴含和表达的地理含义。。信息的特点:客观性，适用性，传输性，共享性。二者关系：①数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵②数据经过加工才能变成有效的信息，同样的数据经过不同的处理过程，可变成不同的信息。③由于数据和信息之间的紧密联系，通常并不严格区分数据和信息。地理信息的特点、意义：①属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。②具有多维结构的特征，即在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构，而各个专题型实体之间的联系是通过属性码进行的，这就为地理系统各圈层之间的综合研究提供了可能。③时序特征十分明显，因此可以按照时间尺度将地理信息划分为超短期的(如台风、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低温)、中期的(如土地利用、作物估产)、长期的(如城市化、水土流失)、超长期的(如地壳变动、气候变化)等。这对地理事物的预测、预报，从而为科学决策提供依据很重要。认识地理信息的区域性、多层次性和动态变化的特征对建立地理信息系统，实现人口、资源、环境等的综合分析、管理、规划和决策具有重要意义。2.地理信息系统1)GIS概念：地理信息系统简称为GIS，GeographicalInformationSystem,是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。2)GIS构成：一个实用GIS系统：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型GIS区别于其他系统的本质特征：空间分析空间分析：基于空间数据的分析技术，以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息，其根本目的在于通过对空间数据的深加工获取新的信息。3)GIS功能：(1)基本功能：1.数据采集与编辑。2.数据存储与管理。3.数据处理和变换4.空间分析和统计5.产品制作与显示6.二次开发和编程。(2)应用功能：1.资源管理。2.区域规划。3.国土监测。4.辅助决策。4)GIS发展状况：探索时期、发展时期、成熟阶段和全面应用阶段(a模拟地理信息系统b学术探索阶段c飞速发展和推广应用阶段d地理信息产业的形成和社会化地理信息系统的出现)。我国：准备阶段、试验阶段、发展阶段和产业化阶段。世界上第一个地理信息系统—加拿大地理信息系统CGIS（1963年开始，RogerTomlinson被誉为地理信息系统之父）3.空间数据分类及特征：1)GIS空间数据分类按数据来源分：地图数据、影像数据、文本数据；按数据结构分：矢量数据、栅格数据；按数据特征分：空间定位数据、非空间属性数据；按数据几何特征分：点、线、面、曲面、体；按数据发布形式分：DOM/DEM/DRG/DLG特征：空间、属性和时间特征。类型：属性数据、几何数据、关系数据。2)空间数据结构的类型：(1)栅格数据结构：（指将空间分割成各个规则的网格单元，然后在各个格网单元内赋以空间对象相应的属性值的一种数据组织方式）；=1\*ROMANI、栅格矩阵结构：用矩阵来存储栅格数据单元的数据结构目前有一系列栅格数据压缩编码方法，如键码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。其目的是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息，其类型又有信息无损编码和信息有损编码之分。=2\*ROMANII、压缩编码方式：连码、游程编码、四叉树编码、块码结构

a）链码：又称为弗里曼链码或边界链码，链码可以有效地压缩栅格数据，而且对于估算面积、长度、转折方向的凹凸度等运算十分方便，比较适合于存储图形数据；

b）游程长度编码：栅格图像常常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。一种编码方案是，只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同的代码重复的个数；另一种方案是逐个记录各行（或列）代码发生变化的位置和相应代码；

c）块码：块码是游程长度编码扩展到二维的情况，采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置（行、列号）和半径，再加上记录单位的代码组成；

