地理信息系統在水文上的應用

Ⅰ 地理信息系統的主要應用領域有哪些

遙感與地理信息系統跟化學的聯系確實比較遠，遙感和地理信息系統都是宏觀的東西，化學是很微觀的領域，交叉點很少，要是非說有什麼聯系也是和宏觀化學的聯系，比如說用遙感監測一下海洋的化學污染，看一看河流有沒有富營養化，高光譜遙感還有望區分出不同的化學污染物；用地理信息系統的空間分析功能分析一下化學污染物的排放濃度在地理上的分布特徵，規劃一下城市中的什麼位置建化工廠污染能達到最小等。

Ⅱ 地理信息系統有何用途

其基本功能抄包括對數據的採集、管理、處理、分析和輸出。同時，地理信息系統依託這些基本功能，通過利用空間分析技術、模型分析技術、網路技術和資料庫集成技術等，更進一步演繹豐富相關功能，滿足社會和用戶的廣泛需要。

從總體上看，地理信息系統的功能可分為：數據採集與編輯、數據處理與存儲管理、圖形顯示、空間查詢與分析以及地圖製作。

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所需要的知識能力：

1、掌握數學、物理、計算機科學等方面的基本理論和基本知識；

2、掌握地理信息系統和地圖學的基本理論、基本知識和基本實驗技能，以及地理信息系統技術開發的基本原理和基本力法；

3、了解相鄰專業如地理學、資源環境與城鄉規劃管理、測繪工程等的一般原理和方法；

4、了解國家科學技術政策、知識產權、可持續發展戰略等有關政策和法規；

5、了解地理信息系統的理論前沿、應用前景和最新發展動態，以及地理信息系統產業發展狀況；

6、掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法；具有-定的實驗設計、創造實驗條件，歸納、整理、分析實驗結果，撰寫論文，參與學術交流的能力。

Ⅲ 地理信息系統在測繪領域有哪些應用

GIS 的應用領域 地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展，廣泛應用於資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。 (加測繪、應急、石油石化等國民經濟各個領域。)

Ⅳ 地理信息系統的應用有哪些

GIS 的應用領域
地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展，廣泛應用於資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。 (加測繪、應急、石油石化等國民經濟各個領域。)
以下地理信息系統的應用領域分別回答了在各自領域內的作用
◆ 資源管理 (Resource Management)
主要應用於農業和林業領域，解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。主要回答「定位」和「模式」兩類問題。
◆ 資源配置 (Resource Configuration)
在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供應等到機構的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證資源的最合理配置和發揮最大效益。
◆ 城市規劃和管理 (Urban Planning and Management)
空間規劃是GIS的一個重要應用領域，城市規劃和管理是其中的主要內容。例如，在大規模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。
◆ 土地信息系統和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許多內容，藉助GIS技術可以高效、高質量地完成這些工作。
◆ 生態、環境管理與模擬 (Environmental Management and Modeling)
區域生態規劃、環境現狀評價、環境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環境與區域可持續發展的決策支持、環保設施的管理、環境規劃等。
◆ 應急響應 (Emergency Response)
解決在發生洪水、戰爭、核事故等重大自然或人為災害時，如何安排最佳的人員撤離路線、並配備相應的運輸和保障設施的問題。
◆ 地學研究與應用 (Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、經濟地理研究、空間決策支持、空間統計分析、制圖等都可以藉助地理信息系統工具完成。
◆ 商業與市場 (Business and Marketing)
商業設施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區周圍居民區的分布和人數，建成之後就可能無法達到預期的市場和服務面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區的人口結構(年 齡構成、性別構成、文化水平)、消費水平等結合起來考慮。地理信息系統的空間分析和資料庫功能可以解決這些問題。房地產開發和銷售過程中也可以利用GIS功能進行決策和分析。
◆ 基礎設施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基礎設施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設施、 電力設施等)廣泛分布於城市的各個角落、且這些設施明顯具有地理參照特徵的。它們的管理、統計、匯總都可以藉助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
◆ 選址分析 (Site Selecting Analysis)
根據區域地理環境的特點，綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特徵、環境影響等因素，在區域范圍內選擇最佳位置，是GIS的一個典型應用領域，充分體現了GIS的空間分析功能。
◆ 網路分析 (Network System Analysis)
建立交通網路、地下管線網路等的計算機模型，研究交通流量、進行交通規則、處理地下管線突發事件(爆管、斷路)等應急處理。 警務和醫療救護的路徑優選、車輛導航等也是GIS網路分析應用的實例。
◆ 可視化應用 (Visualization Application)
以數字地形模型為基礎，建立城市、區域、或大型建築工程、著名風景名勝區的三維可視化模型，實現多角度瀏覽，可廣泛應用於宣傳、城市和區域規劃、大型工程管理和模擬、旅遊等領域。
◆ 分布式地理信息應用 (Distributed Geographic Information Application)
隨著網路和Internet技術的發展，運行於Intranet或Internet環境下的地理信息系統應用類型，其目標是實現地理信息的分布式存儲和信息共享，以及遠程空間導航等。

