地理信息系統
定義
地理信息系統（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為“地學信息系
統”或“資源與環境信息系統”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關係，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等，用於分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程，解決複雜的規劃、決策和管理問題。
基本特點
通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念：
1、GIS的物理外殼是計算機化的技術系統，它又由若干個相互關聯的子系統構成，如數據採集子系統、數據管理子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統等，這些子系統的優劣、結構直接影響著GIS的硬體平台、功能、效率、數據處理的方式和產品輸出的類型。
地理信息技術2、GIS的操作對象是空間數據，即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數據的最根本特點是每一個數據都按統一的地理坐標進行編碼，實現對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區別於其它類型信息系統的根本標誌，也是其技術難點之所在。
3、GIS的技術優勢在於它的數據綜合、模擬與分析評價能力，可以得到常規方法或普通信息系統難以得到的重要信息，實現地理空間過程演化的模擬和預測。
4、GIS與測繪學和地理學有著密切的關係。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數；電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用，可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品，為GIS提供豐富和更為實時的信息源，並促使GIS向更高層次發展。地理學是GIS的理論依託。有的學者斷言，“地理信息系統和信息地理學是地理科學第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發展是地理科學信息革命的一把鑰匙，那么，信息地理學的興起和發展將是打開地理科學信息革命的一扇大門，必將為地理科學的發展和提高開闢一個嶄新的天地”。GIS被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。
遙感
定義
遙感是以航空攝影技術為基礎，在本世紀60年代初發展起來的一門新興技術。開始為航空遙感，自1972年美國發射了第一顆陸地衛星後，標誌著航天遙感時代的開始。經過幾十年的發展，目前遙感技術已廣泛套用於資源環境、水文、氣象，地質地理等領域，成為一門實用的，先進的空間探測技術。
遙感是利用遙感器從空中來探測地面物體性質的，它根據不同物體對波譜產生不同回響的原理，識別地面上各類地物，具有遙遠感知事物的意思。也就是利用地面上空的飛機、飛船、衛星等飛行物上的遙感器收集地面數據資料，並從中獲取信息，經記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。
遙感技術主要特點
地理信息技術1、可獲取大範圍數據資料。遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右，陸地衛星的衛星軌道高度達910km左右，從而，可及時獲取大範圍的信息。
2、獲取信息的速度快，周期短。由於衛星圍繞地球運轉，從而能及時獲取所經地區的各種自然現象的最新資料，以便更新原有資料，或根據新舊資料變化進行動態監測，這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。
3、獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方，自然條件極為惡劣，人類難以到達，如沙漠、沼澤、高山峻岭等。採用不受地麵條件限制的遙感技術，特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。
4、獲取信息的手段多，信息量大。根據不同的任務，遙感技術可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。例如可採用可見光探測物體，也可採用紫外線，紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性，還可獲取地物內部信息。例如，地面深層、水的下層，冰層下的水體，沙漠下面的地物特性等，微波波段還可以全天候的工作。
全球定位系統
定義
地理信息技術全球衛星定位系統(Globle Positioning System) 是一種結合衛星及通訊發展的技術，利用導航衛星進行測時和測距。全球衛星定位系統(簡稱GPS) 是美國從本世紀70 年代開始研製，歷時20 餘年，耗資200 億美元,於1994 年全面建成。具有海陸空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。經過近十年我國測繪等部門的使用表明，全球衛星定位系統以全天候、高精度、自動化、高效益等特點,成功地套用於大地測量、工程測量、航空攝影、運載工具導航和管制、地殼運動測量、工程變形測量、資源勘察、地球動力學等多種學科，取得了好的經濟效益和社會效益。
