‘壹’ 地理信息系统的功能
GIS的核心问题可归纳为5个方面的内容:位置、条件、变化趋势、模式和模拟(见图1.1)。
图1.1 GIS的核心问题
(1)位置(Locations):即“在某个特定的位置有什么”。一般通过地理对象的位置进行定位，然后利用查询获取性质，例如当前地块名称、所有者、地点、土地利用情况等。位置问题是地学领域最基本的问题，在GIS中反映为空间查询技术。
(2)条件(Conditions):即“什么地方有满足某些条件的地理对象”。根据地理对象的属性信息，通过从预定义的可选项中进行选取，列出条件表达式，进而查找满足该条件的地理对象的空间分布位置，如在屏幕上将满足指定条件的所有对象以高亮度显示等。条件问题是GIS中一种较复杂的查询问题。
(3)趋势(Trends):该类问题需要在综合现有数据的基础上识别已经发生或正在发生变化的地理现象。它要求能够根据现有的历史数据、现状数据等，对现象的变化过程做出分析判断，对过去做出回溯，并能对未来做出预测。例如在研究地形演变问题时，可利用历史的和现有的地形数据对不同历史时期的地形发育情况进行展现，也可进一步对未来地形做出分析预测。
(4)模式(Patterns):即地理对象实体与现象的空间分布间的空间关系问题。第一步:确定模式，一般需要在熟悉现有数据、了解数据间的内在关系的基础上通过长期的观察来确定;第二步:获得报告，说明该事件发生的时间、地点、显示事件发生的系列图件。例如，城市中居住人口分布与不同功能区的分布的关系模式。
(5)模拟(Models):即某个地理位置如果具备某种条件会发生什么问题。是在模式和趋势的基础上，建立因素和现象之间的模型关系，进而发现普遍规律。例如，在对某矿区的突水和地质条件、含水层条件、隔水层条件等关系研究的基础上，对其他矿区进行相关问题研究。一旦发现具有普遍规律，便可建立通用分析模型，并可进行相应的预测和决策。
GIS作为空间信息自动处理及分析系统，其功能遍及“数据采集—数据分析—决策应用”全过程。因此，一个GIS应该具备以下基本功能:
(1)数据采集功能。GIS的第一步就是数据采集，主要用于获取数据。数据采集即通过各种数据采集设备(如GPS、全站仪、经纬仪等)获取现实事物的描述数据，并输入GIS。目前，可用于GIS数据采集的方法与技术很多，最典型的有两类，一是跟踪数字化技术，二是扫描数字化技术。随着扫描技术的发展和广泛应用，后者已经成为GIS数据采集的主要技术。
(2)数据处理。通过GIS数据采集获取的数据为原始数据，其不可避免地存在误差。为尽可能地减小误差，保证数据在逻辑、数值上的完整性和一致性，需要对数据进行格式化、格式转换和概化等一系列的处理工作。数据格式化是指不同数据结构数据间的转换。数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变化等。数据概化包括数据平滑、特征集结等。GIS应该提供强大的、交互式的数据处理功能。
(3)数据存储、组织与管理功能。数据的有效组织与管理是成功建立GIS数据库的关键步骤，也是GIS系统应用成功与否的关键。为了能高效的再现真实环境并进行各种分析，必须按照一定的结构对计算机中的数据进行组织管理。由于空间数据本身具有特定的特征，GIS必须发展自己特有的数据存储、组织和管理功能。目前常用的GIS空间数据组织方法有栅格模型、矢量模型和栅格/矢量混合模型，数据管理模式有面向对象数据管理模式、全关系型数据管理模式和文件－关系数据库混合管理模式等。
(4)空间查询与空间分析功能。空间查询是GIS和其他许多自动化地理数据处理系统应具备的基本功能，空间分析是GIS特有的功能和的核心功能。
GIS可以方便地对地理信息进行检索和查询。虽然通用数据库提供了诸如SQL语言的数据库查询语言，但对GIS而言，需要对其进行补充或改进，进而使之支持空间查询。例如查询穿过一个城市的公路、与某个城市相邻的城市、某高速公路周围6km范围内的居民点等，这些查询问题是GIS所特有的。因此一个功能强大的GIS软件，应该满足常见的空间查询的要求，设计一些空间查询语言。
空间分析是较空间查询更深层次的应用，包括拓扑分析、叠置分析、网络分析、缓冲区分析等。随着GIS应用范围的拓广，GIS的空间分析功能将继续增加和完善。GIS的空间分析可分为3个不同的层次:①空间检索，包括从属性检索空间物体和从空间位置检索属性。②空间拓扑叠加，本质为空间意义上的布尔运算，实现了输入要素属性在空间上的连接(Join)以及要素属性的合并(Union)。③空间模拟分析，该层次的应用研究可以分为3类，即GIS内部的空间模型分析、GIS外部的空间模型分析及混合型的空间模型分析。其中空间模拟分析是GIS应用深化的标志。
