首先，為了更好地了解什麽是地理信息系統，它是什麽，能做什麽，我們首先要了解地理信息系統的壹些基本的概念。
先給大家介紹與它相關的七個方面的只是，分別是信息和數據、地理信息、地理信息系統、以及它的構成、它的特點，接著還有它的功能簡介，以及地理信息系統的相關學科。
1.1信息和數據
信息：信息是用數字、文字、符號、語言、圖形、圖像、聲音等介質來 向人們或機器提供關於現實世界各種知識 。 信息具有客觀性、適用性、可傳輸性和***享性等特征。信息來源於數據。
數據是指能被計算機進行處理的壹切對象，包括數字、文字、符號、圖形、圖像等。它是壹種未經加工的原始資料，格式依賴計算機系統。
數據是客觀對象的表示，而信息則是數據內涵的意義，是數據的內容和解釋。信息與數據是不可分離的。也就是說數據是信息的載體，只有理解了數據的含義，才能得到數據中所包含的信息。
信息可以離開信息系統而獨立存在，也可以離開信息系統的各個組成和階段而獨立存在；而數據的格式往往與計算機系統有關，並隨載荷它的物理設備的形式而改變。數據是原始事實，而信息是數據處理的結果。不同知識、經驗的人，對於同壹數據的理解，可得到不同信息。
信息和數據是指壹般而言，地理信息系統中我們主要指的是地理信息和地理數據，所謂的 地理信息是指表征地理系統諸要素的數量、質量、分布特征、相互聯系和變化規律的數字、文字、圖像和圖形的總稱。是指直接或間接與地理空間位置分布、時間發展相關的信息總和。地理信息屬於空間信息，它是對表達地理特征與地理現象之間關系的地理數據的解釋。其位置的識別是與數據聯系在壹起的，這是地理信息區別於其他類型信息的壹個最顯著的標誌。 而地理數據則是各種地理特征和現象間關系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征及時域特征三部分。
空間位置是通過經緯網或公裏網我們能看到的地物的位置
屬性數據是描述地物特征的定性或定量指標；
時域特征是指地理數據采集或地理現象發生的時刻或時段。空間位置、屬性及時間是地理空間分析的三大基本要素。
地理信息系統簡稱GIS 。GIS在不同的應用領域、不同的專業，對它的理解和解釋是不壹樣的，想用簡單的幾句話是不能解釋地理信息系統概念的，目前國內外對 GIS 有許多定義。 通常對 GIS 定義有：
a. 地理信息系統是用於采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計 算機系統。
b. 地理信息系統是由計算機系統、地理數據和用戶組成，通過對地理數據的集成、存儲 、 檢索、操作和分析，生成並輸出各種地理信息 。
等等等等
這些定義，有的側重於GIS的技術內涵，有的則是強調GIS的應用功能。更被大家熟知的關於GIS的定義是美國聯邦數字地圖協調委員會關於GIS的定義。該定義認為“GIS是有計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統，該系統設計支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規劃和管理問題”。
所以我們可以看到GIS的概念框架和構成，最上面壹層是用戶界面，中間是系統和數據庫管理，最下面壹層是數據庫建立、空間數據的處理以及產品的生成和輸出。
壹個實用的GIS，要支持對空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示等功能，其基本構成壹般包括以下5個主要部分：系統硬件、系統軟件、空間數據、應用人員和應用模型。
系統硬件主要是指GIS主機、GIS外部設備，和GIS網絡設備
系統軟件主要指GIS專業軟件和數據庫軟件以及系統管理軟件
GIS專業軟件壹般指具有豐富功能的通用GIS軟件，它包括了處理地理信息的各種高級功能，可作為其他應用系統建設的平臺。其代表產品有ARC/INFO、吉奧之星、MapInfo、MapGIS、GeoStar等，具體的後面有介紹。
1. 空間數據
地理信息系統的操作對象是空間數據，它具體的描述地理實體的空間特征、屬性特征和時間特征。
