地理信息系统(GIS，Geographic Information System)萌芽予20世纪60年代，它的基本理念来源于北美加拿大60年代末的土地和森林管理数据库，它在80年代末90年代之初形成独立的学科得以发展，于90年代中期成熟并在发达国家流行起来，到了90年代末期因溶入IT行业而迅速热门起来。这个系统通过遥感与计算机技术的结合，实现地理空间数据的获取、存储、分析和显示，从而建立起覆盖特定区域乃至全球的所有地理空间物体和信息(属性)的数据库。它是指在计算机软硬件支持下，以采集、存储、管理、检索、分析、和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题等为主要任务的计算机系统。它是空间数据与属性数据的综合体，如图1所示。
信息系统的概念是能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。它包括空间信息系统以及非空间信息系统。其中非空间信息系统指的是各种MIS系统，而空间信息系统又分为地理信息系统与非地理信息系统。具体内容如图2所示。
GIS与MIS的区别在于GIS是对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一般MIS（数据库系统）侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的形式存储，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有拓扑关系，其图形显示功能也很有限。
GIS与计算机辅助设计（CAD）系统也存在差别。主要表现如表1所示。
GIS的基本功能主要包括数据采集与输入、数据编辑与更新、数据存储与管理、空间查询与分析、数据显示与输出。
1）数据采集与输入，即在数据处理系统中将系统外部的原始数据传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为系统便于处理的内部格式的过程。
2）数据编辑与更新，主要包括图形编辑和属性编辑。属性编辑主要与数据库管理结合在一起完成，图形编辑主要包括拓扑关系建立、图形编辑、图形整饰、图幅拼接、图形变换、投影变换、误差校正等功能。数据更新即以新的数据项或记录来替换数据文件或数据库中相对应的数据项或记录，它是通过删除、修改、插入等一系列操作来实现的。数据更新可以满足动态分析的需要，对自然现象的发生和发展做出合乎规律的预测预报。
3）数据存储与管理，即将数据以某种格式记录在计算机内部或外部存储介质上。属性数据管理一般直接利用商用关系数据库软件，如ORACLE，SQL Server，FoxBase，FoxPro等进行管理。空间数据管理是GIS数据管理的核心，各种图形或图像信息都以严密的逻辑结构存放在空间数据库中。
以上三种功能的具体内容和关系可以用图3来表示。
4）空间查询与分析是GIS的核心，是GIS最重要的和最具有魅力的功能，也是GIS有别于其他信息系统的本质特征。它主要包括数据操作运算、数据查询检索与数据综合分析。其中综合分析包括叠置处理、区域分析、邻域分析、网络分析、缓冲分析等。
5）数据显示与输出是中间处理过程和最终结果的屏幕显示，通常以人机交互方式来选择显示对象与形式，对于图形数据根据要素的信息量和密集程度，可选择放大或缩小显示。GIS不仅可以输出全要素地图，还可以根据用户需要，分层输出各种专题图、各类统计图、图表及数据等。
GIS系统是实现“数字城市”的重要基础，是城市通用的可视化基础地理信息平台，是“数字城市”中其他专题信息空间定位及分析的基础。该系统可通过网络为相关部门提供多方位、多层次、多专业的最新城市基础地理信息，并充分发挥系统的空间分析功能，为政府作出城市发展规划等重大决策提供科学依据，从更高的角度全面、直观的审视城市发展态势，提高统揽全局的决策能力和对城市的控制力，为政府提供现代化的管理手段。
计算机硬、软件技术的发展，促使GIS朝着实用化方向迅速发展。据不完全统计，目前商品化的GIS已达上百种，其中有代表性的国外GIS软件如ARC/INFO、MapInfo、GRASS、GENAMAP等，国内GIS软件如武汉测绘科技大学开发的“吉奥之星（GeoStar）”、中国地质大学开发的MAPGIS等。
