一．地理信息系统概念
地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、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。
二．地理信息特点
地理信息有多种来源和不同特点，地理信息系统要具有对各种信息处理的功能。从野外调查、地图、遥感、环境监测和社会经济统计多种途径获取地理信息，由信息的采集机构或器件采集并转换成计算机系统组织的数据。这些数据根据数据库组织原理和技术，组织成地理数据库。
三．地理数据库组织形式
地理数据库是系统的核心部分。库中各种地理数据通常以多边形（矢量）方式和网格（光栅）方式进行组织。多边形作为区域的基本单元可以是某一级行政、经济区划单位，或某一地理要素的类型轮廓，它是由地理要素的专题信息（如类型代码）和几何信息（多边形边界的x、у 坐标值及其拓扑信息）构成。网格方式对某一区域按地理坐标或平面坐标建立规则的网格，并对每个网格单元按行、列顺序赋于不同地理要素代码，构成矩阵数据格式。
为了实现数据资源的共享和互换，地理数据库必须做到数据规范化和标准化，并有效地对各种地理数据文件进行管理，实现对数据的监控、维护、更新、修改和检索。地理数据通过软件的处理，进行分析计算，并加以显示。显示的方式有地理图、统计表和其他形式。
四．地理信息系统的空间数据采集与处理
1.空间数据采集
①．航空摄影测量
航空摄影测量是指根据在航空飞行器上拍摄的地面像片，获取地面信息，测绘地形图。主要用于测绘1:1000～1:100000各类比例尺的地形图。
作业航空摄影测量需要进行外业和内业两方面的工作。
航测外业工作包括：①像片控制点联测。②像片调绘。③综合法测图。
航测内业工作包括：①测图控制点的加密。以前对于平坦地区一般采用辐射三角测量法，对于丘陵地和山地则采用立体测图仪建立单航线模拟的空中三角网，进行控制点的加密工作。②用各种光学机械仪器测制地形原图。
②．地图数字化
地图数字化是将地图图形或图像的模拟量转换成离散的数字量的过程。其主要种类有跟踪数字化和扫描数字化。前者使用跟踪数字化仪（手扶或自动）将地图图形要素（点、线、面）进行定位跟踪，并量测和记录运动轨迹的X，Y坐标值，获取矢量式地图数据。后者使用扫描数字化仪对地图沿X或Y方向进行连续扫描，获取二维矩阵的象元要素，形成栅格数据结构。地图数字化还包括对地图表示内容的编码和输入。
2．空间数据处理
处理手段主要有：误差修正（设定容许值、连接接点、重建拓扑关系）边界匹配，数据格式的转换，投影变化，坐标变换，图像纠正，图象解译，精度评价。
五．地理信息系统的应用
1．正射影像：是具有正射投影性质的遥感影像。正射影像可直接用于影像判读、量测和专题制图，也可用于制作各种影像地图和地图更新。
2．数字城市：是从工业化时代向信息化时代转换的基本标志之一。它一般指在自然、社会、经济系统的范畴中，能够有效获取、分类存储、自动处理和智能识别海量数据的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虚拟现实又可直接参与城市管理和服务的一项综合工程。
3．数字土地（地籍）管理：主要对城市规划，包括土地利用、地形地貌特征、城市空间布局、城市图形、地产价格及其动态变化、城市土地级差地租动态变化等，一直到门牌、户型、街道、城市基础设施（能源、交通、通讯、自来水及排污管道等）的动态记录和识别。
4．地理国情：是国情的一部分，可以理解为反映一国特定时期各方面国情的空间分布及固有的数量、质量、联系和规律的数字、文字、图形、图象等信息的总称。狭义来看，是指与地理空间紧密相连的自然环境、自然资源基本情况和特点的总和；广义来看，是指通过地理空间属性将包括自然环境与自然资源、科技教育状况、经济发展状况、政治状况、社会状况、文化传统、国际环境和国际关系等在内的各类国情进行关联与分析，从而得出能够深入揭示经济社会发展的时空演变和内在关系的综合国情。
