مجموعه*ای سازمان یافته از سخت*افزار و نرم*افزار كامپیوتری،اطلاعات جغرافیایی و نیروهای متخصص كه به منظور كسب، ذخیره*سازی، بهنگام كردن، پردازش و ارائه كلیه اشكال اطلاعات جغرافیایی طراحی و ایجاد شده یا نسل جدیدی از سیستم*های كامپیوتری با امكان مرتبط كردن نمایشهای گرافیكی و برخوردار از قدرت تفكیك بالا برای استفاده از نقشه*های ذخیره شده در كامپیوتر، دارای پایگاه اطلاعاتی وسیع و انعطاف*پذیر از داده*های محلی مرجع.

بنابراین سیستم اطلاعات جغرافیایی چنان طرح*ریزی میشود كه قادر باشد میزان وسیعی از داده*های فضایی را در خود جای دهد، بطور موثر آنها را ذخیره نماید، مطابق با هدف خاص استفاده كننده، داده*های نامبرده را بازیابی و تجزیه و تحلیل و در آنها دخل و تصرف كند.

کاربرد های GIS ، استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی در بسیاری از قلمروهای كاربردی اهمیتی خاص دارد می باشد.

بعنوان مثال: جنگلداری، كاداستر، مدیریت خدمات رفاهی، طرح*ریزی و مدیریت حمل و نقل، مهندسی راه و ساختمان، كشاورزی، حفاظت محیط زیست، برنامه*ریزی شهری، مدیریت منابع، بهره*برداری معادن، كشتیرانی، برنامه*ریزی ملی و ناحیه*ای، زمین*آرایی، برنامه*ریزی نظامی، امینت و دفاع ملی، بازاریابی و . . . از آن جمله*اند. بعلاوه بسیاری از رشته*های آموزشی، ارتباط نزدیكی با سیستم اطلاعات جغرافیایی دارند. این رشته*ها عبارتند از : جغرافیا، كارتوگرافی، ژئودزی، فتوگرامتری، سنجش از دور، نقشه برداری، زمین شناسی, معدن, خاكشناسی، آبنگاری، آب*شناسی و بسیاری دیگر … در بخش كامپیوتری، سیستم اطلاعات جغرافیایی از تكنولوژی اطلاعات پایه، گرافهای محاوره*ای، پردازش تصویر، تكنولوژی ایستگاه كار، شبیه سازی، هوش مصنوعی، سیستمهای تخصصی، مهندسی نرم*افزار و غیره بهره می*گیرد.


قابلیتهاو توانایی*های اصلی یك سیستم اطلاعات جغرافیایی در آنست كه به نیاز استفاده كنندگان پاسخهای مناسب دهد. از جمله این پاسخها یكی هم ارائه مشخصات مكان جغرافیایی است كه میتواند شامل نام مكان، كد، مختصات جغرافیایی آن و. . . باشد.
دیگر آنكه سیستم اطلاعات جغرافیایی ، سوالهای مشروط و مقید را هم جواب میدهد. مثل یافتن مكانی جغرافیایی با شرایطی معین . فرض كنید كه بخواهیم مكانی با خصوصیت یا خصوصیتهای معینی بیابیم. یافتن چنین مكانی نیازمند تحلیل فضایی است. مثلاً پیدا كردن منطقه*ای غیرجنگلی، كه مساحت آن حداقل یك هكتار باشد، در فاصله 100 متری از جاده قرار گرفته باشد و خاك آن نیز برای ساختمان سازی مناسب باشد. سیستم اطلاعات جغرافیایی میتواند مكانی را با خصوصیتهای یاد شده بیابد .


ویژگیهای GIS
1- یك سیستم كامپیوتری و صرفاً برای تولید نقشه نیست گرچه میتوان با آن انواع نقشه*ها را در مقیاسهای مختلف، در سیستمهای تصویر متفاوت و با رنگهای متنوع تولید كرد این سیستم یك ابزار تحلیلی اطلاعات فضایی است و روابط جند وجهی موجود بین عوارض مختلف را روی نقشه ارائه می*كند.
2- صرفاً وسیله*ای برای ذخیره و نگهداری نقشه نیست بلكه ابزاری است كه اطلاعات را برای اهداف خاص ذخیره می*كند.
3- روی نقشه* اطلاعات جغرافیایی یك پدیده خاص را با اطلاعات فضایی مربوطه مرتبط می*سازد مثلاً شبكه راهها بر روی نقشه با رشته*ای از خطوط مشخص می*شود. در صورتیكه اطلاع بیشتر از مشخصات جاده مثلاً عرض، طول، نوع، سال احداث آن و . . . مورد نیاز باشد با مراجعه به پایگاه داده*ها بدست می*آید كه تلفیقی از این دو نوع اطلاعات بدست میدهد و نتیجه آن تولید نقشه جدید است.
4- میتواند پایگاه داده*ها با حفظ كلیه اصول و معیارهای فنی و علمی ایجاد كند.
5- برخورداری از امكانات فوق سبب بالا رفتن قدرت تولید، افزایش كارآیی*ها، كاربردهای ابداعی، سودهای نهفته و افزایش محصولات و خدمات می شود.


