第一章 概述
1．1 什么是GIS
GIS是英文Geographical Information System的缩写，中文译为地理信息系统。在英文文献中，也有用Spatial Information System，即空间信息系统，来表示同样的意思。地理信息系统通常泛指用于获取、储存、查询、综合、处理、分析和显示与地球表面位置相关的数据的计算机系统。它的特征有两点：一方面，它是一个计算机系统；另一方面，它处理的数据是与地球表面位置相关的。由于古往今来，几乎人类的所有活动都是发生在地球之上，与地球表面位置相关，同时计算机技术也日益完善和普及，所以地理信息系统越来越重要，越来越深入人们的生产和生活之中。
地理信息系统是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个学科。在计算机发展史上，计算机辅助设计技术（CAD）的出现使人们可以用计算机处理像图形这样的数据。图形数据的标志之一就是图形元素有明确的位置坐标，不同图形之间有各种各样的拓扑关系。简单地说，拓扑关系指图形元素的空间位置和相互关系。简单的图形元素如点、线、多边形等；点有坐标（x，y）；线可以看成由无数点组成，线的位置就可以表示为一系列坐标对（x1，y1），（x2，y2），…（xn，yn）；平面上的多边形可以认为是由闭合曲线形成的范围。图形元素之间有多种多样的相互关系，如一个点在一条线上或在一个多边形内，一条线穿过一个多边形，等等。好，让我们展开想像，把这个点看成首都北京，把线看成京九铁路，把这个多边形看成河北省的省界，发生了什么？京九铁路从北京出发，穿过河北省。这里，“首都北京”就是这个点的属性，“京九铁路”就是线的属性，而“河北省”就是多边形的属性。用计算机把这些数据管理起来，就成为一个超简单的地理信息系统的雏形。在实际应用中，一个地理信息系统要管理非常多、非常复杂的数据，可能有几万个多边形，几万条线，上万个点，还要计算和管理它们之间的各种复杂的空间关系……。
地理信息系统及其系统软件由计算机、地理信息系统软件、空间数据库、分析应用软件和图形用户界面及系统人员组成。