GPS衛星星座由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成。分布在六個軌道平面內。任何地點，任何時刻地平面上空都有四顆GPS衛星。
GPS全球衛星定位系統由三部分組成:空間部分—GPS星座(GPS星座是由24顆衛星組成的星座，其中21顆是工作衛星，3顆是備份衛星);地面控制部分—地面監控系統；用戶設備部分—GPS 信號接收機。
空間部分
GPS的空間部分是由24 顆工作衛星組成,它位於距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續的全球導航能力。GPS 衛星產生兩組電碼, 一組稱為C/ A 碼( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一組稱為P 碼(Procise Code 10123MHz) ,P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,並設有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務。C/ A 碼人為採取措施而刻意降低精度後,主要開放給民間使用。
地面控制部分
地面控制部分由一個主控站,5 個全球監測站和3 個地面控制站組成。監測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續測量到所有可見衛星的接受機。監測站將取得的衛星觀測數據,包括電離層和氣象數據,經過初步處理後,傳送到主控站。主控站從各監測站收集跟蹤數據,計算出衛星的軌道和時鐘參數,然後將結果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衛星運行至上空時,把這些導航數據及主控站指令注入到衛星。這種注入對每顆GPS 衛星每天一次,並在衛星離開注入站作用範圍之前進行最後的注入。如果某地面站發生故障,那么在衛星中預存的導航信息還可用一段時間,但導航精度會逐漸降低。對於導航定位來說，GPS衛星是一動態已知點。星的位置是依據衛星發射的星曆—描述衛星運動及其軌道的 的參數算得的。每顆GPS衛星所播發的星曆，是由地面監控系統提供的。衛星上的各種設備是否正常 工作，以及衛星是否一直沿著預定軌道運行，都要由地面設備進行監測和控制。地面監控系統 另一重要作用是保持各顆衛星處於同一時間標準—GPS時間系統。這就需要地面站監測各顆衛星的時間，求出鐘差。然後由地面注入站發給衛星，衛星再由導航電文發給用戶設備。 GPS工作衛星的地面監控系統包括一個主控站、三個注入站和五個監測站。
用戶設備部分
用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星,並跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後,即可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據,接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算,計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設定機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後,機內電池為RAM存儲器供電,以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小,重量越來越輕,便於野外觀測使用。
全球定位系統具有六大特點：第一，全天候，不受任何天氣的影響；第二，全球復蓋（高達98%）；第三，七維定點定速定時高精度；第四，快速、省時、高效率；第五，套用廣泛、多功能；第六，可移動定位。
我國的衛星導航系統——北斗一號研製成功。在漁業等方面起到重要作用。
數字地球
概念：數位化的地球，即把整個地球信息進行數位化後由計算機網路來管理的技術系統。
地理信息技術通俗地講，就是用數字的方法將地球、地球上的活動及整個地球環境的時空變化裝入電腦中，實現在網路上的流通，並使之最大限度地為人類的生存、可持續發展和日常的工作、學習、生活、娛樂服務。
嚴格地講，數字地球是以計算機技術、多媒體技術和大規模存儲技術為基礎，以寬頻網路為紐帶運用海量地球信息對地球進行多解析度、多尺度、多時空和多種類的三維描述，並利用它作為工具來支持和改善人類活動和生活質量。
數字地球是對真實地球及其相關現象統一的數位化重現和認識。其核心思想是用數位化的手段來處理整個地球的自然和社會活動諸方面的問題，最大限度地利用資源，並使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們所想了解的有關地球的信息，其特點是嵌入海量地理數據，實現多解析度、三維對地球的描述，即虛擬地球.
理解誤區
地理信息技術的核心是3S技術，但是並不局限於3S技術，還包括虛擬環境，網路GIS等其他技術。
現在是地理信息技術與IT其它技術集成的時代：
1、GIS RS GPS=3S
2、GIS 多媒體技術
3、GIS 資料庫技術
4、GIS 辦公自動化技術
5、GIS 移動通信技術
6、GIS Internet技術
可見，地理信息技術的核心是3S技術，但不限於三大技術。
充分利用
利用地理信息技術，製造業協同服務平台為製造企業提供特定類型或特定區域企業的查詢檢索及地圖示注服務。通過地理信息系統查詢感興趣企業的地理位置、周邊同類型企業的分布情況、供應鏈上下游企業的地理分布等。
地理信息技術有關報導
2015年美國地理信息行業十大預測
一、增加基礎設施投入