(5)数据输出功能。通过图形、表格等方式显示空间数据是GIS项目的必须。作为可视化工具，图形是传递空间数据信息的最有效工具。GIS的主要功能之一就是计算机地图制图，包括地图符号的设计与符号化、图幅整饰、图例与布局地图注记、统计图表制作等项内容。另外GIS软件也应具备驱动打印设备或显示设备的能力，因为对属性数据也要设计报表输出，且这些输出结果需要在打印机、显示器、绘图仪上输出。
图1.2显示了这些功能之间的关系及它们操作(Manipulation)数据的不同表现。
图1.2 GIS功能概述(椭圆)以及它们的表现(矩形)
‘贰’ 地理信息系统与地图数据库的区别是什么
（一）地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”。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。位
置与地理信息既是LBS的核心，也是LBS的基础。一个单纯的经纬度坐标只有置于特定的地理信息中，代表为某个地点、标志、方位后，才会被用户认识和理
解。用户在通过相关技术获取到位置信息之后，还需要了解所处的地理环境，查询和分析环境信息，从而为用户活动提供信息支持与服务。
地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”
（Geographic Information Science），近年来，也有称GIS为"地理信息服务"（Geographic
Information
service）。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。
GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。
（二）地图数据库（cartographic database）是以地图数字化数据为基础的数据库，是存储在计算机中的地图内容各要素（如控制点、地貌、土地类型、居民地、水文、植被、交通运输、境界等）的数字信息文件、数据库管理系统及其它软件和硬件的集合。
‘叁’ 地理信息系统的用处
地理信息系统（GIS）的基本功能有：
1、数据采集与编辑功能：包括图形数据采集与编辑和属性数据编辑与分析。
2、数据的存储和管理功能：地理信息数据库管理系统是数据存储和管理的高新技术，包括数据库定义、数据库的建立与维护、数据库操作、通讯功能等。
3、制图功能：根据 GIS的数据结构及绘图仪的类型，用户可获得矢量地图或栅格地图。地理信息系统不仅可以为用户输出全要素地图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题地图，如行政区划图、土壤利用图、道路交通图、等高城图等等。还可以通过空间分析得到一些特殊的地学分析用图，如坡度图、坡向图、剖面图等等。
4、空间查询与空间分析功能：包括拓扑空间查询、缓冲区分析、叠置分析、空间集合分析、地学分析、数字高程模型的建立、地形分析等。
5、二次开发和编程功能：用户可以在自己的编程环境中调用GIS的命令和函数，或者GIS系统将某些功能做成专门的控件供用户开发使用。
地理信息系统充分发挥其功能广泛应用于资源管理、区域规划、国土监测以及政府部门和企业的辅助决策。
‘肆’ gis中矢量数据移动提示超出移动范围怎么回事
我国GIS的发展虽然较晚，经历了四个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985-1995)、产业化(1996以后)阶段。GIS已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查与结产、交通、能源、通讯、地图测绘、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、110报警系统公共汽车调度等方面得到了具体应用。国内外已有城市测绘地理信息系统或测绘数据库正在运行或建设中。一批地理信息系统软件已研制开发成功（如GeoSTAR,CityStar,MapGIS等),一批高等院校已设立了一些与GIS有关的专业或学科，一批专门从事GIS产业活动的高新技术产业相继成立。些外，还成立了"中国GIS协会"和"中国GPS技术应用协会"等。