d）四叉树：又称四元树或四分树，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。四叉树将整个图像区逐步分解为一系列被单一类型区域内含的方形区域，最小的方形区域为一个栅格象元。分割的原则是，不管是哪一层上的象限，只要划分到仅代表一种地物或符合既定要求的少数几种地物时，则不再继续划分，否则一直划分到单个栅格象元为止。=3\*ROMANIII、重要特征：定位隐含、属性明显（2）矢量数据结构：是利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。=1\*ROMANI、简单数据结构（顺序结构）:实体数据结构在实体数据结构中，空间数据按照基本的空间对象为单元进行单独组织。不含有拓扑关系，如shape文件、tab文件。（1）以点、线、面为单元组织数据。直观，数字化简单（面条结构）；（2）公共边界数字化和存储两次，冗余和不一致；（3）点、线、面有各自的坐标数据，无拓扑关系。（4）岛或者洞只作为一个单一的图形，没有和外界多边形的联系。=2\*ROMANII、拓扑数据结构特点：点相互独立，点连成线，线连成面。定义：弧段（又称链段）：构成多边形的线。是数据组织的基本对象。结点：两条以上弧段相交的点。岛：一条弧段构成的多边形。数据结构：弧段：弧段标识码，FN，TN，LP，RP结点：结点号，坐标，与该结点连接的弧段标识码多边形：多边形标识码，组成该多边形的弧段标识码拓扑数据结构分为双重独立式（DualIndependentMapEncoding)，简称DIME和链状双重独立式。双重独立式是对网状要素（线状要素）和面状要素的任何一条线段，用其两端的结点及相邻面域予以定义；链状双重独立式还包含中间点。=3\*ROMANIII、矢量数据重要特点：定位明显、属性隐含3）矢量数据和栅格数据的比较：项目优点缺点矢量数据结构便于面向现象的数据表示；数据结构紧凑、冗余度低；有利于网络分析；图形显示质量好、精度高。数据结构复杂；软件与硬件的技术要求比较高；多边形叠合分析困难。栅格数据结构数据结构简单；空间分析和地理现象的模拟均比较容易；3．有利于与遥感数据的匹配应用和分析；数据量大，冗余度高，需要压缩处理；定位精度比矢量数据低；拓扑关系难以表达。4）GIS中空间数据计算机表示的基本方法：空间分幅：将整个地理空间划分为许多子空间，再选择要表达的子空间。属性分层：将要表达的空间数据抽象成不同的类型属性的数据层来表示。时间分段：将有时间特征的地理数据按其变化规划划分成不同的时间段数据。5）空间数据的分类与编码：分类：是指根据系统功能及国家规范和标准，将具有不同属性或特征的要素区别开来的过程，以便从逻辑上将空间数据组织为不同的信息层。分类原则：一是根据几何图形原则，分为点、线、面；二是根据对象原则，分为不同的数据层来存储编码：是人为地建立一种数字或符号的组合，沟通人与计算机的联系，用来表达某种特定的事物，编码由多位数字或字符组成，表达一个或多个相关的事件或事物（地物）6）空间数据关系（1）拓扑关系（TSR）：指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。在GIS中，凡是具有网络结构特征的地理要素都存在节点、弧段和多边形之间存在拓扑关系，拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS的空间分析与应用中具有重要的意义；基本类型：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含：拓扑意义：根据拓扑关系，不需要利用坐标或者计算距离，就可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系；利用拓扑数据有利于空间要素的查询；可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。2）顺序关系（OSR）：描述空间实体之间在空间上的排列次序，如实体之间的前后、左右、东西等方位关系；3）度量关系(MSR):用来描述空间实体之间的距离关系。4.数据采集与数据处理实际上就是将图形进行数字化以输入计算机的过程。1）采集方法：在GIS中，采集的数据包括空间数据和非空间数据，也就是图形数据和属性数据，前者图形数据是进行数据采集的主体。①图形数据的采集实际上就是将图形进行数字化以输入计算机的过程，有两种方式，即地图跟踪数字化（跟踪数字化仪）和地图扫描数字化（扫描仪）。②属性数据是空间实体的定性、定量描述，一般采用键盘输入。=3\*GB3③栅格数据向矢量数据转换称为矢量化。对于具有不同灰阶的图像数据的矢量化，一般需要经过二值化、细化、跟踪等三个步骤。2）数据处理，就是对采集的各种数据，按照不同的方式方法对数据形式进行编辑运算，清除数据冗余，弥补数据缺失，形成符合用户要求的数据文件格式。=1\*GB3①数据变换（几何纠正、投影转换、辐射纠正）数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换。=2\*GB3②数据重构（结构转换、格式变换、类型替换）从一种格式到另一种格式的转换。=3\*GB3③数据提取（类型提取、窗口提取、空间内插），对数据进行有条件的提取；3）数据变换：空间数据变换即空间数据坐标系的变换，其实质是建立两个坐标系坐标点之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影变换。=1\*GB3①几何纠正是为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的改正；=2\*GB3②仿射变换：可以对坐标数据在x和y方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转和平移，其特性包括：直线变换后仍为直线、平行线变换后仍为平行线、不同方向上的长度比发生变化。