Ⅳ 地理信息系統在地質學上應用

GIS與測繪學和地理學有著密切的關系。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，那麼，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辟一個嶄新的天地」。GIS被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。

GIS按研究的范圍大小可分為全球性的、區域性的和局部性的；按研究內容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業應用系統集中起來，可以構成相應地域同級的區域綜合系統。在規劃、建立應用系統時應統一規劃這兩種系統的發展，以減小重復很費，提高數據共享程度和實用性。
在配電自動化系統中地理信息系統（GIS）是一個重要內容:由於配電網節點多，設備分散，其運行管理工作常於地理位置有關，引入配電地理信息系統（GIS）系統，可以更加直觀的進行運行管理；其內容主要包括：設備管理（FM），是將變電站、饋線、變壓器、開關、電桿等設備的技術數據反映在地理背景圖上；用戶信息系統（CIS），指藉助GIS對大量用戶信息，如用戶名稱、地址、帳號、電話、用電量和負荷、供電優先順序、停電記錄等進行處理，便於迅速判斷故障的影響范圍，而用電量和負荷的統計信息還可作為網路分析的依據；停電管理系統（OMS），是指接到停電投訴後，GIS通過調用CIS和SCADA功能，迅速查明故障地點和影響范圍，選擇合理的操作順序和路徑，顯示處理過程中的進展，並自動將有關信息轉給用戶投訴電話應答系統；另外GIS還可具有輔助配電網發展規劃設計功能等。