我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始。以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志，在几年的起步发展阶段中，我国地理信息系统在理论探索、硬件配制、软件研制、 我国GIS的发展虽然较晚，经历了四个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985-1995)、产业化(1996以后)阶段。GIS已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查与结产、交通、能源、通讯、地图测绘、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、110报警系统公共汽车调度等方面得到了具体应用。国内外已有城市测绘地理信息系统或测绘数据库正在运行或建设中。一批地理信息系统软件已研制开发成功（如GeoSTAR,CityStar,MapGIS等),一批高等院校已设立了一些与GIS有关的专业或学科，一批专门从事GIS产业活动的高新技术产业相继成立。些外，还成立了"中国GIS协会"和"中国GPS技术应用协会"等。 我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始。以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志，在几年的起步发展阶段中，我国地理信息系统在理论探索、硬件配制、软件研制、规范制订、区域试验研究、局部系统建立、初步应用试验和技术队伍培养等方面都取得了进步，积累了经验，为在全国范围内展开地理信息系统的研究和应用奠定了基础。
地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划开始。地理信息系统研究作为政府行为，正式列入国家科技攻关计划，开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作。许多部门同时展开了地理信息系统研究与开发工作。如全国性地理信息系统（或数据库）实体建设、区域地理信息系统研究和建设、城市地理信息系统、地理信息系统基础软件或专题应用软件的研制和地理信息系统教育培训。通过近五年的努力，在地理信息系统技术上的应用开创了新的局面，并在全国性应用、区域管理、规划和决策中取得了实际的效益。
自90年代起，地理信息系统步入快速发展阶段。执行地理信息系统和遥感联合科技攻关计划，强调地理信息系统的实用化、集成化和工程化，力图使地理信息系统从初步发展时期的研究实验、局部实用走向实用化和生产化，为国民经济重大问题提供分析和决策依据。努力实现基础环境数据库的建设，推进国产软件系统的实用化、遥感和地理信息系统技术一体化。在地理信息系统的区域工作重心上，出现了"东移"和"进城"的趋向，促进了地理信息系统在经济相对发达、技术力量比较雄厚、用户需求更为急迫的地区和城市首先实用化。这期间开展的主要研究及今后尚需进一步发展的领域有：重大自然灾害监测与评估系统的建设和应用；重点产粮区主要农作物估产；城市地理信息系统的建设与应用；建立数字化测绘技术体系；国家基础地理信息系统建设与应用；专业信息系统与数据库的建设和应用；基础通用软件的研制与建立；地理信息系统规范化与标准化；基于地理信息系统的数据产品研制与生产。同时经营地理信息系统业务的公司逐渐增多。
总之，中国地理信息系统事业经过十年的发展，取得了重大的进展。地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。
地理信息系统（GIS）的基本功能有：
1、数据采集与编辑功能：包括图形数据采集与编辑和属性数据编辑与分析。
2、数据的存储和管理功能：地理信息数据库管理系统是数据存储和管理的高新技术，包括数据库定义、数据库的建立与维护、数据库操作、通讯功能等。
3、制图功能：根据 GIS的数据结构及绘图仪的类型，用户可获得矢量地图或栅格地图。地理信息系统不仅可以为用户输出全要素地图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题地图，如行政区划图、土壤利用图、道路交通图、等高城图等等。还可以通过空间分析得到一些特殊的地学分析用图，如坡度图、坡向图、剖面图等等。
4、空间查询与空间分析功能：包括拓扑空间查询、缓冲区分析、叠置分析、空间集合分析、地学分析、数字高程模型的建立、地形分析等。
5、二次开发和编程功能：用户可以在自己的编程环境中调用GIS的命令和函数，或者GIS系统将某些功能做成专门的控件供用户开发使用。
GIS（Geography Information System，地理信息系统）是融合计算机图形和数据库于一体，用来存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。