مروری بر نرم افزارهای GIS
وجود قابلیت های بالا و توابع توانمند درGIS باعث ورود وگسترش آن در شاخه های مختلف علوم وزمینه های کاربردی شده است.وجود این تنوع وگوناگونی کاربران ونیازهای خاص هردسته ازآنها باعث بوجود آمدن وتوسعه نرم افزارهای GIS متنوعی شده است به طوری که بیش از دهها نرم افزارGIS را می توان از شرکتهای معتبری که دراین زمینه فعالیت دارند و مؤسسات علمی-تحقیقاتی و دانشگاهی فهرست کرد.

GIS یک سیستم کامپیوتری است که چهار قابلیت اساسی را در رابطه با داده های مکانی فراهم می آورد :

ورودی داده ها (Input)
مدیریت داده ها که عبارت است از ذخیره و بازیابی داده ها (Data Storage And Retrieval)
پردازش و تجزیه و تحلیل داده ها (Manipulation And Analysis)


خروجی داده ها (Output)
یک GIS نباید با یک سیستم کارتوگرافی که نقشه ها را به طور اتوماتیک ذخیره می کند، اشتباه گرفته شود و چیزی که GIS را از سیستم های تهیه نقشه مجزا می سازد، همان توانایی ترکیب کردن داده هاست. قابلیت اصلی سیستم های کارتوگرافی ایجاد نقشه هایی است که به صورت رقومی در کامپیوتر ذخیره می شوند امـا اطلاعـاتـی که از ترکیـب لایه های مختلفـی از داده ها به روشهای مختلف و با دیدگاههای مختلف بدست می آیند عملکرد اساسی یک GIS می باشد.

مؤلفه های سیستم GIS:
در اینجا توضیح مختصری راجع به مولفه های اساسی سیستم GIS ارائه می گردد و هر یک از این مولفه ها در زیر شرح داده می شود:

ورودی داده ها (Data Input):
مولفه ورودی داده ها آنها را از شکل موجودشان به شکل قابل استفاده در GIS تبدیـل می کنـد. داده های مکانی معمولا به شکل نقشه های کاغذی و جداولی از اطلاعات توصیفی، فایلهای الکترونیک از نقشه ها و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها، عکس های هوایی و یا تصاویر ماهواره ای می باشند. به طور کلی مرحله وارد نمودن داده ها بسیار وقت گیر و پرهزینه بوده و ممکن است ماهها و یا حتی سالها به طول انجامد.

مدیریت داده ها (Data Management):
مدیریت داده ها یکی از مولفه های GIS بوده و شامل توابعی برای ذخیره، نگهداری و بازیابی اطلاعات موجود در پایگاه داده ها می باشند. روشهای گوناگونی برای سازماندهی داده ها به صورت فایلهایی که کامپیوتر بتواند آنها را بخواند وجود دارد.

تجزیه و تحلیل و کار با داده ها (Data Manipulation And Analysis):
توابع مربوط به تجزیه و تحلیل و کار با داده ها در سیستم GIS ، تعییین کننده اطلاعاتی هستند که می تواند توسط این سیستم ایجاد شود. لیستی از قابلیتهای مورد نیاز به عنوان جزئی از نیازمندیهای سیستم باید تعریف شوند. برای پیش بینی روش تجزیه و تحلیل در سیستم GIS نیاز به دخالت کاربران در مشخص نمودن توابع و عملکردهای لازم برای سیستم می باشد.

خروجی داده ها (Data Output):
داده های خروجی ممکن است به اشکالی از قبیل نقشه، جداولی از مقادیر یا نوشتار بوده و به صورت کاغذی (Hard-Copy) و یا به صورت رقومی (Soft-Copy) ارائه گردند. توابع خروجی مورد نیاز بر اساس نیازهای کاربران تعیین می شوند، لذا دخالت کاربران در مشخص نمودن خروجی های مورد نیاز بسیار مهم می باشد.

چرا از GIS استفاده می کنیم؟
سیستم اطلاعات جغرافیایی ابزاری قدرتمند برای کار با داده های مکانی می باشند در GIS داده ها به صورت رقومی نگهداری می شوند لذا از نظر فیزیکی حجم کمتری را نسبت به روشهای سنتی (مانند نقشه های کاغذی) اشغال می کنند. در یک سیستم GIS با استفاده از تواناییهای کامپیوتر مقادیر بسیار عظیمی از داده ها را می توان با سرعت زیاد و هزینه نسبتا کم نگهداری و یا بازیابی نمود. قابلیت کارکردن با داده های مکانی و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها و ترکیب انواع مختلف داده ها در یک آنالیز با سرعت زیاد با روشهای دستی سازگار نمی باشد. توانایی اجرای آنالیزهای مکانی پیچیده، مزیت کمی و کیفی را برای GIS فراهم می کند.

انجام پردازش های تکراری با در نظر گرفتن شرایط مختلف برای دستیابی به نتیجه بهینه تنها توسط کامپیوتر امکان پذیر می باشد که می تواند اینگونه عملیات را با سرعت زیاد و هزینه نسبتا کم انجام دهد. این توانایی تجزیه و تحلیل داده های مکانـی است که GIS را از دیگر سیستمهـای گرافیکـی کامپیوتـری مجزا می سازد.

امکان انجام آنالیزهای پیچیده با مجموعه داده های مختلف مکانی و غیر مکانی به صورت توام، مهمترین قابلیت GIS می باشد که نمی توان آن را با روشهای دیگر مثل روشهای آنالوگ انجام داد. توانایی تجزیه و تحلیل توام داده های مختلف، امکان ایجاد و استفاده از اطلاعات مکانی را به شکلی کاملا متفاوت با گذشته فراهم می سازد .