我國地理信息系統的起步稍晚，但發展勢頭相當迅猛，大致可分為以下三個階段。
第一是起步階段。20世紀70年代初期，我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領域中的應用。隨著國際遙感技術的發展，我國在1974年開始引進美國地球資源衛星圖像，開展了遙感圖像處理和解譯工作。1976年召開了第一次遙感技術規劃會議，形成了遙感技術試驗和應用蓬勃發展的新局面，先後開展了京津唐地區紅外遙感試驗。新疆哈密地區航空遙感試驗、天津渤海灣地區的環境遙感研究、天津地區的農業土地資源遙感清查工作。長期以來，國家測繪局系統開展了一系列航空攝影測量和地形測圖，為建立地理信息系統資料庫打下了堅實的基礎。解析和數字測圖、機助制圖、數字高程模型的研究和使用也同步進行。1977年誕生了第一張由計算機輸出的全要素地圖。1978年，國家計委在黃山召開了全國第一屆資料庫學術討論會。所有這些為GIS的研製和應用作了技術上的准備。
第二是試驗階段。進入80年代之後，我國執行「六五」、「七五」計劃，國民經濟全面發展，很快對「信息革命」作出熱烈響應。在大力開展遙感應用的同時，GIS也全面進入試驗階段。在典型試驗中主要研究數據規范和標准、空間資料庫建設、數據處理和分析演算法及應用軟體的開發等。以農業為對象，研究有關質量評價和動態分析預報的模式與軟體，並用於水庫淹沒損失、水資源估算、土地資源清查、環境質量評價與人口趨勢分析等多項專題的試驗研究。在專題試驗和應用方面，在全國大地測量和數字地面模型建立的基礎上，建成了全國1：100萬地留資料庫系統和全國土地信息系統、1：4見萬全國資源和環境信息系統及1：25o萬水土保持信息系統，並開展了黃土高原信息系統以及洪水災情預報與分析系統等專題研究試驗。用於輔助城市規劃的各種小型信息系統在城市建設和規劃部門也獲得了認可。
在學術交流和人才培養方面得到很大發展。在國內召開了多次關於GIS的國際學術討論會。1985年，中國科學院建立了「資源與環境信息系統國家級重點開放實驗室」，1988年和1990年武漢測繪科技大學先後建立了「信息工程專業」和「測繪遙感信息工程國家級重點開放實驗室」。我國許多大學中開設了rs方面的課程和不同層次的講習班，已培養出了一大批從事GIS研究與應用的博士和碩土。
第三是GIS全面發展階段。80年代末到90年代以來，我國的GIS隨著社會主義市場經濟的發展走上了全面發展階段。國家測繪局正在全國范圍內建立數字化測繪信息產業。1：100萬地圖資料庫已公開發售，衛：25萬地圖資料庫也已完成建庫，並開始了全國1石萬地圖資料庫生產與建庫工作，各省測繪局正在抓緊建立省級1：1萬基礎地理信息系統。數字攝影測量和遙感應用從典型試驗逐步走向運行系統，這樣就可保證向GIS源源不斷地提供地形和專題信息。進入90年代以來，沿海、沿江經濟開發區的發展，土地的有償使用和外資的引進，急需GIS為之服務，有力地促進了城市地理信息系統的發展。用於城市規劃、土地管理、交通、電力及各種基礎設施管理的城市信息系統在我國許多城市相繼建立。
在基礎研究和軟體開發方面，科技部在「九五」科技攻關計劃中，將「遙感、地理信息系統和全球定位系統的綜合應用」列入國家「九五」重中之重科技攻關項目，在該項目中投入相當大的研究經費支持武漢測繪科技大學、北京大學、中國地質大學、中國林業科學研究院和中國科學院地理研究所等單位開發我國自主版權的地理信息系統基礎軟體。經過幾年的努力，中國GIS基礎軟體與國外的差距迅速縮小，涌現出若干能參與市場競爭的地理信息系統軟體，如GeoStar， MapGIS， OityStar， ViewGIS等。在遙感方面，在該項目的支持下，已建立全國基於IK4遙感影像土地分類結果的土地動態監測信息系統。國家這一重大項目的實施，有力地促進了中國遙感和地理信息系統的發展

Ⅵ 地理信息系統在測繪領域有哪些應用

◆ 資源管理 (Resource Management)
主要應用於農業和林業領域，解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。主要回答「定位」和「模式」兩類問題。