---- 在全球协作的商业时代，85%以上的企业决策数据与空间位置相关，例如客户的分布、市场的地域分布、原料运输、跨国生产、跨国销售等。对于包罗万象的信息，传统方法局限于枯燥无味的数据处理和表现，缺乏直观性和决策可视化，而GIS能够帮助人们将电子表格和数据库中无法看到的数据之间的模式和发展趋势以图形的形式清晰直观地表现出来，进行空间可视化分析，实现数据可视化、地理分析与主流商业应用的有机集成，从而满足企业决策多维性的需求。GIS可以将晦涩抽象的数据表格变为清晰简明的彩色地图，帮助企业进行商业选址，确定潜在市场的分布、销售和服务范围; 寻找商业地域分布规律、时空变化的趋势和轨迹；此外，还可以优化运输线路，进行资源调度和资产管理。
---- GIS作为计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的一种边缘性学科，其发展与其他学科的发展密切相关。近年来GIS技术发展迅速，其主要的源动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求。另一方面，计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段。许多计算机领域的新技术，如Internet技术、面向对象的数据库技术、三维技术、图像处理和人工智能技术都可直接应用到GIS中。下面我们一起来看看GIS的最新发展趋势。
WebGIS
---- Internet改变了我们的世界。当前，Internet已不仅仅是一种单纯的技术手段了，它已演变成为一种经济方式——网络经济。人们的生活也已离不开Internet。大量的应用正由传统的Client/Server(客户机/服务器)方式向Brower/Server（浏览器/服务器）方式转移，GIS技术也是如此。GIS技术和Internet技术的融合，正逐渐形成一种新的技术，我们称之为WebGIS。和传统的基于Client/Server的GIS相比，WebGIS有如下优点。
。。更广泛的访问范围 客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据，而这一Internet/Intranet所
特有的优势大大方便了GIS的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。
平台独立性 无论服务器/客户机是何种机器，无论WebGIS服务器端使用何种GIS软件，由于使用了通用的Web浏览器
，用户就可以透明地访问WebGIS数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。降低系统成本 传统GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。WebGIS在客户端通常只需使用Web浏览器（有时还要加一些插件），其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。更简单的操作 要广泛推广GIS，使GIS系统为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，就要降低对系统操作的要求。通用的Web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。
---- 目前，WebGIS在Internet/Intranet上的应用为典型的三层结构，三层结构包括客户机、应用服务器与Web服务器、数据库服务器。 这种方式又称瘦客户机系统。瘦客户机系统是指在客户机端没有或者有很少的应用代码。在以往的终端和主机的体系结构中，所有系统都是瘦客户机系统。现在随着Internet技术以及Java、ActiveX技术的出现，瘦客户机系统又重新出现。客户机负责数据结果的显示和用户请求的提交; 地图应用服务器和Web服务器负责响应和处理用户的请求; 而数据库服务器负责数据的管理工作。所有的地图数据和应用程序都放在服务器端，客户端只是提出请求，所有的响应都在服务器端完成，只需在服务器端进行系统维护即可，因此大大降低了系统的工作量。