=3\*GB3③地图投影：依据一定的数学法则，将不可展的地表曲面映射到平面上或可展开成的曲面，最终在地表面点和平面点之间建立一一对应的关系。=1\*ROMANI、投影转换的方法：正解变换、分解变换、数值变换。=2\*ROMANII、我国的GIS建设中投影：=1\*GB3①投影选取原则：1）GIS所配置的投影系统应与我国的系列国家基本图(基本比例尺地形图、基本省区图或国家大地图集)投影系统一致；2)系统一般最多只采用两种投影系统，一种服务于大比例尺的数据处理与输入输出，另一种服务于中小比例尺；3)所用投影以等角投影为宜；4）所用投影应能与网格坐标系统相适应，即所用的网格系统在投影带中应保持完整。=2\*GB3②我国的GIS建设中的主要投影：我国GIS建设中1:1万-1:50万地形图主要采用高斯－克吕格投影，1:100万地形图采用兰勃特投影，大部分省区图以及大多数的这一比例尺地图也采用这一投影，少部分采用斜轴等距离方位投影；中国全图多采用斜轴方位投影。4）数据融合：由于地理数据的多语义性、多时空性、多尺度性、获取手段的多样性、存储格式的不同以主数据模型与数据结构的差异等，导致多源数据的产生，为了实现数据的集成与信息的共享，就必须进行数据融合。（1）数据融合类型：基于转换器的数据融合、基于数据标准的数据融合、基于公共接口的数据融合、基于直接访问的数据融合。（2）数据压缩：从所取得的数据集合s中抽出一个子集A，这个子集作为一个新的的信息源，在规定的范围内更好得逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。压缩比表示曲线信息载量减少的程度。曲线上点的压缩方法：道格拉斯-普克法(Douglas-Peucker)；Li-openshaw的自然综合法则法；垂距法。面域栅格数据的压缩方法：游程编码法；四叉树编码压缩法。（3）数据输出:GIS的产品主要指经过空间数据处理和空间分析产生的可以供各专业人员或决策人员使用的各种地图、图表、图像、数据报表或文字说明等。按照载体可以分为：常规地图：指印刷在纸上、塑料薄膜等材质载体上的地图，是GIS产品的重要输出形式。数字地图：是GIS技术发展后，出现的一种新的以计算机为存储和显示载体的地图形式。按照内容可以分为：全要素地形图、专题地图、遥感影像图、统计图表和数据报表等5）GIS数据质量:是指该数据对特定用途的分析、操作和应用的适宜程度，包含五个方面:位置精度、属性精度、逻辑一致性、完备性、现势性。=1\*GB3①空间数据的误差类型包括源误差、处理误差。=2\*GB3②空间数据质量控制常见的方法有：（1）传统的手工方法：将数字化数据与数据源进行比较，图形部分的检查包括目视方法、绘制到透明图上与原图叠加比较，属性部分的检查采用与原属性逐个对比或其他比较方法。

（2）元数据方法：数据集的元数据中包含了大量的有关数据质量的信息，通过它可以检查数据质量，同时元数据也记录了数据处理过程中质量的变化，通过跟踪元数据可以了解数据质量的状况和变化。（3）地理相关法：用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量。4、地理空间1）空间：定义：指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续。2）地理空间（geo-spatial）:是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域。上至大气电离层，下至地幔莫霍面，有着广阔的范围。在GIS中，地理空间被定义为绝对空间和相对空间两种形式。绝对空间是具有属性描述的空间位置的集合，由一系列不同位置的空间坐标值组成；相对空间是具有空间属性特征的实体的集合，是由不同实体之间的空间关系构成。=1\*ROMANI、最自然的面：包括海洋底部、高山、高原等在内的固体地球表面。——太复杂，难以建模，各种量算也非常困难。=2\*ROMANII、大地水准面：是静止海平面的延伸。以它为基准，可以用水准仪测量地球自然表面上任意点的高程。——海平面的起伏将导致测量的不确定。=3\*ROMANIII、地球椭球体模型：以大地水准面为基准建立的地球模型。3）我国主要的坐标系统：1954北京坐标系、1980年中国国家大地坐标系、地心坐标系4）高程起算基准面：我国现在规定的高程起算基准面为1985国家高程基准，比黄海平均海平面高29mm.5.元数据（Metadate）：数据的数据，是关于数据和信息资源的描述性信息。

1）空间元数据（GeospatialMetadata）：地理的数据和信息资源的描述性信息。它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关的数据。空间元数据是一个由若干复杂或简单的元数据项组成的集合。2）空间元数据作用：（1）用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源。（2）帮助数据使用者查询所需空间信息。（3）组织和维护一个机构对数据的投资。（4）用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心。（5）提供数据转换方面的信息教材上：帮助空间数据的使用者查询所需的空间信息，进行空间数据的共享，并进一步处理空间数据。6、空间数据库：1）概念：指某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。或者是GIS中存储的与应用相关的地理空间数据的总和。2）构成：一个完整的空间数据库系统一般应包括：数据库存储系统、数据库管理系统（DBMS）、数据库应用系统三部分。3）空间数据库模型类型：层次、网状、关系数据模型。还包括语义模型、面向对象的数据模型等。4）面向对象数据模型：

