GIS（地理信息系统）指地理信息系统
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地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”。它是一个特殊的、非常重要的空间信息系统。它是在计算机硬件和软件系统的支持下，收集、存储、管理、计算、分析、显示和描述整个或部分地球表面（包括大气）的地理分布数据的技术系统。
扩展资料：
地理信息作为一种特殊的信息，它同样来源于地理数据。地理数据是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，是指表征地理环境中要素的数量、质量、分布特征及其规律的数字、文字、图像等的总和。地理数据主要包括空间位置数据、属性特征数据及时域特征数据三个部分。空间位置数据描述地理对象所在的位置，这种位置既包括地理要素的绝对位置（如大地经纬度坐标），也包括地理要素间的相对位置关系（如空间上的相邻、包含等）。
参考资料来源：百度百科-GIS
参考资料来源：百度百科-地理位置
1 空间数据库的准确性研究
地理信息数据中误差处理和不确定性错误处理的方法和技术 ,包括 :
不确定性误差模型 ;
误差跟踪并对误差进行编码的方法 ;
计算和表达在 GIS应用中的误差 ;
数据精度的评估 ;
数据质量、元数据、数据标准等问题研究。
2 空间关系语言研究
以地理空间概念的规范化形式为基础 ,利用自然语言和数学方法 , 形成空间关系表达的理论 ;
关于定位表达的计算模型 ;
空间概念的获取和表达 ;
拓扑关系的定义 ;
空间信息的可视化 ;
GIS的用户接口。
3 空间数据的多种表达方式研究
为高效数据提取而组织的不同版本的数据及相应的拓扑关系 ,以及空间数据的多种表达方式 ;
满足数据一致性和精度要求的地图制图规则 ;
数据模型、链接、多机构、多尺度等对数据的需求。
4 地理信息的使用和价值研究
对GIS获取、实现和使用起关键作用的因素和过程的理解 ;
GIS传播模型建立方法 ;
确定 GIS的经济价值。
5 海量空间数据库的结构体系研究
海量数据库中数据模型、结构、算法、用户接口等问题的实现方法 ;
空间代数学 ;
基于逻辑的计算机查询语言 ;
元数据的具体内容和组织 ;
数据压缩和加密方法。
6 空间决策支持系统
GIS及其相关学科在决策形成中的作用 ;
区域灾害问题解决的空间决策支持方法 ;
空间决策支持系统的模型和数据 ;
空间决策支持系统技术和实现 ;
用户需求和组织等问题研究。
7 空间信息的可视化研究
数据质量的管理和可视化表达构成研究 ;
误差模型和数据质量指标 ;
数据库中数据的质量管理 ;
使内在表达和地图显示更容易的可视化工具 ;
对数据质量信息的用户需求评估。
8 地图制图的规范化研究
研究相应的方法和准则 ,以提高空间数据的一致性 , 以及空间数据在表达方式和空间分析方面的效率和准确性 ;
地图制图语言规范化研究 ;
规范化设计评估体系 ;
将知识推理嵌入数据模型。
9 地理信息数据共享的研究
由地理信息和技术共享到空间数据共享 ;
空间数据共享的理论研究 ;
空间数据共享的场所 ;
空间数据共享的处理方法。
10 GIS中时空关系的研究
地理空间中空间、时间以及和变化相关联的对象研究 ;
不同时间概念的划分 ,如 :离散的、连续的、单调的等 ;
具体应用中 ,笛卡儿坐标和欧几里得坐标的选择 ;
将人类对时间和空间的认知过程具体化、形式化 ;
空间现象的模拟计算模式。
11 遥感和 GIS的集成研究
解决遥感和 GIS集成方面的关键问题 ,主要包括 :
数据结构和存取问题 ;
数据处理流程 ;
误差分析 ;
机构问题。
12 GIS的用户接口研究
人机交互的用户接口设计和实现 ;
在 GIS环境中 ,人和计算机相互作用的研究 ;
不同背景、语言、文化对人机交互的影响
GIS软件用户接口设计的准则和方法。
13 GIS和空间分析研究
