地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是一門綜合性學科，結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經(jīng)廣泛的應用在不同的領域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。GIS與一般信息系統(tǒng)的區(qū)別在于GIS管理的是與空間位置相關的信息；GIS與制圖系統(tǒng)的區(qū)別在于GIS提供了空間分析功能。隨著GIS的發(fā)展，也有稱GIS為“地理信息科學”（Geographic Information Science），近年來，也有稱GIS為'地理信息服務'（Geographic Information service）。GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理（簡而言之，是對地球上存在的現(xiàn)象和發(fā)生的事件進行成圖和分析）。從功能上劃分，GIS提供了空間和地理分布有關數(shù)據(jù)的采集、表達、管理、分析、顯示和應用等功能。
GIS之父：羅杰·湯姆林森
地理信息系統(tǒng)起源于20世紀60年代,發(fā)展迅速,大致可以分為以下四個發(fā)展階段。
第一階段是起步階段。20世紀50年代末60年代初,計算機獲得了較為廣泛的應用。在地理資源管理、土地利用等行業(yè),開始利用計算機對空間數(shù)據(jù)進行存儲和管理。在這個背景下,60年代末,加拿大建立了世界上第一個地理信息系統(tǒng)。進入70年代以后,計算機軟硬件技術的飛速發(fā)展,特別是大容量的存取設備——磁盤的出現(xiàn),為空間數(shù)據(jù)的錄入、存儲、檢索和輸出提供了強有力的手段。用戶屏幕和圖形、圖像卡的發(fā)展增強了人機對話和圖形顯示功能,促使GIS迅速發(fā)展。如美國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展了多個地理信息系統(tǒng),用于處理地理、地質(zhì)、水資源等領域的空間信息。瑞典、法國、日本等發(fā)達國家也建立了自己的地理信息系統(tǒng)。
第二階段為發(fā)展階段。進入20世紀80年代后,地理信息系統(tǒng)在理論、方法和技術上取得突破和趨于成熟。隨著計算機的發(fā)展,圖形工作站和個人計算機等性能價格比大為提高的新一代計算機逐漸推出。軟件開發(fā)工具的廣泛應用和數(shù)據(jù)庫技術的推廣,提高了GIS的數(shù)據(jù)處理和空間分析能力,使得GIS的應用更加深人。許多機構或組織開始投入GIS軟件的研制和開發(fā),一些代表性的GIS基礎平臺軟件和應用軟件開始涌現(xiàn),并可以在工作站或微機上運行。
第三階段為行業(yè)普及階段。20世紀90年代是地理信息系統(tǒng)在行業(yè)普及應用的階段。微機和Windows操作系統(tǒng)的迅速發(fā)展，推動了計算機在全世界的普及,在此基礎上開發(fā)的桌面地理信息系統(tǒng)開始為行業(yè)用戶廣為接受,GIS成為許多機構,特別是政府決策部門必備的工作系統(tǒng)。隨著因特網(wǎng),特別是萬維網(wǎng)(Web)的發(fā)展,各軟件廠商開始研究基于Web的地理信息系統(tǒng)，網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)的雛形開始出現(xiàn)。中國的GIS軟件產(chǎn)業(yè)也在這個時期成長起來,在GIS平臺軟件市場上,涌現(xiàn)了一批國產(chǎn)GlS基礎軟件品牌,市場份額不斷擴大,成為國內(nèi)市場的一支主要力量。
第四階段為大眾化服務階段。進入21世紀初期后,隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的進一步發(fā)展,以虛擬地球為平臺,進行全球范圍地理空間數(shù)據(jù)共享的技術走向成熟。地理信息產(chǎn)品廣泛地被社會大眾所使用,空間信息從行業(yè)應用領域進入公眾應用領域。國際開放地理信息聯(lián)盟(OGC)制定了一系列標準規(guī)范來實現(xiàn)網(wǎng)絡環(huán)境下空間信息和處理功能的共享和互操作。層出不窮的信息技術,包括網(wǎng)格計算、云計算、Web2.0、語義網(wǎng)、網(wǎng)絡服務、物聯(lián)網(wǎng)等,不斷更新人們獲取和應用空間信息的模式,推動著地理息系統(tǒng)朝著空間信息服務的方向發(fā)展。
