地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)是以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)地提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，對各種地理空間信息進(jìn)行收集、存儲、分析和可視化表達(dá)，是一種為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。

GIS的基本功能是將表格型數(shù)據(jù)(無論它來自數(shù)據(jù)庫、電子表格文件或直接在程序中輸入)轉(zhuǎn)換為地理圖形顯示，然后對顯示結(jié)果瀏覽、操作和分析。其顯示范圍可以從洲際地圖到非常詳細(xì)的街區(qū)地圖。顯示對象包括人口、銷售情況、運(yùn)輸路線以及其他內(nèi)容。

GIS技術(shù)包括數(shù)據(jù)庫管理、圖形圖像處理、地理信息處理多方面的基礎(chǔ)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)軟件和硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，為各行業(yè)提供規(guī)劃、管理、研究、決策等方面的解決方案。GIS物流分析軟件集成了車輛路線模型、最短路徑模型、網(wǎng)絡(luò)物流模型、分配集合模型和設(shè)施定位模型等。

(1)車輛路線模型。用于解決一個(gè)起始點(diǎn)、多個(gè)終點(diǎn)的貨物運(yùn)輸中，如何降低物流作業(yè)費(fèi)用，并保證服務(wù)質(zhì)量的問題：包括決定使用多少輛車，每輛車的行駛路線等。

(2)網(wǎng)絡(luò)物流模型。用于解決尋求最有效的分配貨物路徑問題，也就是物流網(wǎng)點(diǎn)布局問題。

(3)分配集合模型?？梢愿鶕?jù)各個(gè)要素的相似點(diǎn)把同一層上的所有或部分要素分為幾個(gè)組，用以解決確定服務(wù)范圍和銷售市場范圍等問題。

(4)設(shè)施定位模型。用于確定一個(gè)或多個(gè)設(shè)施的位置。在物流系統(tǒng)中，倉庫和運(yùn)輸線共同組成了物流網(wǎng)絡(luò)，倉庫處于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)上，結(jié)點(diǎn)決定著線路如何根據(jù)供求的實(shí)際需要并結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益等原則，在既定區(qū)域內(nèi)設(shè)立多少個(gè)倉庫，每個(gè)倉庫的位置，每個(gè)倉庫的規(guī)模，以及倉庫之間的物流關(guān)系等，運(yùn)用此模型均能很容易地得到解決。

地理信息系統(tǒng)具有以下三個(gè)方面的特征：

（1）具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力，具有空間性和動態(tài)性；

（2）以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有區(qū)域空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預(yù)測能力，產(chǎn)生高層次的地理信息；

（3）由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計(jì)算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)。

1、城市導(dǎo)游系統(tǒng)

城市導(dǎo)游系統(tǒng)是LBS應(yīng)用的典型范例。通過該系統(tǒng)，游客可以查詢到最感興趣的景點(diǎn)，天氣情況等服務(wù)，并獲取與用戶所在環(huán)境相關(guān)的信息。舉例而言：用戶要獲取距離當(dāng)前位置lkm以內(nèi)所有飯店的信息，系統(tǒng)將執(zhí)行以下步驟：

1)移動客戶端通過內(nèi)嵌式GPS裝置獲取用戶當(dāng)前位置坐標(biāo)；

2)移動客戶端向城市導(dǎo)游系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)送請求，查詢距離該用戶lkm內(nèi)所有飯店的位置；

3)服務(wù)器同時(shí)搜索互聯(lián)網(wǎng)上上述飯店的網(wǎng)頁；

4)服務(wù)器將飯店位置信息以及網(wǎng)頁上的相關(guān)信息反饋給移動終端；

5)移動客戶端計(jì)算并在地圖上顯示飯店的信息；

6)移動終端還可通過瀏覽相關(guān)網(wǎng)頁獲取用戶所選飯店的其他信息。

該系統(tǒng)的主要構(gòu)成有：

1)定位組件

收發(fā)GPS信號，獲取通用時(shí)間坐標(biāo)和用戶當(dāng)前的位置信息。

2)數(shù)字地圖服務(wù)組件采用矢量格式創(chuàng)建數(shù)字地圖。為了減少數(shù)據(jù)冗余度。應(yīng)采取一系列的方法：如把較大的數(shù)字地圖切分成適合移動終端顯示的小塊；制圖綜合(選取，簡化，符號化)，進(jìn)行信息壓縮并建立抽象模型．