---- 现在，WebGIS得到越来越广泛的应用。概括起来，其应用方向分为两大类，一类为基于Internet的公共信息在线服务，为公众提供交通、旅游、餐饮娱乐、房地产、购物等与空间信息有关的信息服务。在国内外的站点上已有了成功的应用，如MapQuest( http://www.mapquest.com)和图行天下( http://www.go2map.com.cn)。 这些站点提供大量的与空间位置有关的各种生活类信息服务。WebGIS的另外一类应用为基于Intranet的企业内部业务管理，如帮助企业进行设备管理、线路管理以及安全监控管理等等。随着企业Intranet应用的深入和发展，基于Intranet的WebGIS应用会有越来越大的市场，这无疑是未来的发展方向。
GIS协助海量数据管理
---- GIS技术的瓶颈之一就是如何解决海量空间数据管理问题，因为对于一个城市级的GIS系统，其数据量极其巨大，一般可达到GB的数据量级。例如沈阳市1:500的基础地图就有2.4GB。传统的基于文件的管理方式显然不能处理这些问题，而利用面向对象的大型数据库技术则能够有效地解决这一问题。
---- 在面向对象的空间数据库中，海量地图数据的使用变得更加简单: 只需建立单一图层，不必再进行分幅处理。如果用户原来的数据源是分幅的，可将其全部存储到一个图层中，数据库将自动对其进行拼接和索引处理，即可形成一个完整的图层。在应用时，客户端只需极少量的编程（实际上只是指定数据源），就可实现对数据库里数据的动态显示。数据库会根据当前地图客户端的显示视野，自动将此范围内的图形检索出来，并送到客户端显示。因§此，即使服务器端的数据是GB级的，在客户端的数据量却仅是几十到上百KB，大大减轻了客户端系统的配置需求，并减轻了网络流量。
---- 所以，利用面向对象的数据库技术，可建立一种真正的Client/Server结构的空间信息系统，这不仅可以解决海量数据的存储与管理等问题，也解决了多用户编辑、数据完整性、数据安全机制等许多问题，将给GIS的应用带来更广阔的前景。
高分辨率遥感与GIS结合
---- 现在，高分辨率的遥感影像已逐渐应用到商业领域当中，其最高精度可以达到1m左右（如图2）。高分辨率遥感影像意味着什么？它意味着人们在数据采集和数据更新上的一场革命。在传统的地图数据采集过程中，人们是采用手工作业方式，这要耗费大量的人力和物力，而且数据更新的周期很长。但是，利用卫星拍摄的高分辨率的遥感影像，人们可以迅速得到几周前甚至几天前的最新更新数据使得数据更加真实准确，成本还可以降低十几倍。高分辨率的遥感影像在商业领域有很多应用，如国土资源统计、灾害评估、自然环境监测以及城建规划等各个领域。
---- 以GIS为核心的高分辨率遥感影像与GIS、GPS（全球定位系统）的集成,使得人们能够实时地采集数据、处理信息、更新数据以及分析数据。GIS已发展成为具有多媒体网络、虚拟现实技术以及数据可视化的强大空间数据综合处理技术系统。高分辨率遥感影像是实时获取、动态处理空间信息对地观测、分析的先进技术系统，是为GIS提供准确可靠的信息源和实时更新数据的重要保证。GPS主要是为遥感实时数据定位提供空间坐标，以建立事实数据库。
---- 上述系统各自独立，又可平行运行。它们之间的集成，不仅实现了互补，而且产生了强大的边缘效应，将极大地增强以GIS为核心的综合体系的功能。
三维GIS与虚拟现实
---- 三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求。三维GIS和二维GIS相比，可以帮助人们更加准确真实地认识我们的客观世界。以前的三维显示只能应用在大型的主机和图形工作站上，且只在极少数的部门如地震预测、石油勘探、航空视景模拟器中得到应用（如图3），成本动辄上百万美元。随着计算机技术的发展，硬件成本不断地降低，一台普通的PC机就可以很轻松地进行真三维显示和分析。以前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大差距。现在，三维GIS可以支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题。
无线通讯与GIS
---- 无线通讯改变了人们的生活和工作方式。随着无线通讯技术的发展，特别是WAP技术的应用，使无线通信技术与GIS技术以及Internet技术的结合成为可能，形成了一种新的技术——无线定位技术（Wireless Location Technology）。因此也衍生一种新的服务，即无线定位服务(Wireless Location Service)。无线定位技术的应用很广泛。利用这种技术，人们可以利用手机查询到自己所在的位置（如图4）; 再利用GIS的空间查询分析功能，查到自己所关心的信息。举个例子，您走在大街上，就可以利用手机查询离您最近的餐馆在哪里、怎么走、有什么特色菜；再比如您来到一个陌生的城市，迷失了方向，就可以利用手机迅速地调出您所在位置附近的地图，标出目标地点，手机就会自动显示出您应该行走的路线，指导您顺利地到达目的地。