为了有效地描述复杂的事物或现象，需要在更高层次上综合利用和管理多种数据结构和数据模型，并用面向对象的方法进行统一的抽象。基本概念：（1）对象：含有数据和操作方法的独立模块，可以认为是数据和行为的统一体。（2）类：共享同一属性和方法集的所有对象的集合构成类。（3）消息：对对象进行操作的请求，是连接对象与外部世界的唯一通道。（4）方法：对对象的所有操作。（5）封装：是指将方法与数据放于一对象中，以使对数据的操作只可通过该对象本身的方法来进行。（6）多态：指同一消息被不同对象接收时可解释为不同的含义。两种语言工具：继承和传播。5）空间数据库设计：其实质是将地理空间客体以一定的组织形式在数据库中加以表达的过程，也就是地理信息系统中空间客体数据的模型化问题。=1\*ROMANI、设计原则：=1\*GB3①尽量减少空间数据存储的冗余量；=2\*GB3②提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时，该数据结构能迅速作相应的变化；=3\*GB3③满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地提供用户所需的空间数据查询结果；=4\*GB3④在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据的复杂性；=5\*GB3⑤支持多种多样的决策需要，具有较强的应用适应性。=2\*ROMANII、空间数据库设计步骤：=1\*GB3①需求分析：即用系统的观点分析与某一特定的数据库应用有关的数据集合；=2\*GB3②概念设计：把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来；=3\*GB3③逻辑设计：数据库逻辑设计的任务是：把信息世界中的概念模型利用数据库管理系统所提供的工具映射为计算机中为数据库管理系统所支持的数据模型，并用数据描述语言表达出来；=4\*GB3④物理设计：数据库的物理设计指数据库存储结构和存储路径的设计，即将数据库的逻辑模型在实际的物理存储设备上加以实现，从而建立一个具有较好性能的物理数据库。6、空间分析1）概念：空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成和空间演变等信息。分类：=1\*ROMANI、按照Goodchild提出的空间分析框架，可以将空间分析方法分为：=1\*GB3①产生式分析（数字地面模型分析、空间叠合分析、缓冲区分析、空间网络分析、空间统计分析）；=2\*GB3②查询式分析（空间集合分析、空间数据分析）。=2\*ROMANII、根据空间数据的形式，空间分析可以分为=1\*GB3①矢量数据空间分析:参与分析运算的空间数据主要是矢量数据结构；=2\*GB3②栅格数据空间分析：参与空间分析运算的空间数据主要是栅格数据结构。3）目的：通过对空间数据的深加工或分析，获取新的信息。4）空间分析基本步骤：建立分析的目的和标准准备空间操作的数据进行空间分析操作结合分析的目的和任务，对获得的新空间数据进行分析结果评价和解释产生最终的结果图和报表4）主要空间分析（1）空间叠合分析：是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系；类型：点与面叠加分析、线与面叠加分析、面面叠加分析面面叠加分析：多边形与多边形叠置分析是将两个或两个以上多边形图层进行叠加产生一个新的多边形图层的操作，其结果将原来多边形要素分割成新多边形，新多边形要素综合了原来所有叠置图层的属性，用于解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的模拟分析、地理特征的动态变化分析，以及区域信息提取等。Arcgis（Mapgisk9）主要有：Uion/intersect/update/identity/erase2）临近度是指地理空间目标的一种影响范围或服务范围。临近度分析包括缓冲区分析和Voronoi多边形分析。空间缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。模型：线性模型；二次模型；指数模型。三大要素，即主体、邻近对象和作用条件。Voronoi多边形分析:是根据离散分布的已知点数据对研究区域进行划分，使得划分成的多边形（即Voronoi多边形）覆盖整个研究区域，形成一个Voronoi图，且每一个多边形中仅包含一个已知的数据段，可以用该已知点数据来表达和分析该多边形内的所有其他数据点。3）空间网络分析是指依据网络拓扑关系（线性实体之间线性实体与结点之间结点与结点之间的邻接关联关系）通过考察网络元素的空间数据与属性数据，对网络的性能特征进行多方面的分析计算。