3)通訊組件

系統(tǒng)在用戶和服務(wù)器之間要建立需求／應(yīng)答機(jī)制的通訊組件。城市導(dǎo)游系統(tǒng)中客戶端要為地圖服務(wù)提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接El，因此系統(tǒng)在用戶和服務(wù)器之間要建立需求／應(yīng)答機(jī)制的通訊組件，并根據(jù)用戶的需求創(chuàng)建和解析消息函數(shù)。

在基于XML的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上傳輸請求和應(yīng)答服務(wù)，實(shí)現(xiàn)分布式環(huán)境中的信息交換。

4)信息組件

游客用來查詢位置以外的信息，如賓館級別，套房種類，服務(wù)費(fèi)用，房間預(yù)定服務(wù)等 。

2、森林火災(zāi)搶險(xiǎn)

2003年10月美國加利福尼亞州南部發(fā)生森林大火。Mobile—GIS技術(shù)在整個(gè)森林搶險(xiǎn)的過程中，為救災(zāi)人員提供技術(shù)支持，為指揮部門提供輔助決策，向主管部門和媒體及時(shí)報(bào)告災(zāi)情，將災(zāi)難損失降低到了最低限度。首先，搶險(xiǎn)人員乘坐攜帶Mobile—GIS裝置的直升飛機(jī)經(jīng)過特定火災(zāi)區(qū)域，通過GPS定位來記錄火災(zāi)區(qū)域范圍坐標(biāo)，并利用無線通訊傳輸技術(shù)，直接將資料傳輸?shù)街笓]中心。這些資料包括：

1)火災(zāi)發(fā)生位置及范圍。

2)樹木死亡率。

3)微小的特征點(diǎn)。比如：消防栓等防火就災(zāi)的設(shè)施；林中空地，學(xué)校操場等人員疏散的目的地。然后，指揮中心依據(jù)獲取的信息，使用GIS評估火災(zāi)擴(kuò)散情況，分析受威脅建筑物的影響范圍，制定救險(xiǎn)計(jì)劃，確認(rèn)救災(zāi)人員、救災(zāi)物資的目標(biāo)區(qū)域；并且每經(jīng)12 h便利用最新的信息重新制定救災(zāi)策略 。加州大火中移動GIS的應(yīng)用，表明了搶險(xiǎn)指揮人員快速獲取災(zāi)情信息，并迅速制定救災(zāi)計(jì)劃的技術(shù)水平已經(jīng)取得了很大提高。

3、城市救護(hù)車管理系統(tǒng)

移動GIS在城市交通中起到了非常重要的作用。以歐洲城市救護(hù)車管理系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)集成GIS，GPS，GMS技術(shù)，為救護(hù)車建立了一條從接收事故信息地點(diǎn)到趕往事故發(fā)生地再到最近醫(yī)院的最佳路徑。系統(tǒng)的構(gòu)架是建立在3G集成基礎(chǔ)上的，GPS和GSM用于定位，并將精確的位置信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的GIS服務(wù)器。每一臺救護(hù)車裝備一個(gè)GPS裝置和GSM調(diào)制解調(diào)器，負(fù)責(zé)為救護(hù)車定位，并將位置信息傳輸給緊急救助中心。車輛還可以配備計(jì)算能力較強(qiáng)的電腦或其他移動數(shù)據(jù)終端，計(jì)算并顯示救護(hù)車到指定地點(diǎn)的最佳路徑。GIS服務(wù)器架設(shè)在醫(yī)院終端，接受包括道路交通網(wǎng)，醫(yī)院或醫(yī)療中心的位置，救護(hù)車的位置信息等即時(shí)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)還應(yīng)利用以往的交通統(tǒng)計(jì)資料或交通網(wǎng)傳感器即時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行更新。