---- 据估计，利用手机进行无线上网、无线资料传输将是下一个热潮。到2002年，全球将有超过1亿部手机有上网功能，到2003年其数量将达到10亿部。GIS与无线通讯的结合，使GIS借助于无线通讯等技术手段更加深入地融入到我们的日常生活当中，这将是一个非常广阔的市场。
---- GIS已深入到各行各业。据抽样调查，我国25个省市、19个行业中不同程度地使用了GIS。GIS的应用日趋广泛，已成为城市规划、设施管理和工程建设的重要工具，同时还进入到军事战略分析、商业策划、移动通信、文化教育乃至人们的日常生活当中，其社会地位发生了明显的变化。GIS已被公认为21世纪的支柱产业。
‘伍’ 地图数据结构的地图数据分类
地图数据包括地图要素空间分布的位置数据及其对应的图形特征与地理属性数据两部分，前者又概括为弧段节点模型。弧段是地图上基本图形（点、线、面）的核心部分，成为计算机存储的基本单元，点可看成是只有一个坐标对的弧段，面是由一个或多个弧段构成的多边形。只有一个弧段的多边形称为岛状多边形。弧段由一串坐标对包括2个端点组成，坐标串次序决定了弧段走向，端点称为节点，有起始节点和终止节点之分，每个节点连结2个或2个以上的弧段。上述基本图形数据间的互相影射称为拓扑逻辑关系，是当前地图数据库中普遍采用的一种数据结构。对应的图形特征与地理属性数据，由不同的数据项组成，如描述某段河流的属性数据包括名称、代码、宽度、长度、等级、通航程度等；描述某个居民地的属性数据有名称、代码、行政归属、等级、面积、人口、交通意义、政治文化意义等。属性数据既附属于对应目标的空间分布位置，又成为检索图形的依据或参数，它们之间没有必然的联系途径，可将它们分别组成若干个二维表，采用通用的关系数据库的管理方式。故地图数据结构是混合型的，地图数据库系统应能实现两种数据结构的混合管理功能。
‘陆’ 地理信息系统有何用途
其基本功能包括对数据的采集、管理、处理、分析和输出。同时，地理信息系统依托这些基本功能，通过利用空间分析技术、模型分析技术、网络技术和数据库集成技术等，更进一步演绎丰富相关功能，满足社会和用户的广泛需要。
从总体上看，地理信息系统的功能可分为：数据采集与编辑、数据处理与存储管理、图形显示、空间查询与分析以及地图制作。
(6)地图数据的存储与管理功能扩展阅读
所需要的知识能力：
1、掌握数学、物理、计算机科学等方面的基本理论和基本知识；
2、掌握地理信息系统和地图学的基本理论、基本知识和基本实验技能，以及地理信息系统技术开发的基本原理和基本力法；
3、了解相邻专业如地理学、资源环境与城乡规划管理、测绘工程等的一般原理和方法；
4、了解国家科学技术政策、知识产权、可持续发展战略等有关政策和法规；
5、了解地理信息系统的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及地理信息系统产业发展状况；
6、掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有-定的实验设计、创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。
‘柒’ 地理信息系统的主要功能
1、数据的采集
编辑主要用于获取数据，保证GIS数据库中的数据在内容与空间上的完整性。
2、GIS系统数据转换
其目的是保证数据在入库时在内容上的完整性， 逻辑上的一致性。方法主要有数据编辑与处理、错误修正；数据格式转化，包括：矢量、栅格转化，不同数据格式转化；数据比例转化，包括：平移、旋转、比例转换、纠正等；
投影变换，主要是投影方式变换；数据概化，主要是平滑、特征集结；数据重构，主要是几何形态变换（拼接、截取、压缩、结构）；地理编码，主要有根据拓扑结构编码。
(7)地图数据的存储与管理功能扩展阅读：
地理信息系统的发展空间：
许多学科受益于地理信息系统技术。活跃的地理信息系统市场导致了GIS组件的硬件和软件的低成本和持续改进。这些发展反过来导致这项技术在科学、政府、企业和产业等方面更广泛的应用，应用包括房地产、公共卫生、犯罪地图、国防、可持续发展、自然资源、景观建筑、考古学、社区规划、运输和物流。
地理信息系统也分化出定位服务(LBS)。LBS使用GPS通过所在地与固定基站的关系用移动设备显示其位置(最近的餐厅，加油站，消防栓)，移动设备(朋友，孩子，一辆警车)或回传他们的位置到一个中央服务器显示或作其他处理。随着GPS功能与日益强大的移动电子(手机、pad、笔记本电脑)整合，这些服务继续发展。