GIS中的數據來源和數據類型繁多，概括起來主要有壹下幾種類型：地圖數據，來源於各種類型的普通地圖和專題地圖；影像數據，主要來源於衛星遙感和航空遙感，包括多平臺，多層面，多種傳感器，多時相，多光譜，多分辨率的遙感影像數據；地形數據，來源於地形等高線圖的數字化。等等其他類型的數據。
2. 應用人員
GIS應用人員包括系統開發人員和GIS技術的最終用戶。
3. 應用模型
例如土地適宜性模型、公園選址模型、洪水預測模型、水土流失模型、森林增長模型等。 地理信息系統的特點包括三個方面，壹是空間可視化，壹是空間導向，壹是空間思維
例如，利用壹張中國的行政區劃圖，我們可以從地理信息系統數據庫中提取各省、直轄市、自治區 1994 年的人口統計數據，計算人口密度，並按人口密度的分級指標指定不同的色彩和填充方式顯示行政區所對應的圖斑，這樣空間地物的專題屬性特征就可以通過地理信息系統工具實現具有空間參照信息的可視化 。
空間導向利用地理信息系統，我們不僅可以縱覽研究區域的全域，還可以利用縮放和漫遊等GIS 所提供的基本功能深入到我們更感興趣的區域去研究。
空間思維例如緩沖區分析、疊置分析等，生成 GIS 空間數據庫中沒有存儲的信息。
地理信息系統的空間思維功能使我們能夠揭示空間關系、空間分布模式和空間發展趨勢等其它類型信息系統所無法完成的任務。
1.6 GIS的功能簡介
GIS的功能主要包括兩個方面
1.是基本功能，主要包括1.數據的采集於編輯 2數據的存儲於管理 3數據的處理與變換,包括數據變換、數據重構、數據抽取1.4空間分析和統計例如拓撲疊加、緩沖區建立、數字地形分析、空間集合分析1.5產品制作與顯示1.6二次開發和編程
2 應用功能
2.1資源管理
資源的清查、管理和分析是GIS應用最廣泛的領域，也是目前區域成熟的主要應用領域，包括森林和礦產資源的管理、野生動植物的保護、土地利用規劃等
2.2區域規劃
例如規劃人員利用GIS對交通流量、土地利用和人口數據進行分析、預測將來的道路等級；工程人員利用GIS將地址、水文和人文數據結合起來，進行路線和構造設計。
2.3國土監測
GIS方法和多時相的遙感數據，可以有效地用於森林火災的預測預報、洪水災情監測和淹沒損失估算、土地利用動態變化分析和環境質量的評估研究等。例如黃河三角洲地區的防洪減災研究表明，在ARC/INFO地理信息系統支持下，通過建立大比例尺數字地形模型和獲取有關的空間和屬性數據，利用GIS的疊和操作和空間分析等功能，可以計算出若幹個泄洪區域內的土地利用及其面積，比較不同泄洪區域內房屋和財產損失等，可以確定泄洪區內人員撤退、財產轉移和救災物資供應的最佳路線，保證以最快的速度有效應付突發事件的發生。
2.4輔助決策
例如GIS利用擁有的數據和互聯網傳輸技術，可以有效的管理空間數據，進行空間可視化分析，確定商業中心位置和潛在市場的分析，尋找商業地域規律，研究商機時空變化的趨勢，不斷為企業創造新的商機。
1.7 地理信息系統相關學科
地理信息系統，是六十年代開始迅速發展起來的地理學研究的新技術，是多種學科交叉 的產物。作為傳統科學與現代技術相結合的產物，地理信息系統為各種涉及空間數據分析的 學科提供了新的方法， 而這些學科的發展都不同程度地提供了壹些構成地理信息系統的技術與方法。為了更好地掌握並深刻地理解地理信息系統，有必要認識和理解與地理信息系統相關的學科。
2. GIS的地圖學基礎
這部分內容，我們主要介紹地球的空間參考，地圖比例尺，以及地圖投影方面的知識。 這是我們的地球，但是事實上
地球自然表面是壹個起伏不平、十分不規則的表面，有高山、丘陵和平原，又有江河湖海。
地球不是壹個正球體，而是壹個極半徑略短、赤道半徑略長，北極略突出、南極略扁平，近於梨形的橢球體。這個高低不平的表面無法用數學公式表達，也無法進行運算。
所以在量測與制圖時，必須找壹個規則的曲面來代替地球的自然表面。這就是大地水準面。
它是我們假想當海洋靜止時，它的自由水面必定與該面上各點的重力方向（鉛垂線方向）成正交，我們把這個面叫做水準面。但水準面有無數多個，其中有壹個與靜止的平均海水面相重合。可以設想這個靜止的平均海水面穿過大陸和島嶼形成壹個閉合的曲面，這就是大地水準面。