該系統(tǒng)主要完成以下功能：

1)繪制救護(hù)車位置和醫(yī)院分布的地圖。

2)救護(hù)分區(qū)。依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中事故的嚴(yán)重程度進(jìn)行區(qū)域劃分。事故高發(fā)地段應(yīng)當(dāng)分布更多的救護(hù)車。

3)查找事故發(fā)生點(diǎn)。該功能以救護(hù)中心的人工通話記錄為基礎(chǔ)，在移動GIS中使用地理坐標(biāo)編碼進(jìn)行匹配。系統(tǒng)可采用數(shù)據(jù)庫中存儲的固定電話號碼和相應(yīng)電話所在位置信息，方便地進(jìn)行地址匹配；或者要求移動服務(wù)運(yùn)營商提供特別服務(wù)，利用GPRS進(jìn)行定位。

4)選擇最合適的救護(hù)車處理緊急事故。依據(jù)救護(hù)車的即時(shí)位置，交通狀況以及事故類型，GIS服務(wù)中心選派能在最短時(shí)間到達(dá)事故發(fā)生地的車輛前往救護(hù)。

5)移動GIS設(shè)計(jì)救護(hù)車到事故地點(diǎn)以及再到合適醫(yī)院的最佳路線。設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮距離，事故類型等因素。路線信息會通過GSM網(wǎng)絡(luò)在救護(hù)人員和救護(hù)中心之間傳輸。

移動GIS在城市救護(hù)車管理系統(tǒng)的應(yīng)用，加強(qiáng)了城市緊急醫(yī)療救護(hù)的能力，起到了良好的作用 。

4、移動GIS在考古學(xué)中的新應(yīng)用

移動設(shè)備，尤其是移動GIS的融人，為區(qū)域研究提供了極大的便利。在考古研究中，科學(xué)家利用移動GIS方便地獲取、記錄數(shù)據(jù)，并進(jìn)行空間分析?？脊?a href="/wiki/%E4%BA%BA%E5%91%98%E9%85%8D%E5%A4%87" title="人員配備">人員配備了新型的移動GIS裝置后，在傳統(tǒng)的考古調(diào)查基礎(chǔ)上快速偵察，記錄遺跡的空間分布狀況；在遺跡所在地進(jìn)行取樣和測試性挖掘。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的文物時(shí)，考古專家利用移動GIS裝置記錄該文物的精確位置和屬性。主要過程是：

1)尋找遺址

檢測人員發(fā)現(xiàn)一個(gè)可疑的考古遺跡時(shí)，立即使用GPS進(jìn)行精確定位，記錄坐標(biāo)位置。

2)建立遺址的邊界

工作組集中到某一遺址處，按照考古文物的分布特性為遺址劃定邊界，在此過程中，將使用移動GIS將空間邊界記錄為多邊形，然后為該多邊形分配惟一的ID號。

3)評估考古價(jià)值

對該遺址的文物特性進(jìn)行評估，可參照先前工作組制定的標(biāo)準(zhǔn)，以確定該遺址是否有開發(fā)的價(jià)值。

4)記錄點(diǎn)的位置

將即時(shí)調(diào)查出的文物的幾何點(diǎn)坐標(biāo)存人帶有惟一標(biāo)志碼的集合

5)繪制詳細(xì)位置

移動GIS用戶在考古專家陪同下觀測每一件文物所處位置。這些文物的空間數(shù)據(jù)仍用多邊形表示，屬性數(shù)據(jù)依據(jù)考古專家的評估進(jìn)行賦值。照片等其他類型的數(shù)據(jù)通過惟一的ID標(biāo)識碼同GIS數(shù)據(jù)連接 。可見，在某些特殊領(lǐng)域中應(yīng)用移動GIS，可以起到良好的效果。