‘捌’ 地理信息系统的基本功能都有什么
空间分析能力是GIS（地理信息系统）的主要功能，也是GIS与计算机制图软件相区别的主要特征。空间分析是从空间物体的空间位置、联系等方面去研究空间事物，以及对空间事物做出定量的描述。
空间分析需要复杂的数学工具，其中最主要的是空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等，其主要任务是对空间构成进行描述和分析，以达到获取、描述和认知空间数据；理解和解释地理图案的背景过程;空间过程的模拟和预测；调控地理空间上发生的事件等目的。
移动GIS是通过与流动装置结合，地理资讯系统可以为用户提供即时的地理信息。一般汽车上的导航装置都是结合了卫星定位设备(GPS)和地理资讯系统(GIS)的复合系统;在香港曾经很流行的地图王，则是一套可以安装在PDA或手提电话上的即时地图系统。
汽车导航系统是地理资讯系统的一个特例，它除了一般的地理资讯系统的内容以外，还包括了各条道路的行车及相关信息的数据库。这个数据库利用矢量表示行车的路线、方向、路段等信息，又利用网络拓扑的概念来决定最佳行走路线。
地理数据文件(GDF)是为导航系统描述地图数据的ISO标准。汽车导航系统组合了地图匹配、GPS定位和来计算车辆的位置。地图资源数据库也用于航迹规划、导航，并可能还有主动安全系统、辅助驾驶及位置定位服务等高级功能。汽车导航系统的数据库应用了地图资源数据库管理。
(8)地图数据的存储与管理功能扩展阅读
地理信息系统发展历史
古往今来，几乎人类所有活动都是发生在地球上，都与地球表面位置(即地理空间位置)息息相关，随着计算机技术的日益发展和普及，地理信息系统以及在此基础上发展起来的“数字地球”“数字城市”在人们的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。
1.5万年前，在拉斯考克(Lascaux)附近的洞穴墙壁上，法国的猎人画下了他们所捕猎动物的图案。与这些动物图画相关的是一些描述迁移路线和轨迹的线条和符号。这些早期记录符合了现代地理资讯系统的二元素结构，即一个图形文件对应一个属性数据库。
18世纪地形图绘制的现代勘测技术得以实现，同时还出现了专题绘图的早期版本，例如：科学方面或人口普查资料。约翰•斯诺在1854年，用点来代表个例，描绘了伦敦的霍乱疫情，这可能是最早使用地理方法的位置。
他对霍乱分布的研究指向了疾病的来源——一个位于霍乱疫情爆发中心区域百老汇街的一个被污染的公共水泵。约翰•斯诺将泵断开，最终终止了疫情爆发。
20世纪60年代早期，在核武器研究的推动下，计算机硬件的发展导致通用计算机“绘图”的应用。1967年，世界上第一个真正投入应用的地理信息系统由联邦林业和农村发展部在加拿大安大略省的渥太华研发。
罗杰•汤姆林森博士开发的这个系统被称为加拿大地理信息系统(CGIS)，用于存储，分析和利用加拿大土地统计局收集的数据，并增设了等级分类因素来进行分析。
20世纪80年代和90年代产业成长刺激了应用了GIS的UNIX工作站和个人计算机飞速增长。至20世纪末，GIS在各种系统中的迅速增长使得其在相关的少量平台已经得到了巩固和规范。并且用户开始提出了在互联网上查看GIS数据的概念，这要求数据的格式和传输标准化。
‘玖’ 地理信息系统中缓冲区分析的原理和用途是什么
原理是地理学第一定律：一个空间单元内的信息与其周围单元信息有相似性，空间单元之间具有的连通性，
属性各阶矩的空间非均匀性或非静态性。
用途就是为了表达这个地理位置对周围的环境因素的影响程度及其范围。
地理信息系统（GIS）的基本功能有：
1、数据采集与编辑功能：包括图形数据采集与编辑和属性数据编辑与分析。
2、数据的存储和管理功能：地理信息数据库管理系统是数据存储和管理的高新技术，包括数据库定义、数据库的建立与维护、数据库操作、通讯功能等。
3、制图功能：根据
GIS的数据结构及绘图仪的类型，用户可获得矢量地图或栅格地图。地理信息系统不仅可以为用户输出全要素地图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题地图，如行政区划图、土壤利用图、道路交通图、等高城图等等。
还可以通过空间分析得到一些特殊的地学分析用图，如坡度图、坡向图、剖面图等等。
4、空间查询与空间分析功能：包括拓扑空间查询、缓冲区分析、叠置分析、空间集合分析、地学分析、数字高程模型的建立、地形分析等。
5、二次开发和编程功能：用户可以在自己的编程环境中调用GIS的命令和函数，或者GIS系统将某些功能做成专门的控件供用户开发使用。