大地水準面形狀雖然十分復雜，但從整體來看，起伏是微小的，它是壹個很接近於繞自轉軸（短軸）旋轉的橢球體。所以在測量和制圖中就用旋轉橢球來代替大地球體，這個旋轉橢球體通常稱地球橢球體，簡稱橢球體。
所以地球模型是壹個三級近似模型。地球自然表面，它是極不規則的，無法用數學表面進行描述，水準面所包圍的球體，它是不規則的，動態的，不唯壹的。接著是大地水準面所包圍的球體，它是不規則的，但是相對是惟壹的。最後地球用旋轉橢球體代替。
坐標系統分類，可以分為球面坐標系統和平面坐標系統。球面坐標系統是直接建立在球體上，用經度和緯度表達地理對象位置 。平面坐標系統是建立在平面上的坐標系統，又稱投影坐標系統 。
大地經緯度：表示地面點在參考橢球面上的位置，用大地經度l 、大地緯度 ? 和大地高 h 表示。
大地經度：指參考橢球面上某點的大地子午面與本初子午面間的兩面角。本初子午線（或叫首子午線），作為計算經度的起點，該線的經度為0度，向東0-180度叫東經，向西0-180度叫西經。東經為正，西經為負。
大地緯度：指參考橢球面上某點的垂直線（法線）與赤道平面的夾角。緯度從赤道起算，在赤道上緯度為0度，緯線離赤道愈遠，緯度愈大，至極點緯度為90度。赤道以北叫北緯、以南叫南緯。北緯為正，南緯為負。
高程坐標系
地面點到大地水準面的高程，稱為絕對高程。如圖所示，HAHB為大地水準面，地面點A和B到HAHB的垂直距離HA和HB為A、B兩點的絕對高程。地面點到任壹水準面的高程，稱為相對高程。如圖2中，A、B兩點至任壹水準面HAHB、的垂直距離HA'和HB'為A、B兩點的相對高程。
地圖的類型
1. 按地圖圖型分類
普通地圖是表示自然地理和社會經濟壹般特征的地圖，它並不偏重說明某個要素。 專題地圖 著重表示壹種或幾種主題要素及它們之間相互關系的地圖。專題地圖是
2. 按比例尺分類
大 （≥ 1：10萬） 中 （1：10萬 ～ 1：100萬）小 （≤ 1：100萬）
1:5千、1:1萬、1:2.5萬、1:5萬、1:10萬、1:25萬、 1:50萬、1:100萬
3. 按區域分類
⑴ 星球圖，地球圖
⑵ 世界圖，大洲圖等
⑶ 國家圖，次級行政區圖等
⑷ 局部區域圖: 海域圖，區域圖等
地圖投影首先介紹為什麽要進行投影、地圖投影實質、地圖投影變形及地圖投影方法
將地球橢球面上的點映射到平面上的 方法，稱為地圖投影 地理坐標為球面坐標，不方便進行距離/sitemap.txt方位、面積等參數的量算 地球橢球體為不可展曲面 地圖為平面，符合視覺心理，並易於進行距離、方位、面積等量算和各種空間分析 地圖投影實質地圖投影就是指建立地球表面上的點與投影平面上點之間的壹壹對應關系。
地圖投影:投影變形
將不可展的地球橢球面展開成平面，並且不能有斷裂，則圖形必將在某些地方被拉伸，某些地方被壓縮，故投影變形是不可避免的。
長度變形 、面積變形 、角度變形投影方式，按構成方式分為幾何和非幾何投影，按照變形規律分為等積投影，等角投影和任意投影。
幾何投影是將橢球面上的經緯網投影到幾何面上，將幾何面展為平面。分為方位投影、圓錐投影、圓柱投影。
投影分類分類
變形分類：等角投影：投影前後角度不變
等面積投影：投影前後面積不變；
任意投影：角度、面積、長度均變形
投影面：橫圓柱投影：投影面為橫圓柱
圓錐投影：投影面為圓錐
方位投影：投影面為平面
投影面位置：正軸投影：投影面中心軸與地軸相互重合
斜軸投影：投影面中心軸與地軸斜向相交
橫軸投影：投影面中心軸與地軸相互垂直
相切投影：投影面與橢球體相切
相割投影：投影面與橢球體相割
地圖投影:GIS中的地圖投影
GIS以地圖方式顯示地理信息。地圖是平面，而地理信息則是在地球橢球上，因此地圖投影在GIS中不可缺少。
GIS數據庫中地理數據以地理坐標存儲時，則以地圖為數據源的空間數據必須通過投影變換轉換成地理坐標；而輸出或顯示時，則要將地理坐標表示的空間數據通過投影變換變換成指定投影的平面坐標。
GIS中，地理數據的顯示可根據用戶的需要而指定投影方式，但當所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺壹致時，壹般采用國家基本系列地圖所用的投影