◆ 資源配置 (Resource Configuration)
在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供應等到機構的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證資源的最合理配置和發揮最大效益。
◆ 城市規劃和管理 (Urban Planning and Management)
空間規劃是GIS的一個重要應用領域，城市規劃和管理是其中的主要內容。例如，在大規模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。
◆ 土地信息系統和地籍管理 (Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許多內容，藉助GIS技術可以高效、高質量地完成這些工作。
◆ 生態、環境管理與模擬 (Environmental Management and Modeling)
區域生態規劃、環境現狀評價、環境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環境與區域可持續發展的決策支持、環保設施的管理、環境規劃等。
◆ 應急響應 (Emergency Response)
解決在發生洪水、戰爭、核事故等重大自然或人為災害時，如何安排最佳的人員撤離路線、並配備相應的運輸和保障設施的問題。
◆ 地學研究與應用 (Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、經濟地理研究、空間決策支持、空間統計分析、制圖等都可以藉助地理信息系統工具完成。
◆ 商業與市場 (Business and Marketing)
商業設施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區周圍居民區的分布和人數，建成之後就可能無法達到預期的市場和服務面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區的人口結構(年 齡構成、性別構成、文化水平)、消費水平等結合起來考慮。地理信息系統的空間分析和資料庫功能可以解決這些問題。房地產開發和銷售過程中也可以利用GIS功能進行決策和分析。
◆ 基礎設施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基礎設施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設施、 電力設施等)廣泛分布於城市的各個角落、且這些設施明顯具有地理參照特徵的。它們的管理、統計、匯總都可以藉助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
◆ 選址分析 (Site Selecting Analysis)
根據區域地理環境的特點，綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特徵、環境影響等因素，在區域范圍內選擇最佳位置，是GIS的一個典型應用領域，充分體現了GIS的空間分析功能。
◆ 網路分析 (Network System Analysis)
建立交通網路、地下管線網路等的計算機模型，研究交通流量、進行交通規則、處理地下管線突發事件(爆管、斷路)等應急處理。 警務和醫療救護的路徑優選、車輛導航等也是GIS網路分析應用的實例。
◆ 可視化應用 (Visualization Application)
以數字地形模型為基礎，建立城市、區域、或大型建築工程、著名風景名勝區的三維可視化模型，實現多角度瀏覽，可廣泛應用於宣傳、城市和區域規劃、大型工程管理和模擬、旅遊等領域。
◆ 分布式地理信息應用 (Distributed Geographic Information Application)
隨著網路和Internet技術的發展，運行於Intranet或Internet環境下的地理信息系統應用類型，其目標是實現地理信息的分布式存儲和信息共享，以及遠程空間導航等。

Ⅶ 計算機技術在水文地質中的應用

康鳳新¹ 袁西龍²

（1.山東省地礦局，濟南250013；2.青島地質工程勘察院，青島266071）

作者簡介：康鳳新（1968—），男，研究員，主要從事水工環地質及地熱地質工作。

摘要：本文簡要論述了計算機技術在水文地質中的應用，包括二維動態數據處理、三維數據處理、數值法計算數據處理、資料庫建設及空間資料庫管理等。

關鍵詞：計算機技術；水文地質；應有

人類社會已進行了信息時代，其標志便是計算機技術日新月異的飛速發展。為了跟上時代發展的步伐，在水文地質研究中也應加強計算機技術的應用，逐步實現資料整理、參數及資源計算、數據管理、圖形繪制的計算機自動化，以提高工作效率、提高成果精度、增強高科技含量、增強市場競爭力。現就幾種常用計算機軟體在水文地質研究中的應用做一簡介。

1 二維動態數據處理

二維動態數據處理常用的計算機軟體是Golden Software，Inc.公司研製的Grapher。其特點是可以自動繪制非常復雜的二維動態曲線圖，並可集多因素動態曲線於一圖，便於綜合對比分析。同時，Grapher還可自動擬合出回歸方程，包括線性方程、指數方程、冪函數方程、對數方程、多項式方程等，供分析、預測預報用。

圖1展示的是趵突泉自1959年以來的流量動態變化曲線及根據多項式擬合方程自動繪制的曲線。

圖1 趵突泉實測流量變化曲線及其擬合曲線

縱坐標為趵突泉流量，10⁴m³/d，橫坐標為時間，年；實線為實測流量值，帶菱形符號的曲線為擬合值

圖2展示的是多因素動態曲線圖，包括礦化度（圖中的TDS）、總硬度（圖中的Total hardness）、水位（圖中的Water level）、水溫（圖中的Temperature）及開采量（圖中的Proction）等。