空间统计学地理数据的空间统计分析 ;
地理边界和地图比例尺在空间数据体系中的作用 ;
空间数据的采样和内插 ;
GIS数据结构和空间统计计算之间的关系。
14 GIS在全球变化中的作用研究
全面、定量地理解 GIS应用对全球变化所起的作用 ;
从小尺度的研究出发 ,建立理论基础和计算结构 ;
全球数据质量的评估。
15 法律、信息政策和空间数据库关系研究
GIS数据适用范围 ;
科学地理解空间数据库环境中的法律和政策 ;
如何完善 GIS方面法律的内容和质量 ;
空间数据库在公众政策和法律建设方面的作用
GIS在公众政策和法律方面的有用性尝试。
16 通过协作形成空间决策系统的研究
提供开发和评估工具 ,以解决复杂空间问题 ;
建立知识获取方法 ;
建立评估方案 ;
确定协作方的相互联系方式 ;
在相互作用的环境中解决冲突的方法。
17 在社会背景中 ,如何在 GIS中表达人、空间与环境的研究
人口的管理和控制 ;
确定冲突影响的人口范围 ;
政治经济关心的自然资源的开采和使用。
18 地理信息系统的互操作研究
开放的、分布式存储的 GIS结构 ;
地理数据语义特性获取方法 ;
数据抽象和处理模型研究 ;
地理空间数据的粒度 (Granularity)。
19 地理世界的规范化模式研究
地理世界的规范化表达 ;
用空间数据结构表达现实世界时 ,基本的描述元素 ;
GIS用户对地理世界的直觉看法。
地理信息系统（GIS，Geographic Information System或 Geo－Information system）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
三维是将采集以及经运算分析后对数据的表现、展示。三维数据相对二维数据更能表现出客观实际。
三维GIS与二维GIS一样，需要具备最基本的空间数据处理功能，如数据获取、数据组织、数据操纵、数据分析和数据表现等。相比于二维GIS，三维GIS具有以下优势。
空间信息的展示更为直观。从人们懂得通过空间信息来认识和改造世界开始，空间信息主要是以图形化的形式存在的。然而，用二维的图形界面展示空间信息是非常抽象的，只有专业的人士才懂得使用。相比二维GIS，三维GIS为空间信息的展示提供了更丰富、逼真的平台，使人们将抽象难懂的空间信息可视化和直观化，人们结合自己相关的经验就可以理解，从而做出准确而快速的判断。毫无疑问，三维GIS在可视化方面有着得天独厚的优势。虽然三维GIS的动态交互可视化功能对计算机图形技术和计算机硬件也提出了特殊的要求，但是一些先进的图形卡、工作站以及带触摸功能的投影设备的陆续问世，不仅完全可以满足三维GIS对可视化的要求，还可以带来意想不到的展示和体验效果。
多维度空间分析功能更加强大。空间信息的分析过程，往往是复杂、动态和抽象的，在数量繁多、关系复杂的空间信息面前，二维GIS的空间分析功能常具有一定的局限性，如淹没分析、地质分析、日照分析、空间扩散分析、通视性分析等高级空间分析功能，二维GIS是无法实现的。由于三维数据本身可以降维到二维，因此三维GIS自然也能包容二维GIS的空间分析功能。三维GIS强大的多维度空间分析功能，不仅是GIS空间分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分体现了GIS的特点和优越性。
先声明一下，我也没做过GIS开发，但大概知道思路。有两条路可走
一、使用esri系列
如果做C/S，使用ArcGIS Engine的插件与java的桌面集成，
如果做B/S，使用ArcGIS Server发布服务，用web service调用。
另外，地图的统计计算之类，如你说的，需要利用ArcGIS Desktop打包GP服务，然后用java调用。
二、使用开源系列
再有一些开源GIS开发工具，比如QGIS制图，GeoServer发布地图，postGIS地理信息数据库，Openlayers做地图接口
大概就是这样。
