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地理信息系统

地理信息系统(GIS,GeographicInformationSystem)是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西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。这种能力使GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。

地理信息系统的科学基础

地球系统科学、地球信息科学、地理信息科学、地球空间信息科学是地球科学体系中的重要组成部分，它们是地理信息系统发展的科学基础、根源。地理信息系统是这些大学科得交叉学科、边缘学科，反过来，有促进和影响了这些学科的发展。

地球系统科学

地球系统科学是研究地球系统的科学。地球系统是指由大气圈、水圈、土壤岩石圈和生物圈（包括人类自身）等四大圈层组成的作为整体的地球。地球系统包括了自地心到地球的外层空间十分广阔的范围，是一个复杂的非线性系统。在它们之间存在着地球系统各组成部分之间的相互作用，物理、化学和生物三大基本过程之间的相互作用，以及人与地球系统之间的相互作用。

地球系统科学作为一门新的综合性学科，将构成地球整体的四大圈层作为一个相互作用的系统，研究其构成、运动、变化、过程、规律等，并与人类生活和活动结合起来，借以了解现在和过去，预测未来。地球科学作为一个完整的、综合性的观点，它的产生和发展是人类为解决所面临的全球性变化和可持续发展问题的需要，也是科学技术向深度和广度发展的必然结果。就解决人类当前面临的人与自然问题而言，如气候变暖、臭氧层空洞的形成和扩大、沙漠化、关于地球系统科学的研究内容，目前得到国际公认的主要包括气象和水系、生物化学过程、生态系统、地球系统的历史、人类活动、国体地球和太阳影响等。

因此，可以认为，地球系统科学是研究组成地球系统的各个圈层之间的相互关系、相互作用机制、地球系统变化规律和控制变化的机理，从而为全球变化预测，解决人类面临的问题建立科学基础，并为地球系统科学管理提供依据。

1.2地球信息科学

地球信息科学（Geo-Informatics,或GeoInformationScience,简称GISci）是地球系统科学的组成部分，是研究地球表层信息流的科学，或研究地球表层资源与环境、经济与社会的综合信息流的科学。就地球信息科学的技术特征而言，它是记录、测量、处理、分析和表达地球参考数据或地球空间数据学科领域的科学。

1、信息流

“信息流”这一概念是由是陈述彭院士在1992年针对地图学在信息时代面临的挑战而提出的。他认为，地图学的第一难关是解决地球信息源的问题。人类在的地图信息源经历了从最初的探险，到后来的大地测量，以及20世纪以来的航空摄影及现在的自由卫星群、高空航空遥感、地面遥感平台以及定位定向系统（POS）等。但明显的事实是，无论信息源是什么，其信息流程都明显的表示为：信息获取→存储检索→分析加工→最终视觉产品。在信息化、网络化时代，信息更不是静止的，而是动态的，还应表现为信息获取→存储检索→分析加工→最终视觉产品→信息服务的完整过程。

地球信息学科属于边缘学科、交叉学科或综合学科。它的理论基础是地球科学理论、信息科学理论、系统理论和非线性科学理论的综合，是以信息流作为研究的主题，即研究地球表层的资源、环境和社会经济等一切现象的信息流过程，或以信息作为纽带的物质流、能量流，包括人流、物流、资金流等的过程。这些都被认为是有信息流所引起的。

2、技术手段

国内外许多著名的专家都认为，地球信息科学的主要技术手段包括遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球信息定位系统（GPS）等高新技术，即所谓的“3S”技术。或者说地球信息科学的研究手段，就是有RS、GIS和GPS构成的立体对地观测系统。其运作特点是，在空间上是整体的，而不是局部的；在时间上是长期的，而不是短暂的；在时序上是连续的，而不是间断的；在时相上市同步的、协调的，而不是异相、分属于不同历元的；在技术上不是孤立的，而是由RS、GIS和GPS三种技术集成的。它们共同组成对地观测系统的核心技术。

在对地观测系统中，遥感技术为地球空间信息的快速获取、更新提供了先进的手段，并通过遥感图集处理软件、数字摄影测量软件等提供影像的解译信息和地学编码信息。地理信息系统则对这些信息加以存储、处理、分析和应用，而全球定位系统则在瞬间提供对应的三维定位信息，作为遥感数据处理和形成具有定位定向功能的数据采集系统、具有导航功能的地理信息系统的依据。

1.3地理信息科学

地理信息科学（GeographicInformationScience）是信息时代的地理学，是地理学信息革命的范式演变结果。它是关于地理信息