圖2 多因素動態曲線圖

Microsoft Excel 也可實現上述部分功能，但不如Grapher機動、靈活。

2 三維數據處理

三維數據處理最常用的計算機軟體是Golden Software，Inc.公司研製的Surfer。其特點是能夠自動繪制水位標高、水位埋深、水位降深、水溫、水化學、地面沉降量等三維圖件，及各種疊置圖。

圖3展示的是由Surfer繪制的羊庄盆地岩溶地下水位等值線圖、地下水流向圖與水面立體圖的疊置圖。從圖中可以清晰地看出地下水主徑流帶及匯集富水區的分布范圍，對空間水文地質特徵的研究變得直觀、形象、簡捷。

如圖4所示，Excel也可繪制另一類多因素三維圖。

3 數值法計算數據處理

Modflow是美國地質調查局開發研製的數值法計算機軟體，是英文Molar Three-dimensional Finite-difference Ground-water Flow Model的英文簡稱，即模塊化三維有限差分地下水流模型。Modflow在全世界范圍內得到了廣泛的應用，已經成為目前世界上最為流行的地下水運動數值模擬的計算機程序。其特點之一是可直接調用MapGIS、Surfer等數據格式，也能夠將輸出數據轉換為Grapher、Surfer格式（圖5、圖6）。這樣，便可將Modfow與Map-GIS、Grapher、Surfer等軟體結合起來，使繁瑣、復雜的數值法計算變得相對便捷、高效。

圖3 羊庄盆地岩溶地下水位等值線圖、地下水流向圖與水面立體圖的疊置圖

圖4 趵突泉多因子水質動態圖

圖5 Modflow計算、Grapher繪制的地下水位實測及擬合曲線

縱坐標為地下水位，m，橫坐標為時間，d；實線為Modflow計算地下水位，帶五角星的虛線為實測水位

圖6 Modflow計算、Surfer繪制的地下水位等值線及地下水流向圖

4 資料庫建設

處理海量水文地質、環境地質數據的最有效途徑之一是建立勘查、研究及監測資料庫。目前最流行的數庫系統軟體是FoxPro、最流行的高級編程語言是C＋ ＋。圖7就是利用這兩種軟體研製的地下水勘查信息系統所展示的成果之一。利用該系統可以方便地實現水源地數據查詢、統計、綜合分析、動態圖繪制等功能。

圖7 地下水信息系統水源地動態分析功能之一

5 空間資料庫管理

空間資料庫管理需藉助於地理信息系統（GIS）軟體。目前國際上最通用的GIS軟體是ESRI公司研製的ArcInfo和ArcView。ArcView可將一般資料庫與圖形庫鏈接起來，並可實現動態鏈接。圖8中的右下圖為山東省地下水水源地分布圖，用滑鼠選中某一水源地後，與其鏈接的外部資料庫便會自動打開，如圖8中的右上圖所示；同時，可利用定製的ArcView中的Grapher功能，自動生成各種動態曲線圖或柱形圖與餅圖，如圖8中的左圖所示。

6 結語

在水文地質工作中，無論是野外資料整理，還是室內參數及資源計算、數據管理、圖形繪制，都可以實現計算機自動化處理。

圖8 圖形庫與外部資料庫的動態鏈接

參考文獻

Cees van Westen，1997.Introction to Geographic Information Systems，Geo-hazard Management in Coastal Areas，CCOP COASTPLAN Workshop，Osaka，Japan

Kang Fengxin and Yuan Xilong，2001.GIS Application for the Management of Groundwater Resources in Shandong Province，China，CCOP TECHNICAL BULLETIN VOL.30—Geo-information and GIS Application for the Urban Areas of East and Southeast Asia，GSJ/AIST

Kang Fengxin and Xu Junxiang，2000.Urban Environmental Geologic Problems and Its Countermeasures in Shandong Province，China，Technical Documents in Hydrology，No.27—Future groundwater resources at risk，UNESCO，Paris