美國現在面臨著基礎設施老化的問題，大量的基礎設施需要維護，這是為數不多的獲得了美國兩黨共同支持的資金問題。與歐洲和亞洲的經濟狀況相比較，美國固然發展得不錯，但也到了要增加投資的階段，這將進一步刺激經濟的增長。地理空間技術非常適合幫助政府部門進行這些投資所需要的分析，尤其是針對公路這樣的大型線性資產。搭載了雷射移動測量裝置的無人機可以對橋樑和電力高壓走廊進行檢測，這將在規劃和維護階段扮演重要的角色。
二、可穿戴式設備陷入低潮
最近，走在科技前沿，售價達1500美元但又缺乏實用價值的谷歌眼鏡遭到了人們的詬病。雖然谷歌眼鏡已經開始投入生產，但開發者們卻已經考慮放棄這個平台。其他可穿戴式設備的狀況同樣不容樂觀，例如隨著智慧型手錶的興起，健康跟蹤設備的關注度已經在下降了。然而，智慧型手機卻仍然是移動設備領域的最大贏家，並且功能日益強大，成為獲取實時數據、彼此聯繫溝通的核心。但這並不意味著類似谷歌眼鏡這樣的頭戴式設備失去了發展的可能性，只不過相較而言步入了低潮期。可穿戴式設備需要創新才能幫助其進一步發展。這可能與微軟推廣平板電腦有些相似，正是得益於蘋果iPad的出現，平板電腦才得以再次流行，而在此之前，無論微軟如何努力，平板電腦都是尷尬的存在，不溫不火。也許，可以寄希望於蘋果、三星，今年它們已經研發了些新技術，以使可穿戴式設備的功能得到提升。
三、為自動化設備提供測繪服務
測繪在礦業和農業領域的市場不斷增長，這得感謝自動化設備對測繪服務的需求。這兩個領域的自動化設備得到了越來越多的使用，而在某種程度上，無人機和微型衛星的低成本數據採集方案也為此做出了貢獻。期待定製化的工作流程和數據採集平台能夠為這兩個領域帶來更多的變革。定期更新的礦物組成地圖與農作物健康地圖將指導生產決策的制定，並且執行這些決策將更多的依賴地圖，而不僅是機器。
四、提高全球尺度的發現能力
至今下落不明的馬航MH370讓我們清楚的認識到，雖然我們已經身處全球化的時代，自認為科技的進步已經讓地球變為了“村”，但實際上這仍然是一個巨大的星球，人類在它的面前依然渺小。這樣的地理認識伴隨著在馬航MH370失蹤海域進行的大規模海底測繪而愈發清晰。此外，要求建立跟蹤所有航班軌跡的全球衛星系統的呼聲也越來越強烈。對於這一點，日益完善的全球衛星導航系統將幫著縮小差距，並將在此基礎上開發新的工具用於密切監控航班和船舶的運行軌跡。
五、政府增加航天投資
明年，美國宇航局(NASA)將迎來對地觀測任務的爆發期，這將進一步推動包括監測氣候變化影響在內的眾多領域的科學研究。該機構的這些任務，相比印度、中國等新興國家在空間領域逐漸增加的投資來說，還是很有把握獲得通過的。美國宇航局的預算已經超出了總統要求的範圍，增加了5億4900萬美元。
六、IBM與蘋果聯盟促進企業級套用發展
今年下半年，IBM與蘋果公司化敵為友結成聯盟，希望在移動網際網路時代，雙方的合作能進一步鞏固與擴大企業市場。根據雙方的合作計畫，IBM將打造近百款涉及多個領域的專業iOS套用，幫助蘋果更快地在這些領域進行滲透。Esri與IBM之間的合作看起來正是其中的一環，提供位置服務和製圖領域的能力。IBM與蘋果建立聯盟的一個目標就是通過為企業客戶提供簡單、合理的解決方案，使企業工作效率得到提升，這將建立在大數據分析的基礎上。
七、安全問題日益凸顯
儘管阿富汗和伊拉克的戰爭已經結束，但是中東地區局勢依然持續動盪，對該地區進行監控的需求，為高解析度影像提供商帶來穩定收入來源。敘利亞和伊拉克的權利真空使ISIS恐怖勢力崛起，已經成為一大問題，衛星影像可以為該動亂地區提供必須的監控能力。隨著席捲中東地區的政權變更，以及恐怖勢力向亞洲地區的滲透，以軍事為目的的持續監控在短時間內將不會減少。
八、商業遙感進入新階段
隨著DigitalGlobe成功發射WorldView-3，以及美國商務部取消更高解析度影像的銷售限制，商業衛星影像的能力將獲得大的飛躍。雖然目前高解析度影像的商業模式看起來是足以應對客戶需求的，但有很多創新企業希望在滿足解析度的前提下提高重訪頻率，改變現有商業遙感市場格局。數據快速交付和探索服務模式，將為商業遙感市場的參與者們提供新的機遇。期望2015年能夠出現基於雲服務的數據交付套用和解決方案，促使更多創新的影像套用湧現出來。
九、GIS與建模工具將持續融合
對於基礎設施的建模和製圖，在項目開始階段，我們看到GIS與其他建模工具——例如AutoDesk
InfraWorks(用於項目的早期概念設計階段)——不斷融合。CAD、BIM和GIS之間的結合仍然繼續著，但哪種方式孰優孰劣目前並沒有明確的答案。不過確定的是，它們的結合要能夠滿足更好的互操作，更廣泛的訪問，以及工具與數據的集成。
十、訂閱模式將成為GIS軟體的主流
目前，處於行業前列的GIS廠商都逐漸採用訂閱模式，而非許可模式。這種模式最新的代表就是Hexagon
Geospatial推出的Power
Suite，針對不同層次的產品需求，提供定製化的軟體能力。對於軟體供應商和用戶來說，這是一種雙贏的模式，打破了過去以年度為周期的軟體發布規律，用戶在建立專門的賬號之後就可以在年度內持續更新軟體，而供應商則可以保證獲得收入。地理空間的未來將得益於桌面軟體與雲服務架構的融合發展，這種由專業人士精心設計的、基於網路套用的解決方案，能夠更便捷地實現交付。通過套用市場或者其他資料庫，用戶可以輕而易舉的訪問數據，這有助於他們將更多的精力放在考慮數據實用性和可用性上。
MapGIS國土雲引領大數據時代
12月17-18日，以“改革、共進、創新、發展”為主題的中國測繪地理信息學會2014年學術年會在武漢召開。國土資源部副部長、國家測繪地理信息局局長庫熱西•買合蘇提，湖北省副省長許克振出席會議。會議頒發了2014年測繪科技進步獎、全國優秀測繪工程獎、優秀地圖作品裴秀獎等。中國工程院院士李德毅、劉先林、王家耀，中國科學院院士周成虎、楊元喜等多位重要領導、專家出席大會，並分別在此次大會上做重要報告。中地數碼作為大會特別合作夥伴受邀參會，並在會上發布了最新“MapGIS國土雲”產品。