网络要素：链或弧段，结点、障碍、拐角、中心、站点。图是由点集合v和点与点之间的连线的集合E所组成的集合对（V，E），用G（V，E）表示。=1\*ROMANI、路径分析（1）静态求最佳路径;在给定每条链上的属性后，求最佳路径。（2）N条最佳路径分析;确定起点或终点，求代价最小的N条路径，因为在实践中最佳路径的选择只是理想情况，由于种种因素而要选择近似最优路径。（3）最短路径或最低耗费路径;确定起点、终点和要经过的中间点、中间连线，求最短路径或最小耗费路径。（4）动态最佳路径分析。实际网络中权值是随权值关系式变化的，可能还会临时出现一些障碍点，需要动态的计算最佳路径。=2\*ROMANII、资源分配 资源分配网络模型由中心点（分配中心）及其状态属性和网络组成。分配有两种形式，一种是有分配中心向四周输出；另一种是由四周向中心集中。=3\*ROMANIII、定位—配置分析 定位—配置分析是根据中心地理论框架，通过对供给系统和需求系统两者空间行为相互作用的分析，来实现网络设施布局的最优化。4）空间统计分析：空间统计分析是GIS中的一项重要的特色工作，主要基于空间数据进行空间和非空间数据的分类、统计、分析和综合评价。空间统计分析的方法很多，除一般的统计图表分析之外，还有多变量统计分析，空间分类分析以及层次分析等。5）空间数据插值分析（1）空间数据内插：通过已知点或多边形数据，推求任意点或者多边形分区数据的方法。（2）点的内插：分块内插：线形内插、双线性多项式内插、双三次多项式内插；逐点内插：移动拟合法、加权平均法、克里金法；（3）克里金法：普通Kriging法、简单Kriging法、通用Kriging法。（4）区域内插：重置法、比重法7、数字地形模型（DigitalTerrainModel，简称DTM）1、概念：是在空间数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称。是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。它是建立不同层次的资源与环境信息系统不可缺少的组成部分。DTM中地形属性为高程的要素叫数字高程模型（DigitalElevationModel，简称DEM）。在地理信息系统中，DEM最主要的三种表示模型是：规则格网模型，等高线模型和不规则三角网模型。2）DTM与DEM:=1\*ROMANI、DTM：DigitalTerrainModel，数字地面模型，是地形地表属性信息（如高程、坡度、坡向）的数字表达，是带有空间特征信息和地形属性特征信息的数字描述。=2\*ROMANII、DEM：是DigitalElevationModel的简称，翻译成中文为数字高程模型。它通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵表示，广义的DEM还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。在GIS中，DEM是建立DTM的基础数据，其它的地形要素可由DEM直接或间接导出，称为“派生数据”，如坡度、坡向。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型。DEM的主要应用领域：DEM是各种地球科学分析、工程设计和辅助决策的重要基础性数据，有着广泛的应用领域，包括在地球科学分析中，用于自动提取各种地形因子，制作地形剖面图和划分地表形态类型；在工程勘查设计中，可用于各种线路的自动选线、水库堤坝的选址，以及土方、库容和淹没损失的自动估算等；DEM通过与各专业部门的数据的匹配分析，还可以进行遥感影像地形畸变的自动校正，以及进行土地利用规划的研究等。3）不规则三角网（TIN）模型：由不规则分布的数据点，按照优化组合的原则，将这些离散点连接成一连续三角面，采用此不规则三角面来逼近地形表面，三角面的形状和大小取决于不规则分布的观测点或地形特征点的密度和位置。坡向是地表单元的法向量在OXY平面上的投影与X轴之间的夹角。4）DEM空间分析类型：基本地形因子分析、谷脊特征分析、地形剖面分析、可视性分析等等；8、地理信息系统设计1）地理信息系统根据其内容可分为两大基本类型：一是应用型地理信息系统，以某一专业、领域或工作为主要内容，包括专题地理信息系统和区域综合地理信息系统；二是基础型（工具型）地理信息系统，也就是GIS工具软件包，如ARC/INFO等，具有空间数据输入、存储、处理、分析和输出等GIS基本功能。2）应用型地理信息系统，根据其应用层次的高低，又可分为空间事务处理系统(STPS)、空间管理信息系统(SMIS)和空间决策支持系统(SDSS)。3）应用型GIS设计：主要包括：系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与维护等四个阶段。4）GIS标准化=1\*GB2⑴标准化基本内容：统一的名词术语内涵、统一的数据采集原则、统一的空间定位框架、统一的分类标准、统一的数据编码系统、统一的数据组织结构、统一的数据记录格式、统一的数据质量含义=2\*GB2⑵标准化层次：国家层次（NSDI）、地区层次（RSDI）、国际层次（GSDI）=3\*GB2⑶标准化制定组织：ISO/TC211C