地理信息系统是近30年来新兴的一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的综合学科，这个名称听起来很“含蓄”，那么它主要研究什么呢？简单地说，地理信息系统就是把地图信息存储到计算机中，制成电子地图，使人们通过计算机迅速查询到目标。例如，应用这种技术可以制成城市电子地图，在查询公共汽车路线时，只需输入起点和终点的名称，就可以查询相关车次，并获取沿途经过的道路和换乘车站等地理信息。
地理信息系统实用价值巨大，可以广泛应用于三维城市、交通规划、自然资源保护、水气管道及灾害监测和预防等领域，已逐渐成为信息产业的重要组成部分。在医学上，运用地理信息系统的手段制作血管分布图、器官的内部结构图，可以非常直观地反映人体各部位的位置关系，它已成为强大的辅助医疗手段。地理信息系统具有很多优点，所以它已被全面应用于国民经济的各个部门，渗透百姓生活的方方面面，深刻影响芸芸众生获取信息的能力和方式。
图4.1 数字城市
地理信息系统（GIS）可定义为在计算机硬件和软件的支持下，对地理空间数据进行采集、存储、管理、计算、分析、显示和描述的技术系统，简单地说就是由计算机硬件、软件以及不同的方法组成的计算机系统。GIS的本质是在以直观的方式表达现实世界的基础上，对各类信息进行查询、分析、处理和展现，以便人们进行科学决策。地理信息系统操作的对象是地理空间数据，即由点、线、面三类基本要素组成的地理实体。地理实体是指相对永久存在的地表物体，如山地、道路、城市等。描述一条道路，我们会提到它的位置（在哪里）和它的特征（名称、长度、方向等）。地理信息系统具有处理带有地理参照的空间数据的能力，使其有别于其他的信息系统，从而被广泛应用于灾害监测、环境评估、城市与区域规划等行业中。
图4.2 描述地理空间数据
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