Ⅷ 地理信息系統的應用領域有哪些

遙感與抄地理信息系統跟化學的聯系確實比較遠，遙感和地理信息系統都是宏觀的東西，化學是很微觀的領域，交叉點很少，要是非說有什麼聯系也是和宏觀化學的聯系，比如說用遙感監測一下海洋的化學污染，看一看河流有沒有富營養化，高光譜遙感還有望區分出不同的化學污染物；用地理信息系統的空間分析功能分析一下化學污染物的排放濃度在地理上的分布特徵，規劃一下城市中的什麼位置建化工廠污染能達到最小等。

Ⅸ 地理信息系統在水文水資源方面有哪些應用

製作洪水風險圖、防洪排澇中下墊面土地利用分類統計、洪澇災害淹沒損失分析等等

Ⅹ 地球信息科學在水文方面的應用

作為一個現代的科學術語,地球信息科學的出現僅僅十多年時間。它是在衛星遙感、全球定位系統、地理信息系統、數字傳輸網路等一系列現代信息技術高度集成,以及信息科學與地球系統科學交叉的基礎之上所形成的科學體系。雖然其理論與方法還處於初級階段,科學體系尚未完善,但它已得到國內外科技界的普遍關注。十年來,為了加強對資源開發與環境保護的系統調控和協調發展,許多國家都在積極發展地球信息科學。
地球信息科學的科學定義是地球系統科學、信息科學、地球信息技術交叉與融合的產物,它以信息流為手段研究地球系統內部物質流、能量流和人流的運動狀態與方式,由主部分組成「地球信息學」是其理論研究的主體,「地球信息技術」是其研究手段,「全球變化與區域可持續發展」是其主要應用研究領域。地球信息科學是地球科學的一門新興的重要分支學科和應用學科。
地球信息科學通過對地球圈層間信息傳輸過程與物理機制的研究來揭示地球信息機理,它是地球信息科學的重要理論支撐。以對地觀測系統、地理信息系統、電子地圖與信息高速公路所構成的以地理信息系統為核心的集成化技術體系,由於實現了地球信息的獲取、分析與傳播,因而形成了地球信息科學的重要技術框架。全球變化與區域可持續發展則是地球信息科學的重要應用領域。
在現代科學的理論體系中,信息、控制和系統是三個具有時代特徵意義並且有深刻內在聯系的重要科學概念。資訊理論、控制論和系統論的結合導致了現代科學方法論的重大突破,促成了現代科學技術的巨大變化。地球信息科學的研究對象是地球系統,應用資訊理論、控制論和系統論來研究地球系統就形成了地球信息科學的方法論。
地球信息科學的方法論可以概括為:
地球系統數據流—→地理信息系統(空間信息分析) 信息流—→
專業模型、專家系統(策略、方案分析) 知識流—→
策略、方案實施調節、控制—→地球系統的信息流通與反饋鏈條。
地理信息系統通過源於地球系統的數據流進行空間信息分析,將數據流轉換為信息流,實質上完成了對地球系統的了解和認識,即實現了對於這個復雜地球系統的認識過程。空間決策系統通過對來於地理信息系統的信息流進行空間決策分析,將信息流轉換為知識流(目的、計劃和策略信息流),實質上模擬了對於地球系統的調節和控製作用,即模擬了對於這個復雜地球系統的調控過程,而策略、方案的實施,則將知識流轉化為真正可供操作的調節和控制行為。
總之,地球信息科學的產生與發展,無論從理論上還是從技術上都將為地球科學問題的全球變化與區域可持續發展研究提供指導與支持。如果用人的一雙手形象地描述地球信息科學的應用,一隻手可以看作全球變化,每一個手指分別代表生物圈、水圈、大氣圈、土壤圈和岩石圈,五個方面相互作用構成了全球變化研究主題;另一隻手可以看作是區域可持續發展,大拇指代表信息流,其餘四指分別代表人流、物質流、能量流等。